1 Einleitung

1 Einleitung
Gegenstand dieser Diplomarbeit war die Entwicklung eines Protokoll-Testers
für den digitalen Datenfunk der zivilen Luftfahrt.
1.1 Aufgabenstellung
Spätestens seit dem Jahr 2008 müssen alle Luftfahrzeuge in Deutschland
einen Mode-S fähigen Transponder besitzen. Ein Transponder ist eine
Kommunikationseinheit
innerhalb
des
Flugzeuges
für
den
Informationsaustausch mit der Bodenstation. Um die Funktionsfähigkeit eines
Transponders noch vor dem Einbau, bzw. bei Wartungsarbeiten zu testen,
kann der oben genannte Protokoll-Tester verwendet werden. Professionelle
Transponder Testequipments kosten zwischen 5000 € und 20000 €. Kleinere
Flugzeugwerften bzw. Werkstätten oder auch interessierte Privatanwender
benötigen meist jedoch nicht alle Funktionen eines professionellen
Testgeräts. Oftmals ist nur die Frage nach der grundsätzlichen Funktionalität
des Transponders von Bedeutung. Für diese Zwecke stellt der, im Rahmen
dieser Diplomarbeit entwickelte, Protokoll-Tester eine einfache Überprüfung
der Transponderfunktionalität zur Verfügung.
1.2 Vorgaben
Es soll ein Prototyp eines Protokoll-Testers entwickelt werden. Dafür stand
ein AVR XPlain Evaluation-Board der Firma Atmel zur Verfügung. Auf dem
XPlain befindet sich unter anderem ein ATxmega128A1 Mikrocontroller
sowie acht Taster und acht LEDs. Die dafür zur Verfügung stehende
Entwicklungsumgebung ist das AVR Studio 5 von Atmel. Für die Anzeige
wurde ein 20x4 Zeichen großes LCD Display verwendet. Da für die
Ansteuerung des Displays schon entsprechender Programmcode in C vorlag
und
C
bei
embedded
systems
weit
verbreitet
ist,
wurde
Programmiersprache C auch für das restliche Programm gewählt.
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die
1.3 Funktionalität
Die heutige Flugzeugerkennung läuft grundsätzlich wie folgt ab. Die
Bodenstation sendet einen Abfrageimpuls, auf welchen der Transponder im
Flugzeug antwortet. In der folgenden Abbildung 1 ist die Kommunikation
zwischen einem Flugzeug und der Bodenstation dargestellt. 1
Abbildung 1: Blockschaltbild Sekundärradar
Die Antwort des Flugzeugs beinhaltet unter anderem die Flugzeugkennung.
Diese wird vom Piloten direkt am Transponder eingestellt.
Der Protokoll-Tester soll eine einfache Möglichkeit bereitstellen, den
Flugzeugtransponder auf seine Funktionalität zu überprüfen.
1
Quelle: (Wolff, 2012) Blockschaltbild Sekundärradar, Online im WWW unter URL:
http://www.radartutorial.eu/13.ssr/sr04.de.html [03.02.2012]
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1.4 Aufbau der Diplomarbeit
Im nachfolgenden Kapitel 2 werden die Grundlagen und die Entwicklung der
Radartechnik angesprochen. Desweiteren findet eine Unterscheidung der
verschiedenen Radartechniken statt.
Das Kapitel 3 führt die Beschreibung des Sekundärradars fort und geht
grundlegend auf die, beim Sekundärradar verwendeten, Transponder Modes
ein.
Im Kapitel 4 wird dazu weiterführend auf den, für diese Arbeit wichtigen,
Transponder Mode "Mode S" eingegangen. Dabei werden auch dessen
einzelne Eigenschaften genauer dargestellt.
Im Kapitel 5 werden die einzelnen Hardwarekomponenten, welche für den
Protokoll-Tester benötigt wurden, aufgezeigt und ihre Verwendung bzw. ihre
Eigenschaften beschrieben.
Im Kapitel 6 folgt daraufhin der komplette Aufbau des Protokoll-Testers durch
die im vorherigen Kapitel beschriebenen Hardwarekomponenten und das
Zusammenspiel
zwischen
dem
Protokoll-Tester
und
dem
realen
Transponder.
Das Kapitel 7 beschreibt die softwaretechnische Umsetzung. Angefangen
von einem Überblick über den Programmablauf, bis zu den einzelnen
Programmteilen.
Kapitel 8 gibt einen kurze Ausblick über zukünftige Weiterentwicklungsmöglichkeiten.
Im abschließenden Kapitel 9 folgt eine kurze Zusammenfassung über den
Ablauf und das Ergebnis dieser Diplomarbeit.
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