DE804814C - Anordnung zur Erzeugung eines Leitstrahles fuer Fahrzeuge, insbesondere Flugzeuge - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 30. APRIL 1951

p 27704 Villa/21 a* D

Es sind bereits Anordnungen zur Erzeugung eines Leitstrahles bekannt, welche zwei Richtantennen enthalten, die so gerichtet sind, daß sie einander teilweise überlappende horizontale Richtcharakteristiken haben. Bei Verwendung eines einzigen Senders zum Speisen dieser beiden Antennen wird der Sender abwechselnd an die beiden Antennen angeschlossen, so daß zwei Strahlen modulierter Zeichen ausgestrahlt werden, wobei die Modulation des einen Strahles gegenüber derjenigen des anderen Strahles zeitlich verzögert ist. Entlang der die Schnittpunkte dieser einander teilweise überlappenden Richtcharakteristiken miteinander verbindenden Linie ergibt sich eine verhältnismäßig schmale Bahn, in welcher die von den beiden Antennen herstammenden Zeichen gleich stark sind.

Diese Bahn dient als Leitstrahl zum Hinleiten der Flugzeuge zum Flugplatz. Wenn das Flugzeug mit Geräten ausgerüstet ist, welche die Stärke der von den beiden Antennen herstammenden Zeichen ge- ao trennt anzeigen, so ergibt sich bei einer Abweichung des Flugzeuges von dem obengenannten Leitstrahl ein Unterschied zwischen den beiden Anzeigen, der dem Flieger erkenntlich macht, in welcher Richtung er von dem Leitstrahl abgewichen ist.

Zum abwechselnden Anschließen der beiden Antennen an den gemeinsamen Sender und zur Erzielung der erwünschten gegenseitigen zeitlichen Versetzung der Modulation der beiden Strahlen wurden elektrische und mechanische Schalter in Verbindung mit Verzögerungsnetzwerken verwendet. In einigen Fällen hat man die Verzögerungsnetz-

werke in den mit kleiner Energie arbeitenden Stufen des Senders, z. B. zwischen dem Modulator und der Hochfrequenzstufe, vorgesehen, in anderen Fällen hat man sie zwischen den Sender und eine der Antennen eingeschaltet. In beiden Fällen waren jedoch Umschaltvorrichtungen erforderlich, und diese erwiesen sich als eine sehr störende Fehlerquelle.

Die mechanischen oder mechanisch-elektrischen Umschaltvorrichtungen sind mit einer gewissen

ίο Trägheit behaftet und können daher kaum verwendet werden, wenn eine außergewöhnlich rasch vor sich gehende Umschaltung erwünscht ist, wie dies beispielsweise der Fall ist, wenn der Zeitunterschied zwischen den beiden Zeichen nur einige Mikro-Sekunden betragen soll. Überdies werden bei der Verwendung solcher Umschaltvorrichtungen in dem mit großer Energie arbeitenden Teil der Sendeeinrichtung die elektrischen Kontakte sehr leicht beschädigt oder gar zerstört. Diese Gefahr entsteht in

ao erhöhtem Maße dann, wenn es sich um mit Impulsmodulation arbeitende Sender handelt, wie sie für den obengenannten Zweck meist verwendet werden. Weiterhin verursacht die periodische Unterbrechung der Senderleistung unerwünschte Störungen in den

»5 nahegelegenen Funkempfängern. Schließlich ist es in dem meist vorkommenden Fall, das Umschaltvorrichtungen mit mehrpoligen Kontakten verwendet werden müssen, überaus schwierig, das zum zufriedenstellenden Arbeiten erforderliche synchrone öffnen und Schließen dieser Kontakte zu erreichen. Zur rein elektrischen Umschaltung müssen in dem hier vorliegenden Fall gasgefüllte Röhren verwendet werden, damit der Scheinwiderstand des Verbindungsweges zwischen Sender und Antennen klein bleibt. Derartige Röhren sind jedoch wegen der verhältnismäßig langen Zeit, die sie zu ihrer Entionisierung benötigen, zur Herbeiführung einer äußerst schnellen Umschaltung nicht geeignet. Selbst bei einer langsameren Umschaltung arbeiten diese Röhren nicht zufriedenstellend, da sie meist ungleiche Charakteristiken haben und ihre Charak¹ teristik sich überdies mit der Zeit erheblich ändert.

Den Zweck der Erfindung bildet die Schaffung

einer Anordnung der eingangs beschriebenen Art, mit welcher schneller aufeinanderfolgende Impulse erzeugt werden können, als es bisher möglich war, indem zwischen dem Sender und den Antennen überhaupt keine Schaltmittel angewendet werden.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Antennen mit dem Sender über passive Leitungsmittel in Verbindung stehen, welche derart ausgebildet sind, daß sie die Modulationskomponenten des einen Zeichenstrahles gegenüber denjenigen des anderen Zeichenstrahles verzögern. Unter passiven Leitungsmitteln sollen hierbei solche verstanden werden, die weder eine Energiequelle, noch bewegliche Schaltmittel enthalten.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in welche Fig. 1 a eine schematische perspektivische Ansicht der Umgebung eines mit der erfindungsgemäßen Anordnung ausgerüsteten Flugplatzes ist und die Fig. 1 b und 1 c die zur Anordnung gehörigen Sende- bzw. Empfangseinrichtungen zeigen, die Fig. 2a bis 2c und 4a bis 4c verschiedene, von der Anordnung gelieferte Anzeigen veranschaulichen und Fig. 3 die von der Sendeeinrichtung erzeugten Zeichen darstellt.

Die Sendeeinrichtung gemäß Fig. 1 b ist in der Nähe der Rollbahn 16 des in Fig. ia dargestellten Flugplatzes 17 angeordnet. Sie umfaßt ein aus einem Paar von Richtantennen 31, 32 bestehendes Antennensystem, dessen Antennen so gerichtet sind, daß ihre Strahlungscharakteristiken sich überlappen. Diese Antennen erzeugen also.z\vei Strahlen 33 und 34, welche auf je einer Seite eines durch die Mittellinie ihres Überlappungsbereiches gekennzeichneten Leitstrahles 15 liegen. Die beiden genannten Antennen sind an einen gemeinsamen Sender 30, zweckmäßig einen Ultrahochfrequenzsender, angeschlossen, welcher einen zum Erzeugen einer modulierten, und zwar zweckmäßig impulsmodulierten, Trägerwelle geeigneten Modulator enthält.

Die Antennen sind mit dem Sender mittels passiver Kopplungselemente verbunden, welche aus den beiden Ästen 36 und 37 eines Rohrleiters oder einer sonstigen Übertragungsleitung 80 bestehen und zumindest ein Verzögerungsorgan enthalten, welches dazu geeignet ist, die Modulationskomponenten des einen Zeichenstrahles, z. B. des Strahles 33> gegenüber denjenigen des anderen Zeichen-Strahles 34 zeitlich zu verzögern. Der Ast 37 der Übertragungslinie ist länger als ihr Ast 36 und bewirkt daher eine zeitliche Verzögerung der der Antenne 32 zugeführten Zeichen gegenüber den der Antenne 31 zugeführten Zeichen.

Da der längere Ast der Übertragungsleitung eine größere Dämpfung hat, als der kürzere, ist es zweckmäßig, in den kürzeren Ast zusätzliche Dämpfungsmittel 81 einzufügen, damit den beiden Antennen 31 und 32 gleich starke Zeichen zugeführt werden, und die Feldstärke der beiden Strahlen 33 und 34 ebenfalls gleich groß wird. Anstatt der Verwendung solcher zusätzlichen Dämpfungsmittel kann man die beiden Äste der Übertragungsleitung auch verschieden ausbilden, um den genannten Zweck zu erreichen. Falls die Antennen mit ultrahochfrequenten Zeichen erregt werden, und die Übertragungsleitung demgemäß als Rohrleitung ausgebildet wird, kann der obengenannte Ausgleich durch entsprechende Bemessung des Querschnittes der beiden Äste der Leitung herbeigeführt werden.

Der Sender 30, die Leitung 80 und das Antennensystem 31, 32 bildet zweckmäßig einen Teil eines Anwortsenders 11, der außer den genannten Teilen auch einen Empfänger 25 enthält, dessen Eingangs. kreis mit einer Antenne 2-j und dessen Ausgangskreis über ein Verzögerungsnetzwerk 26 mit dem Eingangskreis des Senders 30 verbunden ist.

Dieser Antwortsender 11 arbeitet mit dem am Flugzeug 20 angeordneten, in der Fig. 1 c dargestellten Fragesender- und Empfangseinrichtung 12 zusammen. Die Einheit 12 enthält einen Sender 59, der mit einem Ablenkgenerator 82 und mit einer Antenne 60 verbunden ist, sowie einen an eine Antenne 46 angeschlossenen Empfänger 40, dessen Ausgangskreis mit den vertikalen Ablenkelektroden

Claims (8)

1. eines Bildwiedergabegerätes 50 in Verbindung steht. Die horizontalen Ablenkelektroden dieses Gerätes sind an den Ablenkgenerator 82 angeschlossen.

   Zwecks Darlegung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Anordnung sei angenommen, daß das Flugzeug 20 in der Nähe des die beim Landen innezuhaltende, vorgeschriebene Gleitbahn darstellenden Leitstrahles 15 angekommen ist, also sich beispielweise an der in Fig. 1 a gezeigten Stelle befindet und daß der Flugzeugführer den Ablenkgenerator 82 in Betrieb gesetzt hat. Der Sender 59 führt der Antenne 60 ein impulsmoduliertes Trägerzeichen zu, welches von der Antenne als Fragesignal ausgestrahlt wird. Gleichzeitig führt der Sender dem Ablenkgenerator ein Steuerzeichen zu, welches zur Folge hat, daß die horizontalen Ablenkelektroden des Bildwiedergabegerätes 50 vom Ablenkgenerator eine Ablenkspannung erhalten. Das von der Antenne 60 ausgestrahlte Fragesignal wird von der Antenne 46 empfangen und dem Eingangskreis des Empfängers 40 zugeführt. Die Modulationskomponenten dieses Signals gelangen zu den vertikalen Ablenkelektroden des Wiedergabegerätes 50 und ergeben auf dessen Bildfläche den in der Fig. 2 a dargestellten Impuls F großer Amplitude.

   Das vom Sender 59 ausgehende Fragesignal wird auch von der Antenne 2J des Empfängers 25 des Antwortsenders 11 empfangen und seine Modulationskomponenten werden über das Verzögerungsnetzwerk 26 als Modulierzeichen dem Sender 30 zugeführt. Die Ausgangsleistung dieses Senders gelangt gleichzeitig in beide Äste 36 und 37 der Übertragungsleitung 80. Die Dauer des von dem Sender 30 erzeugten impulsmodulierten Zeichens und seine durch den längeren Ast 37 der Übertragungsleitung bewirkte Verzögerung wird vorzugsweise so bemessen, daß sich an den Antennen 31 und 32 zwei voneinander zeitlich getrennte impulsmodulierte Zeichen ergeben, die sich nicht überlappen. Sowohl die Impulsdauer als auch der zeitliche Abstand zwischen den beiden Impulsen kann beispielsweise in der Größenordnung mehrerer MikroSekunden liegen. Die von den Antennen 31 und 32 ausgestrahlten Zeichen haben infolge der gleichen Dämpfung beider Äste der Übertragungsleitung 80 gleiche Amplituden. Diese Zeichen werden von der Richtantenne 46 des Flugzeuges empfangen und ihre im Empfänger 40 abgeleiteten Modulationskomponenten gelangen zu den vertikalen Ablenkelektroden des Bildwiedergabegerätes 50. Falls das Flugzeug entlang des durch das Gebiet gleicher Zeichenstärke dargestellten Leitstrahles 15 fliegt, erscheinen die beiden Zeichen auf dem Bildschirm des Bildwiedergabegerätes in Form eines Paares gleich starker Impulse G (Fig. 2 a). Da die von den Antennen 31, 32 ausgestrahlten Strahlen 33 und 34 scharf gerichtet sind, ergeben sich bei jeder Abweichung des Flugzeuges vom Leitstrahl 15 Impulse G ungleicher Amplitude, und zwar vergrößert sich bei einer Abweichung des Flugzeuges nach links vom Leitstrahl 15 der von der vom Flugzeug aus gesehen zur linken Hand gelegenen Antenne 31 herrührende Impuls G auf Kosten des anderen, wie in Fig. 2b dargestellt, während bei einer Abweichung des Flugzeuges nach rechts der von der Antenne 32 herrührende Impuls größer wird, wie dies die Fig. 2 c zeigt. Bei in kurzen Zeitabständen erfolgender stetiger Wiederholung der Aussendung von Fragesignalen erhält der Flugzeugführer auf diese Weise eine stetige Anzeige seiner Lage in bezug auf den Leitstrahl 15.

   Anstatt der Erzeugung von zwei zeitlich getrennten Antwortzeichen, deren zeitlicher Abstand größer ist als ihre Dauer, können beispielsweise auch sich zeitlich überlappende Antwortzeichen von der in Fig. 3 dargestellten Art erzeugt werden. Derartige Zeichen ergeben sich dann, wenn die Dauer des von der Antenne 31 ausgestrahlten Zeichens A größer ist als die durch die größere Länge des Astes 37 der Übertragungsleitung 80 bewirkte zeitliche Verzögerung i_o-ij der Aussendung des von der Antenne 32 ausgestrahlten Zeichens B. Die Aussendung solcher Zeichen ergibt auf dem Bildschirm des Bildwiedergabegerätes 50 das in Fig. 4a dargestellte Bild, falls das Flugzeug entlang des Leitstrahles 15 fliegt. Die beiden Antwortzeichen erscheinen hier in Form eines abgestuften Impulses Ä, B' mit einer vorderen Stufe C und einer dieser gleich großen hinteren Stufe D. Bei einer Abweichung des Flugzeuges nach links vom Leitstrahl wird die vordere Stufe C des Impulses höher als die go hintere Stufe D, wie in Fig. 4b dargestellt, weil das von der zur linken Hand gelegenen Antenne 31 herrührende Zeichen stärker ist als das andere, während bei einer Abweichung des Flugzeuges nach rechts vom Leitstrahl die hintere Stufe D größer wird, wie dies die Fig. 4c zeigt. Zwecks klarer Ablesbarkeit der Anzeige ist es erwünscht, daß die zeitliche Verzögerung der Aussendung des zweiten Antwortzeichens zumindest 10 Prozent der Zeichendauer beträgt.

   P Λ T K N T Λ N S P R Γ Γ. H E :

   ι. Anordnung zur Erzeugung eines Leitstrahles für Fahrzeuge, insbesondere Flugzeuge, gekennzeichnet durch Mittel zum Ausstrahlen zweier entlang der Bahn des erwünschten Leitstrahles gerichteter, an je einer Seite dieser Bahn liegender und sich entlang dieser Bahn überlappender Strahlen, Mittel zur Erzeugung modulierter Zeichen sowie zum Zuführen dieser Zeichen zu den genannten Strahlungsmitteln geeignete passive Leitungsmittel, welche derart ausgebildet sind, daß sie die Modulationskomponenten des einen Zeichenstrahles gegenüber denjenigen des anderen Zeichenstrahles zeitlich verzögern.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung impulsmodulierter Zeichen.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag der zeitlichen Verzögerung der Modulationskomponenten des einen Zeichenstrahles größer als die Zeitdauer der Modulationskomponenten des anderen Zeichenstrahles ist.
4. 4· Anordnung nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag der zeitlichen Verzögerung der Modulationskomponenten des einen Zeichenstrahles zumindest io Prozent der Zeitdauer der Modulationskomponenten des anderen Zeichenstrahles beträgt.
5. 5. Anordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zum Ausgleichen der durch die zeitliche Verzögerung der Modulationskomponenten des einen Zeichenstrahles bedingten Energieverminderung dieser Strahlung gegenüber der anderen.
6. 6. Anordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch an einen gemeinsamen Sender angeschlossene zwei Richtantennen.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Richtantennen über zwei Übertragungsleitungen verschiedener elektrischer Länge an den Sender angeschlossen sind.
8. 8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die kürzere Übertragungsleitung zum Ausgleich der größeren Dämpfung der längeren Übertragungsleitung geeignete zusätzliche Dämpfungsmittel enthält.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   O 422 4.51