DE855584C - Funksystem fuer Blindannaeherung oder Blindlandung von Luftfahrzeugen - Google Patents

Description

Bei den l>ekannten Sende- und Empfangseinrichtungen für das Blindlanden von Flugzeugen bei schlechter Sicht wird l>ekanntlich ein Funksender mit einem niederfrequenten Signal moduliert und solcher Art an eine¹ Antenne angeschlossen, daß rechts und links von einer genau festgelegten Richtung gegenphasig-e Modulationssignale empfangen werden. Der im Flugzeug eingebaute Empfänger zeigt daher dem Piloten die jeweilige Phase der

ίο Modulation an, verglichen mit einem Bezugssignal, das entweder einem gesonderten Sender oder dem gleichen Sender ül>er eine weitere Trägerfrequenz aufmoduliert ist und das sich z. B. in Phase mit den Modiulationssignalen auf einer Seite der Flugzeugrichtung befinden kann. Das Flugzeug kann somit während des Landens mühelos den vorgeschriebenen Kurs einhalten.

In solchen Fällen ist das vom Empfänger verstärkte Signal unmoduliert, wenn die Maschine auf dem richtigen Kurs fliegt (mit Ausnahme des olx?nerwähnten, einer Hilfsfrequenz aufmodulierten räez'Ugssignals), während der Modulationsgrad zu beiden Seiten des vorgeschriebenen Kurses proportional zunimmt. Man kann daher nicht unterscheiden, ob die Modulation beim Sender aussetzt oder das Flugzeug bei intaktem Sender auf dem vorgeschriebenen Kurs fliegt, so daß beim Aussetzen der Sendermodulation eine: gefährliche Situation dadurch entsteht, daß dann die Apparatur dem Piloten unabhängig von seinem tatsächlichen

Kurs die Anzeige gibt, die er nur auf seinem vorgeschriebenen Kurs erhalten sollte. Erfindungsgemäß wird diese.Gefahr dadurch vermieden, daß diei Phasendifferenz zwischen der Modulation auf beiden Seiten einen geringeren Betrag als i8o° aufweist, so daß auch ein Modulationssignal hörbar wird, wenn die Maschine auf dem vorgeschriebenen Kurs fliegt. Daher kann ein Fehler beim Sender im Flugzeug sofort durch das Ansprechen eines dlurch das Ausbleiben der Modulation ausgelösten Alarmsignals entdeckt werden,. Vorzugsweise wird hierzu nicht nur das Bezugssignal auf die Hilfsträgerfrequenz moduliert, sondern es wird außerdem die eigentliche ungerichtet abgestrahlte Trägerfrequenz mit einem weiteren Niederfrequemzton gleicher Frequenz mit gegenüber der Modulation zu beiden Seiten der vorgeschriebenen Fahrtrichtung um 90⁰ verschobener Phasenlage moduliert. Die Strah-. lungseigenschaften der Antennensysteme für die ao Modulationskomponenten der Phase bzw. Gegenphase zum Bezugssignal werden durch diese zusätzliche um 90⁰ verschobene Modulationskomponente nicht beeinflußt. Deshalb ist auch beim Empfänger eine Änderung in der Schaltung des Phasendiskriminators nicht erforderlich.

In einem Ausführungsibeispiel wird der Phasenwinkel der zu beiden Seiten der vorgeschriebenen Fahrtrichtung empfangenen Modulation gleich 90⁰ gemacht, so daß für den Fall, daß beim Sender entweder die Modulation oder das Bezugssignal ausbleibt, der gesamte Strom beider Gleichrichter um etwa 3 db abfällt, welcher Umstand im ausgeglichenen Diskriminator des Empfängers ausgenutzt werden kann. Ein Alarmrelais kann somit leicht in Tätigkeit gesetzt werden.

Die Erfindung ist leichter verständlich unter Zuhilfenahme der Zeichnung.

Fig. ι zeigt ein Strahlungsdiagramm eines bisher üblichen Systems,
Fig. 2 ein Vektordiagramm,

Fig. 3 ein Prinzipschaltbild für ein komplettes Sendesystem entsprechend der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 eine Schaltung des Wiedergabe- und Anzeigeteils bed dem Empfänger.

Bei den bisher im Gebrauch befindlichen Blindlandeeinrichtungen besteht auf der Sendeseite das Antennensystem aus zwei Teilen. Der eine Teil strahlt ungerichtet in der Nachbarschaft der vorgeschriebenen Flugbahn, während die Strahlungscharakteristik des anderen Teils so beschaffen ist, daß die Feldstärke im vorgeschriebenen Kurs durch Null geht, wobei an dieser Stelle eine Phasenumkehr eintritt. In Fig. 1 sind die Be-Ziehungen beider Strahlungen in der Nähe dieses Kurses erläutert. In vertikaler Richtung ist die Feldstärke an einer bestimmten Stelle der Flugbahn eingetragen, während in horizontaler Richtung die in Winkelgraden ausgedrückte Abweichung vom vongeschriebenen Kurs 3 dargestellt ist. Diejenige Antenne, welche eine der Kurve 1 entsprechende Strahlungscharakteristik aufweist, wird durch die Trägerwelle allein erregt, während die Antenne, welche der Kurve 2 entspricht, nur durch die beiden Seitenbänder erregt wird. Das resultierende Signal, das an einer bestimmten Stelle in der Nähe der vorgesc'hrieibenen Flugbahn empfangen wird, ist dann links und rechts in entgegengesetzter Phase moduliert, wie aus dem Vektordiagramm durch die Vektoren 0 A, 0 B ersichtlich ist (Fig. 2). Die Aussendung des Bezugssignals ist dabei unberücksichtigt gelassen.

Nach einer Ausführunigsform der vorliegenden Erfindung wird die dem eine Strahlunigscharakteristik entsprechend Kurve 1 in Fig. 1 aufweisenden Antennensystem zugeführte Hochfrequenzenergie elrenfalls durch den gleichen Niederfrequenzton amplitudenmoduliert wie die Hochfrequenz des anderen Antennensystems, wobei jedoch die Phase dieser Modulation um 90⁰ gegenüber der Modulation des anderen Antennensystem verschoben ist. Die Modulation des Signals, das von dieser Antenne empfangen wird, läßt sich durch den Vektor OC darstellen, während OA' und OB' die Modulation zu beiden Seiten der Fahrtrichtung in willkürlich angenommenen, symmetrisch zur Fahrtrichtung liegenden Meßpunkten veranschaulichen. Demzufolge ändert sich der Betrag der Modulation nur geringfügig beim Hindurchgehen durch die vorgeschriebene Kurslinie; go ihre Phase dreht sich dagegen in einem Winkel, dessen Größe auf der Senderseite dadurch geändert werden kann, daß man den Modulationsgrad bei dem Sendesystem mit gleichförmiger Strahlungscharakteristik in gewissen Grenzen ändert.

Die Art und Weise, in welcher die vorliegende Erfindung praktisch angewandt wird, läßt sich mit Bezug auf Fig. 3 und 4 leichter verstehen. Fig. 3 zeigt eine Sendeanlage üblicher Bauart, die der Erfindung entsprechend abgewandelt wurde, und Fig. 4 zeigt einen üblichen Anzeigekreis im Empfänger. In Fig. 3 stellt 10 den obenerwähnten Tongenerator dar, welcher mit Hilfe des Modulators 15 die von 18 kommende Senderwelle mit Trägerwellenunterdrückung moduliert und die beiden· äußeren Antennen 16 und 17 speist. Gleichzeitig wird die Ausgangsspannung des Tongenerators dem Modulator 14 zugeführt, wo eine mit dem Phasensignal frequenzmodulierte Hilfsträgerfrequenz erzeugt wird, die über den weiteren, ebenfalls von 18 beaufschlagten Modulator 12 zur Mittelantenne 13 gelangt. Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wind ein weiterer Teilbetrag der von dem Nkderfrequenzgenerator 10 erzeugten Spannung über den Phasenschieber! 11, der die Phase der Ausgangs spannung um 90⁰ dreht, im Modulator 12 mit der Modulation de'r Bezugsphase kombiniert und so dem mittleren Antennensystem 13 zugeführt. Fig. 4 zeigt eine bekannte Indikatorschaltung, wie sie auf der Empfängerseite benutzt wird. Der Empfänger enthält hinter dem zweiten Detektor einen selektiven Kreis, der dazu dient, die Hilfsträgerfrequenz abzutrennen. Dkise wird in einem Frequenzdiskriminator demoduliert, um das niederfrequente Bezugssignal zu erhalten. Letzteres wird an den Klem-

Claims (4)

men 30, 31 dem Indikator zugeführt, welcher einen Phasendetektor enthält, wobei das demodulierte Signal, das aus dem direkten Modulationskanal stammt, an die Punkte 32 und 33 geführt wird. Die Anschlußklemmen 32 und 33 sind ül>er den Transformator 34 und die Kondensatoren 35 mit dem als Nullindikator dienenden· .Meßinstrument 36 verbunden, dessen beide Anschlußklemmen über zwei Gleichrichter 37 mit Erde verbunden sind. Parallel zum Instrument liegt der Widerstand 38, dessen Mittdanzapfuiiig über das Relais 39 ebenfalls an Erde liegt. Die Anschlußklemme 30 ist rnit der Mitte der Sekundärwicklung von 34 und Klemme 31 mit Erde verbunden. Wird ein Empfänger, der einen Indikatorkreis der l>eschriel>enen Bauart enthält, mit einem Antennensystem der bekannten Ausführungsart benutzt, in welchem also kein Modulationssignal auf dem vorgeschriebenen Kurs empfangen wird, so er- ao scheint also auf dem vorgeschriel>enen Kurs auch kein Signal an den Klemmen 32 und 33. Somit erzeugt das an 30 und 31 geführte Bezugssignal gleiche Ströme in den Gleichrichtern, mit dem Ergebnis, daß in dem Nullindikator 36 kein Strom angezeigt wird. Wenn dagegen das Flugzeug von der vorgeschrieil>enen Fahrtrichtung abweicht, wird an den Primärklemmen 32 und 33 des Transformators ein Signal erscheinen, das sich entweder in Phase oder in Gegenphase gegenül>er dem Bezugssignal befindet, und zwar je nachdem, ob sich das Flugzeug rechts odeir links vom vorgeschriebenen Kurs entfernt. Die einem der l>eiden Gleichrichter 37 zugeführte Spannung wird sich daher erhöhen und die dem anderen zugeführte Spannung ermäßigen, so daß das Meßinstrument 36 entsprechend dier Phasenlage des an den Klemmen 32 und 33 auftretenden Signals nach rechts oder links ausschlägt. Die Summe der Ströme, die durch die Gleichrichter erzeugt werden, fließt durch das Relais'39, welches so eingestellt ist, daß es bei einem Ausbleiben des Bezugssignals anspricht. Bei dem bisher üblichen Blindlandesystem kann jedoch dieses Alarmsignal in der angegebenen Schaltung nicht dazu benutzt werden, um ein etwaiges Aussetzen des direkten Modulationskanals anzuzeigen, da dieser Kanal normalerweise keine Signale überträgt, wenn sich der Empfänger auf dem vorgeschriel >enen Kurs befindet. Mit der Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welcher die Quermodulationskomponente empfangen wird, wenn sich der Empfänger in der vorgeschriebenen Fahrtrichtung befindet, setzt sich hingegen der durch das Relais 39 fließende Strom aus den Komponenten der direkten Modulation und der Bezugsp'hase zusammen. Das Relais wird so eingestellt, daß es anspricht, wenn einer dieser beiden Ströme ausbleibt. Somit ist ein Ausbleiben des direkten Modulationskanals oder des Bezugssignals jederzeit ebenso erkennbar, wie ein Ausbleiben des Bezugssignals. P A T V. X T ANSPRUCH Li:

1. Blindlandesende·- und -empfangssystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasendifferenz zwischen den auf beiden Seiten der vorgeschriebenen Flugrichtung empfangenen Modulationssigiialen einen geringeren Betrag als 180 ° aufweist, so daß ein Modulationssignal auch auf dem vorgeschriebenen Kurs empfangen wird und daher ein Versagen der Sendermodulation im Flugzeug sofort erkannt werden kann.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasendifferenz der zu beiden Seiten der Flugrichtung empfangenen Modulation gleich 90 ° gemacht wird.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mit einem Niederfrequenzton entgegengesetzter Phase modulierte Hochfrequenzsignale zu beiden Seiten der Flugrichtung ausgestrahlt werden und bei dem ein Bezugsphasensignal mit einer ungerichteten Strahlungscharakteristik, zumindest in der Richtung des Flugkurses, ausgestrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Niederfrequenz unter 90 ° Phasenverschiebung gegen diese modulierte Welle der gleichen Hochfrequenz gleichfalls in der Richtung des Flugkurses mit ausgestrahlt wird.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hochfrequente Welle, die in der Richtung des Flugkurses strahlt, auch mit dem einer Hilfsträgerfrequenz durch Frequenzmodulation auf modulierten Bezugssignal moduliert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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