DE2243952A1

DE2243952A1 - Instrumenten-landeanlage

Info

Publication number: DE2243952A1
Application number: DE2243952A
Authority: DE
Inventors: W E Buehler; C D Lunden
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 1971-09-07
Filing date: 1972-09-07
Publication date: 1973-03-15
Also published as: PH9614A; FR2152605B1; GB1390820A; JPS4836897A; ZA725247B; FR2152605A1; US3798646A

Description

Anmelder: The Boeing Company*, P.O. Box 3999, Seattle, Wash. 98124, USA

Instrumenten-Landeanlage

Die Erfindung betrifft eine Instrumenten-Landeanlage zum Landen von Flugzeugen mit einer Bodenanlage mit einem Mikrowellensender.

Es besteht ein Bedürfnis für vielseitige und zuverlässige Instrumenten-Landeanlagen, deren Kosten in einem angemessenen Rahmen,liegen, insbesondere weil ein verhältnismäßig kleiner Prozentsatz von Flughäfen mit derartigen Landeanlagen ausgerüstet ist, die eine Landung bei begrenzter Sicht ermöglichen. Außerdem ist es für Flughäfen mit Instrumenten-Landeanlagen gewöhnlich nur möglich, Instrumenten-Landungen in einer einzigen Richtung durchzuführen, nämlich in der Richtung mit vorherrschend schlechtem Wetter. Es ist deshalb wünschenswert, eine Instrumenten-Landeanlage zu schaffen, die eine verhältnismäßig kompakte und relativ kostensparende Sendeeinrichtung für jedes Ende einer Hauptrollbahn aufweist, oder eine übliche Sendeeinrichtimg dieser Art, die von einem Ende einer Rollbahn zudem anderen geschoben werden kann, wenn die Wetterbedingungen es erfordern.

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Ferner benötigen bekannte Instrumenten-Landeanlagen, die mit Wellenlängen zwischen 1 und 3 m arbeiten, gewöhnlich eine große Bodenfläche angrenzend an die Rollbahn, die eine' geeignete Beschaffenheit aufweisen, damit Wechselwirkungen mit dem Strahlungsfeld vermieden werden, so daß keine Gebäude oder Kontrolltürme errichtet oder Oberflächenkorrekturen durchgeführt werden müssen. Die meisten bekannten Landeanlagen dieser Art weisen den Nachteil auf, daß gewisse Wechselwirkungen und Störungen auftreten können, so daß die Kurse der Instrumentenflüge wellenförmig sind und unerwünschte Übergangszustände bei automatischen Ländeverfahren auftreten können, sowie eine unerwünscht große Streuung der Aufsetzpunkte auf der Landebahn.

Es ist deshalb insbesondere Aufgabe der Erfindung, ein Landesystem mit mehreren Strahlungskeulen anzugeben, mit dem die genannten Schwierigkeiten vermieden werden können.

Eine weitere Schwierigkeit besteht bei Landesystemen im Mikrowellenbereich darin, daß diese nicht hinreichend einfach, billig und kompakt sind, um auch auf kleineren Flughäfen Verwendung finden zu können. Durch die Erfindung soll deshalb auch eine Landeanlage geschaffen werden, die zuverlässig und genau arbeitet, einfach unterhalten werden kann, eine Selbstüberwachung ermöglicht und störende Wechselwirkungen möglichst ausschließt. Die einzelnen Geräte sollen auch nach Möglichkeit tragbar sein.

Ferner soll das Mikrowellen-Landesystem so ausgebildet sein, daß das Sendeprofil hinreichend niedrig ist, um eine sichere Installation über der Bodenoberfläche vor der Schwellenkennzeichnung der Landebahn installieren zu können und entlang der Mittellinie der Landebahn, um das Problem von Parallaxen zu vermeiden und um sowohl vertikale als auch seitliche Leitsignale an landende Flugzeuge senden zu können.

Ferner soll das Landesystem ermöglichen, daß nur einfache und zuverlässige Bordempfünqer erforderlich sind, die eine kompakte und leichte Konstruktion ermöglichen.

Gemäß der Erfindung werden sich überlappende modulierte Strahlungsfilter im Mikrowellenbereich von einer Antenne der Bodenanlct gesendet, die sich am oJrr in der Nähe des Aufsetzpunkts

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oder der Schwellerikennzeichnung der Landebahn befinden, wobei vorzugsweise Einrichtungen vorgesehen sind, die paarweise eng benachbart gruppiert um den Brennpunkt eines parabolischen Antennenreflektors vorgesehen sind. Ein Paar wird in einer horizontalen Ebene quer zu der Landebahn angeordnet, um seitliche Leitkeulen (Funkleitstrahl zur Einweisung in waagrechter Ebene) zu bilden, welche sich an partiellen Leistungspunkten überlappen, die symmetrisch relativ zu der Paraboloidachse angeordnet sind, während das andere Paar entsprechend angeordnet ist, um eine vertikale Führung zu gewährleisten. Festkörperdioden, die in der Wellenleitereinrichtung vorgesehen sind, und welche die Energie von einer üblichen Energiequelle zwischen den vier Antennen-Zuführelementen verteilen, dienen als modulierende Elemente. Modulationssignale bei vier diskreten Tonfrequenzen, die den betreffenden Dioden zugeführt werden, ändern die Impedanz dieser Dioden und modulieren dadurch (Amplitudenmodulation) die Energie, die von den Antennen-Zuführelementen emittiert werden.

Eine Monitoröffnung in dem Scheitel des paraboloidförmigen Reflektors empfängt Energie*in gleichen Anteilen von den vier Strahlungsfeldern der Wellenleitereinrichtung. Nach einem Nachweis und einer Filtrierung der betreffenden Modulationssignale davon kann ein Techniker den gewünschten Energieausgleich in den vier Strahlungsfeldern beobachten und einjustieren, oder durch eine einfache Schwellenwertschaltung kann eine Abweichung signalisiert werden, um das System im FaTLe einer ungeeigneten Abweichung automatisch abzuschalten.

Ein Empfänger an Bord des Flugzeugs empfüngt die Mikrowellenenergie undliefert ein demoduliertes Ausgangssignal, das die betreffenden Modulationsfrequenzen der Strahlungsfelder enthält. Diese Frequenzen werden in Filtern getrennt, wobei die relativen Amplituden beibehalten werden, und werden dazu verwandt, ein- Kreuzzeigerinstrument auf der Basis relativer Energiebeträge der betreffenden nachgewiesenen Modulationssignale von entgegengesetzten Strahlungsfeldern zu betätigen.

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Vorzugsweise enthält die Wellenleitereinrichtung zur Energiezufuhr zu dem Reflektor zur Erzeugung der vier orthogonal bezogenen Strahlungsfelder in jeder Zuführung eine Zweigschaltung, in welcher die Festkörpereinrichtung mit veränderlicher Impedanz angeordnet ist. Die Zufuhrelemente für sich, die gegen den Reflektor gerichtet sind, enthalten rechteckförmige Wellenleiteranschlüsse, die als sehr kompakte Hornstrahler dienen, sehr eng zueinander gruppiert werden können, ohne daß eine nachteilige Wechselwirkung zwischen den Strahlungsfeldern erfolgt. Die schmalen Wände derartiger Wellenleiteranschlüsse enden in einer gemeinsamen Querebene, während die breiten Wände sich über diese Ebene erstrecken und in gleichschenkeligen dreieckförmigen Ansätzen enden, die sich fortschreitend zu ihren Spitzen öffnen, um die Verstärkung auf ein gewünschtes Ausmaß zu erhöhen.

Zusammenfassend sind deshalb die wesentlichen Merkmale der Erfindung in einem Mikrowellen-Landesystem für Flugzeuge zusehen, bei dem Wellenenergie von einer gemeinsamen Energiequelle kontinuierlich in sich überlappende Strahlungsfelder abgestrahlt wird, die bei betreffenden unterschiedlichen Tonfrequenzen moduliert werden, welche durch einen bordseitigen Empfänger nachgewiesen werden können, welcher die getrennten Modulationen nachweist und die relative Versetzung von der überlappungsachse der Strahlungsfelder durch relative Beträge der demodulierten Signale anzeigt. Eine Modulation erfolgt durch Festkörpereinrichtungen, die in Resonanzhohlräumen in einem Wellenleitersystem in den Zuführungen der Abstrahlelemente angeordnet sind. Die die Strahlungsfelder bildenden abstrahlenden Elemente enthalten rechteckförmige Wellenleiterenden, die als sehr kompakte und eng benachbarte Hornstrahler dienen, die auf einen gemeinsamen parabolischen Reflektor gerichtet sind, wobei die schmalen Wände der Wellenleiter in einer gemeinsamen Querebene und die breiten Wände in sich erweiternden dreieckförmigen Ansätzen über dieser Ebene enden. Eine Überwachung der Stahlungsfelder nach dem Vorhandensein und der relativen Amplituden der modulierten Strahlen erfolgt durch eine Mikrowellenöffnung

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im Scheitel des parabolischen Reflektors und durch Zufuhr zu einem Modulationsdetektor und zu einer zugeordneten Alarmeinrichtung oder einer Steuereinrichtung.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Pig. 1 das Strahlungsfeld einer Landeanlage;

Fig. 2 ein schematisches Diagramm des Senders einer Landeanlage gemäß der Erfindung;

Fig. 3 ein schematisches Diagramm des Empfängers; und

Fig. 4a eine Vorderansicht und Fig. 4b eine Seitenansicht eines Wellenleiter-Abstrahlelements für eine Abstrahlung zu dem Reflektor des Senders.

Der in Fig. 1 dargestellte Sender T ist in einem kurzen Abstand vor der Schwellenkennzeichnung L-, der Landebahn und in Richtung der Mittellinie L der Landebahn L angeordnet. Der Sen-

der T erzeugt vier gleiche Mikrowellenbündel, die symmetrisch um einen gewünschten Gleitweg A-A angeordnet sind, welcher den optimalen Anflugweg zu der Landebahn L repräsentiert. Zwei der Bündel F, und F. sind vertikal entlang einer Ebene V-V ausgerichtet, welche die Achse A enthält, während die beiden Bündel F₃ und F₂ in eine horizontale Ebene H-H ausgerichtet sind, welche die Achse A enthält. Die Bündel F.. undF. überlappen sich an entsprechenden partiellen Leistungspunkten unterhalb des Scheitels der Bündelintensität auf der zentralen Achse jedes Bündels, was ebenso für die Bündel F₃ bzw. F₂ der Fall ist.

Die Funktion des Senders T besteht deshalb darin, zwei Paare von sich überlappenden Bündeln (Strahlungskeulen) zu erzeugen, wobei jedes Paar vorzugsweise dieselbe Frequenz hat und insbesondere von derselben Mikrowellen-Energiequelle herrührt. Jedoch ist die kontinuierliche Wellenenergie in jedem der Bündel F,, F„, F₃ und F, moduliert und die Modulationsfrequenz ist unterschiedlich und charakteristisch für jedes der vier Bündel. Die Modulationsamplxtude ist praktisch gleich den gegenüberliegenden Bündeln, und die Mikrowellen-Trägeramplitude ist etwa

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gleich gegenüberliegenden Bündeln. Die benutzten Modulationsfrequenzen liegen vorzugsweise im Bereich von Tonfrequenzen und werden so ausgewählt, daß die Wahrscheinlichkeit der Erzeugung von Wechselwirkungen durch Oberwellen des einen Bündels mit dem Nachweis und der Trennung der Modulations-Grundfrequenzen in den anderen Bündeln auf einem Minimum gehalten wird. Deshalb kann eine Amplitudenmodulation des Bündels F. beispielsweise mit einer Frequenz von 114 Hz erfolgen, des Bündels F, mit 70 Hz, des Bündels F₃ mit 150 Hz und des Bündels F₂ mit 90 Hz. Ein entlang des Gleitwegs A-A fliegendes Flugzeug fängt dann die modulierte Mikrowellenergie mit gleicher Modulationsamplitude von gegenüberliegenden Bündeln, sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Ebene, auf. Wenn die Lage nach oben von dem Leitweg A-A abweicht, empfängt der Führungsempfänger relativ mehr von der Modulations-Füllkurvenamplitude von dem Bündel F, und weniger von dem Bündel F.. Die nachgewiesenen relativen Amplituden der Modulationssignale in diesen gegenüberliegenden kontinuierlichen Bündeln werden dann dazu verwandt, um die Abweichung von dem Flugweg auf einer geeigneten Anzeigeeinrichtung anzuzeigen. Abweichungen nach rechts oder links oder unter dem Gleitweg werden dem Piloten in ähnlicher W_eise angezeigt.

Die in Fig. 2 dargestellteSchaltung enthält einen gemeinsamen Mikrowellensender 10 für beispielsweise 3 cm Wellenlänge, der über einen Wellenleiter 12 mit einer Veründungsstelle 14 in Verbindung steht, von der Wellenleiter 16 und 18 abzweigen, um die von dem Sender 10 abgegebene Energie gleichmäßig zu unterteilen. Der Verbindungsstelle 14 ist eine die Impedanz anpassende Einrichtung 20 zugeordnet, welche Reflexionen von der Verbindungsstelle zurück zu dem Sender möglichst gering hält. Die von dem Wellenleiter 16 übertragene Energie gelangt zu einer Verbindungsstelle 22, worin wiederum eine gleiche Unterteilung zu zwei Wellenleitern 24 und 26 erfolgt, wobei ebenfalls eine Impedanz-Anpassungseinrichtung 28 an der Verbindungsstelle 22 vorgesehen ist, um Reflexionen von dieser Verbindungsstelle zurück in den

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Wellenleiter 16 möglichst gering zu halten. In entsprechender Weise steht der Wellenleiter 18 mit einer Verbindungsstelle 30 mit einer Anpassungseinrichtung 32 in Verbindung, an welcher Verbindungsstelle eine gleiche Unterteilung der Energie in die Wellenleiter 34 bzw. 36 erfolgt. Durch eine derartige Einrichtung wird von dem Sender 10 gelieferte Energie in vier gleiche Teile für eine Zufuhr durch die Wellenleiter 24, 26, 34 und 36 . zu den Abstrahlelementen 24a* 26a, 34a und 36a unterteilt.

Diese Abstrahlelemente enthalten rechteckförmige Wellenleiteränschlüsse, die·beispielsweise von einer dielektrischen Platte 40 in einer Anordnung getragen werden, die um den Brennpunkt F des parabolischen Reflektors 42 gruppiert sind. Der Brennpunkt F befindet sich auf der Reflektorachse A-A und die oberen und unteren Abstrahlelemente 24a und 26a sind nah über und nah unter der Achse A angeordnet, während die rechten und linken Abstrahlelemente 36a und 34a in entsprechender Weise nah zueinander symmetrisch zu der Achse A angeordnet sind. Durch eine derartig enge Gruppierung der abstrahlenden Enden der vier rechteckförmigen Wellenleiter deren Ε-Ebenen parallel zueinander liegen, und durch Ausrichtung dieser Strahlungen zu dem Reflektor 42, werden vier sich leicht überlappenden Bündel F,, F₂, F_ und F. erzeugt, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Wie bereits angedeutet wurde, haben die Bündel alle die gleiche Polarisationsrichtung (horizontal in dem Beispiel). Obwohl die abstrahlenden Elemente sehr eng zueinander angeordnet sind, sind sie in einer noch zu beschreibenden Weise derart ausgeführt, daß ein Übersprechen zwischen den resultierenden Bündeln minimal ist, so.daß also keine beträchtliche Energie von dem einen Bündel in dem Raum auftritt, der von dem gegenüberliegenden Bündel eingenommen werden soll.

Bei der in Fig. 4a dargestellten Ansicht der Ausbildung der Enden der Wellenleiter ist ersichtlich, daß die breiten Seiten ein gleichscherikeliges Dreieck bilden, welches einen nicht kritischen Scheitelwinkel von beispielsweise 90° in Fig. 4 hat,

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das über die Endkanten der Schmalseiten des Wellenleiters hinaus ragt, welchesin derin aus Fig. 4 ersichtlichen Heise in einer gemeinsamen Querebene endet. Vorzugsweise sind auch die beiden breiten Seitenwände Wb, und Wb_ beide gewölbt, so daß sie sich nach außen zu ihren Enden beispielsweise entsprechend einem Kreisbogen erweitern, welche Erweiterung das Richtvermögen des Wellenleiters als abstrahlendes Element erhöht. Die Kanten Wn der schmaleren Wand enden in einer Quersbene und haben einen kleinen Einfluß auf die Form des Strahlungsfelds hinter dem Wellenleiter, selbst wenn sie sich über die Basisenden der dreieckförmig zulaufenden Wände erstrecken, so daß ein zweckmäßig abgeschlossenes Ende vorhanden ist. Mit einem derartigen Wellenleiterabschluß als abstrahlendes Element können die Wellenleiter sehr nah zueinander angeordnet werden, um einen sehr kleinen Trennwinkel zwischen den zugeordneten Bündelpaaren zu erzielen. Nur aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Wellenleiter weiter entfernt voneinander angeordnet, als bei einer praktischen Einrichtung. Es wurde ferner festgestellt, daß, wenn nur eine breite Wand der Wellenleiter gewölbt ist, um eine die Verstärkung erhöhende Erweiterung zu erzielen, ein übersprechen zwischen den Bündeln das Ergebnis ist. Durch Erweiterung beider breiter Wände zu ihren äußeren Enden wird eine Isolation von etwa 25 Decibel zwischen den gegenüberliegenden Bündeln erzielt. Typisch beträgt die Erweiterung zwischen den Enden der Wände Wb, und Wb _ etwa eine elektrische Wellenlänge, wobei die Höhe der Ε-Ebene des Wellenleiters selbst kleiner als eine Viertel-Wellenlänge ist.

Es ist ersichtlich, daß die über den Reflektor 42 von den abstrahlenden Elementen erzeugten Wellenfelder sehr gut gerichtet sind, größenordnungsmäßig 2° Bündelbreite an den Punkten halber Energie des Bündels. Ferner kann bei einer Wellenlänge von 3 cm der Reflektor einen relativ kleinen Durchmesser haben, beispielsweise von etwa 1,20 m (4 Fuß). Der Reflektor muß^ielsförmig sein, sondern kann auch elliptisch oder entsprechend

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einer sonstigen gewünschten Form des WeXlenfelcJs sein.

Um die von dem abstrahlenden Element 24A gegen den Reflektor 42 abgestrahlte Energie zu modulieren, hat der Wellenleiter 24 eine Abzweigung 24B zwischen seinen Enden, welche in einem. Resonanzhohlraum 24 endet, in dem eine Festkörpereinricbtung mit veränderlicher Impedanz wie beispielsweise eine Diode 24D derart angeordnet ist* daß sie in einem Abstand von der Verbindungsstelle zwischen der Abzweigung 24B und dem Wellenleiter 24 vorgesehen ist, die einer ganzen Zahl von Halbwellenlängen entspricht. Entsprechende Abzweigungen mit Resonanzhohlräumen und Halbleiterdioden sindden Wellenleitern 26, 34 und 36 zugeordnet, welche entsprechende Bezugszeichen aufweisen. Die Diode 24D ist elektrisch mit einer Stromquelle 50 mit 114 Hz und einer Amplitude verbunden, die ausreicht,, um die Impedanz der Diode 24D durch einen Bereich zu ändern, der auf die einfallende Mikrowellenenergie anspricht, um ein unterschiedliches Ausmaß von Fehlanpassung zurück zu der Verbindungsstelle zwischen den Wellenleitern 24B und 24 zu reflektieren. Dadurch wird die Fehlanpassung der Impedanz zu dem Wellenleiter 24 geändert* der von der Verbindungsstelle 22 von dem Sender wegführt, wodurch die Mikrowellenenergie geändert wird, welche das abstrahlende Element 24A erreicht, um das zugeordnete Bündel zu bilden. In entsprechender Weise sind die Dioden 26D, 34D und 36D elektrisch so angeschlossen, daß sie durch die Tonfrequenz-Energiequellen 52, 54 bzw. 56 mit Frequenzen von 70 Hz, 150 Hz und 90 Hz erregt werden, um eine entsprechende Modulation der zugeordneten Bündel zu bewirken, welche durch die abstrahlenden Elemente 26A, 34A bzw. 36A erzeugt werden. Bei den gegenüberliegenden-Bündeln wird ein gleicher Betrag der Modulation eingestellt. Um diese Gleichheit aufrechtzuerhalten, ist es ebenfalls wünschenswert, daßder Betrag der Mikrowellenenergie, der auf die gegenüberliegenden Modulations-Hohlraumresonatoren auffällt, ebenfalls etwa gleich ist, weil der Betrag der Impedanz der Dioden ebenfalls durch die Mikrowellenenergie beeinflußt wird, der diese ausge-

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setzt sind. Wahlweise können Modulatoren Verwendung finden, welche Reflexionen und dadurch ein übersprechen zwischen den Bündeln auf einem Minimum halten, ebenfalls Verwendung finden.

Um ständig feststellen zu können, daß die Anlage geeignet funktioniert, und daß die Modulationen der gegenüberliegenden Paare von abstrahlenden Elementen angepaßt sind, ist im Scheitel des Reflektors 42 eine öffnung 42A vorgesehen, welche zu einem Wellenleiter 42B führt, der durch einen Detektor 42C abgeschlossen ist. Der Detektor 42C enthält eine r-f-Diode 42D, die elektrisch mit einer Verstärkereinheit 60 verbunden ist, welche mit Wellenfiltern in Verbindungsstehen, die auf die betreffenden Modulationsfrequenz abgestimmt und mit einer Steuerschaltung 62 verbunden sind. Die Steuerschaltung 62 erregt die Spule 64a des Relais 64 in Abhängigkeit von einem Unterschied der Modulationsbeträge, die von den gegenüberliegenden Bünde!komponenteη abgeleitet werden, um eine Warnlampe 66 zu betätigen oder eine Betätigungseinheit, welche die Landeanlage abschaltet, so daß ein Flugzeug nicht durch falsche Gleitwegsignale fehlgeleitet werden kann, welche nicht genau dem gewünschten Gleitweg entsprechen·

Der in Fig. 3 dargestellte bordseitige Empfänger enthält einen kleinen Empfängertrichter 70 zu einer üblichen Einheit 72 mit einer Mischeinrichtung, einer Nachweiseinrichtung und einem Zwischenfrequenz-Vorverstärker 74. Die Einheit 74 ist mit einem Mikrowellensender 76 über einen Wellenleiter 78 verbunden, so daß die Mischeinrichtung, die von dem Empfangstrichter 70 und dem lokalen Sender Energie empfängt, die gewünschte Zwischenfrequenz erzeugt. Das Ausgangssignal der Einheit 74 wird dann einem Zwischenfrequenzverstärker 80 zugeleitet, in dessen Ausgang eine Nachweiseinrichtung für die Demodulation des Zwisc henfrequenzsignals enthalten ist, welches weiterhin die Tonfrequenzkomponenten trägt, die in dem Empfangstrichter 70 empfangen wurden. Dem Zwischenfrequenzverstärker 80 ist ein Scheitelwertdetektor und ein Verstärker 82 bekannter Art für eine Verstärkungsregelung zugeordnet, welcher eine Regelspannung an eine oder mehrere der Verstärkerstufen liefert, um eine Gesamtverstärkung

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in den Zwischenfrequenzverstärkerstufen beizubehalten, welche das Ausgangssignal dieser Einheit innerhalb eines Bereichs hält, der für eine Zufuhr in der Form von nachgewiesenen Video-Signalen (Modulations-Einhüllkurven) zu dem Video-Verstärker 84 geeignet ist. Der Video-Verstärker 84 empfängt und verstärkt Modulationssignale, die auf diese Weise von den betreffenden Bündeln abgeleitet wird. Nach einer Verstärkung werden diese einer Differenznachweiseinrichtung 86 für die Einweisung in waagrechter Ebene und ebenfalls einer Differenznachweiseinrichtung 88 für die Einweisung in vertikaler Ebene zugeordnet. Jede dieser Nachweiseinrichtungen enthält geeignete Filter zur Ausscheidung der zugeordneten Tonfrequenz, welche die Modulationsfrequenzen in dem System darstellen. Durch die relativen Amplituden davon finden diese zur Betätigung eines Kursanzeigers oder einer anderen geeigneten Anzeigeeinrichtung oder Warneinrichtung Verwendung, welche den Piloten über seine Position relativ zu dem gewünschten Gleitweg informieren.

Es ist ersichtlich, daß die dargestellten Schaltungen durch entsprechende Schaltungen ersetzt werden können. Es ist ferner ersichtlich, daß die Vorteile der Erfindung in günstigster Weise erzielbar sind, wenn beide Bündelpaare von einer gemeinsamen Energiequelle und duch eine gemeinsame Detektorantenne erzeugt werden.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

strumenten-Landeanlage zum Landen von Flugzeugen, g e k e η η ei c h η e t durch einen Mikrowellensender in der Bodenanlage zur Erzeugung von praktisch gleich gerichteten Bündeln (F,, F_, F₃ und F₄), die sich an entsprechenden partiellen Leistungspunkten entlang einer mittleren Achse (A-A) überlappen und davon divergieren, welche Achse den gewünschten Leitweg definiert, daß Mikrowellenenergie durch Signale (von 50, 52, 54 und 56) betreffender unterschiedlicher relativer niedriger Frequenzen und mit gleicher Amplitude moduliert sind, mit einem bordseitigen Mikrowellenempfänger (Fig.3), mit einer Einrichtung (72, 74, 76, 78) zur Demodulation der empfangenen Signae, welche eine Frequenzunterscheidung zwischen den demodulierten Signalen durchführen, sowie durch die Amplitude der demodulierten Signale die empfangenen relativen Bündelenergien anzeigen und dadurch die relative Positionsabweichung des Flugzeugs von dem Gleitweg, welcher Sender (Fig. 2) einen Mikrowellensender (10) enthält, eine Richtantenne mit getrennten abstrahlenden Elementen (24A, 26A, 34A, 36A), sowie Einrichtungen (14, 22, 30) zur Unterteilung der Energie von dem Mikrowellensender und zur Zufuhr von Energie mit im wesentlichen gleichen Anteilen an jedes der abstrahlenden Elemente, welche Unterteilungs- und Zuführeinrichtung getrennte Wellenleiter (24, 24B, 26, 26B, 34, 34B, 36, 36B) enthält, die jeweils ein Element (24D, 26D, 34D, 36D) mit veränderlicher Impedanz aufweisen, die darin zur Modulation der Mikrowellenenergie angeordnet sind, welche dadurch zu dem zugeordneten abstahlenden Element entsprechend den Impedanzänderungen der Elemente mit veränderlicher Impedanz zugeleitet werden, sowie mit einer Einrichtung (50, 52, 54, 56) zur Zufuhr von Signalen zur Änderung der Impedanz dieser Elemente, welche Signale jeweils unterschiedliche relativ niedrige Frequenzen und praktisch gleiche Amplituden aufweisen.

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2. Landeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne ein konkaver parabolförmiger Reflektor (42) ist, dem die abstrahlenden Elemente (24A, 26A, 34A, 36A) zugeordnet und gegen den Reflektor von betreffenden Stellen gerichtet sind, die symmetrisch um die Achse des Reflektors angrenzend an dessen Brennpunkt gruppiert sind, um dadurch die betreffenden Richtbündel zu erzeugen, daß eine Einrichtung (42A, 42D, 60, 62) zur Überwachung der Bündel vorgesehen ist, die ein Mikrowellenübertragungselement (42A) enthält, das in dem Scheitel des Reflektors vorgesehen ist, um Energie in praktisch gleichen Anteilen von den Emissionen der abstrahlenden Elemente zu entnehmen, und daß >,eine Einrichtung (42D, 60, 62) mit dem Übertragungselement verbunden ist, um die davon empfangene Energie zu demödulieren und die relativen Amplituden der Modulationssignale anzuzeigen.
3. Landeanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich· net , daß das Mikrowellenübertragungselement ein Schlitz (42A) in dem Scheitel des Reflektors ist.
4. Landeanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Antenne einen parabolförmigen Reflektor (42) und zugeordnete abstrahlende Elemente (24A, 26A, 34A, 36A) enthält, die gegen den Reflektor an betreffenden Stellen gerichtet sind, die symmetrisch um die Achse des Reflektors angrenzend an dessen Brennpunkt gruppiert sind, um dadurch die betreffenden Richtbündel zu erzeugen, und daß die abstrahlenden Elemente rechteckförmige Wellenleiterenden (Fig. 4) mit schmalen, in einer gemeinsamen Querebene endenden Wänden aufweisen, deren breite Wände sich im wesentlichen gleich über die Ebene symmetrisch und konvergierend erstrecken.
5. Landeanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorragenden Enden (Wb₃, Wb,) der Wellenleiter sich über die Ebene hinaus relativ zueinander erweitern.

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6. Landeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

z e i c h ne t , daß sich die getrennten Wellenleitereinrichtungen zu dem zugeordneten abstrahlenden Element und zu dem Element mit veränderlicher Impedanz verzweigen, daß der Zweig, der das Element mit veränderlicher Impedanz enthält, mit einem Hohlraumresonator (24C, 26C, 34C, 36C) in Verbindung steht, indem das Element mit veränderlicher Impedanz an einer Stelle angeordnet ist, die etwa einem ganzzahligen Vielfachen einer halben Wellenlänge des betreffenden Wellenleiterabschnitts entspricht.
7. Landeanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Element mit veränderlicher Impedanz eine Festkörpereinrichtung (24D, 26D, 34D, 36D) ist, die derart angeschlossen ,sind, daß durch diese ein Strom geleitet wird, um die elektrische Impedanz davon zu ändern.
8. Instrumenten-Landeanlage nach Anspruch 1, gekennzeich net durch sich überlappende Strahlungskeulen, durch eine gemeinsame Energiequelle im cm-Wellenbereich, durch zwei abstrahlende Elemente (34A, 36A), die mit etwa gleicher Energie von der Energiequelle erregt werden, durch eine diesen abstrahlenden Elementen zugeordnete Einrichtung (42) zur Erzeugung von Strahlungskeulen, durch eine Einrichtung mit getrennten Elementen (34B, 36B) in den betreffenden Verbindungen zwischen der Energiequelle und den abstrahlenden Elementen, und durch eine Einrichtung (54, 56) zur Zufuhr von eine - impedanz ändernden Modulationssignalen mit unterschiedlichen relativ niedrigen Frequenzen zu den Elementen und mit praktisch gleichen Amplituden, um die Amplitudenhüllkurven bei den betreffenden Modulationsfrequenzen zu ändern, die von den abstrahlenden Elementen emittiert wurden.

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