DE2038982B2 - Abfrage/Antwort-Funknavigationssystem mit Bord-Entfernungsmesser und Boden-Interferometerpeiler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Funknavigationssystem wie im Oberbegriff des Anspruchs .' angegeben. Ein derartiges Funknavigalionssystem wt aus der FR-PS 79 378 bekannt.

Mit diesem Funknavigationssystem ist eine Entfernungs- und eine Winkelmessung möglich.

Es ist Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung, dieses Funknavigationssystem so zu gestalten, daß nur ein geringer Aufwand notwendig ist.

Das DME-System, von dessen Geräten Gebrauch gemacht wird, ist in »International Standards and Recommended Practices — Aeronautical Telecommunications — Annex 10 to the Convention on International Civil Aviation«, herausgegeben von der ICAO, standardisiert.

Durch die Verwendung des eingeführten DME-Systems und der dazugehörigen Geräte ist bordseitig nur ein Zusatzgerät zu dem DME-Bordgerät notwendig. Die DME-Bordgeräte sind in den meisten der in Frage kommenden Flugzeuge ohnehin vorhanden. Die neue Bodenstation ist für Flugzeuge, die nur mit DME-Bordgeräten ohne Zusatzgerät ausgestattet sind, ein normaler DME-Transponder.

Das neue Funknavigationssystem kann sowohl zur Mittelstreckennavigation als auch als Landesystem verwendet werden. Dies ist möglich, weil Abfragesignale von Flugzeugen aus dem gesamten Azimutbereich gepeilt werden können.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung werden die Antwortsignale nur in die Richtung, aus der das Abfragesignal empfangen wurde, abgestrahlt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Blockschaltbild eines Bordgerätes;

Fig. 2 schematisch die Anordnung der Antennen einer Bodenstation;

F i g, 3 das Blockschaltbild einer Bodenstatton,

Das Bordgerät nach F i g. 1 setzt sich aus einem

DME-Gerät I, einem Azimutauswerteteil Il und einem weiteren Zusatz III, dessen Funktion weiter unten erläutert wird, zusammen. Das DME-Gerät sendet über den Sender Ss, die Weiche Ws und eine Antenne A die bekannten DME-Entfernungsabfrage-Doppelimpulse in statistischer Verteilung aus. Die von einer Bodenstation abgestrahlten Antwortinipulse werden von der Antenne

in A empfangen und über die Weiche Ws dem Empfänger Es zugeführt Ober den Geräteteil DMEs werden im bekannten DME-Suchverfahren die Antwortimpulse aus den von der Bodenstation ausgesandten Impulsen ausgesiebt und daraus in bekannter Weise über die

is Laufzeit der Entfernungswert ermittelt Ober die Anzeigevorrichtung AZs wird der ermittelte Entfernungswert angezeigt Der Sender Ss und der Empfänger Es erhalten von einer Frequenzaufbereitung FAs die erforderlichen Sende- und Mischfrequenzen.

_>o Die von der Bodenstation abgestrahlten Antwortimpulse sind mit dem von der Bodenstation gepeilten Azimut moduliert. In dem Bordgerät wird der Modulationsinhalt der empfangenen Antwortimpulse über einen Datenzusatz DZsdes Azimutauswerteteils Il

:3 ausgewertet und über eine Anzeigevorrichtung ANs als Azimutwert angezeigt.

Für bestimmte Anwendungen ist es von Vorteil, wenn die an Bord gemessene Entfernung auch am Boden zur Verfugung steht. Um dies zu ermöglichen, enthält der

w bereits erwähnte weitere Zusatz III einen Verschlüßler VSs und eine Datenaufbereitung DAs. Die über den Verschlüßler VSs und die Datenaufbereitung DAs zur Aussendung gelangenden Entfernungsabfrage-Doppelimpulse werden mit dem ermittelten Entfernungswert

y> beaufschlagt und über den Modulator Ms den vom Sender Ssabgestrahlten HF-Impulsen aufmoduliert.

Die Bodenstation besteht aus dem bekannten DME-Transponder und einem Monopulspeiler. Einige Baugruppen der Bodenstation führ«: sowohl Transpon-

4i) der- als auch Peileraufgaben durch. Da der DME-Transponder allgemein bekannt ist, liegt der Schwerpunkt der nachfolgenden Beschreibung auf dem Peilerteil der Bodenstation.
Der Monopulspeiler enthält mehrere Antennen,

4; deren Anordnung in der F i g. 2 schematisch dargestellt ist.

Über die Antennenpaare A ie, A 2e und A 3e, A 4e, die ein Großbasissystem darstellen, wird die Phasendifferenz eines einfallenden Impulses jeweils auf die

',(i Antennenpaare bezogen ermittelt. Da dieser Wert mehrdeutig ist, wird mit Hilfe der Antennenpaare A 5e, A ^e und A Te, A Se, die ein Kleinbasissystem darstellen, Eindeutigkeit hergestellt. Aus der so ermittelten Phasendifferenz läßt sich der Azimutwert der einfallen-

v, den Impulse eindeutig ableiten.

In Fig.3 ist das Blockschaltbild der Bodenstation gezeigt. Die Antennenpaare A ic. A 2c, bis A Te, A Se sind jeweils über einen Umschalter DPDTe auf eines der Empfängerpaare EIe, Eic bis ETc, ESc geführt. Die

Wi Ausgänge der Empfängerpaare führen über weitere Umschalter DPDTa auf vier Phasendifferenzauswerteeinrichtungen Aze, die den Digitalrechner DRe speisen. Die Umschalter DPDTc und DPDTa bewirken bei einem einfallenden Doppelimpuls bzw. bei aufeiminder-

(M folgenden Doppelimpulscn die Vertauschung der Empfänger in den Empfängerpaaren, um die Phasenfehler der Empfänger zu eliminieren. Der Digitalrechner DRe ermittelt aus den Ausgangssignalen der Phasen-

differenzauswerteeinrichtungen AZe den Azimutwert für den einfallenden Entfernungsabfrageimpuls, Diese Ermittlung kann durch den verwendeten Monopulspeiler und den Digitalrechner DRe so schnell sein, daß bereits der erste für die abfragende Stelle ausgesandte =■ Antwortimpuls mit dem ermittelten Azimutwert moduliert werden kann. Diese Modulation erfolgt mit Hilfe der Datenaufbereitung DAexxnd des Modulators Medes Senders Se. Da far die auszusendenden Antwortimpulse der Azimutwert bekannt ist, können sie über ein n> Richtantennensystem RAe gerichtet ausgestrahlt werden.

Die von der abfragenden Stelle übermittelten Entfernungswerte werden über die Datenauswertung D We erfaßt

Über das bekannte DME-Suchsystem werden in der Bordstation die zugeordneten Antwortimpulse ausgesiebt. Werden zur Übertragung des Azimutwertes mehrere Antwortimpulse verwendet, dann kann in zeitlich versetzter Darstellung eine dem Azimutwert jo entsprechende Binärinformation übertragen werden. Die Anzahl der Binärzahlen richtet sich nach der gewünschten Genauigkeit Aus Sicherheitsgründen kann die Übertragung mehrmals wiederholt werden.

Da Doppelimpulse iJs Antwortimpulse verwendet werden, kann durch Mehrfachmodulation eines Doppelimpulses der ermittelte Azimutwert auch individuell jedem Antwortimpuls aufmoduliert werden. Als Modulationsarten kommen dabei in Frage das Amplituden- und Phasenverhältnis der beiden Impulse und/oder die Frequenz bzw. der Frequenzunterschied der beiden Impulse eines Doppelimpulses.

Wichtig ist dabei, daß in der Bodenstation für jeden einfallenden Entfernungsabfrageimpuls sofort der Azimutwert ermittelt wird, um die Zuordnung für die abfragende Stelle beim folgenden Antwortimpuls zu haben. Dann ist sichergestellt, daß der Azimutwert den Antwortimpulsen richtig zugeordnet ist Es ist aus diesem Grunde wichtig, daß in der Bodenstation zwischen dem Empfang des Entfernungsabfrageimpulses und dem Aussenden des zugeordneten Antwortimpulses eine, fest vorgegebene Zeitspanne liegt, in der der Digitalrechner den Azimutwert sich·:· ermitteln kann. Diese fest vorgegebene Zeitspanne wird in der Bordstation bei der Ableitung des Entfernungswertes aus der Laufzeit berücksichtigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche;

1. Funknavigationssystem, bei dem von einer Bordstation Abfragesignale abgestrahlt werden, auf die von einer Bodenstation Antwortsignale abgestrahlt werden, bei dem in der Bordstation aus der Zeitdifferenz zwischen der Abstrahlung des Abfragesignals und dem Empfang des Antwortsignals die Entfernung zwischen Bord- und Sodenstation ermittelt wird, bei dem in der Bodenstation zum Peilen ein nach dem Interferometerprinzip arbeitender Monopulspeiler vorgesehen ist, der den Einfallswinkel der Abfragesignale peilt, und bei dem von der Bodenstation der ermittelte Winkelwert zusammen mit dem Antwortsignal kodiert zur Bordstation übertragen wird, wo dieser Winkelwert dekodiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bordstation (Fig. 1) eine DME-Bordstation (I) des von der ICAO standardisierten DME-Systeme mit einem Zusst^(ll) zur Dekodierung der übertragenen Winkeiwerte ist und daß die Bodenstation (Fig.3) ein um den Peiler ergänzter DME-Transponder desselben Systems ist.

2. Funknavigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem DME-Transponder abgestrahlten Antwortsignale gerichtet in die Einfallsrichtung der DME-Abfragesignale abgestrahlt werden.