DE1766663C - Funkleitanordnung mit automatischer Fehlerkompensation - Google Patents

Description

2. Funkleitanordnung nach Anspruch 1, wo- 30 Eine Funkleitanordnung dieser Art erlaubt e· bei der Empfänger je einen Verstärker für die zwar, bei verminderter Sicht Flugzeuge bis in dit zwei Niederfrequenzspan.iungpn und ein Diffe- Nähe der Landepiste zu führen, es gewährleistet je renzanzeigegerät aufweist, dadurch gekennzeich- doch keine genügend sichere Blindlandung, insbeson net, daß der Empfänger (26) einen Umschalter dere wegen Einstellungsfehler der Richtungsachse (40) aufweist, der durch einen Demodulator (41) 35 Abweichungsfehler der Bordempfänger und dei gesteuert wird und durch den die Anschlüsse Bordsteuerung, ferner infolge von Reflexionen ar zwischen den Ausgängen der Verstärker (27, 28) festen oder beweglichen Hinde, nissen oder infolgt und den Eingängen des Differenzanzeigegerätes von Störungen, die durch entfernte Sender mit Über (29) synchron zur Umschaltung der Seitenanten- reichweite hervorgerufen werden können.

nen (16,17) umkehrbar sind. 40 Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde

3. Funkleitanordnung nach Anspruch 1 oder 2, eine Funkleitanordnung mit automatischer Fehler wobei die Anordnung in Verbindung mit einem kompensation zu schaffen, durch welche die genann Landekurssender des ILS-Systems verwendet ten Fehlerquellen im wesentlichen ausgeschalte wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstrah- werden.

lungsdiagramm der Seitenantennen (16, 17) so 45 Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch ge

modifiziert wird, daß die Differenz der 90-Hz- löst, daß die Seitsnbänder von einem mit einer sehi

und 150-Hz-Modulationsgrade in Abhängigkeit niederen Frequenz periodisch arbeitenden Umschal

von der Abweichung von der Leitebene verdop- ter abwechselnd durchgelassen und unterdrückt wer

pelt wird. den, so daß der Empfänger während jeder Umschalt

4. Funkleitanordnung nach Anspruch 2, da- 50 periode abwechselnd ein mit Fehlerspannungen über durch gekennzeichnet, daß der Umschalter (40) lagertes Abweichungssignal und ein aus denselber eine monostabile Anordnung ist. Fehlerspannungen bestehendes Vergleichssignal emp

fängt, und daß durch Differenzbildung der Mittel

werte dieser letztgenannten Signale und durch Aus 55 filtern der Umschaltfrequenz ein von Fehlerspan

nungen freies Abweichungssignal erhalten wird.
Der Empfänger, der je einen Verstärker für di<

Niederfrequenzspannungen und ein Differenzanzeige

Die Erfindung betrifft eine Funkleitanordnung mit gerät aufweist, ist vorteilhafterweise mit einem Um automatischer Fehlerkompensation mit einem Hoch- 60 schalter versehen, der durch einen Demodulator ge frequenzsender, der einerseits eine ungerichtete, mit steuert wird und durch den die Anschlüsse zwischet zwei Niederfrequenzspannungen amplitudenmodu- den Ausgängen der Verstärker und den Eingängen de; lierte Hochfrequenzwelle über eine Mittelantenne Differenzanzeigegerätes synchron zur Umschaltung ausstrahlt und der andererseits die Seitenbänder die- der Seitenantennen umkehrbar sind,
scr Welle durch Seitenantennen mit Richtcharak- 65 Bei der erfindungsgemäßen Anordnung, die ir teristik ausstrahlt, wobei die Abweichung einer be- Verbindung mit einem Landekurssender des ILS weglichen Empfangsstation, z. B. eines Bordempfän- Systems verwendet wird, wird vorteilhafterweise da; gers, aus einer Leitebene durch die Differenz der Abstrahlungsdiagramm der Seitenantennen so modi

ζ- und 150-Hz- sprechend den Abweichungen des Flugzeuges nach

lceit von der Ab- links oder nach rechts von der Leitebene.

:It wird. F i g. 3 zeigt unter Voraussetzung einer vollkom-

Umschalter im menen Abstimmung die Differenz I der Modu-

c· α eRit,™„„eW -IJ r^ ^{Ing- 5} lationsgrade für 90 Hz und für 150 Hz eines Lande-

Ein AusFuhmngsbeispiel der Erfindung wird nach- kurssenders nach Fig. 1 als Funktion der Winkelfolgend an Hand der Zeichnung im einzelnen erläu- abweichung β gegenüber der Leitebene, wobei durch tert,inaer die Modulationsleitungen 121 und 122 ein Modu-J a £ ^BJ^ocks Jaltbild emes Landekurssenders lationsgrad m von etwa 20% bewirkt wird. Die Difnach dem Stand der Technik darstellt; _{10 fere}nz J, die ihr Maximum 2 m = 0,4 für einen Wert κ % _m ²ZtZ H "π "l· I ^^{emen Bordem}Pfänger von β unterhalb von 10° erreicht und dort bis etwa nach dem Stand der Technik zur Verwendung mit 30^ von der Leitebene der Landepiste verbleibt, beemem Landekurssender nach Fig. 1; ^_{1 für θ = 2>5}o _{etwa 0155} ^_{6 Differenz der}

Fig. 3 zeigt die Differenz der Modulationsgrade Modulationsgrade von 15,5 °/o, die als vorgegebener

eines Landekurssenders nach F,g. 1; _1S Anfangspunkt am Ausgang des Bordcmpfänfers bei

Fi g. 4 zeigt ein Blockschaltbild eines Landekurs- einem konstanten Strom von 0,15 mA festgelegt wor-

sendcr, gemäß der Erfindung; _{den is}, _{wobej der Zeiger des Differenzanz}*_ig4erätes

F:2 5 zeigt ein Blockschaltb.ld eines erfindungs- 20 Vollausschlag zeigt, wird d;, >arch verwirklicht.

genu» modifizierten Bordempfängers zur Verwen- daß die öffnung des Leitstrahles e.wa 5° beträgt.

K T Ti™ ^Lant^kursse"^{der nach Fi}8-⁴· «o Der Monitor 22 arbeitet in entsprechender Weise

Der Landekurssender nach Fig. 4 umfaßt einen wie der Bordempfänger.

Seml· r 10. der eine Trägerwelle sehr hoher Frequenz Bei einer derartigen Anordnung kommen zu dem

lieft';·, die durch en.en Modulator 11 moduliert wer- Ausga .gsstrom i des Bordempfängers, der der Ab-

den vmn. Ein mechanischer Modulator 12 enthält weichung von der Leitebene entspricht, noch die

einer.Motor 120 und zwei Modulationsieitungen 121 ₂₅ Fehlerströme .. bis ,·. hinzu, die folgende Ursachen

und 122, an deren Ausgang die mit 90 Hz bzw. mit haben·

150 Vi, modulierte Trägerfrequenz abgegeben wird. ,, Zentrierungsfehler der Achse des Landekurs-

Einc Bruckenschaltung 13, der die beider, durch senders, die durch Einbau- oder Zuleitungsfehler

Modulation erzeugten Signale zugeführt werden, der Seitenantennen hervorgerufen werden

fulin diese zu zwei voneinander unabhängigen Aus- 30 ,., Ungleichheit der Modulationsgrade von 90 Hz

ganzen 131 und 132 Der Landekurssender enthält und' 150 Hz des Signais der Mitteiantenne.

ferner Antennen 15, 16 und 17, eine Überwachungs- ,., Reflexionen der von den Seitenantennen aus-

einriJitung die einen Felddetektor 21 aufweist, der gesendeten Signale an festen oder beweglichen

einen Dipol 20 besitzt, der auf die Soll-Achse des Hindernissen.

Lamlekurssenders ausgerichtet ist, sowie einen 35 F₄ Justierungsfehler des Bordempfängers, die von

Monitor 22, der einen Alarm auslöst, sobald die einer schlechten Eichung, einer zeitlichen Änderung

Leitebene un mehr als einen vorgegebenen Winkel der Eichung oder vom Auftreten von Oberwellen

abweicht. Der Sender 10 ist mit den beiden Modu- bei der Modulation des Landekurssenders her-

lationsleitungen 121, 122 durch eii.e Brückenschal- rühren.

tung 18 verbunden, die eine Überlagerung verhindert. 40 r. Überlagerungen entfernter Sender mit Über-

Die Brückenschaltung 18 besteht aus vier gleich lan- reichweite.

gen Leitungen, von denen tine eine Phasenverschie- Bei dem erfindungsgemäßen Landekurssender bung um ISO durch Kreuzung ihrer beiden Leiter nach Fig. 4 sind die Seitenantennen 16 und 17 so erzeugt, was durch eine Windung 180 dargestellt ist. geschaltet, daß die Differenz der Modulationsgrade Die Brücke wird durch eine Kopplungsimpedanz 183 45 abhängig vom Abstand von der Leitebene verdopabgeglichen. Die Brückenschaltung 13 ist analog der pelt wird. Der erfindungsgemäße Landekurssender Bruckenschaltung 18 aulgebaut. Die Ausgänge 131, umfaßt ferner eine Schaltung 30, die durch den Aus- 132. die die mittlere Antenne 15 bzw. die Seiten- gang 131 der Brücke 13 oder durch den Motor !20 antennen 16,17 speisen, liefern die mit 90 Hz bzw. des Modulators 12 gesteuert wird und die zwischen mit 150Hz modulierte Trägerwelle sowie die gegen- 50 djn Ausgang 132 der Brücke 13 und den Seiicneinander um 180° phasenverschobenen Seitenkompo- antennen 16 und 17 geschaltet ist. Die Schaltung 30 nenten mit 90 Hz bzw. mit 150Hz, was durch eine enthält einen Impulsgenerator 31, eine Zähleinrich-Windung 130 dargestellt ist, die in einem der zum tung 32, einen Umschalter 33, zwei Und-Tore 34 Ausgang 132 führenden Brückenzweig eingefügt ist. und 35, die durch den Umschalter 33 gesteuert wer-Um die Antennen 16 und 17 gegenphasig zu spei- 55 den und wechselweise das Ausgangssignal des Aussen — gleiche elektrische Länge de- Leitungen, die gangs 132 zuerst auf die Antennen 16 und 17 und die Antennen mit dem Ausgang 132 verbinden, vor- dann auf eine dieselbe Impedanz aufweisende Abausgesetzt —, wird eine der Spciseleitungen gekreuzt, gleicheinrichtung 36 geben. Der Impulsgenerator 31 wie durch die Windung 171 dargestellt ist. liefert alle Vso Sekunden einen oder mehrere Schalt-

Der schematisch dargestellte Bordempfänger nach 60 impulse an den Zähler 32. Dieser liefert, wenn er die

F i g. 2 ist mit einer Antenne 25 und einem Empfän- der Hälfte der gewählten Umschaltperiode entspre-

ger 26 versehen, der parallel zwei Verstärker 27 und chende Impulszahl erhalten hat, einen Umschalt-

28 speist, die ein Filter für 90Hz bzw. ein Filter für impuls an den Umschalter 33, z. B. drei Impulse in

150 Hz besitzen. Die Ausgangsspannungen dieser einer Vso Sekunde bei einer Umschaltfrequenz von

beiden Verstärker werden auf die Eingänge eines 65 5 Hz. Die beiden Ausgänge des Umschalters 33 sind

Differenzanzeigegerätes 2^l) gegeben, dessen Zeiger an zwei Steuereingänge des Modulators 11 gelegt,

proportional zur Differenz der beiden Modulations- um die Modulation des Senders 10 abwechselnd

grade nach rechts oder nach links ausschlägt, ent- durch zwei für den Umschaltzustand charakteristische

Signale zu schalten. Man kann z. B.,' während sich der Umschalter 33 in Arbeitsstellung befindet und das Tor 34 geöffnet und auf die Seitenantennen 16 und 17 geschaltet ist, eine Modulation von 750 Hz sowie bei Ruhestellung des Umschalters 33, bei der das Tor 34 geschlossen ist und die Antennen 16 und 17 abgeschaltet sind, eine Modulation von 1300 Hz hinzugeben. In gleicher Weise kann man eine Modulation durch kodierte Umpulse verwenden, derart, daß eine tclegraphischc Modulation erreicht wird, bei der die Geschwindigkeit im Hinblick auf die sehr niedere Umschaltfrequcnz sehr klein sein kann.

Der crfindungsgemäßc Bordempfänger nach F i g. 5 besitzt einen Umschalter 40, der durch einen Demodulator 41 gesteuert wird, der an dem Ausgang des Empfängers 26 parallel zu den Verstärkern 27 und 28 liegt, wobei der Umschalter 40 zwischen die Ausgänge der Verstärker 27 und 28 und die Eingänge des Diffcrenzanzeigegerätes29 geschaltet ist. Der Umschalter 40, der in Form eines polarisierten Relais oder in Form einer monostabilen Kippstufe ausgebildet sein kann, legt in Ruhestellung die Ausgänge der Verstärker 27, 28 an die Eingänge des Differenzanzeigegerätes 29. In Arbeitsstellung, in die der Um

15 schalter durch ein charakteristisches Untcrbrechungssignal der Scitenantennen geschaltet und gehalten wird, z. B, durch eine Modulation des ILS-Signals mit 1300 Hz, schaltet er diese um.

Der Bordempfänger nach Fig. 5 kann auch zusammen mit einem bekannten Landekurssender nach F i g. 1 verwendet werden.

Die Kontrolleinrichtung der Leitebene und die Überwachungseinrichtung, die in Fig. 4 nicht dargestellt ist, ist auf die gleiche Weise wie der Bordempfänger nach F i g. 5 modifiziert.

In dem ILS-Systcm, das auf gleiche Weise verwirklicht wird, ist der Ausgangsstrom des Bordcmpfängcrs vor der Filterung während einer Zeitspanne von T/2 von z. B. Vio Sekunde.

/', = 21 + ε, + ε₂ + F₃ + r₄ + f,
und während der darauffolgenden Zeitspanne 772
i_t = e_i + e_t + _h.

Es ergibt sich also ein rechteckiges Signal mit der Amplitude /, — /₂ und der Frequenz 5 Hz. Dieses Signal s kann in Fourier-Entwicklungsform folgendermaßen geschrieben werden:

- + ·—-COS 10 π i —-=—

2 π 3π

cos 30jrf + ...

wobei t die z,eit ist.

Durch Ausfiltern der Umschaltfrequenz verschwinden die abwechselnden Anteile des Signals, und es bleibt übrig:

des Signals s\i) Zu iulgcn, und Cr gibt dann den Wcri

2 ₌

35 an.

Was den Monitor betrifft.so ist der gefilterte Strom auf

Hat der Zeiger des Differenzanzeigegerätes eine eigene Schwingperiode, die unter Vs Sekunde beträgt, so hat er nicht die Möglichkeit, den Schwingungen

reduziert, d. h., daß das Ergebnis seiner Messung der Leitstrahlverschiebung von seiner eigenen Stellung unabhängig ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Modulationsgrade der beiden Niederfrequenzspan-Patentansprüche: nungen der in dieser Station empfangenen Welle gemessen wird.

1. Funkleitanordnung mit automatischer Feh- Funkleitanordnungen der vorgenannten Art sind lerkompensation mit einem Hochfrequenzsender, 5 bekannt. Sie dienen zur Führung von Flugzeugen bei der einerseits eine ungerichtete, mit zwei Nieder- schlechter Sicht auf Landepisten und sind mit einem frequenzspannungen amplitudenmodulierte Hoch- Landekurs- und einem Gleitwegsender versehen. Dei frequenzweUe über eine Mittelantenne ausstrahlt Landekurs- und dei Gleitwegsender seitden eint und der andererseits die Seitenbänder dieser Welle Trägerfrequenz, und zwar eine Meterwelle bzw. eine durch Seitenantennen mit Richtcharakteristik io Dezimeterwelle, die mit zwei Niederfrequenzspanausstrahlt, wobei die Abweichung einer beweg- nungen von 90 und 150 Hz moduliert ist Jeder iei liehen Empfangsstation, z. B. eines Bordempfän- beiden Sender speist eine Mittelantenne, vor dei gers, aus einer Leitebene durch die Differenz der die auf gleiche Weise mit zwei Niederfrequenzen Modulationsgrade der beiden Niederfrequenz- modulierte Trägerfrequenz ausgestrahlt wird, sowit spannungen der in dieser Station empfangenen 15 Seitenantennen, die beiderseits der Leitebene eir Welle gemessen wird, dadurch gekenn- symmetrisches Abstrahlungsdiagramm mit Null zeichnet, daß diese Seitenbänder von einem anzeige auf der Leitebene aufweisen und dre niedermit einer sehr niederen Frequenz periodisch frequenzmodulierte Seitenbänder, die gegeneinandei arbeitenden Umschalter (33) abwechselnd durch- um 180^c versetzt sind, abstrahlen.

gelassen und unterdrückt werden, so daß der 20 Die Flugzeugausrüstung besteht aus drei getrenn

Empfänger (26) während jeder Umschaltperiode ten Empfängern, und zwar aus einem Empfänger füi

abwechselnd ein mit Fehlerspannungen überlagcr- den Landekurssender, einem Empfänger für der

tes Abweichungssigna! und ein aus denselben Gleitwegsender und einem Empfänger für die Baken

Fehlerspannungen bestehendes Vergleichssignal Jeder der ersteren richtet nach Demodulation um

empfängt, und daß durch Differenzbildung der 25 Siebung die be^:den Niederfrequenzkomponentei

Mittelwerte dieser letztgenannten Signale und gleich und vergleicht sie in einem Meßinstrument mi

durch Ausfiltern der Umschaltfrequenz ein von Nullanzeige in der Mitte, das eine proportionale An

Fehlerspannungen freies Abweichungssignal er- zeige der Differenz der beiden Modulationsgrad^

halten wird. liefert.