DE2439117C3 - Doppler- VHF-Drehfunkfeuer - Google Patents
Doppler- VHF-DrehfunkfeuerInfo
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- G01S—RADIO 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
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- G01S1/02—Beacons 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
- G01S1/08—Systems for determining direction or position line
- G01S1/38—Systems for determining direction or position line using comparison of [1] the phase of the envelope of the change of frequency, due to Doppler effect, of the signal transmitted by an antenna moving, or appearing to move, in a cyclic path with [2] the phase of a reference signal, the frequency of this reference signal being synchronised with that of the cyclic movement, or apparent cyclic movement, of the antenna
- G01S1/40—Systems for determining direction or position line using comparison of [1] the phase of the envelope of the change of frequency, due to Doppler effect, of the signal transmitted by an antenna moving, or appearing to move, in a cyclic path with [2] the phase of a reference signal, the frequency of this reference signal being synchronised with that of the cyclic movement, or apparent cyclic movement, of the antenna the apparent movement of the antenna being produced by cyclic sequential energisation of fixed antennas
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Description
Die Erfindung betrifft ein Doppler-VHF-Drehfunkfeuer mit einer zentralen Antenne, mehreren rundstrahlenden
Antennen, die auf dem Umfang eines Kreises, dessen Mittelpunkt die zentrale Antenne bildet,
•ngeordnet sind, Mitteln zum Ausstrahlen einer mit einer Referenzwelle modulierten Trägerwelle von der
zentralen Antenne, Mitteln zum Ausstrahlen wenigstens eines Seitenbandes der mit einem Zwischenträger
modulierten Trägerwelle von wenigstens einer der auf dem Kreisumfang angeordneten Antennen (Seitenbandtntennen)
und Mitteln zur Kommutierung der Seitenbandausstrahlung um den Antennenring auf dem
Kreisumfang zur Simulation einer rotierenden Strahlungsquelle.
Ein Doppler-VHF-Drehfunkfeuer mit äußerst hoher Frequenz wird dazu verwendet, um Flugzeuge, welche
mit einem entsprechenden Empfänger ausgestattet sind, mit Funksignalen /u versorgen, die Peilinformationen
enthalten. Das Döppler^VHF^Drehfunkfeuersyslem ist
in einer Arbeit »Doppler V1HiFf Omnirange Beacons«
von B, R. Johnson und J.G.N.Lee in Proc. IREE. (Aust)
Juni 1973, beschrieben.
Es ist bei einem Doppler-VHF-Drehfunkfeuer der eingangs genannten Art bekannt, die Seitenbandiei*
stung von Antennen mit niedrigem Antennengewinn, beispielsweise von Alford-Schleifenantennen abzustrahlen
(»SEL-Nachrichten«, 1968, Heft 2, S. 49-51).
Das im Raum empfangene kombinierte Signal ist ein Trägersignal, das mit einem Bezugssignal amplitudenmoduliert
ist, ferner ein Zwischenträger, eine Identifizierung bzw. Kennung und manchmal auch Sprache.
Der Zwischenträger hat in einem typischen System 9960 Hz und das Referenzsignal und der Zwischenträger
sind beide 30% moduliert. Der Ring hat etwa 13,4 m
im Durchmesser, was ±480 Hz Frequenz Abweichung des Zwischenträgers bei 30 Hz hervorruft. Die Peilung
zum Drehfunkfeuer wird durch Messung der Phasendifferenz
zwischen den 30 Hz Amplitudenmodulation und den 30 Hz Frequenzmodulation des Zwischenträgers
ermittelt. In dem soeben beschriebenen System mit einer Trägerleistung von 100 W beträgt die Leistung in
jedem Seitenband 0.152 χ 100 W, das bedeutet 2,25 W.
Um eine Erhöhung der beim Empfänger zur Wirkung kommenden Energie zu erreichen, könnte man daran
denken, die Senderleistung zu erhöhen. Dies brächte jedoch den Nachteil eines erhöhten Primärenergieeigenbedarfes
und erhöhten Wärmeverbrauchs mit sich. Eine andere Lösung bestünde in der Erhöhung des
Antennengewinnes aller Antennen in gleichmäßiger Art und Weise, was jedoch einen erhöhten Aufwand auf der
Antennenseite zur Folge hätte.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Doppler-VHF-Drehfunkfeuer der eingangs genannten Art zu schaffen,
weiche beim Empfänger eine höhere Energie zur Wirkung bringt, ohne daß hierzu ein wesentlich höherer
Aufwand an Primärenergie und/oder an Antennen notwendig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Erhöhung der beim Empfänger zur Wirkung
gelangenden Energie die von den einzelnen auf dem Kreis angeordneten Seitenbandantennen abgestrahlte
Energie erhöht ist und daß die zentrale Antenne im Vergleich mit den einzelnen Seitenbandantennen in
einem bestimmten Winkelbereich über dem Horizont einen höheren Antennengewinn -.ufweist, derart, daß
das in der Leistung erhöhte Signal der Seitenbandantennen und das Signal der zentralen Antenne beim
Empfänger in diesem Winkelbereich das erwünschte Verhältnis aufweist.
Vorteilhafterweise kann die zentrale Antenne mehrere vertikal übereinander angeordnete Alford-Antennen
oder andere geeignete Antennenelemente mit einer rundstrahlenden horizontalen .Strahlungscharakteristik
aufweisen.
Der Vorteil bei der Antennenanordnung gemäß der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, daß lediglich
eine geringe Erhöhung der gesamten Senderleistung benötigt wird, um eine wesentliche Erhöhung der beim
Empfänger /ur Wirkung kommenden abgestrahlten Leistung /u erhalten Die Erhöhung der Seitenbandleistung
benötigt keine aufwendigen Sendervergrößerungen, da beispielsweise bei einer Leistungsverdoppelung
infolge der relativ geringen Seitenbandleistung zusätzlich
nur 2,5 W abgestrahlt werden.
Anhand der Figuren soll die Erfindung noch näher erläutert werden. Fs zeigt
F i g.1 eine schemätisehe Darstellung einer bekannten
Antennenanordnung eines Doppler^VHF^Drehfeuers und
Fig.2 vertikale polare Diagramme eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung.
In Fig, 1 ist ein Ring von rundstrahlenden Antennen
i (von denen lediglich nur einige dargestellt sind),
welche konzentrisch um eine zentrale Antenne 2 angeordnet sind, dargestellt. Diese zentrale Antenne
strahlt eine Trägerwelle, welche mit einer Referenzfrequenz moduliert ist, ein Stationserkennungssignal und,
falls erwünscht, ein Sprechsignal aus. Obere und untere Seitenbänder der Trägerwelle werden von zwei
diametral auf dem Ring sich gegenüberliegenden Antennen jeweils ausgestrahlt. Diese Antennen werden
von Antennenzuleitungen 3 und 4 entsprechend gespeist. Durch Schaltmittel wird die Seitenbandenergie
von einer Antenne zur anderen um den Ring herum kommutiert, wie das durch die strichlierten Pfeile
angedeutet ist. Aufgrund der !Commutation ist die
Wirkung auf einen Empfänger in einem Flugzeug die gleiche, als wenn eine Ausstrahlung von zwei Strahlungsquellen,
die um den Ring rotieren, erzeugt werden würde. Aufgrund des Doppler-Effektes bewirkt die
Rotation eine Frequenzmodulation der empfangenen Seitenbandstrahlung, wobei die Phase der Frequenzmodulation
relativ gegenüber der Phase des Referenzsignals, welches von der zentralen Antenne ausgestrahlt
wird, die Peilung des Flugzeuges vom Drehfunkfeuer anzeigt.
In F i g. 2 sind das vertikale polare Diagramm S, 5' der
simulierten umlaufenden Antenne und das der zentralen Antenne, welches mit 6,6' bezeichnet ist, gezeigt, wobei
beide Diagramme so gezeichnet sind, daß sie auf der Horizontalen gleiche Werte besitzen, wodurch das
erwünschte Verhältnis der beiden Strahlungsenergien angedeutet werden soll. Bei der Erfindung ist die
Strahlung der zentralen Antenne auf einen Bereich unterhalb eines bestimmten vertikalen Winkels konzentriert.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt dieser Winkel 35°, der durch die strichlierten Linien angedeutet
ist. In diesem Bereich trägt die von der zentralen Antenne ausgestrahlte Leistung die erwünschte Beziehung
zur erhöhten Leistung, weiche von den auf den Ringumfang angeordneten Antennen ausgestrahlt wird.
Die Erfindung ist im Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel erläutert, das em Zweiseitenband-Doppler-VHF-Drehfunkfeuer
ist. Natürlich kann die Erfindung auch bei einem Einseitenband- oder bei einem
Wechselseitenband-Doppler-VHF-P-ehfunkfeuer Verwendung
finden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Doppler-VHF-Drehfunkfeuer mit einer zentralen Antenne, mehreren rundstrahlenden Antennen,
die auf dem Umfang eines Kreises, dessen ^ Mittelpunkt die zentrale Antenne bildet, angeordnet
sind, Mitteln zum Ausstrahlen einer mit einer Referenzwelle modulierten Trägerwelle von der
zentralen Antenne, Mitteln zum Ausstrahlen wenigstens eines Seitenbandes der mit einem Zwischenträ- ">
ger modulierten Trägerwelle von wenigstens einer der auf dem Kreisumfang angeordneten Antennen
(Seitenbandantennen) und Mitteln zur Kommutierung der Seitenbandausstrahlung um den Antennenring
auf dem Kreisumfang zur Simulation einer n
rotierenden Strahlungsquelle, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erhöhung der beim Empfänger zur Wirkung gelangenden Energie die von den einzelnen auf dem Kreis angeordneten
Seitenbandantennen abgestrahlte Energie erhöht ist -'"
und daß d\s zentrale Antenne (2) im Vergleich mit
den einzelnen Seitenbandantennen (1) in einem bestimmten Winkelbereich Ober dem Horizont einen
höheren Antennengewinn aufweist, derart, daß das in der Leistung erhöhte Signal der Seitenbandanten- -'
nen (1) und das Signal der zentralen Antenne (2) beim Empfänger in diesem Winkelbereich das
erwünschte Verhältnis aufweist.
2. Drehfunkfeuer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Antenne (2) "'
vertikal übereinander angeordnete Antennenelemente aufweist
3. Drehtunkfeuer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß uie einzuölen Antennenelemente,
weiche die zemra'e Antenne (2) bilden, ''
Alford-Antennen sind.
4. Drehfunkfeuer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelbereich
über dem Horizont 35° beträgt.
Applications Claiming Priority (3)
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| AU67409/74A AU486176B2 (en) | 1973-08-16 | 1974-04-01 | Improvements in doppler vor beacons |
| US05/498,503 US3999187A (en) | 1973-08-16 | 1974-08-19 | Doppler VOR beacons |
Publications (3)
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| DE2439117C3 true DE2439117C3 (de) | 1979-01-04 |
Family
ID=27151568
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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-
1974
- 1974-04-01 AU AU67409/74A patent/AU486176B2/en not_active Expired
- 1974-06-04 GB GB2460574A patent/GB1416854A/en not_active Expired
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- 1974-08-19 US US05/498,503 patent/US3999187A/en not_active Expired - Lifetime
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