DE1456130A1 - Funklandesystem - Google Patents

Description

CSF-COMPAGNIE GENERALE DE lELEGRAPMIE SANS FIL

79» Boulevard Haussmann, Paria 8

Funklandesystern

Die Erfindung betrifft ein Funkleitverfahre η für den Anflug und das Landen von Flugzeugen aowie die zur Durchführung dieses Verfahrens dienenden Sende- und •"•tupf ang sei nrichtungen.

Ziel der Erfindung ist insbesondere die Schaffung eines Funkleitsysterns, bei welchem der Pilot die
Angaben zur Korrektur seiner Position in Bezug auf eine vorgegebene Gleitbahn gleichzeitig auf einem
einzigen Schirm mit zwei gekreuzten Zeigern erhält, wobei seine Position richtig ist, wenn sich die beiden Zeiger im Mittelpunkt des Schirms kreuzen.

Ein bekanntes Instrumentenanflug- und -landesystem, das dem Pilot Angaben in der gleichen Form liefert,

ist

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ist das ILS-System. Dieses System weist den wesentlichen Nachteil auf, dass allen Flugzeugen der gleiche Sinkflugwinkel vorgeschrieben ist, der notwendigerweise in der G-rö'ssenordnung von 2 Grad bis 3 Grad gewählt wird,

damit er für die Plugzeuge mit geringer Sinkfluggesohwindigkeit geeignet ist. Die Anwendung im Falle von flugzeugen mit sehr viel grösserer optimaler Sinkfluggeschwindigkeit, beispielsweise bei STOIr-ϊ¹ lug zeug en oder Überschallflugzeugen, findet dann unter sehr ungünstigen Bedingungen statt. Im Gegensatz dazu ist es bei dem erfindungsgemässen System möglich , jedes Plugzeug mit der am besten geeigneten Sinkfluggeschwindigkeit zu leiten, und zwar ohne wesentliche Änderung der Bordausrüstung, die zur Zeit bei der Mehrzahl der Plugzeuge in Betrieb ist, welche unter IFR-Bedingungen fliegen können( Linienflugzeuge, Militärflugzeuge usw.)ι hierzu gehört insbesondere eine IIS-Empfangsanlage und eine VOR-Empfangsanlage.

Das erfindungsgemässe Verfahren besteht im wesentlichen darin, ein Plugzeug entlang einem bestimmten Azimut, welcher die vertikale Sinkebene definiert, und entlang einer in dieser Ebene liegenden Achse, deren Neigung

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je nach dem Flugzeugtyp veränderlich iat und von dem Pilot desilugzeuga gewählt wird, mit Hilfe des Azimutwählers des VQH-Empfängers zu leiten. Die Azimutführung erfolgt vorzugsweise mit Hilfe von Signalen, welche von der ILS-Bordausrüstung empfangen werden können, während die Höhenwinkelführung mit Hilfe von Signalen erfolgt, welche in jedem Raumpunkt eine Kennlinie der rfilsttven Phase als Funktion des Höhenwinkels aufweisen, welche der Kennlinie der relativen Phase als Funktion des Azimuts bei den VOR-Signalen ähnlich ist und mit Hilfe einer VOR-Bordanlage empfangen werden können.

Ein nach der Erfindung ausgeführtes System enthält im wesentlichen:'

Am Boden zwei Sendestationen, welche wie die Hauptbake ("localizer") bzw. die aieitbahnbake ("glide path») einer herkömmlichen ILS-Station angeordnet sind?

an Bord eine herkömmliche VOR-ILS-Ausrüstung und eine Anpassungsanordnung, die zwischen die Antennen und diese Anlage eingefügt ist.

von der zweiten Station ausgesendeten Signale, welche nach dem Empfang eine Höhenwinkelangabe liefern, sind so b' schaffen, dass sie nach Frequenzumsetzung

von

909813/0802 bad

von den herkömmlichen VOR-Empfangsschrltungen ausgewertet' werden können, während die von der ersten Sendestation gesendeten Signale gleichfalls nach Frequenzumsetzung von den herkömmlichen ILS-Empfangsschaltungen empfangen werden können.

Jede der Sendestationen kann entweder im Zentimeterwellenbereich arbeiten, wodurch der Umfang der Anlagen beträchtlich verringert wird, oder imMeterwellenbereich, wodurch es möglich wird, die vorhandenen Sendeanlagen maximal auszunutzen und die -Anpassung der Bordausrüstung zu vereinfachen.

In allen Fällen, in denen die verwendeten Frequenzen beide von den VOR- und den ILS-Trägerfrequenzen (etwa 110 und 530 MHz) verschieden sind, werden sie so bemessen, dass sie duroh Mischung mit einer Welle der gleichen Frequenz die eine bzw. die andere dieser beiden Frequenzen liefern. Bei einer abgeänderten •Ausführung der Erfindung wird sohliesslich die zweite ^üendestation durch die ILS-Hauptbake selbst gebildet.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. Darin zeigen:

Fig.1

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- 5 Fig_e1 eine typische Bordnavigationsausrüstung,

Fig,2 ein Sendeantennensyatem für die Höhenwinkelführung (Gleifbahnstrahl) naoh der Erfindung,

i^lig,3 ein Ausführungsbeispiel der Speisesohaltungen für das Antennensystem von ilg.2,

.4 ein anderes Ausiührungsbeispiel der Speiseschaltungen für das Antennensystem von Fig.2,

Fig.5 ein Sendeantennensystem für die Azimutführung (Anflugleitstrahl) nach der Erfindung,

.6 ein Diagramm der relativen lagen der verwendeten Frequenzbänder,

·? ein Teil eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen Empfängers,

.8 ein Teil eines weiteren Ausföhrungsbeispiels eines erfindungsgemässen Empfängers,

.g ein Schema der Anpassungsanprdnung für die herkömmliche Bordausrüstung bei einem ersten fall der Erfindung und

Fig.10

^909813/0802 . BADOFWHNAL

Pig.10 ein Schema der Anpassungsanordnung für eine iierkömmliohe Bordausrüstung bei einem zweiten Anwendungsfall der Erfindung.

An Hand von i'ig.1 sei zunächst an die Zusammensetzung der Navigationsausrüstung erinnert, die sich an Bord aller Linienflugzeuge befindet. Sie enthält einen Empfänger 13, der Signale im sogenannten Navigationsband um 110 MHz (über eine Antenne 11) empfängt. Dieser Empfänger enthält gegebenenfalls einen HF-V_prstärker, einen Frequenzumsetzer, einen Zi¹-Verstärker mit Verstärkungsregelung, der den empfangenen (mit 30 Hz modulierten) VOR-Signalen eine vernachlässigbare Phasenverzerrung erteilt, und einen Amplitudendetektor. Das vom Empfänger 13 abgegebene NF-Signal wird entweder einem VOR-Gerät 131 oder einem ersten ILS-G-e¹"^ ¹52 zugeführt. Das V0R-G_erät kann entweder automatisch arbeiten, wobei es den Seitenwinkel der VOR-St tion in Bezug auf das Flugzeug anzeigt, oder im Handbetrieb. Im letzten Fall zeigt der Pilot mit Hilfe eines Azimutwählers den Kurs an, den er verfolgen möchte, damit die VOR-Station erreicht wird, und Befehle, "nach rechts" oder "nach links" zu drehen, werden ihm zu diesem Zweck von der senkrechten Nadel V eines Kreuzzeigerinstruments

gegeben

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gegeben, das an das VOR-G_erät 131 angeschlossen ist. Beim Landen ist die Nadel V .an .das ILS-Gerät 132 angeschlossen»

Die Bordausriistung enthält ferner einen Verstärker 14, der über eine Antenne 12 gespeist wird und im ILS-GIeitbahnband um 330 MHz arbeitet. Dieser Empfänger hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie der Empfänger 13» wobei jedoch im allgemeinen nicht in gleichem Masse auf die i'requenz-Phasen-Kennlinie geachtet wird. Die von diesem Empfänger abgegebenen Niederfrequenzsignale werden einem zweiten ILS-Gerät 141 zugeführt, das dem G_erät 132 gleich sein kann und die horizontale Nadel H des Kreuzzeigerinstruments steuert.

Ohne dass hier ηeher auf die Anordnung von ^ig.1 eingegangen werden soll, sei jedoch an einige ihrer Eigenschaften erinnert, damit das Verständnis der Erfindung erleichtert wird und erkennbar wird, wie einfach sie an die vorhandene Bordausriistung angepasst werden kann.

Das VOH-Signal besteht aus einem HOHHz-Eräger, der durch einen 9960 Hz-Unterträger amplitudenmoduliert ist, der seinerseits mit 30 Hz frequenzmoduliert ist, und aus den Seitenbändern, welche durch die Amplitudenmodulation des 110 MHz-!rägers mit der Frequenz 30 Hz

BAD QB161NM- erhalten

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~ 8 erhalten werden.

Das VÖR-Gerät 131 enthält im wesentlichen ein 3OHz-Filter und ein 9960 Hz-Filter, eine vom 9960 Hz-Filter gespeiste Frequenzdemodulator- und Phasenschiebers&altung und eine von dem Phasenschieber und dem 30 Hz-Filter gespeiste PhasenvergleichsschaltungJ ein handbetätigter Azimutwähler steuert den Phasenschieber, und die Vergleichssohaltung ist mit der vertikalen Nadel des ILS-Geräts verbunden, welche die Azimutabweichung in Bezug auf
den vom Wähler angezeigten Azimut anzeigt.

Das ILS-G_erät 132 enthält im we so nt liehe η Schaltungen zur Messung der Differenz des Modulationsgrads von
mit 90 bzw. 150 Hz modulierten Wellen.

Im einfachsten Fall enthält sie zwei, gleichartige Kanäle,

von denen jeder aus einem Filter mit nachgeschaltetem Gleichrichter besteht, der eine ^üubtraktionsschaltung speist.

Die "Gleitbahn"-Sendungen werden ebenfalls mit 90 und 150 Hz moduliert, und des ILS-Gerät 141 enthält, wie das IIS-Gerät 132, Schaltungen zur Messung der Differenz

des

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desModulationsgrads der entsprechenden empfangenen Signale. Eine Sendestation nach der Erfindung entuälts

1.) einen G-leifbahnsender, der Signale aussendet, deren -ω ige η sch? ft en in einem Rauntpunkt bis auf eine Frequenzumsetzung gleich den Eigenschaften der Signale sind, die von einer VOR-Station ausgestrahlt werden, so dass es an Bord möglich ist, den gewünschten Sinkflugwinkel mit Hilfe des Azimutwählers des V0R--&mpfängers zu wählen, und

2.) einen Anflugsender, der signale aussendet, deren Eigenschaften in einem Raumpunkt bis auf eine Frequenzumsetzung gleich den Eigenschaften der Signale sind, die von einer Hauptbake oder G-leitbahnbake des ILS-Systems ausgesendet werden.

Der Hauptbestandteil der Gleitbahnstotion ist das in Pig.2 dargestellte Antennensystem. Es enthält im wesentlichen drei Quellen A, B, B¹ , v/elche in einer parallel zur Achse der Landebahn liegenden vertikalen Ebene auf einer.Geraden ₉ngeordnet sind, die annähernd senkrecht zur Achse de* Höhenwinkelsektors steht, der durch" .die Geraden As^ und As₂ begrenzt ist (die um S₁ bzw. S₂ gegen die Normale auf die Strecke BAB' geneigt sind), und in welchem den Plugzeugen ,Höhenwinkelinformationen erteilt werden aollen.Die Quellen B

BADOBiSINAL

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- ίο -

und B-i liegen zu beiden Seiten der Quelle A in gleichen ^Abständen von diesero

Die drei Quellen strahlen gleichartige und in gleicher Weise gerichtete Keulen aus, so dass der Sektor s.. - A - Sg dem Höhenwinkel nach vollständig bedeckt wird und im Azimut ein ^aektor erfasst wird, der von dem gewünschten öffnungswinkel und der Entfernung zwischen der Station und der vertikalen Anflugebene abhängt, wie dies bei der ILS-Hauptbake der Fall ist.

Anordnung wird so getroffen, dass die Keulen möglichst wenig Energie zum Boden hin richten, der nicht als Spiegel verwendet wird. Die Antenne A wird so gespeist, dass sie in einer vorgegebenen Richtung, welche durch den Winkel S gekennzeichnet ist, den sie mit der Normalen auf die Richtung BAB' einschliesst, eine Trägerwelle der Frequenz f ausstrahlt, die durch einen Unterträger der Frequenz 9960 Hz zu 30$ amplitudenmoduliert ist, wobei dieser Unterträger seinerseits mit 30 Hz und einem Frequenzhub von 480 Hz frequenzmoduliert ist.

Die Antennen B und B' werden so gespeist, dass sie Wellen mit den Frequenzen f + 30Hz bzw. f - 30 Hz mit Leistungen aussenden, die gleich dem 0,0225 fachen der Leistung sind, mit welchen der Träger die Frequenz f von der Antenne A ausgestrahlt wird. Durch Speisung der Antennen B und B*

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mit entsprechenden Phasen in Bezug auf die Speisung der Antenne A erhält man an einem Punkt P , der in einer grossen Entfernung in der durch den Winkel S angegebenen Richtung liegt, eine Welle E , welche im wesentlichen die folgende *'orm hat

E_p* e³*²¹** ^ft £" 1 + 0,30 . cos (60 f t - 2 C fT) J

_m d sin S

wobei c die Geschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen in der Luft und ;) das klassische Symbol der Imaginärzahlen sind, und wobei angenommen wird, dass 60IfT sehr klein ist,(es wird nämlich zu sehen sein, dass d in der Grrüssenordnung von einigen Wellenlängen der frequenz f und dementsprechend T in der Grüssenordnung von 1/f liegen; da f wenigstens gleich einigen 10 Megahertz ist, ist 6of T in der Tat sehr klein und sin 6OfT ■&+£ 0,woraus sich der vorstehende Ausdruck für E ergibt.)

Die Welle am Punkt P erscheint somit wie eine Welle der frequenz f, die mit einer Amplitude von 30ft bei der frequenz 30 Hz mit der Pv₁"se

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in Bezug auf die Phase der 30 Hz-Bezugsmodulntion des 9960 Hz- Unterträgers moduliert ist, wobei Ά die Wellenlänge der Frequenz f ist.

Abgesehen von dem Wert der-Frequenz f ist somit zu erkennen, dass man am i'unkt P eine Welle findet, die mit allen Kennzeichen einer VOR-Sendung moduliert ist. Der Wert des Höhenwinkels S wird also in gleicher Weise erhalten wie der Wert des Azimuts bei dem klassischen VOR-System, d.h. durch Vergleich der veränderlichen Phase mit der Phase der 30 Hz-Modulation des 9960 Hz-Unterträgers.

Entfernung d wird eo gewählt dass sich ^ zwischen den Geraden A-S₁ und A-S₂ von -Tf bis +C ändert, also

S₂ -S₁
2 sin -^ ¹

S₂₊ S_{1 t} falls -£ klein ist .·

Wenn beispielsweise angenommen wird, dass f den Wert 1600 MHz hat, also eine Frequenz, die mit dem für die Funknavigation reservierten Band( 1535 bis 1660 MHz)

reservierten

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« 13 ~

reservierten Band vereinbar ist, und die Geraden A-s* und A-S₂ mit dem Boden Winkel von 2° bzw. 15° bilden, liegt d in der G-rössenordnung von 4Λ »Es ist zu bemerken, dass eine Antenne mit einer Öffnung von 4-^ annähernd einen Sektor von 15° bestrahlt. Die drei Antennen A, B und B' können also aneinander ansohliessende strahlende Öffnungen haben, oder auch parallele Längsstrahler sein, oder auch irgendeine andere Art von an sich bekannten ■Antennen, welche den nutzbaren Sektor bedecken. Natürlich stellen die Quellen A, B, B^f die Phasenzentren der Keulen der drei Antennen in der betreffenden Richtung dar.

Es ist|nicht einmal erforderlich, dass diese drei Punkte feststehend sind; es genügt, dass sie sich als Funktion von S auf einander entsprechenden ähnlichen kaustischen Fischen bewegen, so das« die Figur B-A-B' bei einer Änderung von S nur Translationen erleideto

Fig.3 zeigt eine Schaltung zur Speisung der drei ■"ntennen, also zur Speisung der Antenne A mit einer Welle der Frequenz f, die mit einem Signal von 9960 Hz moduliert ist, da« seinerseits mit -30 Hz frequenzmoduliert ist, und zur Speisung der Antennen .3 und B¹ mit den Seitenbändern, die sich ergeben, wenn der gleiche Träger f nur mit der Frequenz 30 Hz moduliert wird.

Es

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-H-

Ea sind drei Oszillatoren 310, 38 und 37 zu erkennen, welche den Träger mit der frequenz f, den Unterträger mit der Frequenz 9960 Hz bzw. das Modulations signal mit der Frequenz 30 Hz erzeugen.

Ein von den Oszillatoren 37 und 38 gespeister Modulator 39 speist einen Modulator 311, der andrerseits den Träger empfängt; der Modulator 311 speist die Antenne A. Diese Schaltungen sind in herkömmlicher Weise ausgeführt.

Die zur Speisung der Antennen B und B¹ erforderlichen Seitenbänder werden über Einseitenbandmodulatoren , beispielsweise Ringmodulatoren 31 und 32 erhalten, denen einerseits der Träger f und andrerseits das Modulationssignal mit um W /2 verschiedenen Phasen zugeführt werden. Zu diesem Zweck ist der Generator 37 mit einer 1Γ /2-Pfiasenschieberanordnung 312 verbunden, deren A_USg_ang an die zweiten Modulationseingänge der Modulatoren 31 und 32 angeschlossen ist, wehrend die ersten Modulationseingänge dieser Modulatoren direkt vom GtiBierator 37 gespeist werden.

¹¹Ie Ausgänge der Modulatoren 31 und 32 speisen die beiden Eingänge einerHybridverzweigung 313, von der

ein

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ein Ausgang direkt die Antenne B¹ speist, während der andere über einen I /^-Phasenschieber 3H mit der Antenne B verbunden ist.

■tis kann in bestimmten Fällen vorteilhaft sein, die in Bezug auf die VOR-Leitstrahlbaken bekannten Verfahren maximal auszunutzen,insbesondere wenn man über die Elemente einer VOR-Sendeschaltung verfügt. Es ist nämlioh zu bemerken, dass alle erwähnten Signale für die opeisung der drei Antennen in einem herkömmlichen VOR-Sender mit einem träger, dessen Frequenz kleiner als f ist, wiederzufinden sind.

Man verwendet somit die üblichen "VOR-Sohfiltungen um bei einem Sender 41 (Fig.4) am Ausgang 412 das -ßignal, zu erhalten, das normalerweise der Mittelantenne des VOR-Systems zugeführt wird, und an den beiden Ausgängen 401 und 403 zwei um *W/2 phasenversohobene Paare von keitenböndern. Aus diesen bildet man mit Hilfe einer 3db-Hybridverzweigung 404 und eines Phasenschiebers die Signale, welohe bis auf eine Frequenzumsetzung die •»peisesignale der Antennen B und B¹ sind. Diese beiden "ignale sind an den Punkten 411 und 413 verfügbar. Man fihrt anechliessend eine Frequenzumsetzung mit Hilfe eines gemeinsamen Oszillntors 410 der Frequenz f - 110 MHz

duroh,

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durch, welcher drei Mischstufen 41, 42, 43 speist, denen Jeweils ein Filter 421, 422, 423 und ein Verstärker 431, 432, 433 naohgeschaltet ist, an welche die drei Antennen B, A, B¹ angeschlossen sind.

Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass man die Sendefrequenz einfach durch Einwirkung auf den Generator 410 verändern kann.

Der zweite Sender oder -^nflugbahns ender ist, wie bereits erwähnt, in der Verlängerung der Achse der Landebahn in gleicher Weise wie die ILS-Hauptbake angeordnet.

Fig.5 zeigt schematisch die -Antenne dieses zweiten Senders: Sie enthält drei Antenhengruppen, deren Phasenzentren in der Richtung der Achse der Landebahn den Punkten C, D und D¹ entsprechen, die in einer horizontalen Anordnung senkrecht zur Achse der Landebahn angeordnet sind.

Die Gruppen D und D¹ liegen in gleichen Abständen von der Mittelgruppe 0, die in der Verlängerung der Achse der Landebahn angeordnet ist.

Die Mittelgruppe wird mit einem Träger der Frequenz f.. gespeist, der mit 90 und 150 Hz moduliert ist, und die beiden Seitengruppen D und I)' werden durch die Seitenbänder f..+. 90 Hz und f-+ 150 Hz gespeist, wobei die Thasen der zugeführten Signale so gewählt sind, dass in einem Raumpunkt ein resultierendes Feld der Frequenz f₁ beobachtet wird, das mit 90 Hz und 150 Hz moduliert ist, wobei die

909813/0802 beiden

ORK3INAL

wobei die beiden Modulationsgrade auf der Achse 0,4 betragen und ihre Differenz (DDM) bei einer gleichen festzulegenden Winkelabweichung nach links und nach rechts von der Achse 0,175 beträgt.

Diese Signale können nach !Frequenzumsetzung in dem ILS-G-leitbahnempfanger verwendet werden.

Bei einer anderen ^usführungsform ist der Sender dieser zweiten Station bis auf die Trägerfrequenz dem üblichen Sender einer HS-Hauptbake gleich, und die von den Antennen abgestrahlten "Diagramme sind gleich denjenigen eines ILS-Systems mit drei Antennengruppen. ^Äuch in d jfflem Pail ist es möglich, den Sender der ILS-Hauptbake zu verwenden, indem zwischen dessen Ausgängen und den Antennen C, D, D¹ Frequenzumsetzerschaltungen der in I¹ig,4 gezeigten Art angeordnet werden.

Wie zu ersehen war, können die Hohenwinkelinformatiohssignale, abgesehen von einer Frequenzumsetzung in dem an Bord befindlichen VOR-Gerät ausgewertet werden, und die Azimutinformationssignale können je nach Lage des ^aIIs in d em einen oder dem anderen der ILS-Geräte ausgewertet werden.

Die

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•■•18 —

Die FrequensnjfT und f. sind so bemessen, dass die durch Miechung von f und f₁ mit der gleichen Hilfsfrequenz f' erhaltenen Frequenzen f" *(f - f¹) und f'^» (f^ - f) den Werten 1 10 bzw. 330 MHz oder umgekehrt gleich sind.

Die Frequenzen f und f.. müssen im allgemeinen gut stabil

sein, damit durch ihre Eigenstabilität in Verbindung mit der Wirkung einer nachstehend noch zu beschreibenden Nachregelung der Frequenz f erreicht wird, dass die Schwankungen von If - f! und ^f - - f't mit den Durchlassbereichen der an Bord befindLichen VOR-Geräte und ILS-G-etäte vereinbar sind.

Eine günstige Anordnung ist in Fig.6 gezeigt. Sie besteht darin, dass die Frequenzen f und f^ auf der gleichen Seite in Bezug auf die Frequenz f angeordnet werden, und dass die Frequenz f der Frequenz f.. oder umgekehrt die Frequenz f^ der Frequenz f derart n°chgeregelt wird, dass die Differenz Jf- f^j konstant ist (etwa 220 MHz) und gleich dem Abstand zwischen dem YOR-Kanal (etwa 110 MHz) und der ILS-^G-Ieitbahn frequenz (etwa 330 MHz ).Auf diese Weise braucht die Stabili tät der Frequenzen f und f.. nicht sehr gross zu sein.

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Fig,7 gibt ein Beispiel für den Eingangskreis der Empfangsschaltung mit Stabilisierung der Frequenzen If - f ¹I und If - f'| auf etwa 5.1O*"⁵ um die Nennwerte.

Die antenne 71 speist über ein Filter 72, das die Signale der Frequenzen f und f^ durchläset, eine Mischstufe 73, welche die Welle mit der Frequenz f' von einem Oszillator 94 empfängt, dessen Frequenz geringfügig mit Hilfe von zwei Steuersignalen geändert werden kann, welche zwei Steuereingängen 941 und 942 zugeführt werden. Die Mischstufe 73 speist einen 110 MHz-Kanal, der einen Vorverstärker 74 enthält, und einen 330 MHz-Kanal, der einen

Vorverstärker 75 enthält. Es sei angenommen, dass j

jf - flfss no MHz und Jf₁ - f'1^330 MHz. Unter diesen Bedingungen ist der Verstärker 74 mit dem VOR-Verstärker 96 verbunden (d.h. mit den Anordnungen 13 + 131 von Fig.1), und der Verstärker 75 ist mit dem ILS-G-leitbahnempfanger 97 verbunden (d.h. den •Anordnungen 14 + 141 von Fig.1). Gegebenenfalls könnte der Verstärker 74 mit einem Verstärker mit Verstärkung s^vregelung verbunden sein, dem ein Detektor nachgeschaltet ist, der direkt das VOR-Gerät 131 speist.

lias vom Vorverstärker 75 abgegebene Signal geht durch einen Begrenzerverstärker 77 und wird dann einem Frequenzdiskriminator 79 zugeführt, der auf den gewünschten Wert

von

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von f f} - f ¹I abgestimmt ist.

Sas ^Äusgangssignal dieses Diskriminator liefert eine Grobregelspannung, die auf den Oszillator 94 am Eingang mit Hilfe eines Varaktors oder einer anderen bekannten Einrichtung einwirkt.Andrerseits wird das -^usgangssignal dee Vorverstärkers 74 in einer Schaltung #6 mit einer Schwingung der Frequenz f"¹ moduliert, welche sich von I f - f ¹J um 1 oder 2 MHz unterscheidet und von einem stabilisierten Oszillator 711 geliefert wird.

Das Signal mit der Frequenz |f - f ¹J - f'^rt wird in dem Verstärker 78 begrenzt und einem Diskriminator 710 zugeführt, der auf den Nennwert dieses Signals abgestimmt ist. Der Diskriminator 7.10 liefert die Peinregelspannung, welche am Eingang 942 dem Oszillator 94 zugeführt wird.

Fig.8 zeigt ein zweites Regelverfahreα, dessen Anwendung besonders dann empfehlenswert ist, wenn die Differenz jf - fΛ bereits sendeseitig konstant gehalten wird.

In Pig.7 und 8 sind die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Gr_robregelBpannung wird in der gleichen Weise wie zuvor gebildet.

Dagegen

909813/0802 original ws»sstb>

Dagegen wird das vom Verstärker 74 abgegebene Signal in einer Schaltung 86 begrenzt und verstärkt, und es geht dann zu einem Frequenzverdreifacher 81, der einen, Eingang einer Mischstufe 82 speist, die andrerseits das von der Schaltung 77 abgegebene begrenzte Signal empfängt. Die am Ausgang der Mischstufe 82 erhaltene Differenz 3 (f - f'j - If₁ - f'\ ist klein. Sie wird in einem üLskri inator 83 zur Bildung der Peinregelspannung verwendet.

An Bord des Flugzeugs wird folgendes Verfahren durchgeführt: Der gewünschte'Höhenwinkel wird mit Hilfe des -a-zimutwählers des VOR-Empfängers gewählt ο (Die Empfindlichkeit des FehlersignaIs ist im allgemeinen so gross, und muss beispielsweise durch einen Widerstand herabgesetzt werden, der in Serie mit demIlS-Anzeigegerät ■•■-schaltet wird). Natürlich muss ein Umschalter vorgesehen werden, mit welchem die normalen ^Λ nschlüsse des Anzeigegeräts so geändert werden, dass nun das °ignal des VOR-G-eräts auf die horizontale Nadel (Höhenwinkel) und das Signal des gleitbaren Geräts auf die vertikale Nadel (Azimut) einwirken.

Es

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Ea ist zweckmässig, Frequenzen f und f.. im Zentimeterwellenband zu verwenden, wenn Stationen mit kleinem Raumbedarf erwünscht sind.

■Üs kann jedoch, auch gewisse Vorteile bieten, die Höhenwinkelinformationen weiterhin im 330 MHz-Band und die Azimutinformationen um 110 MHz auszusenden, wie dies zur Zeit gescüeht. In diesem Fäll wird für die zweite Funktion die herkömmliche ILS-Hauptbake weiterhinverwendet.

Der Gleitbahnsender entspricht weiterhin der zuvor angegebenen Beschreibung (Fig.'l, 2, 3 und 4).

An Bord können zwei Fälle auftreten. Wenn der 330 MHz-ILS G-leitbahnempfanger keine wesentlichen Phasenverzerrungen einführt, wird er zur Speisung des YOR-Geräts 131 verwendet.

Für den Azimutleitkanal werden wie gewöhnlich der 110 MHz- ^mpfänger 13 und das ILS-G-erät 132 verwendet. Fig.9 zeigt mit den gleichen Bezeichnungen, wie dann die Baugruppen von Fig.1 verbunden sind.Es ist zu ersehen, dass das ILS-Gerät 141 nicht mehr verwendet wird.

Wenn

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Wenn der 330 MHz -Empfänger zu viele Phasenverzerrungen einführt, werden die Frequenzumsetzungen vorgenommen, welche unter der Annahme beschrieben worden sind, dass die empfangenen °ignale im Zentimeterwellenbereich liegen.

Da jedoch die Azimutführung mit Hilfe einer herkömmlichen Hauptbake erfolgt, sind gegebenenfalls geringfügige Änderungen im ILS-Gerät 141 erforderlich, um die Empfind]ichkeit des davon abgegebenen Fehlersignals an die Normen der Hauptbake anzupassen.

Fig.10 zeigt mit den Bezeichnungen von Fig.7 und Fig.1 die Ausbildung der Baugruppen. Der Regelkanal des Über-Ia erungsoszillators 94 ist nicht dargestellt. In diesem Fall entfällt das ILS-Gerät 132.

Es ist offensichtlich, dass die Azimutleitstation eine Hauptbake mit Einfangeffekt sein kann, unabhängig von Wert von f^, und dass die beiden Sender mit Kennungsund Fernsprechsignalen moduliert sein können, ebenso wie die herkömmlichen VOR-und ILS-Sender.

Erfindung ist vorstehend an Hand eines Beispiels beschrieben worden, das die Möglichkeit der maximalen ■"■usnutzung der herkömmlichen A nlagen zur Realisierung

der

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BAD ORIGINAL

der Erfindung hervorhebt, doch ist sie natürlich nicht ·' auf die angegebenen Beispiele be schränkt. Insbesondere kann sie in Verbindung mit Sendern mit anderen Modulationseigenschaften und daran angepassten Empfängern realisiert werden· Angesichts der grossen Zahl von vorhandenen VOR-Empfängern und ILS-Empfängern sind jedoch derartige lösungen in der Praxis wenig interessant, weshalb hier nicht näher darauf eingegangen wird; sie sind auf G-rund der vorstehenden Ausführungen für jeden Fachmann ohne weiteres erkennbar und erfordern keine eingehende Beschreibung.

Patentansprüche

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Claims (11)

Patentansprüche

1. Punkanflug- und -landeverfahren, bei welchem der Pilot eines Flugzeugs vom Boden aus· einerseits erste ^uignale (Azimutleitsignale) empfängt, die es ihm ermöglichen, seine Maschine in einer vorgegebenen vertikalen'Sinkebene zu halten, wobei diese Signale die Stellung der vertikalen !Tadel eines Kreuzzeigerinstruments steuern, und andrerseits zweite Signale (Höhenwinkelsignale), die es.ihm ermöglichen, seine Maschine in der Sinkebene auf einer Gleitbahn mit vorgegebenem Gleitwinkel zu halten, wobei diese zweiten Signale die Stellung der horizontalen Nadel des Kreuz-Zeigerinstruments steuern, dadurch gekennzeichnet, dass einerseits von einer neben der landebahn angeordneten ^utation Signale ausgesendet werden, welche die zweiten Signale bilden und in jedem Raumpunkt, abgesehen von der !Trägerfrequenz, die gleichen Hoohfrequenzeigenschäften wie die Signale einer üblichen VOR-Sendung aufweisen, wobei die Kennlinie der relativen Phase als Punktion des Höhenwinkels dieser Signale in -einem Raumpunkt gleich der Kennlinie der relativen Phase als Punktion des Azimuts von 70R*-Signalen ist, und

dass

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dass an Bord diese Signale mit Hilfe eines VoR-•^mpfängers empfangen werden, der mit einem Wähler ausgestattet ist, an welchem der gewünschte Gleit bahn*- winkel eingestellt wird, wobei der VOR-Empfanger die ^teilung der Horizontalen Ifedel des Kreuzzeigerinstruments steuert.

2. Gruppe von Sendestationen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , mit einer ersten Sendestation, welche wie die Hauptbake (localizer) eines ILS-Systems angeordnet ist und Azimutleitsignale aussendet, welche, abgesehen von der Trägerfrequenz die gleichen Hochfrequenzeigenschaften wie die von einer IIS-Hauptbake oder ILS-Gleitbahnbake (glide slope) ausgesendeten Signale haben, gekennzeichnet durch eine zweite Sendestation, welche wie eine ILS-GrIeitbahnbake angeordnet ist und Höhenwinkelleitsignale aussendet, welche in jedem-^aumpunkt, abgesehen von der Trägerfrequenz, die gleichen Hochfrequenzeigenschaften wie VOE-Signale haben.

3. Gruppe von Sendestationen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Station ein Antennensystem aufweist, das drei Quellen enthält, welche in einer parallel zur Landebahn liegenden vertikalen Ebene

auf

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auf einer Öeraden liegen, die im wesentlichen senkrecht zur Mittelachse des Höhenwinkelsektors steht, in welchem den flugzeugen Höhenwinkelangaben geliefert werden sollen, dass eine der Quellen (Mittelquelle) in gleichenJbstanden von den beiden anderen Quellen (Seitenquellen) liegt, dass die drei Quellen die gleichen Strahlungsdiagramme haben, welche den S ektor überdecken, und dass eine Speiseanordnung vorgesehen ist, welche der Mittelquelle eine trägerfrequenz liefert, die duroh einen Unterträger amplitudenmoduliert ist, welcher mit Niederfrequenz frequenzmoduliert ist, und den Seitenquellen das eine bzw. das andere der Seitenbänder liefert, welche sich aus der Amplitudenmodulation der !trägerfrequenz mit der Niederfrequenz ergeben.

4· Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen den Trägerfrequenzen der von den beiden Stationen ausgesendeten Signale gleich der Differenz der Trägerfrequenzen der VOR-Signale und der IIS-G-I ext bahn signa Ie ist.

5. Empfangssystem zur Durchführung des Verfahrens nach ■Anspruch 1, mit einer ersten Bordeinrichtung nach .Art eines ILS-Geräts für die Azimutführung oder die Gleitbahnführung, einer zweiten Bordeinrichtung nach Art eines "VOR-Geräts und mit einem Kreüzzeigerinstrument,

gekennzeichnet 909813/0802

gekennzeichnet durch einen ersten und einen zweiten Hoch-' frequenzempfänger, welche auf die Trägerfrequenzen der Azimutleitsignale bzw. der Höhenwinkelleitsignale abgestimmt sind, wobei der erste Empfänger die Einrichtung vom Typ ILS speist, während der zweite Empfänger die Einrichtung vom Typ VOR speist, an dessen Wähler der gewünschte Sinkflugwinkel eingestellt wird, und dass die erste Einrichtung die vertikale Nadel des Kreuzzeigerinstruments und die zweite Einrichtung diehorizontale Nadel des Kreuzzeigerinstruments steuern.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der Trägerfrequenzen der Leitsignale gleich der Trägerfrequenz der G-leitbahnsignale eines herkömmlichen ILS-Systems ist, dass die andere Trägerfrequenz gleich der Trägerfrequenz der herkömmlichen YOR-Signale ist, und dass der erste und der zweite Hochfrequenzempfänger •die beiden herkömmlichen Hochfrequenzempfanger einer kombinierten YOR-ILS-EmpfangsanOrdnung sind-

7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die eine der Trägerfrequenzen der Leitsignale von der Trägerfrequenz der GleitbahnsignaIe eines ILS-Systems um einen vorgegebenen Wert unterscheidet, dass

die

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die andere Trägerfrequenz sich, von der Trägerfrequenz der herkömmlichen VOR-Signale um den gleichen gegebenen Wert unterscheidet, und dass der erste und der zweite Hochfrequenzempfänger die beiden herkömmlichen Hochfr equenzempf anger einer kombinierten VOR-IIiS-Smpfangsanordnung enthalten, die von einer gemeinsamen Frequenzumsetzersohaltung gespeist werden, welche einen Überlage rungsοszilktor enthält,dessen Frequenz gleich dem vorgegebenen Wert ist·

8. Empfänger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator zur Kompensation eventueller Änderungen des Werts regelbar ist.

9. Empfänger nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine automatische Frequenzregelsehaltung für den Oszillator mit einem ersten Regelkanal, der einen Frequenzdiskriminator enthält, welcher auf den Sennwert der trägerfrequenz der ILS-G-leitbahnsignale abgestimmt ist, und einen zweiten Regelkanal (Feinregelkanal), wobei die Ausgangssignale der beiden Kanäle Steuereingangen des ÜberlagerungsOszillators zugeführt werden.

10.

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10. A_nOrdnung nach. Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kanal eine Mischstufe enthält, die von einem stabilisierten Oszillator gespeist wird, dessen Frequenz sich um einen willkürlichen Wert von der Nennträgerfrequenz der VOR-Signale unterscheidet, und einen auf diesen willkürlichen Wert abgestimmten Frequenzdiskriminator.

11. Anordnung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kanal einen Frequenzverdreifacher enthält, dem eine Mischstufe nachgeschaltet ist, deren andrer Eingang die Signale des ersten Kanals vor dem Diskriminator empfängt, und einen irequenzdiskriminator, der auf die Differenz des Nennwerts der !Trägerfrequenz der ILS-Grleitbahnsignale und des dreifachen Nennwerts der VOR-Signale abgestimmt ist.

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