





Ein Funkfeuer (englisch radiobeacon station) ist entsprechend der Definition der Vollzugsordnung fĂŒr den Funkdienst (VO Funk) der Internationalen Fernmeldeunion eine Funkstelle des Navigationsfunkdienstes, deren Aussendungen dazu bestimmt sind, einer mobilen Funkstelle die Feststellung ihrer Peilung oder Richtung in Bezug auf das Funkfeuer zu ermöglichen.[1]
Einteilung
GrundsĂ€tzlich lassen sich Funkfeuer in ungerichtete Funkfeuer, gerichtete Funkfeuer und Drehfunkfeuer unterteilen. Zu den gerichteten Funkfeuern gehören ILS-Localizer (dt. ILS-Landekurssender), ILS-Glideslope (dt. Gleitwegsender) und Ăberflugzeichen (marker beacons), zu den Drehfunkfeuern zĂ€hlen zivil genutzte UKW-Drehfunkfeuer (VOR und DVOR) und fĂŒr die von der zivil und militĂ€rischen Luftfahrt genutzten TACAN-System.
Funknavigationsverfahren
Mit ungerichteten Funkfeuern
Ein ungerichtetes Funkfeuer (NDB, non-directional beacon) ist ein Sender, der im Lang- und Mittelwellenbereich ein Dauersignal in alle Richtungen gleich gut abstrahlt. Seine ursprĂŒngliche Aufgabe war es, Piloten eine Richtungspeilung zu FlugplĂ€tzen zu ermöglichen, weshalb der Sender zur Identifikation mit einer (Morse-)Kennung moduliert wird. Die Richtung zum NDB, das auf Landkarten als Punkt eingezeichnet ist, lĂ€sst sich mit drehbaren Richtantennen ermitteln. Allgemein lassen sich zwei Navigationsverfahren unterscheiden:
Peilverfahren
Beim Peilverfahren kann der EmpfÀnger mittels einer drehbaren Richtantenne oder mittels mehrerer fester Richtantennen die Herkunftsrichtung des Signals relativ zum EmpfÀnger bestimmen. Kennt man die Richtungen zweier Funkfeuer, so kann man daraus seine Position herleiten (Kreuzpeilung).
Hyperbelverfahren
Bei den Hyperbelverfahren senden mindestens drei Funkfeuer fast gleichzeitig jeweils Zeitsignale aus, die beim EmpfĂ€nger leicht versetzt eintreffen. Aus dem Unterschied in den Signallaufzeiten kann der EmpfĂ€nger seine Position relativ zu den Sendestationen ermitteln (âMeine Entfernung von Sender A ist x Kilometer gröĂer als meine Entfernung von Sender Bâ). Da die Position der Sendestationen bekannt ist, lĂ€sst sich daraus die geographische Position ableiten. Hyperbelverfahren basieren also nicht auf der Richtungsbestimmung, sondern einer Entfernungsbestimmung. Da sich aus den Signalen von nur zwei Sendestationen mehrere Möglichkeiten fĂŒr die errechnete Position ergeben, die auf einer Hyperbel liegen (daher die Bezeichnung Hyperbelverfahren), benötigt man mindestens drei Stationen.
Mit gerichteten Funkfeuern
Gerichtete Funkfeuer senden bevorzugt in eine bestimmte Richtung, beispielsweise in die Anflugschneise eines Flughafens. Um entsprechend genaue Richtantennen bauen zu können, mĂŒssen sie mit sehr kurzen WellenlĂ€ngen im UKW-Bereich senden. Sie werden eingesetzt, wenn ein Fahrzeug dem von der Richtantenne des Senders ausgestrahlten Leitstrahl folgen soll.
DarĂŒber hinaus zĂ€hlen Ăberflugzeichen (marker beacons) zu den gerichteten Funkfeuern (siehe hier unter âFlugfunkfeuerâ).
Mit Drehfunkfeuern
Drehfunkfeuer senden in jede Himmelsrichtung ein anderes Signal und werden deshalb auf Landkarten mit einer Kompassrose gekennzeichnet. Die Auswertung ihrer Signale zeigt dem Navigator an, in welcher Richtung relativ zum Funkfeuer er sich befindet. Die Richtung wird mit dem Begriff Radial bezeichnet.
FĂŒr die Bestimmung verwendet man eine Sendeanlage, die neben einer drehbaren schmalen Hauptkeule auch einen Rundumstrahler besitzt. Die Sendeanlage ĂŒbermittelt nun nach jedem Passieren eines bestimmten Nullpunktes der rotierenden Keule einen hörbaren Ton oder ein anderweitig messbares Signal auf dem Rundstrahler. Die auswertende Elektronik im Flugzeug ermittelt nun aus der bekannten Umlaufzeit des Feuers sowie dem zeitlichen Abstand zwischen dem Eintreffen der Hauptkeule am MessempfĂ€nger im Flugzeug und dem akustischen Ton, den relativen Winkel zum Funkfeuer.
Zur eigenen Positionsbestimmung kann man ein weiteres Funkfeuer fĂŒr das Herstellen einer Kreuzpeilung verwenden.
Funknavigationssysteme
Ungerichtete Funkfeuer
NDB (en. Nondirectional Beacon) und Locator
- Peilung mit ADF (en. Automatic Direction Finder, dt. Radiokompass)
Hyperbelverfahren
- GEE
- LORAN
- SHORAN
- Tropik
- Tschaika (Funknavigation)
- Decca-Navigationssystem
- Alpha
- Omega-Navigationsverfahren
Omnidirektional strahlende Rho-Theta Flugnavigationsfunksysteme
Rho-Theta Navigation dient Kurz- und Mittelstrecken in der zivilen und militÀrischen Luftfahrt. Bei Nutzung von Rho/Theta Navigation, z. B. einer TACAN Anlage oder Kombination von VOR/DME ist damit jeder Punkt innerhalb des betrieblich festgelegten DOC (Designated Operational Coverage) durch Azimut und Entfernung eindeutig bestimmbar und erlaubt dem Piloten damit Area Navigation (dt. FlÀchennavigation).
Rho (griechischer Buchstabe Ï) steht als Synonym fĂŒr Slant-Range-Distance Messung (dt. SchrĂ€gentfernungs Messung), welche durch Laufzeitmessung zwischen Aussendung der Abfrage an und dem Empfang der Antwort, z. B. einer DME Bodenstation gemessen wird.
Theta (Greek Ξ) steht fĂŒr den Azimut (Heading, Direction oder Bearing) z. B. einer VOR oder TACAN bezogen auf magnetisch Nord.
Rho-Theta Flugnavigationfunksysteme
Rho Flugnavigationfunksysteme
- DME (en. Distance Measuring System), oft auch gepaart mit (D)VOR oder ILS, ab 1950.
Theta Flugnavigationfunksysteme (Azimut, Heading, Direction oder Bearing)
- Telefunken-Kompass, ca. ab 1907[2]
- VOR (en. VHF Omnidirectional Range, dt. Drehfunkfeuer), oft auch gepaart mit DME oder TACAN, ab 1950.
- DVOR (en. Doppler VHF Omnidirectional Range, dt. Drehfunkfeuer), oft auch gepaart mit DME oder TACAN.
Gerichtet strahlende Flugnavigationsfunksysteme
- FrĂŒhes Lorenz-A/N-System
- Knickebein (Funkfeuer)
Flugnavigationfunksysteme fĂŒr den Anflug
- Lorenz Ultrakurzwellen-Funkbake, ab 1933
- ILS (en. Instrument Landing System, dt. Instrumentenlandesystem), oft auch gepaart mit (omnidirektional strahlendem) DME, ab 1950.
- VHF Marker Beacon gepaart mit ILS oder Stand-Alone als En-Route VHF Marker Beacon
- MLS (en. Microwave Landing System, dt. Mikrowellen-Lande-System), gepaart mit (omnidirektional strahlendem) DME, ab 1983.
- SETAC
- PRMG
Sonstige Systeme
- weiterentwickeltes Lorenz-A/N-System
- Sonne bzw. Consol
- Richtfunkfeuer
WÀhrend in der Seeschifffahrt die Funkfeuer durch modernere Satellitennavigationsverfahren abgelöst worden sind und nur noch in abgelegenen Gebieten zur Anwendung kommen, werden sie in der Luftfahrt im Rahmen der Instrumentenflugregeln (Instrumental Flight Rules, IFR) noch intensiv genutzt.
Allerdings wurden viele Seefunkfeuer nicht stillgelegt, sondern in DGPS-Funkfeuer (Differential-GPS) umgebaut. DGPS-Funkfeuer kann man leicht von anderen Funkfeuern unterscheiden: DGPS-Funkfeuer geben nur ein Rauschen im Lautsprecher wieder, wÀhrend herkömmliche Funkfeuer ihre Kennung permanent als Morsecode senden.
Es gibt auch Funkfeuer, die neben ihrer Kennung zusĂ€tzlich gesprochene Wettermeldungen fĂŒr die See- oder Luftfahrt ĂŒbertragen, nach dem Verfahren der Amplitudenmodulation oder der kompatiblen Einseitenbandmodulation.
Flugfunkfeuer
Flugfunkfeuer fĂŒr die Streckennavigation unterteilen sich grundsĂ€tzlich in:
Omnidirectional abstrahlende Funkfeuer ohne Informationen
- horizontal ungerichtete Funkfeuer (NDB â non-Directional Beacon), wird mit dem ADF (âRadiokompassâ) geortet und strahlt nur eine Identifikation (Id) im Morsecode ab.
Omnidirectional abstrahlende Funkfeuer, die Luftfahrzeugen Radials bezogen auf den Standort der Flugnavigationsanlage liefern
- horizontal gerichtete Funkfeuer (z. B. VOR â Very High Frequency Omnidirectional Radio range, TACAN, SETAC, RSBN).
Vertikal abstrahlende Funkfeuer die Luftfahrzeugen das Ăberfliegen des Funkfeuers anzeigen
Ăberflugzeichen (VHF Marker Beacons).
Die ersten Ăberflugzeichen (en. Marker-Beacons) wurden bei der Lorenz Ultrakurzwellen-Funkbake eingesetzt und strahlten auf 38 MHz vertikal nach oben.
Die derzeit von ICAO im ICAO Annex 10 Volume 1 standardisierten VHF-Marker-Beacons, die auf 75 MHz und ebenfalls senkrecht nach oben strahlen, können daher nicht angepeilt werden. ICAO hat alle VHF-Marker-Beacons in Annex 10 Volume 1 standardisiert.[3]
Marker-Beacons liefern daher keine Richtungsinformation, sondern nur die Information, dass der Standort des Funkfuers ĂŒberflogen wurde, d. h. zur Signalisierung der verbleibenden Entfernung bis zum Aufsetzpunkt auf der Landebahn bei AnflĂŒgen auf ein ILS (en. Instrument Landing System, dt. Instrumentenlandesystem) können bis zu drei VHF-Marker-Beacons (Outer-/Middle/Inner-Marker) verwendet werden, die auch als Einflugzeichen bezeichnet werden.[3.1]
FĂŒr die Streckennavigation, z. B. entlang von LuftstraĂen, werden auch diese auf 75 MHz vertikal nach oben strahlenden Marker Beacons eingesetzt, jedoch dann als En-Route VHF Marker Beacon bezeichnet.[3.2]
VOR, DME, TACAN
Durch geeignete prĂ€zise Laufzeitmessungen ist bei einigen Flugfunknavigationsverfahren eine Aussage ĂŒber die Entfernung zum Flugfunkfeuer möglich. Dies wird durch ein DME (Distance Measuring Equipment) realisiert, welches neben dem VOR aufgebaut ist. In Verbindung mit der Kursinformation des VOR-Flugfunkfeuers ist dadurch jederzeit eine Positionsbestimmung möglich.
Die Kursinformation beruht darauf, dass die Phasenverschiebung zwischen einem in alle Richtungen abgestrahlten Signal und dem auf der Funkstandlinie empfangenen gerichteten Signal ausgewertet wird. Fliegt das Luftfahrzeug z. B. mit Westkurs (270°) auf das VOR zu (âInboundâ) oder mit Ostkurs (090°) von diesem weg (âoutboundâ), so betrĂ€gt die Phasendifferenz zwischen dem gerichteten und dem ungerichteten Signal 90°. Bei Anflug auf das Funkfeuer mit Ostkurs (Inbound, 090°) bzw. Abflug von diesem mit Westkurs (Outbound, 270°) betrĂ€gt die Phasendifferenz 270°.
Zum besseren VerstĂ€ndnis folgendes Denkmodell: Ein Leuchtturm strahlt alle sechs Minuten ein kurzes Lichtsignal gleichmĂ€Ăig in alle Richtungen ab. Gleichzeitig startet jeweils ein horizontal umlaufender, eng gebĂŒndelter Lichtstrahl, der fĂŒr einen vollen Umlauf = 360 Grad genau 6 Minuten = 360 Sekunden benötigt, d. h. ein Grad pro Sekunde. Ein SchiffsfĂŒhrer, der 135 Sekunden nach dem Aufblitzen des Lichtes an der Leuchtturmspitze den Peilstrahl sieht, weiĂ, dass er sich auf der Kurslinie 135° befindet.
Eine VOR/DME Station verfĂŒgt zusĂ€tzlich noch ĂŒber ein DME-GerĂ€t (EntfernungsmessgerĂ€t).
Im militÀrischen Flugbetrieb kommt (noch) die Tactical Air Navigation (TACAN) zur Anwendung, das auf einem Àhnlichen Prinzip wie VOR beruht, aber um den Faktor 1,2 bis 2 prÀziser ist. Befinden sich VOR- und TACAN-Bodenstationen an derselben Position, wird die Kombination auch als VORTAC bezeichnet.
VOR/DME sind nach wie vor die in der Instrumentennavigation gesetzlich vorgeschriebenen primÀren Sensoren. Allerdings wird das Verfahren mehr und mehr durch GNSS verdrÀngt.
Seefunkfeuer
Ein Seefunkfeuer ist ein meist fĂŒr maritime Nutzung gedachtes Funkfeuer, welches ĂŒberwiegend in Ketten betrieben wird, wobei alle Seefunkfeuer in dieser Kette im Laufe einer Zykluszeit verschiedene Morsekennungen ausstrahlen. Wie bei NDBs wird meistens die Modulationsart A2 (tönende Telegrafie), angewandt.
Die Sendeantennen und Sendeleistungen von Seefunkfeuern entsprechen denen von Streckenfunkfeuern. Daneben gibt es in manchen LĂ€ndern auch Seefunkfeuer, die Wetterberichte im AM oder SSB ĂŒbertragen. Im Zuge der zunehmenden Verbreitung von GPS wurden die Seefunkfeuer in Deutschland am 1. Januar 2000 abgeschaltet.
Die Stationen wurden zum Teil in DGPS-Stationen oder NDBs umgebaut.
Siehe auch
- Befeuerung (beschreibt Leuchtfeuer)
- Navigation
- Funknavigation
- Liste der Funkfeuer (kein Anspruch auf VollstÀndigkeit)
- Liste der ungerichteten Funkfeuer (NDBs) in Deutschland, Ăsterreich und der Schweiz
- Liste der Drehfunkfeuer
Einzelnachweise
- â VO Funk, 2012, Art. 1.92
- â Festschrift zum 50 JĂ€hrigen JubilĂ€um der Telefunken Gesellschaft fĂŒr drahtlose Telegraphie m.g.H, gleichzeitig als 100. Ausgabe der Telefunkenzeitung, 1953. Mai, S. 183.
- â ICAO, International Standards and Recommended Practices, Annex 10, Volume I, Radio Navigation Aids, Edition 8, Amendment 93, July 2023. (icao.int).