DE2038982C3

DE2038982C3 - Abfrage/Antwort-Funknavigationssystem mit Bord-Entfernungsmesser und Boden-Interferometerpeiler

Info

Publication number: DE2038982C3
Application number: DE19702038982
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Boehm
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1970-08-05
Filing date: 1970-08-05
Publication date: 1980-04-17
Also published as: DE2038982A1; GB1333806A; DE2038982B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Fijnknavigationssystem wie im Oberbegriff des Anspruchs ' angegeben. Ein derartiges Funknavigalionssysiem ist aus der FR-PS 79 378 bekannt.

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

Es ist Aufgabe der im Anspruch I angegebenen Erfindung, dieses Funknavigationssystem so zu gestallen, 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 IO to the Convention on i> International Civil Aviation«, herausgegeben von der ICAO. standardisiert.

Durch die Verwendung des eingeführten DME-Systems und der dazugehörigen Geräte ist bordseilig 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 DM E-Bordgeräten ohne Zusatzgerät ausgestattet sind, ein normaler DME-Transpondcr.

Das neue Funknavigalionssysiem kann sowohl zur Miltelstrcckennavigalion als auch als Landesystem verwendet werden. Dies ist möglich, weil Abfragesignale von Flugzeugen aus dem gesamten Azimutbereich gepeilt werden können, i>"

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. I das Blockschaltbild eines Bordgerätes;

Fig. 2 schematisch die Anordnung der Antennen einer Bodenstation;

F i g. 3 das Blockschaltbild einer Bodenstation.

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 Boden nation abgestrahlten Antwortimpulse werden von der Antenne A empfangen und über die Weiche Ws dem Empfänger Es zugeführt. Über den Geräteteil DMEs werden im bekannten DM Ε-Such verfahren die Antwortimpulse aus den von der Bodenstation ausgesandten Impulsen ausgesiebt und daraus in bekannter Weise über die Laufzeit der Entfernungswert ermittelt. Über die Anzeigevorrichtung AZs wird der ermittelte Entfernungswert angezeigt. Der Sender .found der Empfänger Es erhalten von einer Frequenzaufbereitung FAs die erforderlichen Sende- und Mischfrequenzen.

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 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 bereits erwähnte weitere Zusatz III einen Verschlüßler VSs und eine Datenaufbereitung DAs. Die über den Verschlüßler KSi und die Datenaufbereitung DAs zur Aussendung gelangenden Enlfernungsabfrage-Doppelimpulse werden mit dem ermittelten Entfernungswert beaufschlagt und über den Modulator Ms den vom Sender Ssabgestrahlten HF-Impu!scn aufmoduliert.

Die Bodenstation besteht aus dem bekannten DME-Transponder und einem Monopulspeiler Einige Baugruppen der Bodenstation Yühren sowohl Transponder- als auch Pcilcraufgabcn durch. Da der DME-Transponder allgemein bekannt ist. liegt der Schwerpunkt der nachfolgenden Beschreibung auf dem Peilertcil der Bodenstation.

Der Monopulspeiler enthält mehrere Antennen, deren Anordnung in der F i g. 2 schemalisch dargestellt ist.

Über die Antennenpaare A \e, A2e und A 3e. A 4c, die ein Großbasissysl?m darstellen, wird die Phasendifferenz eines einfallenden Impulses jeweils auf die Antennenpaare bezogen ermittelt. Da dieser Wert mehrdeutig ist, wird mit Hilfe der Antennenpaarc A 5c, A Ce und A Te, A 8t·, die ein Kleinbasissystem darstellen, Eindeutigkeit hergestellt. Aus der so ermittelten Phasendifferenz läßt sich der Azimutwert der einfallenden Impulse eindeutig ableiten.

In Fig.3 ist das Blockschaltbild der Bodenstation gezeigt. Die Antennenpaare A ie, A 2e, bis A Te, A 8e sind jeweils über einen Umschalte! DPDTe auf eines der Empfängerpaare E\e, E2e bis ETe, E%e geführt. Die Ausgänge der Empfängerpaare führen über weitere Umschalter DPDTa auf vier Phasendifferenzauswerteeinrichtungen Aze, die den Digitalrechner DRe speisen. Die Umschalter DPDTe und DPDTa bewirken bei einem einfallenden Doppelimpuls bzw. bei aufeinanderfolgenden Doppelimpulsen die Vertauschung der Empfänger in den Empfängerpaaren, um die Phasenfehler der Empfänger zu eliminieren. Der Digitalrechner DRe ermittell aus den Alisgangssignalen der Phasen-

differenzauswerteeinricbtungen -4Ze 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 Mudulation erfolgt mit Hilfe der Datenaufbereitung DAeund des Modulators Medes Senders Se. Da für die auszusendenden Aniwortimpulse der Azimutwert bekannt ist, können sie über ein u. Richtantennensystem RAe gerichtet ausgestrahlt werden.

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

Über das bekannte DME-Suchsysiem 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 jn entsprechende Binärinformation übertragen '.verdeii. Die Anzahl der Binärzahlen richtet sich nach der gewünschten Genauigkeit. Aus Sicherheitsgründen kann die Übertragung mehrmals wiederholt werden.

Da Doppelimpulse als Antwortimpulse verwendet werden, kann durch Mehrfachmodulation eines Doppelimpulses der ermittelte Azimutwert auch individuell jedem Antworiimpuls 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 Azimulwert 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 sicher ermitteln kann. Diese fest vorgegebene Zeitspanne wird in der Bordstation bei der Ableitung des Entfernungswertes aus der Laufzeit berücksichtigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

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 Bodenstation ermittelt wird, bei dem in der Bodenstation zum tu Peilen ein nach dem Inlerferometerprinzip 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 ι. 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 Zusatz(ll)zur Dekodierung der übertragenen ■>· Winkelwerte ist und daß die Bodenstation (F i g. 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 Antwortsignal gerichtet in die Einfallsrichtung der DME-Abfragesignale abgestrahlt werden.