JP2012117958A - Tactical air navigation ground device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タカン(TACAN;TACtical Air Navigation)地上装置に関する。 The present invention relates to a TACAN (TACtical Air Navigation) ground device.
タカン装置は、航空機に搭載されるタカン機上装置と、地上に設置されるタカン地上装置と、から構成される。 The Takan device is composed of a Takan on-board device mounted on an aircraft and a Takan ground device installed on the ground.
タカン機上装置は、タカン地上装置に質問パルスを送信し、質問パルスに対する応答パルスをタカン地上装置から受信し、質問パルスを送信してから応答パルスを受信するまでの時間差を基に、自身とタカン地上装置との距離を算出する。 The Takan on-board device transmits an interrogation pulse to the Takan ground device, receives a response pulse for the interrogation pulse from the Takan ground device, and based on the time difference between the transmission of the interrogation pulse and the reception of the response pulse, Calculate the distance to the Takan ground equipment.
また、タカン機上装置は、常時、タカン地上装置から送信される方位情報(タカン地上装置からタカン送信出力信号として送信される全ての送信パルス信号で、空中線において振幅変調された信号)を受信し、受信した信号を基に、自身の方位を算出する。 In addition, the on-air unit on the Takan aircraft always receives azimuth information transmitted from the Takan ground device (a signal that is amplitude-modulated at the antenna with all transmission pulse signals transmitted from the Takan ground device as a Takan transmission output signal). Based on the received signal, its own direction is calculated.
図3に、関連するタカン地上装置の一構成例を示す。 FIG. 3 shows a configuration example of a related Takan ground device.
図3に示すように、関連するタカン地上装置は、RF発信器1と、変調部2と、電力増幅器3と、空中線4と、パルス生成回路5と、タカン地上受信機6と、送信電力検波回路7と、補償電圧生成回路8と、を有している。
As shown in FIG. 3, the related Takan ground device includes an
RF発振器1は、タカン送信出力信号の元になるCW(Continuous Wave)のRF(Radio Frequency)信号を発振する。
The
変調部2は、RF発振器1にて発振したCWのRF信号を、パルス生成回路5にて生成されたパルスゲートのタイミングで、ガウシアンパルス(送信パルス)に変調する。
The
さらに、変調部2は、補償電圧生成回路8にて生成された補償電圧を基に、変調したガウシアンパルスの送信電力のピーク値を補正する。
Further, the
電力増幅器3は、変調部2にて変調されたガウシアンパルスを、RFパワートランジスタ(不図示)にて所定の送信電力まで増幅し、タカン送信出力信号として空中線4からタカン機上装置に向けて放射する。
The
送信電力検波回路7は、電力増幅器3にて空中線4に放射されたタカン送信出力信号の送信電力のピーク値を検波する。
The transmission
補償電圧生成回路8は、送信電力検波回路7にて検波されたタカン送信出力信号の送信電力のピーク値を一定値に補正するための補償電圧を生成し、変調部2に出力することで、フィードバック制御を行っている。なお、補償電圧は、タカン送信出力信号の送信電力を平均化することで生成している。
The compensation
タカン地上受信機6は、タカン機上装置から空中線4を介して、質問パルスをタカン受信入力信号として受信すると、受信した質問パルスをデコードし、デコードした情報を基に、応答パルスのトリガを生成する。
Upon receiving the interrogation pulse from the on-aircraft device 4 via the antenna 4, the
パルス生成回路5は、方位情報の基準となる方位バーストパルス、局識別信号パルス、ランダムスキッタパルスのパルスゲートを自身で生成する他、タカン地上受信機6にて生成された応答パルスのトリガを基に応答パルスのパルスゲートを生成する。
The
なお、パルス生成回路5は、方位バーストパルス、局識別信号パルス、応答パルス、ランダムスキッタパルスの順の優先順位でパルスゲートを生成する。パルスゲートのタイミングが、タカン送信出力信号の送信タイミングとなる。
The
タカン機上装置は、タカン地上装置から送信された方位バーストパルス(北基準信号、粗方位基準信号)と、タカン地上装置から送信された方位情報(空中線4において15Hz、135Hzに振幅変調された信号)とを比較し、自身の方位を算出している。 The Takan airborne device includes a bearing burst pulse (north reference signal, coarse bearing reference signal) transmitted from the Takan ground device, and bearing information transmitted from the Takan ground device (a signal amplitude-modulated to 15 Hz and 135 Hz in the antenna 4). ) And calculate its own direction.
方位バーストパルスの例としては、Xモード時において、北基準信号が互いに12μS離れた3.5μSのパルス幅の12ペアパルスで構成され、また、粗方位基準信号が6ペアパルスで構成されたものがある。これらペアパルス間の時間間隔は、前者が24μS、後者が30μSとなっている。また、方位バーストパルスのデューティーはランダムスキッタパルスの10倍前後となる。 As an example of the azimuth burst pulse, in the X mode, the north reference signal is composed of 12 pair pulses having a pulse width of 3.5 μS which are 12 μs apart from each other, and the coarse reference signal is composed of 6 pair pulses. . The time interval between these pair pulses is 24 μS for the former and 30 μS for the latter. Further, the duty of the azimuth burst pulse is about 10 times that of the random squitter pulse.
以下、図3に示した関連するタカン地上装置の動作について図4を参照して説明する。 The operation of the related Takan ground apparatus shown in FIG. 3 will be described below with reference to FIG.
なお、図4において、(a)は、タカン送信出力信号の送信電力を補償電圧により制御しない場合の送信電力波形を示し、(b)は、電力増幅器3のRFパワートランジスタのトランジスタジャンクション温度を示し、(c)は、補償電圧を示し、(d)は、タカン送信出力信号の送信電力を補償電圧により制御した場合の送信電力波形を示している。
4A shows the transmission power waveform when the transmission power of the Takan transmission output signal is not controlled by the compensation voltage, and FIG. 4B shows the transistor junction temperature of the RF power transistor of the
図4(b)に示すように、方位バーストパルスの送信中は、トランジスタジャンクション温度が急激に上昇する。 As shown in FIG. 4B, the transistor junction temperature rapidly rises during transmission of the azimuth burst pulse.
そのため、タカン送信出力信号の送信電力を補償電圧により制御しない場合は、図4(a)に示すように、方位バーストパルスの送信によるトランジスタジャンクション温度の上昇に伴い、送信電力のピーク値は低下する。 Therefore, when the transmission power of the Takan transmission output signal is not controlled by the compensation voltage, the peak value of the transmission power decreases as the transistor junction temperature increases due to the transmission of the azimuth burst pulse, as shown in FIG. .
そこで、図4(c)に示すように、方位バーストパルスの送信によるトランジスタジャンクション温度の上昇に対して、送信電力とは逆特性となる補償電圧を変調部2のトランジスタ(不図示)に印加する。
Therefore, as shown in FIG. 4C, a compensation voltage having a characteristic opposite to the transmission power is applied to the transistor (not shown) of the
これにより、図4(d)に示すように、方位バーストパルスの送信中における送信電力のピーク値の低下が抑圧される。 Thereby, as shown in FIG.4 (d), the fall of the peak value of the transmission power during transmission of an azimuth | direction burst pulse is suppressed.
また、図4(d)に示すように、方位バーストパルスの送信後の80μSは送信をしない期間としている。 Further, as shown in FIG. 4D, 80 μS after transmission of the azimuth burst pulse is a period during which transmission is not performed.
そのため、上記期間の経過後に、送信パルス(応答パルスまたはスキッタパルス)が発生することになるが、この送信パルスの発生タイミングは、タカン機上装置からの質問パルスのタイミング、または、スキッタパルスのタイミングに起因するため、ランダムなタイミングとなる。 For this reason, a transmission pulse (response pulse or squitter pulse) is generated after the lapse of the above period. The transmission pulse is generated at the timing of the interrogation pulse from the on-machine device or the timing of the squitter pulse. Because of this, the timing is random.
タカン地上装置においては、方位バーストパルスの送信後も、方位情報を継続して送信する必要がある。そのため、方位バーストパルスの送信後に発生した送信パルスは、方位バーストパルスの送信によりトランジスタジャンクション温度が急激に上昇した後、その後に低下して安定するまでの期間内に送信されることになる。 In the Takan ground apparatus, it is necessary to continuously transmit the direction information even after transmitting the direction burst pulse. For this reason, the transmission pulse generated after the transmission of the azimuth burst pulse is transmitted within a period until the transistor junction temperature suddenly increases due to the transmission of the azimuth burst pulse and then decreases and stabilizes.
しかし、関連するタカン地上装置においては、方位バーストパルスの送信後のトランジスタジャンクション温度が安定するまでの期間は、補償電圧による送信電力のピーク値の補正が不安定であるという課題があった。 However, the related Takan ground device has a problem that the correction of the peak value of the transmission power by the compensation voltage is unstable during the period until the transistor junction temperature is stabilized after the transmission of the azimuth burst pulse.
以下、この課題について詳細に説明する。 Hereinafter, this problem will be described in detail.
図4(a)に示すように、方位バーストパルスの送信後の送信パルスの発生タイミングは、大別して、パルス幅が粗い送信パルス発生タイミング(1)と、パルス幅が密な送信パルス発生タイミング(2)と、に分けられる。 As shown in FIG. 4A, the generation timing of the transmission pulse after transmission of the azimuth burst pulse is roughly divided into a transmission pulse generation timing (1) having a coarse pulse width and a transmission pulse generation timing (1) having a narrow pulse width. 2).
図4(b)に示すように、パルス幅が粗い送信パルス発生タイミング(1)の条件と、パルス間隔が密な送信パルス発生タイミング(2)の条件とで、トランジスタジャンクション温度が安定するまでの熱変動は、互いに異なる特性を示す。 As shown in FIG. 4B, the transistor junction temperature is stabilized under the conditions of the transmission pulse generation timing (1) with a narrow pulse width and the transmission pulse generation timing (2) with a narrow pulse interval. Thermal fluctuations exhibit different characteristics.
送信パルス発生タイミング(1)の条件と送信パルス発生タイミング(2)の条件とを比較すると、パルス幅が密な送信パルス発生タイミング(2)の条件の方が、トランジスタジャンクション温度が安定するまでの熱変動は不規則となる。 When the conditions of the transmission pulse generation timing (1) and the conditions of the transmission pulse generation timing (2) are compared, the condition of the transmission pulse generation timing (2) with a narrow pulse width is until the transistor junction temperature is stabilized. Thermal fluctuations are irregular.
そのため、図4(c)に示すように、補償電圧は低下する一方なのに対し、図4(b)に示すように、トランジスタジャンクション温度は不規則な変化となるため、トランジスタジャンクション温度の変化によっては、補償電圧による送信電力の補正が正常に作用せず、送信電力のピーク値が不安定になる可能性がある。 Therefore, as shown in FIG. 4C, while the compensation voltage is decreased, the transistor junction temperature is irregularly changed as shown in FIG. 4B. Therefore, depending on the change of the transistor junction temperature. The correction of the transmission power by the compensation voltage does not work normally, and the peak value of the transmission power may become unstable.
例えば、図4(d)に示すように、送信パルス発生タイミング(1)の条件では、送信電力の補正が正常に作用し、送信パルス発生タイミング(2)の条件では、送信電力の補正が正常に作用しないという事象が起こり得る。 For example, as shown in FIG. 4D, transmission power correction works normally under the condition of transmission pulse generation timing (1), and transmission power correction is normal under the condition of transmission pulse generation timing (2). An event that does not affect
タカン機上装置では、タカン地上装置から送信され、空中線において振幅変調された信号の電力ピーク値を基に方位を算出するため、送信電力のピーク値が不安定であることにより、算出した方位が不安定となる結果となっていた。 In the Takan airborne device, the azimuth is calculated based on the power peak value of the signal transmitted from the Takan ground device and amplitude-modulated in the antenna. The result was unstable.
そこで、本発明の目的は、送信電力のピーク値の安定化を図ることができるタカン地上装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a Takan ground device that can stabilize the peak value of transmission power.
本発明のタカン地上装置は、
送信パルスのパルスゲートを生成するパルス生成回路と、
前記パルス生成部にて生成された送信パルスのパルスゲートのタイミングでRF信号を送信パルスに変調する変調部と、
前記変調部にて変調された送信パルスを、RFパワートランジスタにて増幅して空中線に送信する電力増幅器と、
前記パルス生成部にて送信パルスとして生成された方位バーストパルスのトリガが終了した後、前記RFパワートランジスタのジャンクション温度が安定するまでの一定期間において、予め設定した時間間隔でスキッタ補償パルスのトリガを生成するスキッタ補償パルス生成回路と、を有し、
前記パルス生成回路は、方位バーストパルス、局識別信号パルス、スキッタ補償パルス、応答パルス、スキッタパルスの順の優先順位で、送信パルスのパルスゲートを生成することを特徴とする。
The Takan ground device of the present invention is
A pulse generation circuit for generating a pulse gate of a transmission pulse;
A modulation unit that modulates an RF signal into a transmission pulse at the timing of a pulse gate of the transmission pulse generated by the pulse generation unit;
A power amplifier for amplifying the transmission pulse modulated by the modulation unit with an RF power transistor and transmitting the amplified pulse to an antenna;
After the trigger of the azimuth burst pulse generated as a transmission pulse by the pulse generator, the squitter compensation pulse is triggered at predetermined time intervals until the junction temperature of the RF power transistor is stabilized. A squitter compensation pulse generation circuit for generating,
The pulse generating circuit generates a pulse gate of a transmission pulse in the order of priority of an azimuth burst pulse, a station identification signal pulse, a squitter compensation pulse, a response pulse, and a squitter pulse.
本発明のタカン地上装置によれば、方位バーストパルスの送信後、トランジスタジャンクション温度が安定するまでの期間に、予め設定した時間間隔でスキッタ補償パルスを送信するため、送信電力のピーク値の安定化を図ることができるという効果が得られる。 According to the Takan ground apparatus of the present invention, the transmission power peak value is stabilized because the squitter compensation pulse is transmitted at a preset time interval after the transmission of the azimuth burst pulse until the transistor junction temperature is stabilized. The effect that it can aim at is acquired.
以下、図面を参照して、本発明のタカン地上装置の実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a Takan ground apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に、本発明の一実施形態のタカン地上装置の構成を示す。 In FIG. 1, the structure of the Takan ground apparatus of one Embodiment of this invention is shown.
図1に示すように、本実施形態のタカン地上装置は、図3と比較して、スキッタ補償パルス生成回路9を設けた点が異なる。
As shown in FIG. 1, the Takan ground apparatus of this embodiment is different from FIG. 3 in that a squitter compensation
以下、図3と異なる部分について説明する。 Hereinafter, a different part from FIG. 3 is demonstrated.
スキッタ補償パルス生成回路9は、パルス生成回路5から方位バーストパルスのパルスゲートを入力し、方位バーストパルスのトリガが終了して一定時間(例えば、80μS。図2および図4参照)が経過してから、トランジスタジャンクション温度が安定するまでの一定期間において、予め設定した時間間隔でスキッタ補償パルスのトリガを生成しパルス生成回路5に出力する。
The squitter compensation
なお、スキッタ補償パルス生成回路9に対しては、上記動作を実現するために、方位バーストパルスの送信後(方位バーストパルスのトリガが終了後)、トランジスタジャンクション温度が安定するまでの期間長を予め推定し、その推定した期間長を設定しておく。
For the squitter compensation
パルス生成回路5は、方位情報の基準となる方位バーストパルス、局識別信号パルス、ランダムスキッタパルスのパルスゲートを自身で生成する他、タカン地上受信機6にて生成された応答パルスのトリガを基に応答パルスのパルスゲートを生成するとともに、スキッタ補償パルス生成回路9にて生成されたスキッタ補償パルスのトリガを基にスキッタ補償パルスを生成している。
The
なお、パルス生成回路5は、方位バーストパルス、局識別信号パルス、スキッタ補償パルス、応答パルス、ランダムスキッタパルスの順の優先順位で、パルスゲートを生成する。そのため、方位バーストパルスの送信後において、上記一定期間は応答パルスまたはランダムスキッタパルスのパルスゲートを抑圧し、スキッタ補償パルスのパルスゲートのみを生成する。上記一定期間の経過後に応答パルスまたはランダムスキッタパルスのパルスゲートを生成することになる。
The
以下、図1に示した本実施形態のタカン地上装置の動作について図2を参照して説明する。 The operation of the Takan ground apparatus according to the present embodiment shown in FIG. 1 will be described below with reference to FIG.
なお、図2において、(e)は、タカン送信出力信号の送信電力を補償電圧により制御しない場合の送信電力波形を示し、(f)は、電力増幅器3のRFパワートランジスタのトランジスタジャンクション温度を示し、(g)は、補償電圧を示し、(h)は、タカン送信出力信号の送信電力を補償電圧により制御した場合の送信電力波形を示している。
2, (e) shows the transmission power waveform when the transmission power of the Takan transmission output signal is not controlled by the compensation voltage, and (f) shows the transistor junction temperature of the RF power transistor of the
図2(e)に示すように、本実施形態では、スキッタ補償パルス生成回路9により、方位バーストパルスの送信後、トランジスタジャンクション温度が安定するまでの期間に、予め設定した時間間隔でスキッタ補償パルスを送信する。
As shown in FIG. 2E, in this embodiment, the squitter compensation
タカン地上装置においては、方位情報を継続して送信するために、トランジスタジャンクション温度が安定するまでの期間に送信パルスは必要である。 In the Takan ground device, in order to continuously transmit the azimuth information, a transmission pulse is necessary until the transistor junction temperature is stabilized.
スキッタ補償パルスは、予め設定した時間間隔であるため、図2(h)に示すように、補償電圧により送信電力のピーク値を正確に補正することが可能である。 Since the squitter compensation pulse has a preset time interval, the peak value of the transmission power can be accurately corrected by the compensation voltage as shown in FIG.
そのため、トランジスタジャンクション温度が安定するまでの期間でも、タカン地上装置から安定した送信電力で送信パルスを送信することが可能である。 Therefore, it is possible to transmit a transmission pulse with stable transmission power from the Takan ground device even during a period until the transistor junction temperature is stabilized.
なお、スキッタパルスまたは応答パルスは、トランジスタジャンクション温度が安定した後、送信することとなる。 Note that the squitter pulse or the response pulse is transmitted after the transistor junction temperature is stabilized.
以上説明したように、関連するタカン地上装置においては、方位バーストパルスの送信後、トランジスタジャンクション温度が安定するまでの期間に、ランダムなタイミングでスキッタパルスまたは応答パルスが送信されていた。そのため、フィードバック制御による送信電力の補正が不安定になるという問題があった。 As described above, in the related Takan ground device, after transmitting the azimuth burst pulse, the squitter pulse or the response pulse is transmitted at random timing during the period until the transistor junction temperature is stabilized. For this reason, there has been a problem that correction of transmission power by feedback control becomes unstable.
これに対して、本実施形態のタカン地上装置では、方位バーストパルスの送信後、トランジスタジャンクション温度が安定するまでの期間に、予め設定した時間間隔でスキッタ補償パルスを送信するため、フィードバック制御による送信電力の補正を安定化させることができ、それにより、送信電力のピーク値の安定化を図ることができる。 On the other hand, in the Takan ground device according to the present embodiment, after transmitting the azimuth burst pulse, the squitter compensation pulse is transmitted at a preset time interval during the period until the transistor junction temperature becomes stable. The power correction can be stabilized, whereby the peak value of the transmission power can be stabilized.
また、タカン機上装置は、タカン地上装置から送信され、空中線において振幅変調された信号を基に方位を算出するため、送信電力のピーク値が安定化することにより、タカン機上装置で算出する方位の安定化を図ることができる。 Further, the Takan on-board device calculates the azimuth based on the signal transmitted from the Takan ground device and amplitude-modulated at the antenna, so that the peak value of the transmission power is stabilized and calculated by the Takan on-board device. The direction can be stabilized.
1 RF発振器
2 変調部
3 電力増幅器
4 空中線
5 パルス生成回路
6 タカン地上受信機
7 送信電力検波回路
8 補償電圧生成回路
9 スキッタ補償パルス生成回路
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記パルス生成部にて生成された送信パルスのパルスゲートのタイミングでRF信号を送信パルスに変調する変調部と、
前記変調部にて変調された送信パルスを、RFパワートランジスタにて増幅して空中線に送信する電力増幅器と、
前記パルス生成部にて送信パルスとして生成された方位バーストパルスのトリガが終了した後、前記RFパワートランジスタのジャンクション温度が安定するまでの一定期間において、予め設定した時間間隔でスキッタ補償パルスのトリガを生成するスキッタ補償パルス生成回路と、を有し、
前記パルス生成回路は、方位バーストパルス、局識別信号パルス、スキッタ補償パルス、応答パルス、スキッタパルスの順の優先順位で、送信パルスのパルスゲートを生成することを特徴とするタカン地上装置。 A pulse generation circuit for generating a pulse gate of a transmission pulse;
A modulation unit that modulates an RF signal into a transmission pulse at the timing of a pulse gate of the transmission pulse generated by the pulse generation unit;
A power amplifier for amplifying the transmission pulse modulated by the modulation unit with an RF power transistor and transmitting the amplified pulse to an antenna;
After the trigger of the azimuth burst pulse generated as a transmission pulse by the pulse generator, the squitter compensation pulse is triggered at predetermined time intervals until the junction temperature of the RF power transistor is stabilized. A squitter compensation pulse generation circuit for generating,
The Takan ground apparatus, wherein the pulse generation circuit generates a pulse gate of a transmission pulse in the order of priority of an azimuth burst pulse, a station identification signal pulse, a squitter compensation pulse, a response pulse, and a squitter pulse.
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140513 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140916 |