Advanced PPL-Guide Band 3 62 – Funknavigation Advanced PPL-Guide Band 3 2.50

1 – Technische Grundlagen Advanced PPL-Guide Band 3

Elektromagnetische Wellen

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“.

Elektromagnetisches Feld Je größer die Wellenlänge, umso niedriger die Frequenz. Je kleiner die Wellenlänge, umso größer die Frequenz. 𝑐 = 𝜆 ∙ 𝑓 ⇔ 𝜆 = 𝑐 𝑓 ⇔ 𝑓 = 𝑐 𝜆

Funknavigatorische Anlage Frequenzspektrum Bezeichnung Frequenz Wellenlänge Funknavigatorische Anlage VLF 3-30 kHz 100-10 km Omega 10-14 kHz   VLF-COM 10-30 kHz LF / 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 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

Funknavigatorische Anlage Frequenzspektrum Bezeichnung Frequenz Wellenlänge Funknavigatorische Anlage SHF 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

Modulationsarten Amplitudenmodulation Frequenzmodulation Impulsmodulation

Modulation von Trägerwellen

Amplitudenmodulation

Frequenzmodulation

Impulsmodulation

Sendearten Erste Stelle Keine Modulation N Amplitudenmodulation (Zweiseitenband mit Träger) A Zweite Stelle Unmodulierter konstanter Träger Unmodulierter getasteter Träger mit Informationsgehalt 1 Modulierter Träger mit Informationsgehalt 2 Modulierter Träger mit Analogsignal 3 Kombinierte Trägermodulation 9 Dritte Stelle Keine Information im Signal Morsetelegraphie Fernsprechen E Kombinierte Aussendung W

Wellenarten

Wellenausbreitung

Lang- und Mittelwellen

Kurzwellen

Ultrakurzwellen

Wellenausbreitung 𝐷[𝑁𝑀] = 1,23 × ( 𝐻[𝑓𝑡] + ℎ[𝑓𝑡] ) Frequenzband Ausbreitung bei Tag Ausbreitung bei Nacht Lang- und Mittelwellen Bodenwelle Boden- und Raumwelle Kurzwellen Überwiegend als Raumwelle; geringer Bodenwellenanteil Ultrakurzwellen Direkte Welle Quasioptische Ausbreitung 𝐷[𝑁𝑀] = 1,23 × ( 𝐻[𝑓𝑡] + ℎ[𝑓𝑡] )

Störfaktoren Raum- und Bodenwellen Überlagerungen (Fading) Dämmerungseffekt (Twilight Effect) Brechung Reflexion Beugung Absorption Elektrische Entladungen

Störfaktoren Direkte Wellen Sendeleistung Flughöhe Hindernisse

Advanced PPL-Guide Band 3 2 – UKW-Peiler (VDF) Advanced PPL-Guide Band 3

Peilungen

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

Rechtweisende Peilungen (TB) QUJ = TB to the station QTE = 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.

Missweisende Peilungen (MB) QDM = MB to the station QDR = 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.

Erweitertes Kursschema   TC + WCA TH + RB = QUJ (TB to the station) - VAR +/- 180° = QTE MH = QDM (MB to the station) DEV +/- 180° = QDR CH

VDF

Bodenkomponenten

Navigationsverfahren QDM wird kleiner kleiner steuern QDM wird größer größer steuern

3 – Ungerichtetes Funkfeuer (NDB) Advanced PPL-Guide Band 3

Ungerichtetes Funkfeuer (NDB) Bodenkomponenten (NDB) Sender Sendeantenne Überwachungsanlage Bordkomponenten (ADF) Rahmenantenne (loop aerial) Seitenbestimmungsantenne (sense aerial) Empfänger Bedienteil Anzeigegerät

NDB

Bordkomponenten

Funktionsweise

Loop-Empfangsdiagramm

Kombiniertes Empfangsdiagramm

Ferritkreuz-Rahmenantenne

ADF-Bediengerät Schalter Funktion VOL 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.

RBI

RBI-Navigation

MDI

RMI

Schweigekegel

Küsteneffekt

Bergeffekt

Quadrantal Error

Orientierung und Interpretation

Zielflugverfahren (Homing)

Stehende Peilung (Constant Bearing) RBI-Nadelspitze wandert nach rechts aus  WCA nach rechts korrigieren RBI-Nadelspitze wandert nach links aus  WCA nach links korrigieren QDM wird größer  größer steuern QDM wird kleiner  kleiner steuern

Kursflug (Tracking) RBI-Nadelspitze wandert nach rechts aus  WCA nach rechts korrigieren RBI-Nadelspitze wandert nach links aus  WCA nach links korrigieren QDM wird größer  größer steuern QDM wird kleiner  kleiner steuern

NDB Überflug

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

4 – UKW-Drehfunkfeuer (VOR) Advanced PPL-Guide Band 3

UKW-Drehfunkfeuer (VOR)

Radiale

VOR Bodenkomponenten Bordkomponenten Sender Antennenanlage Überwachungsanlage Bordkomponenten Empfangsantenne Empfänger Bedienteil Anzeigegerät

CVOR

Doppler-VOR

ICAO-Karte

Bordkomponenten

CDI-Anzeigegerät

Kursablage

HSI

Schweigekegel

Orientierung und Interpretation

Orientierung und Interpretation

Kreuzpeilung

Kursflug (Tracking)

VOR-Überflug

Anschneiden (Interception) CDI-Nadel rechts  Anschneidewinkel wird zum anzuschneidenden Kurs addiert CDI-Nadel links  Anschneidewinkel wird vom anzuschneidenden Kurs subtrahiert

5 – Entfernungsmessgerät (DME) Advanced PPL-Guide Band 3

DME

DME Bodenkomponenten Bordkomponenten Empfangs- und Sendeantenne Sender Empfänger Bordkomponenten Bedienteil und Anzeige

ICAO-Karte

Schrägentfernung

Advanced PPL-Guide Band 3 6 – Radar Advanced PPL-Guide Band 3

Radarprinzip

Radar Bodenkomponenten Sender Empfänger Drehbare Parabolantenne Anzeigebildschirm

Radarantenne

Radaranlagen Radarart Frequenz Wellenlänge Bereich Band Frühwarnradar 300 MHz bis 1 GHz 100 cm Dezimeter P SSR (Transponder) 1 GHz 30 cm L ASR (Flughafenüberwachungsradar) 3 GHz 10 cm S Wetterradar 5 GHz 6 cm Zentimeter C PAR (Anflugradar) 10 GHz 3 cm X ASDE (Rollfeldüberwachung) 30 GHz bis 37,5 GHz 1 cm bis 0,8 cm Zenti- / Millimeter  

Anzeigegerät

Advanced PPL-Guide Band 3 7 – Sekundärradar (SSR) Advanced PPL-Guide Band 3

SSR-Funktionsprinzip

SSR Bodenkomponenten Bordkomponenten Empfangs- und Sendeantenne Interrogator Dekoder System Monitor Anzeigegerät Bordkomponenten Transponder Bedienteil

Bodenantenne

Bedien- und Anzeigegerät

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 Flugzeugentführung 7600 Funkausfall 7700 Notfall

8 – Satellitennavigation (GNSS) Advanced PPL-Guide Band 3

GPS-Positionsbestimmung

GPS-Komponenten Bodensegment Bordsegment Raumsegment Hauptkontrollstation Überwachungsstation Datenübertragungsstation Bordsegment Empfangsantenne Empfänger Anzeige- und Bediengerät Raumsegment Satelliten

GPS-Bodenstationen

Raumsegment

Bordsegment