DE10306242A1

DE10306242A1 - Sekundärradarantwortgerät

Info

Publication number: DE10306242A1
Application number: DE2003106242
Authority: DE
Inventors: Johannes Garrecht
Original assignee: Garrecht Johannes Dipl-Ing (fh)
Current assignee: Garrecht Johannes Dipl-Ing (fh)
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2004-09-02

Abstract

Bekannte Sekundärradarantwortgeräte, die über ein abgesetztes Bediengerät verfügen, erfordern zum Betrieb einen externen Höhenencoder, der in das Luftfahrzeug integriert und an das statische Drucksystem angeschlossen werden muß. Das neue Gerätekonzept sieht die Integration des Höhenencoders sowie die Speicherung der Mode-S-Adresse und der Flugzeugkennung im Bediengerät vor, um den Geräteeinbau zu vereinfachen und die Umrüstung des Hauptgerätes in ein anderes Luftfahrzeug einfach zu ermöglichen. DOLLAR A Im Bediengerät (1) ist ein elektronischer Drucksensor (5) integriert, dessen Werte von einem Mikroprozessor (4) gelesen, vorverarbeitet und über elektronische Datenschnittstellen (6) und (9) an das Hauptgerät (8) übertragen werden. Weiterhin überträgt das Bedienteil (1) die 24-Bit-Mode-S-Adresse und die Flugzeugkennung, die im elektronischen Speicher (3) abgelegt sind, an das Hauptgerät (8) zur weiteren Verarbeitung. Bediengerät (1) und Hauptgerät (8) können aufgrund ihrer Gehäusekonstruktion entweder aufeinander gesteckt oder getrennt voneinander montiert werden. DOLLAR A Das beschriebene Transpondersystem wird in bemannten und unbemannten Luftfahrzeugen eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bauartvariante eines Sekundärradaranwortgerätes (auch Transponder genannt), das für die Betriebsarten (Mode) A, A/C und Mode-S geeigent ist. Sekundärradarantwortgeräte werden in Luftfahrzeugen zur Positionsbestimmung mittels Sekundärradar eingesetzt.

Stand der Technik ist derzeit die Bauweise entweder als Einblocksystem mit externem oder internem Höhenencoder oder als Zweiblocksystem mit Bediengerät, Hauptgerät und externem Höhenencoder. Der Höhenencoder wird benötigt, um die Flughöhe des abgefragten Luftfahrzeuges zusätzlich zur Positionsdarstellung auf einem Radarbildschirm numerisch darzustellen.

Beide Systeme mit externem Höhenencoder haben den Nachteil, daß der Höhenencoder jeweils getrennt vom übrigen System als weitere Komponente im Luftfahrzeug eingebaut werden muß. Der externe Höhenencoder ist zur Kompensation des Temperaturfehlers elektrisch beheizt. Die gewünschte Genauigkeit des Höhenencoders steht daher erst nach einer gewissen Aufheizzeit und nicht direkt nach dem Einschalten zur Verfügung. Die Encoderheizung ist beim Einsatz des Gerätes in Segelflugzeugen ein unerwünschter Energieverbraucher, da hier die Stromversorgung aus mitgeführten Akkumulatoren erfolgen muß.

Der obligatorische Anschluß des Höhenencoders an das statische Drucksystem des Luftfahrzeuges kann sich dann aufwendig und schwierig gestalten, wenn am vorgesehenen Einbauort des Höhenencoders der statische Druck nicht zur Verfügung steht und erst eine Schlauchleitung verlegt werden muß, bzw. falls nicht möglich, der Höhenencoder zwingend an einer Position zu installieren ist, die ansonsten ungeeignet ist. Auch sind die bereits bekannten Zweiblocksysteme nicht zu einem Einblocksystem kombinierbar, oder das Transponderhauptgerät nicht in einem Wechselrahmen installierbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein System zu schaffen, daß wahlweise sowohl als Einblock-, als auch als Zweiblocksystem betrieben werden kann und den Höhenencoder so in das Gesamtsystem integriert, daß auch beim Betrieb als Zweiblocksystem kein externer Höhenencoder mit den beschriebenen Nachteilen mehr notwendig ist. Beim Betrieb als Zweiblocksystem kann das Hauptgerät des Transponders wahlweise fest im Luftfahrzeug eingebaut oder in einem Wechselrahmen installiert werden, der einen einfachen Ein- und Ausbau ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung durch eine entsprechende Aufteilung der erforderlichen Systemkomponenten nach 1, in solcher Art und Weise, daß in das Bediengerät (1) des Transponders neben der Bedienerschnittstelle (2) ein elektronischer Drucksensor (5) für die Höhencodierung integriert ist.

Die dort ermittelten Höhenwerte werden nach Aufbereitung und Vorverarbeitung in einem Mikroprozessor (4) über eine elektronische Datenschnittstelle (6) an das Hauptgerät (8) des Transponders geleitet und dort weiterverarbeitet. Die 24-Bit-Mode-S-Adresse sowie die Flugzeugkennung werden beim Geräteeinbau in ein Luftfahrzeug im Bedienteil (1) in einem elektronischen Datenspeicher (3) abgespeichert. Beim Betrieb des Transponders, sowohl als Ein- als auch als Zweiblocksystem, werden diese Adresse und die Flugzeugkennung über die elektronische Datenschnittstelle (6) des Bediengerätes (1) und die elektronische Datenschnittelle (9) an das Hauptgerät (8) des Transponders übertragen und bestimmen so die Antwort des Systems auf Abfragen durch externe Einrichtungen.

Die Gehäuse des Bediengerätes (1) und des Hauptgerätes (8) sowie deren elektronische Schnittstellen (6) bzw. (9) und pneumatische Schnittstelle (7) bzw. pneumatische Kupplung (10) sind dabei so gestaltet, daß beide Geräte passgenau zusammengesetzt bzw. getrennt werden können.

Vorteil dieser Systemausführung ist die Verwendbarkeit des Gesamtsystems sowohl als Einblock- als auch als Zweiblocksystem ohne externen Höhenencoder mit den erwähnten Nachteilen. Einblockgeräte werden vor allem in Luftfahrzeuge, die sich in privater Halterschaft befinden, eingebaut, da hier die Notwendigkeit eines Umbaus in ein anderes Luftfahrzeug nur selten gegeben ist. Der Einsatz als Zweiblocksystem mit Wechselrahmen stellt besonders für Flugsportvereine eine Lösung dar, welche die Kosten für die Ausrüstung ihrer Flugzeugflotte mit Transpondern im vertretbaren Kostenrahmen hält. Dabei wird jedes Luftfahrzeug mit einem Wechselrahmen und einem Bediengerät (1) ausgerüstet. Das Bediengerät (1) wird beim Einbau in das Luftfahrzeug, z.B. im Instrumentenbrett, installiert, über die pneumatische Schnittstelle (7) an das statische Drucksystem angeschlossen und über die elektronische Datenschnittstelle (6) mit dem Einbaurahmen verbunden. Im Bediengerät (1) werden die flugzeugspezifische 24-Bit-Mode-S-Adresse und Kennung abgespeichert. Das kostenintensivere Hauptgerät (8) des Transponders, das Komponenten, wie Sender (14), Empfänger (15), Antennenanschluß (16) sowie Steuerungs- und Signalverarbeitungseinheit (13) enthält, kann dann in geringerer Stückzahl beschafft und nach Bedarf in die Flugzeuge der Vereinsflotte eingerüstet werden. Das Hauptgerät wird nur noch in den fest eingebauten Wechselrahmen montiert. Die elektronische Datenschnittstelle (9) des Hauptgerätes (8) wird dabei über den Wechselrahmen mit der elektronischen Datenschnittstelle (6) des Hauptgerätes (1) verbunden. Beim Einschalten des Systems werden dann die 24-Bit-Mode-S-Adresse und die Flugzeugkennung vom Bediengerät (1) über die Datenschnittstelle (6) an die Datenschnittstelle (9) des Hauptgerätes (8) übertragen und somit der flugzeugspezifische Teil des Antwortinhaltes definiert. Im Betrieb werden die Signale des Drucksensors (5) vom Bediengerät (1) über die Datenschnittstelle (6) an die Datenschnittstelle (9) des Hauptgerätes (8) übertragen und in die Systemantwort integriert. Wird das Hauptgerät (8) auf das Bediengerät (1) aufgesteckt und das System als Einblocksystem betrieben, so wird der Drucksensor (5) im Bediengerät (1) über die pneumatische Schnittstelle (7) durch eine pneumatische Kupplung (10) mit einer im Hauptgerät (8) integrierten Rohr- oder Schlauchleitung (11) verbunden, die wiederum an der Rückseite des Hauptgerätes (8) mit einer pneumatischen Schnittstelle (12) verbunden ist. Diese pneumatischen Schnittstelle (12) wird mit dem statischen Drucksystem des Luftfahrzeuges verbunden und der Drucksensor (5) so über die Rohr- oder Schlauchleitung (11) und die pneumatische Kupplung (10) und die pneumatische Schnittstelle (7) mit dem dort herrschenden Luftdruck beaufschlagt. Beim Aufstecken des Hauptgerätes (8) auf das Bediengerät (1) wird außerdem die elektronischen Datenschnittstelle (6) des Bediengerätes (1) mit der elektronischen Datenschnittstellen (9) des Hauptgerätes (8) verbunden.

Durch die beschriebene Konstruktion, die sowohl einen Einsatz als Einblocksystem als auch als Zweiblocksystem ermöglicht, werden Kosten und Aufwand für die Gerätezulassung z.B. durch das Luftfahrtbundesamt erheblich reduziert, da es sich nur um eine Geräteausführung handelt, die zugelassen werden muß.

Claims

Sekundärradarantwortgerät, bestehend aus Transponderhauptgerät (8) und Transponderbediengerät (1), dadurch gekennzeichnet, daß im Transponderbediengerät (1) ein elektronischer Drucksensor (5) zur Höhencodierung integriert ist, der mit dem statischen Drucksystem des Luftfahrzeuges über eine pneumatische Schnittstelle (7) verbunden wird und dessen gemessene Werte über eine elektronische Datenschnittstelle (6) an ein angeschlossenes Transponderhauptgerät (8) übertagen werden.
Sekundärradarantwortgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die 24-Bit-Mode-S-Adresse und die Flugzeugkennung im Transponderbediengerät (1) in einem elektronischen Speicher (3) speicherbar sind und die gespeicherte 24-Bit-Mode-S-Adresse und Flugzeugkennung beim Einschalten des gesamten Transpondersystems und wenn erforderlich, in regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitabständen automatisch oder benutzergesteuert über die elektronische Datenschnittstelle (6) des Transponderbediengerätes (1) und die elektronische Datenschnittstelle (9) des Transponderhauptgerätes (8) an ein angeschlossenes Transponderhauptgerät (8) übertragen werden.
Sekundärradarantwortgerät nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transponderhauptgerät (8) an das Transponderbediengerät (1) angefügt oder davon getrennt werden kann und die pneumatische und die elektronische Verbindung zwischen beiden Geräten dabei automatisch oder manuell hergestellt bzw. getrennt werden.
Sekundärradarantwortgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der integrierte elektronische Drucksensor (5) eine elektronische Temperaturkompensation zur Verbesserung seiner Genauigkeit bei Temperaturschwankungen besitzt und die Temperatur direkt vom Drucksensor (5) gemessen und zusammen mit dem Druckwert in digitaler Form an einer elektronischen Schnittstelle des Drucksensors (5) zur Weiterverarbeitung im peripheren Umfeld zur Verfügung gestellt wird.
Sekundärradarantwortgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Datenschnittstellen (6) und (9) von Transponderbedien- und Transponderhauptgerät nach RS-485 Standard ausgeführt sind.
Sekundärradarantwortgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Transponderhauptgerät (8) über eine pneumatische Kupplung (10) verfügt, die, wenn das Transponderhauptgerät (8) an das Transponderbediengerät (1) angefügt wird, an die pneumatischen Schnittstelle (7) des Transponderbediengerätes (1) anschließt und so den Drucksensor (5) im Transponderbediengerät (1) über eine Rohr- oder Schlauchleitung (11) und eine pneumatischen Schnittstelle (12) am Transponderhauptgerät (8) mit dem statischen Drucksystems des Luftfahrzeuges verbindet, um den Drucksensor (5) mit dem dort herrschenden Luftdruck zu beaufschlagen.