DE567002C - Einrichtung zur Erzeugung eines elektromagnetischen Strahlenbuendels fuer die Navigation von Luftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich, auf Luftnavigation und hat eine Einrichtung zum Gegenstand, die es dem Führer eines Flugzeuges möglich macht, unabhängig von den Sicht-Verhältnissen gut zu landen.

Nach der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Erzeugung eines elektromagnetischen Strahlenbündels vorgesehen, und zwar enthält sie einen Paraboloidreflektor, durch dessen Brennpunkt sich ein im wesentlichen linear gestalteter Antennenleiter in Richtung der Paraboloidachse erstreckt, der mit einem Signalkreis gekoppelt ist und durch dessen Zusammenwirken mit dem Reflektor ein hohlkegelförmiges Strahlenfeld erzeugt wird.

Zweckmäßig wird anschließend an den Brennpunkt des Reflektors ein zweiter rechtwinklig zum ersten verlaufender Antennenleiter vorgesehen, der in anderer Weise modifi-

ao zierte elektromagnetische Wellen aussendet als der parallel zur Reflektorachse angeordnete. Diese zweite Antenne ist vorzugsweise so angeordnet und eingestellt, daß sie die Ausstrahlung eines geschlossenen Strahlenkegeis innerhalb des Hohlkegelfeldes verursacht, so daß beim Anbringen der Einrichtung auf einem Flugfeld ein mit entsprechenden Empfangsvorrichtungen versehenes Flugzeug nach Eintritt in das Hohlkegelfeld genau seine Lage zum Landungsplatz feststellen kann, an welchem die den Strahlenkegel erzeugende Vorrichtung angeordnet ist. Hierdurch wird eine weitgehende Sicherung für den Flugzeugverkehr erzielt.

Die Erfindung ist durch die Zeichnungen beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen

Abb. ι eine schaubildliche Darstellung der Landeinrichtung,

Abb. la eine Einzeldarstellung dazu,

Abb. 2 und 3 im Grundriß und lotrechten Schnitt eine Vorrichtung zur Erzeugung eines elektromagnetischen Strahlenbündels,

Abb. 4 und 5 eine abgeänderte Ausführungsform,

Abb. 6 und 7 Grundriß und Schnitt eines Raummodells, das die Richtcharakteristiken der Vorrichtung entsprechend Abb. 2 und 3 wiedergibt.

Bei der gegenwärtigen Luftfahrt ist die etwa notwendig werdende Landung während schwacher Sicht, beispielsweise wenn Nebel den Landungsplatz einhüllt, im höchsten Maße von Zufällen abhängig. Es ist vorgeschlagen, Rundfunkpeilstellen einzurichten, um einen

Flugzeugführer in Richtung auf ein Landungsfeld zu leiten. Aber diese Peilstellen helfen dem Flugzeugführer nicht, zu erkennen, ob er unmittelbar über dem Landungsfeld ist oder nicht. Ferner ist bereits bekannt, den Raum über dem Felde mit einer Zone elektromagnetischer Strahlen zu umgeben. Diese Strahlenzone ist konzentriert oder besitzt einen Hohlraum und wird von der Erdoberfläche aus ίο durch eine geeignete Vorrichtung aufwärts gerichtet. Beim Annähern an das Landungsfeld tritt das mit entsprechenden Empfängern ausgestattete Flugzeug in die Strahlenzone, und der Flugzeugführer erhält infolgedessen Nachricht, daß er dicht am Felde ist. Wenn er durch die Strahlenzone hindurchgeht, so gelangt er in den Innenraum, und wenn er in den Umrißlinien der Strahlenzone bleibt, so kann er niedergehen und sicher landen. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung solcher elektromagnetischer Strahlenzonen.

In Abb. ι ist bei 10 ein Landungsfeld angedeutet. Eine Vorrichtung 11 dient dazu, eine Zone 13 elektromagnetischer Strahlen aufwärts zu senden. Die Vorrichtung 11 ist so ausgebildet, daß die Zone 13 im wesentlichen einen nach außen divergierenden Innenraum 14 umschließt, der an Größe annähernd dem Landungsfeld 10 entspricht.

Eine Vorrichtung zur Erzeugung einer einen Innenraum umschließenden Zone elektromagnetischer Strahlen ist in Abb. 2 und 3 wiedergegeben. Im Brennpunkt 17 eines Reflektors 16 aus leitendem Stoff befindet sich ein Antennenleiter 18, der mit einem Signalkreis 19 gekoppelt ist. Um die Ausbreitung eines Hohlstrahlenfeldes zu erzielen, wird der Leiter 18 vorzugsweise linear gestaltet und im wesentlichen zusammenfallend mit der Reflektorachse 21 angebracht. Die Wellenlänge der dem Leiter 18 vom Signalkreise 19 zugeführten Energie ist vorzugsweise gleich dem Vierfachen der Brennweite des Reflektors 16. Es können aber auch andere Wellenlängen verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Brennweite des Reflektors ein ungerades Vielfaches von V₄ Wellenlänge ist.

Es ist festgestellt worden, daß ein Antennenleiter, der in der beschriebenen Weise angeordnet wird, ein Strahlenfeld erzeugt, das keinen geschlossenen Strahlenkegel darstellt. Es ist zu bemerken, daß hier der Leiter 18 im wesentlichen parallel zur Achse 21 verläuft. In diesemFalle pendeln die Schwingungsströme im Leiter 18 in der Allgemeinrichtung der Achse 21 hin und her, während an anderer Stelle bereits vorgeschlagen wurde, die Strompendelungen seitlich gegenüber der Achse 21 eintreten zu lassen. Durch die hier beschriebene und dargestellte Vorrichtung wird ein konzentriertes Strahlenfeld erzeugt; aber das Feld geht durch eine innere Neutralisationszone, die im wesentlichen kegelig und in der die Strahlung praktisch gleich Null ist.

In Abb. 6 und 7 ist ein Modell veranschaulicht, das die Richtcharakteristik der Vorrichtung nach Abb. 2 und 3 in den drei Dimensionen darstellen soll. Dieses Modell wurde aus einer Zahl von Kartonelementen 23 gebildet, die in der gemeinsamen Lage festgehalten wurden, um eine körperliche Wiedergabe zu erzielen. Jeder Punkt auf dem Umriß 24 dieser Elemente erhält Energie gleicher Stärke von der reflektierenden Vorrichtung, die im. Punkte 26 angebracht zu denken ist. Man sieht, daß die inneren Ränder der Elemente 23 im wesentlichen geradlinig sind, was veranschaulicht, daß der innere strahlungsfreie Raum scharf abgegrenzt ist.

Unter der Voraussetzung, daß bei 11 in Abb. ι eine nach Abb. 2 und 3 beschriebene Vorrichtung angebracht ist, ist klar, daß eine Antenne 27 (Abb. la), die sich in der Strahlenzone 13 befindet, Energie aufnimmt, um einen Empfänger 28 in Tätigkeit zu setzen. Die Empfängerantenne 27 ist in geeigneter Weise polarisiert, und wenn sie ähnlich dem Leiter 18 des Senders ist, so soll sie sich im wesentlichen parallel zur Achse 21 erstrekken. Wenn ein Flugzeug 29 mit einem solchen Empfänger ausgerüstet ist, so wird es bei dessen Eintritt in die Zone 13 in der Vorrichtung 28 einen Empfang erzielen, und damit wird angezeigt, daß das Flugzeug sich nahe dem Landungsfelde befindet. Kreuzt es die "Zone 13 und gelangt in die Innenzone 14, so hört die Anzeige aus der Energie, die der Zone 13 entnommen worden ist, auf, und es tritt erst wieder Empfang ein, wenn das Flugzeug die Zone 14 durchquert hat und wieder in die Zone 13 gelangt. Selbstver^ ständlich hat die Strahlenzone 13 besonders kennzeichnende Merkmale; beispielsweise kann sie eine besondere Wellenlänge aufweisen, oder sie kann Morsezeichen geben, oder sie kann nach einem charakteristischen Signalton moduliert werden. Nach endgültiger Bestimmung des Raumes 14 kann der Flugzeugführer auf das Landungsfeld niedergehen, wobei er die Zone 1.3 als Führung benutzt, um sich innerhalb der. Zone 14 über dem Landungsfelde zu halten.

Damit der Flugzeugführer die innere Zone 14 mit größerer Sicherheit ermitteln und leichter von der Zone 13 unterscheiden kann, wird bevorzugt, diesen Raum durch ein anderes Strahlenfeld z.u kennzeichnen. Das innere Strahlenfeld kann durch einen anderen getrennten Reflektor gebildet werden. Es hat sich aber gezeigt, daß es möglich ist, mit einem einzigen Reflektor sowohl einen Hohl-

Claims (2)

1. kegel wie auch einen inneren Strahlenvollkegel zu senden. Eine solche Einrichtung ist in "Abb. 4 und 5 wiedergegeben. In diesem Falle ist der Reflektor 16 wieder mit einem Antennenleiter 18 ausgerüstet, der im wesentlichen längs der Reflektorachse 21 verläuft und mit einem bei 30 allgemein angedeuteten Signalkreis gekoppelt ist. In gleicher Weise ist am Brennpunkt des Reflektors 16 ein zweiter Antennenleiter 31 angeordnet, der mit einem anderen Signalkreis gekoppelt ist, der das allgemeine Bezugszeichen 32 trägt. Diese zweite Antenne ist imstande, einen im wesentlichen geschlossenen Strahlenkegel auszusenden. Antennenleiter, die mittels des Reflektors einen geschlossenen Strahlenkegel zu senden imstande sind, sind an sich bekannt. Hier ist der Leiter ringförmig gebogen und ist mit reaktiven Phasenschiebereinrichtungen 33 zwischen seinen Enden versehen. Die beiden Zweige des Leiters 31, zwischen denen die Vorrichtung 33 liegt, sind vorzugsweise gleich etwa einer halben Wellenlänge der zu verwendenden Energie. Durch geeignete Einstellung der Induktanz und Kapazität der Vorrichtung 33 wird die Stromverbindung der beiden Zweige des Leiters 31 so eingestellt, daß ein Spannungsknotenpunkt in den mittleren Teil jedes Zweiges fällt. Der Signälkreis 32 ist mit einem Zweige an diesem Spannungsknotenpunkt gekoppelt. Die typische Form eines Signalkreises ist schematisch durch einen Trägerfrequenzoszillator 34, mit einem Modulator 35 und einem Verstärker 36 dargestellt. Zur geeigneten Kennzeichnung der Strahlung kann jeder der Signalkreise 30 und 32 nach Morsezeichen verschiedener Art beeinflußt oder in charakteristischer Weise moduliert werden. Beispielsweise ist gezeigt, daß der Stromkreis 30 durch einen Schwingungserzeuger 37 moduliert wird, der bei einer Tonfrequenz betrieben wird, und daß auf den Kreis 32 ein Schwingungskreis 38 modulierend einwirkt, der mit einer anderen Tonfrequenz betrieben wird.

   Es ist leicht erkennbar, daß bei Verwendung eines inneren Strahlenkegels und einer äußeren Umschlußzone ein Flugzeugführer, dem die Kennmerkmale der beiden Zonen bekannt sind, leicht feststellen kann, wann er in die Zone 13 eintritt und wann er in der Zone 14 ist. Befindet er sich einmal in der Zone 14, so ist es für ihn einfach, in der Zone tiefer zu gehen und eine richtige Landung vorzunehmen. Selbstverständlich können mannigfache Mittel benutzt werden, um die Strahlen der Zonen 13 und 14 geeignet zu kennzeichnen. Beispielsweise kann man, statt die Strahlen nach Morsezeichen in besonderer Weise zu unterbrechen oder durch Töne verschiedener Höhe zu modulieren, auch durch Stimmfrequenzen modulieren, durch deren Empfang der Flugzeugführer Aufschluß über den besonderen Landungsplatz erhält, über dem er sich befindet, ferner über Riehtung und Geschwindigkeit des Windes oder über andere Erscheinungen, die für eine gute Landung wissenswert sind.

   Bei Verwendung von zwei Strahlenzonen ist selbstverständlich, daß das Flugzeug mit Empfängern ausgerüstet sein muß, die Energie aus beiden Strahlen feldern empfangen können.

   Pa tun τ ans ρ r ü c 111·;:

   ι. Einrichtung zur Erzeugung eines elektromagnetischcn Strahlenbündels für die Navigation von Luftfahrzeugen, gekennzeichnet durch einen Paraboloidreflektor, durch dessen Brennpunkt sich ein im wesentlichen linear gestalteter, in Riehtung der Paraboloidachse verlaufender Antennenleiter (18) erstreckt, der mit einem Signalkreis (19) gekoppelt ist und durch dessen Zusammenwirken mit dem Reflektor ein hohlkegelförmiges Strahlenfeld erzeugt wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an den Brennpunkt des Reflektors ein zweiter rechtwinklig zum ersten verlau- go fender Antennenleiter vorgesehen ist, der in anderer Weise modifizierte elektromagnetische Wellen aussendet als der parallel zur Reflektorachse angeordnete.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen