DE807101C - Einrichtung zur Bestimmung der Richtung eines ausgesandte Zeichen reflektierenden oder selbst Zeichen ausstrahlenden Gegenstandes - Google Patents

Einrichtung zur Bestimmung der Richtung eines ausgesandte Zeichen reflektierenden oder selbst Zeichen ausstrahlenden Gegenstandes

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DE807101C
DE807101C DEP27701A DEP0027701A DE807101C DE 807101 C DE807101 C DE 807101C DE P27701 A DEP27701 A DE P27701A DE P0027701 A DEP0027701 A DE P0027701A DE 807101 C DE807101 C DE 807101C
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DE
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pulse
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DEP27701A
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Harold Alden Wheeler
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BAE Systems Aerospace Inc
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Hazeltine Corp
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    • 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
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/42Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G01S13/44Monopulse radar, i.e. simultaneous lobing
    • G01S13/4445Monopulse radar, i.e. simultaneous lobing amplitude comparisons monopulse, i.e. comparing the echo signals received by an antenna arrangement with overlapping squinted beams

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Description

  • Einrichtung zur Bestimmung der Richtung eines ausgesandte Zeichen reflektierenden oder selbst Zeichen ausstrahlenden Gegenstandes Die Erfindung betrifft eine mit einer drehbaren, zwei einander überlappende, in bezug aufeinander feststehende Richtcharakteristiken aufweisende Vorrichtung zur Übertragung von Wellenenergie versehene Einrichtung zur Bestimmung der Richtung des Ausgangspunkts der empfangenen Wellenenergie. Die Art der verwendeten Energieübertragungsvorrichtung richtet sich nach dem Anwendungsgebiet der Einrichtung.
  • Falls die Richtungsbestimmung mit elektromagnetischen Wellen durchgeführt wird, besteht die Energieübertragungsvorrichtung aus einem Antennensystem, in anderen Fällen, in welchen die Bestimmung des Ausgangspunkts von Schall-, Ultraschall- oder Lichtwellen gewünscht wird, erhält die Energieübertragungsvorrichtung eine diesen Energieformen angepaßte Form.
  • Im folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit ihrer Anwendung zur Bestimmung des Ausgangspunktes von elektromagnetischen Wellen näher erläutert.
  • Es ist bereits eine Einrichtung zur Richtungsbestimmung bekannt, welche eine drehbare Richtantenne und eine Kathodenstrahlröhre zum Aufzeichnen einer sich synchron mit der Antennendrehung bewegenden Linie enthält. Hierbei sind an die Antenne Mittel zum Modulieren des Kathodenstrahls entsprechend den von der Antenne empfangenen Zeichen angeschlossen, so daß man am Bildschirm der Kathodenstrahlröhre die Richtcharakteristik der Antenne erhält. Diese Richtcharakteristik hat gewöhnlich die Form einer Schleife, welche in die Richtung des Ausgangspunkts der empfangenen Zeichen zeigt. Da jedoch die Schleife wegen ihrer verhältnismäßig großen Breite keine eindeutige Richtungsanzeige liefert, hat man auch bereits Anordnun- gen verwendet, in welchen die Antenne zwei verschiedene Betriebsarten hat und zwei einander überlappende Richtcharakteristiken besitzt, welche die Kathodenstrahlröhre aufzeichnet. Diese sich überlappenden Richtcharakteristiken ermöglichen eine sehr genaue Anzeige der Richtung der empfangenen Zeichen.
  • Eine andere bekannte Einrichtung der genannten Art enthält einen sogenannten Kartenlageanzeiger.
  • Dieser besteht aus einer Kathodenstrahlröhre, deren Kathodenstrahl entlang aus einem Mittelpunkt ausgehender, dicht nebeneinanderliegender radialer Linien in der Weise abgelenkt wird, daß die Richtung der Ablenkung immer mit der jeweiligen Richtung der sich drehenden Richtcharakteristik der Empfangsantenne übereinstimmt. Hierbei wird eine sich drehende Antenne mit einer einzigen Richtcharakteristik verwendet, und der Kathodenstrahlröhre wird jedesmal, wenn die Ausgangsleistung der Empfangsantenne ihren größten Wert hat, ein die Lichtstärke des Strahles modulierender Impuls zugeführt. Da die Ausgangsleistung der Empfangsantenne dann am größten ist, wenn diese Antenne ein von einem innerhalb der Reichweite des Gerätes gelegenen Gegenstand ausgesendetes oder reflektiertes Zeichen empfängt, können aus der Lage der sich auf dem Bildschirm des Gerätes ergebenden leuchtenden Punkte und aus ihrer Entfernung vom Ursprungspunkt der durch den Kathodenstrahl aufgezeichneten radialen Linien die Lage und die Entfernung des betreffenden Gegenstands unmittelbar abgelesen werden. Diese Einrichtung hat jedoch ebenfalls den Nachteil, daß die schleifenförmige Richtcharakteristik der Antenne wegen ihrer verhältnismäßig großen Breite keine ausreichend scharfe Anzeige der Richtung der einkommenden Zeichen liefert.
  • Schließlich ist auch eine weitere Einrichtung bekannt, welche zwei Empfangsantennen mit sich überlappenden Richtcharakteristiken enthält, wobei die mit den beiden Antennen empfangenen Zeichen je einem Empfänger zugeführt werden. Diese beiden Empfänger werden durch einen Umschalter, der beispielsweise ein Erregerspannungen liefernder Schwingungserzeuger sein kann, miteinander abwechselnd wirksam gemacht, und ihre Ausgangsleistungen erregen einander entgegengesetzt geschaltete Windungen eines Differentialrelais. Das Relais schließt in seiner neutralen Lage den Stromkreis einer den richtigen Kurs anzeigenden Lampe und in seinen beiden anderen Lagen die Stromkreise für zwei andere Lampen, welche die Abweichung nach rechts oder nach links vom gewünschten Kurs anzeigen. Wenn ein mit einer solchen Einrichtung ausgerüstetes Flugzeug entlang eines den vorgeschriebenen Kurs darstellenden Leitstrahles fliegt, erhalten beide Antennen gleich starke Zeichen, und das Differentialrelais schaltet infolgedessen die erstgenannte Lampe ein, während es bei einer Abweichung vom Kurs, welche zur Folge hat, daß eine der beiden Empfangsantennen stärkere Zeichen empfängt als die andere, eine der beiden letztgenannten Lampen einschaltet. Diese Einrichtung hat ebenfalls schwerwiegende Nachteile. Wenn beispielsweise die Ausgangsleistung der beiden Empfänger aus irgendeinem Grunde unterbrochen wird, leuchtet dauernd die den richtigen Kurs anzeigende Lampe, auch wenn das Flugzeug einen ganz falschen Kurs hat. Überdies ist die Einrichtung infolge der Verwendung stetiger Zeichen dem Einfluß von Interferenzerscheinungen ausgesetzt. Weiterhin gibt die Kursanzeige nur dann gleichzeitig auch eine Richtungsanzeige, wenn die Richtung des Leitstrahls bekannt ist.
  • Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Einrichtung zur Bestimmung der Richtung eines ausgesandte Zeichen reflektierenden oder selbst Zeichen ausstrahlenden Gegenstandes, bestehend aus einer Vorrichtung mit zwei einander überlappenden, im Verhältnis zueinander feststehenden Richtcharakteristiken zur Übertragung von Wellenenergie, Mitteln zur Herbeiführung der Drehung der genannten Richtcharakteristiken über einen vorausbestimmten Winkel, Mitteln zum Ableiten zweier über je eine der genannten Richtcharakteristiken übertragener Zeichen von der genannten Übertragungsvorrichtung, einem mit der genannten Wellenübertragungsvorrichtung gekoppelten Gerät zum Aufzeichnen einer die jeweilige Richtung der Schnittlinie der beiden überlappenden Richtcharakteristiken anzeigenden Linie auf einen Bildschirm sowie aus Mitteln zum Vergleichen der Stärke der beiden genannten Zeichen und zum Herbeiführen einer auf der genannten Linie erscheinenden Anzeige in denjenigen Zeitpunkten, in welchen die Stärke der beiden genannten Zeichen in einem vorbestimmten Verhältnis zueinander steht.
  • Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Fig. I ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung; Fig. 2 zeigt die Richtcharakteristiken der in der Einrichtung verwendeten beiden Empfangsantennen; Fig. 3 enthält die Wirkungsweise der Einrichtung gemäß Fig. I veranschaulichende Diagramme; Fig. 4 ist die schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung, und die Fig. 5 und 6 enthalten die Wirkungsweise der Anordnung gemäß Fig. 4 veranschaulichende Diagramme.
  • Die in Fig. I dargestellte Einrichtung besteht aus drei mit punktierten Linien eingerahmten Hauptteilen, nämlich einem Senderteil 10, einem Empfängerteil II und einem Anzeigerteil 12. Der Senderteil 10 enthält einen Taktgeber I3, der beispielsweise ein Kippschwingungserzeuger sein kann und zur Lieferung von Impulsen rechteckiger Wellenform vorbestimmter Dauer und in vorbestimmten zeitlichen Abständen dient. Der Kippschwingungserzeuger hat zwei Ausgangskreise.
  • Der eine Ausgangskreis ist mit der Modulationsstufe eines zur Erzeugung eines Kurzwellenzeichens dienenden Senders 14 verbunden, und der andere ist an den Senderteil I6 eines aus Sende- und Empfangsantennen 16, 17, I8 zusammengesetzten Antennensystems 15 angeschlossen. Jede dieser Antennen besteht aus einem im Brennpunkt je eines parabolischen Reflektors angeordneten Dipol. Die Antennen sind so nahe nebeneinander angeordnet, daß sie, von der entfernten Quelle 25 der empfangenen Zeichen aus gesehen, als in demselben Punkt liegend erscheinen. Die Antennen und ihre Reflektoren sind auf einem gemeinsamen, horizontal drehbaren Gestell 19 gelagert, welches mittels des Motors 20 über die Welle 21 in stetige oder pendelnde Drehung versetzt werden kann. Es sei hier angenommen, daß der Motor das Antennensystem stetig im l,'hrzeigersinn dreht.
  • Die Mittelantenne I6 dient, wie bereits erwähnt, als Sendeantenne, während die Antennen I7 und I8 Empfangsantennen sind. Infolge der Wirkung der parabolischen Reflektoren haben diese Empfangsantennen die in Fig. 2 dargestellte Richtcharakteristik. Die Richtcharakteristik A der Empfangsantenne I7 ist gleich der Richtcharakteristik B der Empfangsantenne 18, und die beiden Richtcharakteristiken überlappen sich so, daß sich ein Schnittpunkt C ergibt. Da die Antennen an Gestell 19 fest gelagert sind, sind die Richtcharakteristiken A und B im Verhältnis zueinander feststehend, können jedoch durch den Motor 20 zusammen gedreht werden.
  • Der Empfängerteil II enthält zweiZeichenkanälezum Ableiten zweier Zeichen von den Empfangsantennen, wobei das eine Zeichen dann entsteht, wenn die Richtcharakteristik A in Richtung des Ausgangspunkts des empfangenen Zeichens zeigt, und das andere dann, wenn die Richtcharakteristik B mit dieser Richtung zusammenfällt. Die beiden Zeichenkanäle bestehen aus je einem an die beiden Empfangsantennen I7 und I8 angeschlossenen Netzwerk 26 und 28 sowie aus an diese Netzwerke angeschlossenen Empfängern 27 und 29, welche gleiche Verstärkungen haben, so daß die beiden Zeichenkanäle ausgeglichen sind. Die Ausgangsklemmen beider Zeichenkanäle sind mit einem Vergleicherstromkreis 30 verbunden, der die über die beiden Zeichenkanäle übertragenen Zeichen miteinander vergleicht und eine Steuerspannung erzeugt, die in der weiter unten beschriebenen Weise zur Steuerung des Anzeigers der Einheit 12 verwendet wird.
  • Der Vergleicherstromkreis enthält zwei Widerstände 3I und 32, welche mit den Eingangsklemmen 33 und 34 verbunden sind. Die Eingangsklemme 33 steht in direkter Verbindung mit dem Ausgangskreis des Empfängers 27, während die Eingangsklemme 34 über einen Umpoler 35 mit dem Ausgangskreis des Empfängers 29 verbunden ist. Der Umpoler kann beispielsweise aus einem Einstufenverstärker bestehen, dessen Verstärkung gleich eins ist. Die Widerstände 3I und 32 sind gleich groß und sind beide mit der Hochspannungsklemme der Primärwicklung eines Impulstransformators 36 verbunden. Die Sekundärwicklung des Transformators ist in ihrer Mitte geerdet und an ihren Enden mit je einer Diode 37 und 38 verbunden. Die Anoden der beiden Dioden, welche eine ausgeglichene Gleichrichteranordnung darstellen, sind in Parallelschaltung an einen gemeinsamen Belastungswiderstand 39 angeschlossen.
  • Zum Empfängerteil 11 gehört ferner ein Regelempfänger 45, dessen Eingangskreis an die Empfangsantenne I7 und dessen Ausgangskreis an den Empfindlichkeitsregeler 46 angeschlossen ist. Der Empfindlichkeitsregler ist so ausgebildet, daß er eine Regelspannung vorbestimmter Zeitdauer erzeugt, und kann zu diesem Zwecke einen Kondensator enthalten, der bei seinem Aufladen durch das dem Empfindlichkeitsregler zugeführte Zeichen die Regelspannung liefert, sowie ein Verzögerungsnetzwerk, dem das Zeichen ebenfalls zugeführt wird und welches dieses Zeichen dem genannten Kondensator nach einer gewissen Verzögerungszeit mit umgekehrter Polarität zuführt, worauf der Kondensator entladen wird und die Regelspannung unterbricht. Die Regelspannung wird allen drei Empfängern 27, 29 und 45 zugeführt. Diese Empfänger können beliebiger Art, beispielsweise Überlagerungsempfänger, sein.
  • Der Anzeigerteil I2 enthält einen Kartenlageanzeiger 50 der eingangs beschriebenen Art, dessen Anzeigegerät aus einer Kathodenstrahlröhre 51 mit Bildschirm 52 besteht. Am Röhrenhals ist ein drehbarer Elektromagnet 55 vorgesehen, der mit dem Motor 20 gekuppelt ist und durch einen Ablenkspannungserzeuger 53 so erregt wird, daß er den Kathodenstrahl zum Aufzeichnen einer sich synchron mit der Antenne drehenden radialen Linie 56 veranlaßt. Der Ablenkspannungs. erzeuger wird vom Taktgeber 13 über ein Verzögerungsnetzwerk 54 synchronisiert.
  • Die Helligkeitssteuerung der Kathodenstrahlröhre erfolgt durch den Empfänger 29 über einen Elektronenschalter 47, der seinerseits durch den Vergleicherstromkreis 30 gesteuert wird. Der Schalter 47, der normalerweise geschlossen ist, kann aus einer Elektronenröhre bestehen, welche durch die Ausgangsspannung des Vergleicherstromkreises 30 gesperrt wird und die Verbindung zwischen dem Empfänger 29 und der Kathodenstrahlröhre 51 unterbricht.
  • Die Wirkungsweise der Einrichtung wird an Hand der Kurven der Fig. 3 erläutert. Diese Kurven sind mit denselben Buchstaben bezeichnet, welche in Fig. I das Vorhandensein der durch die entsprechenden Kurven dargestellten Zeichenspannungen an den hier mit diesen Buchstaben bezeichneten Stellen der Einrichtung anzeigen. Die in Fig. I eingezeichneten Pfeile bezeichnen die Übertragungsrichtung der Zeichen.
  • Es sei angenommen, daß der Taktgeber I3 in vorausbestimmten Zeitabständen kurzzeitige, rechteckige Impulse an den Sender 14 liefert, so daß der sich drehenden Sendeantenne 16 in ihren vorausbestimmten Winkelstellungen je ein Impuls zugeführt wird. Beispielsweise kann die Sendeantenne während jeder Zeitspanne, die sie zur Drehung um IO benötigt, in gleichen Zeitabständen aufeinanderfolgende zehn Impulse gleicher Zeitdauer erhalten, so daß also auf jede Drehung um 6' ein Impuls fällt. Die Kurve a der Fig. 3 stellt einen vom Taktgeber I3 zum Sender 14 übertragenen Impuls dar, und die Kurve b zeigt den infolge dieses Impulses durch die Antenne 16 ausgestrahlten Kurzwellen-Energieimpuls. Gleichzeitig erhält der Kippschwingungserzeuger 53 einen durch die Kurve j dargestellten, um die Zeit t2 verzögerten Synchronisierimpuls.
  • DieVerzögerung dieses Impulses ist wegen der den Empfängern 27 und 29 vorangehenden Verzögerungsnetzwerke 26 und 28 erforderlich, deren Verzögerungszeit gleich derjenigen des Netzwerks 54 ist. Der dem sich drehenden Elektromagneten 55 zugeführte Synchronisierimpuls lenkt den Kathodenstrahl der Röhre 51 so ab, daß dieser auf dem Bildschirm eine radiale Linie beschreibt. Da demnach die Ablenkung des Kathodenstrahls mit den der Antenne I6 zugeführten Impulsen synchronisiert ist, entspricht jede vom Kathodenstrahl aufgezeichnete radiale Linie einer bestimmten Winkelstellung des Antennensystems. Im vorliegenden Fall, in welchem die Sendeantenne bei jeder Drehung um 6' einen Impuls erhält, ergeben sich also auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre nacheinander 3600 radiale Linien. Diese Linien können entweder sehr schwach auf dem Bildschirm aufgezeichnet werden, oder aber sie erscheinen überhaupt nicht auf dem Bildschirm, indem die Stärke des Kathodenstrahls normalerweise auf annähernd Null vermindert wird.
  • Sobald nun der Zeichenstrahl der Sendeantenne I6 einen den Strahl reflektierenden Gegenstand 25 oder die Empfangsantenne einer unter der Einwirkung der empfangenen Zeichen Antwortzeichen zurückstrahlenden, kombinierten Empfangs- und Sendeeinrichtung trifft, wird der reflektierte bzw. zurückgestrahlte Impuls durch die Antennen I7 und I8 empfangen. Diesen empfangenen Impuls stellt die Kurve c dar. Die Zeit t1 ist diejenige Zeit, welche der von der Sendeantenne I6 ausgestrahlte Impuls und der reflektierte oder zurückgestrahlte Impuls zur Überbrückung der Entfernung zwischen dem Antennensystem I5 und dem entfernten Punkt 25 benötigt. Sie entspricht also dem doppelten dieser Entfernung.
  • Der durch die Antenne I7 empfangene Impuls wird dem Regelempfänger 45 zugeführt und gelangt nach der Demodulation in diesem Empfänger zum Empfindlichkeitsregler 46. Hier entsteht unter der Einwirkung des Impulses eine durch die Kurve d dargestellte Regelspannung, deren Größe von der Amplitude des empfangenen Impulses abhängt und deren Dauer diejenige des empfangenen Impulses etwas übersteigt. Diese Regelspannung wird den Empfängern 27 und 29 zugeführt, um deren Verstärkung in gleicher Weise zu regeln und etwa empfangene Störzeichen zu unterdrücken.
  • Weiterhin gelangt der durch die Antennen I7 empfangene Impuls auch zu den Verzögernngsnetzwerken 26 und 28, die ihn um die Zeit t2 verzögern, um sicherzustellen, daß der Impuls den Empfängern 27 und 29 in der durch die Kurve e dargestellten Form in derjenigen Zeitspanne zugeführt wird, in welcher die durch die Kurve d dargestellte Regelspannung des Empfindlichkeitsreglers 46 in diesen Empfängern wirksam ist. Im Ausgangskreis des Empfängers 27 erscheint der von der Antenne I7 empfangene, durch die Kurve j dargestellte Impuls, während im Ausgangskreis des Empfängers 29 der von der Antenne I8 empfangene, durch die Kurve g dargestellte Impuls erscheint. In demjenigen Zeitpunkt, in welchem die Antennenanordnung 15 gerade auf den Ausgangspunkt 25 des empfangenen Impulses gerichtet ist, so daß der Schnittpunkt C der Richtcharakteristiken A und B der beiden Empfangsantennen in die Einrichtung mit dem Punkt 25 gerade fällt, sind die durch die Kurven / und g dargestellten Ausgangszeichen der Empfänger 27 und 29 gleich stark.
  • Die Ausgangszeichen der Empfänger 27 und 29 werden den Dioden 37 und 38 des Vergleicherstromkreises 30 mit entgegengesetzter Polarität zugeführt. Da ihre Amplituden gleich sind, heben sie sich gegenseitig auf, und die in Kurve h dargestellte Ausgangsspannung des Vergleicherstromkreises ist Null. Infqlgedessen erhält der Schalter 47 keine Vorspannung und läßt daher den über den den Empfänger 29 enthaltenden zweiten Zeichenkanal übertragenen Impuls zur helligkeitssteuernden Elektrode der Kathodenstrahlröhre durch. Dieser durch die Kurve i dargestellte Impuls erzeugt einen leuchtenden Punkt 56 auf derjenigen Linie des auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre durch den Kathodenstrahl aufgezeichneten Linienmusters, deren Richtung der Richtung des Ausgangspunkts 25 des empfangenen Impulses entspricht. Der der Zeitspanne t1 entsprechende Abstand des leuchtenden Punktes vom Ursprungspunkt der radialen Linien des Linienmusters gibt gleichzeitig die Entfernung des Punktes 25 von der Einrichtung an.
  • Sobald das Antennensystem 14 sich etwas weiter gedreht hat, so daß der Schnittpunkt C der Richtcharakteristiken der beiden Empfangsantennen nicht mehr in die die Einrichtung mit dem Punkt 25 verbindende Gerade fällt, wird der von der einen Empfangsantenne empfangene Impuls stärker als der von der anderen Empfangsantenne empfangene Impuls, und infolgedessen ergibt sich am Belastungswiderstand 39 des Vergleicherstromkreises der auf die Kurve h mit gestrichelten Linien aufgetragene negative Regelimpuls.
  • Dieser Regelimpuls öffnet den Schalter 47 und unterbricht damit die Verbindung zwischen dem Empfänger 29 und der Kathodenstrahlröhre 5I, so daß also der leuchtende Punkt 56 auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre erlischt. Die erfindungsgemäße Einrichtung liefert also infolge der Verwendung zweier Empfangsantennen miteinander überlappenden Richtcharakteristiken und des die beiden empfangenen Impulse miteinander vergleichenden Vergleicherstromkreises 30 eine äußerst genaue Anzeige der Richtung und der Entfernung des Ausgangspunkts der empfangenen Impulse.
  • Die in Fig. 4 dargestellte Einrichtung unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig. I insofern, als sie statt einzelner Impulse Impulspaare verwendet und insbesondere zur Bestimmung der Richtung von die ausgestrahlten Zeichen reflektierenden Gegenständen dient.
  • Zu diesem Zweck sind ein zusätzlicher Sender 14' und ein zugehöriger zusätzlicher Taktgeber 13' vorgesehen, der durch den Taktgeber 13 über ein Verzögerungsnetzwerk 22 gesteuert wird. Die Antennen I7 und 18 dienen hier als Sendeantennen und sind an Sender 14 und I4' angeschlossen, während die Antenne I6 die Empfangsantenne ist.
  • Der Empfängerteil der Einrichtung enthält neben dem Regelempfänger 45 nur einen einzigen Empfänger 27, jedoch teilt sich der Ausgangskreis dieses Empfängers in zwei Zeichenkanäle, von welchen der erste einen normalerweise geschlossenen Schalter 60 und ein daran angeschlossenes Verzögerungsnetzwerk 6I enthält, dessen Ausgangskreis mit der einen Eingangsklemme des Vergleicherstromkreises 30 verbunden ist, während der andere Zeichenkanal einen normalerweise offenen Schalter 62 enthält, der die ihm zugeleiteten Impulse einerseits über den Umpoler 35 der anderen Eingangsklemme des Vergleicherstromkreises 30 und andererseits über den normalerweise geschlossenen Schalter 47 der helligkeitssteuernden Elektrode der Anzeigevorrichtung 50 zuführen kann.
  • Ferner enthält der Empfängerteil einen mit seinem Eingangskreis an den Empfänger 27 und mit seinem Ausgangskreis an ein Verzögerungsnetzwerk 64 angeschlossenen Impulsformer 63 zur Steuerung der beiden Zeichenkanile in der \\eist, daß der über den ersten Zeichenkanal übertragene erste Impuls des empfangenen Impulspaares diesen Kanal sperrt und den zweiten Kanal für die Dauer des zweiten Impulses des Impulspaares öffnet. Der Impulsformer kaml ebenso ausgebildet sein wie der Emptindlichkeitsregler 46. Er enthält einen Kondensator, welcher beim Erscheinen der Vorderflanke des ersten Impulses des Impulspa:lres geladen und beim Erscheinen der Vorderflanke des zweiten Impulses des Impulspaares entladen wird. Die sich im geladenen Zustand des Kondensators an diesem ergebende Spannung wird in der weiter unten dargelegten Weise zur Steuerung der Schalter des Empfängerteils II verwendet.
  • Die Wirkungsweise des Senderteils und des Empfängerteils der Einrichtung ergibt sich aus den Kurven der Fig. 5 und 6. Diese Kurven sind mit denselben Buchstaben bezeichnet, welche in Fig. 4 das Vorhandensein der durch die entsprechenden Kurven dargestellten Zeichenspannungen an den mit diesen Buchstaben bezeichneten Stellen der Einrichtung anzeigen.
  • Die in Fig. 4 eingezeichneten Pfeile bezeichnen die Übertragungsrichtung der Zeichen.
  • Der durch den Taktgeber 13 erzeugte, durch die Kurve a' dargestellte Impuls wird dem Sender 14 sowie über das Verzögerungsnetzwerk 22 auch dem Taktgeber I3' zugeführt, von welchen der zweite Sender I4' den durch die Kurve b' dargestellten Impuls mit der durch die Verzögerungszeit des Netzwerks 22 bestimmten zeitlichen Verzögerung t3 erhält. Das durch die Kurve S dargestellte ausgestrahlte Zeichen besteht aus einem durch die Antenne I7 ausgestrahlten ersten Impuls P1 und einem durch die Antenne I8 ausgestrahlten zweiten Impuls P2, welche zusammen das im Empfängerteil II zu verwertende Impulspaar bilden.
  • Wenn das Antennenpaar genau auf einen die ausgestrahlten Impulse reflektierenden Gegenstand 25 gerichtet ist, empfängt die Empfangsantenne 16 die durch die Kurve c' dargestellten reflektierten Impulse P1 und P2. Diese Impulse rufen im Empfindlichkeitsregler 46 in der obenerwähnten Weise eine durch die Kurve d' dargestellte Regelspannung zur Regelung der Verstärkung des Empfängers 27 hervor. Die Dauer dieser Regelspannung ist etwas größer als die gesamte Zeitdauer des Impulspaares Pl, P.,. Die empfangenen Impulse werden durch das Verzögerungsnetzwerk 26 so weit verzögert, daß sie erst dann zum Empfänger 27 gelangen, wenn in diesem bereits die durch den Empfindlichkeitsregler 46 gelieferte, durch die Kurve d' dargestellte Regelspannung wirksam ist. Die Kurve e' zeigt die sich im Ausgangskreis des Verzögerungsnetzwerks 26 ergebenden Impulse, und die Kurve /' stellt die im Ausgangskreis des Empfängers 27 in Erscheinung tretenden Impulse dar.
  • Unter der Einwirkung dieser Impulse entsteht im Impulsformer 63 die durch die Kurve g' dargestellte Steuerspannung, welche im Zeitpunkt des Erscheinens der Vorderflanke des ersten Impulses P1 einsetzt und im Zeitpunkt des Erscheinens der Vorderflanke des zweiten Impulses P2 aufhört. Diese Steuerspannung wird über das Verzögerungsnetzwerk 64 mit einer durch die Kurve »' dargestellten zeitlichen Verzögerung den Schaltern 60, 62 zugeführt. Da der Schalter 60 normalerweise geschlossen ist, wird der erste Impuls P1 über den ersten Zeichenkanal des Empfängers übertragen und dem Verzögerungsnetzwerk 6I in der durch die Kurve i' dargestellten Form zugeführt, während der normalerweise offene Schalter 62 die Übertragung dieses ersten Impulses über den zweiten Zeichenkanal verhindert. Die durch die Kurve h' dargestellte Steuerspannung stellt die Schalter 60 und 62 um, so daß der zweite Impuls P im ersten Zeichenkanal unterdrückt, im zweiten Zeichenkanal jedoch durchgelassen wird.
  • Er gelangt in der durch die Kurve j' dargestellten Form zum Umpoler 35 und dann mit umgekehrter Polarität zum Vergleicherstromkreis 30. Um die beiden Impulse im Vergleicherstromkreis miteinander vergleichen zu können verzögert das Verzögerungsnetzwerk 61 den ersten Impuls um die dem zeitlichen Abstand der beiden Impulse entsprechende Zeitspanne t, und führt ihn in der durch die Kurve I' dargestellten Form dem Vergleicherstromkreis 30 zu.
  • Bei der erwähnten Stellung des Ant ennensystems haben die beiden Impulse die gleiche Stärke und ergeben daher keine Spannung an den Ausgangsklemmen des Vergleicherstromkreises. Diesen Zustand an den Ausgangsklemmen veranschaulicht die Kurve m'. Infolgedessen erhält der Schalter 47 eine Vorspannung und läßt daher den über den zweiten Zeichenkanal übertragenen zweiten Impuls P2 in der durch die Kurve n' dargestellten Form zur Anzeigevorrichtung 50 durch. Dieser Impuls erzeugt in der Anzeigevorrichtung eine die Richtung und die Entfernung des reflektierenden Gegenstandes 25 angebende Anzeige. Die Kurve o' veranschaulicht den dem Ablenkspannungserzeuger 53 zugeführten Synchronisierimpuls, dessen Verzögerung gleich die Summe der durch die Netzwerke 22 und 26 verursachten Verzögerung ist.
  • Sobald sich das Antennensystem etwas weiterdreht und die beiden reflektierten Impulse daher ungleich stark werden, entsteht an den Ausgangsklemmen des Vergleicherstromkreises 30 eine Spannung, welche den Schalter 47 öffnet und dadurch auch die Übertragung des zweiten Impulses P2 zur Anzeigevorrichtung verhindert, so daß der am Bildschirm derKathodenstrahlröhre leuchtende Punkt erlischt.
  • Die Einrichtung gibt auch die Möglichkeit zur Regelung der Anzeigeschärfe. Diese Regelung kann durch eine derartige Einstellung des Schalters 47 bewirkt werden, daß dieser erst bei Erreichung eines vorausbestimmten Wertes der Ausgangsspannung des Vergleicherstromkreises 30 geöffnet wird.

Claims (10)

  1. PATENTANSPRVCHE I. Einrichtung zur Bestimmung der Richtung eines ausgesandte Zeichen reflektierenden oder selbst Zeichen ausstrahlenden Gegenstandes, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung mit zwei einander überlappenden, im Verhältnis zueinander feststehenden Richtcharakteristiken zur Übertragung von Wellenenergie, Mittel zur Herbeiführung der Drehung der genannten Richtcharakteristiken über einen vorausbestimmten Winkel, Mittel zum Ableiten zweier über je eine der genannten Richtcharakteristiken übertragener Zeichen von der ge- nannten Übertragungsvorrichtung, ein mit der genannten Übertragungsvorrichtung gekoppeltes Gerät zum Aufzeichnen einer die jeweilige Richtung der Schnittlinie der beide überlappenden Richtcharakteristiken anzeigenden Linie auf einem Bildschirm sowie durch Mittel zum Vergleichen der Stärke der beiden genannten Zeichen und zum Herbeiführen einer auf der genannten Linie erscheinenden Anzeige in demjenigen Zeitpunkt, in welchem die Stärke der beiden genannten Zeichen in einem vorbestimmten Verhältnis zueinander steht.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Übertragung von Wellenenergie zwei gerichtete Empfangsorgene umfaßt.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein mit den genannten Empfangsorganen mechanisch verbundenes, in Richtung der Schnittlinie der einander überlappenden Richtcharakteristiken der Empfangsorgane gerichtetes Sendeorgan.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an jedes Empfangsorgan ein Zeichenkanal angeschlossen ist und der eine dieser Kanäle mit der Anzeigevorrichtung über einen von den Mitteln zum Vergleichen der Stromstärke der durch die beiden Empfangsorgane empfangenen Zeichen gesteuerten Schalter in Verbindung steht.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Vergleichen der Stärke der durch die beiden Empfangsorgane empfangenen Zeichen aus einer Differentialschaltung bestehen, der die durch die beiden Empfangsorgane empfangenen Zeichen mit einander entgegengesetzter Polarität zugeführt werden.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der den einen Zeichenkanal mit der Anzeigevorrichtung verbindende Schalter aus einer durch die Ausgangsspannung des Vergleicherstromkreises gesteuerten Elektronenröhre besteht.
  7. 7. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsgerät aus einer Kathodenstrahlröhre besteht, deren Kathodenstrahl synchron mit der Drehung der Richtcharakteristik der Empfangsorgane entlang von aus einem gemeinsamen Ausgangspunkt ausgehenden radialen Linien abgelenkt wird, wobei das über den mit der Kathodenstrahlröhre verbundenen Zeichenkanal übertragene Zeichen die Stärke des Kathodenstrahls steuert.
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Übertragung von Wellenenergie zwei gerichtete Sendeorgane umfaßt, mit welchen ein in Richtung der Schnittlinie der einander überlappenden Richtcharakteristiken der Sendeorgane gerichtetes Empfangsorgan zum Empfang der reflektierten Zeichen der Sendeorgane mechanisch verbunden ist.
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung von sich periodisch wiederholenden Energieimpulspaaren, Mittel zur Zuführung je eines der Impulse dieserImpulspaare zu je einem der beiden Sendeorgane, an das Empfangsorgan angeschlossene zwei Zeichenkanäle, von welchen der eine mit der Anzeigevorrichtung über einen vom Vergleicherstromkreis gesteuerten Schalter in Verbindung steht, sowie Mittel zur Zuführung des einen emfangenen Impulses jedes reflektierten Impulspaares zum einen Zeichenkanal und des anderen empfangenen Impulses jedes reflektierten Impulspaares zum anderen Zeichenkanal.
  10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch vom ersten Impuls des empfangenen Impulspaares gesteuerte Mittel zum abwechselnden Einschalten der beiden Zeichenkanäle und in dem einen Zeichenkanal vorgesehene Mittel zur Verzögerung des genannten ersten Impulses um eine dem zeitlichen Abstand der beiden Impulse des Impulspaares gleicher Zeitdauer.
DEP27701A 1947-01-23 1948-12-29 Einrichtung zur Bestimmung der Richtung eines ausgesandte Zeichen reflektierenden oder selbst Zeichen ausstrahlenden Gegenstandes Expired DE807101C (de)

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US807101XA 1947-01-23 1947-01-23

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DEP27701A Expired DE807101C (de) 1947-01-23 1948-12-29 Einrichtung zur Bestimmung der Richtung eines ausgesandte Zeichen reflektierenden oder selbst Zeichen ausstrahlenden Gegenstandes

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0023606A1 (de) * 1979-07-19 1981-02-11 Siemens Aktiengesellschaft Antennensystem zur Peilung einer Mikrowellen-Signalquelle

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EP0023606A1 (de) * 1979-07-19 1981-02-11 Siemens Aktiengesellschaft Antennensystem zur Peilung einer Mikrowellen-Signalquelle

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