Limits von DME

[vikingX]

Guten Morgen! Hoffe jemand von euch kann mir weiterhelfen. Geht um eine Grundsatzüberlegung (Übungsaufgabe) im Bereich DME, für welche ich keinen Lösungsweg finde. Die Frage ist ob bei einer Radialgeschwindigkeit von 1200km/h die Distanzmessung noch funktioniert, wenn die Bandbreite der DME RX BWrx 1MHz ist und die Abfragefrequenz 28 Hz.

 

Lieber Gruss

 

Jan

[rolfuwe]

Da die Signale mit Lichtgeschwindigkeit gesendet werden, müßte auch bei Schallgeschwindigkeit die Messung genau genug sein.

[Chipart]

Hallo Jan,

 

die Frage ist gar nicht so dumm (wenn man die Antwort verstanden hat, dann hat man viel darüber verstanden, wie ein DME eigentlich funktioniert).

 

Da ich Deine Frage so verstanden habe, dass Du nur einen Ansatz zur eigenen Lösungssuche suchst und nicht die Lösung vorgekaut haben willst - was ich sehr gut finde - und außerdem gerade keine Zeit habe, die Lösung hier komplett aufzuschreiben, stelle ich Dir zwei Fragen, die Dich in die richtige Richtung weisen könnten:

 

1. Wie findet das DME im Flugzeug unter allen Antworten der Bodenstation "seine" Antworten raus?

2. Was macht der Dopplereffekt mit den ausgesandten/empfangenen Pulspaaren?

 

Hoffe, das hilft,

Florian

[Sturmanskie]

Die Frage ist ob bei einer Radialgeschwindigkeit von 1200km/h die Distanzmessung noch funktioniert, wenn die Bandbreite der DME RX BWrx 1MHz ist und die Abfragefrequenz 28 Hz.

 

Das sind 330m/s. Bei 28Hz wäre der Abstand der zurückgelegt wird 12m. Nachdem die Anzeige eh nur in 0,1Nm ist geht sich das ohne Probleme aus.

 

1. Wie findet das DME im Flugzeug unter allen Antworten der Bodenstation "seine" Antworten raus?

2. Was macht der Dopplereffekt mit den ausgesandten/empfangenen Pulspaaren?

1. Das Zauberwort heisst hier Jitter. Die Aussendung der Pulspaare erfolgt hierbei mit einem Random Muster welche halt bei allen Flugzeug verschieden ist. Werden mehrere Signale empfangen lässt sich diese Eindeutige Muster wieder herausfilter wodurch jedes Flugzeug seine Aussendung erkennt.

 

2. Damit lässt sich die Geschwindigkeit rechnen.

[Chipart]

1. Das Zauberwort heisst hier Jitter. Die Aussendung der Pulspaare erfolgt hierbei mit einem Random Muster welche halt bei allen Flugzeug verschieden ist. Werden mehrere Signale empfangen lässt sich diese Eindeutige Muster wieder herausfilter wodurch jedes Flugzeug seine Aussendung erkennt.

 

Leider hat der OP ja offenbar das Interesse an dieser durchaus interessanten Frage verloren. Trotzdem ist sie imho wert, weiter diskutiert zu werden.

 

Ich denke nicht, dass Jitter hier der Richtige Hinweis ist.

 

Der Effekt um den es m.E. geht ist eine bestimmte Art des Doppler-Effekts:

 

Das "Muster" welches das DME im Flieger aussendet besteht genau genommen aus exakt zwei Pulsen mit einem zufaelligen zeitlichen Abstand. Durch den Zufall ist dieser zeitliche Abstand mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit anders, als bei allen anderen Flugzeugen auf der gleichen Frequenz.

Die Boden station sendet die beiden Pulse mit exakt dem gleichen zeitlichen Abstand an das Flugzeug zurueck. Dadurch wird ein Pulspaar vom DME des Flugzeuges als "seines" erkannt und die Entfernung ueber die Laufzeit berechnet.

 

Bewegt sich das Flugzeug nun aber von der Station weg oder auf die Station zu, wird auf Grund des Dopplereffektes der zeitliche Abstand der Pulse sowohl auf dem Weg vom Flugzeug zur Station als auch auf dem Rueckweg verlaengert bzw. verkuerzt. Beim wieder vom Flugzeug empfangenen Signal haben die Pulse daher einen groesseren bzw. kleineren zeitlichen Abstand, als die urspruenglich ausgesandten Pulse.

Fuer die eigentliche Distanzmessung ist das kein Problem, da diese auf den Einzelpulsen beruht.

Allerdings wird ab einer gewissen Geschwindigkeit der Empfaenger im Flugzeug das Pulspaar gar nicht mehr als "sein Pulspaar" erkennen, da der Abstand der beiden Pulse zu unterschiedlich zum Abstand der ausgesandten Pulse ist.

 

Florian

 

P.S.: Und noch zu Deinem 2.: Nein! Das DME rechnet die Geschwindigkeit nicht über (dopplereffektbedingte) Frequenzverschiebungen sondern schlicht über Änderungen der Distanz bei verschiedenen Messungen.

[Hans Tobolla]

..Das "Muster" welches das DME im Flieger aussendet besteht genau genommen aus exakt zwei Pulsen mit einem zufaelligen zeitlichen Abstand. Durch den Zufall ist dieser zeitliche Abstand mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit anders, als bei allen anderen Flugzeugen auf der gleichen Frequenz.

Die Boden station sendet die beiden Pulse mit exakt dem gleichen zeitlichen Abstand an das Flugzeug zurueck. Dadurch wird ein Pulspaar vom DME des Flugzeuges als "seines" erkannt und die Entfernung ueber die Laufzeit berechnet...

 

 

Das habe ich aber anders in Erinnerung.

 

 

Das DME-Gerät  im Flugzeug sendet zwei Impulse in einem konstanten zeitlichen Abstand.   Die Impulsfolgefrequenz der Impulspaare ist allerdings variabel.  Wenn das DME-Gerät die richtige Entfernung noch sucht, ist die Impulsfolgefrequenz höher.

Jetzt muss das DME-Gerät aus der Vielzahl der empfangenen Impulse die  Antwortimpulse finden, die zu den eigenen Abfrageimpulse gehören.   

Dazu kann man den Empfangspfad  in einem variablen zeitlichen  Abstand zu den eigenen Abfrageimpulsen nur so kurzzeitig  aktivieren,  dass ein Impulspaar gerade gut durch dieses zeitlich schmale Tor passt.

Wenn dann z.B. 300 Mikrosekunden nach dem  Senden des Abfrageimpulspaares  stets ein Antwortimpulspaar erscheint, macht das Gerät einen Lock-on und setzt die Impulsfolgefrequenz herab.  

 

Gruß!

 

Hans

Bearbeitet 14. August 2014 von Hans Tobolla