Distance Measuring Equipment

Antenne DME-Transponder, in der Mitte einer VOR-Antennenanlage

Antenne DME-Interrogator, Rumpfunterseite

DME on-board Receiver, zusammen mit der ADF-Einheit

Flug über das DME mit Entfernungsangaben

Distance Measuring Equipment (DME, englisch für Entfernungsmessausstattung) ist eine Funkstelle des Navigationsfunkdienstes, deren Aussendungen dazu bestimmt sind, einem Luftfahrzeug die Feststellung seiner Entfernung in Bezug auf einen ortsfesten Referenzpunkt zu ermöglichen. Dabei wird durch Laufzeitmessung die Schrägentfernung des Luftfahrzeugs von einer DME-Bodenstation ermittelt. Das DME basiert auf der Sekundärradartechnik.

Ein DME wird in Verbindung mit einem Drehfunkfeuer (VOR) oder als Marker-Ersatz bei einem ILS-Anflug verwendet. Eine kombinierte Bodenstation mit VOR-Sender und DME-Transponder heißt VOR/DME bzw. ILS/DME.

Das technische Prinzip des DME kommt auch im Entfernungsmessanteil eines TACAN zur Anwendung.

Hardware

Ein DME-System besteht aus einem UHF-Transmitter/Receiver-Abfragegerät (Interrogator) im Luftfahrzeug und dem UHF-Receiver/Transmitter (Transponder) am Boden.

Funktionsprinzip

DME arbeiten im Frequenzbereich 962–1.213 MHz (unterteilt in 126 X- und 126 Y-Kanäle), der dem Flugnavigationsfunkdienst zu primären Nutzung zugewiesen ist.

Zur Entfernungsbestimmung sendet das Bordgerät Pulspaare mit einer zufälligen Wiederholungsrate an die Bodenstation. Diese werden nach einer fest vorgegebenen Antwortverzögerung (50 µs) beantwortet und erscheinen neben den Antworten auf die Abfragen anderer Bordgeräte im Bordempfänger. Das Bordgerät filtert aus dem Gemisch aller Antwortsignale die heraus, die kontinuierlich mit einem (beinahe) konstanten Zeitabstand zur eigenen Abfrage im Empfänger erscheinen und misst den Zeitabstand zwischen dem Senden des ursprünglichen Signals und dem Empfang der Antwort. Dieser Zeitabstand (abzüglich der Antwortverzögerung) ist die Laufzeit der Radiowellen vom Bordgerät zur Bodenstation und zurück. Durch Multiplizieren mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen wird sie in die Entfernung zur Bodenstation umgerechnet.

Demnach ergibt sich folgende Rechnung, um die Schrägentfernung zur DME-Station zu berechnen:

$S={\frac {c}{2}}\cdot (t-50\mu s)$

mit

t = Gemessene Laufzeit in Sekunden

c = Lichtgeschwindigkeit in m/s (ca. 300.000.000 m/s)

S = Schrägentfernung in m

Um die Entfernung über Grund zu berechnen, wendet man den Satz des Pythagoras an:

$D={\sqrt {S^{2}-h^{2}}}$

mit

h = Höhe über der DME-Antenne in m

D = Bodenentfernung in m

Die gemessene Entfernung wird auf dem Flugzeuginstrument im Cockpit in nautischen Meilen angezeigt.

Wichtig für die Nutzung von DME-Informationen ist das Verständnis, dass nicht die Entfernung über Grund, sondern die aus dem Dreiecksverhältnis von Flughöhe und Entfernung am Boden resultierende Schrägentfernung (engl. slant range) angezeigt wird. Direkt über der Station wird also die Flughöhe als Entfernung angezeigt (→ 1 NM ≈ 6.076 ft). Der Messfehler beträgt ca. 45 bis 100 m, bei Präzisionsanlagen 50 m.

Instrumentenanflug

Wird DME in Verbindung mit einem VOR oder NDB zum Instrumentenanflug benutzt, müssen die Wetterbedingungen besser als die Minimalbedingungen eines Instrumentenlandesystems der Kategorie I sein.