DE69606885T2

DE69606885T2 - Verfahren und vorrichtung zur durchführung von bereichserweiterten tcas

Info

Publication number: DE69606885T2
Application number: DE69606885T
Authority: DE
Inventors: H. Brettner; D. Smith
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: L3 Technologies Inc
Priority date: 1995-12-01
Filing date: 1996-11-25
Publication date: 2000-06-29
Anticipated expiration: 2016-11-26
Also published as: EP0864105B1; AU1131497A; EP0864105A1; WO1997020230A1; US5805111A; DE69606885D1

Description

STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Avionik für Flugzeuge und insbesondere bordgestützte Kollisionsvermeidungssysteme und -transponder.
Die Entwicklung eines effektiven bordgestützten Kollisionsvermeidungssystems (collision avoidance system = CAS) ist seit vielen Jahren das Ziel der Fluggemeinschaft gewesen. Bordgestützte Kollisionsvermeidungssysteme liefern Schutz vor Kollisionen mit anderen Flugzeugen und sind von der Luftverkehrskontrolle am Boden unabhängig.
Durch die Kollision von zwei Flugzeugen über dem Grand Canyon im Jahre 1956 angetrieben haben die Fluggesellschaften eine Studie über Kollisionsvermeidungskonzepte initiiert. Eine Chronik über die Entwicklung bordgestützter Kollisionsvermeidungssysteme findet man in "INTRODUCTION TO TCAS II", gedruckt von der US-amerikanischen Federal Aviation Administration (FAA) des U. S. Department of Transportation, März 1990.
Gegen Ende der achtziger Jahre war in Zusammenarbeit mit den Fluggesellschaften, der Luftfahrtindustrie und der FAA ein System für bordgestützte Kollisionsvermeidung entwickelt. Der amerikanische Kongreß machte es zur Pflicht, das als Traffic Alert and Collision Avoidance System II (TCAS II) bezeichnete System bis zu den frühen neunziger Jahren in den meisten kommerziellen Flugzeugen zu installieren.
Ein mit TCAS II ausgerüstetes Flugzeug überwacht andere Flugzeuge innerhalb eines Radius von · ungefähr 20 Meilen von dem mit TCAS II ausgerüsteten Flugzeug. Wenn ein eindringendes Flugzeug als Bedrohung erkannt wird, warnt das TCAS II-System den Piloten vor der Gefahr und liefert dem Piloten Richtungswinkel und Entfernung des eindringenden Flugzeugs. Wenn die Bedrohung nicht beseitigt wird und eine Kollision bzw. ein Beinahezusammenstoß wahrscheinlich ist, weist das TCAS II-System den Piloten an, zum Vermeiden einer Kollision eine Ausweichaktion vorzunehmen, indem er entweder auf Steigflug oder Sinkflug geht.
Obwohl gegenwärtige Kollisionsvermeidungssysteme (CAS) wie beispielsweise TCAS gut arbeiten, sind eine Verbesserung der Leistung und Funktionalität vorgeschlagen worden. Insbesondere die FAA würde gerne die Reichweite von CAS-Systemen von 20 auf 40 Meilen oder darüber vergrößern. Es ist vorgeschlagen worden, daß ein CAS mit vergrößerter Reichweite das Fliegen sicherer machen würde und andere Vorzüge mit sich bringen würde, wie zum Beispiel es einem Flugzeug ermöglichen, über dem Ozean selbstinitiierte Flugsicherungsfunktionen (ATC-Funktionen) durchzuführen. Dies würde es gestattet, daß schnellere Flugzeuge langsamere Flugzeuge auf langen Ozeanflügen eigenständig überholen, was ein Manöver ist, das gegenwärtig selbst mit Luftverkehrskontrolle nicht erlaubt ist. Dies würde für Flugzeuge sowohl Zeit als auch Treibstoff sparen.
Das Problem besteht darin, daß ein CAS-System mit vergrößerter Reichweite mit anderen gegenwärtig arbeitenden CAS-Systemen, die nicht die Fähigkeit einer vergrößerten Reichweite aufweisen, kompatibel sein muß. Dies impliziert, daß Systeme mit vergrößerter Reichweite ihre Übertragungs- und Empfangsreichweite verdoppeln müssen, um in der Lage zu sein, mit einem Flugzeug zu kommunizieren, das mit einem CAS ohne vergrößerte Reichweite ausgestattet ist. Die einzigen offensichtlichen Lösungen sind teure Hardwareaufrüstungen, um die Leistung des Systems drastisch zu verbessern. Diese Lösungen erfordern teure Neuauslegungen des ganzen Systems.
Erhebliche Kosteneinsparungen würden sich durch ein Kollisionsvermeidungssystem erreichen lassen, das eine vergrößerte Reichweite erzielt, ohne daß teure Hardwareaufrüstungen und Neuauslegungen notwendig sind.
Es wäre besonders nützlich, wenn die Reichweite von CAS-Systemen mehr als verdoppelt werden könnte.
Es besteht offensichtlich ein Bedarf an einem bordgestützten Kollisionsvermeidungssystem, das eine vergrößerte Reichweite erzielt, das Fliegen sicherer macht, Zeit und Treibstoff spart und diese Ziele mit minimalen Ausgaben und minimaler Neuauslegung erzielt.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung offenbart ein bordgestütztes Kollisionsvermeidungssystem (CAS), das eine Antenne aufweist, die an einem ausgewählten vorderen Teil des Flugzeugs angebracht ist, um die effektive Reichweite des Systems nach vorne zu vergrößern. Die Antenne und das Gegengewicht sind im Vergleich zu herkömmlichen CAS-Antennen effektiv geneigt, wodurch eine Spitze der Strahlungscharakteristik der Antenne entlang der waagrechten Flugbahn des Flugzeugs ausgerichtet ist. Durch Neigen der Antenne wird der vor das Flugzeug gerichtete Gewinn der Antenne erhöht, wodurch die Reichweite des CAS nach vorne erhöht wird. Die Erfindung eignet sich sowohl für das Senden als auch den Empfang von CAS-Signalen. Die Erfindung eignet sich auch dazu, die Reichweite anderer Flugzeugsysteme, wie beispielsweise von Transpondern, zu vergrößern. Zu alternativen Ausführungsformen zählen das Neigen einer herkömmlichen, an einem mittleren Teil des Flugzeugs angebrachten CAS-Antenne.
Der Schlüssel zu der Erfindung ist, eine Antenne so anzubringen, daß eine Spitze der Strahlungscharakteristik der Antenne vor das Flugzeug und entlang der waagrechten Flugbahn des Flugzeugs gerichtet ist. Eine Antennenstrahlungscharakteristik ist eine grafische Darstellung des Gewinns bzw. des Wirkungsgrads einer Antenne in verschiedenen Richtungen. Eine Strahlungscharakteristik ist in der Regel durch Spitzen und Nullwerte gekennzeichnet. Die Spitzen der Strahlungscharakteristik stellen Bereiche dar, in denen die Antenne optimal empfängt und sendet (das heißt hoher Gewinn). Umgekehrt stellen die Nullstellen der Strahlungscharakteristik Bereiche dar, in denen die Antenne schlecht empfängt und sendet (das heißt niedriger Gewinn).
Bei den meisten bordgestützten Anwendungen, wie beispielsweise Funkkommunikationssysteme, sind die Antennen so positioniert, daß der Antennengewinn um das Flugzeug herum in beinahe allen Richtungen mehr oder weniger gleichmäßig verteilt ist. Diese Auslegung ist logisch, da ein Flugzeug in allen Richtungen um das Flugzeug herum kommunizieren muß (das heißt 360º Azimut). Gegenwärtige TCAS-Antennen sind ähnlich positioniert, so daß der Antennengewinn um das Flugzeug herum fast gleichmäßig verteilt ist (das heißt, die TCAS-Reichweite ist ungefähr die gleiche in allen 360º Azimut um das Flugzeug herum).
Es stellte sich heraus, daß eine einfache Modifikation, beispielsweise das Bewegen der Position einer herkömmlichen TCAS-Antenne, den Gewinn der Antenne im Bereich unmittelbar vor dem Flugzeug beträchtlich erhöht. Dies ist für CAS-Anwendungen bedeutsam, da Flugzeuge, die sich auf einem Kurs für Frontalzusammenstoß befinden, die größte Annäherungsgeschwindigkeit mit dem eigenen Flugzeug aufweisen. Im Gegensatz dazu weisen Flugzeuge, die sich dem mit TCAS ausgerüsteten Flugzeug von hinten oder von den Seiten annähern, eine viel langsamere Annäherungsgeschwindigkeit auf.
Die Erfindung läßt sich durch Neigen einer herkömmlichen TCAS-Antenne leicht implementieren. Die bevorzugte Ausführungsform vollzieht das Neigen durch Anbringen einer herkömmlichen TCAS-Antenne an einem ausgewählten vorderen Teil des Flugzeugs, wo sich die Oberfläche des Flugzeugs in Richtung der Nase des Flugzeugs krümmt. Durch das Anbringen der Antenne an diesem Teil des Flugzeugs wird die Antenne geneigt und die Strahlungscharakteristik der Antenne verschoben, so daß sie sich direkt vor dem Flugzeug erstreckt. Die optimale Position hängt von dem Flugzeug ab, doch erfordern die meisten Flugzeuge, daß die Antenne im Vergleich mit herkömmlichen Antennen um zwischen 5 und 30 Grad geneigt wird, um nach vorne einen optimalen Gewinn zu erzielen.
Die geneigte Antenne der Erfindung arbeitet mit derzeitigen TCAS-Antennen zusammen und ersetzt sie nicht. Die standardmäßigen TCAS-Antennen liefern einen Arbeitsradius von ungefähr 20 Meilen um das Flugzeug herum, während die geneigte Antenne der Erfindung die Reichweite des Systems nach vorne mehr als verdoppelt.
Die Modifikation ist relativ einfach und preiswert und mehr als verdoppelt die Reichweite eines herkömmlichen TCAS nach vorne. Da die Erfindung lediglich eine Modifikation einer herkömmlichen TCAS- Antenne ist, sind außerdem sehr wenige Änderungen an Hardware oder Software erforderlich, um die Erfindung mit gegenwärtigen TCAS-Einheiten einzusetzen.
Die Erfindung ist nicht auf TCAS beschränkt, sondern läßt sich mit jedem Flugzeugsystem nutzen, bei dem die Reichweite in einer bestimmten Richtung vergrößert werden soll. Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Vergrößern der Reichweite von Transpondern.
Zu alternativen Ausführungsformen der Erfindung zählen das Modifizieren der Antenne, so daß die Strahlungscharakteristik relativ zu der Befestigungsoberfläche geneigt ist. Diese Ausführungsformen weisen den Vorteil auf, daß sie in der Lage sind, die Antenne in der gleichen Position wie herkömmliche TCAS-Antennen anzubringen (das heißt, sie braricht nicht auf einer geneigten Oberfläche des Flugzeugs angebracht zu werden). Das Neigen wird durch viele Verfahren erreicht, unter anderem durch Neuauslegen der Antenne, so daß das strahlende Element geneigt ist, durch Anordnen eines Unterlegstücks zwischen der Antenne und dem Flugzeug oder durch Modifizieren des Antennen-Radoms.
Die Aufgabe der Erfindung ist deshalb, die Reichweite von TCAS und Transpondern auf einfache und preiswerte Weise zu vergrößern.
Ein Merkmal der Erfindung ist, daß eine Spitze der Strahlungscharakteristik vor das Flugzeug gerichtet ist und mit der waagrechten Flugbahn des Flugzeugs bzw. dem Horizont ausgerichtet ist.
Ein Vorteil der Erfindung ist die vergrößerte Reichweite von TCAS.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung sind die minimalen Kosten, um die vergrößerte Reichweite zu erreichen.
Die bedeutenden Merkmale der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und unten ausführlicher beschrieben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines typischen TCAS.
Fig. 2 zeigt die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 3A zeigt eine Höhenstrahlungscharakteristik einer einpoligen Antenne auf einem endlichen Gegengewicht.
Fig. 3B zeigt eine Höhenstrahlungscharakteristik, die für eine an der Unterseite eines Flugzeugs angebrachte einpolige Antenne repräsentativ ist.
Fig. 3C zeigt eine Höhenstrahlungscharakteristik, die wie durch die Erfindung gelehrt modifiziert ist.
Fig. 4 zeigt zwei alternative Ausführungsformen einer geneigten Antenne.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines typischen TCAS-Systems. In Fig. 1 sind eine TCAS-Richtantenne 10, eine TCAS-Rundstrahlantenne 11 und eine TCAS- Rechnereinheit 12, die einen Empfänger 12A, einen Sender 12B und einen Prozessor 12C enthält, gezeigt. Ebenfalls sind ein hörbarer Annunciator 13, ein Traffic-Advisory-Display (TA-Display) 14 und ein Resolution-Advisory-Display 15 gezeigt. Der Transponder 16 umfaßt eine Transpondereinheit 16A, eine Kontrolltafel 16B und Transponderantennen 16C und 16D. Das TCAS und der Transponder arbeiten zusammen, um als Kollisionsvermeidungssystem zu funktionieren. Der Fachmann versteht, daß dies für ein typisches TCAS lediglich beispielhaft ist. Viele andere Konfigurationen sind möglich, etwa Ersetzen der Rundstrahlantenne 11 durch eine Richtantenne.
Der Betrieb von TCAS und jedes Bauelement sind in der Technik wohlbekannt und müssen nicht ausführlich beschrieben werden. Eine ausgezeichnete Erörterung von TCAS findet man in der oben angeführten Literaturstelle "INTRODUCTION TO TCAS II".
Die vorliegende Erfindung betrifft hauptsächlich das Modifizieren bzw. Verbessern der Antennen 10, 11, 16C und 16D, um eine vergrößerte Nutzreichweite zu erzielen. Die Erfindung kann Verwendet werden, jede der Antennen zu ersetzen oder zu verbessern, doch beschäftigt sich die bevorzugte Ausführungsform mit der Verbesserung der TCAS- Rundstrahlantenne 11. Diese Ausführungsform wird unten beschrieben.
Fig. 2 zeigt die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Zu dem herkömmlichen TCAS-System von Fig. 1 ist die ERTCAS-Antenne 20 (ERTCAS = extended range TCAS = TCAS mit vergrößerter Reichweite) hinzugefügt. Die ERTCAS-Antenne 20 steht mit der TCAS- Rechnereinheit 12 in Verbindung. Die ERTCAS-Antenne 20 arbeitet mit der TCAS-Richtantenne 10 und der TCAS- Rundstrahlantenne 11 zusammen.
Die ERTCAS-Antenne 20 ist am vorderen Teil 21A des Flugzeugs 21 angebracht. Der vordere Teil 21A ist als derjenige Teil des Flugzeugs definiert, an dem die Oberfläche sich in Richtung der Nase 21B des Flugzeugs 21 zu krümmen beginnt und nicht länger einen relativ konstanten Querschnitt beibehält. Der mittlere Teil 21C ist als derjenige Teil des Flugzeugs 21 definiert, der sich von dem vorderen Teil 21A aus zum hinteren Teil des Flugzeugs 21 erstreckt. Die meisten Flugzeugantennen sind im mittleren Teil 21C angeordnet. Der Gewinn der ERTCAS-Antenne ist für den Empfang und das Senden von TCAS-Signalen in dem Luftraum direkt vor dem mit TCAS ausgerüsteten Flugzeug und entlang seiner waagrechten Flugbahn optimiert. Dies bedeutet das Optimieren des Gewinns, um Flugzeuge direkt vor dem mit TCAS ausgerüsteten Flugzeug, wenn es im waagrechten Reiseflug fliegt, zu erfassen.
Die ERTCAS-Antenne 20 ist so optimiert, daß ihre Strahlungscharakteristik im Vergleich zu herkömmlichen TCAS-Antennen 10 und 11 geneigt ist. Die Spitze der Hauptkeule der Strahlungscharakteristik ist mit der waagrechten Flugbahn des Flugzeugs ausgerichtet. Die waagrechte Flugbahn des Flugzeugs ist als der projektierte Flugweg des in konstanter Höhe mit gleichbleibender Reisegeschwindigkeit fliegenden Flugzeugs definiert.
Die Antenne 20 ist an der Unterseite des Flugzeugs 21 angebracht gezeigt, doch versteht sich, daß auch eine an einer ausgewählten Position auf der Oberseite, den Seiten oder dem hinteren Teil des Flugzeugs 21 angebrachte Antenne die Erfindung nutzen könnte.
Die TCAS-Rechnereinheit 12 multiplexiert bzw. schaltet zwischen der Verwendung der ERTCAS-Antenne 20 und der TCAS-Rundstrahlantenne 11, um eine vergrößerte Reichweite nach vorne zu erreichen, während auf den Seiten und hinter dem Flugzeug eine Reichweite von 20 Meilen beibehalten wird. Das Schalten erfolgt mit dem HF-Schalter 22. Der Betrieb des HF-Schalters 22 wird entweder von dem Piloten von Hand oder von der TCAS- Rechnereinheit automatisch gesteuert. Bei einer alternativen Ausführungsform ist der HF-Schalter 22 außerhalb der TCAS-Rechnereinheit 12 angeordnet. Bei einer alternativen Ausführungsform ersetzt die ERTCAS-Antenne 20 die TCAS-Rundstrahlantenne 11 vollständig. Dies ist möglich, weil TCAS-Rundstrahlantennen in der Regel nur aus Gründen der Redundanz für den Fall verwendet werden, daß die Richtantenne 10 vorübergehend oder permanent funktionsuntüchtig ist. Die ERTCAS-Antenne 20 liefert für den Fall eines Ausfalls der Richtantenne 10 ausreichend Redundanz. Die ERTCAS-Antenne 20 kann entweder eine Rundstrahlantenne oder eine Richtantenne sein. Wenn eine Rundstrahlantenne verwendet wird, dann kann die Entfernung zu eindringenden Flugzeugen bestimmt werden, aber der Richtungswinkel (bzw. Azimut) des eindringenden Flugzeugs kann bei vergrößerter Reichweite nicht bestimmt werden. Wenn eine Richtantenne verwendet wird, dann können bei vergrößerter Reichweite sowohl Entfernung als auch Richtungswinkel bestimmt werden.
Fig. 3A zeigt eine Höhenstrahlungscharakteristik einer einpoligen Antenne, die sich unter einem endlichen Gegengewicht erstreckt. Das Gegengewicht ist vier Fuß im Quadrat. Die Strahlungscharakteristik wurde bei einer Frequenz aufgenommen, die für TCAS-Signale repräsentativ ist, die bei etwa 1 GHz arbeiten. Der Spitzengewinn 30 ist etwa dreißig Grad unter dem Horizont 32. Ein Vergleich des horizontalen Gewinns 31 mit dem Spitzengewinn 30 zeigt eine Gewinndifferenz von etwa 8 dB. Die Erfindung nutzt die Spitzen der Strahlungscharakteristik. Durch Drehen des Spitzengewinns 30 2hr Ausrichtung mit der horizontalen Linie (bzw. der 90-Grad-Linie) 32 kann entlang dem Horizont 32 eine Verbesserung um 8 dB realisiert werden.
Eine Verbesserung um 6 dB verdoppelt die Reichweite eines TCAS. Durch eine Verbesserung um 8 dB wird die Reichweite mehr als verdoppelt. Vorläufige Untersuchungen zeigen, wenn die Erfindung an einem Flugzeug implementiert wird, sogar noch wesentlichere Gewinnverbesserungen wegen dem viel größeren Gegengewicht vom Flugzeug aus nach vorne und hinten. Für einige Flugzeuge stellt man sich Gewinnverbesserungen von über 20 dB vor. Durch eine Verbesserung um 20 dB wird die Reichweite eines herkömmlichen TCAS theoretisch von 20 Meilen auf etwa 200 Meilen vergrößert.
Fig. 3B ist eine typische Höhenstrahlungscharakteristik für eine an der Unterseite eines Flugzeugs 33 angebrachte Rundstrahlantenne 11. Die Skaleneinteilung stellt die Amplitude in 48 dar und ist normiert, wobei 0 dB ein willkürlicher Bezugspunkt ist. Die Zahlen auf der Skaleneinteilung stellen dB unter dem Spitzenwert (das heißt 0 dB) dar. Die Linien für 90 Grad und 270 Grad stellen die waagrechte Flugbahn (das heißt horizontal) vor und hinter dem Flugzeug dar.
Die vordere Spitze 34 der Strahlungscharakteristik zeigt einen Spitzengewinn von ungefähr 6 dB unter dem Höchstwert (das heißt 0 dB) Die Spitze 34 ist ungefähr 7 Grad unter der waagrechten Flugbahn des Flugzeugs 33. Der horizontale Gewinn 35 entlang der waagrechten Flugbahn liegt ungefähr 13 dB unter dem Höchstwert.

Unter Verwendung der Erfindung wird die

Strahlungscharakteristik um ungefähr 7 Grad nach oben geneigt, so daß die Spitze 34 mit der waagrechten Flugbahn des Flugzeugs 33 ausgerichtet ist, was zu einer Verbesserung von 7 dB (-6 -(-13) = 7) führt.
Durch eine Verbesserung um 7 dB wird die Reichweite von TCAS von 20 Meilen auf mehr als 40 Meilen verdoppelt.
Fig. 3C zeigt eine gemäß der Erfindung modifizierte Strahlungscharakteristik. Wenn die Antenne 20 gemäß der Erfindung positioniert bzw. modifiziert wird, wird die Strahlungscharakteristik, wie gezeigt, mit dem Horizont 32 bzw. der waagrechten Flugbahn des Flugzeugs ausgerichtet. Die Spitze 34 ist mit der Null- Grad-Linie ausgerichtet und ist deshalb für die Erfassung von Flugzeugen im Luftraum direkt vor dem mit der Erfindung ausgerüsteten Flugzeug optimiert.
Fig. 4 zeigt eine Rundstrahlantenne, die als alternative Ausführungsform der Erfindung modifiziert ist. Die Antenne 40 umfaßt ein innerhalb des Radoms 41 angeordnetes strahlendes Element 42. Das strahlende Element 42 ist relativ zu herkömmlichen Antennen nach vorne geneigt. Die optimale Neigung des strahlenden Elements 42 hängt von dem Flugzeug ab und wird deshalb zwischen Flugzeugen unterschiedlich sein. Es wird jedoch eine generische Antenne vorgesehen, bei der das strahlende Element geringfügig nach vorne geneigt ist. Diese generische Antenne bietet für die meisten Flugzeuge eine vergrößerte Reichweite, doch ist sie nicht für alle Flugzeuge optimal.
Ebenfalls in Fig. 4 gezeigt ist ein Unterlegstück 43, das kein Teil der Antenne 40 ist. Das Unterlegstück 43 wird verwendet, um die Antenne 40 zu neigen bzw. schrägzustellen. Das Unterlegstück 43 weist als Nachrüstung offensichtliche Vorteile auf. Unterlegstücke können leicht installiert werden, so daß herkömmliche Antennen eine vergrößerte Reichweite erreichen können, wie von der Erfindung gelehrt.
Bei einer alternativen Ausführungsform wird die Charakteristik des Radoms 41 modifiziert, um die vergrößerte Reichweite zu erreichen. Es ist in der Technik wohlbekannt, daß Materialien und Form des Radoms die Transmission elektromagnetischer Signale beeinflussen.
Das Verfahren der Erfindung ergibt sich aus der obigen Beschreibung der Vorrichtung. Es wird eine Antenne vorgesehen, die mit einer TCAS-Rechnereinheit in Verbindung steht. Die Antenne ist an dem Flugzeug so angebracht, daß eine Spitze der Strahlungscharakteristik der Antenne mit der waagrechten Flugbahn des Flugzeugs ausgerichtet ist.
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird die Antenne an einem geeignet abgewinkelten vorderen Teil des Flugzeugs angebracht. Bei anderen Ausführungsformen wird die Antenne geneigt oder das Radom derart modifiziert, daß die Antenne an einer herkömmlichen Stelle des Flugzeugs angebracht werden kann, wobei weiterhin das erwünschte Ergebnis erzielt wird.
Der Fachmann erkennt zahlreiche alternative Ausführungsformen der Erfindung, die von der beschriebenen Ausführungsform abweichen, aber immer noch die gleiche Funktion im wesentlichen auf die gleiche Weise ausführen, um im wesentlichen das gleiche Ergebnis zu erhalten, und die deshalb der Erfindung gleichwertig sind. Die Erfindung läßt sich an so gut wie jede Art von CAS-System anpassen und ist nicht auf die Verwendung durch TCAS-Systeme beschränkt. Zu den beabsichtigten alternativen Ausführungsformen zählen unter anderem, die Erfindung mit verschiedenen Antennenarten zu verwenden, die ERTCAS-Antenne an verschiedenen geeigneten Stellen um das Flugzeug herum anzubringen, Antennen hinzuzufügen, um die Reichweite von TCAS nach hinten zu vergrößern, und die Erfindung mit Transpondern zu verwenden.
Aus dem obigen ist klar, daß die vorliegende Erfindung ein neues und nützliches TCAS-Verfahren und eine neue und nützliche TCAS-Vorrichtung mit vergrößerter Reichweite darstellt.

Claims

1. An einem Flugzeug (21) angebrachtes Traffic Alert and Collision Avoidance System (TCAS), das folgendes umfaßt:

a) eine TCAS-Rechnereinheit (12); und

b) eine mit der Rechnereinheit in Verbindung stehende Antenne (20), dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne durch eine Höhenstrahlungscharakteristik mit einer Spitze (34) gekennzeichnet ist, die im wesentlichen mit der waagrechten Flugbahn (32) des Flugzeugs ausgerichtet ist.

2. System nach Anspruch 1, wobei die Antenne in einem geeigneten Winkel relativ zu der waagrechten Flugbahn des Flugzeugs geneigt ist, so daß die Spitze der Strahlungscharakteristik von dem Flugzeug aus im wesentlichen nach vorne vorspringt.

3. System nach Anspruch 2, wobei die Antenne an einem ausgewählten vorderen Teil (21A) des Flugzeugs angebracht ist.

4. System nach Anspruch 2, weiterhin mit einem zwischen der Antenne (20) und dem Flugzeug (21) positionierten Unterlegstück (43) zum Neigen der Antenne.

5. System nach Anspruch 2, wobei die Antenne eine ungefähr omnidirektionale Antenne ist.

6. System nach Anspruch 2, wobei die Antenne eine Richtantenne ist.

7. Verfahren zum Vergrößern der Reichweite eines Traffic Alert and Collision Avoidance System (TCAS) eines Flugzeugs, wobei das TCAS einen Sender enthält, wobei das Verfahren folgendes umfaßt:

a) Bereitstellen einer Antenne, wobei die Antenne mit dem Sender in Verbindung steht; und

b) Anbringen der Antenne an dem Flugzeug derart, daß ein Spitzengewinn der Antenne im wesentlichen mit der waagrechten Flugbahn des Flugzeugs ausgerichtet ist, so daß die Reichweite des TCAS in der gewünschten Höhe und in dem gewünschten Azimuth vergrößert ist.