JP2004064450A

JP2004064450A - Level correcting circuit of transmitting pulse, method for correcting, and transponder of digital multieffect unit using the same

Info

Publication number: JP2004064450A
Application number: JP2002220346A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yagi; 八木　博之
Original assignee: NEC Network and Sensor Systems Ltd
Current assignee: NEC Network and Sensor Systems Ltd
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-07-29
Also published as: JP3853713B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately maintain an output level of a pulse transmitted at a random time interval constant. <P>SOLUTION: A directional coupler for branching an output transmitting pulse of a final stage as a monitor signal from a variable amplifier for changing an amplification degree in response to a value of a level correction signal at an intermediate stage of a transmitter. An analog-to-digital converter circuit 151 digitizes the monitor signal. A peak detector circuit 152 detects the transmitting pulse. An averaging circuit 153 counts the number of the pulses, and calculates a mean value of the levels of the digitized monitor transmitting pulse at each predetermined number. A comparator circuit 154 compares the mean value with a reference value from a transmitting level setter, and obtains a differential value. The value of the level correction signal is increased or decreased based on the differential value by an up/down counter 155 and a digital/analog-digital converter 156. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はランダムな時間間隔で無線周波数のパルスを送信する送信機に用いられ、送信機の最終段の出力レベルに基づいて送信機の中間段のレベル調整を行うことにより送信パルスの出力レベルを一定にするレベル補正回路と、そのレベル補正方法と、それを用いたＤＭＥ装置の応答機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機に対して地上の固定点からの距離情報を与える航行援助施設の一つとして距離情報提供装置あるいは距離測定装置と呼ばれる装置（ＤＭＥ：Ｄｉｓｔａｎｃｅ　Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）が用いられている。このＤＭＥ装置では、航空機に質問機（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｏｒ：インタロゲータ）、地上に応答機（ｔｒａｎｓｐｏｎｄｅｒ：トランスポンダ）と呼ばれる送受信機をそれぞれ設け、質問機が、ＵＨＦ帯の質問パルス（ペアパルス（対パルス）となっている）を応答機に対して発射してから、応答機からの応答パルス（ペアパルスとなっている）を受信するまでの時間に基づいて距離を測定している。すなわち、質問機は、ランダムな時間間隔（ただし１秒当りの回数は決まっている、例えば３０回）で質問パルスを順次送信し、応答機は、各質問パルスの受信後、所定の遅延時間（例えば５０μｓ）を加えて応答パルスを送信する。応答機は、複数の質問機（航空機）からの質問にそれぞれ応答可能である。
【０００３】
応答機はまた、質問に対する応答以外に、ランダムな時間間隔（ただし１秒当りの回数は決まっている、例えば１０００回）でランダムパルス（ペアパルスとなっている）を送信する。このランダムパルス及び他機宛の応答パルスにより、質問機が自機宛の応答パルスを受信する際の受信レベルの自動制御（ＡＧＣ）が容易となる。応答機は、ランダムパルスの出力タイミングを、例えば自機の装置ノイズから決定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
質問機側での受信を安定化し距離測定精度を向上させるために、応答機から送信する応答パルス及びランダムパルスを含む送信パルスの送信出力レベルを一定とする必要がある。従来の応答機は、生成した送信パルスを、制御信号（制御電圧）によりレベル制御可能な可変増幅器あるいは可変減衰器等の可変レベル制御手段を通して出力し、レベル補正回路で送信パルスの出力レベルをモニタし、出力レベルの基準レベルからの偏差に応じた補正信号を上記制御信号として可変レベル制御手段に与えることにより、送信パルスの出力レベルの一定化を図っている。
【０００５】
この従来の応答機のレベル補正回路では、方向性結合器等により分岐入力した送信パルスのモニタ信号をアナログ信号のままで処理しており、一定期間に入力した送信パルス（モニタ信号）のレベルの平均値を求めて基準レベルと比較している。しかし上述したように、ランダムパルスの送信タイミングは文字通りランダムであり、応答パルスの基となる質問パルスの送信タイミングもランダムであるため、各送信パルスは予測できない不定期の周期で出力する。このため、一定期間に入力されるパルス数はばらつき（不定数となる）、それにより補正信号の値が不正確となり、レベル補正回路の目的である送信パルスの出力レベルを精度良く一定にすることができないという問題点がある。
【０００６】
本発明の目的は、ランダムな時間間隔で送信するパルスの出力レベルを精度良く一定にすることができる送信パルスのレベル補正回路と補正方法、及びそれを用いたＤＭＥ装置の応答機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るレベル補正回路は、ランダムな時間間隔で無線周波数のパルスを送信する送信機に用いられ、送信機の最終段の出力レベルに基づいて送信機の中間段のレベル調整を行うことにより送信パルスの出力レベルを一定にするレベル補正回路において、出力送信パルスのモニタ信号であるモニタ送信パルスをデジタル信号に変換する手段と、デジタル化モニタ送信パルスのパルス数を計数し、一定数ごとの前記デジタル化モニタ送信パルスのレベルの平均値を算出する手段と、算出されたレベルの平均値に基づいて前記送信機の中間段のレベル調整を行う手段とを備える。
【０００８】
本発明の請求項２に係るレベル補正回路は、請求項１に係るレベル補正回路において；送信機の中間段に設けられ、レベル補正信号の値に応じて通過する送信パルスのレベル増減を行うレベル可変手段と；送信機の最終段に設けられ、出力送信パルスを分岐し無線周波数のモニタ送信パルスとして出力する分岐手段と；前記分岐手段からのモニタ送信パルスの検波を行いベースバンドのモニタ送信パルスとして出力する検波手段と；前記検波手段からのモニタ送信パルスをデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と；アナログ／デジタル変換手段からのデジタル化モニタ送信パルスのパルス数を計数し、一定数ごとの前記デジタル化モニタ送信パルスのレベルの平均値を算出する平均化手段と；送信パルスの所定出力レベルに対応した基準値をあらかじめ登録したレベル設定手段と；前記平均化手段からの平均値を前記レベル設定手段からの基準値と比較し、差分値を求める比較手段と：前記比較手段の出力差分値に基づいて保持するレベル補正データの値を増減させるデータ加減手段と、前記データ加減手段からのレベル補正データをアナログ信号に変換し、前記レベル補正信号として前記レベル可変手段へ出力するデジタル／アナログ変換手段とを備える。
【０００９】
本発明の請求項３に係るレベル補正回路は、請求項１または２に係るレベル補正回路において；送信機内の温度検出を行う温度検出手段と、送信機内の温度変化による前記デジタル化モニタ送信パルスのレベル変化に対応した対温度修正値を登録したデータテーブルとを有し、前記温度検出手段で検出された温度に対応する修正値を前記データテーブルより読出し、この修正値に従い前記デジタル化モニタ送信パルスのレベルの平均値を修正する構成を有する。
【００１０】
本発明の請求項４に係るＤＭＥ装置の応答機は；航空機に搭載された質問機からの無線周波数の質問パルスを受信する受信機と；請求項１、２、または３記載のレベル補正回路を有し、出力送信パルスとして、前記受信機で受信した質問パルスに対応して生成した応答パルスと、ランダムな時間間隔で生成したランダムパルスとを含む送信機とを備える。
【００１１】
本発明の請求項５に係るレベル補正方法は、ランダムな時間間隔で無線周波数のパルスを送信する送信機に用いられ、送信機の最終段の出力レベルに基づいて送信機の中間段のレベル調整を行うことにより送信パルスの出力レベルを一定にするレベル補正回路のレベル補正方法において、出力送信パルスのモニタ信号であるモニタ送信パルスをデジタル信号に変換し、デジタル化モニタ送信パルスのパルス数を計数し、一定数ごとの前記デジタル化モニタ送信パルスのレベルの平均値を算出し、算出したレベルの平均値に基づいて前記送信機の中間段のレベル調整を行う工程を有する。
【００１２】
本発明の請求項６に係るレベル補正方法は、請求項５に係るレベル補正回路において、送信機内の温度を検出し、検出された温度に対応する修正値を、あらかじめ送信機内の温度変化による前記デジタル化モニタ送信パルスのレベル変化に対応した対温度修正値を登録したデータテーブルより読出し、この修正値に従い前記デジタル化モニタ送信パルスのレベルの平均値を修正し、修正された平均値に基づいて前記送信機の中間段のレベル調整を行う工程を有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の概要を説明する。本発明では、航法援助装置であるＤＭＥ装置の応答機などのように、ランダムな時間間隔でパルスを送信する送信機における送信パルスの出力レベルを一定にするレベル補正回路において、従来技術のような時間制限を受けた不定数のパルスによる補正ではなく、時間制限のない一定数のパルスによる補正を行うことにより、従来技術よりも出力レベル補正の精度を向上させている。つまり、予測できない不定期周期の送信パルスに対して、従来技術のような一定周期での平均化では、取り込むデ−タ数が毎回変化し、平均値の誤差が発生してしまう。そのために、補正回路の目的である送信パルスの出力レベルを一定にすることができない。これに対して本発明では、信号をデジタル化し、入力されるパルス数をカウントすることで一定のパルス数での平均値を算出する方式にしたので、従来技術より精度良く送信パルスの出力レベルを一定にすることができる。
【００１４】
詳細に説明すると、本発明のレベル補正回路は、モニタ対象の送信パルス信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、デジタル回路により送信パルス数を数えるとともに、計数対象の各送信パルスのデジタル値による送信出力レベルの平均値を算出し、基準値と比較して補正データを求め、この補正データをアナログ信号に戻して送信パルスのレベル制御を行う可変増幅器（あるいは可変減衰器）のレベル制御信号（制御電圧）としている。このようにして、送信パルス信号のタイミングがランダムに変化しても、均一のデ−タ数で平均化し補正することにより送信パルスの出力レベルを一定にする。
【００１５】
また、温度検出手段を設け、装置内の温度デ−タで算出された平均値を修正し、温度変化に応じて修正した補正データを求めることにより、耐環境条件での補正も可能となる。
【００１６】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図５は、本発明のＤＭＥ装置の応答機の一実施の形態を示すブロック構成図、図６は、図５の送信部の内部構成例を示すブロック構成図である。
【００１８】
図５において、本例の応答機は、送信部１及び受信部２をそれぞれ有しＣＨ（チャネル）１，２として二重化された送受信装置３（３−１，３−２）と、飛行機に搭載された図示していない質問機との間で電波信号を送受信する空中線（アンテナ）５と、二重化された送受信装置３−１，３−２のいずれか一方を空中線５と接続し、送信信号に異常を検出すると他方の送受信装置に切替える監視制御装置４とを備えている。
【００１９】
各送受信装置３（３−１，３−２）の送信部１は、自装置の受信部２で飛行機の質問機からの質問信号（質問パルス（ペアパルス））を受信すると、所定の遅延時間（例えば５０μｓ）経過後に応答パルス（ペアパルス）を作成し送信する。その他に、ランダムな時間間隔（ただし１秒当りの回数は決まっている、例えば１０００回）でランダムパルス（ペアパルス）を作成し送信する。
【００２０】
この送信部１が送信する送信信号（応答パルスやランダムパルスなどの送信パルス）の仕様は次のように決められている。すなわち、周波数は９６２Ｈｚから１２１５ＭＨｚの任意１波。波形は、ガウシアンパルス。ピ−ク値は、３ＫＷ又は１．５ＫＷ。パルス幅は、３．５μＳのペアパルス（ペア間隔は、例えば、１２μＳ）。送信タイミングは、ランダムだが、送信パルス数は２７００ペアパルス／秒で一定。
【００２１】
なお、応答可能（応答パルス送信可能）な質問機（飛行機）の数は複数可能（１００でも可能）である。任意数の飛行機からの質問信号（受信部２の受信信号）数がランダムであるので、２７００ペアパルス／秒にするために、受信信号のノイズらかランダムパルスを作り、質問信号に対する応答パルスとランダムパルスとで２７００となるようにパルス数を制御するが、送信タイミングは不確定である。
【００２２】
図６において、本例の送信部１は、受信部２からの受信信号に基づいて、無線周波数の応答パルス及びランダムパルスを生成する変調回路１１と、制御信号（送信補正信号）の値（制御電圧値）に応じて増幅度を変化させ、変調回路１１の出力信号のレベルを変化させる可変増幅器１２と、可変増幅器１２の出力信号を空中線５から送信するための電力増幅を行う電力増幅器１３と、電力増幅器１３の出力信号を２分岐し、一方を送信信号（送信パルス）として監視制御装置４へ送信し、他方を送信信号のレベル監視用モニタ信号とする方向性結合器１４と、方向性結合器１４からのモニタ信号のレベルに基づいて可変増幅器１２に与える制御信号（送信補正信号）の値（制御電圧値）を補正することにより、監視制御装置４へ送信する送信信号（送信パルス）のレベルを所定値に設定するレベル補正回路１５とを備えている。
【００２３】
なお、本実施の形態例では、変調回路１１の出力信号のレベルを変化させる手段（レベル可変手段）として、可変増幅器１２を使用したが、これに限定されることはなく、制御信号の値（制御電圧値）に応じてレベル減衰量を変化させる可変減衰器を使用するようにしても良い。可変増幅器あるいは可変減衰器のいずれの場合でも、適切な制御信号（送信補正信号）の値が得られるようにレベル補正回路１５を設定する。また、レベル可変手段である可変増幅器１２（あるいは可変減衰器）、及び分岐手段である方向性結合器１４をレベル補正回路１５に含めて構成するようにしても良い。
【００２４】
図１は、本発明のレベル補正回路の一実施の形態を示すブロック構成図である。
【００２５】
図１において本例のレベル補正回路１５は、図６に示す送信部１に適用され、方向性結合器１４からの無線周波数帯の送信パルスのモニタ信号を図示していない検波器で検波した結果のベースバンドのアナログ信号をデジタル信号（例えば、１４ビットのデジタル値）に変換するアナログ／デジタル変換回路１５１と、アナログ／デジタル変換回路１５１の出力値のうち、各送信パルスの出力レベル値に相当するピーク値を検出するピーク検出回路１５２と、ピーク検出回路１５２から出力される各送信パルスの出力レベル値を所定数（例えば２５６個）分の送信パルスに亘って平均化し平均値を求める平均化回路１５３と、送信パルスの出力レベルの基準値を設定する送信レベル設定回路１５７と、平均化回路１５３の出力平均値を送信レベル設定回路１５７からの基準値と比較し、差分値を求める比較回路１５４と、比較回路１５４の出力差分値によりそれまでの送信補正信号（可変増幅器１２（あるいは可変減衰器）に対する制御信号（制御電圧））の値（レベル補正データ）を増加または減少させるアップ／ダウンカウンタ１５５と、アップ／ダウンカウンタ１５５の出力補正値（レベル補正データ）を対応する電圧値のアナログ信号に変換し送信補正信号（レベル補正信号、制御信号）として出力するデジタル／アナログ変換回路１５６とを有している。
【００２６】
このレベル補正回路１５の動作を説明する。レベル補正回路１５は、送信部１から監視制御装置４及び空中線５へ出力される送信パルス信号をモニタした信号を入力し、送信機中間段における可変増幅器や可変減衰器等の出力レベルを補正する手段への送信補正信号（制御信号）として出力する。このモニタ信号のレベルの例としては、送信部１の送信出力が３ＫＷの場合、約＋２０ｄＢｍで、想定変動幅は±２ｄＢ程度である。このモニタ信号は、図示していない検波器で検波され出力レベルに応じた電圧値のアナログ信号となる。
【００２７】
デジタル／アナログ変換回路１５１により入力したモニタ信号（検波済み）をアナログ信号からデジタル信号に変換し、ピ−ク検出回路１５２へ送る。ピ−ク検出回路１５２では、デジタル信号の最大値を検出し、平均化回路１５３に送る。平均化回路１５３では、設定したパルス数のデジタル信号の平均をして、比較回路１５４に送る。比較回路１５４では、送信レベル設定回路１５７からの基準値と比較し、基準値との差（差分値）を算出し、アップ／ダウンカウンタ１５５に送る。アップ／ダウンカウンタ１５５では、デ−タ（レベル補正データ）を保持する機能があり、比較回路１５４からの信号の値（差分値）に応じて保持しているデ−タの値を増減しデ−タを更新する。その後、デジタル／アナログ変換回路１５６で、アップ／ダウンカウンタ１５５からの更新されたデ−タ（レベル補正データ）であるデジタル信号をアナログ信号に変換し、送信補正信号（レベル補正信号）として出力する。
【００２８】
図２は図１に示す平均化回路１５３の内部構成例を示すブロック構成図である。
【００２９】
図２において、本例の平均化回路１５３は、ピ−ク検出回路１５２からのピ−クビットデ−タ（各送信パルスの出力レベル値）をフリップフロップ（ＦＦ）１５３２からのそれまでの加算データと加算し出力する加算器１５３１と、加算器１５３１からの加算データを保持し加算器１５３１へ戻すフリップフロップ（ＦＦ）１５３２と、ピ−ク検出回路１５２からのピ−クビットデ−タの入力数（送信パルス数）を設定した数になるまでカウントし、設定したパルス数になると所定の信号を出力することを繰り返し行うパルスカウント回路１５３３と、パルスカウント回路１５３３からの設定したパルス数になったことを示す所定の信号を受けると、フリップフロップ１５３２に保持されていた加算データから平均値を算出し比較回路１５４に送るとともに、フリップフロップ１５３２の保持内容をクリアし新たな加算データを保持させるデ−タ取り出し回路１５３４とを有している。
【００３０】
この平均化回路１５３の動作を図２とともに図３を参照して説明する。
【００３１】
平均化回路１５３は、ピ−ク検出回路１５２からの各送信パルスの出力レベル値を示すピ−クビットデ−タを、加算器１５３１に入力し、フリップフロップ（ＦＦ）１５３２からのそれまでの加算デ−タと加算する。加算するデ−タは、図３に示すように、一つ前の加算デ−タである。加算器１５３１での加算結果はフリップフロップ１５３２に送られデ−タをセットし、そのデ−タを加算器１５３１に戻し、設定したパルス数になるまで動作を繰り返す。
【００３２】
この設定したパルス数はパルスカウント回路１５３３により監視される。パルスカウント回路１５３３は、加算器１５３１と同じ信号が入力されていて、パルス数をカウントする。パルスカウント回路１５３３で設定したパルス数になるまで、加算器１５３１及びフリップフロップ１５３２による加算を繰り返す。
【００３３】
パルスカウント回路１５３３は、カウント数（入力パルス数）が設定したパルス数になると図３に示すようにデ−タ取り出し回路１５３４に信号を送る。デ−タ取り出し回路１５３４は、フリップフロップ１５３２内の加算データを平均値にして比較回路１５３に出力する。平均値の算出については、図３に示す２５６パルスの場合は、２５６個（２の８乗個）分を加算したデ−タの下位８ビット分を取り除く処理をデ−タ取り出し回路１５３４にて実施する。
【００３４】
デ−タ取り出し回路１５３４は、フリップフロップ１５３２の内容を平均化を実行すると、フリップフロップ１５３２の内容を一旦クリアして、加算器１５３１とによる新たなデータ加算を行わせる。
【００３５】
次に、本説明の他の実施の形態を図４に示す。
【００３６】
図４に示すレベル補正回路１６は、図１に示すレベル補正回路１５に、温度検出回路１６１を設け、送信部１内の温度に応じて、モニタ信号のレベルの平均値を修正することにより、基準値との比較結果、つまりレベル補正データを修正するものである。これにより、耐環境条件での補正も可能になる。
【００３７】
すなわち、送信出力のモニタ信号を取り出す方向性結合器１４（及び検波器）からの基準値と比較する比較回路１５４までの回路に温度特性があると、送信出力レベルが変化していない場合でも、あたかも送信出力レベルが変化したように見え、誤った補正をしてしまうので、それらの回路の温度を温度検出回路１６１で検出し得られた温度デ−タに基づいて補正の修正を行う。
【００３８】
図４において本例のレベル補正回路１６は、送信レベル設定回路１６２に、あらかじめ、送信機内の温度変化によるモニタ送信パルスのレベル変化に対応したレベル平均値の対温度修正値（補正修正データ）を登録したデータテーブルを設けてある。温度検出回路１６１が所定位置の温度を測定し、温度データとして送信レベル設定回路１６２へ出力する。送信レベル設定回路１６２は温度データに応じてあらかじめ登録されたデータテーブルから修正値（補正修正データ）を読取り、比較回路１５４へ送る。
【００３９】
比較回路１５４は、この修正値で平均化回路１５３からの送信パルスのレベルの平均値を修正（加減算）し、基準値と比較する。これにより比較結果（差分値）が修正され、最終的にレベル補正データが修正される。
【００４０】
なお上述の例では、比較回路１５４において温度による修正値で修正する対象を平均化回路１５３からの平均値としたが、最終的な目的であるレベル補正データの修正を行うためには、これに限らず、送信レベル設定回路１６２からの基準値、あるいは、自回路の出力差分値を修正するようにしても同じ結果が得られる。基準値を修正するようにした場合は、送信レベル設定回路１６２であらかじめ修正値で修正（加減算）した基準値を比較回路１５４へ送るようにすることができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、送信パルス信号の送信タイミングがランダムに変化しても、入力されるパルス数をカウントして一定のパルス数で平均値を算出しているため、送信レベルの補正値の誤差が少なくなり、送信パルスの出力レベルを精度良く一定にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレベル補正回路の一実施の形態を示すブロック構成図である。
【図２】図１に示す平均化回路の内部構成例を示すブロック構成図である。
【図３】図２に示す平均化回路の動作を説明するための図である。
【図４】本発明のレベル補正回路の他の実施の形態を示すブロック構成図である。
【図５】本発明のＤＭＥ装置の応答機の一実施の形態を示すブロック構成図である。
【図６】図５に示す送信部の内部構成例を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
１　　送信部
２　　受信部
３（３−１，３−２）　　送受信装置
４　　監視制御装置
１１　　変調回路
１２　　可変増幅器
１３　　電力増幅器
１４　　方向性結合器
１５，１６　　レベル補正回路
１５１　　アナログ／デジタル変換回路
１５２　　ピーク検出回路
１５３　　平均化回路
１５４　　比較回路
１５５　　アップ／ダウンカウンタ
１５６　　デジタル／アナログ変換回路
１５７，１６２　　送信レベル設定回路
１６１　　温度検出回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is used in a transmitter that transmits radio frequency pulses at random time intervals, and adjusts the output level of a transmission pulse by adjusting the level of an intermediate stage of the transmitter based on the output level of the final stage of the transmitter. The present invention relates to a level correction circuit for making constant, a level correction method thereof, and a transponder of a DME device using the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A device called a distance information providing device or a distance measuring device (DME: Distance Measurement Equipment) is used as one of navigation assistance facilities that gives distance information from a fixed point on the ground to an aircraft. In this DME apparatus, an interrogator (interrogator) is provided on an aircraft, and a transceiver called a transponder (transponder) is provided on the ground. Is transmitted to the transponder, and the distance is measured based on the time from when the response pulse (which is a pair pulse) is received from the transponder. That is, the interrogator sequentially transmits interrogation pulses at random time intervals (however, the number of times per second is fixed, for example, 30 times), and the transponder transmits a predetermined delay time ( For example, a response pulse is transmitted by adding 50 μs). The transponders can respectively respond to questions from a plurality of interrogators (aircraft).
[0003]
The transponder also transmits random pulses (paired pulses) at random time intervals (however, the number of times per second is fixed, for example, 1000 times) in addition to the response to the question. The random pulse and the response pulse addressed to the other device facilitate the automatic control (AGC) of the reception level when the interrogator receives the response pulse addressed to the own device. The transponder determines the output timing of the random pulse from, for example, its own device noise.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In order to stabilize the reception on the interrogator side and improve the distance measurement accuracy, it is necessary to keep the transmission output level of the transmission pulse including the response pulse and the random pulse transmitted from the transponder constant. A conventional transponder outputs the generated transmission pulse through a variable level control means such as a variable amplifier or a variable attenuator whose level can be controlled by a control signal (control voltage), and the output level of the transmission pulse is monitored by a level correction circuit. Then, a correction signal corresponding to the deviation of the output level from the reference level is given to the variable level control means as the control signal, thereby making the output level of the transmission pulse constant.
[0005]
In the conventional level corrector of the transponder, the monitor signal of the transmission pulse branched and input by the directional coupler or the like is processed as an analog signal, and the level of the transmission pulse (monitor signal) input during a certain period is reduced. The average value is obtained and compared with the reference level. However, as described above, the transmission timing of the random pulse is literally random, and the transmission timing of the query pulse on which the response pulse is based is also random. Therefore, each transmission pulse is output at an unpredictable irregular period. For this reason, the number of pulses input in a certain period fluctuates (becomes an inconstant number), thereby making the value of the correction signal inaccurate, and making the output level of the transmission pulse, which is the purpose of the level correction circuit, accurate and constant. There is a problem that can not be.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a transmission pulse level correction circuit and a correction method capable of accurately keeping the output level of pulses transmitted at random time intervals constant, and a transponder of a DME device using the same. It is in.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The level correction circuit according to claim 1 of the present invention is used in a transmitter that transmits radio frequency pulses at random time intervals, and adjusts the level of an intermediate stage of the transmitter based on the output level of the last stage of the transmitter. In the level correction circuit for making the output level of the transmission pulse constant by performing the above, means for converting a monitor transmission pulse which is a monitor signal of the output transmission pulse into a digital signal, and counting the number of pulses of the digitized monitor transmission pulse, Means for calculating an average value of the level of the digitized monitor transmission pulse for each fixed number, and means for adjusting the level of the intermediate stage of the transmitter based on the calculated average value of the level.
[0008]
A level correction circuit according to a second aspect of the present invention is the level correction circuit according to the first aspect; a level provided at an intermediate stage of the transmitter, for increasing or decreasing the level of a transmission pulse that passes according to the value of the level correction signal. A variable means; provided at the last stage of the transmitter, for branching an output transmission pulse and outputting it as a radio frequency monitor transmission pulse; and detecting a monitor transmission pulse from the branching means and transmitting a baseband monitor transmission pulse Detection means for outputting as a signal; analog / digital conversion means for converting a monitor transmission pulse from the detection means into a digital signal; counting the number of pulses of the digitized monitor transmission pulse from the analog / digital conversion means, and Averaging means for calculating an average value of the level of the digitized monitor transmission pulse; Level setting means for pre-registering the obtained reference value; and comparing means for comparing the average value from the averaging means with the reference value from the level setting means to obtain a difference value: based on an output difference value of the comparing means Data adding / subtracting means for increasing / decreasing the value of the level correction data to be held, and digital / analog converting means for converting the level correction data from the data adding / subtracting means into an analog signal and outputting the analog signal as the level correction signal to the level varying means. Is provided.
[0009]
The level correction circuit according to claim 3 of the present invention is the level correction circuit according to claim 1 or 2, wherein: a temperature detection means for detecting a temperature in the transmitter; A data table in which a correction value for temperature corresponding to a level change is registered, and a correction value corresponding to the temperature detected by the temperature detecting means is read from the data table, and the digitized monitor transmission pulse is read in accordance with the correction value. Has a configuration for correcting the average value of the levels of
[0010]
A transponder of the DME device according to claim 4 of the present invention; a receiver for receiving a radio frequency interrogation pulse from an interrogator mounted on an aircraft; and a level correction circuit according to claim 1, 2, or 3. A transmitter including, as output transmission pulses, response pulses generated in response to the interrogation pulses received by the receiver, and random pulses generated at random time intervals.
[0011]
The level correction method according to claim 5 of the present invention is used for a transmitter that transmits radio frequency pulses at random time intervals, and adjusts the level of an intermediate stage of the transmitter based on the output level of the last stage of the transmitter. In the level correction method of the level correction circuit for making the output level of the transmission pulse constant by performing the process, the monitor transmission pulse which is the monitor signal of the output transmission pulse is converted into a digital signal, and the number of pulses of the digitized monitor transmission pulse is counted. Calculating the average value of the levels of the digitized monitor transmission pulses for each fixed number, and adjusting the level of the intermediate stage of the transmitter based on the calculated average value of the levels.
[0012]
A level correction method according to a sixth aspect of the present invention, in the level correction circuit according to the fifth aspect, detects a temperature in the transmitter, and corrects a correction value corresponding to the detected temperature in advance by a temperature change in the transmitter. The temperature correction value corresponding to the level change of the digitized monitor transmission pulse is read from the registered data table, and the average value of the level of the digitized monitor transmission pulse is corrected according to the correction value, and based on the corrected average value. And performing a level adjustment of an intermediate stage of the transmitter.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, the outline of the present invention will be described. According to the present invention, in a level correction circuit that keeps the output level of a transmission pulse constant in a transmitter that transmits pulses at random time intervals, such as a transponder of a DME device that is a navigation assistance device, as in the related art. The accuracy of the output level correction is improved as compared with the related art by performing the correction using a fixed number of pulses without a time limit, instead of the correction using an infinite number of pulses with a time limit. In other words, in the case of averaging a transmission pulse of an irregular period that cannot be predicted at a constant period as in the prior art, the number of data to be taken changes every time, and an error in the average value occurs. Therefore, the output level of the transmission pulse, which is the purpose of the correction circuit, cannot be made constant. On the other hand, in the present invention, the signal is digitized, and the number of input pulses is counted to calculate an average value at a constant pulse number. Can be constant.
[0014]
More specifically, the level correction circuit of the present invention converts a transmission pulse signal to be monitored from an analog signal to a digital signal, counts the number of transmission pulses by a digital circuit, and transmits a digital value of each transmission pulse to be counted. The average value of the output level is calculated, the correction data is obtained by comparing with the reference value, and the correction data is converted back to an analog signal to control the level of the transmission pulse. Voltage). In this way, even if the timing of the transmission pulse signal changes randomly, the output level of the transmission pulse is made constant by averaging and correcting with a uniform number of data.
[0015]
Further, by providing a temperature detecting means, correcting the average value calculated from the temperature data in the apparatus, and obtaining corrected data in accordance with a temperature change, it is possible to perform correction under environmental resistance conditions.
[0016]
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of the transponder of the DME device according to the present invention, and FIG. 6 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the transmitting unit in FIG.
[0018]
In FIG. 5, the transponder of this example has a transmitting unit 1 and a receiving unit 2 and has a transmitting / receiving device 3 (3-1, 3-2) duplexed as CHs (channels) 1 and 2, and is mounted on an airplane. Antenna (antenna) 5 for transmitting and receiving radio signals to and from the interrogator (not shown), and one of the duplexed transmitting and receiving devices 3-1 and 3-2 is connected to the antenna 5 to transmit a transmission signal. A monitoring control device 4 that switches to the other transmitting / receiving device when an abnormality is detected.
[0019]
When the transmitting unit 1 of each transmitting / receiving device 3 (3-1, 3-2) receives the interrogation signal (interrogation pulse (pair pulse)) from the airplane interrogator at the receiving unit 2 of the own device, the transmitting unit 1 has a predetermined delay time ( After elapse of 50 μs, for example, a response pulse (pair pulse) is created and transmitted. In addition, a random pulse (paired pulse) is generated and transmitted at random time intervals (however, the number of times per second is fixed, for example, 1000 times).
[0020]
The specification of the transmission signal (transmission pulse such as a response pulse or a random pulse) transmitted by the transmission unit 1 is determined as follows. That is, the frequency is arbitrarily one wave from 962 Hz to 1215 MHz. The waveform is a Gaussian pulse. Peak value is 3KW or 1.5KW. The pulse width is a pair pulse of 3.5 μS (pair interval is, for example, 12 μS). The transmission timing is random, but the number of transmission pulses is constant at 2700 pair pulses / sec.
[0021]
The number of interrogators (airplanes) that can respond (response pulse transmission is possible) can be plural (even 100). Since the number of interrogation signals from the arbitrary number of airplanes (the reception signal of the reception unit 2) is random, a random pulse is generated from noise of the reception signal in order to make 2700 pairs of pulses / sec. The number of pulses is controlled so as to be 2700 with the number of pulses, but the transmission timing is uncertain.
[0022]
In FIG. 6, a transmission unit 1 of the present example includes a modulation circuit 11 that generates a response pulse and a random pulse of a radio frequency based on a reception signal from the reception unit 2 and a value of a control signal (transmission correction signal) (control signal). A variable amplifier 12 that changes the amplification degree in accordance with the voltage value) to change the level of the output signal of the modulation circuit 11, and a power amplifier 13 that performs power amplification for transmitting the output signal of the variable amplifier 12 from the antenna 5. A directional coupler 14 that divides the output signal of the power amplifier 13 into two, transmits one as a transmission signal (transmission pulse) to the monitoring and control device 4, and uses the other as a monitor signal for monitoring the level of the transmission signal, By correcting the value (control voltage value) of the control signal (transmission correction signal) given to the variable amplifier 12 based on the level of the monitor signal from the coupler 14, the transmission to be transmitted to the monitoring and control device 4. And a level correcting circuit 15 to be set to a predetermined value the level of No. (transmission pulse).
[0023]
In the present embodiment, the variable amplifier 12 is used as a means for changing the level of the output signal of the modulation circuit 11 (level variable means). However, the present invention is not limited to this. A variable attenuator that changes the level attenuation amount according to the control voltage value) may be used. In either case of the variable amplifier or the variable attenuator, the level correction circuit 15 is set so that an appropriate control signal (transmission correction signal) value can be obtained. The level correction circuit 15 may include a variable amplifier 12 (or a variable attenuator) as a level varying unit and a directional coupler 14 as a branching unit.
[0024]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a level correction circuit according to the present invention.
[0025]
In FIG. 1, the level correction circuit 15 of the present example is applied to the transmission unit 1 shown in FIG. 6, and is a result of detecting a monitor signal of a transmission pulse in a radio frequency band from the directional coupler 14 by a detector (not shown). And an analog / digital conversion circuit 151 for converting the baseband analog signal into a digital signal (for example, a 14-bit digital value), and the output level of the analog / digital conversion circuit 151 corresponds to the output level value of each transmission pulse. A peak detection circuit 152 for detecting a peak value to be output, and averaging for averaging the output level value of each transmission pulse output from the peak detection circuit 152 over a predetermined number (for example, 256) of transmission pulses. A circuit 153, a transmission level setting circuit 157 for setting a reference value of the output level of the transmission pulse, and an output average value of the averaging circuit 153. A comparison circuit 154 that compares the reference value from the signal setting circuit 157 to obtain a difference value, and a control signal (control signal for the variable amplifier 12 (or variable attenuator)) up to that time based on the output difference value of the comparison circuit 154. Up / down counter 155 that increases or decreases the value (level correction data) of the voltage), and an output correction value (level correction data) of the up / down counter 155 is converted into an analog signal of a corresponding voltage value and a transmission correction signal (A level correction signal, a control signal) and a digital / analog conversion circuit 156.
[0026]
The operation of the level correction circuit 15 will be described. The level correction circuit 15 receives a signal obtained by monitoring a transmission pulse signal output from the transmission unit 1 to the monitoring control device 4 and the antenna 5, and corrects an output level of a variable amplifier, a variable attenuator, and the like in the intermediate stage of the transmitter. It is output as a transmission correction signal (control signal) to the means. As an example of the level of the monitor signal, when the transmission output of the transmission unit 1 is 3 KW, the level is about +20 dBm, and the assumed fluctuation range is about ± 2 dB. This monitor signal is detected by a detector (not shown) and becomes an analog signal having a voltage value corresponding to the output level.
[0027]
The monitor signal (detected) input by the digital / analog conversion circuit 151 is converted from an analog signal to a digital signal and sent to the peak detection circuit 152. The peak detection circuit 152 detects the maximum value of the digital signal and sends it to the averaging circuit 153. The averaging circuit 153 averages the digital signal of the set number of pulses, and sends the average to the comparison circuit 154. The comparison circuit 154 compares it with the reference value from the transmission level setting circuit 157, calculates a difference (difference value) from the reference value, and sends the difference to the up / down counter 155. The up / down counter 155 has a function of holding data (level correction data). The value of the held data is increased or decreased according to the value of the signal (difference value) from the comparison circuit 154. -Update the data. Thereafter, the digital / analog conversion circuit 156 converts the digital signal, which is the updated data (level correction data) from the up / down counter 155, into an analog signal and outputs it as a transmission correction signal (level correction signal). .
[0028]
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the averaging circuit 153 shown in FIG.
[0029]
In FIG. 2, the averaging circuit 153 of the present example uses the peak bit data (output level value of each transmission pulse) from the peak detection circuit 152 and the addition data up to that from the flip-flop (FF) 1532. An adder 1531 for adding and outputting, a flip-flop (FF) 1532 for holding the added data from the adder 1531 and returning it to the adder 1531, and the number of peak bit data input from the peak detection circuit 152 (transmission The number of pulses is counted until the set number of pulses is reached, and when the set number of pulses is reached, a predetermined signal is repeatedly output. Receiving the predetermined signal shown in the figure, an average value is calculated from the addition data held in flip-flop 1532, And it sends, de to retain the cleared new addition data contents held in the flip-flop 1532 - and a data extraction circuit 1534.
[0030]
The operation of the averaging circuit 153 will be described with reference to FIG. 2 and FIG.
[0031]
The averaging circuit 153 inputs peak bit data indicating the output level value of each transmission pulse from the peak detection circuit 152 to the adder 1531, and outputs the addition data from the flip-flop (FF) 1532 up to that point. -Data is added. The data to be added is the immediately preceding addition data as shown in FIG. The result of the addition by the adder 1531 is sent to the flip-flop 1532, data is set, the data is returned to the adder 1531, and the operation is repeated until the number of pulses reaches the set value.
[0032]
The set pulse number is monitored by the pulse count circuit 1533. The pulse count circuit 1533 receives the same signal as the adder 1531 and counts the number of pulses. The addition by the adder 1531 and the flip-flop 1532 is repeated until the number of pulses set by the pulse count circuit 1533 is reached.
[0033]
When the count number (input pulse number) reaches the set pulse number, the pulse count circuit 1533 sends a signal to the data extracting circuit 1534 as shown in FIG. The data extracting circuit 1534 averages the added data in the flip-flop 1532 and outputs the average value to the comparing circuit 153. Regarding the calculation of the average value, in the case of 256 pulses shown in FIG. 3, the data extracting circuit 1534 removes the lower 8 bits of the data obtained by adding 256 (2 to the 8th power). carry out.
[0034]
After averaging the contents of the flip-flop 1532, the data extracting circuit 1534 clears the contents of the flip-flop 1532 once and causes the adder 1531 to perform new data addition.
[0035]
Next, another embodiment of the present description is shown in FIG.
[0036]
The level correction circuit 16 shown in FIG. 4 includes a temperature detection circuit 161 in the level correction circuit 15 shown in FIG. 1, and corrects the average value of the level of the monitor signal according to the temperature in the transmission unit 1. The result of comparison with the reference value, that is, the level correction data is corrected. This also enables correction under environmental resistance conditions.
[0037]
That is, if the circuit from the directional coupler 14 (and the detector) that extracts the monitor signal of the transmission output to the comparison circuit 154 that compares the reference value with the reference value has a temperature characteristic, even if the transmission output level does not change, Since it appears as if the transmission output level has changed and an erroneous correction is made, the correction of the correction is made based on the temperature data obtained by detecting the temperatures of these circuits with the temperature detection circuit 161.
[0038]
In FIG. 4, the level correction circuit 16 of the present example previously stores in the transmission level setting circuit 162 a correction value (correction correction data) of the average level corresponding to the level change of the monitor transmission pulse due to the temperature change in the transmitter. A registered data table is provided. The temperature detection circuit 161 measures the temperature at a predetermined position and outputs it as temperature data to the transmission level setting circuit 162. The transmission level setting circuit 162 reads a correction value (correction correction data) from a data table registered in advance according to the temperature data, and sends the correction value to the comparison circuit 154.
[0039]
The comparing circuit 154 corrects (adds or subtracts) the average value of the level of the transmission pulse from the averaging circuit 153 with the corrected value, and compares the corrected value with the reference value. Thereby, the comparison result (difference value) is corrected, and finally the level correction data is corrected.
[0040]
In the above-described example, the target to be corrected by the correction value based on the temperature in the comparison circuit 154 is the average value from the averaging circuit 153. However, in order to correct the level correction data, which is the final purpose, it is necessary to use this. However, the same result can be obtained by correcting the reference value from the transmission level setting circuit 162 or the output difference value of the own circuit. When the reference value is corrected, the reference value corrected (added or subtracted) by the correction value in the transmission level setting circuit 162 can be sent to the comparison circuit 154.
[0041]
【The invention's effect】
According to the present invention, even if the transmission timing of the transmission pulse signal changes randomly, the number of input pulses is counted and the average value is calculated with a constant number of pulses. And the output level of the transmission pulse can be made constant with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a level correction circuit according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of an internal configuration of an averaging circuit illustrated in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram for explaining an operation of the averaging circuit shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the level correction circuit of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing one embodiment of a transponder of the DME device of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing an example of an internal configuration of a transmitting unit shown in FIG. 5;
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 transmission unit 2 reception unit 3 (3-1, 3-2) transmission / reception device 4 monitoring and control device 11 modulation circuit 12 variable amplifier 13 power amplifier 14 directional coupler 15, 16 level correction circuit 151 analog / digital conversion circuit 152 peak Detection circuit 153 Averaging circuit 154 Comparison circuit 155 Up / down counter 156 Digital / analog conversion circuits 157 and 162 Transmission level setting circuit 161 Temperature detection circuit

Claims

Used for a transmitter that transmits radio frequency pulses at random time intervals, and makes the output level of the transmission pulse constant by adjusting the level of the intermediate stage of the transmitter based on the output level of the final stage of the transmitter In the level correction circuit,
Means for converting a monitor transmission pulse, which is a monitor signal of the output transmission pulse, into a digital signal;
Means for counting the number of pulses of the digitized monitor transmission pulse and calculating an average value of the level of the digitized monitor transmission pulse for each fixed number;
Means for adjusting the level of the intermediate stage of the transmitter based on the calculated average value of the levels.

Level variable means provided at an intermediate stage of the transmitter, for increasing or decreasing the level of a transmission pulse passing according to the value of the level correction signal,
Branching means provided at the last stage of the transmitter, for branching the output transmission pulse and outputting it as a radio frequency monitor transmission pulse,
Detection means for detecting a monitor transmission pulse from the branching means and outputting it as a baseband monitor transmission pulse,
Analog / digital conversion means for converting a monitor transmission pulse from the detection means into a digital signal;
Averaging means for counting the number of pulses of the digitized monitor transmission pulse from the analog / digital conversion means and calculating an average value of the level of the digitized monitor transmission pulse for each fixed number;
Level setting means for pre-registering a reference value corresponding to a predetermined output level of the transmission pulse,
A comparison unit that compares an average value from the averaging unit with a reference value from the level setting unit, and obtains a difference value;
A data adjusting means for increasing or decreasing the value of the level correction data held based on the output difference value of the comparing means,
2. The level correction circuit according to claim 1, further comprising digital / analog conversion means for converting the level correction data from the data addition / subtraction means into an analog signal and outputting the analog signal as the level correction signal to the level variable means.

A temperature detection unit for detecting a temperature in the transmitter; and a data table in which a temperature correction value corresponding to a level change of the digitized monitor transmission pulse due to a temperature change in the transmitter is registered. 3. The level correction circuit according to claim 1, wherein a correction value corresponding to the set temperature is read from the data table, and the average value of the level of the digitized monitor transmission pulse is corrected according to the correction value.

A receiver for receiving a radio frequency interrogation pulse from an interrogator mounted on the aircraft,
4. A response pulse generated according to the interrogation pulse received by the receiver, and a random pulse generated at random time intervals, as the output transmission pulse, comprising the level correction circuit according to claim 1, 2, or 3. A transponder for a DME device, comprising: a transmitter including:

Used for a transmitter that transmits radio frequency pulses at random time intervals, and makes the output level of the transmission pulse constant by adjusting the level of the intermediate stage of the transmitter based on the output level of the final stage of the transmitter In the level correction method of the level correction circuit,
The monitor transmission pulse, which is a monitor signal of the output transmission pulse, is converted into a digital signal, the number of pulses of the digitized monitor transmission pulse is counted, and the average value of the level of the digitized monitor transmission pulse for each fixed number is calculated and calculated. A level adjustment method for adjusting the level of an intermediate stage of the transmitter based on the average value of the adjusted levels.

Detecting the temperature in the transmitter, reading a correction value corresponding to the detected temperature from a data table in which a correction value for temperature corresponding to a level change of the digitized monitor transmission pulse due to a temperature change in the transmitter is registered in advance; 6. The level correction according to claim 5, wherein an average value of the level of the digitized monitor transmission pulse is corrected according to the correction value, and a level adjustment of an intermediate stage of the transmitter is performed based on the corrected average value. Method.