DE1289891C2 - Antennenanordnung ueber ein Doppler-Funkfeuer oder einen Doppler-Peiler eines Hubschraubers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung für ein Doppier-Funkfeuer oder einen Doppler-Peiler eines Hubschraubers.

Ein Doppier-Funkfeuer dient bekanntlich der azimutalen Richtungsbestimmung eines oder mehrerer MeBpunkte in bezug auf den Standort des Doppler-Funkfeuers. Es enthält jeweils ein Antennensystem, das aus mindestens einem auf einer Kreisbahn tatsächlich oder simuliert mit konstanter Geschwindigkeit bewegten Strahler besteht. Durch diese ι Bewegung ist in den einzelnen Empfangspunkten ein Doppier-Modulationssignal gewinnbar, dessen Phase gegenüber einer Bezugsphase eine Funktion der Richtung des jeweiligen Meßpunktes in bezug auf den Standort des Doppler-Funkfeuers ist. Diese Richtungsbestimmung erfolgt passiv, d. h., in jedem MeBpunkt sind keine Sende-, sondern lediglich Empfangs- und Auswertemittel vorgesehen.

In der Ortung ist allerdings auch die Umkehrung dieses den Doppier-Funkfeuern zugrundeliegenden Arbeitsprinzips bekannt, bei dem von gewöhnlichen Funkfeuern aus Schwingungen ausgestrahlt werden, die mittels eines sogenannten Doppler-Peilers empfangen werden. Dieser Doppler-Peiler besitzt ein prinzipiell gleiches Antennensystem wie ein Doppier-Funkfeuer, lediglich arbeitet dieses Antennensystem beim Doppler-Peiler nicht als Sende-, sondern als Empfangs-Antennensystem. Mit einem solchen Doppler-Peiler sind die azimutalen Richtungswinkel der Standorte der Funkfeuer aus der Phase des Dopplerschen Modulationssignals bestimmbar.

Gemäß einem nicht vorveröffentlichten älteren Vorschlag ist das Dopplersche Modulationssignal eines Doppler-Funkfeuers oder Doppler-Peilers zusätzlich zur Richtungsbestimmung auch zur Gewinnung der Entfernungsinformation heranziehbar, wozu die Abweichung der Form des empfangenen Dopplerschen Modulationssignals von der Form eines rein sinusförmigen Signals der gleichen Periodenlänge bestimmt wird. Diese Abweichung kann nach einer KlirrfaktormeBmethode bestimmt werden oder beispielsweise auch dadurch, daß als ein Maß für die Entfernung die Differenz der Längen der aufeinanderfolgenden Halbperioden des Dopplerschen Modulationssignals einerseits zwischen seinem Maximum und Minimum und andererseits zwischen seinem Minimum und Maximum bestimmt wird.

Von diesem genannten Stand der Technik und dem erwähnten älteren Vorschlag ausgehend, bezieht sich die Erfindung auf eine Antennenanordnung für ein Doppier-Funkfeuer oder einen Doppler-Peiler eines Hubschraubers mit mindestens einer auf einer Kreisbahn umlaufenden Rundstrahlantenne zur Entfernungsmessung in einem Empfänger bzw. gegenüber einem Funkfeuer durch Bestimmen der Abweichung der Form des empfangenen Dopplerschen Modulationssignals von der Form eines rein sinusförmigen Signals der gleichen Periodenlänge und gegebenenfalls zur zusätzlichen Richtungsbestimmung aus der Phase des Modulationssignals gegenüber einem Bezugssignal.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Antennenanordnung für einen Hubschrauber konstruktiv möglichst einfach auszubilden und die flugtechnischen Eigenschaften des Hubschraubers hierdurch möglichst wenig zu beeinflussen. Mittels eines an diese Antennenanordnung angeschlossenen Doppler-Funkfeuers oder Doppler-Peilers soll die Ent-

fernung und gegebenenfalls zusätzlich die horizontale Richtung eines Hubschraubers zu seinem Landeplatz vorteilhaft bestimmbar sein.
Die Erfindung besteht darin, daß die RundstrahlS antenne an einem der Enden des horizontalen Rotors des Hubschraubers angeordnet ist.

Bei Verwendung mehrerer Rundstrahler einer von der Anzahl der horizontalen Rotorblätter des Hubschraubers abhängigen maximalen Anzahl ist es bei ο der erfindungsgemäßen Antennenanordnung besonders zweckmäßig, die einzelnen Rundstrahler auf einer Kreisbahn um den Rotationsmittelpunkt des Rotors gleichmäßig auf die Enden der Rotorblätter zu verteilen.

S Besteht der Hubschrauber-Rotor aus zwei um 180° gegeneinander versetzt angeordneten horizontalen Rotorblättern, so ist es besonders vorteilhaft, an jedem der Enden des Rotors je eine Rundstrahlantenne zu montieren.
*o Je nachdem, ob die erfindungsgemäße Antennenanordnung für ein Doppier-Funkfeuer oder einen Doppler-Peiler benutzt wird, fungieren die Rundstrahler als Sende- bzw. Empfangsantennen.

Für ein Bordradargerät eines Hubschraubers ist »5 zwar eine Antennenanordnung bekannt, die als Antennenträger den Rotor des Hubschraubers ausnutzt und die aus zwei im rechten Winkel zueinander ausgerichteten Antennen besteht. Die horizontale Antenne dieser Anordnung ist im Rotor des Hubschraubers selbst untergebracht, während die vertikale Antenne der Anordnung über dem Rotor oder an der Hubschrauberzelle vorgesehen ist. Die Richtungs- und Entfernungsbestimmung erfolgt hierbei ausdrücklich mit einem an diese Antennenanordnung angeschlossenen Bordradargerät, demgegenüber ein Doppler-Peiler bzw. Doppier-Funkfeuer aus einem einfachen Empfänger bzw. einfachen Sender besteht und wirtschaftlich weniger aufwendig ist, so daß durch diese bekannte Antennenanordnung der Erfindungsgegenstand nicht nahegelegt sein dürfte. Weiterhin ist zum Erzeugen eines Rundstrahldiagramms mit vertikaler Polarisation eine Hubschrauber-Bordantenne bekannt, die gleichfalls den Rotor des Hubschraubers als Antennenträger benutzt und die gleichfalls nicht der Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe dient.

An Hand der Figuren sei im folgenden ein Ausführungsbeispiel einer Anlage nach der Erfindung zu deren näheren Erläuterung beschrieben.
In Fig. 1 ist mit 1 der aus zwei um 180° gegeneinander versetzten Rotorblättern bestehende horizontale Rotor des gezeigten Hubschraubers bezeichnet, an dessen Enden im Sinne der Erfindung je ein Rundstrahler 2 bzw. 3 angeordnet ist. Am nicht gezeigten Landeplatz oder auch an einem gleichfalls nicht gezeigten Markierungs- oder Überwachungsort befindet sich bei Verwendung der gezeigten Antennenanordnung als Doppler-Peiler ein Funkfeuer. Aus den über die Antennenanordnung mit den Rundstrahlern 2 und 3 gewonnenen Empfangssignalen, die das Richtungssignal als DopplerModulation enthalten, ist dann gemäß dem oben erwähnten älteren Vorschlag dadurch die Entfernung des Hubschraubers zum Funkfeuer bestimmbar, daß als ein Maß für die Entfernung die Abweichung der Form des empfangenen Richtungssignals von der Form eines rein sinusförmigen Signals der gleichen Periodenlänge bestimmt wird. Wahlweise ist zusatz-

Claims (2)

Hch aus den gleichen Empfangssignalen und einem in üblicher Weise von der mechanischen Antennendrehung abgeleiteten und z. B. phasenmäßig auf magnetisch Nord bezogenen Bezugsrichtungssignal in an sich bekannter, bei Doppler-Peilern üblicher Weise der horizontale Richtungswinkel bestimmbar. Am Hubschrauber nach F i g. 1 ist jedoch auch ein Doppier-Funkfeuer installierbar, wobei die Antennenanordnung im Sinne der Erfindung wiederum aus mindestens einem Rundstrahler besteht, der an einem der Enden des horizontalen Rotors des Hubschraubers angeordnet ist. Zweckmäßigerweise werden bei Verwendung eines horizontalen Rotors, wie bei dem in Fig. 1 gezeigten Hubschrauber, wiederum zwei Rundstrahler vorgesehen, von denen jeder an einem der beiden Enden des Rotors angeordnet ist. Befindet sich im Hubschrauber ein Doppler-Funkfeuer, so muß zur Entfernungs- und horizontalen Richtungsmessung des Hubschraubers zu seinem Landeplatz vom Sendepunkt aus zusätzlich ein Bezugsrichtungssignal übertragen und am Landeplatz allerdings ein Empfänger vorgesehen werden, mittels dessen die Entfernung und gegebenenfalls die horizontale Richtung des Hubschraubers zum Landeplatz wiederum in der vorstehend bezüglich des Doppier-Peilers angegebenen Weise bestimmbar sind. Als Lande-Navigationsverfahren werden bekanntlich passive Verfahren wegen des geringeren erforderlichen bordseitigen Aufwandes bevorzugt, so daß bei Navigationsverfahren die erfuidungsgemäße Antennenanordnung bevorzugt als Antennenanordnung für einen Doppler-Peiler eingesetzt wird. In einem solchen Falle wird sogar auch der bodenseitige Aufwand minimisiert, denn als Bodenfunkfeuer wird lediglich ein einfacher Sender benötigt. In F i g. 2 ist der meßbare Klirrfaktor als Funktion der Entfernung zwischen Funkfeuer und Doppler-PeiIer bzw. Doppier-Funkfeuer und Empfänger für den Beispielsfall gezeigt, daß die verwendete Doppier-Antennenanordnung nach der Erfindung aus zwei auf einer Kreisbahn einander gegenüberliegend rotierenden Rundstrahlern besteht, wobei der Radius der Kreisbahn IOm sei (Kurve a). Die Kurveo zeigt die gleiche Funktion mit dem ίο Parameter, daß auf der Kreisbahn mit dem Radius von 10 m nur ein einziger Rundstrahler rotiert. Patentansprüche:

1. Antennenanordnung für ein Doppler-Funkfeuer oder einen Doppler-Peiler eines Hubschraubers mit mindestens einer auf einer Kreisbahn umlaufenden Rundstrahlantenne zur Entfernungsmessung in einem Empfänger bzw. gegenüber einem Funkfeuer durch Bestimmen der Abweichung der Form des empfangenen Dopplerschen Modulationssignals von der Form eines rein sinusförmigen Signals der gleichen Periodenlänge und gegebenenfalls zur zusätzlichen Richtungsbestimmung aus der Phase des Modulationssignals gegenüber einem Bezugssignal, dadurch gekennzeichnet, daß die Rundstrahlantenne an einem der Enden des horizontalen

Rotors des Hubschraubers angeordnet ist.

2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung mehrerer Rundstrahler einer von der Anzahl der horizontalen Rotorblätter des Hubschraubers abhängigen maximalen Anzahl die einzelnen Rundstrahler gleichmäßig auf die Enden der Rotorblätter verteilt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen