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Rundblick-Anlage für Impuls-Rückstrahlortungen
Bei bislang vorgeschlagenen
Rundblick-Anlagen ist eine umlaufende Impulsstrahlung vorgesehen, deren Richtcharakteristik
einer zur Horizontalen senkrecht gelagerten Scheibe, im Betrieb einem rotierenden
Türflügel vergleichbar, entspricht. Die Verwendung einer derart gebündelten Strahlung
ist bei diesen Anlagen notwendig, um den Raum, der den Aufstellungsort des Rundblick-Gerätes
umgibt, in dem in Betracht kommenden Höhenbereich bestreichen zu können. Die bei
den erwähnten Anlagen benutzte Polarablenkung des synchron mit der Impulsstrahlung
rotierenden Kathodenstrahles ergibt bei dieser Verfahrensweise eine Anzeige der
tatsächlichen räumlichen Entfernung des festzustellenden Gegenstandes vom Standort
des Gerätes.
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Die erfindungsgemäße Anlage hat gegenüber den bisherigen den Vorzug,
daß die Anzeige die unmittelbare Ermittlung der kartografischen Entfernung sowie
auch der Höhe des Gegenstandes im Raume ermöglicht. Diese technische Verbesserung
wird dadurch erzielt, daß der Abtaststrahl nicht mehr scheibenförmig, sondern, wie
bei anderen Funkmeßmethoden üblich, keulenförmig gebündelt und dafür während der
Rotation in seiner Neigung periodisch geschwenkt wird; gleichzeitig wird die Amplitude
der für die Entfernungsanzeige vorgesehenen (Polar-) Ablenkung des Kathodenstrahles,
die bekanntlich nach einer Sägezahnkurve verläuft, derart in Abhängigkeit von der
jeweiligen Neigung des Abtaststrahles gesteuert, daß sich eine Anzeige
ergibt,
die mit der Darstellung in der Art einer Kartenbildprojektion übereinstimmt.
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Die Verhältnisse können mit Vorteil z. B. so gewählt werden, daß
der Gesamtraum bei mehreren Umläufen des Abtaststrahles entlang aneinander anschließender
Spiralwindungen abgetastet wird.
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Die projektionsgetreuen Entfernungen, nämlich die Entfernung e (Abb.
I) eines Gegenstandes G in der Horizontalen gemessen und sein Abstand von der Horizontalen,
nämlich seine Höhe h, sind mit der tatsächlichen linearen Entfernung des Gegenstandes
vom Standort 0 des Gerätes, die zunächst ja als Laufzeit im Rückstrahlverfahren
ermittelt wird, durch eine Sinus- bzw. Kosinusfunktion des Winkels w, den die Verbindungslinie
0-G mit der Horizontalen einschließt, miteinander verknüpft.
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Demzufolge erfolgt die Zeitablenkung des Kathodenstrahles für die
Anzeige der Entfernung in der Horizontalen mit einem Amplitudenbetrag, der dem Kosinus
des Neigungswinkels w des Abtaststrahles gegen die Horizontale proportional ist.
Die Anzeige der Höhe erfolgt dementsprechend durch eine Zeitablenkung um einen Betrag,
der dem Sinus des jeweiligen Neigungswinkels des Abtaststrahles gegen die Horizontale
proportional ist.
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Die aus der Abb. 2 ersichtliche schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles
der erfindungsgemäßen Anlage diene der Veranschaulichung.
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Sowohl das Sendegerät I als auch der Empfänger II sind über das Simultanglied
III und die Antennenanschlußleitung I mit dem Dipol 2 verbunden. Dieser befindet
sich im Brennpunkt des Hilfsreflektors 3, der seinerseits im Bereich des Brennpunktes
des Hauptreflektors 4 angeordnet ist.
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Die gesamte Antennenanordnung 2, 3, 4 ist im Sockelteil 5 drehbar
gelagert. Die Stange 6 trägt die Teile 2 und 3 und ist im übrigen so angebracht,
daß sie gegenüber dem System 4, 5 auf- und abwärts bewegt werden kann. Die Antriebsvorrichtung
zur Herbeiführung der Rotation der Antennenlage ist mit IV bezeichnet, und das über
die Kupplung g mit dieser, verbundene Getriebe V dient der Auf- und Abwärtsbewegung
der Stange 6 und der auf dieser angebrachten Dipolantenne samt ihres Hilfsreflektors.
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Im Geräteteil VI werden die Ablenkspannungen für die Kathodenstrahlröhren
E und H erzeugt, die eine Kreisbewegung des Kathodenstrahles bewirken. Damit diese
Kreisbewegung im Gleichlauf mit der Rotation der Antenne erfolgt, ist der Generator
VI über die Leitung 10 mit der Antriebsvorrichtung IV synchronisiert.. Der Geräteteil
VII ist ein Impulsgenerator, der den Sender 1 steuert.
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Gleichzeitig wird in diesem Geräteteil die sägezahnförmigeSpannung
erzeugt, die der Radialablenkung der Kathodenstrahlen dient. Die Auf- und Abwärtsbewegung
der Antennenteile 2 und 3 durch das Hubgetriebe V ruft eine Schwankung der Antennenrichtcharakteristik
in vertikaler Richtung hervor. Damit sich nun eine Anzeige für die reflektierten
Impulse ergibt, die der Darstellung in der Art einer Kartenbildproj ektion entspricht,
müssen die Amplituden der Radialablenkspannungen gemäß dem erfindungsgemäßen Vorschlag
nach dem Sinus bzw. Kosinus des jeweiligen Neigungswinkels des ausgesendeten Impulsstrahles
beeinflußt werden. Aus diesem Grund wird über die Verbindung I2 eine Modulationseinrichtung
VIII mit HubgetriebeV synchronisiert, die die in VII erzeugten Radialablenkspannungen
nach der Sinus-bzw. Kosinusfunktion des jeweiligen Neigungswinkels des Impulsstrahles
beeinflußt, und zwar gelangen über die Leitung 7 die nach der Kosinusfunktion und
über die Leitung 8 die nach der Sinusfunktion des Impulsstrahlungswinkels beeinflußten
Ablenlspannungen an die Kathodenstrahlröhren.
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Die Kathodenstrahlröhre E zeigt die Entfernung und die KathodenstrahlröhreH
die Höhe der in dem abgetasteten Raum festgestellten Gegenstände an. Die Punkte
G,, G2 und G3 sind Leuchtflecke auf den Schirmbildern, die die Lage dreier im Raum
festgestellten Gegenstände nach Richtung (a, b, c), Entfernung und Höhe, also in
der Art einer Kartenbildproj ektion, darstellt. Die angedeuteten konzentrischen
Skalenkreise auf den Schirmen ermöglichen die unmittelbare Ablesung der jeweiligen
Entfernung bzw. Höhe eines festgestellten Gegenstandes. Die Maßstäbe der Skalen
sind unterschiedlich gewählt, um eine möglichst zweckmäßige Anzeige der Entfernung
und Höhe zur praktischen Auswertung zu erhalten.
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Die erforderliche Beeinflussung der Ablenkspannungen in Abhängigkeit
von der Neigung des Abtaststrahles kann z. B. mittels einer Goniometereinrichtung
vorgenommen werden, die eine synchron mit der Neigung des Abtaststrahles ausgelenkte
Kreuzspulenanordnung enthält, in deren einer Spule eine Sinus- und in deren anderer
eine Kcsinusspannung induziert werden kann. Im einfachsten Fall kann die Ablenkspannung
über Regelwiderstände abgeleitet werden, die von den die Neigung des Abtaststrahles
steuernden Mechanismen automatisch betätigt werden.
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Die praktische Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage im einzelnen
ergibt sich aus dem Bedarf im jeweiligen Einzelfall. Es kann unter Umständen genügen,
die Anzeige der horizontalen Entfernung und der Höhe der im Raum festzustellenden
Gegenstände nacheinander mittels ein und derselben Kathodenstrahlröhre durchzuführen,
etwa in der Art, daß wahlweise auf Messung der horizontalen Entfernung und Messung
der Höhe umgeschaltet werden kann.
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Kommt es nicht so sehr auf die Einhaltung eines nur kleinen technischen
Aufwandes an, so ist die erfindungsgemäße Anlage zweckmäßig in der bereits geschilderten
Weise auszuführen, daß neben einer die im Raume festzustellenden Gegenstände nach
Richtung und horizontaler Entfernung anzeigenden Kathodenstrahlröhre eine zweite
vorgesehen ist, die gleichzeitig die Gegenstände nach Richtung und Höhe anzeigt.
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Bei der praktischen Ausgestaltung einer nach der Erfindung aufgebauten
Anlage wird sich in tech-
nischer Hinsicht als sehr vorteilhaft
erweisen der Umstand, daß es normalerweise genügt, wenn der Abtaststrahl nur einen
Neigungswinkelbereich von o bis 450 oder höchstens 600 durchläuft.
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Ferner wird sich in der Regel im Bereich schwacher Neigung des Abtaststrahles
eine Ver-Richtung der Abtastpunkte dergestalt als günstig erweisen, daß der Winkelabstand
in vertikaler Richtung zwischen benachbarten Abtastpunkten im Bereich kleiner Neigungswinkel
kleiner ist als im Bereich größerer Neigungswinkel. Dadurch wird bei gegebener Gesamtzahl
von Abtastpunkten die erreichbare Genauigkeit in nützlicher Weise gleichmäßig auf
den zu erfassenden Raumsektor verteilt.
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Was die keulenförmige Bündelung des Abtaststrahles durch senderseitige
undloder empfangsseitige Richtmittel anbetrifft, ist zu sagen, daß diese nicht rotationssymmetrisch
zu sein braucht; ihre zweckmäßige Form wird nach Gesichtspunkten zu wählen sein,
die im wesentlichen durch die Impulsfrequenz und die Geschwindigkeit, mit der der
Abtaststrahl geschwenkt wird, gegeben sind.
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Die im Erläuterungsbeispiel vorausgesetzte Rotation des Abtaststrahles
kann, wenn z. B. von einem Gerät nur ein Raumsektor zwischen zwei vorgegebenen Himmelsrichtungen
überwacht werden soll, ersetzt werden durch eine periodische Schwenkung in horizontaler
Richtung. Die Darstellungsanzeige der die Impulsstrahlung reflektierenden Gegenstände
kann statt in einem Polarkoordinatensystem auch in einem kartesischen Richtungs-Entfernungs-Diagramm
erfolgen.
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Schließlich ist zu bemerken, daß an die Stelle der erwähnten Raumabtastung
entlang aneinander anschließender Spiralwindungen eine solche treten kann, die,
bei relativ höherer Frequenz der vertikalen Schwenkung des Abtaststrahles, entlang
in geeigneter Weise gegeneinander versetzter wellen-oder zickzackförmiger Linien
erfolgt.