DE720785C - Verfahren zur Hoehen- und Tiefenbestimmung von Fahrzeugen - Google Patents

Verfahren zur Hoehen- und Tiefenbestimmung von Fahrzeugen

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DE720785C
DE720785C DET51165D DET0051165D DE720785C DE 720785 C DE720785 C DE 720785C DE T51165 D DET51165 D DE T51165D DE T0051165 D DET0051165 D DE T0051165D DE 720785 C DE720785 C DE 720785C
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DE
Germany
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rays
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aircraft
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Expired
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DET51165D
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Inventor
Fritz Nebel
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Telefunken AG
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Telefunken AG
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/02Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Description

  • Verfahren zur Höhen- und Tiefenbestimmung von Fahrzeugen Zur Abstandsbestimmung eines Senders von einer elektromagnetische Wellen reflektierenden Fläche sind zahlreiche Verfahren bekannt bzw. vorgeschlagen worden. So ist es bekannt, den Bodenabstand eines Luftfahrzeuges beispielsweise durch Aussendung von hochfrequenten Impulsen zu bestimmen, und zwar durch Laufzeitmessung dieser vom Erdboden wieder reflektierten Impulse. Es ist weiterhin bekannt, zur Höhenbestimmung von Luftfahrzeugen die sich mit der Annäherung an die Erdoberfläche ändernde Kapazität eines auf dem Flugzeug o. dgl. angeordneten offenen Schwingungskreises zu benutzen.
  • Schließlich sind noch Winkelmeßverfahren bekannt, die aus dem Winkel, den der von einem Flugzeugsender ausgesandte und der im Flugzeugempfänger wieder eintreffende reflektierte Strahl miteinander bilden, auf die Höhe des Flugzeuges schließen.
  • Diese bekannten Verfahren sind mehr oder weniger zur Bestimmung größerer Höhen, aber nicht mehr zur Bestimmung so geringer Bodenabstände geeignet, wie sie beispielsweise bei der Blindlandung eines Flugzeuges vorkommen. Bei einer solchen Blindlandung kommt es tatsächlich darauf an, eine Genauigkeit bei der Abstandsbestimmting zu erzielen, die Hohenunterschiede von nur einigen Meter ohne weiteres erkennen läßt.
  • Zu diesem Zweck wird bei dem Erfindungsvorschlag von einem bereits bekannten Verfahren ausgegangen, bei dem einem in einer vertikalen Leitebene geführten Flugzeug bestimmte Höhenpunkte dadurch kenntlich gemacht werden. daß in einer oder mehreren die Leitebene kreuzenden Ebenen ein oder mehrere gerichtete Strahlenbündel derart abgestrahlt werden. daß deren Schnitte mit entsprechenden gegenüberliegenden Strahlenbündeln oder mit einer durch besondere Strahlungen gebildeten Leitebene eine oder mehrere gewünschte Höhen angeben.
  • Eine Schwierigkeit bei der Durchführung dieses bekannten Vorschlages ergibt sich jedoch dadurch. daß es bisher nicht möglich ist, Strahlenbündel mit genügend scharfer Bündelung, wie sie für diesen Zweck erforderlich ist, zu erzeugen. Diese Nachteile sollen in ihrer Auswirliung dadurch vermieden werden, daß bei einem Verfahren zur Höhen-bzw. Tiefenbestimmung von Fahrzeugen, bei dem das Fahrzeug in einer vertikalen Leitebene geführt wird und in einer oder mehreren die Leitebene kreuzenden, vorzugsweise zu ihr senkrecht stehenden Ebenen gerichtete Strahlenbündel derart ausgestrahlt werden. daß deren Schnitt mit einer durch besondere Strahlungen gebildeten Leitebene oder mit anderen entsprechenden gegenüberliegenden Strahlenbündeln eine oder mehrere gewünschte Höhen bzw. Tiefen ergibt gemäß dem Erfindungsvorschlag jeweils von einem Punkt aus mehrere gerichtete Strahlenbündel verschiedener Kennung derart ausgesandt werden, daß sich nebeneinanderliegende Strahlenbündel teilweise überlappen und daß die Anzeige der einzelnen Höhen bzw. Tiefen durch DifiTerenzbildung der im Empfänger aufgenommenen Energiebeträge solcher benachbarter Strahlenbündel vorgenommen wird.
  • Es ist ohne weiteres einzusehen, daß die Anzeigegenauigkeit bzw. die Genauigkeit der Bestimmung der Höhe durch die Anwendung dieses an sich bekannten Leitstrahlprinzips wesentlich größer ist als bei dem obengenannten bekannten Verfahren.
  • Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll als Ausführungsbeispiel die Landung eines Flugzeuges betrachtet werden. Zur Führung in einer Vertikalebene und damit zur Festlegung einer bestimmten Einflugrichtung werden bekanntlich auf den Flugplätzen sog. Ultrakurzwellenbaken aufgestellt. Diese Baken erzeugen zwei sich teilweise überlappende Strahlungsdiagramme, deren Schnittlinie die vorgeschriebene Einflugrichtung angibt. Für eine Führung in der durch diese Bake festgelegten Vertikalebene ist also gesorgt.
  • Zusätzlich sollen nun Strahlenbündel in einer Ebene erzeugt werden. die vorzugsweise senkrecht zu der Leitebene liegt. In Abb. I ist ein solcher Schnitt senkrecht zur l,andungsleitehene dargestellt. Diese Landungsleitebene erscheint bei diesem Bild als Ge-. rade T. n der Stelle S1 ist eine Sende apparatur aufgestellt, die gemäß einem merkmal des Erfindungsvorschlages mehrere. vorzugsweise ultrakurzwellige Strahlungen verschiedener Kennung. und zwar in genau vorgeschriebenen, einander überlappenden Winkelbereichen erzeugt. Die einzelnen Strahlungen, die von S1 ausgehen, können dieselbe Trägerfrequenz, aber voneinander verschiedene Modulationsfrequenzen besitzen.
  • In dem praktisch von den Flugzeugen durchflogenen Bereich werden Strahlenbündel bl, c1. di, ei vorgesehen, die in der Vertikalebene T einander gleiche Höhenbereiche umfassen. lTnterhalb des auf diese Weise gekennzeichneten Höhenbereiches wird eine Strahlung a1 und oberhalb des gekennzeichneten Höhenbereiches eine Strahlung/' erzeugt. Die beiden letztgenannten Strahlungen besitzen wesentlich größere Öffnungswinkel als die Strahlungen bç bis ei, da sie nur die Aufgabe haben, einem Flugzeug anzuzeigen. daß es sich oberhalb oder unterhalb der vorgeschriebenen Höhe befindet.
  • An sich würde es genügen, nur die von der Apparatur SX erzeugten Strahlungen auszusenden. Sieht man auf der anderen Seite der Leitebene, und Zwar in gleichem Abstand, eine znveite Sendeapparatur S vor und sorgt man weiter dafür. daß dieser zweite Sender unter demselben Neigungswinkel gegenüber der Erdoberfläche entsprechende Strahlenbündel a2, b2. cs, d2, e2, J ausstrahlt, so kanr eine solche Anordnung gleichzeitig zur Führung des Fahrzeuges in einer Vertikalebene benutzt werden. Die Aufstellung eines besonderen Bakensenders. der die Einflugel>ene festlegt, ist dann überflüssig.
  • Während sich die einzelnen Strahlenbündel die von einem Sender ausgehen, wie bereits beschrieben, durch ihre AIodulatiollsfrequenzen voneinander unterscheiden sollen. werden die entsprechenden Strahlenbündel, die von dem zweiten Sender ausgehen, zweckmäßig dieselbe NIodulationsfrequenz besitzen, d. li. die Strahlenhündelaí und a2 sind beispielsweise mit der Frequenz a. die Strahlenbündel bt und b mit der Frequenz b moduliert usf.
  • Ein Flugzeug Fl, das in der vorgeschriebenen Leitebene sich dem Flugplatz nähert wird also in bekannter Weise bei Durchfliegen der Ouerstrahlenbütlde1 aus der jeweils aufgenommenen Niodulation erkennen können, in welcher Höhenlage es sich befindet. man wird zweckmäßig die Bündelung der einzelnen Strahlen derart wählen daß jedes der Strahlenbündel bl. cl, d1, e1 bzw. b., cv, d.,. e., als Schnittlinie in der Vertikalebene 7 Höhenunterschiede von etwa 5 bis io m umfaßt.
  • Um eine noch genauere Anzeige zu erhalten, ist nun die Anlage gemäß einem weiteren Merkmal des Erfindungsvorschlages derart ausgebildet, daß sie nach dem an sich bekannten Leitstrahlprinzip mit empfangsseitiger Differenzbildung der aufgenommenen Energiebeträge benachbarter Strahlenbündel arbeitet. Hierzu wird man beispielsweise im niederfrequenten Rhythmus schaltende Schaltvorrichtungen vorsehen, die während der einen Schaltphase die Strahlenbündel cii, ci, Ci -bzw. a2, c2, e2 und in der anderen Schaltphase die-Strahlenbündelbi, dj, J1 bzw. b2, d2, J zur Ausstrahlung bringen. Es ergeben sich dann in den Überlappungszonen je zweier Strahlenbündel, die in der Abb. I durch die schwarz ausgezogenen Flächen dargestellt sind, Leitstrahlen, deren genaue Lage gekennzeichnet ist durch das Auftreten der gleichen Feldstärke der beiden entsprechenden benachbarten Strahlenbündel. Bei Durchführnfg des Erfindungsvorschlages werden also bestimmte Höhenpunkte im Raum mit der bei Leitstrahlanlagen bekannten Genauigkeit festgelegt.
  • In Abb. 2 ist eine beispielsweise Empfangsvorrichtung zur Aufnahme der gemäß Abb. I ausgesandten Strahlenbündel dargestellt.
  • Diese Empfangsvorrichtung soll sich beispielsweise in dem Flugzeug Pl befinden. Es wird davon ausgegangen, daß die von den Sendereinrichtungen S1 und S ausgesandten Strahlungen, wie bereits erwähnt, gleiche Trägerfrequenz besitzen sollen. Dementsprechend werden sämtliche Strahlungen von einer einzigen Antenne G aufgenommen und dem Empfänger H zugeleitet. Im Ausgang des Empfängers befinden sich Siehkreise A, B, C, D, E, F, die lediglich die den entsprechenden Strahlenbündeln aufgedrückten Modulationsfrequenzen a bis f hindurchlassen.
  • Die 'durch diese Siebkreise gelangenden Spannungen werden auf Indikatoren g, h, k, m, n, O gegeben. Dazu kann man Glimmlampen oder auch andere Indikatoren verwenden.
  • Um nun eine genaue Anzeige der jeweiligen Höhe zu erhalten. die ansprechenden Indikatoren g bis o zeigen ja nur in bekannter Weise einen gewissen Höhenbereich an, werden die von den Filterkreisen A bis F kommenden Spannungen gleichzeitig an die Kontakte einer Umschalteinrichtung p gelegt, und zwar derart, daß die Modulationen der von je zwei benachbarten Strahlungen aufgenommenen Spannungen wahlweise an das Instrument r gelegt werden, das das Verhältnis dieser Spannungen anzuzeigen gestattet.
  • Durchfliegt also das Flugzeug FI die Querstrahlenbündel in einer solchen Höhe, daß beispielsweise die Strahlenbündel c1 und d, bzw. c und d2 aufgenommen werden, so werden die diesen Strahlenbündeln aufgedrückten Modulationsfrequenzen c und d durch die entsprechenden Filter C und D des Empfangskreises hindurchgelassen. Die Indikatoren k und m werden in diesem Fall ansprechen.
  • Zur genauen Anzeige der Höhen ist nun lediglich erforderlich, den Umschaltkontakt p in die Stellung zu bringen, daß die Ausgangsspannungen der -Filter C und D an das Anzeigeinstrument r gelegt werden.
  • Sind die im Ausgang dieser beiden Filter liegenden - Spannungen einander gleich, so zeigt das Instrument den Ausschlag Null an, d. h. das Flugzeug befindet sich auf dem durch die Strahlenbündel c1 und dt bzw. c und d2 festgelegten Leitstrahl, der durch eine ganz bestimmte Höhenlage gekennzeichnet ist.
  • Bei dem in Abb. 2 dargestellten Prinzipschaltbild sind sämtliche Leitungen der Ein-;fachheit-halber nur einpolig ausgeführt.
  • PATENTANSPRtSCEE: I. Verfahren zur Höhen- bzw. Tiefenbestimmung von Fahrzeugen, insbesondere zur Bestimmung der Höhe von Luftfahrzeugen über Grund, bei dem das Fahrzeug in einer vertikalen Leitebene geführt wird und in einer oder mehreren die Leitebene kreuzenden, vorzugsweise zu ihr senkrecht stehenden Ebenen gerichtete Strahlenbündel, vorzugsweise ultrakurzer Wellenlänge, derart ausgestrahlt werden, daß deren Schnitt mit einer durch besondere Strahlungen gebildeten Leitebene oder mit anderen entsprechenden gegenüberliegenden Strahlenbündeln eine oder mehrere gewünschte Höhen bzw. Tiefen ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils von einem Punkt aus mehrere gerichtete Strahlenbündel verschiedener Kennung derart ausgesandt werden, daß sich nebeneinanderliegende Strahlenbündel teilweise überlappen und daß die Anzeige der einzelnen Höhen bzw. Tiefen durch Differenzbildung der im Empfänger aufgenommenen Energiebeträge solcher benachbarter Strahlenbündel vorgenommen wird.

Claims (1)

  1. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß sich die einzelnen von einer Sendeeinrichtung erzeugten Strahlenbündel voneinander durch verschiedene Modulationsfrequenzen unterscheiden.
    3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von zwei symmetrisch zur Leitebene angeordneten Sendeeinrichtungen deren einander entsprechende Strahlenbündel durch die gleiche Modulationsfrequenz gekennzeichnet sind.
    4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I oder gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Tasteinrichtungen vorgesehen sind, die, vorzugsweise in niederfrequentem Rhythmus, während der einen Um schaltphase durch jeweils einen Zwischenraum getrennte Strahlungsdiagramme einer Sendeeinrichtung und während der anderen Umschaltphase die in den Zwischenräumen liegenden Strahlungsdiagramme der gleichen Sendeeinrichtung periodisch abwechselnd einschalten.
    5. Empfangseinrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch I, gekennzeichnet durch einen Empfänger mit einer der Anzahl der Strahlenbündel verschiedener Kennung entsprechenden Anzahl von Siebkreisen, die eine Unterscheidung der empfangenen Strahlenbiindel gestatten.
    6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung, die das die Differenzbildung vornehmende Anzeigeinstrument wahlweise an je zwei benachbarten Strahlungsdiagrammen zugeordnete Siebkreise anzuschalten gestattet.
DET51165D 1938-10-22 1938-10-22 Verfahren zur Hoehen- und Tiefenbestimmung von Fahrzeugen Expired DE720785C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE924421C (de) * 1952-04-02 1955-03-03 Licentia Gmbh Lichtelektrische Anordnung zur Flugsicherung fuer landende Flugzeuge

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE924421C (de) * 1952-04-02 1955-03-03 Licentia Gmbh Lichtelektrische Anordnung zur Flugsicherung fuer landende Flugzeuge

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