V3.00 62 – Radio Navigation 62 – Funknavigation Advanced PPL-Guide Band 3.

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62 – Funknavigation

Advanced PPL-GuideBand 3

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1 – Technische Grundlagen


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Elektromagnetische Wellen

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Die Sinusschwingung

Wellenlänge λ (lambda): Die Stecke in Ausbreitungsrichtung, nach der sich eine vollständige Schwingung (mit positivem und negativem Ausschlag) wiederholt.

Amplitude: Die maximale Auslenkung der Schwingung vom Nullpunkt aus gesehen.

Schwingungsdauer t: Die Zeit, die eine Welle für genau eine Schwingung benötigt.

Frequenz f: Die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde. Die Angaben der Frequenz erfolgen in der Einheit Hertz (Hz), was einer Schwingung pro Sekunde entspricht.

Phasenwinkel: Der Winkel, der das zeitliche oder räumliche Fortschreiten der Sinusschwingung von einem Punkt aus beschreibt. Schwingen zwei Felder mit Wellenbergen und Wellentälern synchron, schwingen sie „in Phase“.

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Elektromagnetisches Feld

Je größer die Wellenlänge, umso niedriger die Frequenz.

Je kleiner die Wellenlänge, umso größer die Frequenz.

𝑐=𝜆∙ 𝑓 ⇔𝜆=𝑐𝑓⇔ 𝑓=

𝑐𝜆

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Frequenzspektrum

Bezeichnung Frequenz Wellenlänge Funknavigatorische AnlageVLF 3-30 kHz 100-10 km Omega 10-14 kHz VLF-COM 10-30 kHzLF / LW 30-300 kHz 10-1 km Decca 70-135 kHz Loran C 100 kHz NDB Ab 200 kHz

MF / MW 300-3.000 kHz 1.000-100 m NDB Bis 1.750 kHz

HF / KW 3-30 MHz 100-10 m VHF / UKW 30-300 MHz 10-1 m Marker 75 MHz ILS-LLZ 108-112 MHz VOR 108-118 MHz VDF 118-136 MHz

UHF 300-3.000 MHz 10-1 dm UDF 225-400 MHz

ILS-GP 329-335 MHz DME 962-1.213 MHz SSR-Interrogator 1.030 MHz SSR-Transponder 1.090 MHz

SRE (Überwachungsradar) 1.250-1.350 MHz

GPS 1.227-1.575 MHz

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Frequenzspektrum

Bezeichnung Frequenz Wellenlänge Funknavigatorische AnlageSHF 3-30 GHz 10-1 cm MLS 5-15 GHz Doppler ~8,8 GHz

PAR (Präzisionsanflugaradar) ~ 9 GHz

EHF 30-300 GHz 10-1 mm ASDE (Flughafenrundsichtradar) Bis 37,5 GHz

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Modulationsarten

• Amplitudenmodulation• Frequenzmodulation• Impulsmodulation

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Modulation von Trägerwellen

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Amplitudenmodulation

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Frequenzmodulation

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Impulsmodulation

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Sendearten

Erste StelleKeine Modulation NAmplitudenmodulation (Zweiseitenband mit Träger)

A

Zweite StelleUnmodulierter konstanter Träger 0Unmodulierter getasteter Träger mit Informationsgehalt

1

Modulierter Träger mit Informationsgehalt

2

Modulierter Träger mit Analogsignal 3Kombinierte Trägermodulation 9

Dritte StelleKeine Information im Signal NMorsetelegraphie AFernsprechen EKombinierte Aussendung W

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Wellenarten

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Wellenausbreitung

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Lang- und Mittelwellen

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Kurzwellen

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Ultrakurzwellen

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Wellenausbreitung

FrequenzbandAusbreitung bei

TagAusbreitung bei

NachtLang- und Mittelwellen

BodenwelleBoden- und Raumwelle

KurzwellenÜberwiegend als Raumwelle; geringer Bodenwellenanteil

UltrakurzwellenDirekte WelleQuasioptische Ausbreitung

)

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Störfaktoren Raum- und Bodenwellen

• Überlagerungen (Fading)• Dämmerungseffekt (Twilight Effect)• Brechung• Reflexion• Beugung• Absorption• Elektrische• Entladungen

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Störfaktoren Direkte Wellen

• Sendeleistung• Flughöhe• Hindernisse

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2 – UKW-Peiler (VDF)


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Peilungen

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Funkseitenpeilung (Relative Bearing)

Das Relative Bearing (RB) ist der Winkel zwischen der Flugzeuglängsachse und der Linie Luftfahrzeug – Bodensender.

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Rechtweisende Peilungen (TB)

QUJ = TB to the stationQTE = TB from the station

Das QUJ (TB to the station) ist der Winkel zwischen der Linie Luftfahrzeug – geografisch Nord und der Linie Luftfahrzeug – Bodensender.

QUJ = TH + RB

Das QTE (TB from the station) ist der Winkel zwischen der Linie Bodenstation - geographisch Nord und der Linie Bodensender – Luftfahrzeug.

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Missweisende Peilungen (MB)

QDM = MB to the stationQDR = MB from the station

Das QDM (MB to the station) ist der Winkel zwischen der Linie Luftfahrzeug – magnetisch Nord und der Linie Luftfahrzeug – Bodensender.

QDM = MH + RB

Das QDR (MB from the station) ist der Winkel zwischen der Linie Bodenstation - magnetisch Nord und der Linie Bodensender – Luftfahrzeug.

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Erweitertes Kursschema

TC + WCA TH + RB = QUJ (TB to the station)- VAR +/- 180° = QTE

MH + RB= QDM (MB to the station)

- DEV +/- 180° = QDR CH

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VDF

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Bodenkomponenten

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Navigationsverfahren

QDM wird kleiner kleiner steuern

QDM wird größer größer steuern

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3 – Ungerichtetes Funkfeuer (NDB)


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Ungerichtetes Funkfeuer (NDB)

• Bodenkomponenten (NDB)– Sender– Sendeantenne– Überwachungsanlage

• Bordkomponenten (ADF)– Rahmenantenne (loop aerial)– Seitenbestimmungsantenne (sense aerial)– Empfänger– Bedienteil– Anzeigegerät

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NDB

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Bordkomponenten

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Funktionsweise

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Loop-Empfangsdiagramm

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Kombiniertes Empfangsdiagramm

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Ferritkreuz-Rahmenantenne

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ADF-Bediengerät

Schalter FunktionVOL Lautstärkeregelung der Morsekennung

ADF Das Gerät arbeitet im normalen Modus als ADF und empfängt über beide Antennen.

ANT Das Signal wird nur über die Sense-Antenne empfangen. Diese Funktion ermöglicht ein besseres und störungsfreies abhören der Senderkennung. In diesem Modus ist KEINE Peilung möglich!

BFO= Beat Frequency Oscillator. Durch Überlagerung der Funkwellen mit einer selbst erzeugten tonmodulierten Frequenz kann eine A1A-Kennung hörbar gemacht werden. Diese Einstellung muss nur noch bei sehr wenigen NDBs zum Abhören der Kennung geschaltet werden.

CW = Carrier Wave. Diese Einstellung hat dieselbe Funktion wie BFO.

FRQ Bei einem Gerät mit der Möglichkeit, eine Standby-Frequenz vorzuwählen, wird diese durch Betätigung dieser Taste aktiviert.

TEST / TST

Bei einem Gerätetest springt die Nadel bei den meisten Herstellern auf eine Peilung von 90° und muss direkt nach dem Test wieder in ihre Ausgangsposition zurück springen.

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RBI

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RBI-Navigation

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MDI

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RMI

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Schweigekegel

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Küsteneffekt

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Bergeffekt

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Quadrantal Error

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Orientierung und Interpretation

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Zielflugverfahren (Homing)

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Stehende Peilung (Constant Bearing)

RBI-Nadelspitze wandert nach rechts aus WCA nach rechts korrigieren

RBI-Nadelspitze wandert nach links aus WCA nach links korrigieren



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Kursflug (Tracking)

RBI-Nadelspitze wandert nach rechts aus WCA nach rechts korrigieren

RBI-Nadelspitze wandert nach links aus WCA nach links korrigieren



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NDB Überflug

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Anschneiden (Interception)

Gewünschter An- / Abflugkurs liegt links vom aktuellen An- / Abflugkurs Anschneidewinkel wird vom gewünschten Anflugkurs subtrahiert

Gewünschter An- / Abflugkurs liegt rechts vom aktuellen An- / Abflugkurs Anschneidewinkel wird zum gewünschten Anflugkurs addiert

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4 – UKW-Drehfunkfeuer (VOR)


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UKW-Drehfunkfeuer (VOR)

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Radiale

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VOR

• Bodenkomponenten– Sender– Antennenanlage– Überwachungsanlage

• Bordkomponenten– Empfangsantenne– Empfänger– Bedienteil– Anzeigegerät

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CVOR

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Doppler-VOR

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ICAO-Karte

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Bordkomponenten

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CDI-Anzeigegerät

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Kursablage

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HSI

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Schweigekegel

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Kreuzpeilung

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Kursflug (Tracking)

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VOR-Überflug

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Anschneiden (Interception)

CDI-Nadel rechts Anschneidewinkel wird zum anzuschneidenden Kurs addiert

CDI-Nadel links Anschneidewinkel wird vom anzuschneidenden Kurs subtrahiert

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5 – Entfernungsmessgerät (DME)


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DME

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DME

• Bodenkomponenten– Empfangs- und Sendeantenne– Sender– Empfänger

• Bordkomponenten– Empfangs- und Sendeantenne– Sender– Empfänger– Bedienteil und Anzeige

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ICAO-Karte

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Schrägentfernung

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6 – Radar


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Radarprinzip

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Radar

• Bodenkomponenten– Sender– Empfänger– Drehbare Parabolantenne– Anzeigebildschirm

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Radarantenne

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Radaranlagen

Radarart Frequenz Wellenlänge Bereich Band

Frühwarnradar300 MHz bis 1 GHz

100 cm Dezimeter P

SSR (Transponder) 1 GHz 30 cm Dezimeter L

ASR (Flughafenüberwachungsradar)

3 GHz 10 cm Dezimeter S

Wetterradar 5 GHz 6 cm Zentimeter C

PAR (Anflugradar) 10 GHz 3 cm Zentimeter X

ASDE (Rollfeldüberwachung)30 GHz bis 37,5 GHz

1 cm bis 0,8 cm Zenti- / Millimeter

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Anzeigegerät

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7 – Sekundärradar (SSR)


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SSR-Funktionsprinzip

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SSR

• Bodenkomponenten– Empfangs- und Sendeantenne– Interrogator– Dekoder– System Monitor– Anzeigegerät

• Bordkomponenten– Empfangs- und Sendeantenne– Transponder– Bedienteil

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Bodenantenne

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Bedien- und Anzeigegerät

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Transpondercodes

Code Bedeutung

7000

Einstellung für VFR-Verkehr. Diese Einstellung ist unterhalb von 5.000 ft MSL, bzw. 3.500 ft GND (der tatsächlich höhere Wert ist entscheidend) empfohlen, darüber vorgeschrieben.

7500 Flugzeugentführung7600 Funkausfall7700 Notfall

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8 – Satellitennavigation (GNSS)


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GPS-Positionsbestimmung

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GPS-Komponenten

• Bodensegment– Hauptkontrollstation– Überwachungsstation– Datenübertragungsstation

• Bordsegment– Empfangsantenne– Empfänger– Anzeige- und Bediengerät

• Raumsegment– Satelliten

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GPS-Bodenstationen

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Raumsegment

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Bordsegment

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