DE2924847A1 - Mikrowellenlandesystem, das nach dem strahlschwenkverfahren arbeitet - Google Patents

Mikrowellenlandesystem, das nach dem strahlschwenkverfahren arbeitet

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DE2924847A1 DE19792924847 DE2924847A DE2924847A1 DE 2924847 A1 DE2924847 A1 DE 2924847A1 DE 19792924847 DE19792924847 DE 19792924847 DE 2924847 A DE2924847 A DE 2924847A DE 2924847 A1 DE2924847 A1 DE 2924847A1
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Description

2924347
G.Höfgen-28
Mikrowellenlandesystem, das nach dem Strahlschwenkverfahren arbeitet
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Mikrowellenlandesystem, das nach dem Strahlschwenkverfahren arbeitet, mit einer Sende- und einer Überwachungseinrichtung. Dieses Mikrowellenlandesystem ist unter der Abkürzung TRSB-MLS (Time Reference Scanning Beam-Microwave Landing System) bekannt. Es ist in der Druckschrift MLS, Time Reference Scanning Beam Microwave Landing Systems von The Bendix Corporation, Communications Division, Baltimore, USA, Mai 1977 beschrieben.
Zur Erzeugung eines Azimut- bzw. Elevationsführungssignals für die landenden Flugzeuge wird in Azimut- bzw. Elevationsrichtung ein stark gebündelter Strahl in einem bestimmten Sektor - dem Strahlschwenkbereich - nach einem vorgegebenen Programm hin- und hergeschwenkt. Um zu vermeiden, daß falsche Führungssignale abgestrahlt werden, müssen die abgestrahlten Mikrowellensignale überwacht werden.
Hierzu ist bei den bekannten Anlagen der Azimut- und der Elevationsstation jeweils ein Feldmonitor, der einen Empfänger enthält, zugeordnet. Die Feldmonitore sind mit den zugehörigen Stationen über Kabel verbunden.
030064/0082
G.Höfgen-28
Aufgabe
Es ist Aufgabe der Erfindung, die überwachungseinrichtung so auszubilden, daß die abgestrahlten Mikrowellensignale im gesamten Strahlschwenkbereich überwacht werden.
r> Lösung
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Vorteile
Der Aufwand zur überwachung der abgestrahlten Signale im gesamten Strahlschwenkbereich ist sehr gering. Es ist nur eine Empfangseinrichtung notwendig. Gemäß einer Weiterbildung (die zurückgesendeten Antwortsignale sind mit unterschiedlichen Frequenzen oder Kodes moduliert) kann lokalisiert werden, in welchem Bereich die Strahlschwenkung von der vorgeschriebenen zeitlichen Folge abweicht. Im gesamten Strahlschwenkbereich werden die abgestrahlten Signale direkt überwacht.
Beschreibung
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt:
Fig.1 die räumliche Anordnung von Sende- und Überwachungseinrichtung ,
Fig.2 ein Blockschaltbild einer Antwortbake der Überwachungseinrichtung,
030064/0082
G.Höfgen-28
Fig.3 ein Diagramm zur Erläuterung e'er zu überwachenden Zeitdifferenzen, und
Fig.4 ein Blockschaltbild des Empfangs- und Auswerteteils der überwachungseinrichtung.
Anhand der Fig.1 wird die überwachungseinrichtung für die Azimutstation erläutert.
Die Sendeeinrichtung 1 des TRSB-MLS ist in der Verlängerung einer Landebahn 7 angeordnet. Sie strahlt von einer Antenne in die Richtung der landenden Flugzeuge einen stark gebündelten Strahl 6 ab. Dieser Strahl 6 wird in einem Sektor (die Sektorgrenzen sind durch punktierte Linien gekennzeichnet) hin- und hergeschwenkt. Aus der Zeitdifferenz zwischen zwei Strahldurchgängen wird an Bord des Flugzeugs die Anflugrichtung zur Sendeeinrichtung ermittelt.
Die neue überwachungseinrichtung prüft, ob der stark gebündelte Strahl in der vorgeschriebenen zeitlichen Folge den Sektor überstreicht.
Hierzu sind in einem Abstand von ca. 50 m von der Antenne der Sendeeinrichtung 1 mehrere Antwortbaken 4/n äquidistant auf einem Kreisausschnitt angeordnet. Die Antwortbaken werden anhand der Fig.2 näher erläutert. In.der Fig.1 sind neun Antwortbaken 4/1, 4/3, ..., 4/9 eingezeichnet. Bei einem Strahlschwenkbereich von - 40 werden vorteilhafterweise 16 Antwortbaken verwendet.
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G.Höfgen-28
Wenn der stark gebündelte Strahl auf eine Antwortbake 4 auftrifft, dann wird ein Teil der Energie in umgewandelter Form (z.B. moduliert) von der Antwortbake zu der Antenne der Sendeeinrichtung 1 als Antwortsignal zurückgesendet und von ihr aufgenommen. Die Antenne 5 ist zu dem Zeitpunkt, zu dem das reflektierte Signal bei ihr eintrifft,
noch angenähert auf die jeweilige Antwortbake ausgerichtet, weil die Strahlschwenkzeit verglichen mit der Signallaufzeit sehr groß ist. Somit ist für den Empfang der zurückgesendeten Signale keine weitere Antenne notwendig.
Die Antenne 5 ist über einen Zirkulator 3 einerseits mit der Sendeeinrichtung 1 des TRSB-MLS und andererseits mit dem Empfangs- und Auswerteteil 2 der überwachungseinrichtung verbunden. Die zurückgesendeten Signale haben eine wesentlich kleinere Amplitude als die abgestrahlten Signale. Sie haben auf die Sendeeinrichtung 1 keinen störenden Einfluß. Der Empfangs- und Auswerteteil 2 wird anhand der Fig.4 näher erläutert.
Die Antwortbaken 4/n (Fig.2) enthalten jeweils eine Richtantenne 24, die auf die Antenne 5 der Sendeeinrichtung 1 ausgerichtet ist, einen Zirkulator 23, einen Modulator und einen Oszillator 21, in dem die Modulationsfrequenz f erzeugt wird. Das empfangene Signal, das die Frequenz f hat, wird in dem Modulator 22 mit der Frequenz f , die für jede Antwortbake unterschiedlich ist, phasen- oder frequenzmoduliert.
Das modulierte Signal mit der Frequenz fo+f_ wird von der Antenne 24 abgestrahlt. Die Modulationsfrequenzen sind beispielsweise:
f1 = 3 000 Hz
f2 = 3 900 Hz
f3 = 5 070 Hz
•
f9		 = 24 200 Hz
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G.Höfgen-28
Anstatt mit unterschiedlichen Frequenzen können die zurückgesendeten Signale auch mit von Antwortbake zu Antwortbake unterschiedlichen Kodes kodiert sein.
Nachfolgend wird anhand der Fig.3 erläutert, welche Zeitdifferenzen überwacht werden, um zu erkennen, ob die zurückgesendeten Signale in der vorgeschriebenen zeitlichen Folge eintreffen, d.h. ob der stark gebündelte Strahl die vorgeschriebene Schwenkbewegung ausführt.
Wenn der Strahl in der Fig.1 zuerst von links nach rechts und dann von rechts nach links geschwenkt wird, dann trifft er zuerst auf die Antwortbake 4/1 und anschließend auf die weiteren Antwortbaken 4/2 bis 4/9. Bei dem Zurückschwenken trifft er zuerst auf die Antwortbake 4/9 und anschließend auf die weiteren Antwortbaken 4/8 bis 4/1. Der Amplitudenverlauf des von einer Antwortbake zurückgesendeten Signals hat einen ungefähr impulsförmigen Verlauf. Fig.3 ist lediglich eine qualitative Darstellung.
Zur Zeit t=0 beginnt die Strahlschwenkung am linken Sektorrand und der Strahl ist eine bestimmte Zeitspanne um die Zeit t1 auf die Antwortbake 4/1 ausgerichtet. t1H wird nach der Gleichung
' . _ t1HV + 1^HR (1)
1H = 2
berechnet, wobei tiTTT7 die Zeit ist, zu der das von der Antwortbake
IHV
4/1 zurückgesendete Antwortsignal einen Amplitudenschwellwert S überschreitet und tiTTr? die Zeit ist, zu der dieses Signal diesen
Schwellwert wieder unterschreitet. Bei der Strahlschwenkung in der Rückdichtung ist der Strahl zu der Zeit . _ t1RV + fc
030064/00
G.Höfgen-28
wieder auf die Antwortbake 4/1 ausgerichtet. Die Zeit t. wird analog zu der Zeit t.„ ermittelt.
Entsprechende Überlegungen gelten für die übrigen Antwort baken. Zur Kontrolle der Strahlschwenkung wird geprüft/ ob die Zeitdifferenzen
(n ist die Ordnungszahl der Antwortbaken), die vorgeschriebenen Werte haben. Für die erste Antwortbake ist die ZeitdifferenzAt1 am größten. Am kleinsten ist sie für die letzte Antwortbake 4/9.
Nachfolgend wird anhand der Fig.4 der Empfang und die Auswertung der von den Antwortbaken zurückgesendeten Antwortsignale näher erläutert.
Die Signale werden von der Antenne 5 empfangen und über den Zirkulator 3 einem Mischer 31 zugeführt. Zum Heruntermischen der empfangenen Signale wird mittels eines Richtkopplers 38 ein bestimmter Anteil des Sendesignals, das die Frequenz f hat, ausgekoppelt und dem Mischer 31 zugeführt. Der Mischer 31 gibt dann Signale mit den Frequenzen f Λ , f0, ..., f ab, abhängig davon, von welcher Antwortbake die zurückgesendeten Signale stammen.
Die Mischerausgangssignale werden über einen Verstärker 37 Bandpässen 32, 33, 34 zugeführt, die jeweils Signale mit den Modulationsfrequenzen f., f -, ..., fq der einzelnen Antwortbaken durchlassen. Die AusgangssignaIe der Bandpässe werden in Gleichrichtern 35, 36, 73 gleichgerichtet. Die gleichgerichteten Signale werden jeweils einer Schwellwertschaltung
030064/0082
—α —
G.Höfgen-28
42, 43, 44 zugeführt, die bei über- und Unterschreiten des Schwellwertes S (Fig.3) einen Triggerimpuls abgeben. Es werden also zu den Zeiten t^, tnHR, tnRV und tnRR von η Schwellwertschaltungen Triggerimpulse abgegeben, die η aus mehreren Zählern bestehenden Zähleinrichtungen 38 f 39 f 4o zugeführt werden.
Der zur Zeit t1HV abgegebene Triggerimpuls stellt in der ersten Zähleinrichtung 38 drei Zähler auf null und der zur Zeit t.„R abgegebene Triggerimpuls stoppt den ersten dieser drei Zähler. Entsprechendes gilt für die zwei weiteren Zähler und die zu den Zeiten t1RV und t1R abgegebenen Triggerimpulse. Daß durch einen bestimmten Triggerimpuls jeweils der gewünschte Zähler gestoppt wird, erreicht man dadurch, daß man den drei Zählern eine logische Schaltung oder weitere Zähler vorschaltet. Alle Zählerstände werden zu dem Mikrorechner 41 übertragen.
Da alle Zählerstände einer bestimmten Zeitspanne proportional sind, reicht es aus, anstatt die Zeitdifferenzen At mit den Sollzeitdifferenzen zu vergleichen, entsprechende ermittelte Zählerstanddifferenzen mit den Scllzählerstanddifferenzen zu vergleichen. Hierzu berechnet der Mikrorechner 41 analog zu den Gleichungen (1), (2) und (3) Zählerstanddifferenzen, die in dem Rechner mit Sollwerten verglichen werden. Stimmen die Soll- und Ist-Worte nicht überein, dann gibt der Mikrorechner 41 ein Signal ab, das angibt, daß die Strahlschwenkung nicht in der vorgeschriebenen zeitlichen Folge erfolgt. Dieses Signal kann dazu verwendet werden, die Anlage abzuschalten oder auf eine Reserveanlage umzuschalten.
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G.Hofgen-28
Die Funktionsweise und das Zusammenwirken der einzelnen Baugruppen ist allgemein bekannt und wird daher nicht näher erläutert.
Zur Überwachung der von der Elevationsstation abgestrahlten Signale sind die Antwortbaken übereinander angeordnet und an einem Mast befestigt. Die Höhe der oberston Antwortbake ist bestimmt durch den größten Elevationswinkel, bis zu dem der Strahl geschwenkt wird, in Verbindung mit seiner Entfernung zur Sendeeinrichtung der Elevationsstation.
0300 6 4/0082

Claims (7)

  1. STANDARD ELEKTRIK LORENZ
    AKTIENGESELLSCHAFT
    STUTTGART
    G.Höfgen-28
    Patentansprüche
    Γ 1. kikrowellenlandesystem, das nach dem Strahlschwenkverfahren ^— arbeitet, mit einer Sende- und einer Überwachungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die überwachungseinrichtung (2,4) innerhalb des Strahlschwenkbereichs in von der Sendeeinrichtung (1) aus gesehen unterschiedlichen Richtungen mehrere Antwortbaken (4) enthält, die, ausgelöst durch die von der Sendeeinrichtung (1) abgestrahlten Mikrowellensignale, Antwortsignale zu einer zentralen Empfangseinrichtung (2) der überwachungseinrichtung senden, und daß die überwachungseinrichtung eine Auswerteeinrichtung (2) enthält, in der geprüft wird, ob die zurückgesendeten Signale in der vorgeschriebenen zeitlichen Folge eintreffen,
  2. 2. Mikrowellenlandesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zentrale Empfangseinrichtung (2) am gleichen Ort oder in unmittelbarer Nähe der Sendeeinrichtung (1) befindet.
  3. 3. Mikrowellenlandesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß für die Empfangseinrichtung (2) unc die Sendeeinrichtung (1) eine gemeinsame Antenne (5) vorgesehen ist.
    Sm/Sch
    30.05.1979
    030064/0082
    G.Höfgen-28
  4. 4. Mikrowellenlandesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch _3eke_nnze_ichne_t, daß die von den Antwortbaken (4) abgestrahlten Antwortsignale die von der Sendeeinrichtung (1) abgestrahlten und von den Antwortbaken empfangenen Mikrowellensignale sind, die vor dem Zurücksenden zur Empfangseinrichtung (2) moduliert werden.
  5. Mikrowellenlandesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsfrequenzen (f ) für die einzelnen Antwortbaken unterschiedlich sind.
  6. 6. Mikrowellenlandesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Antwortbaken (4) abgestrahlten Antwortsignale die von der Sendeeinrichtung (1) abgestrahlten und von den Antwortbaken empfangenen Mikrowellensignale sind, die vor dem Zurücksenden zur Empfangseinrichtung (2) in jeder Antwortbake (4) jeweils mit einem unterschiedlichen Kode kodiert werden.
  7. 7. Mikrowellenlandesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antwortbaken (4) von der Sendeeinrichtung (1) mindestens angenähert gleiche Abstände haben.
    030064/0082
DE19792924847 1979-06-20 1979-06-20 Mikrowellenlandesystem, das nach dem strahlschwenkverfahren arbeitet Granted DE2924847A1 (de)

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