JP2012026913A

JP2012026913A - Ｉｌｓ装置

Info

Publication number: JP2012026913A
Application number: JP2010166932A
Authority: JP
Inventors: Kojiro Nakagawa; 康次郎中川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2010-07-26
Publication date: 2012-02-09

Abstract

【課題】運用中にコース偏移を示す変調度差が変化した場合の障害探求を容易に行うことができるＩＬＳ装置を提供する。
【解決手段】高周波信号を発生する信号発生部１１、１２と、信号発生部で発生された高周波信号を電波に変換して放射する空中線アレー２２と、信号発生部から空中線アレーに入力される高周波信号と空中線アレーからピックアップされた高周波信号との位相差を検出する高周波位相検出回路１６と、高周波位相検出回路で検出された位相差を表示するモニタ系１８を備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、航空機を滑走路に誘導するＩＬＳ（Instrument Landing System：計器着陸システム）装置に関する。

ＩＬＳ装置は、着陸のために進入している航空機に対し、空港付近の地上施設から指向性を有する電波を発射し、滑走路への進入コースを指示する無線着陸援助装置であり、悪天候などの視界不良時であっても航空機を安全に滑走路まで誘導することができる。このＩＬＳ装置は、滑走路への進入コースの中心から左右へのずれを示すローカライザ（ＬＯＣ：Localizer）装置と適切な進入角を示すグライドスロープ（ＧＳ：Glide Slope）装置を備えている。

ＩＬＳ装置は、滑走路への進入コースを指示する電波が正常に放射されているかどうかをモニタ系で常時監視することにより、信頼性の維持が図られている。電波の監視は、ＬＯＣ装置においては、滑走路への進入コースの中心からの偏移であるコース偏移を示す変調度差（ＤＤＭ：Difference in Depth of Modulation）、送信レベル（ＲＦ）および変調度（ＭＯＤ）を監視することにより行われている。

コース偏移は、送信レベルおよび変調度の変動などによって変化する他、高周波位相が変動した場合も変化する。従来のＩＬＳ装置は、空中線系の高周波位相をモニタする機能を備えていないので、高周波位相が変化してもこれを定量的にモニタすることができない。したがって、空中線系の高周波位相の変化によって発生するコース偏移をモニタして、障害発生時の故障原因を探求する必要がある。その結果、故障探求に時間を要し、ＭＴＴＲ（Mean Time To Repair）時間が長くなる。

また、ＩＬＳ装置の運用中に、空中線系からのオンコースモニタ信号（以下、「ＩＮＴＧＰＯＳＮ信号」という）およびコース幅モニタ信号（以下、「ＩＮＴＧＷＤ信号」という）に基づき生成されたコース偏移が変化した場合、送信レベルおよび変調度の変化がないかどうかが確認されるが、警報に至らない程度の小さい変化の場合は、送信レベルおよび変調度の変化を検出するのは困難であり、原因不明の障害と判断される場合がある。

特開平１０−２８８６５５号公報

本発明が解決しようとする課題は、運用中にコース偏移を示す変調度差が変化した場合の障害探求を容易に行うことができるＩＬＳ装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、実施形態に係るＩＬＳ装置は、高周波信号を発生する信号発生部と、信号発生部で発生された高周波信号を電波に変換して放射する空中線アレーと、信号発生部から空中線アレーに入力される高周波信号と空中線アレーからピックアップされた高周波信号との位相差を検出する高周波位相検出回路と、高周波位相検出回路で検出された位相差を表示するモニタ系を備える。

第１の実施形態に係るＩＬＳ装置の概略的な構成を示すブロック図である。

以下、実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＩＬＳ装置の構成を示すブロック図である。このＩＬＳ装置は、送信装置１および空中線装置２を備える。

送信装置１は、ＣＳＢ（Carrier Sideband）送信機１１、ＳＢＯ（Sideband only）送信機１２、第１方向性結合器１３、第２方向性結合器１４、合成回路１５、高周波位相検出回路１６、分配器１７およびモニタ系１８を備える。

ＣＳＢ送信機１１は、キャリア信号とサイドバンド信号とから成るＣＳＢ信号を生成して第１方向性結合器１３に送る。ＳＢＯ送信機１２は、サイドバンド信号のみから成るＳＢＯ信号を生成して第２方向性結合器１４に送る。これらＣＳＢ送信機１１およびＳＢＯ送信機１２は、本発明の信号発生部を構成する。

第１方向性結合器１３は、ＣＳＢ送信機１１から送られてくるＣＳＢ信号をスルーさせて空中線装置２の電力分配器２１に送るとともに、ＣＳＢ信号の一部をピックアップして合成回路１５に送る。第１方向性結合器１３と空中線装置２の電力分配器２１との間は、高周波ケーブル（同軸ケーブル）で接続されている。

第２方向性結合器１４は、ＳＢＯ送信機１２から送られてくるＳＢＯ信号をスルーさせて空中線装置２の電力分配器２１に送るとともに、ＳＢＯ信号の一部をピックアップして合成回路１５に送る。第２方向性結合器１４と空中線装置２の電力分配器２１との間は、高周波ケーブル（同軸ケーブル）で接続されている。

合成回路１５は、第１方向性結合器１３でピックアップされたＣＳＢ信号と第２方向性結合器１４でピックアップされたＳＢＯ信号とを合成してコース幅を示す高周波信号を生成し、基準信号として高周波位相検出回路１６に送る。

高周波位相検出回路１６は、合成回路１５から送られてくる基準信号と、分配器１７から送られてくる高周波信号との位相差を検出し、検出結果をモニタ系１８に送る。

分配器１７は、空中線装置２のモニタネットワーク回路２３から送られてくる高周波信号（ＩＮＴＧＷＤ信号）を分配し、その高周波信号の一部を高周波位相検出回路１６に送り、他の一部をモニタ系１８に送る。

モニタ系１８は、高周波位相検出回路１６からＷＩＤＴＨ高周波位相差モニタ端子に送られてくる検出結果を表す信号に基づき、位相差を０Ｖを基準とした正または負の電圧で表示するとともに、空中線装置２のモニタネットワーク回路２３のＣＯＲＵＳＭＯＮ端子から出力されたＩＮＴＧＰＯＳＮ信号およびモニタネットワーク回路２３のＷＩＤＴＨＭＯＮ端子から出力されたＩＮＴＧＷＤ信号が分配器１７で分配されて送られてくる信号に基づく情報を表示する。

空中線装置２は、滑走路の延長線上に配置される。この空中線装置２は、電力分配器２１、空中線アレー２２およびモニタネットワーク回路２３を備える
電力分配器２１は、送信装置１の第１方向性結合器１３をスルーしたＣＳＢ信号および第２方向性結合器１４をスルーしたＳＢＯ信号を入力し、空中線アレー２２を構成する複数の空中線素子に電力を分配する。

空中線アレー２２は、上述したように、複数の空中線素子から構成されており、電力分配器２１から送られてきた高周波信号を電波に変換して放射するとともに、複数の空中線素子からピックアップされた高周波信号をモニタネットワーク回路２３に送る。

モニタネットワーク回路２３は、空中線アレー２２を構成する複数の空中線素子からピックアップされた高周波信号を合成し、滑走路中心線を示す信号を生成し、ＩＮＴＧＰＯＳＮ信号としてＣＯＲＵＳＭＯＮ端子から送信装置１のモニタ系１８に送るとともに、コース幅を示す信号を生成し、ＩＮＴＧＷＤ信号としてＷＩＤＴＨＭＯＮ端子から送信装置１の分配器１７に送る。モニタネットワーク回路２３と送信装置１の分配器１７およびモニタ系１８との間は、高周波ケーブル（同軸ケーブル）で接続されている。

次に、以上のように構成される第１の実施形態に係るＩＬＳ装置の動作を説明する。ＣＳＢ送信機１１から出力されたＣＳＢ信号の一部は、第１方向性結合器１３でピックアップされて合成回路１５に送られるとともに、ＳＢＯ送信機１２から出力されたＳＢＯ信号の一部は、第２方向性結合器１４でピックアップされて合成回路１５に送られる。

合成回路１５は、第１方向性結合器１３でピックアップされたＣＳＢ信号と第２方向性結合器１４でピックアップされたＳＢＯ信号とを合成して高周波信号を生成し、基準信号として高周波位相検出回路１６に送る。

一方、ＣＳＢ送信機１１から出力されたＣＳＢ信号の他の一部は、第１方向性結合器１３をスルーして空中線装置２の電力分配器２１に送られる。また、ＳＢＯ送信機１２から出力されたＳＢＯ信号の他の一部は、第２方向性結合器１４をスルーして空中線装置２の電力分配器２１に送られる。

空中線装置２の電力分配器２１は、送信装置１の第１方向性結合器１３をスルーしたＣＳＢ信号および第２方向性結合器１４をスルーしたＳＢＯ信号を入力し、複数の空中線素子に電力を分配する。複数の空中線素子は、電力分配器２１から送られてきた高周波信号を電波に変換して放射する。同時に、複数の空中線素子からピックアップされた高周波信号はモニタネットワーク回路２３に送られる。

モニタネットワーク回路２３は、複数の空中線素子からピックアップされた高周波信号を合成し、滑走路中心線を示すＩＮＴＧＰＯＳＮ信号を送信装置１のモニタ系１８に送るとともに、コース幅を示すＩＮＴＧＷＤ信号を送信装置１の分配器１７に送る。

送信装置１の分配器１７は、空中線装置２のモニタネットワーク回路２３から送られてくる高周波信号（ＩＮＴＧＷＤ信号）を分配し、その高周波信号の一部を高周波位相検出回路１６に送る。

高周波位相検出回路１６は、合成回路１５から送られてくる基準信号と、分配器１７から送られてくる高周波信号との位相差を検出し、検出結果をモニタ系１８に送る。モニタ系１８は、高周波位相検出回路１６からの検出結果を表す信号に基づき、位相差を０ボルトを基準とした電圧レベルで表示する。これにより、空中線系から放射された信号の高周波位相の変動をモニタすることができる。

以上説明したように、第１の実施形態に係るＩＬＳ装置によれば、空中線アレー２２に入力される高周波信号と空中線アレー２２から放射された電波と等価な高周波信号の位相差を検出してモニタ系１８に表示するので、これら２つの高周波信号の位相差を直接的且つ定量的に把握することができる。

その結果、空中線アレー２２から放射された高周波信号の位相変化量とモニタ系１８に表示された変調度差の変化量の関連性から、変調度差の変化の発生要因（送信レベル、変調度または位相の変化）を速やかに切り分けることができるので、空中線系の高周波位相変化に絡む故障に対する障害時の故障探求が容易になる。

特に、降雪等により空中線アレー２２に雪が積もった場合に、モニタ系１８に表示された変調度差の変化が高周波信号の位相の変化によるものか、振幅の変化によるものかを区別することが可能となる。

また、あらかじめ正常状態時の高周波信号の位相差（ずれ）に対してモニタ系１８に表示される変調度差のデータを定期的に取得しておけば、降雪等に伴う変調度差の値がモニタ系１８の表示と遠方界とで異なる可能性が生じた場合など、速やかに対策が検討できるなど、保守性が向上する。

以上のように、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１送信装置
２空中線装置
１１ＣＳＢ送信機
１２ＳＢＯ送信機
１３第１方向性結合器
１４第２方向性結合器
１５合成回路
１６高周波位相検出回路
１７分配器
１８モニタ系
２１電力分配器
２２空中線アレー
２３モニタネットワーク回路

Claims

高周波信号を発生する信号発生部と、
前記信号発生部で発生された高周波信号を電波に変換して放射する空中線アレーと、
前記信号発生部から前記空中線アレーに入力される高周波信号と前記空中線アレーからピックアップされた高周波信号との位相差を検出する高周波位相検出回路と、
前記高周波位相検出回路で検出された位相差を表示するモニタ系と、
を備えることを特徴とするＩＬＳ装置。
前記空中線アレーからピックアップされた高周波信号は、滑走路への進入コースのコース幅を示す信号からなることを特徴とする請求項１記載のＩＬＳ装置。
前記モニタ系は、前記高周波位相検出回路で検出された位相差を０ボルトを基準とする電圧レベルで表示することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＩＬＳ装置。