DEP0022736DA

DEP0022736DA - Device for scanning a predetermined space with a character beam

Info

Publication number: DEP0022736DA
Authority: DE
Inventors: Arthur Vivian Loughren
Original assignee: Hazeltine Corp
Current assignee: BAE Systems Aerospace Inc
Publication date: 1950-10-19

Description

HazBltine Corporation^ Washington, (Vereinigte Staaten HazBltine Corporation ^ Washington, (United States

von Amerika)from America)

Einrichtung zum Abtasten eines vorbestimmten Raumes mitDevice for scanning a predetermined space with

einem Zeichenstrahl.a sign ray.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abtasten eines vorbestimmten Raumes mit einem Zeichenstrahl, die sich besonders dazu eignet, den Ort eines den Zeichenstrahl reflektierenden Gegenstandes in diesem Raum, z,B_e eines Flugzeuges^, zu ermitteln«The invention relates to a device for scanning a predetermined space with a mark beam, which particularly lends itself, the location of the character beam reflecting object in this space, e.g., to detect B ^ _e of an airplane, "

Es sind bereits derartige Einrichtungen bekannt, bei welchen der Zeichenstrahl hin- und hergehende Abtastbewegungen in zwei Richtungen mit verschiedenen Geschwindigkeiten ausführt„ wobei als Anzeigegerät eine Kathodenstrahlröhre vorwendet wird_; deren Kathodenstrahl sich synchron mit dem Zeichenstrahl bewegt« Diese bekannten Einrichtungen haben jedoch den Nachteil; dass die Abtastbewegungen des Zeichenstrahls auf mechanischem Wege herbeigeführt werden^ wobei dieselben Schwierigkeiten entstehen, die sich auch bei Fernseheinrichtungen mit mechanisch' er Abtastvorrichtung ergeben*Devices of this type are already known in which the character beam executes reciprocating scanning movements in two directions at different speeds " with a cathode ray tube being used as the display device _; whose cathode ray moves synchronously with the character beam. However, these known devices have the disadvantage; that the scanning movements of the character beam are brought about by mechanical means ^ whereby the same difficulties arise that also arise in television equipment with a mechanical scanning device *

Gemäss der Erfindung wird dieser Nachteil aber dadurch vermieden, dass die Abtastbewegung des Zeichenstrahles auf elektrischem Wege herbeigeführt wird. Zu diesem Zwecke ist in der erfindungsgemässen Einrichtung eine Anzahl von zumindest in einer Richtμng in Abständen von einander angeordneten Rieht« Strahlern vorgesehen, welche mit einem gegenseitigen Phasenunterschied erregt werden, der periodisch in der Weise geändert wird, dass sich eine pendelnde Abtastbewegung der Gesamt-According to the invention, this disadvantage is avoided in that the scanning movement of the character beam is brought about electrically. For this purpose there is a number of at least in the device according to the invention In one direction at a distance from each other arranged directional radiators are provided, which with a mutual phase difference are excited, which is changed periodically in such a way that an oscillating scanning movement of the overall

strahlungscharakteristik der Richtstrahler ergibteradiation characteristics of the directional spotlights

Die Erfindung wird an Hand ihrer in der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert* Figi 1 ist dia schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Abtast-» einrichtung* Pi* la zeigt ein zur Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtung gemäss Pig« I dienendes Diagramm^ während die Figuren 2 und 3 zwei verschiedene Ausführungsformen der voll» ständigen Ortbestimmungseinriohtung gemäss der Erfindung zeigen«The invention is explained in more detail with reference to its exemplary embodiments shown in the drawings The schematic representation of a scanning device according to the invention shows a to explain the mode of operation the device according to Pig "I serving diagram ^ while Figures 2 and 3 two different embodiments of the full" show permanent location determination device according to the invention "

Die Einrichtung gemäss Pig» -1 enthält ein aus den Richtstrahlern D-J-D₂L bestehendes horizontales, ebenes Richtstrahlerfeld 1Oe Die Richtstrahler sind in vier Reihen angeordnet, jede Reihe erithält in gleichen Abständen angeordnete sechs Richtstrahlern Zwecks Verhinderung der nach unten gerichteten Strahlung ist unter jedem Richtstrahler ein Reflektor vorgesehen» Die Abstände zwischen den Reihen sind ebenfalls- gleich« Die Richtstrahler jeder Reihe werden gemeinsam erregt, jedoch 1st jedem Richtstrahler jeder Reihe je ein Verzögerungsnetzwerk P vorgeschaltet^ welches einen gewissen Phasenunterschied in der Erregung der einzelnen Riohtstrahler jeder Reihe verursacht» Der Abstand zwischen den einzelnen Richtstrahlern jeder Reihe gleicht vorteilhaft der Hälfte der der Grundfrequenz der den Richtstrahlern zugeführten Zeichen entsprechenden Wellenlänge* während die durch jedes Verzögerungsnetzwerk bewirkte Phasenverschiebung_p welche eine Vergrö'sserung des raumlichen Abstandes zwischen den Richtstrahlern jeder Reihe gleichkommt, einer ganzel Wellenlänge oder einem geradezahligen Mehrfachen davon entspricht.The device according to Pig »-1 contains a _{horizontal, flat directional radiator field consisting of the DJD 2} L directional radiators. The directional radiators are arranged in four rows , each row contains six directional radiators arranged at equal intervals Reflector provided "The distances between the rows are also the same" The directional radiators in each row are excited together, but each directional radiator in each row is preceded by a delay network P which causes a certain phase difference in the excitation of the individual radiators in each row "The distance between the individual directional radiators of each row is advantageously equal to half of the wavelength * corresponding to the fundamental frequency of the characters supplied to the directional _{radiators, while the phase shift p} brought about by each delay network, which increases the spatial distance between d en directional radiators of each row equals, corresponds to a whole wavelength or an even multiple thereof.

Jede Reihe von Richtstrahlern steht über je einen Phasenschieber 12 »12. und über je einene Transformator T -T- mit einem gemeinsamen Hochfrequenzschwingungserzeuger 11 in Ver-Each row of directional radiators stands above a phase shifter 12 »12. and each with a transformer T -T- a common high-frequency oscillation generator 11 in

bindung« An den Schwingungserzeuger ist ein von einem Taktgeber II4. gesteuerter Generator 13 angeschlossen* dessen Frequenz diejenige Geschwindigkeit bestimmt, mit welcher der durch das Richtstrahlerfeld erzeugte Abtaststrahl in der einen Abtastrichtung abgelenkt wird» Der Taktgeber 1I4. steuert überdies auch einen zweiten Generator I5, dessen Frequenz die Ablenkgeschwindigkeit des Abtaststrahles in der zweiten Abtastrichtung bestimmt« Dieser Generator ist an einem Spannungsteiler 9 ^an"" geschlossen, dessen Mittelpunkt geerdet ist» An den beiden Enden des Spannungsteilers ergeben sich daher zwei Steuerspannungen entgegengesetzter Polarität, welche für Steuerung der Phasenschieber 12 und 12, verwendet werden. Die Phasenschieberbinding «To the vibration generator is a clock generator II4. controlled generator 13 connected * whose frequency determines the speed at which the scanning beam generated by the directional radiation field is deflected in one scanning direction »the clock generator 1I4. controls, moreover, also a second generator I5, whose frequency determines the sweep of the scanning beam in the second scanning direction "This generator is closed at a voltage divider 9 ^to" ", the center of which is grounded" At the two ends of the voltage divider, therefore, there are two control voltages of opposite polarity which are used for controlling the phase shifters 12 and 12. The phase shifters

a da d

12. und 12 werden durch Steuerspannungen gesteuert, welche von zwischen dem Mittelpunkt und den Endpunkten des Spannungsteilers liegenden Punkten abgenommen werden« Die Phasenschieber sind einander gleich und die von ihnen bewirkte Phasenverschiebung hängt von der Grosse und der Polarität der ihnen zugeführten Steuerspannung ab«12. and 12 are controlled by control voltages which are between the midpoint and endpoints of the voltage divider lying points are removed «The phase shifters and the phase shift caused by them are equal to each other depends on the size and polarity of the control voltage supplied to you «

Betrachtet man zunächst nun die Richtstrahler D^-Dg und nimmt man an., dass sie alle in dergleichen Phase erregt werden, so hat man ein an: sich bekanntes Strahlersystem* dessen Strahlung in der Längsrichtung der Strahlerreihe konzentrierter ist, als diejenige eines einzelnen ^Richtstrahlers „ Es ergibt sich dabei also eine fächerförmige Strahlungscharakteristik, welche in der lotrechten Richtung nach oben ihre grösste Abmessung und in der Längsrichtung der Strahlerreihe ihre kleinste Abmessung hat, während ihre mittlere Abmessung in der Längsrichtung der einzelnen Strahler liegt» Die übrigen Strahlerreihen haben nur die Wirkung^, dass ein scharf konzentrierter Strahl entsteht* Falls die Richtstrahler aller Reihen in dergleichen Phase er-If we first consider the directional radiators D ^ -Dg and assume that they are all excited in the same phase, so one has a known emitter system * whose radiation is more concentrated in the longitudinal direction of the emitter row than that of a single directional radiator “This results in a fan-shaped radiation pattern, which in the vertical direction upwards has its largest dimension and in the longitudinal direction of the row of radiators has its smallest dimension, while their mean dimension lies in the longitudinal direction of the individual radiators »The other radiator rows only have the effect ^ that a sharply concentrated beam is created * If the directional radiators of all rows are in the same phase

regt werden, steht dieser Strahl senkrecht auf die Ebene des Strahlenfeldes, während die von irgendeinem Strahlerpaar ausge» strahlten Zeichen nur in dieser Richtung gleichphasig sind»are excited, this beam is perpendicular to the plane of the beam field, while the beam emitted by any pair of radiators emitted signs are in phase only in this direction »

Der Generator I3 bewirkt eine periodische Änderung der Frequenz des Hochfrequenzschwingungserzeugers 11 entsprechend der Wellenform seiner Schwingungen, die vorzugsweise sägezahn·* fb'rmig sind« Da jedem Richtstrahler der einzelnen Richtstrahlerreihe je ein Verzögerungsnetzwerk P vorgeschaltet ist, hat diese Frequenzänderung eine unterschiedliche Änderung dor Phase der Erregung jedes Strahlers zur Folge, Dies bedeutet also, dass diejenige Richtung, in welcher dio Zeichen zweier benachbarter Strahlen derselben Reihe gleichphasig sind, sich in der die Strahlerreihe enthaltenden Ebene stetig ändert _f so dass der Strahl eine hin- und hergehende Abtastbewegung in dieser Ebene bezw« parallel zu ihr ausführt.The generator I3 causes a periodic change in the frequency of the high-frequency oscillation generator 11 according to the waveform of its oscillations, which are preferably sawtooth-shaped excitation thus, each emitter result, this means that the direction in which dio characters of two adjacent beams of the same row are in phase, in which the emitter series plane containing steadily _f changes so that the beam a reciprocating scanning in this plane BEZW to «Executes in parallel with her.

Die Ausgangspannung des Generators 15> die vorteilhaft ebenfalls einen sägezahnförmigen Verlauf hat, führt eine periodische Änderung im Phasenverhältnis zur Erregung der einzelnen Richts fcrahlerreihen herbei und bewirkt dadurch eine auf die obengenannte Abtastbewegung normale, zweite Abtastbewegung des Strahlers, doren Geschwindigkeit sich so zur Geschwindigkeit der ersten Abtastbewegung verhält, wie die Frequenz des Generators 15 zu derjenigen des Generators I3« Die Wirkungsweise des Generators I5 ist in der Figur la veranschaulicht, in welcher die Kurven 17a - 17^ die den Phasenschiebern 12a - 12d zugeführten Steuerspannungen darstellen* Es ist ersichtlich,, dass beim Beginn einer Abtastbewegung d ie Erregung der Richtstrahler D-,-Dg und der Richtstrahler D₇ - D-,ρ eine verschieden grosse Phasenverschiebung in dem einen Sinn erleidet, während dieThe output voltage of the generator 15>, which advantageously also has a sawtooth-shaped curve, causes a periodic change in the phase relationship to the excitation of the individual rows of directional radiators and thereby causes a second scanning motion of the radiator that is normal to the above-mentioned scanning movement, so that the speed becomes the speed of the first The scanning movement behaves like the frequency of the generator 15 to that of the generator I3. The mode of operation of the generator I5 is illustrated in FIG. that at the beginning of a scanning movement the excitation of the directional radiators D -, - Dg and the directional radiators D ₇ - D-, ρ suffers a phase shift of different magnitudes in one sense, while the

Ph^so dor Erregung der Richtstrahler D-,, ~ D-, ο und dor Rieht, strahler D-,_q - Dpi um verschieden grosse Beträge im anderen Sinn verschoben wird. Infolgedessen wird der Strahl, welcher unter Einwirkung des Generators I3 in einer zur Längsrichtung der Richtstrahlerreihe parallelen und auf das Richtstrahlerfeld senkrechten Ebene pendelt, aus dieser Ebene nach der einen Seite in einer Richtung abgelenkt, in welcher die Strahlung der seitlich nebeneinander liegenden Richtstrahler, also beispielsweise der Richtstrahler Dg und D^? gleichphasig ist« Das Mass dieser seitlichen Ablenkung nimmt entsprechend der Verminderung der den Phasenschiebern zugefüElifcen Steuers pannungetv ab, bis es zu Null wird, um dann nach der anderen Seite wieder zuzunehmen. Unter dor gemeinsamen Einwirkung der Generatoren 13 und 15 ergibt sich demnach eine periodische Abtastbewegung des Strahles in zwei auf einander normalen Richtungen, so dass der Strahl einen gewissen Raumwinkel stetig abtastet«Ph ^ so dor excitation of the directional radiators D- ,, ~ D-, ο and dor RICHT, strahler D-, _q - Dpi is shifted by different amounts in the other sense. As a result, the beam, which oscillates under the action of the generator I3 in a plane parallel to the longitudinal direction of the directional radiator row and perpendicular to the directional radiator field, is deflected from this plane to one side in a direction in which the radiation from the laterally adjacent directional radiators, for example the directional spotlights Dg and D ^? is in phase. The extent of this lateral deflection decreases in accordance with the reduction in the control voltage applied to the phase shifters until it becomes zero and then increases again on the other side. Under the joint action of the generators 13 and 15, a periodic scanning movement of the beam in two mutually normal directions results, so that the beam continuously scans a certain solid angle «

Pig, 2 stellt eine vollständige Einrichtung zur Bestimmung des Ortes eines die ausgestrahlten Zeichen reflektierenden Gegenstandes,beispielweise eines Plugzeuges 20, dar, Diese Einrichtung enthält aussor dor in Pig« 1 dargestellten Sendoeinrichtung Mittel zum Empfangen und Auswerten der vom Flugzeug reflektierten Zeichen* Diese Mittel umfassen einen Empfänger 21, welcher an ein aus den Antennen 22 und 23 bestehendes ungorichtetos Antennensystem angeschlossen ist» Die Antenne 22 ist zwockmässig parallel zu den Richtstrahlern des Richtstrahlerfeldcs 10, während die Antenne 23 rechtwinklich zur Antenne liegt, um auch den Empfang derjenigen reflektierten Zeichen zu gewährleisten, welche gegenüber don ausgestrahlten Zeichcp eine um 90° verschiedene Polarisation aufweisen» An den Empfänger 21 sind die Eingangs elektrodon einer KathocOns brahlröhroPig, 2 provides a complete facility for determining the location of a character reflecting the emitted characters Object, for example a plug tool 20, this device also contains Sendo device shown in Pig «1 Means for receiving and evaluating the characters reflected by the aircraft * These means comprise a receiver 21, which is connected to a non-directional antenna system consisting of antennas 22 and 23 »The antenna 22 is zockmässig parallel to the directional radiators of the directional radiator field 10, while the antenna 23 at right angles to the antenna is in order to ensure the reception of those reflected characters which are opposite to the characters emitted have a polarization different by 90 ° »The input electrodon of a KathocOns brahlröhro are connected to the receiver 21

21}. angeschlossen, deren Bildschirm 25 als Anzeiger lache dient. Solange keine Eingangszeichen einkommen, ist die Kathodenstrahlröhre durch die V orspannunß-s quelle 29 gesperrt. Damit der Kathodenstrahl eine mit der Abtastbewegung des Zeichenstrahles der Sendeeinrichtung synchrone Abtastbewegung auf dem Bildschirm 25 ausführt, werden die Aus gangsspannungen der Generatoren IJ und 15 der Sendeeinrichtung den beiden Ablenkeplattonpaaren 26 _f 27 und 28, 29 der Kathodenstrahlröhre zugeführt« Dem mit dem Generator I3 verbundenen Ablenkplattenpaar 26 _P 27 ist ©In Widerstand JO vorgeschaltet«21}. connected, whose screen 25 serves as an indicator pool. As long as no input characters are received, the cathode ray tube is blocked by the voltage source 29. Thus, the cathode ray performs synchronous with the scanning of the character beam of the transmitting device scanning on the screen 25, the off are output voltages of the generators IJ and 15 of the transmitting device the two Ablenkeplattonpaaren fed 26 _f 27 and 28, 29 of the cathode ray tube "The connected to the generator I3 Deflection plate pair 26 _P 27 is connected upstream in resistor JO «

Es sind dn der Einrichtung auch Mittel vorgesehen, welehe die Bestimmung der Entfernung des Plugzeuges von der Einrichtung ermöglicht« Diese Mittel umfassen einen Modulator 32 mit zwei Eingangskreisen, von welchen der eine über einen Amplitudenbegrenzer 3!+ an den Generator 11 und der andere Über einen Amplitudenbegrenzer 33 ^an den Empfänger 21 angeschlossen ist» Mit dem Ausgangskreis des Modulators 32 ist ein Frequenzdemodulator 35 zum Demodulieren der sich aus der Ueberlagerung dor beiden Eingangskreise de3 Modulators 32 ergebenden Zwischenfroquenz verbunden, an welchen sich ein Entfernungsanzeigegerät 36 anschliesst« Um den Zeitunterschied zwischen den ausgestrahlten Zeichen und den empfangenen, reflektierten Zeichen auszugleichen^ ist ein Ausgangskreis des Demodulators 35 ^an ^en Widerstand 30 angeschlossen«Means are also provided in the device which enable the determination of the distance between the plug-in device and the device Amplitude limiter 33 is connected ^to the receiver 21 "The output circuit of the modulator 32 is connected to a frequency demodulator 35 for demodulating the intermediate frequency resulting from the superimposition of the two input circuits of the modulator 32, to which a distance indicator 36 is connected." ^To compensate characters and the received, reflected characters ^ an output circuit of the demodulator 35 is connected to ^ a resistor 30 "

Wenn sich in dem abgetasteten Raum gleichzeitig mehrere Plugzeuge aufhalten, erscheinen auf dem Bildschirm 25 äer Kathodensbrahlröhre gleichzeitig mehrere Anzeigen« Um feststellen zu können, zu welcher Anzeige die jeweilige Enfcfernuftgsanzeige des Gerätes 36 gehört, ist eine Einrichtung 38 vorge-If several plug-in tools are present at the same time in the scanned space, outer ones appear on the screen 25 Cathode light tube several displays at the same time «To be able to determine which display the respective remote air display is for of the device 36 belongs, a device 38 is provided

sehen, welohe das Entfernungsanzeigegerät 36 sperrt., und diese Sperrung nur unter der Einwirkung eines Steuerzeichens aufhebt« Das Steuerzeichen wird von -'einer gegenüber dem Bildschirm 25 angeordneten Photozelle I4.O geliefert, welche ·>1η ein mit einer engen Öffnung l\Z versehenes Gehäuse Ip. eingeschlossen ist.« Die Photozelle ist über einen Verstärker [(.3. und einen Differen— zierstromkreis Ijlj. an das Entfernungsanzeigegerät 3^> angeschlossen? Der Differentzlerstromkreis kann bekanntlich aus einer Spule? einem Transformator _f oder aus einer Kondensator-Widerstandskombination bestehen und ist dazu geeignet Strom- oder Spannungsänderungen. in·¹ rechtwinkliche Impulse umzusetzen, deren Grosse und Zeitdauer proportional zu.dem Mass und¹ der Zeitdauer der ,genannten Änderung Ist, d.h.«- aus den beiden geneigten blanken eines-Strom- oder Spannungsimpuls es je einen kurzzeitigen. Impuls-rechtwinklioher Wellenform abzuleiten«,see which the distance display device 36 is blocking, and this blocking can only be canceled under the action of a control character. The control character is supplied by a photocell I4.O arranged opposite the screen 25, which has a narrow opening l \ Z provided housing Ip. included. "The photocell is connected via an amplifier [(.3. and a differentiation ornamental, circuit Ijlj. to the distance display unit 3 ^>? The Differentzlerstromkreis can know, of a coil? _f a transformer or consist of a capacitor-resistor combination and suitable for converting current or voltage changes into · ¹ right-angled impulses, the size and duration of which is proportional to the measure and ^{1 of} the duration of the said change, ie - from the two inclined bare current or voltage impulses there is one each to derive short-term. pulse-right-angled waveform «,

Während des Betriebes der Einrichtung würde der Kathodenstrahl der Röhre 2l| unter dem Einfluss der den Abl'enkelekt roden.' 2.6, 27 und 28, 29 zugeführten Aus gangs spannungen dor Generator©.« 13 und 15 mit den Abtastbewegungen des Abtaststrahles dea . Richtstrahlerfeldes 10 synchrone Abtastbewegungen auf dem Bildschirm 25 ausführen^ wenn er dauernd vurhanden wäre.. Da· aber der Kathodenstrahl durch den Empfänger 21 gesteuert wird und infolgedessen nur dann in Erscheinung tritt., wenn ein reflektiertes. Zeichen empfangen wird-., ergibt sich auf dem Bildschirm für jeden Gegenstand, der sich in dem abgetasteten Raum befindet lind die ausgestrahlten Zeichen reflektiert _f ein leuch-Uo:\dcr'. ^mK ^₁-- .dossofc·.-.'.H-^clltr-.ng t:a 'ikvsug'innS den Mittelpunkt dea Bildschirmes die Richtung des betreffenden Gegenstandes in Bezug auf die Einrichtung angibt·.* Da ferner die empfangenen _f During the operation of the device, the cathode ray of the tube 2l | under the influence of clearing the deflector. ' 2.6, 27 and 28, 29 supplied output voltages from the generator ©. «13 and 15 with the scanning movements of the scanning beam dea. Directional radiator field 10 perform synchronous scanning movements on the screen 25 if it were permanently present .. But since the cathode ray is controlled by the receiver 21 and consequently only appears when a reflected. Character is received-., Results on the screen for every object that is located in the scanned space and the emitted characters are reflected _f a luminescent Uo: \ dcr '. ^ mK ^ ₁ - .dossofc · .-. '. H- ^ clltr-.ng t: a'ikvsug'innS the center of the screen indicates the direction of the object in relation to the facility ·. * Since furthermore the received _f

reflektierten Zeichen gegenüber den ausgestrahlten Zeichen um diejenige Zeit verzögert cind, welche die ausgestrahlten Zeichen zur zweimaligen Ueberbrückung der Entfernung zwischen der Einrichtung und dem reflektierenden Gegenstand benötigt und die Frequenz des Schwingungserzeugers 11 während diesor Zeit durch den Generator I3 verändert wurde, ist der Unterschied zwischen der jeweiligen Frequenz des Schwingungaerzeugers 11 und der Frequenz der empfangenen, reflektierten Zeichen ein Mass für die Entfernung des reflektierenden Gegenstandes von der Einrichtung« Die sich im Ausgangskreis des Modulators 53 ergebende Differenzfrequenz _f welche durch den Frequenzdemodulator 35 ^*¹ einen ihrer Grosse entsprechenden Amplitudenwert umgewandelt wird, ergibt daher am Entfsrnungsanzeigegerät 36 eine Entfernungsanzeige. Wenn, wie im vorliegenden FaIl₁ die Frequenz der ausgesteuerten Zeichen linear mit der Zeit geändert wird, entspricht irgendeine im Ausgangakreis des Modulators 32 erscheinende Zwischenfrequenz immer dem Wert der Entfernung, unabhängig von der jeweiligen Richtung des Abtaststrahles des Richtstrahlorf eldes 10«The reflected characters are delayed compared to the emitted characters by the time which the emitted characters need to bridge the distance between the device and the reflecting object twice and the frequency of the vibration generator 11 has been changed during this time by the generator I3, is the difference between the respective frequency of the Schwingungaerzeugers 11 and the frequency of the received reflected signal, a measure of the distance of the reflecting object from the device "the resulting in the output circuit of the modulator 53 difference frequency _f obtained by the frequency demodulator 35 ^ * ¹ a corresponding amplitude value is converted their size , therefore gives a distance display on the distance display device 36. If, as in the present case _1, the frequency of the emitted characters is changed linearly with time, any intermediate frequency appearing in the output circle of the modulator 32 always corresponds to the value of the distance, regardless of the respective direction of the scanning beam of the directional beam location 10 «

Die Zuordnung der Entfernungsanzeigen zu zugehörigen Richtungsanzeigen auf dom Bildschirm 25 orfolgt in der Weise, dass man die Öffnung l\2 in dem Gehäuse I4.I der Photozelle L1.O auf denjenigen leuchtenden Punkt auf dem Bildschirm richtet, in Bezug auf welchen man die Entfornungsanzeige wünschte Der aus der ansteigenden Aus gangs spannung der Photozelle im Differenzierstromkreis JjIj- abgeleitete Spannungsimpuls hebt die Sperrung des Entfernungsanzeigegerätes 36 auf und dieses liefert daher eine dem betreffenden leuchtenden Punkt am Bildschirm entsprechende Entfernungsanzeige. Der Differenzierstromkreis I4J4. ist soThe assignment of the distance displays to the associated direction displays on the screen 25 takes place in such a way that the opening l \ 2 in the housing I4.I of the photocell L1.O is directed at that luminous point on the screen in relation to which the deforestation display is Desired The voltage pulse derived from the increasing output voltage of the photocell in the differentiating circuit JjIj- removes the blocking of the distance display device 36 and this therefore provides a distance display corresponding to the relevant luminous point on the screen. The differentiating circuit I4J4. it's so

bemessen; dass das Entfernungsanzeigegerät nur auf verhältnismassig schnelle Änderun"en des auf die Photozelle lj.0 einwirkenden Lichtes ansprichto Solch eine schnelle Änderung geht immer dann vor sich, wenn der Kathodenstrahl auf diejenige Stelle des Bids chimes trifft; auf welche die Off nung l\2 gerichtet ist. Infolge der genannten Ausbildung des Differenzierstromkrelses hat demnach das Nachleuchten des Schirmes keinen Einfluss auf die Entfernungsanzeige_B sized; that the distance display device only responds to relatively rapid changes in the light acting on the photocell lj.0 Such a rapid change always takes place when the cathode ray hits the point of the double bed at which the opening l \ 2 is directed As a result of the above-mentioned design of the differential current circuit, the afterglow of the screen has no influence on the distance display _B.

Der Zeitunterschied zwischen den ausgestrahlten Zeichen und den empfangenen, reflektierten Zeichen wird dadurch berichtigt , dass die Ausgangsspannung des Prequenzdemodulatora 55 über einen Widerstand JO an den Ablenkelektroden 26, 27 der Kathodenstrahlröhre ebenfalls wirksam wird, sobald ein empfangenes Zeichen die Sperrung der Kathodenstrahlröhre aufhebt. Dieser Ausgangskreis des Frequenzdemodulator ist im Hinblick auf die Amplitude und die Polarität der den Elektroden 2.6_f 27 zugeführten zusätzlichen Spannung so eingestellt, dass diese Spannung dor vom Generator I3 herrührenden Ablenkspannung in einem dem genannten Zeitunterschied entsprechenden Masse entgegenwirkt und dadurch die Ablenkbewegung des Kathodens trahlcs verzögert« Diese Korrektur kann zwar in den Fällen, in welchen sich der die ausgestrahlten Zeichen reflektierende Gegenstand in der Hähe der äusseren Grenze des abgetasteten Raumes befindet, kleine Fehler verursachen, jedoch ist es ohne weiteres möglich, diese Fehlerquelle auszuschalten, wenn man das Richtstrahlerfold 10 auf einer beweglichen Plattform anbringt und jeweils son einstellt, dass der Gegenstand, dessen Richtung und Entfernung bestimmt werden soll, sich im mittleren Teil des abgetasteten Raumes befindet» Ueberdies kann man auch denThe time difference between the emitted characters and the received, reflected characters is corrected by the fact that the output voltage of the frequency demodulator 55 is also effective via a resistor JO on the deflection electrodes 26, 27 of the cathode ray tube as soon as a received character unblocks the cathode ray tube. This output circuit of the frequency demodulator is set with regard to the amplitude and the polarity of the additional voltage fed to the electrodes 2.6 _f 27 so that this voltage counteracts the deflection voltage from the generator I3 in a mass corresponding to the time difference mentioned and thereby delays the deflection movement of the cathode beam «Although this correction can cause small errors in cases in which the object reflecting the emitted characters is close to the outer boundary of the scanned area, it is easily possible to eliminate this source of error by opening the directional lamp fold 10 attaches to a movable platform and adjusts it so that the object, the direction and distance of which is to be determined, is in the central part of the scanned space

Rand des Bildschirmes abdecken, um das Ablösen derartigen fehlerhaften Anzeigen zu verhindern«Cover the edge of the screen to prevent such faulty displays from peeling off «

Die Einrichtung gcmäss Fig. 3 unterscheidet sich von derjenigen gomäss Pig? 2 darin, dass das eine Ablonkplabtonpaar 5I4., 55 äor Kathodenstrahlröhre 5° unmittelbar mit dem einon Aus« gansskreis des Demodulators 35 verbunden ist, während das ander© Ablenkplattenpaar 52, 53 zwischen dem beweglichen Kontakt eines Umschalters 56 und Erde geschaltet ist, wobei der Generator I3 über den Widerstand 30' an den einen festen Kontakt des Umschalters und der Generator I5 an den anderen festen Kontakt des Umschalters angeschlossen ist»The device according to Fig. 3 differs from that according to Pig? 2 in the fact that the one pair of Ablon plabtones 5I4., 55 aor cathode ray tube 5 ° is directly connected to the one output circuit of the demodulator 35, while the other © Deflection plate pair 52, 53 is connected between the movable contact of a changeover switch 56 and earth, the generator I3 Via the resistor 30 'to one fixed contact of the changeover switch and the generator I5 to the other fixed contact of the changeover switch connected"

Bei derjenigen Stellung des Schalters 56, in v/elcher dieser den Generator I3 mit den Ablenkplatten 52, 53 verbindet, wird der Kathodenstrahl beim Empfang von reflektierten Zeichen in der einen Richtung entsprechend der Entfernung des die Zeichen reflektierenden Gegenstandes und in der anderen Richtung synchron mit der durch den Kondensator 3 des Generators I3 bewirkten Abtastbewegung des Strahlers des Riohtstrahlerfeldos 10 abgelenkt. Hierbei ergibt sich am Bildschirm 5I oin schmales vertikales Schwingungsbild, dessen von einer horizontalen Grundlinie am Bildschirm gemessenen Amplitude die Entfernung angibt, während seine Lage seitlich dos Nullpunktes der Grundlinie die eine der den Ort des Gegenstandes bestimmenden beiden Koordinaten darstellt. Wenn man den Schalter ^6 umstellt, erhält man auf dem Bildschirm ein ebensolches Schwingungsbild, dessen Lage seitlich des Nullpunktes der Grundlinie die andere der den Ort des Gegenhstandes bestimmenden beiden Koordinaten darstellt. Auf diese Weise lässt sich also der Ort und die Entfernung des Gegenstandes bestimmen. Sind in dem abgetasteten Raum gleichzeitig mehrere reflektierende Gegenstände, so wird deren Entfernung von derIn the position of the switch 56 in which it connects the generator I3 with the deflection plates 52, 53, the cathode ray is synchronized with the reception of reflected characters in one direction corresponding to the distance of the object reflecting the characters and in the other direction deflected by the scanning movement of the radiator of the radiator field 10 caused by the capacitor 3 of the generator I3. This results in a narrow vertical oscillation image on the screen 51, the amplitude of which, measured from a horizontal base line on the screen, indicates the distance, while its position to the side of the zero point of the base line represents one of the two coordinates determining the location of the object. If you switch the switch ^ 6 , you get a similar oscillation image on the screen, the position of which to the side of the zero point of the base line represents the other of the two coordinates that determine the location of the object. In this way, the location and the distance of the object can be determined. If there are several reflecting objects in the scanned space at the same time, their distance from the

Einrichtung in der Regel verschieden sein, so dass man die zugehörigen Koordinatenanzeigen -anhand dergleichen Entfernungsanzeigen feststellen kann»Setup usually be different, so that one can display the associated coordinate displays using the same distance displays can determine »

Es ist auch möglich, die Anordnungen gomäss Pig«. 2 und Fig. 5 miteinander zu kombinieren, wobei dann die beiden Kathodenstrahlröhren zusammen den Ort der gesuchten Gegenstände durch seine drei Raumkoordinaten bestimmen*It is also possible to make the arrangements according to Pig «. 2 and 5 to combine with each other, in which case the two cathode ray tubes together determine the location of the objects you are looking for using its three spatial coordinates *

Es ist vorteilhaft, wenn man das Erapfangantennensystem so ausbildet, wie das Sendeantennensystem 10, dabei In diesem Fall eine nur in der Richtung der reflektierten Zeichen wirksame hohe Riohtwirkung des Empfangantennensystems herbeifuhren kann, wenn man die Empfangsantenne» Über den Phasenschieber 12a-12b f^enau entsprechend den Phasenschiebern mit dem Empfänger 21 verbindet und diese Phasenschieber ebenfalls durch den Generator 15 steuern lasst«It is advantageous if the detection antenna system is designed in the same way as the transmission antenna system 10, in this case can bring about a high radiation effect of the receiving antenna system that is only effective in the direction of the reflected characters, if the receiving antenna is connected to the receiver 21 via the phase shifter 12a-12b, corresponding to the phase shifter connects and lets this phase shifter also be controlled by the generator 15 "

Claims

Pat tentans pruche »

1 »Device for scanning a predetermined space with a character beam, characterized by a number of at least in one direction at intervals from one another arranged directional radiators, which with a mutual phase difference are excited, which is changed periodically in the V that an oscillating scanning movement of the total radiation pattern the directional spotlight gives "

Ze device according to claim 1, characterized in that the directional radiators are arranged in several longitudinal and Q, outer rows and are excited with a mutual phase difference, which both with regard to the longitudinal rows and

with regard to the quor series is periodically changed in the Yfeise that a pendulous scanning movement of the total radiation characteristic the directional spotlight in two directions results in "

3 »Device according to claim 2, characterized in that the change in the phase difference of the excitation of the longitudinal rows and the transverse rows of directional radiators are carried out at different frequencies, so that the scanning movements of the overall radiation pattern goes in both directions at different speeds,

I4. «Device according to one or more of claims 1–5 _? characterized in that all directional radiators in a longitudinal row are excited together and a delay network is connected to each individual directional radiator,

5 «device according to claim l \. _f characterized in that the frequency of the characters fed to the directional radiators is changed periodically «

6, device according to claim 5> characterized in that the directional radiator by a high-frequency oscillation generator are excited, the frequency of which is periodically changed by means of a generator.

7 »Device according to one or more of claims 2-6, characterized in that each longitudinal row of the directional radiators a phase shifter is connected upstream and the mutual relationship of the phase shifter caused by this Phase shift is changed periodically «

8 * Device according to claim ¹ J, characterized in that the phase shifters are controlled by a generator «

9o device according to and claim 8, characterized in that; that the generator is connected to a voltage divider; from which voltages of various magnitudes are fed to the phase shifters,

10 «Device according to claim 8, characterized in that the generator is connected to a voltage divider; from which voltages of different signs are fed to the phase shifters *

II * Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that with the energy which is reflected from an object located in the scanned space, a display device for displaying the location of said Object is controlled in the room,

12 »device according to claim ₁ H characterized in · that the display device of a cathode-ray tube is _f whose cathode ray in its intensity by the reflected energy and controlled in synchronism with the scanning movement of the scanning beam is deflected.

13. Device according to Andprüchen 6 _f 8 and 12, characterized in that the deflection of the cathode ray takes place under the influence of the voltages of the generators which periodically change the frequency of the high-frequency oscillation generator and to control the phase shifter,

IJ4. «Device according to claim 13; characterized in that the emitted and the reflected, received Characters are superimposed on each other, and the between-second frequency resulting from the superposition is rectified and to the Control of the distance of the reflective object

is used by the device indicating the facility,

15. Device according to claim 11, characterized in that the device for displaying the distance is normally blocked and this blocking is effected by means of a display of the location display device canceled γ / can ground »

l6 * device according to claim 15? characterized _Ψ that the blocking of the device for distance display is lifted by the current of a photocell influenced by the location display »

17 »Device according to claims 12 and Ik, characterized in that the deflection of the cathode ray in the a direction under the influence of the voltage of one of the mutual phase shift between the excitations of the Transmitting directional emitters causing generators and in the other direction under the influence of the superposition of the emitted and the received, reflected characters resulting intermediate frequency voltage takes place.

l8 »device according to claim 17 * characterized in that the deflection of the cathode ray in one direction under the influence of the voltage of the serving to periodically change the frequency of the high-frequency oscillator Generator takes place.