Ungerichtetes Funkfeuer

Ein ungerichtetes Funkfeuer (engl. Non-Directional Beacon – NDB) ist eine Sendeanlage am Boden, welche ununterbrochen in alle Richtungen (ungerichtet) Funkwellen ausstrahlt. Ungerichtete Funkfeuer dienen als Strecken- oder Anflugfeuer sowie zur Positionsbestimmung in der Flug- und Seenavigation.

Zeichen für ein ungerichtetes Funkfeuer in Luftfahrtkarten

Antennenanlage

Im Anflug auf Klagenfurt (LOWK) – ungerichtetes Funkfeuer mit dem Rufzeichen KI sendet auf 313 kHz

Sendeantenne des Funkfeuers SG in Esslingen-Berkheim, Sendefrequenz: 306 kHz)

Ungerichtete Funkfeuer verwenden im Unterschied zu Rundfunksendern, die ebenfalls im Lang- und Mittelwellenbereich zwischen 150 und 1.610 kHz senden, oft nur sehr unscheinbare Sendeantennen mit Höhen von etwa 10 bis 15 m oder aufgespannte T-Antennen. Vereinzelt kann man aber auch abgespannte Masten mit einer Höhe bis zu 50 m antreffen, die mit einer sogenannten Dachkapazität zur Anpassung an die gegenüber der Masthöhe viel größeren Wellenlänge versehen sind.

Die vom ungerichteten Funkfeuer ausgestrahlten Funkwellen können von Flugzeugen und Schiffen empfangen und im ADF-Gerät (Automated Direction Finder, Radiokompass) dargestellt werden. Der Sender eines ungerichteten Funkfeuers ist als Doppelanlage mit einem Monitor ausgelegt. Der Monitor gibt eine Störanzeige an die nächste Kontrollstation, wenn die Sendeleistung um mehr als 50 % abfällt oder die Kennung ausfällt. Bei Ausfall eines Senders wird automatisch der Reservesender geschaltet.

Typen

1. Strecken-NDBs haben Reichweiten bis zu 200 km. Deren Kennung besteht aus 3 Buchstaben, beispielsweise HAB. Sie kennzeichnen oft die geografischen Positionen von Warteschleifen oder Meldepunkten beim Anflug von Flugplätzen.
2. Anflug-NDBs in der Nähe von Flugplätzen haben dagegen nur eine Reichweite von 15 bis 25 NM (Nautische Meilen). Sie besitzen zur Unterscheidung oft eine Kennung aus nur zwei Buchstaben, beispielsweise HW. Die Anflug-NDBs stehen in der Anfluggrundlinie (gedachte Verlängerung) von Landebahnen und werden als Locator (L) bezeichnet. Befindet sich das Flugzeug vor dem NDB, zeigt der Zeiger des ADF nach vorn; beim Überfliegen dreht er sich um 180° und zeigt dann nach hinten. Dadurch kennt der Pilot seine exakte Entfernung zur Landebahn auch bei Sichtbehinderung.

Technische Anlage

NDB des Flughafens Köln-Bonn. Amplitudenmoduliert (AM), Kennung: LW

Die technische Ausrüstung zur Navigation mittels eines ungerichteten Funkfeuers besteht aus zwei Vorrichtungen, einerseits dem Automatic Direction Finder (ADF) im Flugzeug oder an Bord eines Schiffes und andererseits der NDB-Sendeanlage am Boden.

Ungerichtete Funkfeuer arbeiten in Deutschland im Frequenzbereich von 200 bis 526,5 kHz, weltweit von 190 kHz bis 1750 kHz. Die Funkwellen geben keinen Hinweis auf recht- oder missweisend Nord. Der Abstand zwischen den einzelnen Frequenzen beträgt 1 kHz (laut ICAO Annex 10). Ungerichtete Funkfeuer senden in der Sendeart A0/A1 (eine Trägerwelle, die für die Kennung im Morsecode unterbrochen wird) oder A0/A2 (eine Trägerwelle, auf die die Kennung im Morsecode aus 2 oder 3 Buchstaben aufmoduliert wird). Die Kennung dient der eindeutigen Identifizierung und wird etwa alle 30 Sekunden wiederholt.

Reichweite

Ungerichtete Funkfeuer haben, abhängig vom Verwendungszweck, eine Reichweite von 27 km bis 370 km (15 bis 200 Nautische Meilen) und eine festgelegte Betriebsentfernung von 27 km bis 185 km. Gegenüber dem VOR bieten ungerichtete Funkfeuer den Vorteil einer wesentlich größeren Reichweite bei niedrigen Flughöhen. Allerdings kann es neben anderen Störungen besonders in den Abendstunden aufgrund von Reflexionen an der Ionosphäre zu Überreichweiten und Änderung der Polarisation der Signale kommen. Die Antenne nutzt vertikal und horizontal polarisierte Signale. Durch die Reflexion an der Ionosphäre wird das Signal zusätzlich horizontal polarisiert. Durch die horizontale Komponente ergeben sich Störungen bei der Auswertung des Signals, da die Horizontalantenne eines NDB Empfangsgeräts diese horizontal polarisierten Störsignale mit empfängt. Etwaige Anzeigen auf einem NDB-Navigations-Anzeigegerät werden dadurch verfälscht. Je weiter die Entfernung zum NDB, desto größer wird der Fehler, da NDB Bodenwellen schwächer und Raumwellen, welche durch die Ionosphäre reflektiert werden, relativ stärker in die Auswertung des Signals auf dem Anzeigegerät einfließen.

Die Signale der NDBs werden primär zuverlässiger mittels Bodenwelle als durch Raumwelle empfangen. Durch nächtliche Raumwellenausbreitung der Langwellen ist ein Empfang aus wesentlich größerer Entfernung als der nominellen Reichweite möglich, da die Raumwelle an der Ionosphäre reflektiert wird. Dies ermöglicht den bei Funkamateuren (DXern) beliebten NDB-DX, wobei es schon gelang, NDBs aus Übersee zu empfangen.

Einsatzmöglichkeiten

NDBs bieten im Vergleich zu moderneren Möglichkeiten (VOR/DME, GPS) eine geradezu rudimentäre Form der Navigation – im Wesentlichen bieten sie die Möglichkeit, eine gerade Linie zu fliegen. Nach Einführung der VOR-Navigation hat die NDB-Navigation eine Nische in verschiedenen Anwendungen gefunden.

• Funkstandlinien (LOP) und Airways
  Zunächst können NDBs genutzt werden, um Funkstandlinien zu einzelnen Stationen zu finden. Eine Funkstandlinie (engl. radio line of position – LOP) ist eine gedachte Linie zu einer Station (NDB), die durch Angabe eines Winkels die Position des NDB beschreibt. Auf diese Art und Weise können mit Hilfe von NDBs und VORs Luftstraßen (engl. airways) gebildet werden. Flugzeuge folgen in Erfüllung ihres aufgegebenen Flugplans diesen international vereinbarten Flugrouten. Airways werden standardisiert auf Karten dargestellt.

• Funkstandort (FIX)
  Die Möglichkeit, Funkstandorte mittels NDBs zu bestimmen, wird seit langem genutzt. Ein Funkstandort kennzeichnet die Position eines Flugzeuges oder Schiffes. Ein Fix entsteht dadurch, dass Standlinien zu den einzelnen Navigationspunkten (NDBs) auf der Karte gezeichnet werden. Wenn die Standlinien sich schneiden, entsteht ein Winkel mit dem Fix als Schnittpunkt. Diese Art der Darstellung eines Funkstandortes erlaubt dem Piloten, seine Position zu bestimmen. In Situationen, bei denen andere Navigationssysteme wie VOR und DME oder GPS versagen, kann so weiter navigiert werden.

• NDBs werden an verschiedenen Flugplätzen für Nicht-Präzisionsanflüge (NDB/DME) genutzt.

Gefahrenquellen

Verwirrungskegel oberhalb eines NDB

Schweigekegel (engl. cone of silence)

Oberhalb der Sendestation ist in einem kegelförmigen Bereich kein zuverlässiger Empfang möglich. Die Breite beträgt 30–40°. Dieser Kegel wird als Schweigekegel (englisch: cone of silence) bezeichnet.

elektrischer Einfluss (engl. electrical error)

Gewitter und gelegentlich auch elektromagnetische Störungen durch Quellen außerhalb und innerhalb eines Flugzeugs können die ADF-Nadel irritieren.

Störung des NDB durch Mehrwegeeffekt

Küstenlinieneffekt (engl. shoreline error)

An Küstenlinien kann es bei nahezu parallelem Verlauf des Signals und der Küstenlinie zu einer Fehlanzeige kommen.

Bergeffekt, Mehrwegeausbreitung (engl. terrain error, Multipath error)

Einen ähnlichen Einfluss können auch hohe Berge und Klippen auf Funkwellen haben.

Dämmerungseffekt (engl. twilight error)

Funkwellen werden durch die Ionosphäre zurückgeworfen und verursachen besonders während des Sonnenaufgangs und während der abendlichen Dämmerung Überlagerungserscheinungen (engl. fading).

Siehe auch

• Liste der Funkfeuer
• Funkstandlinie
• Seefunkfeuer

Weblinks

 Commons: Non-directional beacon – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Literatur

• Brian Kendal: Manual of Avionics. BSP Professional Books, London, England 1987.
• Rod Machado: Instrument Pilot's Survival Manual. 1998, ISBN 0-9631229-0-8.
• Skip Carden: ADF Directory and Manual. Durham, NC. 1988.
• Jeppesen Sanderson: Private Pilot Study Guide. Englewood 2000, ISBN 0-88487-265-3.
• Jeppesen Sanderson: Privat Pilot Manual. Englewood 2001, ISBN 0-88487-238-6.
• Jürgen Mies: Funknavigation. Motorbuch Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-613-01648-6.
• Peter Dogan: The Instrument Flight Training Manual. 1999, ISBN 0-916413-26-8.
• Walter Air: CVFR Lehrbuch. Mariensiel 2001.
• Wolfgang Kühr: Der Privatflugzeugführer Flugnavigation. Friedrich Schiffmann Verlag, Bergisch Gladbach 1981, ISBN 3-921270-05-7.