DE1270631B

DE1270631B - Arrangement for displaying the spatial location of radio transmitters

Info

Publication number: DE1270631B
Application number: DEP1270A
Authority: DE
Inventors: Julius Schiffman
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1961-01-26
Filing date: 1962-01-25
Publication date: 1968-06-20
Also published as: GB966622A; JPS4937314B1; SE300765B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WS^ PATENTAMTFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN WS ^ PATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

GOIsGOIs

Deutsche Kl.: 21 a4-48/12 German class: 21 a4- 48/12

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:Number:
File number:
Registration date:
Display day:

P 12 70 631.9-35
25. Januar 1962
20. Juni 1968P 12 70 631.9-35
January 25, 1962
June 20, 1968

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Darstellung der räumlichen Lage von Funksendern auf dem Schirm einer Braunschen Röhre.The invention relates to an arrangement for displaying the spatial position of radio transmitters the screen of a Braun tube.

Anordnungen zur Landehilfe oder zur Verhütung von Kollisionen sind bekannt, bei denen von Sendern ausgestrahlte und von dem Flugzeug empfangene Hochfrequenzwellen Verwendung finden. Beispielsweise wird die Gleitbahn eines Flugzeugs zum Landen von einem Funkleitstrahl gebildet. Der Pilot steuert das Flugzeug so, daß sich zwei gekreuzte Zeiger stets in der Mitte einer Anzeigescheibe befinden. Ferner kann zur Beobachtung benachbarter Flugzeuge der an einem Flugzeug angeordnete Funksender Informationen bezüglich der Höhe, der Richtung und der Geschwindigkeit übertragen. Aus diesen Werten kann in einem Flugzeug angezeigt werden, ob Kollisionsgefahr besteht. Arrangements for landing aid or for the prevention of collisions are known for those of transmitters radio frequency waves emitted and received by the aircraft are used. For example the glide path of an aircraft for landing is formed by a radio beacon. The pilot steers the aircraft in such a way that two crossed pointers are always in the center of a display disc. Further the radio transmitter arranged on an aircraft can provide information for observing neighboring aircraft in terms of altitude, direction and speed. From these values can displayed in an aircraft whether there is a risk of collision.

Man ist jedoch bestrebt, dem Piloten ein möglichst naturgetreues Bild der Vorgänge zu liefern. Dazu ist es bekannt (britische Patentschrift 601976), eine Landebahn beidseitig mit Funksendern zu versehen und die von den Sendern ausgestrahlten Wellenzüge mittels einer am Flugzeug angeordneten Antenne abzutasten, wobei die von der Antenne gelieferten Spannungen den beiden Ablenksystemen einer Braunschen Röhre zugeführt werden und auf dem Bildschirm eine Abbildung der Funksender erzeugen, deren Lage den Einflugwinkel und die Höhe des Flugzeugs anzeigt. Dabei wird die Antenne in zwei Ebenen geschwenkt, um die Sender abzutasten. Dabei kann natürlich der Fall eintreten, daß bei einer ungenauen Steuerung des Schwenkwinkels der Antenne ein einzelner Sender mehrmals gleichzeitig abgebildet werden kann. Ferner muß die Schwenkbewegung der Antenne mit den Generatoren für die waagerechte und senkrechte Ablenkspannung synchronisiert sein.However, one endeavors to provide the pilot with a picture of the processes that is as true to life as possible. Is to it is known (British patent specification 601976) to provide a runway on both sides with radio transmitters and scan the wave trains emitted by the transmitters using an antenna located on the aircraft, where the voltages supplied by the antenna correspond to the two deflection systems of a Braun tube are supplied and generate an image of the radio transmitter on the screen, the location of which the Indicates the approach angle and the altitude of the aircraft. The antenna is swiveled in two planes, to scan the transmitters. It can of course happen that if the control is imprecise Swivel angle of the antenna a single transmitter can be mapped several times at the same time. Further must be the pivoting movement of the antenna with the generators for the horizontal and vertical Deflection voltage be synchronized.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist deshalb darin zu sehen, die Anzeigegenauigkeit bei einer Anordnung gemäß der eingangs geschilderten Art zu erhöhen und die Anordnung in einfacherer und zweckmäßiger Weise auszubilden. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sender impulsmoduliert sind und mittels einer an sich bekannten Peilvorrichtung empfangen werden, bei der zwei Antennenpaare (32, 34; 36, 38) mit überlappender Richtcharakteristik für zwei zueinander senkrechte Koordinatenebenen vorgesehen sind, bei der die Ausgangsspannung jeder einzelnen Antenne demoduliert und über je einen logarithmischen Verstärker (32 c, 34 c, 36 c, 38 c) an eine Einrichtung zur Differenzbildung (44, 56) eines Paares geführt sind und bei der die so gebildeten beiden Differenzspannungen Anordnung zur Darstellung der räumlichen Lage von FunksendernThe object on which the invention is based is therefore to be seen in the display accuracy at to increase an arrangement according to the type described and the arrangement in a simpler and to train appropriately. According to the invention, this object is achieved in that the transmitter are pulse-modulated and received by means of a direction-finding device known per se, in which two pairs of antennas (32, 34; 36, 38) with overlapping directional characteristics for two mutually perpendicular Coordinate planes are provided in which the output voltage of each individual antenna is demodulated and via a logarithmic amplifier (32 c, 34 c, 36 c, 38 c) to a device for forming the difference (44, 56) of a pair and in which the two differential voltages formed in this way Arrangement for the representation of the spatial position of radio transmitters

Anmelder:Applicant:

The Bendix Corporation, Detroit, Mich.The Bendix Corporation, Detroit, Mich.

(V. St. A.)(V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing, H. Negendank, Patentanwalt,Dr.-Ing, H. Negendank, patent attorney,

2000 Hamburg, Neuer Wall 412000 Hamburg, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Julius Schiffman, Oakland County, Mich.Julius Schiffman, Oakland County, Mich.

(V. St. A.)(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 26. Januar 1961 (85166),
vom 30. August 1961 (137 708)V. St. v. America January 26, 1961 (85166),
dated August 30, 1961 (137 708)

den beiden Ablenksystemen (52, 62) der Braunschen Röhre zugeführt sind.the two deflection systems (52, 62) of the Braun tube are fed.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung liegen darin, daß starre Antennen vorgesehen sind und durch die Impulsmodulation eine zweideutige Abbildung von Bildpunkten auf dem Schirm durch entsprechende Wahl der Modulation vermeidbar ist. Ferner entspricht die Abbildung auf dem Schirm in großer Annäherung dem wirklichkeitsgetreuen Bild, das der Pilot visuell wahrnehmen könnte.The advantages of the arrangement according to the invention are that rigid antennas are provided and by means of the pulse modulation, an ambiguous mapping of pixels on the screen appropriate choice of modulation is avoidable. Furthermore, the figure on the screen corresponds to in close approximation to the realistic image that the pilot could visually perceive.

Antennenpaare mit überlappender Richtcharakteristik sind an sich bekannt (Introduction to Monopulse). Ferner ist es bekannt, den Einfallswinkel der von der Antenne aufgenommenen Wellenzüge durch Amplitudenphasenmessung oder Summen- und Differenzbildung zu ermitteln. Darin allein besteht jedoch nicht die Erfindung.Antenna pairs with overlapping directional characteristics are known per se (Introduction to Monopulse). It is also known to determine the angle of incidence of the wave trains recorded by the antenna To determine amplitude phase measurement or formation of sums and differences. But that is the only thing not the invention.

Ferner besteht ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung darin, daß sie sowohl zum Landeanflug als auch zur Beobachtung benachbarter Flugzeuge geeignet ist.Another advantage of the arrangement according to the invention is that it can be used both for landing as well as for observing neighboring aircraft.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it

Fig. 1 und la die perspektivische Ansicht einer durch Sender gekennzeichneten Landebahn und die Darstellung der Sender auf dem Bildschirm einer Braunschen Röhre bei einer Entfernung des Flugzeugs von etwa 5 km,Fig. 1 and la the perspective view of a runway marked by transmitter and the representation of the transmitter on the screen of a Braun's tube at a distance of about 5 km from the aircraft,

809 560/161809 560/161

3 43 4

F i g. 2 und 2 a die Landebahn und die Bildschirm- tenne aufgenommene .Energie gleich al. Dies entdarstellung bei einer Entfernung von etwa 1 km, spricht in F i g. 7 der Spannungsgröße X bzw. Y. F i g. 2 and 2 a the runway and the screen antenna recorded .Energie equal to al. This distortion at a distance of about 1 km speaks in FIG. 7 of the voltage magnitude X or Y.

Fi g. 3 und 3 a die Landebahn und die Bildschirm- Gleiche Verhältnisse gelten für das senkrecht angedarstellung beim Landen des Flugzeugs, ordnete Antennenpaar. Die von den AntennenpaarenFi g. 3 and 3 a the runway and the screen. The same conditions apply to the vertical display when landing the plane, arranged antenna pair. The one from the antenna pairs

F i g. 4 und 4 a die Landebahn und die Bildschirm- 5 empfangenen Impulszüge werden gemäß der in F i g. 5 darstellung bei einer Entfernung des Flugzeugs von dargestellten Anordnung verarbeitet, so daß die Sender etwa 5 km und seitlicher Abweichung des Flugzeugs, auf dem Schirm einer Braunschen Röhre dargestelltF i g. 4 and 4 a, the runway and the screen 5 received pulse trains are according to the in F i g. 5 representation processed at a distance of the aircraft from the arrangement shown, so that the transmitter about 5 km and lateral deviation of the aircraft, shown on the screen of a Braun tube

Fig. 5 ein Schaltschema der erfindungsgemäßen werden.
Anordnung, Befindet sich beispielsweise das Flugzeug 26 inFig. 5 is a circuit diagram of the invention.
Arrangement, for example, if the aircraft is 26 in

F i g. 6 ein Antennenpaar mit überlappender Rieht- io F i g. 1 etwa 5 km von der Landebahn entfernt und charakteristik, fallen die Symmetrieachse der Landebahn und dieF i g. 6 an antenna pair with overlapping directions io F i g. 1 about 5 km from the runway and characteristic, fall the axis of symmetry of the runway and the

Fig. 6a die perspektivische Ansicht eines An- Flugzeuglängsachse zusammen, so ergibt sich das in tennenpaares, F i g. 1 a gezeigte Bild, in dem die die Sender ab-6a shows the perspective view of an aircraft longitudinal axis together, this results in FIG antenna pair, F i g. 1 a, in which the transmitters are

F i g. 6 b einen teilweisen Längsschnitt durch das bildenden Punkte beidseitig symmetrisch zur senk-Antennenpaar gemäß Fig. 6a, 15 rechten Bildschirmachse28 angeordnet sind und ihreF i g. 6 b shows a partial longitudinal section through the forming point on both sides symmetrically to the pair of vertical antennas 6a, 15 are arranged on the right screen axis 28 and their

Fig. 6c ein Diagramm zur Darstellung der Rieht- Verbindungsgerade einen Punkt auf der Achse28 charakteristik eines Antennenpaares, schneidet. Je größer die Entfernung des Flugzeugs von6c shows a diagram to show the straight line connecting a point on the axis 28 characteristic of a pair of antennas, intersects. The greater the distance the aircraft is from

F i g. 7 die Spannungshöhe des von dem Antennen- der Landebahn ist, desto kleiner ist der Winkel der paar mittels der Anordnung gemäß F i g. 5 empfan- Verbindungsgeraden, Die Verteilung der Bildpunkte genen Signals in Abhängigkeit von der Zeit, 20 oberhalb bzw. unterhalb der waagerechten Bildschirm-F i g. 7 the voltage level of the antenna to the runway, the smaller the angle of the couple by means of the arrangement according to FIG. 5 received straight lines, the distribution of the pixels signal as a function of time, 20 above or below the horizontal screen

Fig. 8 ein Beispiel für die Übertragungswege zwi- achse30 ist ein Maß für die Höhe des Flugzeugs, sehen einem Sender und dem Flugzeug, Wird jedoch die' Landebahn gemäß F i g. 4 vonFig. 8 an example of the transmission paths between axes30 is a measure of the height of the aircraft, see a transmitter and the aircraft, but if the 'runway is shown in FIG. 4 of

F i g. 9 die Spannungshöhe ähnlich F i g. 7 bei dem Flugzeug in einem schrägen Winkel angeflogen, einem Übertragungsweg gemäß F i g. 8, so ergibt sich die Bildschirmdarstellung gemäßF i g. 9 the voltage level similar to FIG. 7 approached the aircraft at an oblique angle, a transmission path according to FIG. 8, the screen display results according to

Fig. 10 die Projektion des Kathodenstrahlbildes 25 Fig. 4a, bei der die beiden Verbindungsgeraden der auf die Windschutzscheibe, Sender 22 und 24 sich nicht mehr in der senkrechten10 shows the projection of the cathode ray image 25 FIG. 4a, in which the two straight lines connecting the on the windshield, transmitters 22 and 24 are no longer in the vertical

Fig. 11a und 11b eine Draufsicht und eine Vorder- Mittellinie 28 schneiden. Aus F i g. 2 a ist ersichtlich, ansicht auf mehrere Antennenpaare zum Zwecke der daß die Entfernung des Flugzeugs nur mehr etwa Kollisionsverhütung, 1 km beträgt und daß die Flughöhe kleiner gewordenFigures 11a and 11b intersect a top view and a front centerline 28. From Fig. 2 a can be seen View of several pairs of antennas for the purpose of keeping the distance of the aircraft only approximately Collision avoidance, is 1 km and that the flight altitude has decreased

Fig. 12 ein Schema zur Erläuterung der Kollisions- 30 ist. Die Bildpunkte sind nämlich in stärkerem Maß verhütung. unter die waagerechte Mittellinie verlagert und derFig. 12 is a diagram for explaining the collision 30. The pixels are namely to a greater extent prevention. relocated below the horizontal center line and the

Die zu beiden Seiten der Landebahn in Reihen, Winkel der beiden Verbindungsgeraden vergrößert. In vorzugsweise in gleichen Abständen und paarweise F i g. 3 a ist die Abbildung auf dem Schirm beim gegenüberliegend angeordneten Sender 22 und 24 in Landen des Flugzeugs dargestellt. F i g. 1 strahlen Hochfrequenzwellenzüge ab, die durch 35 Die in F i g, 6 a gezeigte Antenne besteht aus einem rechteckige Impulse entsprechender Breite, beispiels- Pyramidenstumpf 27 aus leitfähigem Werkstoff, der weise 0,5 \is, und Wiederholfrequenz, z.B. 300 bis in der Flugzeugnase angeordnet ist. Die einzelnen 500Hz, moduliert sind. Die Trägerfrequenz ist vor- Antennen bestehen aus etwa dreieckförmigen, mit zugsweise größer als 3000 MHz. Die Intervalle zwischen Verzahnungen versehenen Streifen, von denen je einer den Impulsen verschiedener Sender sind unterschied- 40 auf einer Seite des Pyramidenstumpfes von diesem lieh, so daß ein gleichzeitiger Empfang mehrerer Im- isoliert angeordnet ist (IRE Convention Record, 1957, pulse von verschiedenen Sendern möglichst klein ist. S. 119 bis 128). Die Antenne weist ein periodisches Zu diesem Zweck sind die Sender untereinander syn- logarithmisches Frequenzverhalten auf. Jede einzelne chronisiert, wobei die Intervalle und/oder die Frequenz Antenne 27 a in F i g. 6 b divergiert von der Wandung der von den Sendern abgestrahlten Impulszüge so 45 27 des Pyramidenstumpfes vom Scheitel 27 b aus zur gewählt ist, daß die Anzahl der gleichzeitig von einem Basis 27 c. Vom Scheitel 27 b weg führt das Koaxial-Antennenpaar am Flugzeug empfangenen Impulszüge kabel 29.Those on either side of the runway in rows, angles of the two connecting straight lines enlarged. In preferably at equal intervals and in pairs F i g. 3a shows the image on the screen with the transmitter 22 and 24 arranged opposite one another in the landing of the aircraft. F i g. 1 radiate high-frequency wave trains, which through 35 The antenna shown in F ig, 6a consists of a rectangular pulses of appropriate width, for example truncated pyramid 27 made of conductive material, the way 0.5 \ is, and repetition frequency, e.g. 300 to the aircraft nose is arranged. The individual 500Hz that are modulated. The carrier frequency is in front of antennas consist of approximately triangular, with preferably greater than 3000 MHz. The intervals between serrated strips, each of which has one of the pulses from different transmitters, is borrowed from this on one side of the truncated pyramid, so that simultaneous reception of several pulses is arranged (IRE Convention Record, 1957, pulses from different transmitters is as small as possible. pp. 119 to 128). The antenna has a periodic frequency response. For this purpose the transmitters have a syn- logarithmic frequency response. Each individual chronized, the intervals and / or the frequency antenna 27 a in FIG. 6 b diverges from the wall of the pulse trains emitted by the transmitters so 45 27 of the truncated pyramid from apex 27 b is selected so that the number of simultaneously from a base 27 c. The pair of coaxial antennas leads away from the apex 27 b on the aircraft received pulse trains cable 29.

kleiner als die Zahl ist," die eine nicht eindeutige Ab- In F i g. 5 wird die Ausgangsspannung jeder ein-is smaller than the number "which is an ambiguous ab- In Fig. 5, the output voltage is every one

bildung verursacht. Vorzugsweise sind wenigstens zwei zelnen Antenne 32, 34, 36 und 38 in den Kristallverschiedene Intervallzeiten zwischen den Impulszügen 50 detektoren 32b, 34b, 36b und 38& demoduliert und zu vorgesehen. Die Antennen der Sender sollen Boden- dem logarithmischen Verstärker 32 c, 34 c, 36 c und reflexionen nach Möglichkeit vermeiden (Transactions 38 c zugeführt. Die Amplitude der Ausgangsspannung IRE, antennas and propagation section, September jedes logarithmischen Verstärkers ist dem Logarithmus 1960, S. 477). der Ausgangsspannung der betreffenden Antenne pro-education causes. Preferably, at least two individual antennas 32, 34, 36 and 38 are demodulated and provided in the crystal with different interval times between the pulse trains 50 detectors 32b, 34b, 36b and 38 &. The antennas of the transmitters should avoid reflections, if possible, to the logarithmic amplifier 32 c, 34 c, 36 c (Transactions 38 c. The amplitude of the output voltage IRE, antennas and propagation section, September of each logarithmic amplifier is the logarithm 1960, p 477). the output voltage of the antenna concerned

An Bord des Flugzeugs 26 sind zwei Antennen- 55 portional. Die Kennlinien der logarithmischen Verpaare 32 und 34 bzw. 36, 38 mit überlappender Rieht- stärker können derart auf diejenigen der Kristallcharakteristik für zwei zueinander senkrechte Koordi- detektoren und der Antennen abgestimmt werden, daß natenebenen vorgesehen. Fig. 6a zeigt das symme- innerhalb eines verhältnismäßig großen Winkel- und trisch zur Flugzeuglängsachse 42 angeordnete waage- Amplitudenbereiches eine im wesentlichen logarithrechte Antennenpaar 32 und 34. Die Richtungs- 60 mische Beziehung zwischen der Amplitude der Verempfmdlichkeit der Antennen 32 und 34 ist in F i g. 6 stärkerausgangsspannung und dem Richtungswinkel durch die Kurven 32a und 34a dargestellt, während besteht. In den Einrichtungen 44 und 56 wird jeweils in F i g. 6 c die Stärke der empfangenen linpulszüge die Differenz der Ausgangsspannungen eines Anin Abhängigkeit vom Einfallswinkel Θ aufgetragen ist. tennenpaares gebildet. Die von den Einrichtungen 44 Ist der Winkel Θ gleich dem Winkel zwischen der 65 und 56 gelieferten Differenzspannungen, die jeweils Flugzeuglängsachse 42 und der Antennenachse 40, so den Logarithmen der Quotienten der Verstärkerist die an der einen Antenne aufgenommene Energie ausgangsspannungen proportional sind, werden den gleich a2 in F i g. 6 c und die von der anderen An- Verstärkern 46 und 58 und dann zu den AustaststufenThere are two antennas 55 on board the aircraft 26. The characteristics of the logarithmic pairs 32 and 34 or 36, 38 with overlapping directions can be matched to those of the crystal characteristics for two mutually perpendicular coordinate detectors and the antennas in such a way that data planes are provided. 6a shows the symmetrical amplitude range, arranged symmetrically within a relatively large angular and tric to the aircraft longitudinal axis 42, of an essentially logarithmic antenna pair 32 and 34 i g. 6 stronger output voltage and the directional angle represented by curves 32a and 34a while exists. In the devices 44 and 56 in FIG. 6 c the strength of the received pulse trains, the difference between the output voltages of an An as a function of the angle of incidence Θ is plotted. pair formed. If the angle Θ is equal to the angle between the 65 and 56, the respective aircraft longitudinal axis 42 and the antenna axis 40, then the logarithms of the quotients of the amplifiers are proportional to the energy output voltages absorbed at one antenna are equal to the logarithms of the amplifiers a2 in FIG. 6 c and those of the other to amplifiers 46 and 58 and then to the blanking stages

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50 und 60 geführt. Die Austaststufen liefern eine recht- Kristallrauschen verursacht, vermieden. Hierzu werden eckf örmige Spannungswelle konstanter Dauer mit einer in den Einrichtungen 44 und 56 die Summen der VerAmplitude, die proportional zur Anstiegsamplitude stärkerausgangsspannungen gebildet und die beiden der an die Austaststufe geführten Spannung ist, an Summenspannungen der Einrichtung 48 zur Summendas senkrechte Ablenksystem 52, bzw. das waagerechte 5 bildung zugeführt. Deren Ausgangsspannung wird Ablenksystem 62 der Braunschen Röhre 54. einer Schwellwerteinrichtung 64 zugeführt. Überschrei-Somit ist die waagerechte Koordinate eines Bild- tet die Summe der vier Ausgangsspannungen der punktes auf dem Schirm für jeden Sender eine Funk- Verstärker eine bestimmte Größe, dann beaufschlagt tion des Verhältnisses der Ausgangsspannungen eines die Schwellwerteinrichtung 64 einen Schaltspannungs-Antennenpaares 32 und 34 und damit eine Funktion io generator 66, der zwei Impulse erzeugt, die den beiden der waagerechten Projektion des Winkels Θ zwischen Austaststufen 50 und 60 zugeführt werden. Werden der Einfallsrichtung der Wellenzüge und der Flugzeug- keine Ausgangsimpulse erzeugt, so sind die beiden längsachse. Andererseits ist die senkrechte Koordinate Austaststufen 50 und 60 gesperrt,
des Bildpunktes auf dem Schirm eine Funktion des Damit wird auch die Darstellung von Streubildern Verhältnisses der Ausgangsspannungen des Antennen- 15 infolge von Bodenreflexionen der vom Sender auspaares 36 und 38 und damit eine Funktion der senk- gesandten Impulszüge vermieden. Ein am Boden rechten Projektion des Winkels Θ. Es ergeben sich reflektierter Impulszug ist in F i g. 8 dargestellt, somit für jeweils ein Antennenpaar folgende Be- Gemäß F i g. 9 weisen nun der direkt übertragene Ziehungen: und der reflektierte Impulszug eine Laufzeitdifferenz50 and 60 led. The blanking stages provide quite a crystal noise caused, avoided. For this purpose, angular voltage wave of constant duration with a sum of the amplitude amplitude, which is proportional to the increase amplitude and which is the two of the voltages applied to the blanking stage, in the devices 44 and 56 are formed to sum voltages of the device 48 to sum the vertical deflection system 52, or the horizontal 5 education supplied. Its output voltage is fed to the deflection system 62 of the Braun tube 54 to a threshold value device 64. Thus, the horizontal coordinate of a signal is the sum of the four output voltages of the point on the screen for each transmitter a radio amplifier of a certain size, then acts on the ratio of the output voltages of the threshold device 64 a switching voltage antenna pair 32 and 34 and thus a function io generator 66, which generates two pulses that are fed to the two of the horizontal projection of the angle Θ between blanking stages 50 and 60. If no output pulses are generated in the direction of incidence of the wave trains and the aircraft, then both are longitudinal. On the other hand, the vertical coordinate blanking levels 50 and 60 is blocked,
The image point on the screen is a function of the ratio of the output voltages of the antenna 15 due to ground reflections of the transmitter pair 36 and 38 and thus a function of the transmitted pulse trains is avoided. A right-hand projection of the angle Θ at the bottom. The resulting reflected pulse train is shown in FIG. 8, thus for each pair of antennas the following conditions are shown. 9 now show the directly transmitted draws: and the reflected pulse train a transit time difference

E₁ = E₀- g^k@i , 20 auf. Der Schaltspannungsgenerator 66 erzeugt Impulse E ₁ = E ₀ - g ^{k @} i, 20. The switching voltage generator 66 generates pulses

und liefert sie an die Austaststufen zum Zeitpunkt i, soand supplies them to the blanking stages at time i, see above

E₂ = E₀- e^Ke>*, daß der reflektierte Impulszug r, dessen Einfallswinkel E ₂ = E ₀ - e ^Ke> * that the reflected pulse train r, its angle of incidence

worin einen Fehler aufweist, nicht berücksichtigt wird.wherein has an error is not taken into account.

_ ,. ., „ ι*· j ο · ^ie ^vom Schaltspannungsgenerator 66 gelieferten _. ., “Ι * · j ο · ^ ie ^{supplied by the} switching voltage generator 66

E₀ = die ideelle resultierende Spannung an einem ^ _{Impulse wefden femer durch dne V}erzögerungsein- E ₀ = the ideal resulting voltage at a ^ _{pulse is furthermore caused by the delay} input

Antennenpaar, richtung und ein NICHT-Gatter 70 auf einen Sperr-Antenna pair, direction and a NOT gate 70 on a blocking

E₁ = die Ausgangsspannung der einen Antenne des schwinger 72 geführt, dessen Ausgang mit einer HeIl- E ₁ = the output voltage of one antenna of the oscillator 72, the output of which is connected to a helical

Antennenpaares, steuerelektrode 74 der Braunschen Röhre verbundenPair of antennas, control electrode 74 of the Braun tube connected

E₂ = die Ausgangsspannung der anderen Antenne ist. Ferner wird die Entstehung von fehlerhaften E ₂ = the output voltage of the other antenna. Furthermore, the emergence of faulty

des Ausgangspaares, 30 Bildern vermieden, wenn die Ausgangsspannungen derof the output pair, 30 images avoided when the output voltages of the

©! = der Winkel zwischen der Einfallsrichtung des Antennen so groß sind, daß die logarithmischen Ver-©! = the angle between the direction of incidence of the antenna is so large that the logarithmic

Senders und der einen Antenne, stärker außerhalb ihrer logarithmischen KennlinieTransmitter and one antenna, more outside of their logarithmic characteristic

6>₂ = der Winkel zwischen der Einfallsrichtung des ^^rbe^ⁿ- ^De^^lb^J¹J¹/⁶ ™r Verstärkerausgänge6> ₂ = the angle between the incident direction of the ^rbe ^ ^ ⁿ - ^De ^ ^lb ^ J ¹ J ¹ / ^6th ™ r amplifier outputs

Senders und der anderen Antenne. Je Dioden 32d 34d 36d und 38d ein Amphtuden-Transmitter and the other antenna. For each diode 32 d 34 d 36d and 38 d one amphtud

35 diskriminator 68 und das NICHT-Gatter bzw. die35 discriminator 68 and the NOT gate or the

Dabei ist näherungsweise angenommen, daß für Verzögerungseinrichtung 70 angeschlossen. Der Ameinen verhältnismäßig großen Winkelbereich die Aus- plitudendiskriminator 68 spannt die Dioden derart vor, gangsspannung jeder Antenne eine exponentielle daß sie bei einer Ausgangsspannung der Verstärker Funktion des Winkels ist. Abweichungen von dieser unterhalb einer bestimmten Größe im Sperrzustand Beziehung können durch die Abstimmung zwischen 40 sind. Bei größeren Ausgangsspannungen wird die entden Kennlinien der Antennen, Detektoren und Ver- sprechende Diode leitend, und über den Amplitudenstärker ausgeglichen werden. diskriminator 68 und die Verzögerungseinrichtung 70 Die Ausgänge der logarithmischen Verstärker 32 c wird der Sperrschwinger 72 gesperrt und die Spannung und 34 c sind an der Hellsteuerelektrode herabgesetzt. Gemäß E ' = A los E 45 F i g. 10 kann das Braunsche Rohr 54 mit einer seit-¹ *' liehen Projektionsröhre 180 versehen sein, mittels der E₂ = A log E₂, das Bild auf die Windschutzscheibe 82 projiziert wird.It is approximately assumed that delay device 70 is connected. The relatively large angular range, the amplitude discriminator 68, biases the diodes in such a way that the output voltage of each antenna is exponential so that it is a function of the angle at an output voltage of the amplifier. Deviations from this below a certain size in the locked state relationship can be due to the vote between 40 are. With higher output voltages, the characteristics of the antennas, detectors and promising diode become conductive and are compensated for by the amplitude. discriminator 68 and the delay device 70 The outputs of the logarithmic amplifier 32 c, the blocking oscillator 72 is blocked and the voltage and 34 c are reduced at the light control electrode. According to E ' = A los E 45 F i g. 10, the Braun tube 54 may be provided with a lateral * ¹ 'borrowed projection tube 180, by means of the E ₂ = A ₂ log E, the image is projected on the windshield 82nd

Zur Beobachtung benachbarter Flugzeuge bzw. zurFor observation of neighboring aircraft or for

worin A = der Verstärkungsfaktor. Kollisionsverhütung ist jedes Flugzeug mit einer An-where A = the gain factor. Every aircraft is to prevent collisions with an

Die Einrichtung 44 zur Differenzbildung liefert die 50 tenne und einem Sender ausgerüstet. Zur VergrößerungThe device 44 for forming the difference supplies the antenna and a transmitter. To enlarge

Spannung des Winkelbereichs sind beispielsweise gemäß denTension of the angular range are, for example, according to FIGS

„ Fig. 11a und 11b vier pyramidenförmige Antennen11a and 11b four pyramid-shaped antennas

E" = E₁ -E₂ = Alog— = AK(O₁ -O₂), 92a, 92b, 92c und 92d strahlenförmig und in einer E " = E ₁ -E ₂ = A log- = AK (O ₁ -O ₂ ), 92a, 92b, 92c and 92d radiate and in one

E₂ Ebene angeordnet. Die Bauweise der Antennen ent- E ₂ level arranged. The design of the antennas

55 spricht der Antenne in Fig. 6a. Je ein Antennen-55 speaks of the antenna in Fig. 6a. One antenna each

da nun O₁ — Θ₂ das Zweifache des Winkels Θ beträgt, system ist am Bug 90 und am Heck 88 des Flugzeugssince now O ₁ - Θ ₂ is twice the angle Θ , system is at the nose 90 and at the tail 88 of the aircraft

der von der Einfallsrichtung und der Symmetrieachse in F i g. 12 vorgesehen. Das Flugzeug 86 bewegt sichthat of the direction of incidence and the axis of symmetry in FIG. 12 provided. The aircraft 86 is moving

der beiden Antennen gebildet ist, folgt längs der Linie 86 a und das Flugzeug 84 mit demof the two antennas is formed, follows along the line 86 a and the aircraft 84 with the

gri _ 2 AK Θ Sender 85 längs der Linie 84 a. Auf dem Bildschirm gri _ 2 AK Θ Sender 85 along line 84 a. On the screen

60 der Braunschen Röhre im Flugzeug 86 erscheint die60 of the Braun tube in airplane 86 appears the

Daraus geht hervor, daß die Amplitude der auf das Abbildung des sich bewegenden Flugzeugs 84. Ist Ablenksystem 52 übertragenen Spannung von der dieses Bild unbeweglich, so ist die Gefahr einer Kolli-Amplitude der Antennenausgangsspannung unabhän- sion gegeben. Die Linien 94 a bis 94/ in F i g. 12 entgig und dem Winkel zwischen der Einfallsrichtung und sprechen beispielsweise Zeitintervallen von einer Seder Symmetrieachse der beiden Antennen propor- 65 künde entsprechend der Geschwindigkeit und Lagetional ist. veränderung der beiden Flugzeuge. Verlaufen die Ferner wird die falsche Abbildung von Bildpunkten Linien zueinander parallel, so erreichen die beiden infolge von Streusignalen geringer Stärke, z. B. durch Flugzeuge den Schnittpunkt 92 zur gleichen Zeit. DaFrom this it can be seen that the amplitude is the 84th on the moving airplane image Deflection system 52 from which this image is immobile, there is a risk of collision amplitude given independently of the antenna output voltage. The lines 94 a to 94 / in FIG. 12 against and the angle between the direction of incidence and speak, for example, time intervals of a seder The axis of symmetry of the two antennas is proportional to the speed and position is. change of the two planes. If the lines also run parallel to one another, the wrong mapping of image points is achieved by the two due to low strength stray signals, e.g. B. by airplanes intersection 92 at the same time. There

die parallelen Linien jeweils gleiche Winkel zur Linie 86a bilden, ändert sich die Abbildung auf dem Bildschirm des Flugzeugs 86 nicht. Bewegt sich jedoch das Bild, so haben sich die Einfallswinkel geändert, so daß die Gefahr einer Kollision nicht gegeben ist.the parallel lines each form the same angle to the line 86a, the image changes on the screen of the aircraft 86 not. However, if the image moves, the angles of incidence have changed, so that there is no risk of a collision.

Insbesondere bei der Beobachtung benachbarter Flugzeuge kann die Bildgenauigkeit dadurch vergrößert werden, daß von dem Flugzeug 84 noch Informationen bezüglich der Peilung, der Höhe und Geschwindigkeit ausgestrahlt werden, die über die Schwellwerteinrichtung 64 auf die Dekodier- und Rechenstufe 80 in F i g. 5 übertragen werden. Dadurch kann beispielsweise sichtbar gemacht werden, ob die Kollisionsgefahr sehr groß ist. Ferner können in bekannter Weise Zwischenfrequenzstufen hinter den Antennen vorgesehen sein. Ferner eignet sich die erfindungsgemäße Anordnung bei Verwendung geeigneter Energiewandler für Ultraschallwellen.In particular, when observing neighboring aircraft, the image accuracy can thereby be increased that from the aircraft 84 still information regarding the bearing, the altitude and speed are broadcast, which via the threshold device 64 to the decoding and Computing stage 80 in FIG. 5 are transmitted. Through this For example, it can be made visible whether the risk of collision is very high. Furthermore, in known Way intermediate frequency stages can be provided behind the antennas. The invention is also suitable Arrangement when using suitable energy converters for ultrasonic waves.

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for displaying the spatial location of radio transmitters on the screen of a Braun's tube, marked thereby, that the transmitter (22, 24) are pulse modulated and by means of a known per se Direction-finding device are received, in which two pairs of antennas (32, 34; 36, 38) with overlapping Directional characteristics are provided for two mutually perpendicular coordinate planes in which the Output voltage of each individual antenna is demodulated and via a logarithmic amplifier (32c, 34c, 36c, 38c) to a device for forming the difference (44, 56) of a pair and in which the two differential voltages formed in this way are transferred to the two deflection systems (52, 62) are fed to the Braun tube.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the antenna voltages connected to the device for difference formation are simultaneously connected to one device for suram formation (44,56), the output voltages of which are fed to a further device for summation (48), the output voltage of which is above a threshold value device (64) is fed to a switching voltage generator (6 (y)) which, at a certain minimum input voltage, generates two pulses which control two blanking stages (50, 60) in such a way that only the leading edges of the two differential voltages to the deflection systems (52, 62) to get redirected.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that a blocking oscillator (72) is controlled by the pulses of the switching voltage generator (66) via a NOT gate (70), the output of which is connected to a light control electrode (74) of the Braun tube, and that the antenna voltages are fed via diodes (32c?, 34 d, 36 d, 38 <2) to an amplitude discriminator (68) connected to the NOT gate, in such a way that the NOT gate is switched to the blocking state at a certain minimum antenna voltage.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that to facilitate the On approach to landing, the direction finding device is arranged on the nose of the aircraft in a manner known per se is and the runway in is also known per se Way is characterized by setting up a number of transmitters.

5. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that for observation neighboring aircraft the antennas of the direction finder from several radially extending and antenna pairs (88, 90) arranged at the bow and stern of the aircraft and one radio transmitter each (85) is arranged in an adjacent aircraft.

Considered publications:
German Patent No. 907 314;
British Patent No. 601,976;
DR, Rhodes, "Introduction to monopulse", New York, Toronto, London, 1959.

For this purpose 2 sheets of drawings