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Vorrichtung zur Bestimmung der Richtung und/oder des Abstandes von stillstehenden oder beweglichen Gegenständen oder Fahrzeugen
Bei Vorrichtungen zur Bestimmung der
Richtung und'oder des Abstandes von still- stehenden oder beweglichen Gegenständen oder
Fahrzeugen ist es bekannt, Hochfrequenz-oder
Ultrahochfreqenzschwingungen, z. B. Dezimeteroder Zentimeterwellen, zu benutzen, deren
Frequenz mit einer gewissen Regelmässigkeit geändert wird. In einem Empfänger werden in diesem Fall die ausgesandten Schwingungen mit denjenigen kombiniert, die den zu messenden Abstand oder einen bestimmten Abstand in der zu bestimmenden Richtung hin und her zurückgelegt haben, und aus dem durch Zusammenwirkung der ausgesandten und der reflektierten
Schwingungen erhaltenen Anzeigesignal lässt sich der Abstand bzw. die Richtung ermitteln.
In den üblichen Ausführungen bewirkt ein grösserer Abstand eine höhere Frequenz des Anzeigesignals, aber ausserdem ist, je grösser der Abstand und je höher mithin die zu messende Frequenz wird, auch die empfangene Signalstärke schwächer. Diese Veränderlichkeit der Amplitude der Signalstärke ergibt bei der Messung der Frequenz und bei der damit erfolgenden Angabe des zu messenden Abstandes praktische Beschwerden.
Diesem Übelstand kann erfindungsgemäss dadurch abgeholfen werden, dass das Anzeigesignal dem erforderlichen Anzeigeinstrument über einen Verstärker zugeführt wird, der eine nach den hohen Frequenzen hin ansteigende Frequenzcharakteristik besitzt.
Eine beispielsweise Ausführungsform einer derartigen erfindungsgemässen Vorrichtung ist in den Fig. l und 2 schematisch dargestellt.
In Fig. l bezeichnen 1 und 2 Trioden, die in Gegentaktschaltung verbunden sind. Der diesen beiden Röhren gemeinsame Anodenkreis besteht aus einem regelbaren Kondensator 3 und einer Spule 4. Die Gitter der Trioden sind über Gitterkondensatoren und Ableitungswiderstände und über eine Kopplungsvorrichtung 5 mit einer Antenne 6 verbunden, Der bisher beschriebene Teil der Schaltung nach Fig. l stellt eine Vorrichtung zum Erzeugen von Ultrahochfrequenzschwingungen, z. B. Dezimeter-oder Zentimeterwellen, dar. Die Frequenz der auf diese Weise erzeugten Schwingungen lässt sich nun durch absatzweise Verdrehung der Welle des Kon- densators 3 mit einer gewissen Regelmässigkeit ändern.
Wegen des breiten auszustrahlenden Frequenz- bandes ist es erwünscht, als Antenne ein Strahlersystem zu benutzen, das über den gewünschten
Frequenzbereich eine möglichst gleichbleibende
Ohmsche Strahlungsimpedanz besitzt. Diesem Wunsch kann man z. B. durch Anwendung einer sogenannten konischen Antenne entgegenkommen.
Die ganze Sendeanlage selbst kann gleichzeitig für den Empfang der Schwingungen benutzt werden, die von dem Gegenstand, dessen Abstand oder Richtung zu messen ist, reflektiert worden sind. Infolge der Zeit, welche diese Schwingungen dazu benötigen, um den Abstand zudem genannten Gegenstand hin und her zu durchlaufen, besteht dabei ein Frequenzunterschied zwischen den Schwingungen, die in der Sendeanlage nach dem Zurücklegen ihres Trajektes eintreffen und jenen, die in dem Augenblick ihres Eintreffens erzeugt werden. Es kann z. B. dafür Sorge getragen werden, dass dieser Frequenzunterschied bei einem gleichbleibenden Abstand und/oder einer gleichbleibenden Richtung konstant ist und nur von dem Abstand oder von der Richtung abhängt.
In der Schaltung nach Fig. l ergibt sich daher eine Wechselspannung von der Unterschiedfrequenz zwischen den erzeugten und den eintreffenden Schwingungen an dem Widerstand 7. Diese Spannung muss im allgemeinen verstärkt werden, bevor sie einem Anzeigeinstrument 9 zugeführt werden kann. Dieser Verstärker ist in Fig. l mit der Ziffer 8 bezeichnet. Die Frequenzcharakteristik des Verstärkers 8 ist erfindungsgemäss derart gewählt, dass die Verringerung der Stärke des Anzeigesignals infolge eines zunehmenden, durch die Hochfrequenzschwingungen zu durchlaufenden Abstandes nahezu ausgeglichen wird durch die grössere Verstärkung, welche dieses Signal durch seine höhere Frequenz im Verstärker erfährt.
Mit Vorteil kann erfindungsgemäss der Verstärkungsgrad des Verstärkers für diejenigen Frequenzen oder Frequenzbänder, mit denen die Frequenzmodulation (z. B. die Frequenz, mit welcher der Konden- sator 3 gedreht wird) erfolgt, in erheblichem Masse unterdrückt werden.
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Ein zweckmässiges Schaltschema eines er- findungsgemäss eingerichteten Verstärkers ist in
Fig. 2 dargestellt, in der 10 und 11 zwei wider- standsgekoppelte, in Kaskade geschaltete Ver- st rkerröhren darstellen. Den Klemmen 16 und 17 werden die zu verstärkenden Spannungen zu- geführt, während die verstärkten Spannungen den Klemmen 18 und 19 entnommen werden können.
Der Kopplungskondensator 13 ist in Zusammenhang mit den Werten des Anodenwiderstandes 14 und des Gitterableitungswiderstandes 15 so klein gewählt, dass der Verstärker eine nach den hohen Tönen hin ansteigende Frequenzcharakteristik aufweist. Mittels der Vorrichtung 20 können die Schwingungen der Modulationsfrequenz unterdrückt werden. Entsprechend der Annahme, dass die Modulationsfrequenz niedriger als die in Frage kommenden Frequenzen des Anzeigesignals ist, wurde der Teil 20 der Schaltung als ein Hochpassfilter ausgebildet.
Die vom Verstärker 8 herkommenden Schwingungen werden zweckmässig ausser dem Anzeigeinstrument 9 auch noch einer Kathodenstrahlröhre 21 (Fig. 1) zugeführt, die zwei Sätze von Ablenkmitteln aufweist. Einer der beiden Sätze von Ablenkmitteln empfängt das Anzeigesignal, während dem anderen Satz von Ablenkmitteln ein sägezahnförmiger Strom oder eine sägezahn- förmige Spannung zugeführtwird. Im allgemeinen zeigt sich auf dem Schirm der Röhre ein nicht stillstehendes Muster von etwa sinusförmigen gebogenen Linien, wobei jedoch, wenn die zugeführte sägezahnförmige Schwingung eine Frequenz hat, die ein einfacher Bruchteil der Modulationsfrequenz ist, also z. B. von der Frequenz, mit welcher der Kondensator 3 gedreht wird (was in der Praxis auf bekannte Weise verwirklicht werden kann), eine stillstehende gebogene Linie sichtbar wird.
Befindet sich der Richtungs-oder Abstandsmesser z. B. in einem Flugzeug, so ist, solange letzteres in der gleichen Höhe und über einem flachen Untergrund fliegt, das Muster auf dem fluoreszierenden Schirm der Kathodenstrahlröhre sowohl bei beweglichen als auch bei stillstehenden Figuren aus nahezu sinusförmigen Kurven aufgebaut.
Sobald sich jedoch Unebenheiten, wie z. B.
Gebäude, Bäume oder Schiffe auf dem Unter- grund befinden, treten sprungweise Frequenz- änderungen im Anzeigesignal auf, wodurch die sinusförmigen Kurven ihren reinen Charakter verlieren und Harmonische aufweisen. Es ist auf diese Weise also möglich, mit Hilfe des sich auf der Kathodenstrahlröhre zeigenden Bildes einen Eindruck der Natur der Oberfläche, über der geflogen wird, zu erhalten. Da erfindung- gemäss ein Verstärker benutzt wird, der eine nach den hohen Frequenzen hin ansteigende
Charakteristik besitzt, werden die durch Un- ebenheiten in der Untergrundoberfläche herbei- geführten Harmonischen verstärkt wiedergegeben und mithin deutlicher sichtbar gemacht, als dies mit einer nicht ansteigenden Frequenzcharakte- ristik des Verstärkers der Fall sein würde.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Bestimmung der Richtung und/oder des Abstandes von stillstehenden oder beweglichen Gegenständen oder Fahrzeugen mittels frequenzmodulierter Hochfrequenzschwingungen, bei der ein Anzeigesignal durch Zusammenwirkung der ausgesandten und zurückgeworfenen Schwingungen erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigesignal dem dabei erforderlichen Anzeigeinstrument über einen Verstärker zugeführt wird, der eine nach den hohen Frequenzen hin ansteigende Frequenzcharakteristik besitzt.