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Anordnung zur Kollisionsverhütung im Luftverkehr Die ständige Zunahme
der im Verkehr befindlichen Luftfahrzeuge hat die Gefahr einer Kollision zweier
Fahrzeuge derart erhöht, daß man z. B. in Flughäfen besondere Einflugvofschriften
gegeben hat und besondere Peileinrichtungen zur Sicherung der Landung vorgesehen
sind. Besonders hei unsichtigem Wetter ist die Gefahr einer Kollision noch erhöht,
da in diesem Fall die bei Nacht an den Flugzeugen vorgesehenen Po sitionsl ampen
nur auf geringe Entfernung sichtbar sind.
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Es ist zur Kollisionsverhütung ein Verfahren bekanntgeGvofden, bei
dem jedes Flugzeug einen Sender erhält, dessen Modulation in Abhängigkeit der Höhe
des Flugzeuges verändert wird. Durch Vergleich des eigenen Modulationstones mit
dem des fremden Flugzeuges läßt sich die Höhe fremder Flugzeuge in bezug auf das
eigene feststellen.
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Vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Weiterbildung des bekannten
Verfahrens.
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Es wird erfindungsgemäß bei einer Anordnung zur Kol lisionsverhütung
im Luftverkehr, bei der jedes Luftfahrzeug einen Sender und Empfänger besitzt und
die Sendeeinrichtung mit einer von der jeweiligen Flughöhe abhängigem Frequenz moduliert
wird, vorgeschlagen, die Sender auf Ultrakurzwellen
bzw. Dezimeierwellen
zu betreiben und daß ferner im Empfangsger-t jedes Luftfahrzeuges alle in seiner
Empfangsreichweite befindlichen modulierten Ansstrahlungen anderer Lurtfahrzeuge
gleichgerichtet rv-erden und diesen durch die Gleichrichtung gewonnenen, die einzelnen
flughöhen kennzeichnenden Hochfrequenzen eine kontinuierlich veränderlicl.e Frequenz
zur Erzeugung einer konstanten Zwischenfrequenz überlagert ist und daß mit der Vorrichtung
zur kontinuierlichen Änderung der Überlagerungsfrequenz ein Anzeigegerät zur Erzielung
einer Standanzeige für die höhenabhängigen, auf die Zwischenfrequenz reduzierten
Empfangssignale gekoppelt ist.
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An Hand der Abbildungen soll der Erfindungsgedanke erläutert Werden.
Abb. 1 deutet drei in der Nähe eines Landungsplatzes befindliche flugzeuge 1. 2
und 3 an.
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Bei unsichtigem Wetter, inshesondere auch bei Nacht, besteht eine
sehr große Gefahr. daß in Zusammenstoß zwischen den Flugzeigen erfolgt. Es wird
daher jedem der Flugzeuge ein Sender zugeordnet. der Signale. z. B. eine Frequenz
in Abhängigkeit von der Flughöhe aussendet. Beispielsweis@ arbeitet der Sender auf
einer Welle von 50 cm und ist abhängig von der Höhe H (o bis 10 000 m) mit einer
Frequenz P von 106 bis 2 # 106 Hz moduliert. In den Flugzeugeii ist gleichzeitig
eine Empfangseinrichtung worgesehen, in der mittels geeigneter Vorrichtungen festgestellt
wird. ob und in welcher Höhe sich ein gefahrbringendes Flugzeug befindet.
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Abb. 2 zeigt als Beispiel die Ausbildung einer derartigen Sender
und Empfangseinrichtung. Ein Strahler 4 wird von einem Ultrakurzwellensender 5 gespeist.
Die Welle dieses Ultrakurzwellensenders ist in Abhängigkeit von der Höhe moduliert.
Die Einstellung der Modulationsfrequenz in Abhängigkeit von der Flughöhe erfolgt
entweder von Haiid und/oder mittels elektrischer oder mechanischer Vorrichtungen,
die direkt mit dem Höhenanzeigeinstrument 6, beispielsweise einem Barometer od.
dgl., gekoppelt sind.
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Weiterhin ist auf jedem der Flugzeuge eine Empfangsantenne 7 vorgeschen.
Wesentlich ist, daß zwischen Empfangs- und Sendeeinrichtung eines Flugzeuges. insbesondere
zwischen den Antennen, eine gute Entkopplung vorhanden ist; dies ist bei der ollen
vorgeschlagenen Verwendung von Ultrakurzwellen bzw. Dezimeterwellen leicht möglich,
da für Ultrakurzwellen der Flugzeugkörper selbst eine Abschattung darstellt, wenn
Sendeantenne und Empfangsantenne auf verschiedenen Seiten des Flugzeuges angebracht
sind. Die von 7 aufgenommene Energie der in der Nähe befindlichen Flugzeuge wird
in inem emptindlichen Empfänger 8, beispielsweise einem Audiongerät mit Rückkopplung.
derart gleichgerichtet, daß auf dessen Ausgangsseite die von der Höhe abhängige
Modulationsfrequenz abnehmbar ist. Dieser wird dann nach dem bekannten Überlagerungsprinzip
eine im Gerät 10 erzeugte veränderliche Frequenz überlagert, so daß eine dauernd
sich ändernde Zwischenfrequenz entsteht.
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Diese wird über ein fest eingestelltes Zwischenfrequenzbandfilter
einem Zwischefrequenzil ii zugeführt und in diesem verstärkt. Die Zwischenfrequenz
und die Überlagerungsrequeilz sind derart gewählt, daß 1 bei der Xnwendung eines
Modulationsfrequenzbereiches von 106 bis 2 - 106 Hz durch die bei der Überlagerung
auftretenden Spi piegelfrequenzen keine Störungen in der weiter unren noch zu beschreibenden
anzeigaeinrichtung hervorgerufen werden, Die Zwischenirequenz kann nun direkt gleichgerichtet
werden. oder es kann auch. wie in der Ausführung der Abb. 2. derselben eine im Gerät
12 erzeugte. etwa der zwischenfrequenz entsprechende Frequenz überlagert werden.
so daß aus der im Gerät 12 erzeugten Frequenz und dem infolge einer gewissen Breite
der Zwischenfrequenzselektion vorhandenen Zwischenfrequenzband infloge des stetig
vom Überlagerer durchlaufenden Modulationsfrequenzbereiches zwei spiegelbildlich
zur eigentlicben Zwischenfrequenz liegende Tonfrequenzen bzw. Tonfrequenzbänder
entstehen (Abb. 6. wo die Amplitude A der erzielten Tonfrequenzen in Abhängigkeit
von ihrer Frequenz / dargestellt ist). deren Umfang dem Durchlaßbereich der Zwischenfrequenzbandfilter
entspricht. Diese Tonfrequenzen werden über einen Niederfrequenzfilter, Nerstärker
und Gleichrichter 13 dem Gerät 10 wieder zugeführt und dort zur Anzeige benutzt.
Das Überlagerungsgerät 10 ist nun nach Abb. 3 derart ausgebildet. daß mit seiner
Einstellvorrichtung, beispielsweise dem Drehkondensator des Schwingkreises. e in
Anzeigeorgan tj. beispielsweise eine Glimmlampe. gekoppelt ist. die mit der Einstellvorrichtung
beweglich ist und die von der Ausgangsenergie des Geräts I3 gespeist wird.
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Wird irun in diesem Gerät eine Toufrequenz erhalten und ist der Zwischenfrequenzteil
11 in Abb. 2, wie oben erwähnt, nur für eine l,estimmte Zwischenfrequenz durchlässig,
so nimmt dieser nur danll Energie aus der Audionstufe 8 8 auf, wenn die aus der
emptangenten und der im Gerät 10 erzeugten Frequenz entstehende Zwischenfrequenz
dem Einstellwert dieses Zwischenfrequenzteils entspricht. Ist dies der Fall. so
wird über den Zwischenfrequenzteil 1 1 und dell Gleichrichter 13 die im Gerät 10
vorgesehene Climmlampe 14 gezündet, so daß sichtbar wird. bei
welchem
Frequenzwert eine Aufnahme eines entfernten Senders erfolgt. Da dieser aufgenommene
Frequenzwert aber, wie aus Abb. I hervorgeht, einer bestimmten Höhe eines entfernten
Flugzeuges entspricht, so zeigt sich in dem Wiedergabegerät 10 direlkt an, in welcher
Höhe sich ein fremdes Flugzeug auT-hält. Falls sich eine Mehrzahl von Flugzeugen
in der Nähe befindet, zeichnen sich mehrere Punkte auf der Skala 15 auf, insbesondere
dann, wenn z. B. diese Einstellvorrichtung dauernd durch einen Motor I6 angetrieben
wird. Zugleich wird auch ein Teil der in der antenne 4 des gleichen Flugzeuges ausgesandte
Energie aufgenommen, so daß eine Anzeige der eigenen Höhe in Vergleich mit der Höhe
der übrigen Flugzeuge erfolgt.
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Da nun der Frequenzbereich für die Anzeige der Höhe sehr groß ist
und beispielsweise auf einer Skala von 3600 eine Höhenanzeige von o bis 10 000 m
erfolgen müßte, kann diese nicht sehr genau sein. Es wird deshalb gemäß der weiteren
Erfindung vorgeschlagen, einer einmaligen Umdrehung dieser Anzeigevorrichtung nur
einen Teil des Höhenbereiches anzuordnen, beispielsweise die Einschaltung der Glimmlampe
nur einmal bei einer zehnmaligen Umdrehung des Anzeigeorgans vorzusehen und zwischen
Anzeige-Organ und damit verbundenem Abstimmittel ein Untersetzungsgetriebe anzuordnen,
so daß das Anzeigeorgan mit einem ganzen Vielfachen der Winkelgeschwindigkeit des
mit ihm verbundenen Abstimmittels, z B. einem Drehkondensator, rotiert. Das Anzeigeorgan
zeigt also während einer Umdrehung nicht die gesamte Höhe von o bis 10 000 m an,
sondern nur einen Teilabschnitt davon, beispielsweise 1000 m, und zwar den Iooo-m-Bereich,
in dem sich das empfangene Flug- -zeug befindet. Eine Anzeige fremder Flugzwuge
erfolgt also lediglich in einem Höhenbereich von i 500 m gegenüber dem eigenen Flugzeug.
Da jedoch das Anzeigegerät -den gesamten Bereich von o bis 10 000 m überstreichen
muß, eine Anzeige jedoch gemäß der weiteren Erfindung nur in einem Bereich von etwa
1000 m erfolgen soll, wird gemäß der weiteren Erfindung der Teil der Anzeige abgedeckt,
der für das eigene Flugzeug uninteressant ist. Die Anzeigevorrichtung gemäß Abb.
3 wird vorzugsweise derart ausgebildet, daß auf einen Nullwert die Frequenz bzw.
Höhe des eigenen Flugzeuges eingestellt wird und beispielsweise mit der Einstellung
des Senders 5 oder automatisch dauernd einreguliert wird. Die in einem gewissen
Höhenbereich in der Nähe dieses Flugzeuges befindlicben anderen Flugzeuge zeigen
sich dann auf der Skala 15 an, und ihr Höhenunterschied, gegenüber dem anzeigenden
Flugzeug ist an der Skala (o 1 250, + 500) direkt abzulesen. Abb. 4 zeigt eine zur
Anzeige in geeigneter Weise ausgebildete Glimmlampe, die vorzugsweise dauernd mit
der Ein. richtung zur Erzeugung der Überlagerungsfrequenz im Gerät 10 rotiert. Sie
ist als Intensitätsanzeiger ausgebildet, d. h. die Länge ihres Glimmlichtes ist
abhängig von der Amplitude der ihr zugeführten, Spannung, so daß qualitativ eine
Entfernungsanzeige der gefahrbringenden Flugzeuge erfolgt. Diese Glimmlampe 14 liegt
nach Abb. 5 direkt im Anodew kreis einer Gleichrichterröhre I7, die in Abb. 2 im
Gerät I3 enthalten gedacht ist. Vor dieser Gleichrichteröhre liegt ein Nitederfrequenzfilter
I8, das entsprechend der Bandbreite der verwendeten Zwischenfrequenzfilter einen
Durchlaßbereich bis etwa 2500 H-z besitzt. Am ausgang besteht dann eine Frequenzkurve
nach Abb. 6, d. h. der Träger fo selbst ist nicht ausgesteuert, während zwei Seitenbänder
vorhanden sind. Wird die Ausgangsenergie gleicllgerichtet, wie in Ybb. 6 dargestellt
ist, so erfolgt an der Glimmlampe eine Anzeige derart, daß sich zwischen zwei Leuchtstellen
ein scharfer dunkler Strich befindet, der zur exakten Anzeige benutzt wird.
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Gemäß der weiteren Erfindung kann an Stelle der Glimmlampe auch eine
Braunsche Röhre treten, bei der der Kathodenstrahl in Abhängigkeit von der Veränderung
der Überlagererfrequenz kreisförmig oder linear abgeleknkt wird und bei der eine
zusätzliche Ablenkung durch die empfangene bzw. von dem eigenen Flugzeug ausgesandte
Frequenz erfolgt. Der Kathodenstrahl kann beispielsweise gleichzeitig mit der Einrichtung
zur Erzeugung der Überlagererfrequenz im Gerät 10 dauernd rotieren und von der Empfängerausgangsenergie
in radialer Richtung abgelenkt werden. Auch können alle übrigen Verfahren der Kathodenstrahlanzeige,
z. 13. auch diejenigen mit Linearkoordinatenablenkung, verwendet werden. Auch kann
sowohl die Glimmlampe als auch der kathodenstrahl in Spiralform bewegt werden, wie
z. 13. in Abb. 7 dargestellt ist, und aus deren Bahn ein bestimmter Teil ausgeblendet
werden.
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In dieser Abbildung ist die Leuchtbahn 19 eines Leuchtpunktes spiralförmig
ausgebildet, beispielsweise sind zehn Windungen auf einen Höhenmeßbereich von 10
000 m verteilt, und bei jedem vollen Durchlauf der Spirale erfolgt eine Anzeige
in der beschriebenen Weise, so daß eine Anzeige sämtlicher vorhandenen Flug uge
im Sichtbereich erfolgt.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung kann nicht nur in Flugzeugen selbst
verwendet werden, sondern vom Boden aus kann eine dauernde Überwachung des Verkehrs
in der Luft erfolgen, was beispielsweise hei Flughäfen
von besonderer
Wichtigkeit ist. Den übrigen Flugzeugen kann daun auch auf der gleichen oder auf
einer anderen Welle die Nähe getahrbringende Flugzeuge vom Boden aus angezeigt werden.