DE897271C - Blindlandesystem zur Festlegung eines Gleitwegs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Blindiandesystem, bei welchem von einer Antennenanordnung mit zwei unterschiedlich hoch über dem Erdboden angeordneten Antennensystemen zwei hochfrequente elektromagnetische Felder ausgesandt werden, die infolge Erdbodenreflexion unterschiedlich gefiederte, einander überlappende Feldverteilungen bewirken. Diese Felder sind im allgemeinen durch geeignete unterschiedliche Frequenzen, z. B. 150 und 90 Hz, moduliert, und der gewünschte Gleitweg ist durch Amplitudengleichheit beider Modulationsfrequenzen definiert.

In bekannten Systemen dieser Art treten Schwierigkeiten bei der Erzeugung eines genauen Gleitweges ohne falsche Gleitweglinien auf. Weiterhin besteht die Schwierigkeit, daß einstellbare Grenzlinien für die Erhaltung eines geeigneten Verhältnisses der zwei ausgestrahlten Felder schwer möglich sind. Schließlich kann auch die Schärfe des durch bekannte Vorrichtungen erreichbaren Gleitweges nur innerhalb enger Grenzen variiert werden.

Die Erfindung hat zum Ziel, diese Nachteile zu vermeiden, und bringt eine Anzahl Vorteile. Es sind nur Abänderungen bekannter Ausrüstungen für die Bodeninstallation notwendig, ohne die Bordausrüstung der Flugzeuge abzuändern.

Gemäß der Erfindung besteht das untere Antennensystem aus einer Einzelantenne, das obere Antennensystem dagegen aus zwei übereinander angeordneten und derart zusammenwirkenden Einzelantennen, daß dem festzulegenden Gleitweg störend benachbarte

Linien gleicher Feldstärke unbedingt vermieden sind.

Die Höhen der Einzelantennen über dem Erdboden sollen sich zweckmäßigerweise wie 1:4:8 verhalten.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Fig. ι stellt eine bekannte Antennenanordnung für die Führung eines Flugzeuges bei der Landung dar; Fig. 2 stellt die neue Anordnung gemäß der Erfindung dar;

Fig. 3 a, 3 b, 3 c stellen verschiedene Anordnungen für die Speisung der in Fig. 2 dargestellten Antennen dar;

Fig. 4 und 5 zeigen die Amplitude der ausgestrahlten Felder als Funktion des Winkels gegenüber Erde, und zwar zuerst in dem Fall des Systems von Fig. 1 und dann im Fall des Systems von Fig. 2.

Fig. ι stellt eine bekannte Antennenanlage dar, die für die Definierung eines Gleitweges geeignet ist und welche mit einem Sender 1 verbunden ist, welcher mit 150 und 90 Hz modulierte Hochfrequenzenergie der Antenne zuführt. Die mit 150 Hz modulierte Trägerschwingung wird mittels einer Übertragungsleitung oder Speiseleitung 4 der oberen Antenne 2 zugeführt, die vor einem Reflektor 3 angeordnet ist. Unter der Antenne 2 ist eine Antenne 5 vor einem Reflektor 3' angeordnet, welche durch mit 90 Hz modulierte Trägerfrequenzschwingungen vom Senden gespeist wird. Die Antenne 5 ist in einer Höhe gleich h über der Erde angeordnet, während die Antenne 2 in einer Höhe von praktisch 4,75 h über der. Erde angeordnet ist. Solch eine Anordnung, die an einem vertikalen Trägermast 14 befestigt ist, ist bekannt.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt und besteht wie in Fig. ι aus einem Sender, welcher mit 150 Hz modulierte Trägerschwingungen mit geeigneter Phase den zwei Antennen 6 und 7 zuführt, die vor einem Reflektor 8 bzw. 8' angeordnet sind. Diese Antennen 6 und 7 werden mittels einer Impedanzanpassungsanordnung 11, welche später beschrieben wird, mit geeigneter Phase über die Zuführungsleitung 9 gespeist. Die. Antenne 10, welche auch vor einem Reflektor 8" angeordnet ist, wird mit 90 Hz modulierten Trägerfrequenzschwingungen gespeist; die ganze Anordnung wird durch einen vertikalen Trägermast 15 getragen. Ein Merkmal der Vorrichtung besteht darin, daß die Antenne 10 in einer Höhe h über der virtuellen Ebene, welche die Erde darstellt, angeordnet ist und daß die Antenne 7 in einer Höhe von 4 h und die Antenne 6 in einer Höhe von 8 h angeordnet ist.

Fig. 3 a stellt eine Kopplungsvorrichtung für die Antenne 6, 7 und 10 mit einem Sender 1 für die Erzeugung von mit 150 Hz und mit 90 Hz modulierter Trägerschwingung dar. Wie aus Fig. 3 a ersichtlich ist, werden die mit 150 Hz modulierten Wellen in Parallelschaltung den Antennen 6 und 7 in Fig. 2 —zugeführt. Um eine geeignete Einstellung zu erhalten, ist eine einstellbare kurzgeschlossene Korrekturleitung 11 in einer geeigneten Entfernung von dem Verteilungspunkt der Speiseleitung vorgesehen. Die Antenne io_; welche durch die mit 90 Hz modulierte Trägerschwingung gespeist wird, ist mit einer Übertragungsleitung verbunden, die vom Sender 1 ausgeht, und ferner ist eine Korrekturleitung 12 vorgesehen, um die gewünschte Amplituden- und Phaseneinstellung in den Antennen 6, 7 und 10 zu erhalten. Die in Fig. 3b dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Sender 1 für die Erzeugung einer mit 150 Hz und mit 90 Hz modulierten Trägerschwingung wie im Fall von Fig. 3 a. Der Ausgangskreis vom Sender 1 besteht aus einem Stromkreis, welcher mit 90 Hz modulierte Schwingungen liefert, der direkt mit der Antenne 10 verbunden ist. Die Aufteilung der mit 150 Hz modulierten Trägerfrequenz wird in derselben Weise wie in Fig. 3 a ausgeführt, aber der Verzweigungspunkt und die Korrekturleitung 11 sind hierbei im oberen Teil des Speisesystems für die Antennen 6 und 7, z. B. bei A, angebracht. Die Einstellung dieser Vorrichtung wird nur einmal vorgenommen, so daß die Phasen in den Antennen dauernd festhegen.

Eine andere Speisevorrichtung ist in Fig. 3 c dargestellt, welche einen Impedanztransformator 13 aufweist. Diese Vorrichtung kann im oberen Teil der Antennen, z. B. im Punkt A in Fig. 2, angeordnet sein.

Fig. 4 und 5 stellen in kartesischen Koordinaten das mittels einer bekannten, in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung erhaltene Strahlungsdiagramm (Fig. 4) bzw. das durch die in Fig. 2 dargestellte Anordnung erhaltene Strahlungsdiagramm (Fig. 5) dar. α bedeutet den Winkel gegenüber dem Erdboden und H die Feldstärke.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß das mit 150 Hz modulierte Hochfrequenzfeld eine Serie von Schleifen i, 2, 3, 4, 5, 6, 7 usw. erzeugt, welche die Momentanwerte dieses Feldes in bezug auf den Winkel α zwischen der Fortpflanzungslinie des Feldes und der horizontalen Ebene darstellen. Andererseits sind die Kurven a, b und c des mit 90 Hz modulierten Feldes gezeichnet für die Werte von K gleich 2,15 bzw. 2 bzw. 1,8, wobei K das Verhältnis zwischen der Amplitude des mit 90 Hz modulierten Feldes in einem gegebenen Augenblick und der Amplitude des mit 150 Hz modulierten Feldes im gleichen Augenblick bedeuten. Schließlich ist die Kurve K gleich 2 (n) des mit 90 Hz modulierten Feldes für K gleich 2 und für eine Schneedicke auf dem Erdboden von 60 cm aufgezeichnet, welche die Lage der virtuellen Ebene, welche die Erde darstellt, ändert. no

Fig. 5 zeigt die mit 150 und 90 Hz modulierten •Hochfrequenzfelder unter denselben Bedingungen wie in Fig. 4, wobei jedoch die in Fig. 2 dargestellte Antennenanordnung und Speiseanordnung verwendet ist. ns

Die Kurven i, e, f stellen die Variation der Amplitude des mit 90 Hz modulierten Feldes in bezug auf den Winkel zwischen der Fortpflanzungsrichtung des Feldes und der horizontalen Ebene dar. Sie sind ähnlich jenen, die in Fig. 4 dargestellt sind. iao

Andererseits stellen die Schleifenserien die Variation der Amplitude des modulierten Feldes von 150 Hz in bezug auf den Winkel zwischen der Förtpflanzungsrichtung des Feldes und der horizontalen Ebene dar, wobei ersichtlich ist, daß beträchtliche Amplituden-Variationen vorkommen.

Die zweite und dritte, die sechste und siebente, die zehnte und elfte Schleife usw. sind auf eine sehr niedrige Amplitude reduziert, und die Schleifen 4, 5, 8, 9 usw. erreichen die Amplitude der Schleife 1. Die Amplitudenabnahme der Schleifen 2 und 3 macht es möglich, die Kurve des mit 90 Hz modulierten Feldes innerhalb sehr weiter Grenzen von K gleich 1,25 bis K gleich 2,65 zu variieren. Auf diese Weise wird ein sehr großer Spielraum für die Einstellung der Anlage erhalten. Um die nötige Genauigkeit in den Signalen nach den internationalen Vorschriften aufrechtzuerhalten, ist es jedoch wünschenswert, K so zu wählen, daß die Kurve des mit 90 Hz modulierten Feldes in der Mitte des Intervalls angeordnet ist, welches zwischen den Kurven entsprechend K gleich 1,25 und K gleich 2,65 liegt. Auf diese Weise wird ein breiter Bereich von Möglichkeiten für die Einstellung der bestmöglichen Resultate erreicht.

Ein anderer Vorteil der Anlage besteht in der Möglichkeit der Begrenzung der nachteiligen Wirkungen, welche bis heute bei bekannten Vorrichtungen eine dicke Schneeschicht auf dem Erdboden hervorruft. Der Vergleich der Kurven von Fig. 4 und 5 zeigt tatsächlich, daß im Falle von Fig. 4 eine Schneeschicht von 60 cm Dicke eine beträchtliche Abnahme der Differenz des Pegels zwischen der Schleife 2 des mit 150 Hz modulierten Feldes und des mit 90 Hz modulierten Feldes hervorruft, wodurch auf der Anzeigevorrichtung eine Pseudonullstelle angezeigt wird, die zu Landungsunfällen führen kann. Andererseits wird bei der Anordnung von Fig. 2 bei einer Schneeschicht der gleichen Dicke eine viel größere Pegeldifferenz in der Nachbarschaft der höchsten Schleifen des mit 150 Hz modulierten Feldes erhalten.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Blindlandesystem, bestehend aus einer Antennenanordnung mit zwei unterschiedlich hoch über dem Erdboden angeordneten Antennensystemen für die Ausstrahlung zweier elektromagnetischer Felder, die auf dem Erdboden derart reflektiert werden, daß zwei einander überlappende, unterschiedlich gefiederte Feldverteilungen entstehen, und bei welchem der Gleitweg durch die Gleichheit der durch die Felder ausgesandten Signale bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Einzelantenne als unteres Antennensystem das obere Antennensystem aus zwei übereinander angeordneten und derart zusammenwirkenden Einzelantennen besteht, daß dem festzulegenden Gleitweg störend benachbarte Linien gleicher Feldstärke unbedingt vermieden sind.

2. Blindlandesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhen der Einzelantennen über dem Erdboden sich verhalten wie 1:4:8.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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