DE934054C

DE934054C - Verfahren und Vorrichtung zum Aufsuchen von Objekten nach der Echomethode

Info

Publication number: DE934054C
Application number: DEA2845D
Authority: DE
Inventors: Robert Dr Wellenstein
Original assignee: Atlas Werke AG
Current assignee: Atlas Werke AG
Priority date: 1942-10-01
Filing date: 1942-10-01
Publication date: 1955-10-13

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Aufsuchen von Objekten nach der Echomethode Es ist schon vorgeschlagen worden, beim Aufsuchen und bei der Abstandsmessung von Objekten nach der Echomethode mehrere gleichzeitig vorhandene reflektierende Objekte, die verschiedene Geschwindigkeit in bezug auf die Beobachtungsstelle haben, durch Ausnutzung der sich infolge des Dopplereffektes ergebenden Frequenzunterschiede voneinander zu unterscheiden und getrennt zu beobachten, insbesondere, um die störenden Bodenechos bei der Horizontallotung von Schiffen und Flugzeugen aus zu unterdrücken. Das Verfahren ist sowohl auf akustische als auch auf elektromagnetische Wellen anwendbar. Da jedoch bei elektromagnetischen Wellen die auftretenden Geschwindigkeiten für die Relativbewegungen der Objekte verschwindend klein sind gegenüber der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Wellen, sind überaus scharfe Siebmittel erforderlich, um die infolge des Dopplereffektes mit verschiedenen Frequenzen von den Objekten zurückkehrenden Echos unmittelbar voneinander zu trennen.
Durch verhältnismäßig einfache Siebmittel voneinander zu trennende Frequenzen kann man erzielen, indem man die Echos mit der Frequenz der ausgesandten Wellen oder mit einer Hilfsfrequenz überlagert. Die so entstehenden niederfrequenten Impulse haben jedoch den Nachteil, daß sie infolge ihrer geringeren Flankensteilheit für die mit der Echolotung normalerweise verbundene Zeitmessung zur Bestimmung der Entfernung der reflektierenden Objekte ungeeignet sind.
Diese Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß dadurch behoben, daß die Entfernungsmessung nicht wie bisher durch Messung der Laufzeit der Echoimpulse erfolgt, sondern auf eine Richtungsbestimmung zurückgeführt wird, indem - insbesondere bei Verwendung elektromagnetischer Wellen - in an sich bekannter Weise durch Messen der Richtung der reflektierten Wellen von mindestens zwei, vorzugsweise drei im Abstand von einander liegenden Empfangsstellen aus der Standort der Objekte ermittelt und daraus auf den gesuchten Abstand geschlossen wird. Es ist so die Möglichkeit gegeben, den Dopplereffekt auch bei elektromagnetischen Echoloten zur Trennung der Objekte voneinander und insbesondere zur Unterdrückung der Bodenechos heranzuziehen, ohne daß dadurch die Genauigkeit der Ortsbestimmung bzw.
Abstandsmessung beeinträchtigt wird.
Die Erfindung sei an Hand des in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels mit zwei Empfangsstellen veranschaulicht.
In der Abbildung sind I und 2 Empfangseinrichtungen für elektromagnetische Wellen, die im Abstand d angeordnet sind und z. B. nach Art des Zielkursverfahrens arbeiten. Die Empfangseinrichtungen I und 2 sind mit je einem Impulssender zu Echolotanlagen verbunden. In den Empfangseinrichtungen sind Siebmittel vorgesehen, durch die die von ruhenden Objekten, insbesondere vom Boden, bei der Flugzeugortung zurückkehrenden Echos mit gleichgebliebenen Frequenzen unterdrückt werden, während die von bewegten Objekten zurückkehrenden Echos, die infolge des Dopplereffektes andere Frequenzen aufweisen, angezeigt werden. Es sei 3 das Objekt, dessen Lage zu dem Ort der Empfangseinrichtungen ermittelt werden soll. Die Empfangseinrichtungen arbeiten in bekannterWeise mit je zwei sich teilweise überlappenden Richtcharakteristiken 4, 5 bzw. 6, 7 und werden so lange selbsttätig verstellt, bis für die beiden sich iiberlappenden Richtcharakteristiken Gleichheit der Empfangsamplituden vorliegt. Dies ist der Fall, wenn die Symmetrielinie der Richtcharakteristiken mit der Richtung 8 bzw. 9 der vom Objekt 3 zurückkehrenden Echoimpulse zusammenfällt. Die Empfangseinrichtungen I und 2 sind mit einer ge meinsamen Anzeigevorichtung 10 verbunden. Diese hat -zwei Zeiger II und I2, die die jeweilige Stellung der zugehörigen Empfangseinrichtungen anzeigen und so angeordnet sind, daß auf einer AnzeigeflächeI3 die Lage 3a. des Objektes 3 nach Richtung und Entfernung durch den Schnittpunkt der Zeigerverlängerungen erhalten wird.
Um für beliebige Richtungen möglichst gleichmäßige Anzeigegenauigkeit zu erhalten, können mehr als zwei, z. B. drei Empfangseinrichtungen im gleichen Abstand auf einem Kreis oder ähnlich liegend angeordnet werden.
Die Sender und Empfänger der verschiedenen Stellen sind zweckmäßig entkoppelt, auch können sie, um Störungen zu vermeiden, mit verschiedenen Frequenzen arbeiten.
Durch Anzeige der von dem Objekt zu den einzelnen Stellen zurückkehrenden verschiedenen Echofrequenzen lassen sich natürlich auch die zugehörigen Relativgeschwindigkeiten ermitteln. Um das Vorzeichen der Relativbewegungen zu erhalten, können die Echos mit einer Hilfsfrequenz überlagert werden.
Die Erfindung läßt sich natürlich auch für die räumliche Peilung, d. h. die Feststellung nicht nur des Azimut-, sondern auch des Höhenwinkeis mit Hilfe von drei oder mehr Beobachtungspunkten, -verwenden.
P.ATENTANSPRVCEXE: I. Verfahren zum Aufsuchen und zur Abstandsmessung von Objekten nach der Echomethode, bei dem mehrere gleichzeitig vorhandene reflektierende Objekte, die verschiedene Geschwindigkeit in bezug auf die Beobachtungsstelle haben, durch Ausnutzung der sich infolge des Dopplereffektes ergebenden Frequenzunterschiede voneinander unterschieden und getrennt beobachtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß - insbesondere bei Verwendung elektromagnetischer Wellen - in an sich bekannter Weise durch Messen der Richtung der reflektierten Wellen von mindestens zwei, vorzugsweise drei im Abstand voneinander liegenden Empfangsstellen aus der Standort der Objekte ermittelt und daraus auf den gesuchten Abstand geschlossen wird.

Claims

2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß jede Empfangseinrichtung mit einem Sender zu einem Echolot vereinigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Mittel zur Entkopplung der zugehörigen Sender und Empfänger.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Empfangs- bzw. Sendestellen mit verschiedenen Frequenzen arbeiten.

5..Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß - die gemeinsame Anzeigevorrichtung mit je einem Zeiger für jede Empfangsstelle versehen ist, die auf einem Anzeigeblatt der Lage der Empfangsstellen entsprechend angeordnet sind und die Peilrichtungen so anzeigen, daß sie die geometrischen Orte der gesuchten angeloteten Objekte darstellen. nach den Ansprüchen 2 bis 5, 6. Vorrichtung gekennzeichnet durch eine selbsttätige Einstellung der Peilgeräte nach dem Zielkursverfahren bei Amplitudengleichheit.