DE947092C - UEbertragungssystem zum Lotsen beweglicher Gegenstaende mit Radargeraet und identifizierender Nachrichtenverbindung - Google Patents
UEbertragungssystem zum Lotsen beweglicher Gegenstaende mit Radargeraet und identifizierender NachrichtenverbindungInfo
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Description
AUSGEGEBEN AM 9. AUGUST 1956
N 7303 Villa/2ia*
Die Erfindung bezieht sich auf ein System zum Lotsen beweglicher Gegenstände, z. B. Fahr- oder
Flugzeuge, von einer Kommandostelle aus, die mit einem Radarapparat mit Lageplanindikator ausgerüstet
ist zum Erhalten von Auskunft über die Lage der zu lotsenden Gegenstände.
Bei der Deutung des an einer solchen Kommandosteile erhaltenen üblichen Radarbildes stößt man
vielfach auf Schwierigkeiten. So Ist es z. B. bei einer Hafenradaranlage schwer festzustellen,
namentlich wenn der Hafenbereich sehr belebte Wasserwege umfaßt, welcher der vielen Bildnecke
des erhaltenen Lageplanes des Hafenbereiches ein zu lotsendes Fahrzeug darstellt. Es ist dabei also
notwendig, den zu lotsenden Gegenstand identifizieren zu können. Sind diese Anfangsschwierigkeiten
überwunden und wird ein bestimmtes Fahrzeug vom Beobachter des Radarbildes mit Navigationsweisungen
versehen, so kann es vorkommen, daß der Beobachter, nachdem seine Aufmerksam- ao
keit abgelenkt wurde oder nachdem das zu lotsende Fahrzeug ein anderes Fahrzeug in geringer Entfernung
passierte, aufs neue zu identifizieren wünscht.
Bei Flugplatzradar- und Luftüberwachungsradaranlagen stößt man auf ähnliche Schwierigkeiten,
und es besteht ebenfalls ein Bedürfnis nach einfachen Mitteln zum Unterscheiden der eigenen
Flugzeuge von den feindlichen.
Zur Erzielung einer Identifizierung in einer ortsfesten Kommandostelle mit einem Impuls-Radargerät
mit Lageplananzeiger ist es bekannt, im zu
lotsenden Gegenstand eine Relaisstation für die Kommandostdlen-Radarimpulse anzuordnen sowie
ein zusätzliches Empfangsgerät in der Kommandostelle. Das zusätzliche Empfangsgerät nimmt die
identifizierenden Zeichen des zu lotsenden Gegenstandes auf zur Auswertung derselben in Form
einer hellgesteuerten Identifizierungslinie in der Lageplan anzeige.
Die Erfindung bezweckt, apparaturmaßig besonders einfache Identifiziermittel für ein solches
System zu schaffen/ für den Fall, daß die Kommandostelle
und der zu lotsende bewegliche Gegenstand in an sich bekannter Weise mit auf eine Verkehrsfrequenz
abgestimmten Sender-Empfänger für eine Funkverbindung versehen sind.
Nach der Erfindung ist dabei die drahtlose Nachrichtenverbindung derart zur Übermittlung der
Identifiziefungszeichen mit herangezogen, daß der dafür vorgesehene Sender-Empfänger des zu lotsenden
Gegenstandes mit einem Identifizier-Senderschalter versehen ist, um den Niederfrequenzkreis
des Senders zu unterbrechen und ihn an den Ausgang eines zusätzlichen Hilfsempfängers anzuschließen,
der der Reihe nach eine ungerichtete Antenne, ein auf die Radars endefrequenz abgestimmtes
Filter, einen Detektor und einen auf die Wiederholungsfrequenz der dem Detektor entnommenen
Kommandostellen-Radarzeichen abgestimmten Verstärker enthält, und daß ferner der Empfangsteil
des für die Nachrichtenverbindung vofgesehenen Sender-Empfängers in der Kommandostelle
mit einem Identifizier-Empfängerschalter versehen ist, um den Niederfrequenzkreis dieses Empfängers
mit den Helligkeitssteuermitteln des Lageplanindikators zu koppeln.
Das System nach der Erfindung eignet sich besonders zur Verwendung in Gebieten, wo viele
Radarapparate tätig sind, z. B. in Hafengebieten mit mehreren Hafen- und Schiffsradaranlagen.
Hierbei besteht die Gefahr, daß über den Sender-Empfänger auf dem zu lotsenden Gegenstand
Identifiziersignale anläßlich der mit dem Hilfsempfänger empfangenen Radarimpulse ausgesandt
werden, die von anderen Radarsendern als von der betreffenden Kommandostelle stammen. Bei einem
Hafenradarsystem mit mehreren Kommandostellen arbeiten, bei etwa gleichen Impulswiederholungsfrequenzen,
benachbarte Radarsender zur Vermeidung gegenseitiger Störung mit verschiedenen Sendefrequenzen, z. B. im 3-cm-Band. Durch
Verwendung eines auf die gewünschte Radarsendefrequenz abgestimmten Filters im Hilfsempfänger
zwischen der aus Betriebszwecken ungerichtet gewählten Antenne und dem Detektor wird dem Aussenden
eines Identifiziersignals beim Empfang von Radarimpulsen eines fremden Kommandostelle-Radarsenders
entgegengewirkt.
Diese Hochfrequenzselektion ist aber nicht hinreichend,
um den Empfang von Radarimpulsen von Schiffsradaranlagen mit dem Hilfsempfänger zu
verhüten. Um dem Ansprechen des Hilfsempfängers auf Impulse von Schiffsradaranlagen und
andere Störsignale entgegenzuwirken, wird im Hilfsempfänger nach dem Detektor ein auf die
Wiederholungsfrequenz der Kommandostellen-Radarzeichen abgestimmter Verstärker verwendet,
unter Benutzung der Tatsache, daß die Impulswiederholungsfrequenz der Kommandostellen-Radarimpulse
normalerweise beträchtlich höher ist als die bei Schiffsradaranlagen übliche; die Wiederholungsfrequenz
der Kommandostellen - Radarimpulse kann z. B. etwa 3000 Hz betragen. Außerdem hat die Verwendung des so abgestimmten Verstärkers
den Vorteil, daß das ihm entnommene Signal im Gesprächsfrequenzband liegt und ein im
Sender-Empfänger vorhandenes Sprechfrequenz-Bandfilter zur weiteren Filterung des Identifiziersignals
benutzt werden kann.
Zur weiteren Unterscheidung. von Störsignalen ist es günstig, in der Hilfsempfängerkaskade zwisehen
dem auf die Radarsendefrequenz abgestimm-. ten Filter und dem Niederfrequenzfilter · eine
Schwellwerteinrichtung zu verwenden, die ausschließlich eine Minimumamplitude übersteigende
Signale durchläßt. Im allgemeinen werden nämlich die von der Navigationsweisungen gebenden Kommandostelle
stammenden Radarimpulse eine verhältnismäßig große Amplitude haben und nach der Hochfrequenzselektion wenigstens größer als diejenigen
einer anderen Kommandostelle sein, die in einem anderen. Teil des Navigationsgebietes Navigationsweisungen
erteilen soll. Diese Schwellwerteinrichtung besteht zweckmäßig in einer bis in die
C-Lage vorgespannten Eingangsverstärkerröhre.
Wenn die Kommandostelle um Identifizierung des zu lotsenden Gegenstandes über ihren Sender-Empfänger
und über den zum Beispiel von einem Lotsen an Bord des zu lotsenden Gegenstandes mitgeführten
Sender-Empfänger ersucht, so betätigt der Lotse den Identifizier-Senderschalter seines
Sender-Empfängers, wodurch der normale Sprechsignaleingang unterbrochen undder Niederfrequenzeingang
des Lotsen-Senders an den Ausgang des jentsprechenden Hilfsempfängers angeschlossen wird.
Das dem Hilfsempfänger entnommene Identifiziersignal, das aus einer praktisch sinusförmigen
Schwingung von z. B. 3000 Hz besteht, wird dann über den normalen Spreohkanal übertragen und
tritt also im Ausgangskreis des Kommandostellen-Sprechempfängers mit beträchtlicher Amplitude 110 _
auf. Dieses Ausgangssignal kann, nachdem es zweckmäßig mit einem auf die Wiederholungsfrequenz
der Radarsendeimpulse abgestimmten Kreis aufs neue gefiltert worden ist, unmittelbar
zur Intensitätssteuerung des Radarbildindikators "5 benutzt werden, um das Aufleuchten von Abtastlinien
zu erzielen, die auf den den zu lotsenden Gegenstand darstellenden Bildfleck gerichtet sind.
Das Aufleuchten dieser Abtastlinien erfolgt dann gegebenenfalls nicht gleichmäßig über die ganze
Länge der Abtastlinien, weshalb vorzugsweise die empfangenen Idehtifiziersignale gleichgerichtet und
die so erhaltenen Impulse zum Entsperren eines normalerweise gesperrten elektronischen Schalters,
z. B. einer negativ vorgespannten gittergesteuerten Elektronenröhre, verwendet werden, über welchen
Schalter einer Intensitätssteuerelektrode der Indikatorröhre ein Hochfrequenz-Hilfsoszillatorsignal
zur Helligkeitssteuerung zugeführt wird. Die Abtastlinien, welche den Bildfleck schneiden, der den
zu lotsenden Gegenstand darstellt, leuchten dann über die ganze Länge gleichmäßig auf.
An Hand der Zeichnung wird das Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform des Übertragungssystems
nach der Erfindung zur Verwendung bei Impulsradar erläutert.
In der Zeichnung ist links die Kommandostellenapparatur, rechts die z. B. von einem Lotsen an
Bord eines zu lotsenden Fahrzeuges mitgeführte Apparatur dargestellt.
Die Kommandostellenapparatur enthält einen üblichen Impulsradarapparat 1 mit einem Radarsender
2 und einem Radarempfänger 3 mit Ortsindikator
4. Der Radarsender und -empfänger sind über einen Sende-Empfangsschalter 5 mit einer
Richtantenne 6 gekoppelt, die sich mit z. B. 20 Umdrehungen je Minute um eine senkrechte Achse
dreht.
Die Kommandostellenapparatur enthält weiter einen zum Funkverkehr auf einer Frequenz von
z. B. 160 MHz eingerichteten Sender-Empfänger
8, 9 zum Austauschen von Meldungen mit dem Lotsen oder Navigator des zu lotsenden Fahrzeuges.
Der Sender 8 dieses Sender-Empfängers ist in üblicher Weise mit einem Mikrophon 10,
einem Sprechfrequenzbandfilter 11 mit einem Durchlaßbereich
z. B. von 200 bis 3400 Hz, einem Niederfrequenzverstärker 12, einem an einen Senderoszillator
13 angeschlossenen Modulator 14 und einem Hochfrequenzverstärker 15 versehen, der
über einen Sende-Empfangsschalter 16 mit einer Antenne 17 verbunden wird. Der ebenfalls über
den Sende-Empfangsschalter 16 mit der Antenne 17 zu koppelnde Empfänger 9 enthält der Reihe
nach einen Hochfrequenzverstärker 18, einen Detektor 19, einen Niederfrequenzverstärker 20 und einen
Lautsprecher 21.
Die vom Lotsen zu benutzende Funkapparatur umfaßt einen entsprechenden Sender-Empfänger
22, 23,.dessen Sender 22 der Reihe nach ein Mikrophon
24, ein Sprechfrequenzbandfilter 25, einen Niederfrequenzverstärker 26, einen an einem
Senderoszillator 27 liegenden Modulator 28 und einen Hochfrequenzverstärker 29 enthält, der
über einen Sende-Empfangsschalter 30 mit einer Antenne 31 verbunden werden kann. Der ihm zugeordnete
Empfänger 23 besitzt einen Hochfrequenzverstärker 32, einen Detektor 33, einen Niederfrequenzverstärker 34 und einen Lautsprecher
35.
Zum Identifizieren des zu lotsenden Gegenstandes ist die Funkapparatur für den Lotsen (gegebenenfalls
Navigator) durch einen Hilfsempfänger 36 ergänzt, um den vom Impulsradarapparat 1 ausgesandten
Radarimpulsen Identifiziersignale zu
entnehmen. Der Hilfsempfänger 36 ist mit einer zum ungerichteten Empfang (in der waagerechten
Ebene) von cm-Wellen geeigneten Antenne versehen, z. B. mit einer Trichterantenne 37 oder mit
einer geschlitzten Wellenleiterantenne, die über mit Wählschaltern 38 wahlweise einschaltbare, auf
verschiedene Radarsendefrequenzen abgestimmte Wellenrohrfilter 39, 40., 41 (Bandbreite z. B. einige
MHz) mit einem Kristalldetektor 42 verbunden werden kann. Der Kristalldetektorausgang ist gegebenenfalls
über einen Zwischenfrequenzverstärker mit einem Niederfrequenzverstärker 43
gekoppelt, der die Wiederholungsfrequenz, z. B. von 3000 Hz, der Kommandostellenradarimpulse
selektiv verstärkt. Der Kristalldetektor 42 oder die Eingangsstufe des Niederfrequenzverstärkers 43
(gegebenenfalls eine Stufe des verwendeten Zwischenfrequenzverstärkers) ist zweckmäßig derart
vorgespannt, daß nur einen bestimmten Minimumwert übersteigende Signale weitergegeben werden,
wodurch eine Schwellwerteinrichtung in der Empfängerkaskade gebildet wird.
Beim Betrieb des Radarsenders 2 der Kommandostelle werden vom Hilfsempfänger 36 Radarimpulse
empfangen, wenn das Antennenbündel auf den zu lotsenden Gegenstand gerichtet ist, was bloß
während eines Bruchteiles einer Umdrehungsperiode der Antenne 6 der Fall ist. Bei z. B. 20 Umdrehungen
je Minute der Antenne 6, einer Impulswiederholungsfrequenz von 3000 Hz und einer
Bündelbreite von etwa 1 bis 1,5° geschieht dies während etwa 8 bis 12 Millisekunden; in dieser
Zeitspanne werden etwa 25 bis 35 Radarimpulse empfangen. Im Ausgangskreis des in bezug auf die
Impulswiederholungsfrequenz selektiven Nieder.-frequenzverstärkers 43 des Hilfsempfängers 36 tritt
dann 2omal je Minute ein annähernd sinusförmiges Identifiziersignal auf. Durch Anwendung der Hoch-
und Niederfrequenzselektionsmittel und gegebenenfalls einer Schwellwerteinrichtung im Hilfsempfänger
36 wird, wie oben geschildert, eine sehr wirksame Unterscheidung der gewünschten Radarsignale
in bezug auf störende Radarsignale erzielt.
Die im Hilfsempfängerausgang impulsförmig auftretende 3000 Hz-Spannung wird als Identifiziersignal
benutzt. Zwischen dem Mikrophon 24 und dem Sprechfrequenzbandfilter des Lotsensenders
22 ist ein Identifiziersendeschalter 44 angeordnet, der bei einem Ersuchen der Kommandostelle
um Identifizierung in die dargestellte Lage umgelegt wird, alsdann den Mikrophonanschluß
unterbricht und den Sendereingang mit dem Ausgang des Hilfsempfängers 36 koppelt. Die impulsartig
auftretende 3000-Hz-Spannung wird danach zum Kommandostellenempfänger 9 über die
normale Senderkaskade einschließlich des Sprechfrequenzbandfilters 25 übertragen und tritt mit beträchtlicher
Amplitude im Ausgangskreis des Niederfrequenzverstärkers 20 dieses Empfängers auf. An den letztgenannten Ausgangskreis ist ein
Identifizierempfangsschalter 45 angeschlossen, der bei einer Identifizieranfrage entsprechend der Zeichnung
geschlossen wird. Die empfangenen Identifiziersignale werden dann über diesen Schalter 45
und ein zum weiteren Filtern des Identifiziersignals dienendes Filter 46 einem Gleichrichter 47 zur Erzeugung
Von Gleichspannungsimpulsen zugeführt,
die entsprechend dem gegebenen Zahlenbeispiel eine Dauer von 8 bis 12 Millisekunden haben werden.
Diese Gleichspannungsimpulse, deren Amplitude sich durch viele Ursachen ändern kann, werden den
Helligkeitssteuermitteln des Lageplananzeigers 4 zugeführt, die einen auf z. B. 1' bis 3 MHz abgestimmten
Hilfsoszillatpr 48 enthalten, dessen Ausgangskreis über einen normalerweise gesperrten
elektronischen Schalter 49 mit einer Intensitätssteuerelektrode der Indikatorröhre gekoppelt ist.
Die dem Gleichrichter 47 entnommenen Impulse werden zum Entsperren dem Elektronenschalter 49
zugeführt, wodurch die jeweils während eines solchen Identifizierimpulses aufgezeichneten Indikatorabtastlinien
über ihre ganze Länge aufleuchten. Diese aufleuchtenden Abtastlinien sind
diejenigen Abtastlinien, welche den Bildfleck schneiden, der den zu lotsenden Gegenstand darstellt.
Der abgebildete Hilfsempfänger 36 ist auch verwendbar, wenn die Kommandostelle mit Frequenzmodulationsradar
ausgerüstet ist. Der abgestimmte Empfänger führt dann die frequenzmodulierte Welle nur impulsartig weiter. Dabei soll aber im
allgemeinen eine größere Bandbreite (z. B. 20 MHz) des Hochfrequenzverstärkers des Hilfsempfängers
verwendet werden.
Mittels der geschilderten Einrichtung können auf die beschriebene Weise Schiffe identifiziert werden,
die in Azimuthpeilung gegeneinander einen Unterschied aufweisen, der größer als die Antennenbündelbreite
der Hafenradarstation ist. Nur von Gegenständen, die sich in bezug auf die Kommandostelle
in einer gleichen Azimuthrichtung befinden, ist keine gesonderte Identifizierung erzielbar. Angesichts
der Tatsache, daß dies bei sich bewegenden Gegenständen in der Praxis nur während einer
kurzen Zeitspanne der Fall sein wird, kann, ganz abgesehen von anderen Möglichkeiten, wie z. B.
Kreuzpeilungen, diesem Übelstand durch wiederholte Identifizierung weitgehend abgeholfen werden.
Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel werden für einfachen Verkehr eingerichtete Sender-Empfänger
'verwendet. Naturgemäß können beliebige andere, z. B. für Duplexverkehr eingerichtete
Funkverkehrsapparaturen, zum Übertragen der mit dem Hilfsempfänger erhaltenen Niederfrequenzidentifiziersignale
benutzt werden.
Claims (5)
- PATENTANSPRÜCHE:i. Übertragungssystem zum Lotsen beweglicher Gegenstände, z. B. Fahr- oder Flugzeuge, von einer Kommandostelle aus, bei dem ein Radargerät mit Lageplananzeige in der Kommandostelle Auskunft über die Lage aller in Reichweite liegenden rückstrahlenden Gegenstände gibt und die Anzeige des zu lotsenden Gegenstandes durch Intensitätsmodulierung der zugehörigen Lageplanabtastlinien auf von Identifizierungszeichen hervorhebt, die über eine Relaisstation des zu lotsenden Gegenstandes und ein in der Kommandostelle befindliches zusätzliches Empfangsgerät aufgenommen werden, gekennzeichnet durch eine derartige Mitheranziehung einer an sich vorhandenen üblichen drahtlosen Nachrichtenverbindung zur Übermittlung der Identifizierungszeichen, daß der dafür vorgesehene Sender-Empfänger des zu lotsenden Gegenstandes mit einem Identifizier-Senderschalter versehen ist, um den Niederfrequenzkreis des Senders zu unterbrechen und ihn an den Ausgang eines zusätzlichen Hilfsempfängers anzuschließen, der der Reihe nach eine ungerichtete Antenne, ein auf die Radarsendefrequenz abgestimmtes Filter, einen Detektor und einen auf die Wiedefliolungsfrequenz der dem Detektor entnommenen Kommandostellen-Radarzeichen abgestimmten Ver-' stärker enthält, und daß ferner der Empfangsteil des für die Nachrichtenverbindung vorgesehenen Sender-Empfängers in der Kommandosteüe mit einem Identifizier-Empfängerschalter versehen ist, um den Niederfrequenzkreis dieses Empfängers mit den Helligkeitssteuermitteln des Lageplanindikators zu koppeln.
- 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Helligkeitssteuermittel einen Hochfrequenzhilfsoszillator enthalten, dessen Ausgangskreis über einen normalerweise gesperrten elektronischen Schalter mit einer In- ■ tensitätssteuerelektrode des Lageplanindikators gekoppelt ist, und daß die empfangenen Identifiziersignale über einen Gleichrichter dem elektronischen Schalter zum Entsperren desselben zugeführt werden.
- 3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsempfänger eine Schwellwerteinrichtung enthält, und zwar zweckmäßig eine bis in die C-Lage vorgespannte Eingangsverstärkerröhre des auf die Wiederholungsfrequenz der Kommandostellen-Radarzeichen abgestimmten Verstärkers, wodurch ausschließlich einen Minimumwert übersteigende Signale weitergegeben werden.
- 4. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Hilfsempfänger das auf die Radarsendefrequenz abgestimmte Filter austauschbar ist.
- 5. System nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederfrequenzkreis des Funkseriders des zu lotsenden Gegenstandes ein Sprechfrequenzbandfilter (Durchlaßbereich z. B. 200 bis 3400 Hz) enthält und die dem Hilfsempfänger entnommenen Identifiziersignale über dieses Filter geführt werden.In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 528 202; Frequenz, 5 (1951), S. 231.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen© 509 658/142 2.56 (609 575 8.56)
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