DE2645637C2

DE2645637C2 - Flugzeugempfänger für Mikrowellenlandesysteme

Info

Publication number: DE2645637C2
Application number: DE2645637A
Authority: DE
Inventors: Brendan Joseph Boca Raton Fla. Spratt
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1975-10-30
Filing date: 1976-10-08
Publication date: 1986-08-07
Also published as: GB1512867A; DE2645637A1; JPS5255492A; IT1068901B; US4021808A; FR2347691A1; FR2347691B1; JPS6131431B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Flugzeugempfänger für Mikrowellenlandesysteme, bei welchen von einer aiii Boden angeordneten Sendestation aus ein Hochfrequenzstrahl mit konstanter Winkelgeschwindigkeit zwischen vorgegebenen Extremwerten geschwenkt wird und die winkelmäßige Position des Flugzeugs in bezug auf die am Boden angeordneten Sendestation durch Signalanalyse des von der Sendestation empfangenen Hochfrequenzstrahls festlegbar ist, bestehend aus einem die Umhüllende des empfangenen Mikrowellensignals bildenden ZF-Verstärker, einer einen Schwellenwert in Form eines bestimmten Prozentsatzes des Spitzenwertes der Umhüllenden des Mikrowellensignals bildenden Schaltanordnung, ein die Umhüllende des Mikrowellensignals zeitlich verzögernder Verzögerungskreis sowie einem Schaltkreis, welcher anhand eines Vergleichs der zeitlich verzögernden Umhüllenden des Mikrowellensignals mit den anhand des Spitzenwertes festgelegten Schwellwerts abgeleitete Impulse bildet, deren Dauer dem Zeitintervall entspricht, während welchem die zeitlich verzögerte Umhüllende des Mikrowellensignals den festgelegten Schwellwert überschreitet.

Zur Bestimmung der Azimut- und/oder Elevationsposition von Flugzeugen während des Landevorgangs sind bereits Mikrowellenlandesysteme mit entsprechenden Sendern und Empfängern bekannt (siehe beispielsweise US-PS 32 02 994 und 38 18 478). In bezug auf die Auslegung der jeweiligen Sendestation besteht dabei die Möglichkeit, daß der ausgesandte Hochfrequenzstrahl zwischen zwei Extremwerten hin- und hergeschwenkt wird, in welchem Fall für die Festlegung der Position innerhalb des Flugzeugempfängers das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Empfangsimpulsen maßgeblich ist. Eine andere Möglichkeit besteht jedoch darin, daß ein Hochfrequenzstrahl nur in einer Richtung von einem Extremwert bis zu einem anderen Extremwert geschwenkt wird, wobei jedoch gleichzeitig die Frequenz eines Unterträgers des Hochfrequenzstrahls linear, vorzugsweise ansteigend, verändert wird. In diesem Fall kann dann innerhalb des Flugzeugs die jeweilige Position dadurch ermittelt werden, indem die mittlere Frequenz des Unterträgers des Hochfrequenzsignals zum Zeitpunkt des Signalempfangs bestimmt wird.

Im Hinblick auf eine genaue Positionsbestimmung ist bei den beiden angezeigten Möglichkeiten auf der Empfangsseite eine genaue Bestimmung des zeitlichen Eintreffens des von der Sendestation ausgesandten Hochfrequenzstrahls erforderlich, was jedoch insoweit Schwierigkeiten bereitet, weil die im Bereich der Sendestation zum Einsatz gelangenden Mikrowellenantennen erfahrungsgemäß eine

keulenförmige Richtcharakteristik haben, so daß der Zeitpunkt des Eintreffens des Hochfrequenzstrahls nicht genau festgelegt werden kann. Man behilft sich somit in der Regel damit, daß der Zeitpunkt des Auftretens des Maximalwertes des empfangenden Hochfrequenzstrahls bestimmt wird, was jedoch zu gewissen Fehlern führt, weil der mittlere Bereich der keulenförmigen Richtcharakteristik von Mikrowellenantennen relativ flach ausgebildet ist, ein genau definiertes Signalmaximum somit nicht auftritt.

Es ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Flugzeugämpfänger für Mikrowellenlandesysteme der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß auch unter Berücksichtigung der oben genannten Schwierigkeiten eine genaue winkeimäßige Bestimmung der Position des Flugzeugs in bezug auf eine am Boden angeordnete Sendestation möglich ist.

Diese Aufgabe wird entsprechend einer ersten Ausführungsform dadurch gelöst, daß bei Verwendung einer Sendestation bei welcher der ausgesandte Hochfrequenzstrahl zwischen den Extremwerten kontinuierlich hin- und hergeschwenkt wird, im Hinblick auf die Bestimmung des zeitlichen Abstandes der Mittelpunkte zweier aufeinanderfolgender algeleiteter Impulse ein zusätzlicher Taktgeber vorgesehen ist, welcher aufgrund seiner Auslegung während des Auftretens der abgeleiteten Impulse Taktsignale mit einer Impulsfrequenz vonfga und innerhalb des Zeitintervalls zwischen den beiden abgeleiteten Impulsen Taktsignale mit der doppelten Impulsfrequenz abgibt, und daß dem Taktgeber ein Zähler nachgeschaltet ist, welcher die von dem Taktgeber abgeleiteten Taktsignale zählt.

Bei dieser ersten Ausführungsform ergibt sich die Notwendigkeit, daß die Zeitpunkte des Auftretens der Maximalwerte zweier aufeinanderfolgender Empfangssignale bestimmt werden müssen. Da dies, wie erwähnt, nicht mit hoher Genauigkeit möglich ist, werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter Einsatz einer Schwellwertschaltung Impulse abgeleitet, deren ansteigende und abfallende Flanken durch den Schnitt der Umhüllenden des empfangenen Hochfrequenzsignals mit einem vorgegebenen Schwellwert festgelegt sind. Die Größe dieses Schwellwerts hängt jedoch wiederum von dem Maximalwert der Umhüllenden des empfangenen Signals ab, so daß ein entsprechender Verzögerungskreis erforderlich ist, um zuerst den Schwellwert festlegen zu können, der dann in der Folge mit der verzögerten Umhüllenden des Empfangssignals in Bezug gebracht wird. Im Hinblick auf die Tatsache jedoch, daß während des Betriebs des Flugzeugempfängers die Impulsdauer der abgeleiteten Impulse leicht variiert, wird dieses Zeitintervall zwischen den Mittelpunkten dieser abgeleiteten Impulse dadurch bestimmt, indem eine Zählung von Taktimpulsen mit Hilfe eines Zählers erfolgt, wobei der vorgeschaltete Taktgeber derart ausgelegt ist, daß die von ihm abgegebenen Taktsignale während der Dauer der abgeleiteten Impulse eine Impulsfrequenz ^von /iv2 besitzen, während innerhalb des Zeitraumes zwisehen zwei abgeleiteten Impulsen die abgegebenen Taktimpulse eine doppelte Impulsfrequenz /₀ aufweisen. Der innerhalb des Zählers gezählte Zählwert der Taktimpulse entspricht dabei in bezug auf die höhere Impulsfrequenz /₀ dem Zeitintervall t₂ zwischen den Mittelpunkten der abgeleiteten Impulse, so daß auf diese Weise eine sehr genaue Bestimmung der winkelmäßigen Position des Flugzeugempfängers in bezug auf die am Boden angeordnete Sendestation möglich ist.

Entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung kann eine sehr genaue Bestimmung der Position des Flugzeugempfängers in bezug auf die am Boden angeordnete Sendestation auch dadurch erreicht werden, daß bei Verwendung einer Sendestation, bei welcher die Frequenz eines Unterträgers des ausgesandten Hochfrequenzstrahls beim Verschwenken zwischen den beiden Extremwerten kontinuierlich und in linearer Weise verändert wird, im Hinblick auf die Bestimmung der n?ittleren Frequenz des Unterträgers des Mikrowellensignals innerhalb des durch den abgeleiteten Impuls festgelegten Zeitintervalls der Unterträger einerseits über ein UND-Glied einem Vollzykluszähler und andererseit über eine von dem abgeleiteten Impulssignal angesteuerte Gatterschaltung einem Zeitintervallzähler zuführbar ist, wobei das Ausgangssignal der Gatterschaltung zusätzlich an den zweiten Eingang des UND-Gatters gelegt ist, und daß die Ausgangssignale der beiden Zähler einer Teilerstufe zugeleitet sind, in welcher durch Division der jeweiligen Zählerwerte die mittlere Frequenz des Unterträgers innerhalb des dem abgeleiteten Impuls entsprechenden Zeitintervalls bestimmbar ist.

Bei dieser abgewandelten Ausführungsform muß zur Festlegung der winkelmäßigen Position des Flugzeugs in bezug auf eine stationäre Sendestation eine genaue Bestimmung der mittleren Frequenz des Unterträgers innerhalb eines abgeleiteten Impulsintervalls vorgenommen werden, was jedoch aufgrund der Tatsache erschwert wird, daß sich die Frequenz dieses Unterträgers kontinuierlich verändert. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann diese Schwierigkeit jedoch dadurch eliminiert werden, indem die Anzahl der Nulldurchgänge des empfangenen Unterträgers innerhalb des Zeitintervalls des abgeleiteten Impulses mit Hilfe eines ersten Zählers gezählt wird, während gleichzeitig eine zeitliche Bestimmung der Dauer dieses abgeleiteten Impulses unter Einsatz eines zweiten Zählers vorgenommen wird. Mit Hilfe einer vorgesehenen Teilerstufe kann dann durch Division der Zählerstände dieser beiden Zähler eine genaue Bestimmung der mittleren Frequenz des Unterträgers innerhalb des durch den abgeleiteten Impuls festgelegten Zeitintervalls vorgenommen werden, was ebenfalls eine genaue winkelmäßige Bestimmung der Position des Flugzeugs in bezug auf die Bodenstation erlaubt.

Die beiden oben beschriebenen Ausführungsformen gestatten eine genaue Bestimmung der winkelmäßigen Position eines Flugzeugs in bezug auf eine stationäre Sendestation, von welcher aus ein Hochfrequenzstrahl zwischen zwei extremen Winkellagen mit konstanter Winkelgeschwindigkeit verschwenkt wird. Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß das sendeseitige Verschwenken eines Hochfrequenzstrahls auf der Empfangsseite eine genaue Bestimmung des zeitlichen Eintreffens dieses Hochfrequenzstrahles erforderlich macht - was jedoch wegen der keulenförmigen Richtcharakteristik von Mikrowellensendestationen und dem dadurch bedingten ungenau definierten Signalmaximum zu Schwierigkeiten führt -, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit abgeleiteten Impulssignalen variabler Impulsdauer gearbeitet, welche bei den beiden Ausführungsformen in unterschiedlicher Weise ausgewertet werden.

Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines von einer feststehenden Bodenstation ausgesandten Abtaststrahls gemäß einer ersten Ausführungsvariante zur Bestimmung der Azimut-Position eines mit einem entsprechenden Flugzeugempfanger versehenen Flugzeugs,

Fig. 2 ein Schematisches Blockdiagramm eines Flugzeugempfängers, so wie er für die Bestimmung der Azimut-Position eines Flugzeugs verwendbar ist,

Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm einer Schal-

tungsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 ein schematisches Diagramm mit zeitlichen Kurvenverläufen zur Erläuterung der Funktionsweise der Schaltungsanordnung von Fig. 3,

Fi g. 5 eine schematische Ansicht eines von einer Bodenstation ausgesandten Abtaststrahls gemäß einer zweiten Ausfuhrungsvariante zur Bestimmung der Azimut-Position eines mit einem entsprechenden Flugzeugempfänger versehenen Flugzeugs,

Fig. 6 ein schematisches Blockdiagramm einer Schaltungsanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 7 schematische Darstellungen von zeitabhängigen Kurvenverläufen zur Erläuterung der Funktionsweise der Schaltungsanordnung von Fig. 6.

Fig. 1 zeigt eine feststehende Bodenstation 67, von welcher aus ein Abtaststrahl 72 mit einer keulenförmigen Richtcharakteristik in den freien Raum ausgesandt wird. Dieser Abtaststrahl 72 wird dabei zwischen zwei Extremwerten 68 und 70 mit konstanter Winkelgeschwindigkeit hin- und hergeschwenkt, wobei ein innerhalb eines Flugzeugs befindlicher Flugzeugempfänger 74 zum Ansprechen gebracht wird. Während jedes Hin- und Herschwenkvorgangs des Abtaststrahles 72 wird dabei der Flugzeugempfänger 74 zweimal überstrichen, wobei der zeitliche Abstand der in dem Flugzeugempfänger 74 empfangenen Signale ein Maß für die jeweilige Azimut-Position des Flugzeugs in bezug auf die feststehende Bodenstation 67 darstellt.

Gemäß Fig. 2 ist der innerhalb des Flugzeugs angeordnete Flugzeugempfänger 74 mit einer Antenne 24 versehen, von welcher der Abtaststrahl 72 beim Überstreichen empfangen wird. Das Ausgangssignal dieser Antenne 24 wird über einen Eingangskreis 26 einem ZF-Verstärker 28 zugeführt, welcher ein logarithmisches Videosignal bildet, das einer Detektorschaltng 20 zugeleitet wird. Innerhalb dieser Detektorschaltung 20 wird dieses logarithmische Videosignal über ein Tiefpaßfilter 30, ein Nachlaufgatter 32 und einen Spitzendetektor 34 einer Summierschaltung 36 zugeführt.

Das vorgesehene Nachlaufgatter 32 wird dabei nur während bestimmter Zeitintervalle geöffnet, zu welchem erwartungsgemäß am Flugzeugempfänger Signale auftreten können, wodurch verhindert wird, daß Störsignale, beispielsweise Mehrfachreflexionssignale, zur Verarbeitung gelangen. Der Spitzendetektor 34 hingegen dient der Erfassung und Speicherung des jeweiligen Spitzenwertes des von dem Flugzeugempfänger empfangenen Signals. Innerhalb der Summierschaltung 36 wird schließlich das zugeführte Signal mit einem Schwellwertsignal summiert, welches von einem Pegeleinstellkreis 37 zugeleitet wird. Dieser Pegeleinstellkreis 37 ist dabei derart ausgelegt, daß von dem Abtaststrahl 72 jeweils jene Punkte erfaßt werden, welche in bezug auf den maximalen Wert des Abstast-Strahles 72 4 dB abfallen.

Das von dem Nachlaufgatter 32 abgegebene Signal wird ebenfalls einem Verzögerungskreis 38 zugeleitet, welcher in Form eines analogen Schieberegisters des «bucket brigade»-Typs ausgebildet ist. Dieser Verzögerungskreis 38 weist dabei 185 MOS FET-Stufen auf, welche auf einem einzigen Halbleiterplättchen angeordnet sind. In der Art eines digitalen Schieberegisters werden diesem Verzögerungskreis 38 Taktimpulse zugeführt, die von einer Taktsignalquelle 45 abgegeben werden. Auf diese Weise werden vorhandene Ladungsträger durch die einzelnen Stufen der in Reihe angeordneten MOS-Speicherzellen hindurchgeleitet und am Ende einem Ausgangsverstärker zugeführt, so daß auf diese Weise eine zeitliche Verzögerung des übertragenen Signals unter Einhaltung eines hohen Signalrauschverhältnisses zustande kommt.

Das von dem Verzögerungskreis 38 abgegebene Signal wird über ein Tiefpaßfilter 40 einem Schwellwertkreis 42 zugeführt. Das betreffende Tiefpaßfilter 40 ergibt dabei in Kombination mit dem bereitsw erwähnten Tiefpaßfilter 30 ein Gesamtansprechverhalten eines Butterworth-Filters, wobei die durch die Taktimpulse des Verzögerungskreises 38 erzeugten Störsignale eliminiert werden können. Innerhalb des Schwellwertkreises 42 wird hingegen in Abhängigkeit des von der Summierschaltung 36 abgegebenen Signals der jeweilige Schwellwert der Umhüllenden des von dem Flugzeugempfänger empfangenen Signals gebildet.

Entsprechend Fig. 4 wird gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung das von dem Schwellwertkreis 42 abgegebene Signal über einen Taktgeber 65 einem Zähler 66 zugeführt. Dieser Taktgeber 65 ist dabei derart ausgelegt, daß er zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ansprechintervallen des Schwellwertkreises 42 Taktsignale mit einer Frequenz/₀ abgibt, während er während der Ansprechintervalle der Schwellwertkreise 42 mit der halben Frequenz f_m arbeitet. Diese von dem Taktgeber 65 abgegebenen Impulse werden innerhalb des Zählers 66 gezählt, wobei der Zählwert dieses Zählers als Maß für den zeitlichen Abstand zwischen dem Auftreten zweier aufeinanderfolgender Empfangsignale herangezogen wird, woraus wiederum die Azimut-Position des jeweiligen Flugzeugs in bezug auf die feststehende Bodenstation 67 bestimmbar ist.

Die Funktionsweise des beschriebenen Flugzeugempfängers soll nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 4 näher erläutert werden: Durch das gemäß Fig. 1 mit gleichmäßiger Winkelgeschwindigkeit Hin- und Herschwenken des Abtaststrahls 72 zwischen den Extremwerten 68 und 70 werden innerhalbn des Flugzeugempfängers 74 während jedes Schwenkzyklusses des Abtaststrahls 72 zwei Signal-Einhüllende 76 und 78 gebildet, welche um das Zeitintervall ti zeitlich gegeneinander versetzt auftreten. Aufgrund der keulenförmigen Richtcharakteristik des in Fig. 1 dargestellten Abtaststrahls 72 sind jedoch die Signalmaximas der beiden Signal-Einhüllenden 76 und 78 nicht genau definiert, so daß das im Hinblick auf eine genaue Positionsbestimmung zu messende Zeitintervall tj allein durch Spitzendetektoren nicht exakt festlegbar ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird demzufolge der vorgesehene Schwellwertkreis 42 jeweils dann zum Ansprechen gebracht, sobald die gegenüber dem Signalmaximum einen Signalpegel von- 4 dB aufweisenden Punkte erreicht sind. Diese Zeitpunkte ergeben sich anhand der Schnittpunkte der beiden Signal-Einhüllenden 76 und 78 mit der gestrichelt dargestellten Schwellwertlinie 81. Durch das Ansprechen des Schwellwertkreises 42 werden auf diese Weise zwei Rechteckimpulse 80 und 82 gebildet, mit denen der in Fig. 3 dargestellte Taktgeber 65 derart angesteuert wird, daß er während der Dauer dieser Impulse 80, 82 Taktimpulse mit der Frequenz Z_0n abgibt, innerhalb des dazwischenliegenden Intervalls jedoch Taktimpulse mit der Frequenz/o bildet. Innerhalb des in Fig. 3 dargestellten Zählers 66 werden diese in Fig. 4 dargestellten Impulse gezählt, wobei der ermittelte Zählwert ein genaues Maß für den zeitlichen Abstand t₂ zwischen den Signalmaximas der beiden Signalumhüllenden 76 und 78 ist. Aus diesem Zählwert kann demzufolge die Azimut-Position des den jeweiligen Flugzeugempfänger 72 tragenden Flugzeuges in bezug auf die feststehende Bodenstation 67 genau ermittelt werden.

Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsvariante, welche die Ermittlung der Azimut-Position eines Flugzeugs in

bezug auf cine feststehende Bodenstation 84 erlaubt.

In diesem Fall wird von der feststehenden Bodenstation 84 aus ein elektromagnetischer Abtaststrahl 86 mit einer keulenförmigen Richtcharakteristik ausgestrahlt, wobei dieser Abtaststrahl 86 jeweils von einem Extremwert 88 in Richtung eines anderen Extremwertes 90 mit gleichmäßiger Winkelgeschwindigkeit verschwenkt wird. Während dieser gleichmäßigen Verschwenkung des Abtaststrahls 86 wird eine Unterträgerfrequenz dieses Abtaststrahls 86 gleichzeitig in linearer Weise, vorzugsweise linear ansteigend, verändert. Falls nun ein Flugzeug in dem Bereich zwischen den beiden Extremwerten 88 und 90 gelangt, wird ein innerhalb des Flugzeugs angeordneter Flugzeugempfänger 85 mit Hilfe des Abtaststrahls 86 zum Ansprechen gebracht, wobei die Frequenz des Unterträgers dieses Abtaststrahls 86 Rückschlüsse zuläßt, welche azimutale Position der jeweilige Flugzeugempfänger 85 in bezug auf die feststehende Bodenstation 84 einnimmt.

Um bei Vorhandensein einer einen derartigen Abtaststrahl 86 ausstrahlenden Bodenstation 84 eine Bestimmung der Azimut-Position durchführen zu können, muß der vorgesehene Flugzeugempfänger 85 entsprechend Fig. 2 mit zusätzlichen Schaltkreisen versehen sein, welche im folgenden beschrieben werden sollen. In diesem Fall wird von dem ZF-Verstärker 28 ein Signal abgeleitet, welches über einen Begrenzungskreis 50 einem eine Demodulation durchführenden Diskriminator 52 zugeführt wird. Dieser Diskriminator 52 ist dabei mit einer Rauschsperre versehen, wobei die Größe der Rauschsperre versehen, wobei die Größe der Rauschsperre mit Hilfe eines Potentiometers 54 eingestellt werden kann. Der mit Hilfe des Diskriminators 52 gebildete Unterträger wird einer nicht dargestellten Dekodierschaltung zugeführt, mit welcher festgestellt werden kann, ob das von der Antenne 24 empfangene Signal zeitlich oder in bezug auf die Frequenz des Unterträgers ausgewertet werden muß. Das von dem Diskriminator 52 abgeleitete Signal wird fernerhin einem Detektor 22 zugeleitet, innerhalb welchem der abgeleitete Unterträger über ein Bandpaßfilter 56 und einen Nulldurchgang-Detektor 58 einem Verzögerungskreis 60 zugeleitet wird. Dieser Verzögerungskreis 60 gibt dabei ein Ausgangsignal ab, welches den Nulldurchgängen des winkelkodierten verzögerten Unterträgers entspricht, wobei ein Verzögerungswert auftritt, welcher identisch dem Wert der Strahleinhüllenden ist.

Um bei dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung eine exakte Bestimmung des Mittelwerts der Frequenz des Unterträgers zum Zeitpunkt des Auftretens des Signalmaximums durchführen zu können, wird das von dem Verzögerungskreis 60 abgegebene Signal gemäß der Erfindung einer in Fig. 6 dargestellten Schaltanordnung zugeführt, welche mit einer Präzisionsnachlaufgatterschaltung 96 versehen ist. Diese Nachlaufgatterschaltung 96 ist derart ausgebildet, daß beim Auftreten des ersten Nulldurchgangs in der positiven Richtung des Unterträgers eine Durchschaltung erfolgt, während nach dem Auftreten des ersten Nulldurchgangs in der negativen Richtung des Unterträgers erneut eine Sperrung vorgenommen wird. Mit Hilfe dieser Nachlaufgatterschaltung 96 wird ein UND-Glied 100 angesteuert, mit welchem die Anzahl der Nulldurchgänge des Unterträgers bzw. vorzugsweise die Anzahl der in positiver Richtung verlaufenden Nulldurchgänge des Unterträgers bestimmbar ist. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 100 wird einem Vollzykluszähler 102 zugeführt, welcher in Abhängigkeit eines vorgegebenen Zeitintervalls eine Zählung durchführt. Das von der Nachlauf gatterschaltung 96 abgegebene Signal wird fernerhin einem Zeitintervallzähler 98 zugeleitet, dessen Ausgangssignal zusammen mit dem Ausgangssignal des Vollzykluszählers einer Teilerstufe 104 zugeleitet wird. Mit Hilfe dieser Teilerstufe 104 kann die mittlere Frequenz des Unterträgers während eines vorgegebenen Zeitintervalls bestimmt werden, was wiederum ein Maß für die festzustellende Azimut-Position des Flugzeugempfängers 85 in bezug auf die feststehende Bodenstation 84 ist.

Die Funktionsweise der in Fig. 6 beschriebenen Schaltungsanordnung soll nunmehr anhand von Fig. 7 näher erläutert werden: Beim Verschwenken des Abtaststrahls 86 wird der innerhalb eines Flugzeugs angeordnete Flugzeugempfänger 85 zum Ansprechen gebracht, wobei die in Fig. 5 dargestellte Signaleinhüllende 91 gebildet wird. Das von dem Flugzeugempfänger 85 empfangene Signal besitzt dabei einen Unterträger, dessen Frequenz linear mit der Zeit zunimmt, wobei es im Hinblick auf eine genaue Bestimmung der Azimut-Position des Flugzeugempfängers 85 in bezug auf die feststehende Bodenstation 84 erforderlich ist, daß die linear sich verändernde Frequenz des Unterträgers zum Zeitpunkt des Auftretens des Maximums der Signal-Umhüllenden 91 bestimmt wird.

Mit Hilfe des in Fig. 2 dargestellten Schwellwertkreises 42 und der daran angeschlossenen Einheiten werden auch in diesem Fall jene Punkte festgelegt, bei welchen die Signal-Umhüllende 91 gegenüber dem Signalmaximum um 4 dB abgesunken ist. Diese Zeitpunkte ergeben sich an den Kreuzungsstellen der Signal-Umhüllenden 91 mit dem als gerade Linie dargestellten Schwellwert. Durch das Ansprechen des Schwellwertkreises 42 wird dabei ein in Fig. 7 dargestellter Rechteckimpuls 92 gebildet, welcher der Nachlaufgatterschaltung 96 von Fig. 6 zugeleitet wird. Mit Hilfe dieser Nachlaufgatterschaltung 96 und dem daran angeschlossenen UND-Gatter 100 werden die einzelnen Nulldurchgänge des in Fig. 7 dargestellten Unterträgers 93 gezählt, während mit Hilfe des Zeitintervall-Vollzählers 98 das zur Auswertung gelangende Zeitintervall 94 genau festgelegt wird. Unter Einsatz der vorgesehenen Teilerstufe 104 kann somit die mittlere Frequenz des Unterträgers 93 innerhalb des Zeitintervalls 92 bzw. 94 genau festgelegt werden, woraus wiederum die genaue Information zur Festlegung der Azimut-Position des den Flugzeugempfängers 85 tragenden Flugzeugs in Bezug auf die feststehende Bodenstation 84 abgeleitet werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flugzeugempfänger für Mikrowellenlandesysteme, bei welchen von einer am Boden angeordneten S Sendestation aus ein Hochfrequenzstrahl mit konstanter Winkelgeschwindigkeit zwischen vorgegebenen Extremwerten geschwenkt wird und die winkelmäßige Position des Flugzeugs in bezug auf die am Boden angeordnete Sendestation durch Signalanalyse des von der Sendestation empfangenen Hochfrequenzstrahls festlegbar ist, bestehend aus einem die Umhüllende des empfangenen Mikrowellensignals bildenden ZF-Verstärker (28), einer einen Schwellenwert in Form eines bestimmten Prozentsatzes des Spitzenwertes der Umhüllenden des Mikrowellensignals bildenden Schaltanordnung (34, 36), ein die Umhüllende des Mikrowellensignals zeitlich verzögernder Verzögerungskreis (38) sowie einem Schaltkreis (42), welcher anhand eines Vergleichs der zeitlich verzögernden Umhüllenden des Mikrowellensignals mit dem anhand des Spitzenwertes festgelegten Schwellwerts abgeleitetete Impulse bildet, deren Dauer dem Zeitintervall entspricht, während welchem die zeitlich verzögerte Umhüllende des Mikrowellensignals den festgelegten Schwellwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Sendestation, bei welcher der ausgesandte Hochfrequenzstrahl zwischen den Extremwerten kontinuierlich hin- und hergeschwenkt wird, im Hinblick auf die Bestimmung des zeitlichen Abstandes (r₂) der Mittelpunkte zweier aufeinanderfolgender abgeleiteter Impulse (80, 82) ein zusätzlicher Taktgeber (6S) vorgesehen ist, welcher aufgrund seiner Auslegung während des Auftretens der abgeleiteten Impulse (80,82) Taktsignale mit einer Impulsfrequenz von fan und innerhalb des Zeitintervalls zwischen den beiden abgeleiteten Impulsen (80, 82) Taktsignale mit der doppelten impulsfrequenz (f₀) abgibt, und daß dem Taktgeber (65) ein Zähler (66) nachgeschaltet ist, welcher die von dem Taktgeber (65) abgeleiteten Taktsignale zählt.

2. Flugzeugempfänger für Mikrowellenlandesysteme, bei welchen von einer am Boden angeordneten Sendestation aus ein Hochfrequenzstrahl mit konstanter Winkelgeschwindigkeit zwischen vorgegebenen Extremwerten geschwenkt wird, und die winkelmäßige Position des Flugzeugs in bezug auf die am Boden angeordnete Sendestation durch Signalanalyse des von der Sendestation empfangenen Hochfrequenzstrahles festlegbar ist, bestehend aus einem die Umhüllende des empfangenen Mikrowellensignals bildenden ZF-Verstärker (28), einer einen Schwellwert in Form eines bestimmten Prozentsatzes des Spitzenwertes der Umhüllenden des Mikrowellensignals bildenden Schaltanordnung (34, 36), einem die Umhüllende des Mikrowellensignals zeitlich verzögernden Verzögerungskreis (38) sowie einem Schaltkreis (42), welcher anhand eines Vergleichs der zeitlich verzögernden Umhüllenden des Mikrowellensignals mit dem anhand des Spitzenwertes festgelegten Schwellwert abgeleitete Impulse bildet, deren Dauer dem Zeitintervall entspricht, während welchem die zeitlich verzögerte Umhüllende des Mikrowellensignals den festgelegten Schwellwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Sendestation, bei welcher die Frequenz eines Unterträgers des ausgesandten Hochfrequenzstrahls beim Verschwenken zwischen den beiden Extremwerten kontinuierlich und in linearer Weise verändert wird, im Hinblick auf die Bestimmung der mittleren Frequenz des Unterträgers des Mikrowellensignals innerhalb des durch den abgeleiteten Impuls festgelegten Zeitintervalls der Unterträger (93) einerseits über ein UND-Glied (100) einem Vollzykluszähler (102) und andererseits über eine von dem abgeleiteten Impulssignal (92) angesteuerte Gatterschaltung (96) einem Zeitintervallzähler (98) zuführbar ist, wobei das Ausgangssigna! der Gatterschaltung (96) zusätzlich an den zweiten Eingang des UND-Gatters (100) gelegt ist, und daß die Ausgangssignale der beiden Zähler (102, 98) einer Teilerstufe (104) zugeleitet sind, in welcher durch Division der jeweiligen Zählerwerte die mittlere Frequenz des Unterträgers (93) innerhalb des dem abgeleiteten Impuls (92) entsprechenden Zeitintervalls bestimmbar ist.