Wie sehen die Strahlungsmuster von ADS-B-Übertragungen in großen Verkehrsflugzeugen in der Regel aus?

In dem kürzlich erschienenen Artikel Flightradar24 bereitet sich auf eine neue Welle der Flugverfolgung vor, habe ich über den experimentellen Wave Glider ADS-B-Empfänger von FR24 gelesen – im Wesentlichen eine selbstfahrende Solarboje als entfernte Bodenstation.

Wie sehen die Strahlungsmuster von ADS-B-Übertragungen in großen Verkehrsflugzeugen in der Regel aus? Insbesondere die Übertragungen, die von Satelliten- oder Oberflächen-ADS-B-Empfängern empfangen würden, die Verkehrsinformationen sammeln.

Gibt es veröffentlichte Beispiele für diese Strahlungsmuster? Gibt es Richtlinien, Best Practices oder Vorschriften, die für die Richtwirkung der Strahlung gelten?

Ein Beispiel für eine allgemeine Anforderung könnte das CS-ACNS der EASA sein :

CS-ACNS.D.ELS.060 Antenneninstallation

(Siehe AMC1 ACNS.ELS.)

(a) Die installierte(n) Antenne(n) hat (haben) ein resultierendes Strahlungsmuster, das vertikal polarisiert, in der horizontalen Ebene omnidirektional ist (sind) und eine ausreichende vertikale Strahlbreite hat (haben), um einen ordnungsgemäßen Systembetrieb während normaler Flugzeugmanöver sicherzustellen.

(b) Die Antenne(n) ist/sind so angeordnet, dass die Auswirkung auf das/die Fernfeld-Strahlungsmuster durch die Flugzeugstruktur minimiert wird/werden.

die Richtungen über/unter der Horizontalen nur insoweit anspricht, wie sie für "normale Flugzeugmanöver" gelten. Es können noch mehr sein.

Unten habe ich ein ähnliches, aber unterschiedliches Verstärkungsmuster als Beispiel für die Art von Daten hinzugefügt, nach denen ich suche. Es ist jedoch das Verstärkungsmuster für einen nach unten gerichteten ADS-B-Empfang an Bord eines Satelliten, der einen guten Empfang von unten zeigt (Nadir: θ , ϕ ≈ 0 ). Was ich suche, ist ein ähnliches Diagramm, jedoch für die Strahlung eines Flugzeugs.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

oben: Foto des ADS-B-Empfängers von FR24 an Bord einer Liquid Robotics Wave Glider - Plattform. Bildnachweis Flightradar24.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

oben: Beispiel aus dieser Veröffentlichung des Verstärkungsmusters eines Empfängers. In diesem Fall handelt es sich um ein ADS-B-Empfangsantennensystem an Bord eines Satelliten, das die Verstärkungsoptimierung direkt nach unten zeigt (Nadir).

Gehen Sie davon aus, dass mehrere Antennen nicht installiert werden können? Eine auf der Oberseite des Flugzeugs für Satelliten und eine auf der Unterseite für Bodenstationen? Es mag jedoch ein rein akademisches Thema sein, ich weiß, dass die FAA eine Einführung von ADS-B-Satellitenempfängern in der Iridium- oder GlobalStar-Konstellation geplant hat, aber ich glaube nicht, dass sie bis heute einen einzigen fähigen Satelliten gestartet haben .
@RonBeyer Guter Punkt! Es ist ein großes Thema – mehr als mit einer einzigen Frage abgedeckt werden kann. Ich interessiere mich wirklich für die Gesamtform des Musters und drückte meine "Vermutung" nur als Anhaltspunkt aus. Haben große Flugzeuge oft eine "Kegel der Stille" -Vorrichtung und Film . Verzeihen Sie den Humor - jede hilfreiche Information, um mir den Einstieg zu erleichtern, wäre willkommen!
Flugzeuge der Transportkategorie (dh Verkehrsflugzeuge) müssen von der ICAO mit "diversen" 1090ES-Systemen ausgestattet sein, bei denen eine Antenne nach oben und eine nach unten zeigt.
@pericynthion Das ist hilfreich zu wissen! Ist eine Suche nach „ICAO diverse 1090ES-Systeme“ der beste Weg, um weiterzulesen? Müssen die Antennen einfach nach oben und unten zeigen oder gibt es Anforderungen an die tatsächliche HF-Leistung, die in diese Richtungen geliefert wird?
Es ist nicht klar, was Sie verstehen möchten, da Ihre Frage mehrere illustrative Details enthält. Aus dem Titel geht hervor, dass Ihre Frage in „Was sind die Standorte und Strahlungsmuster von ADS-B-Antennen in großen Verkehrsflugzeugen? Was ist die zugehörige Regulierung, falls vorhanden?“ zusammengefasst werden könnte. Beachten Sie, dass ADS-B sowohl für Luft-Boden- als auch für Luft-Luft-Verbindungen (letzteres für TCAS-Nachrichten) verwendet werden kann.
@mins Ich werde zur Verdeutlichung bearbeiten. Für diese Frage interessiert mich nur, ob es allgemeine Merkmale in den Strahlungsmustern gibt - oder sogar veröffentlichte Beispiele, und ob es in irgendeiner Weise Richtlinien, bewährte Verfahren oder Vorschriften zu diesen Mustern gibt. Ich interessiere mich nur für Signale, die von Satelliten oder Oberflächenstationen (einschließlich Bojen) empfangen würden.
Zunächst können Sie sich diesen Entwurf eines Dokuments der EASA ansehen . Es spezifiziert Entwurfsanforderungen für "ADS-B out", einschließlich Antennenanforderungen (es gibt vertikal polarisierte und omnidirektionale). Siehe Seite 28: „ADS-B SENDEEINHEIT“. Seien Sie darauf vorbereitet, in andere Dokumente zu schauen, auf die hier für jeden Aspekt verwiesen wird. Die EASA zielt auf einen Modus namens 1090ES ab, d. h. die Frequenz beträgt 1090 MHz und die Datenrate ist „erweitert“ (erweiterter Squitter), um mehr zu übertragende Daten zu unterstützen (im Vergleich zu klassischen Modus-S-Transpondern).
@mins OK, das ist ein hilfreicher Anfang - danke für den Link und auch für dein SE-Coaching!
Auch diese 1090ES-Präsentation . Jemand wird mit mehr Informationen kommen, aber das ist ein guter Anfang.

Antworten (1)

In Verkehrsflugzeugen kommt die ADS-B-Übertragung wie in den meisten Flugzeugen vom ATC-Radartransponder. Die Transponder in Flugzeugen mit einer maximalen Startmasse von mehr als 5700 kg /12500 lbs müssen über Antennendiversität verfügen. Das bedeutet, dass das Flugzeug eine obere und eine untere Antenne hat, die mit dem Transponder verbunden sind.

ADS-B-Übertragungen werden entweder von der oberen oder der unteren Antenne gesendet, deren Auswahl zufällig mit einer 50-50-Verteilung erfolgen sollte.

Radar- und TCAS-Antworten werden über die Antenne gesendet, auf der die ankommende Abfrage am stärksten war.

Die Antennen sind vertikal polarisiert und haben in der horizontalen Ebene ein ungefähr omnidirektionales Strahlungsdiagramm. In der vertikalen Ebene wird die meiste Strahlungsenergie 45 Grad um den Horizont fokussiert. Sie haben einen Kegel des Schweigens.

Die Flugzeugstruktur blockiert und reflektiert einen Teil der abgestrahlten Energie. Dies führt dazu, dass das Fernfeldmuster nicht einheitlich ist und von Flugzeug zu Flugzeug variiert. Auf der unteren Antenne wirken hauptsächlich der Rumpf und die Triebwerke. Auf der oberen Antenne sind der Rumpf, das Leitwerk und die Flügel/Winglets die Haupthindernisse.

Bei kleinen Flugzeugen ist das eher ein Problem, besonders wenn sich die Transponderantenne zwischen großen Fixed-Gear-Streben befindet.

Diese Studie enthält ein Antennendiagramm der oberen Antenne eines Flugzeugs

Vielen Dank! Dies ist eine sehr hilfreiche Beschreibung des allgemeinen Musters und der Handhabung der oberen und unteren Antennen. Wie ich sehe, haben Sie meine Kommentare sorgfältig überprüft – ich habe gerade herausgefunden, dass „ Kegel der Stille “ ein tatsächlicher Begriff aus der Luftfahrt dafür ist. Ich hatte es für einen bemerkenswerten Zufall gehalten, dass es so gut in die Situation passte
Gern geschehen. Das hängt sehr eng mit meiner Arbeit zusammen. Ich habe mit den Leuten zusammengearbeitet, die die mit @mins verlinkten Dokumente geschrieben haben. Das genaue Strahlungsmuster von Flugzeugen zu ermitteln, ist nicht einfach. Ich habe versucht, dies anhand der empfangenen Signalleistung in terrestrischen ADS-B-Empfängern zu tun, aber es ist nicht einfach, die Auswirkungen von Signalmehrweg, Empfängerantennenmuster und Flugzeugantennendiversität zu unterscheiden.
Wenn die empfangene Signalstärke standardmäßig aufgezeichnet und protokolliert würde und akkumuliert werden könnte, könnte man im Laufe der Zeit eine Art "Empfangswolke" von Daten um ein Flugzeug herum aufbauen. Wenn es einen toten Punkt gab, würde der tote Punkt über einen längeren Zeitraum und eine Vielzahl von Routen auftauchen, wenn man ausgiebig Daten absuchte. Es ist natürlich keine richtige Messung, aber es könnte interessant sein. Ich weiß nicht, ob die empfangene Signalstärke für eine so große Datenmenge wirklich zugänglich ist.
Wie sehen die Strahlungsmuster von ADS-B-Übertragungen in großen Verkehrsflugzeugen in der Regel aus?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v