DE2150658A1 - Verfahren zur ermittlung der differenz der modulationsgrade fuer instrumentenlandesysteme - Google Patents

Verfahren zur ermittlung der differenz der modulationsgrade fuer instrumentenlandesysteme

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/02Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves

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Description

  • Verfahren zur Ermittlung der Differenz der Modulationsgrade für Instrumentenlande systeme Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Differenz der Modulations grade (DDM) für Ins trumentenlande systeme (ILS).
  • ILS ist eine Landehilfe, bei der am Boden je ein Landekurs- und ein Gleitwegsender vorgesehen sind, die jeweils mit einer 90 Hz-und einer 150 Hz-Spannung rnodulierte Trägerschwingungen abstrahlen. Die Strahlungsdiagramme der Sender sind so ausgelegt, daß genau in den Anflugebenen die Differenz der Modulationsgrade der beiden NF-Schwingungen Null ist. Oberhalb und unterhalb bzw. links und rechts der Anflugebenen überwiegt die eine oder andere der NF-Schwingungen und zwar umso mehr, je weiter rnan Voll <len Anflugebenen entfernt ist.
  • Die empfangsseitige Auswertung der ILS-Signale erfolgt bei den bekannten Verfahren durch Trennung der beiden NF-Signale mittels Filtern und anschließender Gleichrichtung. Diese Gleich spannungen werden auf ein Instrument gegeben, das die.Differenz der Spannungen anzeigt.
  • Aus der DT-OS 2 o19 128 ist eine Einrichtung zum Anzeigen-der Differenz der Modulationsgrade bekannt, die mit zwei spannungsgesteuerten Oszillatoren für 90 Hz und 150 Hz arbeitet, deren Spannungen jeweils mit dem ankommenden NF-Surnmensignal gemischt werden. An den Ausgängen von den beiden Mischstufen nachgeschaltet en Filtern stehen dann Gleichspannungen zur Verfügung, die den Amplituden der 90 Hzund der 150 Hz- Schwingungen proportional sind.
  • Alle diese bekannten Anordnungen benötigen teure Filter, die wegen ihrer Temperaturabhängigkeit unzuverlässig sind.
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Ermittlung der Differenz der Modulationsgrade für Instrumentenlandesysteme anzugeben, bei dem zur Trennung der beiden NF-Signale keine Filter mehr erforderlich sind. Das Verfahren ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb jeder Periode der NF-Summenschwingung jeweils im gieichen der möglichen Zeitpunkte, in denen bei gleichen Modulationsgraden der Einzelschwingungen die maximalen Armplituden entgegengesetzt gerichtet sind, die Amplitude der NF-Summenschwingung abgetastet und bis zur nächsten Abtastung gespeichert wird, und daß tler gespeicherte Wert der Auswerteeinrichtung zugeführt wit'(l.
  • Das neue Verfahren kann für Bordgeräte, für stationäre und tragbare DDM-Meßgeräte und auch für am Boden angeordnete Sender-Überwachungseinrichtungen eingesetzt werden, wenn man das Überschreiten von Grenzwerten auswertet.
  • Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die NF-Einzelschwingungen und die NF-Summenschwingung, Fig, 2 das Blockschaltbild einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung und Fig. 3. die an verschiedenen Punkten der Anordnung nach Fig. 2 auftretenden Signale.
  • Zur Erläuterung der Wirkungsweise des Verfahrens dient Fig. 1.
  • Die Kurve e A dieser Figur zeigt eine 90 IIz-Schwingung und die Kurve B eine 150 Hz-Schwingung. Diese beiden NF-Schwingungen, mit denen ein HF-Träger moduliert wird, sind selldeseitig phasen starr.
  • Es wird nun angenommen, daß sich der Empfänger genau auf der Soll @luglinie befindet, d. h. die maximalen Amplituden der beiden Schwingungen sind gleich groß. Am Ausgang des HF-Gleichrichters ergibt sich daher eine Summenschwingung entsprechend der Kurve C. Da das Frequenzverhältnis 3 : 5 beträgt, ist zum Zeitpunkt t die maximale Amplitude der 150 Hz-Schwingung gleich, aber entgegengesetzt der maximalen Amplitude der 90 Hz-Schwingung. Der Zeitpunkt t liegt bei 3/4 der 90 Hz-Schwingung und bei 5/4 der 150 Hz-Schwingung vom gemeinsamen positiven Nulldurchgang aus gerechnet.
  • Die Frequenz der Summenschwingung beträgt 30 Hz.
  • Da vorausgesetzt wurden daß die Einzelschwingungen gleiche maximale Amplitude haben, ist die Amplitude der Summenschwingung im Zeitpunkt t gleich Null. Sind die maximalen Amplituden der Einzelschwingungen nicht gleich groß - wie es beiderseits der Soll-Fluglinie der Fall ist - dann tritt im Zeitpunkt t eine Spannung auf, die der Differenz der maximalen Amplitude der beiden Einzelschwingungen, d, h. der Modulationsgrade, direkt proportional ist.
  • Wie zu ersehen ist, liegt der Zeitpunkt t eine bestimmte feste Zeitspanne nach dem ersten p-ositiven Maximum der Summenchwingung, Dieses erste positive Maximum der Summenschwingung wird bei dem neuen Verfahren als Bezugszeitpunkt fur die Bestimmung des Zeitpunktes t verwendet. Im Zeitpunkt t wiid in jeder Periode die Amplitude der Summenschwingung abgetastet und bis zur nächsten Abtastung gespeichert. Bs wird vorzugsweise das erste Maximum der Summenschwingung als Bezugszeitpunkt verwendet, weil positive Schwellwertüberschreitungen sich leichter auswerten lassen und Zeitglieder mit kleineren Zeitkonstanten erforderlich sind, Es kann selbstverständlich auch bei entsprechender Schaltungsauslegung das zweite Maximum der Summenschwingung ausgenützt werden.
  • Es wird nun eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben. In dem Blockschaltbild nach Fig. 2 ist mit 1 eine Antenne bezeichnet, die das ILS-Hochfrequenzsignal aufnimmt. Diese Antenne 1 ist mit einem regelbaren HF-Verstärker 2 verbunden, dessen Verstärkung in Abhängigkeit von der Größe des empfangenen HF-Signals selbsttätig geregelt wird. Der regelbare Verstärker 2 ist mit einem HF-Gleichrichter 3 verbunden, an dessen Ausgang die niederfrequenten Sprachsignale, die Identifikationssignale und die Navigationssignale zur Verfügung stehen.
  • Die Navigationsslgnale gelangen über einen Tiefpaß 4 auf einen Spannungsverstärker 5, der die nachfolgenden Stufen 6 und lo steuert. Auf den Eingang des als Impedanzwandler ausgelegten Spannungsverstärkers 5 gelangt auch noch eine Bezugsspannung Uo zur Festlegung der Nullinie des Summensignals.
  • Die Stufen 6 bis lo bilden einen Abtast mpulsgenerator, der einen Abtastimpuls bestimmter Breite, z. B. 3 ms, erzeugt. Dieser Abtastimpuls stellt eine Art "Fenster" dar Die erste Stufe 6 des Abtastimpulsgenerators ist eine Schweliwertschaltung, z. B. ein Schmitt-Trigger, deren Schwellwert U1 etwa 85 % der positiven Maximalamplitude der NF-Summenschwingung beträgt. Diese Maximalamplitude ist innerhalb des Kurssektors nahezu unabhängig von der Differenz der Modulationsgrade und wird im Empfänger durch Regelschaltungen auf einem konstanten Wert gehalten. Am Ausgang derSchwellwertschaltung 6 treten also in jeder Periode der Summenschwingung zwei Impulse D (Fig. 3) auf. Die Anstiegsflanke des ersten Impulses triggert einen ersten Monoflop 7, der eine Standzeit von 17 ms hat, so daß der Impuls E erzeugt wird.
  • Der Monoflop 7 dient dazu, den zweiten Impuls D zu unterdrücken. Die Anstiegsflanke des Impulses E triggert einen zweiten Monoflop 8, der eine Standzeit von 5, 7 ms hat, so daß der Impuls F erzeugt wird. Die Rückflanke des Impulses F triggert einen dritten Monoflop 9, der eine Standzeit von 3 ms hat und dessen Ausgangssignal G der Abtastimpuls ist. Dieser Abtastimpuls dient dazu, eine Torschaltung lo durchlässig zu steuern, so daß die während der Dauer des Abtastimpulses auftretende maximale Spannung entsprechend der maximalen Amplitude gespeichert werden kann.
  • Befindet sich der Monoflop 9 im Ruhesta;nd, dann liegt die Kathode der Diode in der Torschaltung lo an Masse, so daß die Diode leitend ist und das empfangene Summensignal kurzschließt.
  • Während des Abtastimpulses ist die Diode gesperrt und die Ausgangsspannung des Spannungsverstärkers 5 steht an der Klemme 20 zur Verfügung.
  • Soll das empfangene Signal zur Anzeige der Differenz der Modulationsgrade verwendet werden, dann muß die Klemme 2o mit der Klemme 22 verbunden werden. Die abgetastete Spannung wird dann in einem Spannungsverstärker 16 weiter verstärkt und gelangt anschließend auf eine Spitzenspannungsgleichrichterschaltung 17, deren Kondensator die Spitzenspannung bis zur nächsten Abtastung speichert. Die Spitzenspannung ist die Spannung der Summenschwingung im Zeitpunkt t. Der Spitzenspannungsgleichrichterschaltung 17 ist ein Impedanzwandler 18 mit großem Eingang widerstand nachgeschaltet. Ein Anzeigeinstrument 19 ist einerseits mit dem Ausgang des Impedanzwandlers 18 und andererseits mit der Bezugsspannung Uo verbunden, Das Instrument 19 zeigt die Differenz der Spannungen, d. h. die Differenz der Modulationsgrade, direkt an, Soll das empfangene Signal dagegen zur Überwachung eines ILS-Senders verwendet werden, dann muß die Klemme 20 mit der Klemme 21 verbunden werden. Die Spannung am Ausgang des Verstärkers 5 gelangt dann auf zwei Schwellwertschaltungen 11 und 12. Die Schwellwerte U2 und U3 der beiden Schwellwertschaltungen 11 und 12 liegen symmetrisch zur Bezugs spannung Uo und sind die Grenzwerte, bei deren Unter- bzw. Überschreitung ein A1armsignal ausgelöst wird, Liegt bei.dem zu überwachenden Sender kein Fehler vor, dann gibt nur die Schwellwertschaltung 12 bei der Abtastung einen Impuls I ab. Dieser Impuls lädt den Kondensator einer Integrationsschaltung 13 auf einen bestimmten Wert auf.
  • Liegt bei dem zu überwachenden Sender ein Fehler vor, d.h. liegt die abgeiastete Spannung entweder unter dem Schwellwert U3 oder über dem Schwellwert U2, dann gibt die Schwellwertschaltung 2 keinen Impuls ab oder beide Schwellwertschaltungen 11 und 12 geben einen Impuls ab, Im ersten Fall wird der Kondensator der Integrationsschaltung 13 nicht und im zweiten Fall auf den doppelten Wert aufgeladen.
  • Zur Unterscheidung von "Gut" und "Alarm" muß festgestellt werden, ob am Ausgang der Integrationsschaltung 13 die Spannung "o" (Alarm), "1" (Gut) oder "2" (Alarm) ansteht.
  • Diese Auswertung kann über den Schaltkreis 14 erfolgen.
  • Der Schaltkreis 14 ist eine Schwellwertschaltung mit zwei Schwellen U4 und U5, deren Eingang von der Ausgangsspannung der Integrationss chaltung 13 angesteuert wird.
  • Die Schwellwertschaltung 14 ist so ausgelegt, daß an deren Ausgang nur dann ein "Gut"-Signal auftritt, wenn am Eingang die Spannung " 1 " (Gut"-Fall) anliegt.
  • zur Patentansprüche

Claims (5)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Ermittlung der Differenz der Modulationsgrade (DDM), für Instrumentenlandesysteme (ILS). dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb jeder Periode der NF-Summenschwingung (30 Hz, C) jeweils im gleichen der möglichen Zeitpunkte (t), in denen bei gleichen Modulationsgraden der Einzelschwingungen (90 Hz und 150 Hz) die maximalen Amplituden entgegengesetzt gerichtet sind> die Amplitude der NF-Summenschwingung abgetastet und bis. zur nächsten Abtastung gespeichert wird, und daß der gespeicherte Wert der Auswerteeinrichtung zugeführt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß; im Abtastzeitpunkt (t) die Amplitude der 90 Hz-Schwingung negativ und die Amplitude der 150 Hz-Schwingung positiv ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastzeitpunkt (t) eine bestimmte feste Zeitspanne nach dem Auftreten des ersten Maximums der NF-Summenspannung liegt.
  4. 4. Verfahren nac.h Anspruch 3 zur dauernden Überwachungdes Landekurs- bzw. Gleitwegsenders mit einem stationären Empfänger, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswerteeinrichtung der Abtastwert mit zwei zu einer Bezugsspannung (Uo) symmetrischen Schwellwerten (U2, U3) verglichen wird und daß ein Alarmsignal abgegeben wird, wenn der Abtastwert nicht innerhalb des durch die Schwellwerte gekennzeichneten Bereiches liegt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 für einen Bordempfänger bzw.
    ein DDM-Meßgerät, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswerteeinrichtung die Differenz zwischen dem gespeicherten Abtastwert und einer Bezugsspannung (Uo) angezeigt wird L e e r s e i t e
DE19712150658 1971-10-11 Verfahren zur Ermittlung der Differenz der Modulationsgrade für Instrumentenlandesysteme Expired DE2150658C3 (de)

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DE2150658B2 DE2150658B2 (de) 1975-09-25
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