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Raldaryerät
Die Erfindung betrifft Radargeräte und insbesondere, wenn
auch nicht ausschließlich, Schiffsradargeräte. Es handelt sich dabei um Geräte mit
ununterbrochener oder sich wiederholender Abtastung eines vorbestimmten Bogens durch
einen Funkstrahl und Empfang sowie Anzeige der Echos, die von etwaigen in diesem
Bogen liegenden Hindernissen rückgestrahlt werden.
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Die Verwendung von Radargeräten für die allgemeinen Zwecke der Navigation
und zur Verhinderung von Zusammenstößen wird in steigendem Maße für die Schiffahrt
und Schiffsführung wichtig, und neuzeitliche Schiffsradargeräte weisen im allgemeinen
sogenannte Lageplananzeige durch Kathodenstrahlröhrenwiedergabe auf, wobei Hindernisse
und Ziele auf dem Schirm der Röhre in ihrer richtigen Lage zum Schiff angezeigt
werden.
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Derartige Geräte erhöhen naturgemäß die Sicherheit des Schiffes bei
unsichtigem Wetter wesentlich, aber sie haben bei der Benutzung den ernsten Nachteil,
daß zur Erzielung voller Sicherheit ein Wachhabender zur Beobachtung des Leuchtschirmes
der Braunschen Röhre bestimmt werden muß. Bei manchen Schiffen der Handelsmarine
ist dies undurchführbar oder wenigstens ernstlich störend, und die vorliegende Erfindung
hat insbesondere die Aufgabe, ein Radargerät zu schaffen, das keinen Wachhabenden
erfordert.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einem bekannten Radargerät mit
ununterbrochener oder sich wiederholender Abtastung eines vorbestimmten Bogens ausgegangen.
Der vom Radargerät abzutastende Bogen wird im Falle eines Schiffsgerätes im allgemeinen
3600 betragen, d. h. die Radaranordnung wird fortlaufend den Raum rund um das Schiff
abtasten. In manchen Fällen wird
man jedoch die Anordnung so treffen,
daß ein vorbestimmter Sektor vor dem Schiff zwischen einer gegebenen Richtung steuerbordvoraus
und einer gegebenen Richtung backbordvoraus abgetastet wird.
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Es wird weiterhin davon ausgegangen, daß das erwähnte Radargerät,
das die von den Hindernissen rückgestrahlten Echoimpulse empfängt, Mittel zur Entfernungsanzeige
dieser Echos in Verbindung mit einer Anordnung zur Auslösung einer Alarmvorrichtung
besitzt, die selbsttätig in Wirkung tritt, wenn ein Echo von einem Hindernis empfangen
wird, dessen Entfernung unterhalb einer vorbestimmten Grenze liegt.
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Hierbei soll gemäß der Erfindung die - Anordnung zur Auslösung der
Alarmvorrichtung aus folgenden Teilen bestehen: a) aus einem als Sperrröhre geschalteten
Entladungsgefäß, b) aus mit dem Impuls sender zusammenarbeitenden Mitteln zur Öffnung
dieser Sperröhre im Takte der Impulswiederholungsfrequenz für sich wiederholende
Zeiten, die je kurz nach der Aussendung der Impulse beginnen und nach einem Zeitabschnitt
enden, der einer vorbestimmten Entfernung entspricht, c) aus Mitteln zur Zuführung
der Echosignale an den Eingang der Sperröhre, d) aus von dem Ausgang der Röhre betätigten
Mitteln zur Betätigung der Alarmvornchtung in dem Fall, daß - ein Echosignal während
der Öffnungszeiten der Sperröhre einfällt.
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Bei der akustischen Echolotung ist es bereits bekannt, zusätzlich
zur eigentlichen optischen Entfernungsanzeige zwecks Anzeige des überschreitens
oder Unterschreitens einer bestimmten Entfernung eine Alarmvorrichtung vorzusehen.
An den Empfangskreis ist dabei ein Zeitschalter angeschlossen, der im Takt der Echolotung
betätigt wird und die Empfangsimpulse zur Alarmvorrichtung nur durchläßt, wenn sie
in einem bestimmten, im voraus festgelegten Zeitintervall eintreffen. Der Zeitschalter
hat die Form eines im Takt-der Lotungen umlaufenden Kollektors mit einem iiber einen
Halbkreis sich erstreckenden Kontaktsegment und zwei im Kreise verstellbaren - also
den Alarmbereich wahlweise festlegenden -- Bürsten. Zwischen Zeitschalter und Alarmvorrichtung
ist eine aus Kondensator und Widerstand bestehende Speichervorrichtung gelegt, die
derart bemessen ist, daß nur bei regelmäßig sich wiederholender Erregung durch mehrere,
im Takt der Lotungen aufeinanderfolgende Empfangsimpulse die Alarmvorrichtung ausgelöst
wird.
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Die Erfindung macht also zwar von dem Grundprinzip jener bekannten
Anordnung Gebrauch; es werden jedoch für den besonderen Fall der hochfrequenten
elektrischen Rückstrahlortung passende andersartige Mittel vorgeschlagen.
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Die Durchlässigkeitszeiten der Sperröhre beginnen zweckmäßig unmittelbar
nach dem Empfang der direkten Sendewelle, so daß jede Gefahr einer Betätigung des
Warnsignals durch den gesendeten Impuls ausgeschlossen ist. Die bevorzugte Art,
die Alarmvorrichtung zu betätigen (die z. B. eine Glocke, ein Summer oder eine Lampe
sein kann), besteht darin, daß ein Relais in Abhängigkeit von dem Ladungszustand
eines Kondensators betätigt wird, der einerseits durch Signale aufgeladen wird,
die von der Sperröhre ausgehen, und der andererseits periodisch am Ende einer jeden
Abtastperiode des impulsgetasteten Radarstrahles entladen wird.
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Es ist ohne weiteres einzusehen, daß die erfindungsgemäße Anordnung
so ausgebildet werden kann, daß sie dieselbe hohe Navigationssicherheit gibt wie
bei dauernder Wachführung an der Braunschen Röhre, denn in der Tat gibt die erfindungsgemäße
Einrichtung eine Warnung, wenn sich ein Ziel oder Hindernis in geährlich geringer
Entfernung befindet, so daß dann der wachhabende Offizier oder sein Beauftragter
die Röhre beobachten kann, während er sie zu anderer Zeit sich selbst überlassen
wird. Die Warnvorrichtung kann zweckmäßig auf der ,Schiffsbrücke angebracht werden.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, die schematisch eine
Schaltanordnung zur Anwendung der Erfindung zeigt. - Diese Schaltanordnung betri:St
eine impulsgetastete Radareinrichtung, bei der der ausgesandte Strahl dauernd um
die Station kreist.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird dem Steuergitter einer
als Pentode dargestellten geeigneten Röhre VI über einen Transformator I und einen
geeigneten Phaseneinstellungskreis Wechselstrom zugeführt, der dieselbe Frequenz
aufweist wie die Impulswiederholungsfrequenz.
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Gemäß der Abbildung liegt in der Steuergitterzuführung der Röhre
VI ein einstellbarer Widerstand 2. Die Röhre VI dient dazu, die Wechselspannung
rechtwinklig zu begrenzen, so daß positive Ausgangs impulse von der Impulswiederholungsfrequenz
entstehen. Der Phaseneinstellungskreis ist so bemessen, daß jeder positive Impuls
unmittelbar nach Empfang der direkten Sendewelle beginnt. Die positiven Impulse
an der Anode dieser Röhre werden über einen Widerstands-Kapazitäts-Kopplungskreis
3, 4 von kleiner Zeitkonstante an das Gitter eines zweiten Röhrensystems V 2 gelegt,
das eine negative Gittervorspannung aufweist. Die Anode dieses zweiten Röhrensystems
ist mittels der Glieder 5, 6 widerstands-kapazitäts-gekoppelt an das Gitter eines
dritten Röhrensystems V3. Gemäß der Abbildung sind die Röhrensysteme V2 und V3 in
ein einziges Gefäß eingeschlossen, doch ist dies naturgemäß nicht wesentlich, und
man kann auch selbständige Röhren benutzen. Der Widerstands-Kapazitäts-Kopplungskreis
5, 6 des Gitters von V3 ist derart bemessen, daß beim Auftreten eines positiven
Impulses am Gitter der Röhre V2 das normalerweise leitfähige Röhrensystem V3 sperrt
und an der zugehörigen Anode positive rechteckige Impulse auftreten, deren Dauer
durch die Kapazitäts-und Widerstandswerte des zugehörigen Gitterkreises bestimmt
werden; diese Dauer wird so gewählt, daß sie der zum Empfang eines Echos bei der
gewünschten geringsten Entfernung erforderlichen
Zeit entspricht.
Die Kapazitäts- und Widerstandswerte in diesem Kreise sind vorteilhafterweise wählbar
(in der Abbildung ist der Widerstand 6 einstellbar), so daß die genannte Entfernung
geändert und damit verschiedenen Schiffsgesdvindigkeiten und anderen Navigationsbedingungen
angepaßt werden kann. Bei der dargestellten Schaltung gibt das Röhrensystem V3 nach
jedem Radarimpuls einen positiven Stromstoß, der unmittelbar nach dem Empfang der
direkten Sendewelle beginnt und nach einer vorbestimmten und zweckmäßig einstellbaren
Zeitdauer endigt, die einer vorbestimmten und zweckmäßig einstellbaren geringsten
Zielentfernung entspricht.
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Die positiven Impulse an der Anode des dritten Röhrensystems V 3
werden als Zündsignale einer Sperröhre V4 zugeführt. Beispielsweise können sie in
der dargestellten Weise über einen Kondensator 7 an das Bremsgitter 8 einer Sperrpentode
V4 gelegt werden, die außerdem beispielsweise an ihrem Steuergitter g über eine
Zuführung IO eine Steuerspannung von einer Verstärkerstufe des eigentlichen Radarempfängers
(nicht dargestellt) empfängt. Auf diese Weise wird die Sperröhre dann und nur dann
Echosignale verstärken, wenn sie durch solche Impulse leitend gemacht ist, die von
der Anode des dritten Röhrensystems V3 ausgehen.
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Der Ausgang der Anode der Sperröhre, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ein negativer Strom sein wird, wird über den Kondensator II und eine Diode V 5 oder
einen anderen Gleichrichter zur Aufladung eines Kondensators 12 benutzt, dessen
Spannung zwischen Gitter und Kathode einer Steuerröhre V6 gelegt wird, in deren
Anodenkreis sich die Wicklung 13 eines Relais befindet, das einen Summer, eine Glocke,
eine aufblitzende Lampe oder ein anderes Warnmittel (nicht dargestellt) betätigt,
das z. B. auf der Schiffsbrücke angeordnet ist. Die Anordnung ist so getroffen,
daß bei Erreichen eines vorbestimmten negativen Wertes der Kondensatoraufladung
die Steuerröhre V6, die normalerweise leitend ist und das Relais speist, gesperrt
wird und dadurch die Lösung des Relais und den Alarm verursacht.
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Eine zusätzliche Röhre V7 ist dem Kondensator 12 parallel geschaltet.
Sie ist normalerweise mit negativer Gittervorspannung ausgerüstet, die ausreichend
hoch ist, um sie zu sperren, so daß der Scheinwiderstand über den Kondensator hoch
ist und er aufgeladen bleibt. Einmal während des Umlaufes der Radarsendeantenne
wird jedoch das Gitter der zusätzlichen Röhre kurzzeitig geerdet, z. B. mittels
der Kontakte I4, die zusammen mit der nicht dargestellten Antenne angetrieben werden,
so daß die zusätzliche Röhre den Kondensator entlädt.
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Geeignete Werte für die Widerstände I5, I6 auf jeder Seite der Diode
V5 sind I Megohm und 5 Megohm.
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Obgleich das bevorzugte Anwendungsgebiet bei der Schiffsnavigation
liegen wird, ist es verständlich, daß die Erfindung nicht auf diese Anwendung beschränkt
ist, sondern auch andere Anwendungsmöglichkeiten, etwa in der Luftfahrt, hat und
daß sie in jedem Falle angewandt werden kann, in dem die praktischen Anforderungen
so sind, daß es zweckmäßig ist, ein besonderes Warnungssignal zu geben, wenn ein
Ziel in einen bestimmten Bereich eintritt.
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PATENTANSPR1BCHE I. Radargerät mit ununterbrochener oder sich wiederholender
Abtastung eines vorbestimmten Bogens, welches die von den Hindernissen rückgestrahlten
Echoimpulse empfängt und Mittel zur Entfernungsanzeige dieser Echos in Verbindung
mit einer Anordnung zur Auslösung einer Alarmvorrichtung besitzt, die selbsttätig
in Wirkung tritt, wenn ein Echo von einem Hindernis empfangen wird, dessen Entfernung
unterhalb einer vorbestimmten Grenze liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung
zur Auslösung der Alarmvorrichtung aus folgenden Teilen besteht: a) aus einem als
Sperröhre geschalteten Entladungsgefäß, b) aus mit dem Impulssender zusammenarbeitenden
Mitteln zur Öffnung dieser Sperröhre im Takte der Impulswiederholungsfrequenz für
sich wiederholende Zeiten, die je kurz nach der Aussendung der Impulse beginnen
und nach einem Zeitabschnitt enden, der einer vorbestimmten Entfernung entspricht,
c) aus Mitteln zur Zuführung der Echosignale an den Eingang der Sperröhre, d) aus
von dem Ausgang der Röhre betätigten Mitteln zur Betätigung der Alarmvorrichtung
in dem Fall, daß ein Echosignal während der Öffnungszeiten der Sperröhre einfällt.