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5. Beispiele
von Systemmodellierungen
5.1. Instrumentenlandesystem
ILS
Über die Anwendung und Erfahrungen
der dreidimensionalen UTD-Analyse mit dem Instrumentenlandesystem ILS wurde
mehrfach berichtet /1-5/. Die Bilder 2,4,5,6,7 zeigen Beispiele von numerischen
Modellen zur Anwendung der UTD beim ILS. Bild 6 zeigt insbesondere die
Modellierung eines mit der Antenne unverkoppelten Baukrans mit Hilfe der
Momentenmethode, deren Lösung in einem Hybridverfahren mit der dreidimensionalen
UTD-Methode verbunden wird.
5.2 Radarsysteme auf Flugplätzen
3 wesentliche
Radarsysteme gibt es heute im Bereich eines Flughafens: Primär- und
Sekundärradar und das Flughafenradar ASDE. Reflexionen und Beugungen
an Gebäuden und Objekten können kritische Geisterechos und scheinbare
Mehrfachziele erzeugen. Das technische Ziel, diese Mehrziele zu unterdrücken,
kann bis zu einem gewissen Grade durch Modifikation der Gebäude erreicht
werden. Es gibt prinzipiell mehrere physikalische Möglichkeiten:
-
Aborption der auf das Gebäude direkt
oder indirekt auftreffenden Signale.
Hier wird versucht, durch absorbierende
Materialien am Gebäude Reflexionen hinreichend zu unterdrücken.
Praktisch erreicht man dies aber nur beschränkt schmalbandig und bei
senkrechter Inzidenz mit dem Nachteil, daß diese Maßnahme für
die anderen Frequenzbereiche praktisch unwirksam ist und für andere
Systeme zu unter Umständen drastisch verschlimmernden Gebäudeeigenschaften
führen kann, z.B. für das ILS.
-
Erniedrigung des Reflexionsfaktors durch
geeignete Oberflächengestaltung. Physikalisch erreicht man hierdurch
eine diffuse Reflexion oder Streuung, was in einem breiten oder aufgefächerten
Streudiagramm mit relativ niedrigem Streu-Richtfaktor des Gebäudes
resultiert. Je höher die Systemfrequenz ist, desto schwieriger und
aufwendiger ist diese Maßnahme.
-
grundsätzliche, bewußte Lenkung
der Reflexionsanteile in unkritische Raumrichtungen . Diese Maßnahme
wirkt häufig auch für die anderen Systeme, insbesondere für
die Systeme mit höheren Frequenzen. Diese Maßnahme muß
jedoch standortbezogen (verschiedene Antennen, Gebäude, Raumbereiche)
beurteilt werden.
Für alle diese z.T. sehr kostenträchtigen
Maßnahmen muß vorher eine dreidimensionale Systemanalyse
vorgenommen werden um festzustellen, ob der gegebene Istzustand (oder auch
Ist-Planungszustand) tatsächlich zu inakzeptablen Störungen des
jeweils interessierenden Systemparameters führt. In diesem Falle sind
keine kostspieligen oder nur angepaßte Maßnahmen notwendig.
Feldstörungen an sich sind meist nicht das entscheidende Kriterium
in Systemanwendungen. Die Maßnahmen selbst sollten weiter im Rahmen
der technischen Möglichkeiten mit dreidimensionalen Systemanalysen
optimiert werden.
5.3 Mittelstreckennavigationssystem
VOR
Bild 8 zeigt den Systemaufbau des
VOR-Systems, das bei etwa 100MHz arbeitet. Die VOR-Antenne /6/ bildet zusammen
mit dem metallischen Gegengewicht mit dem Durchmesser D=2R das Primärdiagramm,
das von den Effekten des nichtidealen dreidimensionalen Erdbodens und der
Störobjekte negativ beeinflußt wird. Der an Bord des Flugzeugs
abgeleitete relative Azimutwinkel wird von allen Mehrwegekomponenten am
Boden und an den Störobjekten beeinflußt (Bild 8). Bild 9 zeigt
einen besonders problematischen Aufbau auf dem Gipfelplateau des Berges
Gerlitzen und dessen numerisches polygonales Modell. Die numerische Systemoptimierung
hatte das Ziel, den Durchmesser des Gegengewichts so zu optimieren, daß
die Störungen durch ein Gebäude in der Nähe akzeptabel waren.
Bild 10 zeigt, daß die sehr großen Fehler (6.2°) bei dem
Durchmesser von 5m durch einen auf 30m vergrößerten Durchmesser
stark reduziert (0.9°) werden konnten und damit für das VOR-System
akzeptabel sind.
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