DE2749406C2

DE2749406C2 - Bord- oder Bodenstation für ein Funknavigationssystem, insbesondere DME-System

Info

Publication number: DE2749406C2
Application number: DE2749406A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr.-Ing. 7000 Stuttgart Böhm; Günther Dipl.-Ing. 7015 Korntal Peuker
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1977-11-04
Filing date: 1977-11-04
Publication date: 1986-07-17
Also published as: IT1125352B; IT7829176A0; FR2408147A1; DE2749406A1; US4218679A; CA1131738A; FR2408147B1

Description

Lösung

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Patentanspruch t angegebenen Mitteln. Eine vorteilhafte Weiterbildung ist dem Anspruch 2 zu entnehmen.

Vorteile

Wegen des zunehmenden Luftverkehrs wird es immer wichtiger, mehr Informationen zwischen Bord und Boden zu übertragen. Dies wird durch die erfindungsgemäße Phasenmodulation ermöglicht Die zu übertragenden Informationen können beispielsweise Daten (Winkelwerte, Positionsdaten, Höhenwerte), Anweisungen an den Piloten oder Adressen sein. Die neue Phasenmodulation ist gegenüber Störungen, die durch Mehrwegausbreitungen verursacht werden, relativ unempfindlich.

Beschreibung

Die Erfindung vird anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert Es zeigt F i g. 1 ein Blockschaltbild einer neuen Bodenstation; F i g. 2 ein Diagramm mit dem Amplitudenverlauf der Impulse und dem Phasenverlauf ihrer HF-Trägerschwingung.

In dem Blockschaltbild der F i g. 1 sind auf der rechten Seite A die bekannten Teile einer DME-Antwortstation und auf der linken Seite Z? die neuen Teile angegeben.

Bei der bekannten DME-Antwortstation wird das DME-Abfragesignal von einer Antenne II empfangen und über einen Sende/Empfangsschalter 1 einem Empfänger 2 zugeführt Ein Entschlüssler 3 prüft, ob die empfangenen Impulse den vorgeschriebenen Abstand haben und leitet die Impulse bei positivem Ergebnis zu einer Verzögerungsleitung 4 weiter. Aus dem empfangenen Doppelimpuls wird der Zeitpunkt abgeleitet zu dem die Abstrahlung des Antwortsignals, das ebenfalls aus einem Doppelimpuls besteht, erfolgt Der Triggerzeitpunkt wird vorzugsweise aus dem — gegebenenfalls verzögerten — ersten Impuls eines Doppelimpulses abgeleitet Der Triggerimpuls steuert einen Pulsmodulator 5, der das abzustrahlende Signal moduliert. Einem Leistungsverstärker 8 wird das Ausgangssignal eines Quarzoszillators 6 über einen Frequenzvervielfacher 7 zugeführt. Das Ausgangssignal des Leistungsverstärkers 8 ist das aus einem Doppelimpuls bestehende Antwortsignal. Es wird über den Sende/Empfangsschalter 1 der Antenne 11 zugeführt und von dort abgestrahlt.

Die oben nur kurz erläuterte, bekannte Bodenstation ist in der bereits zitierten Literaturstelle (Buch von E. Kramar) ausführlich beschrieben.
Bei der neuen Bodenstation sind zusätzlich eine Steuereinrichtung 9 und ein Modulator 10 vorgesehen. Durch den Modulator 10 wird das im Oszillator 6 erzeugte Signal phasenmoduliert.

Der Modulator 10 und seine Steuerung werden nachfolgend beschrieben. Außer dem Triggerimpuls erhält die Steuereinrichtung 9 auch die zu übertragende Information in kodierter Form. Die digitale Information kann aus mehreren Binärwerten bestehen. Es kann hierbei folgende Zuordnung gewählt werden.

Maximale Phasenabweichung Zustand

+45° vorhanden 1

+45° nicht vorhanden 2

+30° vorhanden 3

+30° nicht vorhanden 4

+ 15° vorhanden 5

+15° nicht vorhanden 6

10

Die Zahl der Stellen kann durch andere Phasenmodulationen noch erhöht werden (z. B. negative Phasenabweichungen; Phasenmodulation des Trägers des zweiten Impulses des Impulspaares).

Es wird angenommen, daß die zu übertragende Information der Zustand 1, z. B. »01«, sei. Die Steuereinrichtung 9 steuert dann den Modulator 10 so, daß die relative Phasenabweichung des Ausgangssignals des Quarzoszillators 6 gegenüber der unmodulierten Schwingung den Verlauf der Kurve III in Fig.2 annimmt Diese Kurve ist mit dem Amplitudenverlauf des Impulses ungefähr formgieich (z.B. gaußförmig, cos-förmig). Die Phasenmodulation beginnt angenähert zu eiern Zeitpunkt 7Ί, zu dem die Vorderflanke des Impulses ihren halben Maximalwert erreicht, und endet ungefähr zu dem Zeitpunkt T2, zu dem die Rückfianke ihren halben Maximalwert erreicht Der Beginn der Phasenmodulation wird aus dem Triggerimpuls abgeleitet, und die Dauer — und somit auch ihr Ende — bestimmt sich aus der vorgegebenen Impulslänge.

Das phasenmodulierte Ausgangssignal des Quarzoszillators 6 bzw. des Frequenzvervielfachers 7 wird in dem Leistungsverstärker 8 durch den Pulsmodulator 5 amplitudenmoduliert und verstärkt Da sowohl der Pulsmodulator 6 als auch die Steuereinrichtung 9 für den Phasenmodulator 10 von demselben Triggerimpuls gesteuert werden, erhält man den gewünschten und oben beschriebenen zeitlichen Zusammenhang zwischen Amplitudenmodulation und Phasenmodulation.

Als Phasenmodulator kann ein bekannter Phasenmodulator, z. B. ein Sinusgenerator, verwendet werden. Er wird deshalb hier nicht näher erläutert.

Falls bereits das empfangene Signal phasenmoduliert ist, wird der Empfänger zur Auswertung der Phasenmodulation um einen Phasendemodulator und eine Auswerteeinrichtung ergänzt. Dies ist allgemein bekannt und wird deshalb hier nicht näher erläutert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

50

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Bord- oder Bodenstation für ein Funknavigationssystem, insbesondere DME- oder TACAN-System, von der phasenmodulierte impulsförmige Hochfrequenzsignale abgestrahlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (9, 10) vorgesehen ist, die den HF-Träger so phasenmoduliert, daß die Kurve der Phasenabweichung (Fig.2, I, II, III) der phasenmodulierten Schwingung gegenüber der unmodulierten Schwingung als Funktion der Zeit angenähert formgleich ist mit der Kurve der Impulsamplitude (Fig.2) als Funktion der Zeit

2. Bord- oder Bodenstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenmodulation ungefähr zu der Zeit (T \, TT) beginnt bzw. endet, zu der die Impulsamplitude den halben Maximalwert erreicht

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Bord- oder Bodenstation wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben. Eine derartige Bord- oder Bodenstation ist aus der DE-OS 20 38 982 bekannt. DME- und TACAN-Bord- oder Bodenstationen an sich sind in dem Buch von E. Kramar, »Funksystem für Ortung und Navigation«, Verlag Berliner Union GmbH, Stuttgart 1873, auf den Seiten 147 bis 169 beschrieben.

In der DE-OS 20 38 982 wird von einem Peiler, der am gleichen Ort wie die DME-Antwortstation angeordnet ist, der Einfallswinkel des DME-Abfragesignals gepeilt, und der gepeilte Winkelwert wird zusammen mit dem DME-Antwortsignal in kodierter Form zu der Abfragestation übertragen. Als mögliche Kodierungen sind dort Phasenmodulationen, Amplitudenmodulationen oder Abstandskodierungen vorgeschlagen. Bei der Abstandskodierung ist die Winkelinformation im Abstand eines weiteren Impulspaares zu dem DME-Antwortdoppeliinpuls enthalten. Dieser Vorschlag ist bei dem neuen Mikrowellenlandesystem DLS, das aus der Literatur allgemein bekannt ist, realisiert.

Es wurden auch schon Überlegungen angestellt, die Informationsübertragung mittels Phasenmodulation der Trägerschwingung der Impulse zu realisieren. Bei den bekanntgewordenen Phasenmodulationen wird jedoch die vorgegebene Bandbreite eines DM E/TA CAN-Kanals überschritten, und sie ist deshalb bei den eingeführten Systemen nicht zulässig. Die Bandbreite ist beispielsweise durch »International Standards and Recommended Practices, Aeronautical Telecommunications, Annex 10 to the Convention on International Civil Aviation« festgelegt. Die bekannte Phasenmodulation ist daher nur bei neu einzuführenden Navigatiönssystemen. für die die Bandbreite erst festgelegt wird, anwendbar.

Aufgabe

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine solche Phasenmodulation der HF-Trägerschwingung eines Impulses an-

zugeben, bei der die vorgegebene Bandbreite nicht überschritten wird.