DE957768C - Einrichtung zur Rückstrahlortung von Luftzielen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 7. FEBRUAR 1957

Γ 9586 Villa/21 a*

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ortung von Luftzielen, insbesondere Flugzeugen, nach, dem Rückstrahlverfahren.

Um Luftziele zu orten., d. h. ihre Richtung und S ihren Abstand vom Beobachtungspunkt festzustellen, und ihren Flugweg zu verfolgen, ist es bekannt, auf dem Boden Funkmeßgeräte, vorzugsweise Rundsuchgeräte, aufzustellen, welche Impulse von. gebündelten elektromagnetischen Schwingungen sehr hoher Frequenz aussenden und die von einem von ihnen getroffenen Gegenstand zurückgeworfenen Impulse empfangen und auf einem Anzeigeschirm sichtbar machen. Es ist ferner bekannt, die Anzeige von unbeweglichen Gegenständen, wie Häusern und Bergen, die das Schirmbild unübersichtlich machen würde, zu unterdrücken, so daß nur die in Bewegung befindlichen Rückstrahler eine Anzeige hervorbringen. Ein bekanntes Verfahren zur Festzielausblendung beruht auf einem Phasenvergleich zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Rückstrahlimpulsen, die praktisch aus der gleichen Richtung kommen. Diese Einrichtungen sind mit einem Verzögerungsglied, z.B. einer mit Quecksilber gefüllten Ultraschallverzögerungsleitung, ausgestattet, mit deren Hilfe aufeinanderfolgende· Impulse, welche die gleiche Laufzeit zurückgelegt haben, zur Deckung gebracht und voneinander abgezogen werden, so daß sie einander auslöschen. Haben jedoch zwei Impulse einen anderen, als den durch die Verzögerungsleitung festgelegten Laufzeit- bzw. Phasenunterschied, wie es bei bewegten Zielen, der Fall ist, so löschen sie einander nicht

mehr völlig aus, und es kommt eine Anzeige zustande. Allerdings werden dabei auch diejenigen Ziele nicht angezeigt, die sich auf einem Kreis um das Funkmeßgerät bewegen.

Die üblichen Funkmeßgeräte arbeiten mit elektromagnetischen Schwingungen von 30 ... 10 000 MHz. Ihre Reichweite ist gegenüber niedrig fliegenden Luftzielen durch die optische Sicht begrenzt. Will man den Luftraum über einem bestimmten Geländeabschnitt von den kleinsten bis zu den größten vorkommenden Flughöhen überwachen, so muß man ein engmaschiges Netz von Boden-Funkmeßgeräten auf diesem Gebiet errichten, und dies erfordert einen sehr großen technischen Aufwand.

Man kann diesen Aufwand dadurch erheblich verkleinern, daß man die Beobachtung mittels eines sehr hoch fliegenden Flugzeuges vornimmt, auf dem in an sich bekannter Weise ein Funkmeßgerät eingebaut ist. Die Reichweite ist in diesem Falle auch in bezug auf niedrig fliegende Luftziele wesentlich größer als die eines auf dem Boden aufgestellten Funkmeßgerätes. Hingegen ergeben sich Schwierigkeiten bei der Festzielausblendung, weil durch die Eigenbewegung des das Funkmeßgerät tragenden Flugzeuges sich die Lage desselben gegenüber festen Zielen ständig ändert. Ein gewöhnliches rundsuchendes Funkmeßgerät liefert infolgedessen, selbst bei Verwendung einer Zusatzeinrichtung zur Festzielausblendung, ein durch Festzielanzeigen stark gestörtes, unübersichtliches Schirmbild. Die im folgenden beschriebene Erfindung bezweckt die. Beseitigung dieses Mangels.

Gemäß der Erfindung erfolgt die Luftraumüberwachung in bezug auf hoch und niedrig fliegende Luftziele mittels eines an Bord eines Flugzeuges eingebauten, nach dem Rückstrahlverfahren arbeitenden Funkmeßgerätes, das mit einer Einrichtung zur Festzielausblendung, welche die Einwirkung der Relativgeschwindigkeit zwischen. Meßgerät und Ziel auf die Meßzeichen auswertet und in unmittelbarer Abhängigkeit hiervon die Anzeige beeinflußt, ausgestattet und mit Mitteln versehen ist, um querab zur Flugrichtung eine gebündelte Strahlung auszusenden, welche periodisch denjenigen Winkel be-.streicht, in welchem die Festzielausblendung wirksam ist. Auf diese. Weise wird es ermöglicht, einen ausgedehnten Luftraum von einer einzigen Stelle aus zu überwachen, gleichzeitig hoch und niedrig fliegende Luftziele zu erfassen und die Anzeige von Festzielen zu unterdrücken.

Die Erfindung fußt auf der Überlegung, daß die Festzielausblendung für solche festen Ziele, die querab vom Flugzeug, d. h. in einer mit der Flugrichtung einen Winkel von 90⁰ einschließenden Richtung, liegen, wirksam bleibt, weil sich der Abstand des Flugzeuges von diesen ausgezeichneten. Festzielen während einer Impulswiederholungsperiode praktisch nicht ändert. Dieser, streng genommen nur für zwei Richtungen, welche gegen die

^e° Flugrichtung um 90⁰ im bzw. gegen den Uhrzeigersinn versetzt sind, geltende Zustand läßt sich aber auch für einen Winkelsektor verwirklichen, da man es in der Hand hat, die Festzielausblendung so einzustellen, daß eine Anzeige auf dem Bildschirm erst dann zustande kommt, wenn der Phasenunterschied zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen einen vorgegebenen Wert überschreitet.

Zur weiteren Verdeutlichung des Erfindungsgedankens wird auf die Zeichnung Bezug genommen. Abb. ι zeigt schematisch in Aufsicht ein Flugzeug 1, das ein Funkmeßgerät 2 an sich bekannter Art mit Festzielausblendung trägt. Die Flugrichtung ist mit 3, die darauf senkrecht stehende Richtung mit 4 bezeichnet. Die Entfernung zwischen dem Flugzeug ι und einem Festziel 5, das in der Richtung 4 querab vom Flugzeug erscheint, bleibt innerhalb einer Impulswiederholungsperiode, z. B. 0,001 Sekunde, unverändert. Infolgedessen tritt zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rückstrahlimpulsen kein. Laufzeit- bzw. Phasenunterschied auf, so daß die Festzielausblendungseinrichtung anspricht und diese Impulse einander auslöschen. Wenn man die Antenne des Funkmeßgerätes um einen Winkel ± χ nach vorn, oder hinten schwenkt, so treten zwar zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rückstrahlimpulsen, die von einem Festziel herrühren, gewisse Laufzeitunterschiede auf, jedoch sind diese, insbesondere bei hoch fliegenden. Flugzeugen, noch so gering, daß sie bei richtiger Einstellung der Festzielausblendungseinrichtung keine Anzeige auf dem Bildschirm hervorrufen. Es ist demnach möglich, die Hauptstrahlrichtung des Funkmeßgerätes in der Horizontalebene um einen Winkel χ = ίο . . . 15⁰ periodisch zu schwenken und so zu beiden Seiten des Flugzeuges je einen Sektor von der Öffnung 2.x zu überwachen, ohne daß das Schirmbild durch Festziele verwirrt wird.

Das Strahlungsdiagramm der Antenne des Funkmeßgerätes hat zweckmäßig die Form eines Blattes, d. h., es ist in der Horizontalrichtung stark, in der Vertikalrichtung hingegen schwächer gebündelt, wie Abb. 2 es andeutet. Dort ist mit 6 das Horizontaldiagramm und mit 7 das Vertikaldiagramm der Antennenstrahlung bezeichnet. Letzteres wird für hoch fliegende Flugzeuge zweckmäßig so geformt, daß die Abstrahlung hauptsächlich seitwärts und abwärts gerichtet ist, während der nach oben gerichtete Abstrahlwinkel y des Diagramms kleiner sein kann. Die geforderte Form des Strahlungsdiagramms läßt sich durch Antennen erzeugen, deren no Ausdehnung in der Horizontalen größer ist als in der Vertikalen.

Man. kann je eine solche Antenne an der Steuerbord- und Backbordseite des Flugzeuges anordnen und, windsehnittig verkleidet, in den Flugzeugrumpf einbauen, so daß die Flugeigenschaften, des Flugzeuges durch die Antennen nicht beeinträchtigt werden. Diese Antennen können, durch einen, mechanischen Antrieb periodisch etwa 10-... 3Omal in der Minute um einen Winkel ± χ hin und her geschwenkt werden. In an sich bekannter Weise ist es möglich, jede Antenne sowohl zum Senden als auch zum Empfangen zu benutzen und die aufgenommenen. Rückstrahlimpulse auf dem Schirm eines Anzeigegerätes sichtbar zu machen. Die mit dem Funkmeßgerät erhaltenen Ortungsergebnisse kön-

Claims (6)

1. nen nach, den üblichen Verfahren, auf dem Funkwege den daran, interessierten Bodenstellen übermittelt werden.

   Bei Seitenwind stimmt die Längsachse des Flugzeuges nicht mit der Flugrichtung überein, sondern ist gegen sie um den sogenannten Schiebewinkel versetzt. Um auch in diesem Falle eine Festzielausblendung innerhalb des Schwenkwinkels 2 λγ zu gewährleisten, wird die Antenne zweckmäßig um

   ίο eine vertikale Achse drehbar angeordnet, so daß die Mittellage des Horizontalstrahlungsdiagramms stets senkrecht zur wahren Flugrichtung eingestellt werden kann.

   Es ist auch möglich, die hin und her gehende Schwenkbewegung durch eine stetig umlaufende Bewegung zu ersetzen und dabei mit nur einer Antenne auszukommen. Die Anordnung wird dann, so getroffen, daß die Meßimpulse innerhalb der mit χ bezeichneten Sektoren ausgestrahlt und während des übrigen Teils des Antennenumlaufs unterdrückt werden.

   Um einen Luftraum sehr großer Ausdehnung ständig überwachen zu können, ist es notwendig, eine Mehrzahl von Flugzeugen, die mit der beschriebenen Ortungseinrichtung ausgerüstet sind, in bestimmten Abständen, an der Grenze des zu überwachenden Raumes hin und her fliegen zu lassen.

   3D PATENTANSPRÜCHE:

   i. Einrichtung zur Luftraumüberwachung in bezug auf hoch und niedrig fliegende Luftziele mittels eines nach dem Rückstrahlverfahren ;J5 arbeitenden Funkmeßgerätes, das mit einer Einrichtung zur Festzielausblendung ausgestattet ist, welche die Einwirkung der Rlelativgeschwindigkeit zwischen Meßgerät und Ziel auf die Meßzeichen auswertet und in unmittelbarer Ab hängigkeit hiervon die Anzeige beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einbau des Funkmeßgerätes (2) an Bord eines Flugzeuges (1) Mittel vorgesehen, sind, um querab zur Flugrichtung (3) eine gebündelte Strahlung (6, 7) derart auszusenden, daß sie periodisch denjenigen Winkel (2%) bestreicht, in. welchem die Festzielausblendung wirksam ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flugzeug an beiden Seiten mit je einer Antenne ausgestattet ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennen in den Flugzeugrumpf eingebaut und windschnittig verkleidet sind.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlungsdiagramm der Antenne in der Horizontalebene stärker gebündelt ist als in der Vertikalebene.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennen um eine vertikale Achse so weit drehbar sind, daß die Mittellage des Horizontalstrahlungsdiagramms zum Ausgleich des Schiebewinkels verstellt werden kann.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine umlaufende Antenne, die nur beim Bestreichen der Sektoren, innerhalb welcher die Festzielausblendung wirksam ist, Meßimpulse ausstrahlt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Physikalische Blätter, 9 (1953), S. 206 bis 216.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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