NL8003433A

NL8003433A - Microgolflandingsstelsel dat volgens het bundelzwaai- principe werkt.

Info

Publication number: NL8003433A
Application number: NL8003433A
Authority: NL
Original assignee: Int Standard Electric Corp
Priority date: 1979-06-20
Filing date: 1980-06-13
Publication date: 1980-12-23
Also published as: DE2924847A1; IT8022860A0; NO801760L; JPS5631658A; AU5927280A; NO148428C; AU536847B2; JPS5925983B2; FR2459485A1; US4333081A; IT1193949B; NO148428B; FR2459485B1; CA1147038A; DE2924847C2; GB2052911B; GB2052911A

Description

*

-B

Microgolflandingsstelsel dat volgens het bundelzwaaiprincipe werkt

De uitvinding heeft betrekking op een microgolflandingsstelsel dat volgens het straal- of bundelzwaaiprincipe werkt, en dat voorzien is van een zend- en een bewakingsinrichting. hit microgolflandingsstelsel is onder de afkorting TRSB-MLS (Time Reference 5 Scanning Beam-Micro wave landing System) bekend. Het stelsel is in de publikatie MIS, Time Reference Scanning Beam Microwave Landing Systems van "The Bendix Corporation", Communications Division,

Baltimore, USA, mei 1977 beschreven.

Teneinde een azimut- respectievelijk elevatiegeleidingssignaal 10 te verkrijgen voor de landende vliegtuigen wordt er in azimut- respectievelijk elevatierichting een sterk gebundelde straal in een bepaalde sector - het straalzwaaigebied - volgens een vooraf bepaald programma heen en weer gezwaaid. Teneinde te vermijden dat er foutieve geleidingssignalen uitgestraald worden, moeten de uitgestraal-15 de microgolfsignalen bewaakt of gecontroleerd worden.

Hiervoor is bij de bekende inrichtingen van het azimut- en het elevatiestation telkens een een ontvanger bevattende veldmonitor aangebracht. Be veldmonitoren zijn via kabels met de bijbehorende , stations verbonden.

20 De uitvinding beoogt de bewakings- of controle-inrichting zodanig uit te voeren dat de uitgestraalde microgolfsignalen in het totale bundel- of straalzwaaigebied bewaakt worden.

Dit wordt bij een microgolflandingsstelsel van de in de aanhef genoemde soort volgens de uitvinding aldus bereikt dat de bewakings-25 inrichting binnen het straalzwaaigebied in vanuit de zendinrichting gezien verschillende richtingen een aantal antwoordbakens bevat die geïnitieerd door de, door de zendinrichting uitgestraalde microgolf-' signalen antwoordsignalen zenden naar een centrale ontvanginrichting van de bewakingsinrichting, en dat de bewakingsinrichting een waar-30 deerinriehting bevat waarin onderzocht wordt of de teruggezonden signalen in de vonrgeschreven tijdvolgorde binnenkomen.

Verdere voordelige uitvoeringen zijn aangegeven in de onder-conclusies.

De voordelen van de uitvinding zijn gelegen in het feit dat de 35 voorzieningen voor het bewaken van de uitgestraalde signalen in het totale straalzwaaigebied zeer gering zijn. Er is slechts één ontvanginrichting nodig. Volgens een verdere uitvoering (de teruggezonden 800 34 33 * 2 antwoordsignalen zijn met verschillende frequenties of codes gemoduleerd) kan gelokaliseerd worden in welk gebied de straalzwaai afwijkt van de voorgeschreven tijdvolgorde. In het totale straal-zwaaigebied worden de uitgestraalde signalen rechtstreeks bewaakt.

5 De uitvinding zal nader worden toegelicht met verwijzing naar de tekeningen, waarin : fig. 1 de ruimtelijke opstelling van de zend- en bewakings-inrichting toont; ma fig. 2 een bloksche/geeft van een antwoordbaken van de bewa-10 kingsinrichting; fig. 3 een diagram toont ter toelichting van de te bewaken tijdverschillen, en fig, 4 een blokschema geeft van de ontvang- en waardeereenheid van de bewakingsinrichting.

15 Aan de hand van fig. 1 zal de bewakingsinrichting voor het azimutstation toegelicht worden.

De zendinrichting 1 van het TESB-MLS is in het verlengde van een landingsbaan 7 aangebracht. De inrichting straalt vanuit een antenne 5 in de richting van de landende vliegtuigen een sterk ge-20 bundelde straal 6 uit. Deze straal 6 wordt in een sector (de sectorgrenzen zijn door streep-streep-lijnen aangeduid ) heen en weer gezwaaid. Uit het tijdverschil tussen twee straalbestrijkiqgen of -passages wordt aan boord van het vliegtuig de aanvliegrichting naar de zendinrichting bepaald.

25 De nieuwe bewakingsinrichting onderzoekt of de sterk gebundelde straal in de voorgeschreven tijdvolgorde de sector bestrijkt.

Hiertoe zijn er op een afstand van ongeveer 50 m tot de antenne 5 van de zendinrichting 1 een aantal antwoordbakens 4/n op gelijke afstand op een cirkelsectie aangebracht. De antwoordbakens worden 50 aan de hand van fig. 2 nader toegelicht. In fig. 1 zijn negen antwoordbakens 4/1, 4/3 > ..., 4/9 aangegeven. Bij een straalzwaaigebied van + 40° worden bij voorkeur 16 antwoordbakens toegepast.

Wanneer de sterk gebundelde straal op een antwoordbaken 4 binnenkomt, dan wordteen gedeelte van de energie in omgezette vorm 35 (bijvoorbeeld gemoduleerd) door het antwoordbaken naar de antenne 5 van de zendinrichting 1 als antwoordsignaal teruggezonden en door deze opgenomen. De antenne 5 is op het tijdstip, waarop het gereflecteerde signaal bij hem binnenkomt, nog bij benadering op het betreffende antwoordbaken gericht daar de straalzwaaitijd vergeleken met 40 de signaallooptijd zeer groot is. Er is dus voor de ontvangst van de 800 34 33 3 “τ teruggezonden signalen geen verdere antenne nodig.

De antenne 5 is via een circulator 3 enerzijds met de zendinrichting 1 van de TRSB-MLS en anderzijds met het ontvang- en verwerkingsgedeelte 2 van de bewakingsinrichting verbonden. De 5 teruggezonden signalen hebben een beduidend kleinere amplitude dan de uitgezonden signalen. Zij hebben op de zendinrichting 1 geen storende invloed. Het ontvang- en verwerkingsgedeelte 2 wordt aan de hand van fig. 4 nader toegelicht.

De antwoordbakens 4/n (fig. 2) bevatten telkens een richt-10 antenne 4 die op de antenne 5 van de zendinrichting 1 gericht is, een circulator 23, een modulator 22 en een oscillator 21 waarin de modulatiefrequentie f opgewekt wordt. Het ontvangen signaal dat de frequentie f heeft, wordt in de modulator 22 met de frequentie f^, die voor elk antwoordbaken verschillend is, in fase of in frequentie 15 gemoduleerd. Het gemoduleerde’ signaal met de frequentie fQ+f wordt door de antenne 24 uitgestraald. De modulatiefrequenties zijn bijvoorbeeld : f.j = 3 000 Hz f2 = 3 900 Hz 20 f, = 5 070 Hz j « fn = 24 200 Hz ✓

In plaats van met verschillende frequenties kunnen de teruggezonden signalen ook met van antwoordbaken tot antwoordbaken ver-25 schillende codes gecodeerd zijn.

Hiernavolgend zal aan de hand van fig. 3 toegelicht worden welke tijdverschillen bewaakt worden teneinde te onderscheiden of de teruggezonden signalen in de voorgeschreven tijdvolgorde binnenkomen, dat wil zeggen of de sterk gebundelde straal de voorgeschre-30 ven zwaaibeweging uitvoert.

Wanneer de straal in fig. 1 eerst van links naar rechts en dan van rechts naar links gezwaaid wordt, dan valt hij eerst in op het antwoordbaken 4/1 en hierop aansluitend op de verdere antwoordbakens 4/2 tot 4/9· Bij het terugzwaaien valt hij eerst op het antwoord-35 baken 4/9 in en vervolgens op de verdere antwoordbakens 4/8 tot 4/1.

Het amplitudeverloop van het door een antwoordbaken teruggezonden signaal heeft een ongeveer pulsvormig verloop. Fig. 3 is slechts een kwalitatieve weergave.

Op het tijdstip t=0 begint de straalzwaai aan de linker sector-40 rand, en de straal is gedurende een bepaalde tijdspanne rond de tijd 800 34 33 4 t,,, gericht op het antwoordbaken 4/1 . Yolgens de navolgende verge- Ί ϋ lijking wordt t^ berekend :

, _ t1BJ * ^ER

ΊΞ - 2 (1) 5 waarbij de tijd is waarop het door het antwoordbaken 4/1 terug- Ί üv gezonden antwoordsignaal een amplitudedrempelwaarde S overschrijdt en t^g^ de tijd is waarop dit signaal deze drempelwaarde weer onder-10 schrijdt. Bij de straalzwaai in de terugrichting is de straal op de tijd + _ t1R7 + f9\ t1R - 2 u; 1 5 weer op het antwoordbaken 4/1 gericht. De tijd t^ wordt op dezelfde wijze als de tijd t^g bepaald.

Overeenkomstige overwegingen gelden voor de overige antwoord-bakens. Ter controle van de straalzwaai wordt onderzocht of de tijdverschillen 20 Atn = ^ - tnH (3) (n is het rangordenummer van het antwoordbaken), de voorgeschreven waarden hebben. Yoor het eerste antwoordbaken is het tijdverschil At^ het grootst. Het tijdverschil voor het laatste antwoordbaken 4/9 is het kleinst.

25 Hiernavolgend wordt aan de hand van fig. 4 de ontvangst en de verwerking van de door de antwoordbakens teruggezonden antwoord-signalen nader toegelicht.

De signalen worden door de antenne 5 ontvangen en via de circulator 3 aan een menger 31 toegevoerd. Yoor het naar onder mengen van 50 de ontvangen signalen wordt met behulp van een richtkoppeling 38 een bepaald gedeelte van het zendsignaal, dat de frequentie f heeft, uitgekoppeld en aan de menger 31 toegevoerd. De menger 31 geeft dan signalen met de frequenties f^, fg> ···, f^ af afhankelijk van het feit van welke antwoordbakens de teruggezonden-signalen afkomstig 35 zijn.

De uitgangssignalen van de menger worden via een versterker 37 aan band-doorlaten 32, 33> 34 toegevoerd die telkens signalen met de modulatiefrequenties f^, fg, ..., f^ van'de afzonderlijke antwoordbakens doorlaten. De uitgangssignalen van de band-doorlaten worden 40 in gelijkrichters 35» 36, 37 gelijkgericht. De gelijkgerichte signa- 800 34 33 5 len worden telkens aan een drempelwaardeschakeling 42, 45, 44 toegevoerd die bij over- en onderschrijding van de drempelwaarde S (fig.5) een trekkerimpuls afgeven. Er worden dus op de tijdstippen

t t™., t t m en t m door n drempelwaarde schakelingen trekker-nHY nER’ nRV nRR

5 impulsen afgegeven die aan n uit meerdere tellers bestaande tel-inriehtingen 38, 39, 40 toegevoerd worden.

De op het tijdstip t^^ af gegeven trekkerimpuls stelt in de eerste telinrichting 38 drie tellers op nul en de op het tijdstip t1TrR afgegeven trekkerimpuls stopt de eerste van deze drie tellers. 10 Hetzelfde geldt voor de twee verdere tellers en de op de tijdstippen ^1RY en ^1BR a-ëeëeYen- trekkerimpulsen. Dat door een bepaalde trekkerimpuls telkens de gewenste teller gestopt wrdt,wordt hierdoor gerealiseerd dat aan de drie tellers een logische schakeling of verdere teller voorgesohakeld wordt. Alle tellerstanden worden 15 aan de miororekenaar 41 overgedragen.

Daar alle tellerstanden van een bepaalde tijdspanne evenredig zijn is het voldoende om in plaats van de tijdverschillen At^ te vergelijken met de nominale tijdverschillen, overeenkomstig bepaalde tellerstandverschillen te vergelijken met de nominale tellerstand-20 verschillen. Hiertoe berekent de microrekenaar 41 analoog aan de vergelijkingen (1), (2) en (3) tellerstandverschillen die in de rekenaar vergeleken worden met nominale waarden. Komen de nominaleen werkelijke waarden niet met elkaar overeen dan geeft de microrekenaar 41 een signaal af, dat aangeeft dat de straalzwaai niet in 25 de voorgeschreven tijdvolgorde gebeurt. Dit signaal kan gebruikt worden om de inrichting uit te schakelen of op een reserve-inrichting om te schakelen.

De functionering en de samenwerking van de afzonderlijke bouw-groepen is in het algemeen bekend en wordt daarom niet nader toege-30 licht.

Ter bewaking van de door het elevatiestation uitgestraalde signalen zijn de antwoordbakens boven elkaar aangebraeht en aan een mast bevestigd. De hoogte van het bovenste antwoordbaken wordt bepaald door de grootste elevatiehoek, tot waaraan de straal gezwaaid 35 wordt in samenhang met zijn afstand tot de zendinrichting van het elevatiestation.

800 3 4 33

Claims

1. Microgolflandingsstelsel dat volgens het straalzwaai-principe werkt, voorzien van een zend- en een bewakingsinrichting, met het kenmerk, dat de bewakingsinrichting (2,4) 5 binnen het straalzwaaigebied in van de zendinrichting (1) uit gezien verschillende richtingen meerdere antwoordbakens (4) bevat, die geïnitieerd door de door de zendinrichting (1) uitgestraalde microgolfsignalen, antwoordsignalen naar een centrale ontvang-inrichting (2) van de bewakingsinrichting zenden, en dat de bewa-10 kingsinrichting een verwerkingsinrichting (2) heeft waarin onderzocht wordt of de teruggezonden signalen in de voorgeschreven tijdvolgorde binnenkomen.

2. Microgolflandingsstelsel volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de centrale ontvanginrichting (2) zich op de- 15 zelfde plaats of in onmiddellijke nabijheid van de zendinrichting (1) bevindt.

3. Microgolflandingsstelsel volgens conclusie 2, m e t het kenmerk, dat voor de ontvanginrichting (2) en de zendinrichting (1) een gemeenschappelijke antenne (5) aangebracht is. 20

4· Microgolflandingsstelsel volgens een der conclusies 1 tot 3> met het kenmerk, dat de door de antwoordbakens (4) uitgestraalde antwoordsignalen de door de zendinrichting (1) uitgestraalde en door de antwoordbakens ontvangen microgolfsignalen ' zijn, die voor het terugzenden naar de ontvanginrichting (2) ge-25 moduleerd worden.

5. Microgolflandingsstelsel volgens conclusie 4» m e t het kenmerk, dat de modulatiefrequenties (fQ) voor de afzonderlijke antwoordbakens verschillend zijn.

6. Microgolflandingsstelsel volgens een der conclusies 1 tot 3, 30 met het kenmerk, dat de door de antwoordbakens (4) uitgestraalde antwoordsignalen de door de zendinrichting (1) uitgestraalde en door de antwoordbakens ontvangen microgolfsignalen zijn, die voor het terugzenden naar de ontvanginrichting (2) in elk antwoordbaken (4) telkens met een verschillende code gecodeerd wor-35 den.

7. Microgolflandingsstelsel volgens een der conclusies 1 tot 6, met het kenmerk, dat de antwoordbakens (4) tot de zendinrichting (1) ten minste bij benadering dezelfde afstanden hebben. 800 3 4 33