DE2553867C2 - Bodenstation für das DME-gestützte Landesystem (DLS) - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Bodenstation für das DME-gestützte Landesystem (DLS) mit mehreren Empfangszweigen, je bestehend aus Antenne, Kabel, « Empfänger und Meßeinrichtung und einem gemeinsamen, den Meßeinrichtungen nachgeschalteten Rechner zur Bestimmung von Azimut und Elevation eines empfangenen Signals, bei der in größeren Zeitabständen mit Hilfe eines von einem Impulsgenerator abgenommenen Prüfsignals die Phasen- und Amplitudenabweichung der einzelnen Empfangszweige gemessen und die dabei gewonnenen Werte zur Korrektur der eigentlichen Meßwerte verwendet werden.

Das DME-gestützte Landesystems (DLS) ist in der Zeitschrift »Elektrisches Naefcrichtenwesen«, Bd. 50 (1975), Nr. 1, S. 37 bis 43, beschrieben. Da bei diesem System der Einfallswinkel des Signals aufgrund der Phasenlage und Amplitude der HF-Spannung an den einzelnen Antennen gemessen wird, kommt es sehr w> darauf an, daß die Empfangszweige, bestehend aus Antenne, Kabel, Empfänger und Meßeinrichtung, eine immer gleiche Phasenverschiebung und den gleichen Verstärkungsfaktor aufweisen. Dabei ist zu bemerken, daß die empfangenen Signale einen Dynamikbereich t>5 von etwa 9OdB aufweisen und in nicht vorher bestimmbaren Zeitabständen auftreten. Es hat sich nun gezeigt, daß insbesondere die Verstärker der Empfänger nicht nur bei wechselnden Temperaturen und mit ihrer Alterung eine jeweils verschiedene Phasenverschiebung und einen anderen Verstärkungsfaktor erzeugen, sondern daß auch bei den verschiedenen A.mijplitudenwerten der empfangenen Signale verschiedene Phasenverschiebungen und Verstärkungsfaktoren in den Verstärkern auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für das DLS eine Bodenstation anzugeben, die es trotz der sehr unterschiedlichen empfangenen Signale erlaubt, die jeweilige verschiedene Phasenverschiebung und Verstärkung in den Empfangszweigen im Meßergebnis nicht wirksam werden zu lassen.

Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst. Weiterbildungen können den Unteransprüchen entnommen werden.

Mit der erfindungsgemäßen Bodenstation wird erreicht, daß exakte Messungen der empfangenen Signale durchgeführt werden können, obwohl die Verstärker der Empfänger mit den beschriebenen Fehlern behaftet sind. Durch die zyklisch wiederholte Einspeisung des Prüfsignals werden auch sich langsam ändernde Fehler ausgeglichen, so daß insgesamt der Aufwand für die Verstärker in erträglichen und realisierbaren Grenzen bleibt.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung für ein Ausführungsbeispiel näher erläutert, deren einzige Figur ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Bodenstation des DME-gestützten Landesystems darstellt.

In der Figur sind mit la bis in die kreisförmig oder linear angeordneten Antennen bezeichnet. Die Anzahl der Antennen 1 ist je nach gewünschter Genauigkeit und anderen Bedingungen verschieden. Jeder Antenne la bis In ist je ein Empfänger 2a bis 2n mit einem Verstärker nachgeschaltet. Im Empfangszweig ist weiterhin eine nicht dargestellte Meßeinrichtung vorhanden. Durch einen Rechner 3 werden Azimut oder Elevation des empfangenen Signals und damit des abfragenden Flugzeuges bestimmt. Außerdem ist noch ein nicht gezeigter DM Ε-Transponder vorhanden.

Zum Ausmessen des Amplituden- und Phasenfehlers jedes Antennen-Empfänger-Zweiges ist ein Impulsgenerator 5 vorhanden, der Prüfsignale mit bekannten und definierten Amplituden und Phasenlagen abgibt. Die Prüfsignale gelangen über ein in Stufen einstellbares Dämpfungsglied 6 auf die Antennen la bis In. Bei einer kreisförmigen Anordnung der Antennen 1 geschieht dies durch die Aussendung der Prüfsignale von einer im Zentrum angeordneten Hilfsantenne. Bei einer linearen Anordnung der Antennen 1 wird ein Verteilernetz 7 verwendet, das die Prüfsignale in jede einzelne Antenne la bis in einspeist. Hierdurch ist gewährleistet, daß die Prüfsignale den gleichen Weg nehmen wie die empfangenen Signale.

Von einer Steuereinheit 4 innerhalb der DLS-Bodenstation wird die Aussendung der Prüfsignale veranlaßt, und der Rechner 3 errechnet aus den resultierenden Meßwerten und den bekannten Werten der Prüfsignale die genaue Verstärkung und Phasendrehung der einzelnen Antennen-Empfänger Zweige. Aus diesen Werten werden dann entsprechende Korrekturglieder gebildet und in einem Speicher des Rechners abgespeichert.

Die Steuereinheit 4 bewirkt über den Rechner 3, daß das Dämpfungsglied 6 durch jeden Ausgangsimpuls des Impulsgenerators 5 um eine Stufe verstellt wird. Auf diese Weise gewinnt man Korrekturglieder für jede Amplitudenstufe.

Es kann jetzt jedem beliebigen empfangenen Signal gemäß seinem Amplitudenwert im Rechner 3 das entsprechende Korrekturglied im Speicher aufgerufen und dem Meßwert hinzugefügt werden. Auf diese Weise werden die Verstärkungs- und Phasenfehler der Antennen-Empfänger-Zweige korrigiert, so daß zur Berechnung Werte, die den Phasen und Amplituden an den Antennen entsprechen, zur Verfügung stehen.

Werden Empfänger 2a bis 2n mit Verstärkern verwendet, bei denen der Verstärkungsbereich in Teilbereiche (z. B. 8) von beispielsweise 10 dB unterteilt ist und die entsprechend dem anliegenden Signal in den jeweiligen Bereich schalten, dann wird die Stufung der Amplituden der Prüfsignale durch das Dämpfungsglied 6 kleiner als die einzelnen Bereiche der Verstärker gewählt. Hierdurch wird erreicht, daß pro Verstärkungsbereich mindestens ein Korrekturglied sicher ermittelt werden kann, da bei ungünstigem Zusammenfallen von Prüfsignalpegel und Schiitgrenze eines Verstärkers dieser zwischen den anliegenden Bereiciien hin- und herschaltet und in diesem Fall die Bestimmung des Korrekturgliedes unsicher wird. Vorzugsweise beträgt die Stufung der Amplitude des Prüfsignals die halbe Breite der einzelnen Bereiche der Verstärker, also 5 dB. so daß bei 8 Verstärkungsbereichen das Dämpfungsglied 16 Stufen hat.

Um genaue Korrekturgliedern zu erhalten, werden die Prüfsignale mit jeder Amplitudenstufung mehrmals (z. B. 2mal) in die Antennen la bis in eingespeist. Aus den erhaltenen Meßwerten wird in einer Schaltungsan-Ordnung im Rechner 3 ein Mittelwert gebildet. Diese Mittelwerte sind die eigentlichen Korrekturglieder.

Der vorstehend beschriebene Ablauf der Bildung der Koi rekturglieder wird zyklisch wiederholt.

Es Kann vorkommen, daß ein empfangenes Signal mit dem Prüfsignal zusammentrifft, woraus ein falscher ,Meßwert entsteht. Aus diesem Grund ist im Rechner 3 vor der Schaltungsanordnung zur Mittelwertbildung eine Vergleichsschaltung vorhanden, die anhand von Toleranzkriterien derartige Störungen b/w. Überlagerungen ausblendet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

25 53 8ti7 Patentansprüche:

1. Bodenstation für das DME-gestützte Landesystem (DLS) mit mehreren Empfangszweigen, je bestehend aus Antenne. Kabel, Empfänger und Meßeinrichtung und einem gemeinsamen, den Meßeinrichtungen nachgeschalteten Rechner zur Bestimmung von Azimut und Elevation eines empfangenen Signals, bei der in größeren Zeitabständen mit Hilfe eines von einem Impulsgenerator abgenommenen Priifsignals die Phasen- und Amplitudenabweichung der einzelnen Empfangszweige gemessen und die dabei gewonnenen Werte zur Korrektur der eigentlichen Meßwerte verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfsignal aus einer Folge einzelner Piüfimpulse besteht, daß zwischen Signalgenerator (5) und die Empfangszweige (1, 2) ein stufenweis einstellbares Dämpfungsglied (6) geschaltet ist, dessen Ausgangsimpulse als Prüfimpulse verwendet werden, daß das Dämpfungsglied (6) nach einem oder mehreren Impuls(en) auf einen anderen Wert eingestellt wird und daß, wenn nacheinander mehrere Prüfimpulse gleicher Amplitude verwendet werden, zur Korrektür der eigentlichen Meßwerte die Mittelwerte der gemessenen Phasen- und Amplitudenabweichungen verwendet werden.

2. Bodenstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Empfänger (2) mit Verstärkern mit verschiedenen Verstärkungsbereichen, die entsprechend dem Ainplitudenwert eines empfangenen Signals automatisch ausgewählt werden, die Stufung der Amplitudenwerte des Priifsignals kleiner als die der Verstärkungsbereiche ist. J5

3. Bodenstation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufung der Amplitudenwerte den halben Verstärkungsbereichen entspricht.