DE1234811B - Flugzeug-Radargeraet zur Kollisionswarnung und/oder Instrumenten-Blindlandung - Google Patents
Flugzeug-Radargeraet zur Kollisionswarnung und/oder Instrumenten-BlindlandungInfo
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Description
DEUTSCHES PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
DeutscheKl.: 21 a4- 48/63
Nummer: 1234 811
Aktenzeichen: G 33863IX d/21 a4
J 234 811 Anmeldetag: 21. Dezember 1961
Auslegetag: 23. Februar 1967
Die Erfindung bezieht sich auf ein Radargerät für den Einbau in Flugzeuge zur Kollisionswarnung und/
oder Instrumenten-Blindlandung, das einen Raumbereich mit zu bestimmten Zeiten abgegebenen Radarsignalen
abtastet und die von erfaßten Zielen zurückgesandten, insbesondere reflektierten Echosignale
empfängt und in bestimmten Laufzeitbereichen zugeordnete Kanäle leitet und einer Anzeigevorrichtung
mit einem Anzeigeschirm zuführt, dessen Fläche den abzutastenden Raum in dem natürlichen Sichteindruck
entsprechenden Koordinaten abbildet, wobei den Laufzeitbereichen, welche Entfernungsbereichen entsprechen, verschiedene Farben zugeordnet
sind.
Es ist bereits bekannt, zur Kollisionswarnung und Instrumenten-Blindlandung in Flugzeuge Radargeräte
einzubauen, die so arbeiten, daß die vom Radarstrahl erfaßten Gegenstände in der Anzeigevorrichtung in
verschiedenen Farben dargestellt werden, deren Auswahl selbsttätig in Abhängigkeit von der Entfernung
des erfaßten Gegenstandes getroffen wird. Eine bekannte Vorrichtung dieser Art verwendet zur Darstellung
von nur drei Bereichen auf einem Beobachtungsschirm zwei Kathodenstrahlröhren, deren Anzeige
auf dem Beobachtungsschirm überlagert wird. Die Kathodenstrahlröhren gehören zu einer Schaltungsanordnung,
in der durch entsprechende kombinatorische Verbindungen für die Darstellung von drei
verschiedenen Möglichkeiten gesorgt wird, nämlich der Abbildung entweder des Schirmes der einen oder
der anderen Röhre oder beider Schirme zusammen auf dem Beobachtungsschirm. Die Abbildung von
mehr als drei Bereichen, z. B. von fünf Bereichen, erfordert eine entsprechend größere Anzahl von
Kathodenstrahlröhren sowie eine Vermehrung der Kombinationsschaltglieder.
Eine andere bekannte Vorrichtung, die mit Farbanzeige arbeitet, weist ebenfalls zwei Kathodenstrahlröhren
auf, von denen die eine zur Kodierung der empfangenen Signale und die andere zur Darstellung
dient. Ferner sind bei dieser bekannten Vorrichtung mechanische Teile für die Schaltung und Farbdarstellung
vorgesehen, so daß diese Vorrichtung verhältnismäßig langsam arbeitet und außerdem die Zuverlässigkeit
durch die Verwendung mechanischer Teile beschränkt ist.
Die Erfindung bezweckt demgegenüber die Schaffung eines Radargerätes, das zur Kollisionswarnung
und/oder Instrumenten-Blindlandung geeignet ist und sich aus wenigen einfachen Teilen aufbaut. Das erfindungsgemäße
Radargerät der eingangs erwähnten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe gekennzeichnet
Flugzeug-Radargerät zur Kollisionswarnung
und/oder Instrumenten-Blindlandung
und/oder Instrumenten-Blindlandung
Anmelder:
David M. Goodman, Seaford, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Vertreter:
Dr. rer. nat. J.-D. Frhr. v. Uexküll, Patentanwalt, Hamburg-Hochkamp, Königgrätzstr. 8
Als Erfinder benannt:
David M. Goodman, Seaford, N. Y. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 30. Dezember 1960
(85 950)
V. St. v. Amerika vom 30. Dezember 1960
(85 950)
durch die Verwendung einer an sich bekannten Kathodenstrahlröhre, bei der auf dem Anzeigeschirm
einzelne einen Raumbereich abbildende Flächenabschnitte in kleinere Flächenteile, welche den einzelnen
Farben zugeordnet sind und bei ihrer synchron zur Abtastung erfolgenden Vorerregung Indexsignale
auslösen, unterteilt sind, in der Weise, daß die in die Kanäle eingeführten Signale zunächst gespeichert
und in der Reihenfolge der aufeinanderfolgenden Flächenteilfarben durch entsprechende Torschaltungen
freigegeben werden, die von den Indexsignalen ausgelöst werden, und daß die freigegebenen
Signale die sichtbare Erregung des jeweiligen Flächenabschnittes in der betreffenden Farbe durch Strahlverstärkung
beim Überstreichen des betreffenden Flächenteils auslösen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet ohne mechanisch bewegte Teile und ohne Schaltungselemente,
die durch eine besondere kombinatorische Verbindung die Aufteilung der Anzeigebereiche ermöglichen.
Statt dessen ist in der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Anzahl der Schaltungselemente im
wesentlichen einfach proportional der Anzahl der darzustellenden Bereiche. Dadurch ergibt sich ein
äußerst zuverlässig arbeitendes Gerät, das außerdem den Vorzug hat, daß es mit den gegenwärtig üblichen
Betriebsverfahren verträglich ist.
709 510/210
Weitere Vorzüge der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den
Zeichnungen hervor. Darin zeigt
F i g. 1 eine schematische Seitenansicht eines Flugzeuges, dessen am Bug angebrachte Antenne
einen festen Winkel von 90° vor dem Flugzeug abdeckt,
F i g. 2 ein spiralförmiges Abtastschema, dessen der genauen Flugrichtung entsprechende Mitte als
Kreisring Λ dargestellt ist,
F i g. 3 den am Schirm der Kathodenstrahlröhre angeordneten Leuchtstoffraster zur Darstellung der
Informationen für den Piloten, wobei zum besseren Verständnis der Maßstab etwas verzerrt ist.
F i g. 4 den zeitlichen Verlauf eines typischen Sendeimpulses und die auf den Radarbereich bezogenen
Ein- und Ausschaltzeiten der Empfängerkreise,
F i g. 5 eine Darstellung eines 80-km-Zielbereiches, der in fünf durch unterschiedliche Farben gekennzeichnete
Entfernungsbereiche von je 16 km unterteilt ist,
F i g. 6 ein Rechteckdiagramm der Zeit- und Torkreise, die zwischen Sender-Empfänger und Farbanzeigevorrichtung
eingeschaltet sind,
F i g. 7 eine abgewandelte Ausführungsform der Zeit- und Torkreise mit Halte- oder Signalspeicherkreisen,
F i g. 8 ein Schema von Dipol- oder Eckenreflektoren, die entlang einer Landebahn angeordnet sind,
F i g. 9 ein Schema einer typischen Landesituation und
Fig. 10 eine typische Radaranzeige während des Gleitfluges des Flugzeuges auf den Landestreifen zu.
Nach F i g. 1 ist der zu überwachende und zur Anzeige zu bringende Raum vorzugsweise von einem
Kegel abgedeckt, dessen Mantellinien unter einem Winkel von 45° zur Längsachse des Flugzeuges verlaufen.
Einen solchen Raum kann man überwachen, indem man den Radarstrahl eine spiralige Abtastung
durchführen läßt, wie sie schematisch in der F i g. 2 dargestellt ist. Der Ring »^4«, der der Blickrichtung
»geradeaus« entspricht, deckt sich mit dem Minimalradius des Abtaststrahls.
Der in Fig. 3 dargestellte Teil des Leuchtstoffrasters der Kathodenstrahlröhre, welcher dem »A«-
Ring entspricht, hat einen Innendurchmesser von etwa 25 mm. Dieser Kreis hat deshalb etwa einen
Umfang von etwa 75 mm. Unter der Annahme, daß der Kathodenstrahl eine Fleckgröße von 0,25 mm
hat, können am »A «-Ring 300 Leuchtstoff streif en jeweils mit einer Breite von 0,25 mm angebracht werden.
Die F i g. 3 zeigt einige dieser Streifen oder Keileil, 13, 15, 17, 19, 11.
Der erste, über 80 km gehende Bereich ist in fünf Segmente unterteilt (s. F i g. 5). Danach ergeben sich
für jede Richtung der Antenne im »Such«~Bereich fünf verschiedene Arten von Entfernungsinformationen.
Liegt das Ziel innerhalb von 16 km, so zeigt die Vorrichtung ein rotes Ziel an. In dem Bereich
von 16 bis 32 km erscheint das Ziel gelb, zwischen 32 und 48 km grün, zwischen 48 und 64 km blau
und zwischen 64 und 80 km weiß. Bei einer solchen Anzeige erscheint dem Pilot im allgemeinen das Ziel
zunächst weiß, wenn es in den Radarbereich hineinkommt. Wenn sich das Ziel in gleichbleibender
Blickrichtung dem Flugzeug nähert, erscheint es an einer festen Stelle des Schirmes der Kathodenstrahl-
röhre. Die Farbe des angezeigten Zieles gibt die Entfernung an, und die Geschwindigkeit, mit der sich die
Farbe ändert, läßt die Annäherungsgeschwindigkeit erkennen.
Bei näherkommenden Zielen, für die die Blickrichtung vom Flugzeug aus sich ändert, wandern die
Spuren auf der Anzeigevorrichtung entsprechend und wechseln ihre Farbe von Weiß über Blau und Grün
nach Gelb. Sobald das Ziel in den Bereich zwischen 0 und 16 km eintritt, wird die Anzeige rot. Die Auswertung
der Anzeige durch den Piloten geschieht wie folgt: Jedes zunächst als weißes Ziel angezeigte
Objekt wird von dem Piloten bei der Annäherung beobachtet. Die Annäherung erkennt man aus einer
Farbänderung von Weiß nach Blau, nach Grün, nach Gelb und Rot. In der Regel wird sich das Objekt
zunächst nähern und dann wieder entfernen. Sich entfernende Ziele sind klar daran zu erkennen, daß
die Farbfolge reversiert; solche Ziele sind dann bezüglich der Kollisionsüberwachung nicht mehr von
Interesse, so daß der Pilot sich wieder seinen anderen Aufgaben zuwenden kann. Wenn das Objekt sich
aber weiter nähert, wird dies dadurch erkennbar, daß die Farbfolge sich nicht reversiert. Grüne und noch
mehr gelbe Ziele sollten zu einer verstärkten Aufmerksamkeit des Piloten führen. Ein rot angezeigtes
Ziel läßt den Piloten erkennen, daß er sich in einem Gefahrenbereich befindet. Da die Ziele bezogen auf
die Sichtrichtung vom Bug des Flugzeuges aus angezeigt werden, weiß der Pilot sofort, aus welcher
Richtung sich das Kollisionsgefahr mit sich bringende Objekt nähert, so daß er entsprechend manövrieren
kann. Wenn schließlich unmittelbare Kollisionsgefahr entsteht und das Objekt in die unmittelbare Nähe
kommt und sich auf geradem Wege nähert, wird der innere Ring der Anzeigevorrichtung rot erleuchtet.
Dieses rote »Bullauge« ist der Zustand, den der Pilot unbedingt vermeiden muß. Der innere Ring mit
einem Umfang von 75 mm (s. Fig. 3) ist in 300 Streifen in fünf verschiedenen Farben eingeteilt.
Die Fünferstreifengruppe wiederholt sich 60mal am inneren Ring des Röhrenschinnes. Die einzelnen
Streifen verlaufen keilförmig zum Außenrand des Kollisionsanzeigers; siehe 11,13,15, 17,19, 11 usw.
Ein Radarstrahl mit einer Strahlbreite von 6° kann bei der kreisförmigen Abtastung den Umfang von
360° in 60 Schritten überdecken. Um einen von der Bezugsrichtung aus über 45° reichenden Winkel zu
überdecken, müssen mit einem Strahl, der in radialer Richtung 6° überdeckt, acht Abtastungen vorgenommen
werden. Eine Überlappung wird bei der spiraligen Abtastung nach F i g. 2 durch zehn Abtastzyklen/4
bis / erreicht. Wenn eine Abtastung über einen Bogenweg von 360° 1 Sekunde dauert, erfordert ein vollständiger Spiralzyklus mit zehn Abtastungen 10 Sekunden, so daß der Pilot sechsmal
je Minute ein vollständiges Lagebild empfängt.
Die F i g. 4 läßt erkennen, daß der Sendeimpuls eine Länge von einer Mikrosekunde hat. Die von den
Zielen im Weg des Radarstrahles reflektierten Signale werden von geeigneten Empfängern erfaßt. Der Ausgang
des Empfängers wird, wie die F i g. 4 zeigt, nur für die ersten 80 km verwendet. Für den nachfolgenden
240-km-Bereich wird das Empfängersignal nicht mehr für die Kollisionsgefahranzeige verwandt; es
kann jedoch für eine übliche »PPI«e-Anzeige verwendet werden. Zu diesem Zweck läßt sich der
Schirm der F i g. 3 erweitern, wie es durch den Teil
des äußeren Ringes 12 angedeutet ist. Bei 320 km Gesamtbereich und einer Geschwindigkeit von
150 m/^isec als effektive Geschwindigkeit der Radarsignale und Reflexionen wird die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden
Sendeimpulsen auf etwa 2400 μ8εο eingestellt. Dabei wird während der ersten 600 μβεο
nach dem Sendeimpuls die Zielinformation für den Kollisionsdetektor verwendet.
F i g. 6 zeigt, wie die Information verwendet wird. Die spiralförmig abtastende Antenne 31 wird mit
dem Antrieb 33 bewegt. Die Radarstrahllage wird zu Ablenkspulen 35 übertragen, so daß die spiralige
Abtastung der Schirmfläche 39 der Kathodenstrahlröhre 37 der spiraligen Abtastung des Radarstrahles
im Raum entspricht. Die Abtastung des Radarstrahles und die Abtastung des Elektronenstrahles sind in
F i g. 2 dargestellt. Der Zeitkreis 41 löst den Sender 43 derart aus, daß Radarimpulse mit einer zeitlichen
Dauer von einer Mikrosekunde alle 2400 ^tsec ausgesendet werden. Gleichfalls schaltet der Zeitkreis 41
die Torkreise 51 bis 59 so, daß jedes Tor entsprechend einem Bereich von 16 km für eine Zeit
von 120 usee geöffnet bleibt. Das Tor 51 empfängt das Ausgangssignal des Empfängers 45, um diesen
Empfängerausgang für die ersten 120 μ§&ο nach dem Radarsendeimpuls zum »roten« Tor 61 weiterzuleiten.
Dieses Signal vom »roten« Tor 61 ist so synchronisiert, daß es zum richtigen Zeitpunkt zum
Elektronenstrahlerzeuger 70 der Kathodenstrahlröhre 37 übertragen wird. In der Periode zwischen 120
und 240μ5βς nach dem ausgesendeten Radarimpuls öffnet das Tor 53. Der Ausgang des Tores 53 gelangt
zum »gelben« Tor 63 usw. Auf diese Weise verteilen die Torkreise 51 bis 59 die vom Empfänger 45 kommenden
Signale auf fünf verschiedene Zielentfernungsbereiche und leiten die Signale in fünf verschiedene
Kanäle.
Diese codierten Signale werden von den Toren 61 bis 69 in Verbindung mit der Kathodenstrahlröhre
37, dem Bildschirm 39, dem Indexsignalerzeuger 71 und dem Farbwähler 73 ausgewertet. Eine kreisförmige
Abtastung dauert 1 Sekunde. Der Elektronenstrahl überquert auf der Schirmfläche 39 der Kathodenstrahlröhre
während dieser Periode von einer Sekunde 300 Streifen. Der Elektronenstrahl verweilt
somit auf jedem Streifen 3300 μ^&ο. Diese Periode ist größer als die 2400 μς&ο zwischen den Radarsendeimpulsen.
Wenn der Elektronenstrahl auf einem roten Streifen, beispielsweise dem Streifen 11 der
F i g. 3, verweilt, sendet er ein Indexsignal zum Indexsignalerzeuger 71, wo dann ein Signal entsteht, welches
über den Farbwähler 73 das »rote« Tor 61 öffnet. Ist innerhalb des ersten 16-km-Bereiches ein Ziel
vorhanden, gelangt das entsprechende reflektierte Signal über den Empfänger 45 und die Tore 51 und 61
zum Elektronenstrahlerzeuger 70, so daß der Elektronenstrahl der Röhre 37 den roten Streifen 11 auf
dem Schirm 39 beaufschlagt. Der speziell erregte rote Streifen und dessen radiale Lage hängen von der
räumlichen Lage des im Radarstrahl befindlichen Objektes ab. Liegt bei dieser Einstellung des Strahles
kein Ziel im ersten 16-km-Bereich, so liefert das Tor 51 keinen Ausgangsimpuls, und es wird auf dem
Schirm der Kathodenstrahlröhre kein Ziel angezeigt.
Es soll jetzt angenommen werden, daß sich ein Ziel in einer Entfernung von 72 km befindet. Da die
Radarreflexionen für diese Entfernung in dem zeitlichen Bereich zwischen 480 und 600 μβεΰ nach dem
Radarsendeimpuls eintreffen, gelangen sie durch das Tor 59 und das »weiße« Tor 69, Das »weiße« Tor 69
wird durch den Farbwähler 73 so geöffnet, daß, wenn der Elektronenstrahl auf dem Schirm der Röhre eine
Stellung einnimmt, die der Stellung des Radarstrahles im Raum entspricht, der weiße Streifen 19 erregt
wird. Hierdurch wird dem Piloten die Richtung angegeben, in der sich in einem Entfernungsbereich von 64
bis 80 km ein Objekt befindet. Der Pilot beobachtet
ίο dann diese Zielangabe, bis das Objekt sich wieder entfernt und hierdurch einen Kurs anzeigt, der zu
keiner Kollision führen kann. Nach diesem Beispiel sind zu der mit einem Farb-Leuchtstoffraster versehenen
Kathodenstrahlröhre fünf zeitlich aufeinander abgestimmte Tore und fünf synchronisierte
Farbtore zugefügt worden, die in Verbindung mit einer Radar-Sende-Empfangsanlage arbeiten.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beispielsweise angegebenen Entfernungsbereiche, Abtastgeschwin-
ao digkeiten, Kathodenfleckgrößen usw. beschränkt. Als Teil dieser Erfindung kann man auch andere Indexfarbanzeigevorrichtungen
verwenden. Farbröhren mit einer Strahlablenkung durch Schattenmaske und Nachbeschleunigung liefern nicht die erforderlichen
Rückkopplungssignale zum Ein- und Ausschalten des Elektronenstrahles. Indexsignalerzeugende Röhren
mit Sekundäremission, die diese Rückkopplungssignale liefern können, arbeiten mit einer so großen
zeitlichen Verzögerung, daß ihre Wirksamkeit ver~ mindert wird. Die hier beschriebene, an sich bekannte
Röhre verwendet zur Erzeugung der Indexsignale elektromagnetische Hilfsmittel. Die Erzeugung und
Erfassung dieser Signale sind sehr wirkungsvoll, und die Übertragungsgeschwindigkeit dieser Signale ist
sehr groß. Es ist daher bei einfachstem Aufbau möglich, mit großer Bandbreite zu arbeiten.
In der F i g. 6 ist außen an der Kathodenstrahlröhre 37 ein Indexsignaldetektor bzw- -erzeuger 71
angeordnet. Ferner sind zwei verschiedene Indexsignaldetektoren 72 innerhalb der Kathodenstrahlröhre
vorgesehen. Einer dieser Detektoren läßt sich zum Synchronisieren des Elektronenstrahlerzeugers
70 verwenden, während der andere zur Synchronisierung eines zweiten Elektronenstrahlerzeugers mit
dem Eingang 74 dienen kann. Der Bildschirm der F i g. 3 zeigt verschiedene Möglichkeiten, die Anzeige
zu erweitern. Zwischen den Streifen 11, 13, 15, 17 und 19 können Leuchtstoffstreifen 21 von unterschiedlicher
Farbe eingeschoben sein. Diese Auflösung kann in den Außenbereichen der Anzeigefiäche
noch vergrößert werden, indem man die Anzahl der zwischengeschalteten Streifen vermehrt. Die
von verschiedenen Streifen eingenommenen Winkel können voneinander abweichen. Auch kann die Mitte
des Ringes A zur Anzeige eines Navigationshilfspunktes verwendet werden usw.
Die F i g. 7 zeigt ein Rechteckdiagramm, in dem die vorerwähnten Grundgedanken der Erfindung so
weiterentwickelt sind, daß die Kollisionswarnanzeige auch als Anzeige für Wetterradar, Höhenangaben,
Kursangaben, Brennstoffvorrat oder sonstige, für den Piloten wichtige Informationen verwendbar ist. Für
eine solche Vtelfachanzeige wird die Anzeigezeit auf die verschiedenen Darstellungen aufgeteilt, oder es
werden in der Kathodenstrahlröhre mehrere Elektronenstrahlerzeuger angeordnet.
In Fig. 7, die der Fig. 6 ähnlich ist und in der ähnliche Schaltelemente gleiche Bezugszeichen tra-
gen, sind die fünf Torkreise 61 bis 69 der F i g. 6 durch fünf Halte- oder Integrierkreise 81 bis 89 ersetzt
worden. Bei dieser Anordnung werden die empfangenen Signale nach der zeitlichen Codierung durch
die Torkreise 51 bis 59 in den Integrierkreisen 81 bis 89 summiert und gespeichert. Wenn dann ein Ziel
im 16-km-Bereich ist, werden unabhängig von der Stellung des Elektronenstrahles in der Kathodenstrahlröhre
37 die Sendeimpulse reflektiert und die reflektierten Signale im »roten« Speicherkreis 81
festgehalten. Entsprechend den vorstehenden Beispielen (300 Streifen bzw. 60 Fünferstreifen, Strahlbreite
6° und einer Abtastfrequenz von 1 Hz) bleibt das Ziel für etwa 16 600 μβεο im Strahl. Wenn der
Sendeimpuls alle 2400 μ3βΰ wiederkehrt, werden etwa sieben Impulse von dem Ziel empfangen. Diese sieben
Signale werden aufgenommen und in dem Speicher 81 gespeichert. Wenn der Elektronenstrahl der
Kathodenstrahlröhre 37 den roten Streifen 11 der F i g. 3 beaufschlagt, sorgt ein Indexsignal über den
Farbwähler 73 dafür, daß dem Speicher 81 das rote Freigabesignal zugeführt wird. Nun kann das gespeicherte
Signal den Elektronenstrahlerzeuger 70 so modulieren, daß der rote Streifen 11 erregt wird. Da es
vorkommen kann, daß der Elektronenstrahl sich auf dem Streifen 11 befindet, wenn das Tor 51 geöffnet
wird, sollte der Speicherzyklus dem Freigabezyklus vorangehen. Speicherkreise, Torkreise und Zeitkreise
der hier zu verwendenden Art sind bekannt, ebenso Indexsignalerzeuger und Indexsignalauswertekreise.
Für den Betrieb der Schaltung gemäß F i g. 7 muß der Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 37 stoßweise
erregt werden. Die in den Speichern 81 bis 89 gespeicherten Informationen werden nur freigegeben, wenn
sich der Elektronenstrahl in der richtigen Stellung befindet. Die Verweilzeit beträgt 3300 ^sec. Diese
Zeitdauer ist wesentlich größer als die Zeit, die zur Erregung der Leuchtstoffstreifen benötigt wird. Die
überschüssige Zeit kann zur Darstellung zusätzlicher Angaben verwendet werden. Da der Empfängerausgang
für die Kollisionswarnung nur für die ersten 600 μββΰ nach dem Sendeimpuls verwendet wird,
können die verbleibenden 1800 ^sec für andere Zwecke, beispielsweise für Wetterangaben in dem
Bereich von 80 bis 320 km, verwendet werden. Auf diese Weise wird die übliche Wetterradaranzeige mit
der Kollisionswarnvorrichtung kombiniert.
Das erfindungsgemäße System ist auch als Instrumenten-Blindlandeanzeiger zu verwenden. Der spiralförmig
arbeitende Antrieb für die Antenne wird so abgewandelt, daß ein rechteckiges Abtastschema entsteht.
Die Abtastung in vertikaler Richtung erfolgt wesentlich schneller als die Abtastung in horizontaler
Richtung, um im Luftraum und auch auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre einen vertikalen
Raster zu erzeugen. Der Blickstrahl in der Flugzeuglängsachse entspricht dem Mittelpunkt der Anzeigefläche.
Dieser Mittelpunkt entspricht dem »Bullauge« der vorerwähnten Anzeigevorrichtung. Die verschiedenfarbigen
Leuchtstoffstreifen sind horizontal am Schirm der Kathodenstrahlröhre angebracht. Der zu
überwachende und anzuzeigende Bereich des Luftraumes entspricht dem Raum im rechteckigen Projektionsfeld.
Die Dauer der Sendeimpulse ist auf 0,1 μβεΰ eingestellt, um eine minimale Entfernung
in der Größenordnung von etwa 15,3 m abzudecken. Nach F i g. 9 entspricht bei geneigtem Strahl R3 die
Entfernung von etwa 15 m einer Höhe von nur weni-
gen Metern über Grund. Diese Impulsbreite ist daher für den Landeanflug sehr brauchbar.
Die F i g. 8 zeigt einen Landestreifen, in dem Radarreflektoren 91 die Rollbahn begrenzen. Diese
Reflektoren reflektieren besonders wirksam in den Frequenzbändern der Radargeräte. Horizontal und
rechtwinklig zum Verlauf der Rollbahn liegende Dipole arbeiten mit einem Luftfahrzeugantennensystem
zusammen, welches einen horizontal polarisierten
ίο Radarstrahl erzeugt. Ein Bereich 93 der Anordnung kennzeichnet die Stelle der Bodenberührung.
F i g. 9 erläutert einen typischen Landeanflug. Die Abtastung des Radarstrahles in horizontaler Richtung
überdeckt den Landestreifen der F i g. 8. Die dieser Art der Abtastung entsprechende Anzeige ist
in der Fig. 10 dargestellt. Wenn sich das Flugzeug noch in beachtlicher Entfernung von der Rollbahn
befindet, erscheinen die Reflektoren mehr oder weniger als vertikale Linie 95. Während des Anfluges
wird das angezeigte Bild größer, so daß die beiden Seiten des Streifens erkennbar werden, wie es bei 97
gezeigt ist. Das Bodenberührungssignal 99 erscheint dann so, wie es die Fig. 10 zeigt. Durch Lenkung
vom Boden aus oder durch andere Navigationshilfsmittel wird das Flugzeug bis zum Punkt M der F i g. 9
gebracht. An diesem PunktM entsprechen die Reflexionen des abtastenden Radarstrahles die mit minimaler
zeitlicher Verzögerung aufgenommen werden, der Entfernung R1. Die Bodenlinie 101 (Fig. 10) am
Anzeigegerät des Piloten zeigt die Farbe, die dieser Entfernung oder diesem Entfernungsbereich entspricht.
In der oberen Hälfte seines rechteckigen Anzeigeschirmes sieht der Pilot auch die Rollbahn. Die
Aufgabe beim Anflug ist nun, die Fläche 99 auf dem Schirm gemäß F i g. 10 in roter Farbe erscheinen zu
lassen. Es ist dafür zu sorgen, daß dies mit gleichförmiger Geschwindigkeit erfolgt und daß das Erscheinen
der roten Farbe zeitlich zusammenfällt mit dem »Rot«-Werden der unteren Bodenlinie 101.
Um dem Piloten bei diesem Landemanöver zu helfen, ist es erwünscht, die Anzeige zu spreizen, um
noch mehr Einzelheiten zu erfassen, wenn sich das Flugzeug der Rollbahn nähert. Dies kann dadurch
geschehen, daß man den vertikalen Abtastwinkel der Antenne verkleinert. Diese Maßnahme entspricht den
Änderungen vom Winkel « zum Winkel β zum Winkel γ der F i g. 9. Unmittelbar vor der Bodenberührung,
wenn die Entfernung R3 eine Größe von etwa 18 m hat, würde der gesamte Schirm der F i g. 10 in
roter Farbe aufleuchten, sofern man die 16-km-Torkreise der F i g. 5 verwenden würde. Dies wird dadurch
vermieden, daß man den Zeitkreis 41 umstellt und andere Zeitwerte für die Tore 51, 53, 55, 57 und
59 der F i g. 7 festlegt. Zu Landezwecken können die Torkreise so eingestellt werden, daß bei Start und
Landung jedes Tor einem Entfernungsbereich von einer Meile entspricht. Nun wird beim Erreichen
des Punktes M der F i g. 9 der untere Teil der Anzeige rot, wenn die Entfernung R1 eine Meile beträgt.
Unter diesen Bedingungen erscheinen die Signale am Ausgang des Tores 51. Über die in F i g. 7 dargestellte
Steuerleitung 60 betätigt der Ausgang des Nahbereichstores 51 den Zeitkreis 41 (oder abweichend
hiervon die Tore 51 bis 59) so, daß die Tores Öffnungszeiten verkleinert werden und nun Intervallen
von etwa 300 m entsprechen. Die nächsten automatischen Umschaltungen des Maßstabes führen zur
Unterteilung in Entfernungsbereiche von jeweils 63
Claims (7)
1. Radargerät für den Einbau in Flugzeuge zur Kollisionswarnung und/oder Instrumenten-Blindlandung,
das einen Raumbereich mit zu bestimmten Zeiten abgegebenen Radarsignalen abtastet
und die von erfaßten Zielen zurückgesandten, insbesondere reflektierten Echosignale empfängt
und in bestimmten Laufzeitbereichen zugeordnete Kanäle leitet und einer Anzeigevorrichtung mit
einem Anzeigeschirm zuführt, dessen Fläche den abzutastenden Raum in dem natürlichen Sichteindruck
entsprechenden Koordinaten abbildet, wobei den Laufzeitbereichen, welche Entfernungsbereichen
entsprechen, verschiedene Farben zugeordnet sind, gekennzeichnet durch die Verwendung einer an sich bekannten Kathodenstrahlröhre,
bei der auf dem Anzeigeschirm (39) einzelne einen Raumbereich abbildende Flächenabschnitte in kleinere Flächenteile (11,
13, 15, 17,19), welche den einzelnen Farben zugeordnet sind und bei ihrer synchron zur Ab-
tastung erfolgenden Vorerregung Indexsignale auslösen, unterteilt sind, in der Weise, daß die
in die Kanäle (51, 53, 55, 57, 59) eingeführten Signale zunächst gespeichert und in der Reihenfolge
der aufeinanderfolgenden Flächenteilfarben durch entsprechende Torschaltungen (61, 63, 65,
67, 69 bzw. 81, 83, 85, 87, 89) freigegeben werden, die von den Indexsignalen ausgelöst werden,
und daß die freigegebenen Signale die sichtbare Erregung des jeweiligen Flächenabschnittes in der
betreffenden Farbe durch Strahlverstärkung beim Überstreichen des betreffenden Flächenteils auslösen.
2. Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kleineren Flächenteile (11,
13, 15, 17, 19) radiale, zur Farbgebung erregbare Streifen sind und daß die Abtastung von Raum
und Schirm in an sich bekannter Weise spiralig erfolgt, wobei der Kathodenstrahl die radialen
Streifen im wesentlichen rechtwinklig überquert.
3. Radargerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung des Auflösungsvermögens
die Zahl der radialen Streifen (11,13, 15,19) nach außen hin durch Zwischenschaltung
zusätzlicher, zur Farbgebung erregbarer Streifen (21) zunimmt.
4. Radargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal
(51, 53, 55, 57, 59) vor seinem Ausgang einen die zugehörige Torschaltung darstellenden Halteoder
Integrierkreis (81, 83, 85, 87, 89) aufweist, in welchem die in dem betreffenden Kanal empfangenen
Signale zu einem Ausgangssignal zusammengefaßt werden, dessen Größe der Menge der empfangenen Signale entspricht.
5. Radargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle
(51, 53, 55, 57, 59) bestimmte, in Reihenfolge aneinander anschließende Speicherzeiten aufweisen,
die durch die Zuordnung zu bestimmten Teilräumen des Abtastraumes bedingt sind, und
daß die Torkreise (81, 83, 85, 87, 89) die gespeicherten Signale zur Anzeige für eine Zeitdauer
freigeben, die kurz ist im Vergleich zur Speicherzeit.
6. Radargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelteil
(A) des Anzeigeschirmes als vergrößertes Signalfeld zur Anzeige der sich auf direktem Wege von
vorn nähernden Ziele ausgebildet und zum Aufleuchten in abweichender Farbe anregbar ist.
7. Radargerät nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb
für die Antenne in an sich bekannter Weise von einer Bewegung in spiraligen Bahnen auf
eine solche in einem rechteckigen Schema umschaltbar ist.
In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschriften Nr. 617 592, 618 460,
818;
USA.-Patentschrift Nr. 2 915 659.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
709 510/210 2.67 © Bundesdruckerei Berlin
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