JP2011007681A - 距離測定装置及び距離測定装置監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】トランスポンダの動作の検証を容易にし、動作検証の効率を向上させる。
【解決手段】ツインパルスを含む質問信号を入力すると、当該質問信号に応答して応答信号を送信するトランスポンダ１２と、トランスポンダに質問信号と同一形式の疑似質問信号を送信し、トランスポンダから疑似質問信号に応答する応答信号を受信し、トランスポンダの動作を監視する監視処理部１３とを有し、監視処理部１３は、疑似質問信号を生成する際、ツインパルスのパルス間隔を調整するパルス間隔調整手段１３１ｃと、パルス間隔が所定値の疑似質問信号を送信後にトランスポンダから応答信号を受信しない又は応答信号の受信が遅延したときアラーム信号を出力するとともに、パルス間隔が所定値以外の疑似質問信号を送信後にトランスポンダから応答信号を受信したときアラーム信号を受信したときアラーム信号を出力する監視手段１３４ｂとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、地上局に設置され、地上との距離を測定する航空機から受信する信号に対して応答信号を送信する距離測定装置及び距離測定装置監視システムに関する。

航空機と地上との距離の測定に、距離測定装置（ＤＭＥ：Distance Measuring Equipment）が利用されている（例えば、特許文献１参照）。

図３に示すように、距離測定装置１ａは、地上に設置され、航空機２に設置されるインタロゲータ２０から送信される質問信号を受信する。また、距離測定装置１ａは、受信した質問信号に応答する応答信号を航空機２のインタロゲータ２０に送信する。航空機２では、この信号の送受信に要する時間を利用して、航空機２と地上の基準位置（例えば、距離測定装置１ａの設置位置）との距離を測定することができる。

距離測定装置１ａは、図４に示すように、航空機２から受信する質問信号に対して応答信号を送信するトランスポンダ１２（１２ａ，１２ｂ）を備えている。このトランスポンダ１２は、図５に示すように、航空機２（インタロゲータ２０）から送信された質問信号Ｐ１を受信すると、所定時間Ｔｄ経過後に、質問信号Ｐ１に応答して応答信号Ｐ２を送信する。航空機２は、距離測定装置１ａ（トランスポンダ１２）から送信された応答信号Ｐ２を受信すると、質問信号Ｐ１の送信から応答信号Ｐ２の受信に要した時間Ｔを利用して、航空機２の位置を測定する。

航空機２が送受信する信号Ｐ１，Ｐ２の形式は予め規定されており、トランスポンダ１２は、規定の形式に適合する質問信号Ｐ１を受信した場合に、応答信号Ｐ２を送信する。トランスポンダ１２が送受信する質問信号Ｐ１や応答信号Ｐ２は、ツインパルスであり、図５に示す例では、これらの信号Ｐ１，Ｐ２に含まれるパルスのパルス幅は、３．５μｓ、パルス間隔は１２μｓである。

また、距離測定装置１ａは、図４に示すように、監視処理部１３及びスイッチ回路１４を備えている。

監視処理部１３は、トランスポンダ１２に質問信号Ｐ１と同一形式の擬似質問信号を出力する。この擬似質問信号は、応答信号Ｐ２と同一形式であるため、トランスポンダ１２は、スイッチ回路１４を介して監視処理部１３で生成された擬似質問信号を入力しても、この擬似質問信号を実際の質問信号Ｐ１であるか擬似質問信号であるかを区別することなく、擬似質問信号に対して応答信号Ｐ２を生成する。

スイッチ回路１４は、航空機２から受信した質問信号Ｐ１に応答して生成された応答信号Ｐ２を入力すると、入力した応答信号Ｐ２をアンテナ１１を介して航空機２に送信する。一方、スイッチ回路１４は、監視処理部１３から入力した擬似質問信号に応答して生成された応答信号Ｐ２を入力すると、入力した応答信号Ｐ２を監視処理部１３に出力する。

監視処理部１３は、スイッチ回路１４から擬似質問信号に応答する応答信号Ｐ２を入力すると、この応答信号Ｐ２の入力の有無や入力タイミングを利用して、トランスポンダ１２が受信する質問信号Ｐ１に対して正常に応答信号Ｐ２を送信しているか否かを監視する。

距離測定装置１では、形式の他、処理対象とする質問信号Ｐ１および応答信号Ｐ２の周波数や、送信レート等も規定されており、規定の条件に適合する質問信号Ｐ１を受信した際に、応答信号Ｐ２を送信する。このような、距離測定装置１ａのトランスポンダ１２の処理とする信号の規定は、統一化されている。また、距離測定装置１の動作の信頼性を向上するため、トランスポンダ１２の動作には一定の信頼性が要求されている（例えば、非特許文献１参照）。

距離測定装置１ａでは、トランスポンダ１２が要求される信頼性を満たして動作しているか否かを判定するため、トランスポンダ１２の動作検証が行われる。このようなトランスポンダ１２の動作検証には、専用の治具や装置を使用する必要であった。そのため、トランスポンダ１２の動作検証に多大な時間やコストが必要であった。

特開2008-286683号公報

"Minimum performance Specification for Ground Distance-Measuring Equipment(DME) ED-57"，EUROCAE，1986年

上述したように、従来の距離測定装置１ａでは、トランスポンダの動作検証には、専用の治具や装置が必要であって、多大な時間やコストが必要であった。

本発明は、トランスポンダの動作の検証を容易にし、動作検証の効率を向上させることのできる距離測定装置及び距離測定装置監視システムを提供する。

本発明の特徴に係る距離測定装置は、所定間隔の２つのパルスによって構成されるツインパルスを含む質問信号を入力すると、当該質問信号に応答して応答信号を送信するトランスポンダと、トランスポンダに質問信号と同一形式の疑似質問信号を送信するとともに、トランスポンダから疑似質問信号に応答する応答信号を受信し、トランスポンダの動作を監視する監視処理部とを有し、監視処理部は、疑似質問信号を生成する際、ツインパルスに含まれる２つのパルスの間隔を調整するパルス間隔調整手段と、疑似質問信号を送信後にトランスポンダから応答信号を受信しないとき又は応答信号の受信が遅延したときアラーム信号を出力する監視手段とを備える。

本発明の特徴に係る距離測定装置は、所定の信号レベルで所定形式の質問信号を入力すると、当該質問信号に応答して応答信号を送信するトランスポンダと、トランスポンダに質問信号と同一形式の疑似質問信号を送信するとともに、トランスポンダから疑似質問信号に応答する応答信号を受信し、トランスポンダの動作を監視する監視処理部とを有し、監視処理部は、疑似質問信号を生成する際、疑似質問信号の信号レベルを調整する信号レベル調整手段と、疑似質問信号を送信後にトランスポンダから応答信号を受信しないとき又は応答信号の受信が遅延したときアラーム信号を出力する監視手段とを備える。

本発明の特徴に係る距離測定装置は、所定の形式のパルスを含む質問信号を入力すると、当該質問信号に応答して応答信号を送信するトランスポンダと、トランスポンダに質問信号と同一形式の疑似質問信号を送信するとともに、トランスポンダから疑似質問信号に応答する応答信号を受信し、トランスポンダの動作を監視する監視処理部とを有し、監視処理部は、疑似質問信号を生成する際、パルスの立ち上がりを調整する立ち上がり調整手段と、疑似質問信号を送信後にトランスポンダから応答信号を受信しないとき又は応答信号の受信が遅延したときアラーム信号を出力する監視手段とを備える。

本発明の特徴に係る距離測定装置は、所定形式の質問信号を入力すると、当該質問信号に応答して応答信号を送信するトランスポンダと、トランスポンダに質問信号と同一形式の疑似質問信号を送信するとともに、トランスポンダから疑似質問信号に応答する応答信号を受信し、トランスポンダの動作を監視する監視処理部とを有し、監視処理部は、疑似質問信号を生成する際、疑似質問信号をマルチパス状態にするパルスを生成するマルチパス生成手段と、疑似質問信号を送信後にトランスポンダから応答信号を受信しないとき又は応答信号の受信が遅延したときアラーム信号を出力する監視手段とを備える。

本発明の特徴に係る距離測定装置は、所定形式の質問信号を入力すると、当該質問信号に応答して応答信号を送信するトランスポンダと、トランスポンダに質問信号と同一形式の疑似質問信号を送信するとともに、トランスポンダから疑似質問信号に応答する応答信号を受信し、トランスポンダの動作を監視する監視処理部とを有し、監視処理部は、疑似質問信号を生成する際、ノイズパルスを生成するノイズ生成手段と、所定のノイズを合成した疑似質問信号を送信後にトランスポンダから応答信号を受信しない又は応答信号の受信が遅延したときアラーム信号を出力する監視手段とを備える。

本発明の特徴に係る距離測定装置は、質問信号を入力すると、当該質問信号に応答して応答信号を送信するトランスポンダと、トランスポンダに質問信号と同一形式の疑似質問信号を送信するとともに、トランスポンダから疑似質問信号に応答する応答信号を受信し、トランスポンダの動作を監視する監視処理部とを有し、監視処理部は、疑似質問信号を送信する送信レートを調整する送信レート調整手段と、所定の送信レートで疑似質問信号を送信後にトランスポンダから応答信号を受信しないときアラーム信号を出力する監視手段とを備える。

本発明の特徴に係る距離測定装置は、所定周波数の質問信号を入力すると、当該質問信号に応答して応答信号を送信するトランスポンダと、トランスポンダに質問信号と同一形式の疑似質問信号を送信するとともに、トランスポンダから疑似質問信号に応答する応答信号を受信し、トランスポンダの動作を監視する監視処理部とを有し、監視処理部は、疑似質問信号を生成する際、疑似質問信号の周波数を調整する周波数調整手段と、所定の周波数の疑似質問信号を送信後にトランスポンダから応答信号を受信しない又は応答信号の受信が遅延したときアラーム信号を出力する監視手段とを備える。

本発明の特徴に係る距離測定装置は、質問信号を入力すると、当該質問信号に応答して応答信号を送信するトランスポンダと、トランスポンダに質問信号と同一形式の疑似質問信号を送信するとともに、トランスポンダから疑似質問信号に応答する応答信号を受信し、トランスポンダの動作を監視する監視処理部とを有し、監視処理部は、疑似質問信号を送信する際、トランスポンダにおける負荷を調整する負荷調整手段と、所定の負荷で疑似質問信号を送信後にトランスポンダから応答信号を受信しないときアラーム信号を出力する監視手段とを備える。

本発明の特徴に係る距離測定装置監視システムは、請求項１乃至８のいずれか１に記載の距離測定装置と、距離測定装置がトランスポンダに規定形式、規定レベル及び規定送信レートの擬似質問信号を送信後に距離測定装置からアラーム信号を入力するとトランスポンダは正常であると判定し、距離測定装置がトランスポンダに形式、レベル又は送信レートが規定以外の擬似質問信号を送信後に距離測定装置からアラーム信号を入力するとトランスポンダは異常であると判定する検査用装置とを備える。

本発明によれば、トランスポンダの動作検証を容易にし、動作検証の効率を向上させることができる。

本発明の最良の実施形態に係る距離測定装置及び距離測定装置監視システムの構成を説明する機能ブロック図である。 図１の距離測定装置の監視処理部の構成を説明するブロック図である。 一般的な航空機と距離測定装置との関係について説明する概略図である。 図３の距離測定装置の構成を説明する機能ブロック図である。 図３の航空機と距離測定装置とで送受信する信号について説明する図である。

以下に、図面を用いて本発明の最良の実施形態に係る距離測定装置について説明する。本発明の最良の実施形態に係る距離測定装置も、図３を用いて説明した従来の距離測定装置１ａと同様に地上局に設置され、航空機２からの信号に応答して信号を送信する。以下の説明では、従来と同一の構成には、同一の符号を付して説明する。

図１に示すように、本発明の最良の実施形態に係る距離測定装置１は、アンテナ１１と、アンテナ１１を介して信号の送受信を実行するトランスポンダ１２（１２ａ，１２ｂ）と、トランスポンダ１２の動作を監視（モニタ）する監視処理部１３と、アンテナ１１、トランスポンダ１２及び監視処理部１３間の信号の入出力を切り替えるスイッチ回路１４と、トランスポンダ１２及び監視処理部１３の動作を制御する制御部１５とを備えている。また、距離測定装置１は、オペレータ端末１６と接続され、距離測定装置監視システムを構成する。

第１トランスポンダ１２ａは、図１に示すように、信号を受信する受信手段１２１と、受信信号を解析して応答信号を生成する応答手段１２２と、応答手段１２２から入力する応答信号を送信する１２３とを有している。

受信手段１２１は、アンテナ１１で受信した受信信号を、スイッチ回路１４を介して受信し、応答手段１２２に出力する。

応答手段１２２は、受信手段１２１から入力した受信信号を解析して航空機２からＤＭＥ１に送信された質問信号であるか否かを判定する。受信信号がＤＭＥ１に送信された質問信号であると判定した場合、応答手段１２２は、質問信号に応答する送信信号を生成し、送信手段１２３に出力する。

送信手段１２３は、応答手段１２２から入力した応答信号を、スイッチ回路１４及びアンテナ１１を介して送信する。

第２トランスポンダ１２ｂは、第１トランスポンダ１２ａと同様に、受信手段１２１、応答手段１２２及び送信手段１２３を有し、第１トランスポンダ１２ａと同一の処理を実行するが、ここでは図示を用いた説明を省略する。

距離測定装置１では、複数のトランスポンダ１２ａ，１２ｂを備えていることで、航空機２からの質問信号に対して確実に応答信号を送信することができる。例えば、第１トランスポンダ１２ａに異常が発生した場合でも、第２トランスポンダ１２ｂが正常に運転していれば、距離測定装置１ａは、正常に運転することができる。通常は、第１トランスポンダ１２ａ又は第２トランスポンダ１２ｂの一方のみが運転中であり、他方は待機中であって、運転中のトランスポンダ１２に異常が発見された場合に待機中のトランスポンダが運転中に切り替えられる。

監視処理部１３は、図１に示すように、トランスポンダ１２の動作の監視用の信号として擬似質問信号を生成する信号生成手段１３１と、入力した擬似質問信号をスイッチ回路１４及び入力手段１３３に出力する出力手段１３２と、応答信号や擬似質問信号等の信号を入力し入力手段１３３と、入力する信号に基づいてトランスポンダ１２の動作状態を監視（モニタ）するモニタ手段１３４とを有している。

信号生成手段１３１は、擬似質問信号を生成して出力手段１３２に出力する。出力手段１３２は、信号生成手段１３１から擬似質問信号を入力すると、入力した擬似質問信号をＤ／Ａ変換器１３２ａでディジタル信号からアナログ信号に変換してスイッチ回路１４及び入力手段１３３に入力した擬似質問信号を出力する。信号生成手段１３１が生成する「擬似質問信号」は、航空機２のインタロゲータ２０が距離測定の為に距離測定装置１に送信する信号と同一形式のツインパルスの信号である。

入力手段１３３は、スイッチ回路１４から入力する応答信号及び出力手段１３２から入力する擬似質問信号を、Ａ／Ｄ変換器１３３ａでアナログ信号からディジタル信号に変換する。また、入力手段１３３は、ディジタル信号に変換された応答信号やディジタル信号に変換された擬似質問信号をモニタ手段１３４に出力する。モニタ手段１３４は、出力手段１３２による擬似質問信号の出力タイミング及び入力手段１３３の応答信号の入力のタイミングや応答信号の入力の有無等に基づいて、トランスポンダ１２の動作を監視し、監視結果をオペレータが操作するオペレータ端末１６に出力する。

上述したように、監視処理部１３がトランスポンダ１２に出力する擬似質問信号は、航空機２のインタロゲータ２０が送信する信号と同一の形式である。したがって、トランスポンダ１２は、擬似質問信号を入力すると、インタロゲータ２０から通常の信号を受信した場合と同様に処理する。すなわち、トランスポンダ１２の応答手段１２２は、擬似質問信号を入力すると、入力した擬似質問信号に応答する応答信号を生成する。また、送信手段１２３は、応答手段１２２からで生成された擬似質問信号をスイッチ回路１４を介して監視処理部１３に出力する。

スイッチ回路１４は、アンテナ１１から入力する受信信号や、出力手段１３２から入力する擬似質問信号を受信手段１２１に出力する。また、スイッチ回路１４は、送信手段１２３から通常の質問信号に応答する応答信号を入力すると、入力した応答信号をアンテナ１１を介して航空機２に送信し、擬似質問信号に応答する応答信号を入力すると、入力した応答信号を入力手段１３３に出力する。

続いて、図２を用いて、監視処理部１３の構成について具体的に説明する。監視処理部１３では、信号生成手段１３１、出力手段１３２及びモニタ手段１３４でトランスポンダ１２の動作を監視するための手段を有している。これらの手段によって、距離測定装置１が、距離測定装置に要求されている性能を満たしているかを監視することができる。

例えば、モニタ手段１３４では、入力する信号から規定のパルス間隔のペアパルスを応答信号Ｐ２として検出するパルスペア検出手段１３４ａ、出力手段１３２による擬似質問信号の出力タイミングと応答信号Ｐ２の入力タイミングとを比較し、応答信号Ｐ２が遅延している場合にアラーム信号を出力する遅延監視手段１３４ｂ、出力手段１３２による擬似質問信号の出力回数に対する応答信号Ｐ２の入力回数から求めるトランスポンダ１２の応答効率を求め、応答効率が低い場合にアラームを出力する応答効率監視手段１３４ｃ、及び、送信レートが高い場合や低い場合にアラーム信号を出力する送信レート監視手段１３４ｄを備えている。

オペレータ端末１６は、モニタ手段１３４から出力されるアラーム信号を入力すると、トランスポンダ１２の異常を検知して対応する。

［パルス間隔調整］
距離測定装置１が受信する質問信号Ｐ１は、図５を用いて上述したようにツインパルスであり、距離測定装置１が採用する運用モードに応じて、ツインパルスを構成するパルスのパルス間隔（ノミナル値）が予め定められている（図５の例では、“１２μｓ”）。トランスポンダ１２では、受信信号にツインパルスが含まれ、ツインパルスのパルス間隔が、「所定のノミナル値」であるとき、又は「ノミナル値に定められる所定の許容範囲」であるとき、ツインパルスを質問信号Ｐ１として検出している。

このように、トランスポンダ１２には、受信信号に含まれるツインパルスのパルス間隔が、規定のパルス間隔（「ノミナル値」又は「パルス間隔の許容範囲」）の場合にツインパルスを質問信号Ｐ１として検出し、パルス間隔が規定のパルス間隔以外の場合に受信信号を質問信号Ｐ１ではないと判定する性能が要求される。したがって、トランスポンダ１２では、規定のパルス間隔のツインパルスを質問信号Ｐ１として検出しているか否か、規定のパルス間隔以外のツインパルスを質問信号Ｐ１として検出していないか否かの動作確認が必要である。

トランスポンダ１２が、規定のパルス間隔の受信信号を質問信号Ｐ１として正確に検出し、応答信号Ｐ２を送信しているか否かを確認する機能として、監視処理部１３の信号生成手段１３１は、擬似質問信号送信の際に擬似質問信号の形式、すなわち、ツインパルスのパルス間隔を調整するパルス間隔調整手段１３１ｃを有している。例えば、パルス間隔調整手段１３１ｃは、オペレータ端末１６からの操作に従って、擬似質問信号のツインパルスのパルス間隔を設定する。

ここで、パルス間隔は、距離測定装置１の運用モードによって異なるが、チャンネルサフィックスＸの場合のノミナル値は“１２μｓ”であり、チャンネルサフィックスＹの場合のノミナル値は“３６μｓ”である。また、距離測定装置１では、パルス間隔がノミナル値から±１．０μｓ変動した場合であっても質問信号Ｐ１として検出されることが望ましいため、±１．０μｓの許容範囲が設定される。

したがって、パルス間隔調整手段１３１ｃは、トランスポンダ１２が質問信号Ｐ１に対して正確に応答信号Ｐ２を送信しているか否かを判定するため、擬似質問信号を生成する際、ノミナル値の１２μｓ又は３６μｓから±１．０μｓの許容範囲でパルス間隔を変動するように調整する。

一方、距離測定装置１では、パルス間隔がノミナル値から±２．０μｓ以上変動した場合に質問信号Ｐ１として検出されることは望ましくない。したがって、パルス間隔調整手段１３１ｃは、応答信号Ｐ２の誤送信を判定するため、擬似質問信号を生成する際、パルス間隔をノミナル値の１２μｓ又は３６μｓから±２．０μｓ以上変動するように調整する。

遅延監視手段１３４ｂは、監視処理部１３による擬似質問信号の出力後、応答信号Ｐ２の入力が遅延している場合、アラーム信号を出力する。また、応答効率監視手段１３４ｃは、擬似質問信号が出力されたにも関わらず、応答信号Ｐ２の入力がない場合、アラーム信号を出力する。

オペレータ端末１６は、このようにモニタ手段１３４が出力するアラーム信号を利用し、トランスポンダ１２における異常の発生を把握することができる。具体的には、オペレータ端末１６は、監視処理部１３が規定範囲のパルス間隔の擬似質問信号を送信後、遅延監視手段１３４ｂや応答効率監視手段１３４ｃからアラーム信号を入力しないとき、トランスポンダ１２は正常であると判定し、アラーム信号を入力したとき、トランスポンダ１２で異常が発生したと検知する。

一方、オペレータ端末１６は、監視処理部１３が規定範囲外のパルス間隔の擬似質問信号を送信後、遅延監視手段１３４ｂや応答効率監視手段１３４ｃからアラーム信号を入力したとき、トランスポンダ１２は正常であると判定し、アラーム信号を入力しないとき、トランスポンダ１２で異常が発生したと検知する。

［レベル調整機能］
距離測定装置１が受信する信号の信号レベルは幅広いが、距離測定装置１では、質問信号Ｐ１の最大入力レベルを−１０ｄＢｍ、最小受信感度を−９１ｄＢｍとする性能が要求されている。すなわち、トランスポンダ１２は、−１０ｄＢｍ〜−９１ｄＢｍの質問信号Ｐ１を受信した場合、この質問信号Ｐ１に応答する応答信号Ｐ２を送信する必要がある。したがって、トランスポンダ１２では、規定の信号レベルの質問信号Ｐ１を検出しているか否か、規定のパルス間隔以外のツインパルスを質問信号Ｐ１として検出していないか否かの動作確認が必要である。

トランスポンダ１２が、規定の信号レベルの質問信号Ｐ１を正確に検出し、応答しているか否かを確認する機能として、監視処理部１３の信号生成手段１３１は、擬似質問信号送信の際に擬似質問信号の信号レベルの調整を制御する信号レベル制御手段１３１ｇを有している。また、監視処理部１３の出力手段１３２は、信号レベル制御手段１３１ｇの制御に従って信号レベルを調整する信号レベル調整手段１３２ｂを有している。例えば、信号レベル制御手段１３１ｇは、オペレータ端末１６からの操作に従って、擬似質問信号の信号レベルを制御する。

ここで、距離測定装置１に要求される検出可能な質問信号Ｐ１の信号レベルは、上述したように、最大入力レベルが−１０ｄＢｍであり、最小受信感度が−９１ｄＢｍである。

したがって、信号レベル制御手段１３１ｇは、受信した質問信号Ｐ１に対して正確に応答信号Ｐ２を送信しているか否かを判定するため、擬似質問信号を生成する際、擬似質問信号の信号レベルを最大入力レベル−１０ｄＢｍから最小受信感度−９１ｄＢｍの範囲で調整するように信号レベル調整手段１３２ｂを制御する。

一方、距離測定装置１では、信号レベルが最大入力レベル−１０ｄＢｍを上回った場合、最小受信感度−９１ｄＢｍを下回った場合に質問信号Ｐ１として検出されることは望ましくない。したがって、信号レベル制御手段１３１ｇは、応答信号Ｐ２の誤送信を判定するため、擬似質問信号を生成する際、信号レベルを最大入力レベル−１０ｄＢｍ以上又は−９１ｄＢｍ以下に調整するように制御する。

遅延監視手段１３４ｂは、監視処理部１３による擬似質問信号の出力後、応答信号Ｐ２の入力が遅延している場合、アラーム信号を出力する。また、応答効率監視手段１３４ｃは、擬似質問信号が出力されたにも関わらず、応答信号Ｐ２の入力がない場合、アラーム信号を出力する。

オペレータ端末１６は、このようにモニタ手段１３４が出力するアラーム信号を利用し、トランスポンダ１２における異常の発生を把握することができる。具体的には、オペレータ端末１６は、監視処理部１３が最大入力レベル−１０ｄＢｍから最小受信感度−９１ｄＢｍの範囲の擬似質問信号を送信後、遅延監視手段１３４ｂや応答効率監視手段１３４ｃからアラーム信号を入力しないとき、トランスポンダ１２は正常であると判定し、アラーム信号を入力したとき、トランスポンダ１２で異常が発生したと検知する。

一方、オペレータ端末１６は、監視処理部１３が最大入力レベル−１０ｄＢｍ以上又は−９１ｄＢｍ以下の擬似質問信号を送信後、遅延監視手段１３４ｂや応答効率監視手段１３４ｃからアラーム信号を入力したとき、トランスポンダ１２は正常であると判定し、アラーム信号を入力しないとき、トランスポンダ１２で異常が発生したと検知する。

［立ち上がり調整機能］
距離測定装置１は、受信する質問信号Ｐ１に含まれるパルスの最大振幅の１０％から９０％に立ち上がる時間が０．８μｓ〜３μｓの場合に動作する性能が要求されている。したがって、トランスポンダ１２では、規定の立ち上がり時間のパルスを含む質問信号Ｐ１を検出しているか否か、規定外の立ち上がり時間のパルスを含む質問信号Ｐ１を検出していないか否かの動作確認が必要である。

トランスポンダ１２が、規定の立ち上がり時間のパルスを含む質問信号Ｐ１を正確に検出し、応答しているか否かを確認する機能として、監視処理部１３の信号生成手段１３１は、擬似質問信号送信の際に擬似質問信号の形式、すなわち、パルスの立ち上がりを調整する立ち上がり調整手段１３１ｄを有している。例えば、立ち上がり調整手段１３１ｄは、オペレータ端末１６からの操作に従って、擬似質問信号が含むパルスの立ち上がりを調整する。

ここで、距離測定装置１には、上述したようにパルスの最大振幅の１０％から９０％へ立ち上がる時間が０．８μｓ〜３μｓである質問信号Ｐ１を検出可能であることが要求されている。

したがって、立ち上がり調整手段１３１ｄは、トランスポンダ１２受信した質問信号Ｐ１に対して正確に応答信号Ｐ２を応答しているか否かを判定するため、擬似質問信号を生成する際、擬似質問信号のパルスをパルスの最大振幅の１０％から９０％へ立ち上がる時間が０．８μｓから３μｓになるように調整する。

一方、距離測定装置１では、パルスの立ち上がり時間が規定以外（パルスの最大振幅の１０％から９０％へ立ち上がる時間が０．８μｓ〜３μｓ以外）である場合に質問信号Ｐ１として検出されることは望ましくない。したがって、立ち上がり調整手段１３１ｄは、応答信号Ｐ２の誤送信を判定するため、擬似質問信号を生成する際、パルスの立ち上がりを規定外に調整する。

遅延監視手段１３４ｂは、監視処理部１３による擬似質問信号の出力後、応答信号Ｐ２の入力が遅延している場合、アラーム信号を出力する。また、応答効率監視手段１３４ｃは、擬似質問信号が出力されたにも関わらず、応答信号Ｐ２の入力がない場合、アラーム信号を出力する。

オペレータ端末１６は、このようにモニタ手段１３４が出力するアラーム信号を利用し、トランスポンダ１２における異常の発生を把握することができる。具体的には、オペレータ端末１６は、監視処理部１３が規定の立ち上がりのパルスを含む擬似質問信号を送信後、遅延監視手段１３４ｂや応答効率監視手段１３４ｃからアラーム信号を入力しないとき、トランスポンダ１２は正常であると判定し、アラーム信号を入力したとき、トランスポンダ１２で異常が発生したと検知する。

一方、監視処理部１３が規定外の立ち上がりのパルスを含む擬似質問信号を送信後、遅延監視手段１３４ｂや応答効率監視手段１３４ｃからアラーム信号を入力したとき、トランスポンダ１２は正常であると判定し、アラーム信号を入力しないとき、トランスポンダ１２で異常が発生したと検知する。

［マルチパス生成機能］
距離測定装置１が受信する質問信号Ｐ１は、マルチパス状態の場合があるが、距離測定装置１は、このようなマルチパス状態が所定の範囲内である場合、質問信号Ｐ１を検出することが望ましい。したがって、監視処理部１３では、トランスポンダ１２が所定のマルチパス状態の質問信号Ｐ１であっても検出しているか否かの動作確認が必要である。

トランスポンダ１２が、所定のマルチパス状態の質問信号Ｐ１を正確に検出し、応答しているか否かを確認する機能として、監視処理部１３の信号生成手段１３１は、擬似質問信号の形式、すなわち、擬似質問信号送信の際に擬似質問信号をマルチパス状態にするマルチパス生成手段１３１ｆ及びミキサ１３１ｅを有している。例えば、マルチパス生成手段１３１ｆは、オペレータ端末１６からの操作に従って、擬似質問信号をマルチパス状態にするための合成パルスを生成する。

ここで、マルチパス生成手段１３１ｆは、所定のマルチパス状態にするため、質問信号Ｐ１が含むパルスの−６ｄＢｍ以下のパルスを規定範囲内の合成パルスとして生成する。または、マルチパス生成手段１３１ｆは、擬似質問信号が含むパルスの０〜７μｓ遅延したパルスを規定範囲内の合成パルスとして生成する。その他、マルチパス生成手段１３１ｆは、擬似質問信号が含むパルスの０又はπの位相差を持ったパルスを規定範囲内の合成パルスとして生成する。その後、ミキサ１３１ｅは、マルチパス生成手段１３１ｆが生成した合成パルスを擬似質問信号に合成する。

一方、距離測定装置１では、規定範囲外のマルチパス状態の信号を質問信号Ｐ１として検出されることは望ましくない。したがって、応答信号Ｐ２の誤送信を判定するため、マルチパス生成手段１３１ｆは、規定範囲外の合成パルスを生成してもよい。

遅延監視手段１３４ｂは、監視処理部１３による擬似質問信号の出力後、応答信号Ｐ２の入力が遅延している場合、アラーム信号を出力する。また、応答効率監視手段１３４ｃは、擬似質問信号が出力されたにも関わらず、応答信号Ｐ２の入力がない場合、アラーム信号を出力する。

オペレータ端末１６は、このようにモニタ手段１３４が出力するアラーム信号を利用し、トランスポンダ１２における異常の発生を把握することができる。具体的には、オペレータ端末１６は、監視処理部１３が規定範囲の合成パルスを合成した擬似質問信号を出力後、遅延監視手段１３４ｂや応答効率監視手段１３４ｃからアラーム信号を入力しないとき、トランスポンダ１２は正常であると判定し、アラーム信号を入力したとき、トランスポンダ１２で異常が発生したと検知する。

一方、オペレータ端末１６は、監視処理部１３が規定範囲外の合成パルスを合成した擬似質問信号を出力後、遅延監視手段１３４ｂや応答効率監視手段１３４ｃからアラーム信号を入力したとき、トランスポンダ１２は正常であると判定し、アラーム信号を入力しないとき、トランスポンダ１２で異常が発生したと検知する。

［ノイズ生成機能］
距離測定装置１では、ノイズ信号を受信することがあるが、距離測定装置１には、ノイズ信号を受信した場合でも、その後に受信する質問信号Ｐ１して動作する性能が要求されている。したがって、トランスポンダ１２では、ノイズ信号を受信した場合でもその後に続く質問信号Ｐ１を検出しているか否かの動作確認が必要である。

トランスポンダ１２が、ノイズ信号に続く質問信号Ｐ１を正確に検出し、応答しているか否かを確認する機能として、監視処理部１３の信号生成手段１３１は、擬似質問信号送信の前に送信するノイズ信号を生成し、擬似質問信号の形式を変更するノイズ生成手段１３１ｂを有している。

例えば、ノイズ生成手段１３１ｂは、擬似質問信号よりも６０ｄＢ大きいパルスノイズ信号として生成し、擬似質問信号の７．９５μｓ前に出力する。

遅延監視手段１３４ｂは、監視処理部１３による擬似質問信号の出力後、応答信号Ｐ２の入力が遅延している場合、アラーム信号を出力する。また、応答効率監視手段１３４ｃは、擬似質問信号が出力されたにも関わらず、応答信号Ｐ２の入力がない場合、アラーム信号を出力する。

オペレータ端末１６は、このようにモニタ手段１３４が出力するアラーム信号を利用し、トランスポンダ１２における異常の発生を把握することができる。具体的には、オペレータ端末１６は、監視処理部１３がノイズパルスを出力後、遅延監視手段１３４ｂや応答効率監視手段１３４ｃからアラーム信号を入力しないとき、トランスポンダ１２は正常であると判定し、アラーム信号を入力したとき、トランスポンダ１２で異常が発生したと検知する。

［送信レート調整機能］
距離測定装置１では、応答信号Ｐ２を送信する際の送信レートが規定されている。そのため、監視処理部１３では、トランスポンダ１２が所定の送信レートで応答信号Ｐ２を送信していることを監視する必要がある。

トランスポンダ１２が、所定の送信レートで応答信号Ｐ２を送信していることを確認する機能として、監視処理部１３の信号生成手段１３１は、擬似質問信号の送信レートを０〜８１９１ｐｐ／ｓの範囲で調整する送信レート調整手段１３１ａを有している。

具体的には、トランスポンダ１２では、応答レートが０〜２４００ｐｐ／ｓの場合、応答率は１ｄＢ以上変動しないように要求されている。また、トランスポンダ１２では、応答レートが２４００〜３６００ｐｐ／ｓの場合、応答率は３ｄＢ以上変動しないように要求されている。さらに、トランスポンダ１２では、トランスポンダ１２の負荷が応答能力の９０％（約６０００ｐｐ／ｓ）を上回る場合、応答レートが最大応答レート４０００ｐｐ／ｓを超えないように要求されている。

したがって、例えば、送信レート調整手段１３１ａは、擬似質問信号の送信レートを０〜２４００ｐｐ／ｓの範囲で調整する。

送信レート監視手段１３４ｄは、トランスポンダ１２の応答信号Ｐ２の応答率が１ｄＢ以上変動しない場合、トランスポンダ１２を正常と判断してアラーム信号を出力しないが、応答率が１ｄＢ以上変動した場合、トランスポンダ１２で異常が生じていると判断してアラーム信号をオペレータ端末１６に出力する。

また、送信レート調整手段１３１ａは、擬似質問信号の送信レートを２４００〜３６００ｐｐ／ｓの範囲で調整する。

送信レート監視手段１３４ｄは、トランスポンダ１２の応答信号Ｐ２の応答率が３ｄＢ以上変動しない場合、トランスポンダ１２を正常と判断してアラーム信号を出力しないが、応答率が３ｄＢ以上変動した場合、トランスポンダ１２で異常が生じていると判断してアラーム信号をオペレータ端末１６に出力する。

さらに、送信レート調整手段１３１ａは、擬似質問信号の送信レートをトランスポンダ１２の負荷が応答能力の９０％を超える送信レート（６０００ｐｐ／ｓ以上）になるように調整する。

送信レート監視手段１３４ｄは、トランスポンダ１２の応答信号Ｐ２の応答レートが４０００ｐｐ／ｓを上回らない場合、トランスポンダ１２を正常と判断してアラーム信号を出力しないが、応答レートが４０００ｐｐ／ｓを上回った場合、トランスポンダ１２で異常が生じていると判断してアラーム信号をオペレータ端末１６に出力する。

オペレータ端末１６は、このようにモニタ手段１３４が出力するアラーム信号を利用し、トランスポンダ１２における異常の発生を把握することができる。具体的には、オペレータ端末１６は、監視処理部１３がパルスを出力後、送信レート監視手段１３４ｄからアラーム信号を入力しないとき、トランスポンダ１２は正常であると判定し、アラーム信号を入力したとき、トランスポンダ１２で異常が発生したと検知する。

［周波数調整機能］
距離測定装置１では、様々な周波数の信号を受信するが、距離測定装置１では、それぞれ処理対象の質問信号Ｐ１の周波数が規定されている。規定外の周波数の質問信号Ｐ１は、他の距離測定装置に送信されたものであると考えられるため、距離測定装置１は、規定外の周波数の質問信号Ｐ１を受信したとしても応答しない。そのため、監視処理部１３では、トランスポンダ１２が規定の周波数の質問信号Ｐ１のみに応答して応答信号Ｐ２を送信しているか否かを監視する必要がある。

トランスポンダ１２が、規定の周波数の質問信号Ｐ１を正確に検出して応答信号Ｐ２を送信していることを確認する機能として、監視処理部１３の出力手段１３２は、擬似質問信号の形式、具体的には、擬似質問信号の周波数を公称のチャネル周波数（９６０〜１２１５ＭＨｚ）の範囲で、１００ｋＨｚステップで調整する周波数調整手段１３２ｄ及びミキサ１３２ｃを有している。

具体的には、トランスポンダ１２では、予め処理対象の周波数（ノミナル周波数）が定められており、受信した質問信号Ｐ１の周波数とノミナル周波数との差が１００ｋＨｚである場合には、自装置に送信された質問信号Ｐ１であるとして応答し、１００ｋＨｚ以上ある場合、他の距離測定装置に送信された質問信号Ｐ１として応答しないように設定されている。

したがって、例えば、周波数調整手段１３２ｄは、擬似質問信号を送信する際、擬似質問信号の周波数をノミナル周波数から１００ｋＨｚプラス又はマイナスした値に調整する。

遅延監視手段１３４ｂは、監視処理部１３による周波数をノミナル周波数から１００ｋＨｚプラス又はマイナスした擬似質問信号の出力後、応答信号Ｐ２の入力が遅延している場合、アラーム信号を出力する。また、応答効率監視手段１３４ｃは、周波数をノミナル周波数から１００ｋＨｚプラス又はマイナスした擬似質問信号が出力されたにも関わらず、応答信号Ｐ２の入力がない場合、アラーム信号を出力する。

また、周波数調整手段１３２ｄは、擬似質問信号を送信する際、擬似質問信号の周波数をノミナル周波数から９００ｋＨｚ以上プラス又はマイナスした値に調整する。

遅延監視手段１３４ｂは、監視処理部１３による周波数をノミナル周波数から９００ｋＨｚ以上プラス又はマイナスした擬似質問信号の出力後、応答信号Ｐ２の入力が遅延している場合、アラーム信号を出力する。また、応答効率監視手段１３４ｃは、周波数をノミナル周波数から９００ｋＨｚ以上プラス又はマイナスした擬似質問信号が出力されたにも関わらず、応答信号Ｐ２の入力がない場合、アラーム信号を出力する。

［負荷調整機能］
距離測定装置１では、多数の航空機２から送信される質問信号Ｐ１を受信するが、トランスポンダ１２では、負荷が応答能力の９０％を超える場合、最大応答レートを超えないようにする必要があるため、ゲインを低下させて弱い質問信号を低減する必要がある。したがって、トランスポンダ１２では、トランスポンダ１２の負荷が応答能力の９０％を超えないで動作しているか否かの動作確認が必要である。

トランスポンダ１２の負荷が応答能力の９０％を超える場合にゲインを低下させて弱い質問信号を低減しているか否かを確認する機能として、監視処理部１３は、疑似質問信号の送信負荷を制御する信号負荷制御手段１３１ｈと、信号負荷制御手段１３１ｈの制御に従って、疑似質問信号の信号負荷を制御する信号負荷調整手段１３２ｅとを有している。具体的には、監視処理部１３では、信号付加制御手段１３１ｈ及び信号負荷調製手段１３２ｅによって、擬似質問信号の送信レートを調整する。

例えば、信号負荷制御手段１３１ｈは、トランスポンダ１２の応答能力の９０％を超えるタイミングで疑似質問信号を出力するように信号負荷調整手段１３２ｅを制御する。

送信レート監視手段１３４ｄは、トランスポンダ１２の応答信号Ｐ２の応答レートが規定回数を上回らない場合、トランスポンダ１２を正常と判断してアラーム信号を出力しないが、応答レートが規定回数を上回った場合、トランスポンダ１２で異常が生じていると判断してアラーム信号をオペレータ端末１６に出力する。

オペレータ端末１６は、このようにモニタ手段１３４が出力するアラーム信号を利用し、トランスポンダ１２における異常の発生を把握することができる。具体的には、オペレータ端末１６は、監視処理部１３がパルスを出力後、送信レート監視手段１３４ｄからアラーム信号を入力しないとき、トランスポンダ１２は正常であると判定し、アラーム信号を入力したとき、トランスポンダ１２で異常が発生したと検知する。

上述したように、本発明の最良の実施形態に係る距離測定装置１では、監視処理部１３がトランスポンダ１２の動作検証を実行するため、擬似質問信号の形式、レベル又は送信レートを調整する手段を有している。したがって、専用の治具や装置を用いずにトランスポンダ１２の動作検証を容易にし、動作検証の効率を向上することができる。

１…距離測定装置
１１…アンテナ
１２（１２ａ，１２ｂ）…トランスポンダ
１２１…受信手段
１２２…応答手段
１２３…送信手段
１３…監視処理部
１３１…信号生成手段
１３１ａ…送信レート調整手段
１３１ｂ…ノイズ生成手段
１３１ｃ…パルス間隔調整手段
１３１ｄ…立ち上がり調整手段
１３１ｅ…ミキサ
１３１ｆ…マルチパス生成手段
１３１ｇ…信号レベル制御手段
１３１ｈ…信号負荷制御手段
１３２…出力手段
１３２ａ…Ｄ／Ａ変換器
１３２ｂ…信号レベル調整手段
１３２ｃ…ミキサ
１３２ｄ…周波数調整手段
１３２ｅ…信号負荷調整手段
１３３…入力手段
１３３ａ…Ａ／Ｄ変換器
１３４…モニタ手段
１３４ａ…パルスペア検出手段
１３４ｂ…遅延監視手段
１３４ｃ…応答効率監視手段
１３４ｄ…送信レート監視手段
１４…スイッチ回路
１５…制御部
１６…オペレータ端末
２…航空機
２０…インタロゲータ

Claims (9)

1. 所定間隔の２つのパルスによって構成されるツインパルスを含む質問信号を入力すると、当該質問信号に応答して応答信号を送信するトランスポンダと、
   前記トランスポンダに前記質問信号と同一形式の疑似質問信号を送信するとともに、前記トランスポンダから前記疑似質問信号に応答する応答信号を受信し、前記トランスポンダの動作を監視する監視処理部とを有し、
   前記監視処理部は、
   疑似質問信号を生成する際、ツインパルスに含まれる２つのパルスの間隔を調整するパルス間隔調整手段と、
   疑似質問信号を送信後に前記トランスポンダから応答信号を受信しないとき又は応答信号の受信が遅延したときアラーム信号を出力する監視手段とを備えることを特徴とする距離測定装置。
2. 所定の信号レベルで所定形式の質問信号を入力すると、当該質問信号に応答して応答信号を送信するトランスポンダと、
   前記トランスポンダに前記質問信号と同一形式の疑似質問信号を送信するとともに、前記トランスポンダから前記疑似質問信号に応答する応答信号を受信し、前記トランスポンダの動作を監視する監視処理部とを有し、
   前記監視処理部は、
   疑似質問信号を生成する際、疑似質問信号の信号レベルを調整する信号レベル調整手段と、
   疑似質問信号を送信後に前記トランスポンダから応答信号を受信しないとき又は応答信号の受信が遅延したときアラーム信号を出力する監視手段とを備えることを特徴とする距離測定装置。
3. 所定の形式のパルスを含む質問信号を入力すると、当該質問信号に応答して応答信号を送信するトランスポンダと、
   前記トランスポンダに前記質問信号と同一形式の疑似質問信号を送信するとともに、前記トランスポンダから前記疑似質問信号に応答する応答信号を受信し、前記トランスポンダの動作を監視する監視処理部とを有し、
   前記監視処理部は、
   疑似質問信号を生成する際、パルスの立ち上がりを調整する立ち上がり調整手段と、
   疑似質問信号を送信後に前記トランスポンダから応答信号を受信しないとき又は応答信号の受信が遅延したときアラーム信号を出力する監視手段とを備えることを特徴とする距離測定装置。
4. 所定形式の質問信号を入力すると、当該質問信号に応答して応答信号を送信するトランスポンダと、
   前記トランスポンダに前記質問信号と同一形式の疑似質問信号を送信するとともに、前記トランスポンダから前記疑似質問信号に応答する応答信号を受信し、前記トランスポンダの動作を監視する監視処理部とを有し、
   前記監視処理部は、
   疑似質問信号を生成する際、疑似質問信号をマルチパス状態にするパルスを生成するマルチパス生成手段と、
   疑似質問信号を送信後に前記トランスポンダから応答信号を受信しないとき又は応答信号の受信が遅延したときアラーム信号を出力する監視手段とを備えることを特徴とする距離測定装置。
5. 所定形式の質問信号を入力すると、当該質問信号に応答して応答信号を送信するトランスポンダと、
   前記トランスポンダに前記質問信号と同一形式の疑似質問信号を送信するとともに、前記トランスポンダから前記疑似質問信号に応答する応答信号を受信し、前記トランスポンダの動作を監視する監視処理部とを有し、
   前記監視処理部は、
   疑似質問信号を生成する際、ノイズパルスを生成するノイズ生成手段と、
   所定のノイズを合成した疑似質問信号を送信後に前記トランスポンダから応答信号を受信しない又は応答信号の受信が遅延したときアラーム信号を出力する監視手段とを備えることを特徴とする距離測定装置。
6. 質問信号を入力すると、当該質問信号に応答して応答信号を送信するトランスポンダと、
   前記トランスポンダに前記質問信号と同一形式の疑似質問信号を送信するとともに、前記トランスポンダから前記疑似質問信号に応答する応答信号を受信し、前記トランスポンダの動作を監視する監視処理部とを有し、
   前記監視処理部は、
   疑似質問信号を送信する送信レートを調整する送信レート調整手段と、
   所定の送信レートで疑似質問信号を送信後に前記トランスポンダから応答信号を受信しないときアラーム信号を出力する監視手段とを備えることを特徴とする距離測定装置。
7. 所定周波数の質問信号を入力すると、当該質問信号に応答して応答信号を送信するトランスポンダと、
   前記トランスポンダに前記質問信号と同一形式の疑似質問信号を送信するとともに、前記トランスポンダから前記疑似質問信号に応答する応答信号を受信し、前記トランスポンダの動作を監視する監視処理部とを有し、
   前記監視処理部は、
   疑似質問信号を生成する際、疑似質問信号の周波数を調整する周波数調整手段と、
   所定の周波数の疑似質問信号を送信後に前記トランスポンダから応答信号を受信しない又は応答信号の受信が遅延したときアラーム信号を出力する監視手段とを備えることを特徴とする距離測定装置。
8. 質問信号を入力すると、当該質問信号に応答して応答信号を送信するトランスポンダと、
   前記トランスポンダに前記質問信号と同一形式の疑似質問信号を送信するとともに、前記トランスポンダから前記疑似質問信号に応答する応答信号を受信し、前記トランスポンダの動作を監視する監視処理部とを有し、
   前記監視処理部は、
   疑似質問信号を送信する際、トランスポンダにおける負荷を調整する負荷調整手段と、
   所定の負荷で疑似質問信号を送信後に前記トランスポンダから応答信号を受信しないときアラーム信号を出力する監視手段とを備えることを特徴とする距離測定装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１に記載の距離測定装置と、
   前記距離測定装置が前記トランスポンダに規定形式、規定レベル及び規定送信レートの擬似質問信号を送信後に前記距離測定装置からアラーム信号を入力すると前記トランスポンダは正常であると判定し、前記距離測定装置が前記トランスポンダに形式、レベル又は送信レートが規定以外の擬似質問信号を送信後に前記距離測定装置からアラーム信号を入力すると前記トランスポンダは異常であると判定する検査用装置と、
   を備えることを特徴とする距離測定装置監視システム。

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