DE957768C - Einrichtung zur Rückstrahlortung von Luftzielen - Google Patents
Einrichtung zur Rückstrahlortung von LuftzielenInfo
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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)
- 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 umίο 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. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flugzeug an beiden Seiten mit je einer Antenne ausgestattet ist.
- 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennen in den Flugzeugrumpf eingebaut und windschnittig verkleidet sind.
- 4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlungsdiagramm der Antenne in der Horizontalebene stärker gebündelt ist als in der Vertikalebene.
- 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. 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© 609 579/379 8. (609 782 1.57)
Publications (1)
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