Automatischer Richtungsfinder (ADF)
Ein automatischer Peiler (ADF) arbeitet ausgehend von einem Bodensignal, das von einem NDB gesendet wird. Frühe Funkpeiler (RDF) verwendeten das gleiche Prinzip. Eine vertikal polarisierte Antenne wurde verwendet, um NF-Funkwellen im Bereich von 190 kHz bis 535 kHz zu übertragen. Ein Empfänger im Flugzeug wurde auf die Sendefrequenz der NDB abgestimmt. Unter Verwendung einer Schleifenantenne könnte die Richtung zu (oder von) der Antenne bestimmt werden, indem die Stärke des empfangenen Signals überwacht wird.
Dies war möglich, weil eine Funkwelle, die auf die Breitseite einer Rahmenantenne trifft, ein Nullsignal induziert. Beim Schlagen in der Schleifenebene wird ein viel stärkeres Signal induziert. Die NDB-Signale wurden mit einzigartigen Morsecode-Impulsen moduliert, die es dem Piloten ermöglichten, das Leuchtfeuer zu identifizieren, zu dem er oder sie navigierte.
Bei RDF-Systemen wurde eine große starre Schleifenantenne im Rumpf des Flugzeugs installiert. Die Breitseite der Antenne stand senkrecht zur Längsachse des Flugzeugs. Der Pilot lauschte auf Schwankungen in der Signalstärke der NF-Sendung und manövrierte das Flugzeug so, dass ein allmählich zunehmendes Nullsignal aufrechterhalten wurde. Dadurch gelangten sie zur Sendeantenne. Beim Überfliegen verblasste das Nullsignal allmählich, als sich das Flugzeug weiter von der Station entfernte. Die zunehmende oder abnehmende Stärke des Nullsignals war die einzige Möglichkeit festzustellen, ob das Flugzeug zum oder vom NDB flog. Eine Abweichung vom Kurs nach links oder rechts führte aufgrund der Empfangseigenschaften der Rahmenantenne zu einem starken Anstieg der Signalstärke.
Die ADF verbesserte dieses Konzept. Der Sendefrequenzbereich wurde um MF bis etwa 1800 kHz erweitert. Der Steuerkurs des Flugzeugs musste nicht mehr geändert werden, um die Sendeantenne zu lokalisieren. In frühen ADF-Modellen wurde stattdessen eine drehbare Antenne verwendet. Die Antenne drehte sich, um die Position zu suchen, in der das Signal null war.
Die Richtung zur Sendeantenne wurde auf einer Azimutskala einer ADF-Anzeige im Flugdeck angezeigt. Diese Art von Instrumenten ist noch heute im Einsatz. Es hat eine feste Karte mit 0° immer oben auf einem nicht rotierenden Zifferblatt. Ein Zeiger zeigt die relative Peilung zur Station an. Wenn die Anzeige 0° ist, befindet sich das Flugzeug auf Kurs zu (oder von) der Station.
Mit fortschreitender ADF-Technologie wurden Indikatoren mit drehbaren Azimutkarten zur Norm. Wenn ein ADF-Signal empfangen wird, dreht der Pilot die Karte so, dass der gegenwärtige Kurs am oberen Rand der Skala ist. Dies führt dazu, dass der Zeiger die magnetische Peilung zum ADF-Sender anzeigt. Dies ist intuitiver und konsistenter mit anderen Navigationspraktiken.
In modernen ADF-Systemen wird eine zusätzliche Antenne verwendet, um die Mehrdeutigkeit zu beseitigen, ob das Flugzeug auf den Sender zusteuert oder von ihm wegfliegt. Sie wird als Sense-Antenne bezeichnet. Das Empfangsfeld der Sense-Antenne ist omnidirektional. In Kombination mit den Feldern der Schleifenantenne bildet es ein Feld mit einem einzigen signifikanten Null-Empfangsbereich auf einer Seite. Dieser dient der Abstimmung und gibt jederzeit eine Richtungsanzeige zum ADF-Sender aus. Der integrierte ADF-Empfänger muss nur auf die richtige Frequenz des Rundfunksenders eingestellt werden, damit das System funktioniert. Die Schleifen- und Erfassungsantenne sind normalerweise in einem einzigen Antennengehäuse mit niedrigem Profil untergebracht.
Jede Bodenantenne, die LF- oder MF-Funkwellen in Reichweite der Tuning-Fähigkeiten des Flugzeugempfängers sendet, kann für ADF verwendet werden. Dies schließt diejenigen von AM-Radiosendern ein. Hörbare Erkennungstöne werden auf die NDB-Trägerwellen geladen. Typischerweise wird ein zweistelliger Morsecode-Bezeichner verwendet. Bei einer AM-Radiosenderübertragung ist die AM-Sendung anstelle eines Senderidentifikationscodes zu hören. Die Frequenz für einen NDB-Sender ist auf einer Luftfahrtkarte neben einem Symbol für den Sender angegeben. Der identifizierende Bezeichner ist ebenfalls angegeben.
ADF-Empfänger können im Flugdeck montiert werden, wobei die Bedienelemente für den Benutzer zugänglich sind. Dies ist bei vielen Flugzeugen der allgemeinen Luftfahrt zu finden. Alternativ wird der ADF-Empfänger in einer entfernten Avionikbucht montiert, wobei sich nur der Steuerkopf im Flugdeck befindet. Dual-ADF-Empfänger sind üblich. ADF-Informationen können auf den erwähnten ADF-Anzeigen angezeigt werden oder sie können digital sein. Moderne, flache, elektronische Mehrzweckanzeigen zeigen den ADF normalerweise digital an. Wenn ANT auf einem ADF-Empfänger ausgewählt ist, wird die Schleifenantenne abgeschaltet und nur die Sense-Antenne ist aktiv. Dies ermöglicht einen besseren multidirektionalen Empfang von Sendungen im ADF-Frequenzbereich, wie z. B. Wetter- oder AWAS-Sendungen.
Wenn der beste Frequenzoszillator (BFO) auf einem ADF-Empfänger/Controller ausgewählt wird, wird ein interner Schwebungsfrequenzoszillator mit dem ZF-Verstärker innerhalb des ADF-Empfängers verbunden. Dies wird verwendet, wenn ein NDB kein moduliertes Signal überträgt.
Kontinuierliche Verfeinerungen der ADF-Technologie haben sie zu ihrem aktuellen Stand gebracht. Die drehbare Empfangsantenne wird durch eine feste Schleife mit Ferritkern ersetzt. Dies erhöht die Empfindlichkeit und ermöglicht die Verwendung einer kleineren Antenne. Die modernsten ADF-Systeme haben zwei Rahmenantennen, die im 90°-Winkel zueinander montiert sind. Das empfangene Signal induziert eine Spannung, die an zwei Statoren in einem Resolver oder Goniometer gesendet wird. Die Statoren des Goniometers induzieren in einem Rotor eine Spannung, die mit dem Signal der festen Schleifen korreliert. Der Rotor wird von einem Motor angetrieben, um den Nullpunkt zu suchen. Derselbe Motor dreht den Zeiger in der Flugdeckanzeige, um die relative oder magnetische Peilung zur Station anzuzeigen.
Techniker sollten beachten, dass die Installation der ADF-Antenne für eine korrekte Anzeige entscheidend ist, da es sich um ein Richtgerät handelt. Wichtig ist die Kalibrierung mit der Längsachse des Rumpfes oder der Flugzeugnase. In der richtigen Richtung muss ein einzelner Null-Empfangsbereich vorhanden sein. Die Antenne muss so ausgerichtet sein, dass der ADF den Standort der Station anzeigt, wenn das Flugzeug auf sie zufliegt und nicht davon weg. Befolgen Sie alle Anweisungen des Herstellers.
