DE734909C - Auf einem Fahrzeug angeordnete Einrichtung zur Ermittlung der Richtung eines elektromagnetische Wellen ausstrahlenden Senders - Google Patents

Description

• Auf einem Fahrzeug angeordnete Einrichtung zur Ermittlung der Richtung eines elektromagnetische Wellenausstrahlenden Senders Zur Ermittlung der Richtung eines elektromagnetische Wellen ausstrahlenden Senders gibt es verschiedene bekannte Einrichtungen. Die bekanntesten Einrichtungen sind der Vlinimumpeiler und das sog. Zielfluggerät. Mit letzterem, das vorzugsweise für Flugzeuge Verwendung findet, werden zwei sich teilweise überlappende Empfangsdiagramme erzeugt. Das Fahrzeug, das in Richtung auf einen Sender zu geführt werden soll, wird nun so gesteuert, daß der Sender in Richtung der Schnittlinie der beiden Empfangsdiagramme liegt. Diese einigen Aufwand erfordernde Einrichtung besitzt nun den Nachteil, daß man das Fahrzeug aus der durch die beiden Empfangsdiagramme festgelegten Leitrichtung um einen ziemlich großen Betrag herausdrehen muß, um die Richtung der Abweichung zu erkennen. Es ist weiterhin eine Anordnung zur Bestimmung der Bewegungsrichtung eines Luftfahrzeuges bekannt, bei der auf dem Luftfahrzeug zwei Antennen in einer zur Fortbewegungsrichtung senkrechten Ebene angeordnet sind. Das Luftfahrzeug, das einen bestimmten Sender ansteuern soll, ist bei dieser bekannten Einrichtung derart zu steuern, daß die zwischen den Empfangsspannungen der beiden Antennen bestehende Phasendifferenz ausgeglichen wird. Diese bekannte Einrichtung hat den Nachteil, daß sie nicht auf einfache Weise den Vorhaltewinkel zu berücksichtigen gestattet, also nur zur direkten Ansteuerung des Senders dient.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine auf einem Fahrzeug angeordnete Peileinrichtung @ zu schaffen, die möglichst- sinnfällig die Richtung und gegebenenfalls die

  ungefähre Entfernung eines oder mehrerer

  zur \avigation eingesetzter Sender angibt.

  Diese Forderung ist bei einem Fahrzeug-

  empfänger besonders wichtig, da der Fahr-

  zeugführer die Möglichkeit haben muß, ohn.°

  Durchführung irgendwelcher Einstellung,:Ti

  unmittelbar seinen Kurs gegenüber der Navi-

  gation dienenden Sendern abzulesen. Außer-

  dem ist es bei einem Fahrzeug, beispielsweise

  einem Flugzeug, erwünscht, Sven Vorhalte-

  w-inkei unmittelbar berücksichtigen zu können.

  Diese Forderung wird durch die erfindungs-

  gemäl@e Iwombination einer an sich bekannuri.

  finit einem Bratinschen Rohr arbeitenden Plia-

  sennielieinrichtung mit einer geeignet dnnen-

  z;lorilerten

  und

  Anordnung- des Braunsehen Rohres erfüllt.

  Der Erfindungsgedanke besteht darin, daß

  zwei Antennen oder Antennengruppen auf ein

  als Phasenmesser dienendes Braunrehes Rohr

  arbeiten. hie von den beiden Antennen od(-i-

  A ntennengruppen aufgenommenen und ver-

  stärlten bzw. von ihnen abgeleiteten Zwischen-

  freqtienzsparintnigeri erzeugen jede für :ich

  mit bekannten Mitteln ein Drelife-lii. 1)!e

  Heiden gegeneinandergeschaltm,-n Drehfel der

  ergeben auf dein Brautischen.Rolir eine Strich-

  anzeige, deren Winkellage von der Phase der

  beiden Antennenspannungen : abhängt. Das

  Braunsche Rohr wird nun zweckmäßig so ein-

  gerichtet, daß bei Gleiclipliasigheit beider

  Antennenspannungen der Strich auf dein

  Braunsehen Rohr in Richtung zu dem emp-

  fangenen Sender zeigt. Ferner wird der Ab-

  stand der beiden Antennen bzw. Antennen-

  gruppen derart gewählt, daß bei go3 Abwei-

  chung von der Senderrichtung die Phase der

  Antennenspannung etwa i,io- beträgt. Das

  wird am zweckmäßigsten erreicht, wenn der

  Antennenabstand in der Größenordnung einer

  halben EVellenlänge liegt. Die Strichanzeige

  der Braunsehen Röhre zeigt dann bei iSo-'

  Piiasendifterenz wieder in Richtung zuni

  empfangenen Sender.

  Der Erfindungsgedanlce soll an einigen

  _'@ttsführungsbei:pielen, bei ,_Ieticli die Peil-

  einrichtung auf einem Flugzeug angeordnet

  ist, näher erläutert «-erden. In Abb. i sind

  die beiden auf dein Luftfahrzeug F gcinäß

  Abb. 2 angeordneten Antennen mit a, und b

  bezeichnet. Die von diesen Aptennen au fge-

  renomineneri Hochfreduenzspannungen wer-

  den den beiden Hoclifre(luenzstufeli c und d

  zugeführt. Zur Bildung von Zwischenfrequen-

  zen ist ein gemeinsamer L'berlagerer e vorge-

  sehen. In bekannter Weise wird dadurch die

  zwischen den Hochfrequenz:pannungen auf-

  tretende Phasendifferenz auch in der Zwi-

  schenfrequenz erhalten. Die Spannungen der

  Zwischen f reqaelizteile f und g werden auf Ein-

  richtungen Ir und 1. gegeben. Diese Einrich-

  tung;=Ii Italien die Aufgabe, aus tleii beiden

  -clienfrequenzen zwei gegenläufige Dreh-

  zu erzeugen. Diese bei.len Drehf@Arler

  ..-erden etwa in der Weise, es anz der

  l'atentsclirift 6.27 ' JJi- bekannt ist. auf die

  eines )jrzulischc@i R,hres In

  ;;'geben. Eine Kontrolle der richtigen Dreh-

  erfolgt durch abwechselndes

  Abschalten von la bzw. 1?. wobei ie-ie;nial ein

  Kreis eingestellt werden inuP@. hierzu ist auf

  deni Brautischen Rohr eine Kreismarke allge-

  bracht, mit der jeder der beiden Leuchtkreise

  ;:tir 1=t:'clcung gebracht Zierden muß. Sind

  igle Sl)annungen gleichpliazig und liebt die

  I@l)eIie, in der die beiden Antennen ü- Und

  angeordnet sind, senkrecht zur Verbindun--

  lüiie Fahrzeucr-Scnder, so entsteht auf dein

  Leu@ütsrhirm (es Braunsehen Rohres in ein

  I_cuchtstrich, der die Lage o besitzt. An einer

  satt o!;er vor dein Schirm des Braunsehen

  I.@hre; angcbracliteri Skala ia kann die Rich-

  tung des Senders iii Gradteilen direkt abge-

  le-.eri <<.-erlen. Liegt der Sender queral), so

  trat der Leuchtstrich die Lage

  Ist jedoch das Fahrzeug ton rlern genauen

  Senilerl:urs nach Backkord oder Steuerbord

  abet`.-1Cheii, so wird der LeucIitstricii eine der

  bei,len @etrichelt eingezeichneten Lageti ein-

  neliuien. Ordnet man das Braunsche Rohr

  dann derart an, wie es in Abb. 4 für den

  Führerstand eines Flugzeuges angedeutet ist,

  so ha:ili der Flugzeugführer z-us dem

  des Leuchtstriches nach recht: oder

  links sofort entnehmen, ob der @eril@r S,Viter-

  bord oder Backbord liegt.

  Ein wesentlicher Vorteil de; Erfindtings-

  vorschlages besteht darin, daß die Enipfangs-

  geräte relativ -einfach werden, da es durch die

  @-er ;,7 endung der Braunsehen Rohres ohtic

  weiteres lnöglieli ist, die Hochfrequenz oder

  die Zwischenfrequenz direkt zur Anzeige aus-

  zunutzen. Vorteil im Hinblick auf die

  in Flurzeugen auftretenden Zentriftigalkräfte

  ist das Fehlen von mechanischen Teilen bei

  der Anzeige. Schnelle Richtungsänderungen

  Sies Flugzeuges "erden durch den Elehtron',ti-

  strahl trägheitslos angezeigt. Ein weiterer

  Vorteil besteht darin, daß die beschriebene

  Einrichtung rleichzeiti` mit zur. Kollisioils-

  sicherung Verwendung finden kann. Der Fltig-

  zeizgführer braucht dann lediglich darauf zu

  achten, daß der Leuchtstrich bei Aufnalinie

  der Strahlung eines Gegenfahrzeuges aus sei-

  ner =;ullage nach der einen o-ler arldcren Seite

  abweicht. Er ist dann sicher, daß eine Kolli-

  sion mit dem Gegenfahrzeug vermieden wird.

  Zur Kompensation von Phasenfehlern, die

  durch die erforderlichen getrennten Organe

  für- beide von den Antennen u und b aufge-

  nommenen Spannungen nervol-gerufeti werden

  können, wird es zweckmäßig sein., das Bratin-

  sche Rohr 11t drehbar auszubilden. Durch Verdrehen des Braunschen Rohres kann der Leuchtstrich bei feststehender Skala 1a eingestellt werden. Für diese Einstellung kann durch einen Schalter eine Antenne, z. B. a., an beide Empfänger c und d gleichzeitig geschaltet werden. Damit ist zwangsweise die Phasengleichheit 13eiderEingänge erfolgt. DieVerdrehung des Braunschen Rohres kann weiterhin zur Einstellung des Vorhaltewinkels Verwendung finden. Zu diesem Zweck wird man eine zweite feststehende Skala, im Aus-Führungsbeispiel nicht dargestellt, vorseli°n und auf dieser Skala direkt die Gradzahlen für den Vorhaltewinkel eintragen.
• Der Erfindungsgedanke kann in gleicher Weise für die Navigation in der Vertikalebene, also beispielsweise für die Anzeige des Überfliegens eines Einflugzeichensenders bei der Blindlandung von Flugzeugen, Jerwendung finden. Ein Ausführungsbeispiel dafür ist in Abb. 3 dargestellt. Der Einflugzeichensender ist mit E bezeichnet. Während die beiden Antennen a und b bei der Führung eines Fahrzeuges in Richtung eines Senders in einer zur Fortbewegung senkrechten Ebene auf dein Fahrzeug anzuordnen sind, sind diese beiden Antennen a und b bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.3 in Längsrichtung unterhalb des Rumpfes des Fahrzeuges angebracht. Die Wirkungsweise ist im übrigen die gleiche, wie sie an Hand von Abb. i beschrieben wurde. Zur gleichzeitigen Anzeige der Einflugrichtung und des Abstandes vom Landungsplatz durch Aufnahme der Strahlung des Vorsignals bzw. des Hauptsignals wird man im Führerstand des Flugzeuges zweckmäßig zwei Braunsche Röhren verwenden; deren eine die Lage 11a1 und deren andere die Lage 11z= besitzt. An dem Braunschen Rohr m. wird, wie bereits beschrieben, die Abweichung des Fahrzeuges von dein vorgeschriebenen Kurs, an dem BraunschenRohr in, die Lage des zu überfliegenden Einflugzeichens angezeigt. Zu diesem Zweck ist das Braunsche Rohr na, seitlich angeordnet.
• In den Ausführungsbeispielen wurde der Erfindungsgedanke sowohl in Anwendung auf ein Verfahren zur Ansteuerung eines Bakensenders als auch zur Anzeige der bekannten Abstandssignalsender beschrieben. In vielen Fällen -wird es wünschenswert sein, von einem dieser Sender, beispielsweise vom Bakensender oder aber von einem Abstandssignalsender, sowohl die Abweichung des Fahrzeuges in der Horizontalen als auch in der Vertikalen erkennen zu können. In diesem Fall kann man. die beiden auf dem Fährzeug vorhandenen Antennensysteme, beispielsweise das- Antennensystem gemäß Abb. i und das Antennensystem gemäß Abb.3, abwechselnd an einen einzigen Empfänger anschalten unter gleichzeitiger synchroner Umschaltung der beiden Braunschen Röhren. Der Empfänger ist dabei auf die Frequenz des gewünschten Senders abgestimmt. Damit die Anzeigestriche auf dem Braunschen Rohr gleichzeitig erscheinen, erhalten die An:zeigeschirme beider Röhren zweckmäßig eine im Verhältnis der Umschaltperiode große Nachleuchtdauer. Die bei dieser Weiterbildung des vorgeschlagenen Verfahrens auf dem Flugzeug angeordneten Antennen müssen dann selbstverständlich derart polarisiert sein, daß sie beide von dem anzupeilenden Sender Energie aufnehmen.
• Eine zweckmäßige Weiterbildung des Erfindungsgedankens besteht darin, daß auf der Sendeseite nicht nur ein Sender, sondern zwei oder mehr vorgesehen werden, die abwechselnd mit gleicher Frequenz arbeiten. Auf dem Braunschen Rohr werden sich dann zeitlich nacheinander zwei oder mehr Striche verschiedener Richtung ergeben. Wenn -man die Nachleuchtdauer des Braunschen Rohres groß genug wählt und. die Betriebsz-;it jedes der beiden Sender möglichst kurz macht, d.h. also sehr, schnell von dem einen zum anderen Sender umschaltet, so erhält man auf dem Schirm der Braunschen Röhre zwei Striche, die zur Bestimmung der Entfernung von beiden Sendern benutzt werden können.
• Dieses Verfahren läßt sich besonders gut zur Schlechtwetterlandung von Flugzeugen anwenden. In AM. 5 ist ein Beispiel hierfür gezeigt, das im folgenden erläutert werden soll. Ein Teil der Anlage besteht aus einem Sender S1, der eine große Reichweite besitzt. Dieser'Sender ist in Einflugrichtung, etwa 2o km vom Flughafen P, etwa an der Stelle, wo sich heute der Warteinflugzeichensender befindet, aufgestellt: Das Flugzeugt fliegt in sehr großer Entfernung vom Sender S1 zunächst nach Kompaßkurs. Kommt es in die Reichweite des Senders S1, so wird der Kurs nach der Strichanzeige des Braunschen Rohres korrigiert, und zwar derart, daß unter Berücksichtigung des Vorhaltewinkels der Strich in Flugrichtung zeigt. In der Nähe des Senders S1 wird zweckmäßig von diesem Kurs etwas abgewichen, so daß das Flugzeug nicht direkt auf S1, sondern etwas seitlich davon zufliegt. Auf diese Weise wird durch den schräg liegenden Strich die Richtung des Zieles gekennzeichnet. Das Flugzeug fliegt jetzt um den Sender S1 herum, bis es zur Landung abgerufen wird. Dieser Kreisflug wird durch das Ouerliegen des Striches angezeigt.
• Wenn die Genehmigung zum Landen erfolgt ist, schaltet der Pilot auf die beiden Sender S, und S3 um, die beide auf der gleichen, aber von S1 abweichenden Frequenz arbeiten und in der Nähe des Flugplatzes P aufgestellt sind. In großer Entfernung ergibt das Braunsche Rolir praktisch nur einen Strich, der sich allmählich in zwei auflöst. In einer Entfernung, in der man heute das V oreinflugzeichen aufbaut, haben die beiden Striche eine bestimmte Winkellage, die auf dem Braunschen Rohr durch eine Strichmarkierung gekennzeichnet ist. Eine weitere Winkel= Lage ergibt sich beim Überfliegen der Flugplatzgrenze, die ebenfalls auf dem Braunsehen Rohr markiert ist. In der -Mitte des Flughafens erhält man bei der skizzierten Senderanordnung einen quer liegenden Strich, während das Ende des Flurhafens wiederuni durch eine markierte Doppelstrichlage erkennbar ist. Der Weg vom Landeplatz bis zur Abfertigungshalle N kann bei schlechter Sicht ebenfalls durch Benutzung des Senders S, gefunden werden, wenn nur nach der Strichmarkierung des Senders S. gesteuert -wird.
• In ähnlicher Weise kann das beschriebene Verfahren auch beim Abflug unter schwierigen Sichtverhältnissen benutzt werden. Es wird in beiden Fällen so geflogen, daß die beiden Leuchtstriche symmetrisch zur Flugrichtung liegen und gleiche Längen haben. Das wird ermöglicht durch eine Regelung des Verstärkungsgrades des Empfängers mit gro-Eer Zeitkonstante, so daß zwischen zwei Senderumsehaltungen praktisch noch keine Regelung erfolgt.
• Iii Abb. 5 ist für das Flugzeug F', das vom Einflugkurs seitlich abgewichen ist, die Strichanzeige gezeichnet. Man erkennt zwei verschieden lange Striche. Durch Einhalten der Winkelhalbierenden würde das Flugzeug zur Platzmitte zurückgeführt werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Auf einem Fahrzeug angeordnete Einrichtung zur Ermittlung der Richtung eines elektromagnetische Wellen ausstrahlenden Senders, gekennzeichnet durch zwei etwa in der Größenordnung einer halben Wellenlänge voneinander entfernt, und zwar in einer zur Bewegungsrichtung des Fahrzeuges senkrecht liegenden Ebene angeordnete Antennen oder Antennengruppen und durch ein als Pliasenniesser dienendes Braunsches Rohr, dem die von den beiden Antennen oder Antennengruppen aufgenommenen verstärkten Hochfrequenz- oder von ihnen abgeleiteten Z« ischenfrequenzspannungen zur direkten Anzeige der Einfallsrichtung der empfangenen elektromagnetischen Wellen derart zugeführt werden, daß auf den Elektronenstrahl des Braunschen Rohres zwei gegenläufige Drehfelder einwirken.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Braunsehen Rohres im Führerstand des Fahrzeuges derart gewählt ist,- daß die Richtung des auf dem Schirm sichtbaren Leuchtstriches direkt die Senderrichtung anzeigt. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Braunsehe Rohr zur Kompensation von Phasenfehlern bzw. zur Einstellung eines Vorhaltewinkels gegenüber einer feststehenden Skala vierdrehbar ist. .I. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei ihrer Verwendung auf einem Flugzeug zur Anzeige der Lage bestimmter, von diesem Fliigzeug zu überfliegender Abstandssignalstrahlungen zwei Antennensysteme in Längsrichtung, vorzugsweise unterhalb des Flugzeuges, angeordnet sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i bis .I, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachleuchtdauer des Braunsehen Rohres derart gewählt ist, daß zwei oder mehrere s_yininetrisch zur Fahrtrichtung liegende, auf der gleichen Frequenz zeitlich nacheinander arbeitende Sender gleichzeitig erscheinende Strichanzeigen liefern, aus deren gegenseitigem Winkel und deren Länge auf die Entfernung von den beiden Sendern und damit auf die Abweichung von der Fahrtrichtung geschlossen werden kann. C. Einrichtung nach Anspruch i bis ;, dadurch gekennzeichnet, ciaß auf dein Schirm des Braunsehen Rohres vorbereitete Winkelmarkierungen vorgesehen, z. B. eingeätzt sind, durch die das Passiercri einer bestimmten -Markierung Barlurch angezeigt wird, daß sich die Leuchtstriche mit diesen vorbereiteten NVinlcelmarlierungen decken.