JP2012182509A - Power distributor for localizer antenna unit of ils and localizer antenna unit using the same - Google Patents
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Abstract
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)のローカライザ空中線装置用電力分配器およびこれを用いたローカライザ空中線装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to an ILS (Instrument Landing System) localizer antenna power distributor for guiding an aircraft to a runway and a localizer antenna using the same.
ILS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。ILSは、主に、滑走路への進入コースの中心から左右のずれを示すローカライザ(LOC:Localizer)と適切な進入角を示すグライドスロープ(GS:Glide Slope)を備えている。 The ILS is a wireless landing assist device that directs radio waves with directivity from ground facilities near the airport to aircraft that are approaching for landing, and directs the course of approach to the runway. Even when it is bad, the aircraft can be safely guided to the runway. The ILS mainly includes a localizer (LOC) indicating a left / right deviation from the center of the approach course to the runway and a glide slope (GS) indicating an appropriate approach angle.
このILSは、滑走路への進入コースを指示する電波を空中線アレイから放射する。電波を放射するために用いられる信号は、キャリア信号とサイドバンド信号とから成るCSB(Carrier Sideband)信号およびサイドバンド信号のみから成るSBO(Sideband only)信号であり、これらCSB信号およびSBO信号に対しては、進入コースの中心からの方位角が大きくなるに連れて電界強度が低下するような独自の放射パターンを形成させるために、電力分配が行われ、その後に空中線アレイに送られる。 The ILS emits radio waves from the antenna array that indicate the course of entry to the runway. Signals used to radiate radio waves are a CSB (Carrier Sideband) signal composed of a carrier signal and a sideband signal and an SBO (Sideband only) signal composed only of a sideband signal. For these CSB signal and SBO signal, In order to form a unique radiation pattern in which the electric field strength decreases as the azimuth angle from the center of the approach course increases, power is distributed and then sent to the antenna array.
CSB信号およびSBO信号の電力分配を行うための電力分配器は、プリント基板上に形成されたλ/4タイプのストリップラインにより構成されている。この電力分配器は、空中線アレイの中心部背後に設置されるため、国際民間航空機関(ICAO:International Civil Aviation Organization)が要求する脆弱性、つまり、ある大きさの機体が電力分配器に衝突した場合であっても該機体に損傷を与えることなく直ちに自身が破壊される程度の脆弱性を有する必要がある。 A power distributor for performing power distribution of the CSB signal and the SBO signal is constituted by a λ / 4 type strip line formed on a printed circuit board. Since this power distributor is installed behind the center of the antenna array, the vulnerability required by the International Civil Aviation Organization (ICAO), that is, a certain size of the aircraft collided with the power distributor. Even if it is a case, it is necessary to have such a vulnerability that it can be immediately destroyed without damaging the aircraft.
このようなプリント基板上に形成されたストリップラインによって構成された電力分配器は、形状が大きくなるため大きな収納スペースが必要である。また、必要な電力分配を複数に分けて行うように構成されているため、機械的に頑丈な構造となっている。 Since the power distributor constituted by the strip line formed on such a printed board has a large shape, a large storage space is required. In addition, since the necessary power distribution is divided into a plurality of parts, the structure is mechanically robust.
上述した従来のILSで用いられている電力分配器は、形状が大きいため大きな収納スペースが必要であり、また、必要な電力分配を複数に分けて行うように構成されているため、機械的に頑丈な構造となっている。その結果、ICAOが要求する脆弱性を満たすのが困難であるという課題がある。 The power distributor used in the above-described conventional ILS requires a large storage space because of its large shape, and is configured to perform necessary power distribution in a plurality of parts, so mechanically It has a sturdy structure. As a result, there is a problem that it is difficult to satisfy the vulnerability requested by ICAO.
本発明が解決しようとする課題は、ICAOが要求する脆弱性を満たすことができるILSのローカライザ空中線装置用電力分配器およびこれを用いたローカライザ空中線装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an ILS localizer antenna power distributor capable of satisfying the vulnerability required by ICAO, and a localizer antenna device using the same.
上記課題を解決するために、実施形態に係るILS用の電力分配器によれば、入力されたキャリア信号とサイドバンド信号とから成るCSB信号を電力分配比の異なる複数の2同軸カップララインで電力分配するCSB電力分配器と、入力されたサイドバンド信号のみから成るSBO信号を電力分配比の異なる複数の2同軸カップララインで電力分配するSBO電力分配器を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, according to the power divider for ILS according to the embodiment, the CSB signal composed of the input carrier signal and the sideband signal is transmitted by a plurality of two coaxial coupler lines having different power distribution ratios. It is characterized by comprising a CSB power distributor for distributing and an SBO power distributor for distributing the power of the SBO signal consisting only of the input sideband signal by a plurality of two coaxial coupler lines having different power distribution ratios.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るILSのローカライザ空中線装置に使用される電力分配器の要部の構成を示すブロック図である。なお、図1は、片側の電力分配器のみを示している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of a power distributor used in the ILS localizer antenna apparatus according to the first embodiment. FIG. 1 shows only the power divider on one side.
この電力分配器は、CSB電力分配器1およびSBO電力分配器2を備えている。CSB電力分配器1は、図示しないCSB送信機から送られてくるキャリア信号とサイドバンド信号とから成るCSB信号の電力分配を行い、NO.1〜NO.6空中線出力として図示しない空中線アレイに送る。
The power distributor includes a
CSB電力分配器1は、プリント基板20上に配置された5個の分配器11〜15を印刷パターンから成るラインで接続して構成されている。分配器11〜15の各々は、図2に示すような2同軸カップララインから構成されている。
The
2同軸カップララインは、中心に平行な同じ外径の導体を配した精巧なシールドケーブル構造を有する。この2同軸カップララインは、2線式遮蔽構造の分布結合線路であり、次の3つのタイプの何れかを用いることができる。 The 2-coaxial coupler line has an elaborate shielded cable structure with conductors of the same outer diameter parallel to the center. The two coaxial coupler line is a distributed coupling line having a two-wire shielding structure, and any of the following three types can be used.
強結合タイプは、一対の内部導体31を非常に接近(数十ミクロン)させ、かつ、一定間隔に配置させるために、図2(a)に示すように2本または図2(b)に示すように1本の内部導体31を、一定肉厚の第1絶縁体32で被覆し、密着させた状態にしてからPTFE(polytetrafluoroethylene)から成る第2絶縁体33で被覆して構成されている。
In the strong coupling type, in order to make the pair of
疎結合タイプは、図2(c)に示すように2本の内部導体31の間隔を広げた均一絶縁タイプである。最外殻は外部導体34として、無継目無酸素銅で覆われている。このように構成された2同軸カップララインを適切な長さに切断して成端加工することにより方向性結合器を形成し、分配比の異なる分配器として使用している。
The loosely coupled type is a uniform insulating type in which the interval between the two
外部から入力されたCSB信号は、分配器11に入力される。この分配器11でピックアップされた信号は分配器12に送られ、スルーされた信号は分配器13に送られる。分配器12は、分配器11からの信号を入力し、ピックアップ信号を分配器14に送り、スルー信号をNO.5空中線出力として外部に送る。分配器13は、分配器11からの信号を入力し、ピックアップ信号をNO.3空中線出力として外部に送り、スルー信号を分配器15に送る。
The CSB signal input from the outside is input to the
分配器14は、分配器12からの信号を入力し、ピックアップ信号をNO.6空中線出力として外部に送り、スルー信号をNO.2空中線出力として外部に送る。分配器15は、分配器13からの信号を入力し、ピックアップ信号をNO.4空中線出力として外部に送り、スルー信号をNO.1空中線出力として外部に送る。
The
以上の構成において、スルー信号またはピックアップ信号の何れを次段の分配器に送り、または空中線出力とするかを適宜決めることによって、CSB電力分配器1のNO.1〜NO.6空中線出力に要求される電力となるように調整される。なお、プリント基板10上に形成された分配器から空中線出力端子までのラインは、位相補正用としても使用される。
In the above configuration, the NO. Of the
SBO電力分配器2は、図示しないSBO送信機から送られてくるサイドバンド信号のみから成るSBO信号の電力分配を行い、NO.1〜NO.7空中線出力として図示しない空中線アレイに送る。このSBO電力分配器2は、プリント基板20上に配置された6個の分配器21〜26を印刷パターンから成るラインで接続して構成されている。分配器21〜26の各々は、CSB電力分配器1と同様に、図2に示すような2同軸カップララインから構成されている。
The SBO
外部から入力されたSBO信号は、分配器21に入力される。この分配器21でピックアップされた信号は分配器22に送られ、スルーされた信号は分配器23に送られる。分配器22は、分配器21からの信号を入力し、ピックアップ信号を分配器24に送り、スルー信号をNO.7空中線出力として外部に送る。分配器23は、分配器21からの信号を入力し、ピックアップ信号を分配器25に送り、スルー信号を分配器26に送る。
The SBO signal input from the outside is input to the
分配器24は、分配器22からの信号を入力し、ピックアップ信号をNO.6空中線出力として外部に送り、スルー信号をNO.4空中線出力として外部に送る。分配器25は、分配器23からの信号を入力し、ピックアップ信号をNO.2空中線出力として外部に送り、スルー信号をNO.3空中線出力として外部に送る。分配器26は、分配器23からの信号を入力し、ピックアップ信号をNO.5空中線出力として外部に送り、スルー信号をNO.1空中線出力として外部に送る。
The
以上の構成において、スルー信号またはピックアップ信号の何れを次段の分配器に送り、または空中線出力とするかを適宜決めることによって、SBO電力分配器2のNO.1〜NO.7空中線出力に要求される電力となるように調整される。なお、プリント基板10上に形成された分配器から空中線出力端子までのラインは、位相補正用としても使用される。
In the above configuration, the NO. Of the
以上説明したように、第1の実施形態によれば、分配器として機能する方向性結合器を、従来のλ/4タイプのストリップラインの代わりに2同軸カップララインを用いて構成したので、分配器の形状(長さ)を小さく(短く)することができ、電力分配器の小型・軽量化が可能になる。したがって、電力分配器の収納スペースを小さくできるので収納ケースの小型・軽量化が可能になり、ICAOが要求する脆弱性を満たすように構成することが容易になる。 As described above, according to the first embodiment, the directional coupler that functions as a distributor is configured by using two coaxial coupler lines instead of the conventional λ / 4 type strip line. The shape (length) of the container can be reduced (shortened), and the power distributor can be reduced in size and weight. Therefore, since the storage space of the power distributor can be reduced, the storage case can be reduced in size and weight, and it can be easily configured to satisfy the vulnerability required by ICAO.
なお、第1の実施形態では、分配器として図2に示すような直線状の2同軸カップララインを使用するように構成したが、図3に示すように、2同軸カップララインを加工してコイル状に形成し、これを分配器として使用するように構成できる。この構成によれば、電力分配器の更なる小型化が可能になるとともに、コイルによる位相の補正が可能になる。 In the first embodiment, a linear two-coaxial coupler line as shown in FIG. 2 is used as a distributor. However, as shown in FIG. 3, the two-coaxial coupler line is processed to produce a coil. And can be configured to be used as a distributor. According to this configuration, the power distributor can be further miniaturized and the phase can be corrected by the coil.
(第2の実施形態)
第2の実施形態は、上述した第1の実施形態に係る電力分配器を用いてILSのローカライザ空中線装置を構成したものである。図4は、ILSのローカライザ空中線装置の構成を示すブロック図である。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, an ILS localizer antenna apparatus is configured using the power distributor according to the first embodiment described above. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the ILS localizer antenna.
このローカライザ空中線装置は、CSB電力分配器1、SBO電力分配器2、高周波ブリッジ回路3、空中線アレイ4およびインテグラルモニタ5から構成されている。
The localizer antenna device includes a
CSB電力分配器1は、第1の実施形態で説明したCSB電力分配器と同じものであり、外部から送られてくるキャリア信号とサイドバンド信号とから成るCSB信号の電力分配を行って高周波ブリッジ回路3に送る。
The
SBO電力分配器2は、第1の実施形態で説明したSBO電力分配器と同じものであり、外部から送られてくるサイドバンド信号のみから成るSBO信号の電力分配を行って高周波ブリッジ回路3に送る。
The
高周波ブリッジ回路3は、CSB電力分配器1から送られてくる高周波信号とSBO電力分配器2から送られてくる高周波信号とを合成し、空中線アレイ4に送る。
The high-frequency bridge circuit 3 synthesizes the high-frequency signal sent from the
空中線アレイ4は、滑走路中心から左側用の空中線素子1L〜7Lと右側用の空中線素子1R〜7Rとから構成されており、高周波ブリッジ回路3から送られてくる高周波信号を電波に変換して放射する。また、空中線アレイ4は、空中線素子1L〜7Lおよび空中線素子1R〜7Rからピックアップされた高周波信号をインテグラルモニタ5に送る。 The antenna array 4 includes left-side antenna elements 1L to 7L and right-side antenna elements 1R to 7R from the center of the runway, and converts high-frequency signals sent from the high-frequency bridge circuit 3 into radio waves. Radiate. The antenna array 4 sends high-frequency signals picked up from the antenna elements 1L to 7L and the antenna elements 1R to 7R to the integral monitor 5.
インテグラルモニタ5は、空中線素子1L〜7Lおよび空中線素子1R〜7Rからの信号に基づき滑走路への進入に関する情報、例えば空中線アレイ4から放射された信号の高周波位相の変動を示す情報を表示する。また、インテグラルモニタ5は、コース信号およびコース幅信号を生成して出力する。 The integral monitor 5 displays information on the approach to the runway based on signals from the antenna elements 1L to 7L and the antenna elements 1R to 7R, for example, information indicating a change in the high frequency phase of the signal radiated from the antenna array 4. . The integral monitor 5 generates and outputs a course signal and a course width signal.
次に、以上のように構成される第2の実施形態に係るILSのローカライザ空中線装置の動作を説明する。外部の図示しない送信機から送られてくるCSB信号はCSB電力分配器1に、SBO信号はSBO電力分配器2にそれぞれ入力される。
Next, the operation of the ILS localizer antenna apparatus according to the second embodiment configured as described above will be described. A CSB signal sent from an external transmitter (not shown) is input to the
CSB電力分配器1は、入力されたCSB信号の電力分配を行い、高周波ブリッジ回路3に送る。また、SBO電力分配器2は、入力されたSBO信号の電力分配を行い、高周波ブリッジ回路3に送る。高周波ブリッジ回路3は、CSB電力分配器1から送られてきた信号およびSBO電力分配器2から送られてきた信号を合成し、滑走路中心から左側用の空中線素子1L〜7Lと右側用の空中線素子1R〜7Rとに送る。
The
空中線アレイ4(滑走路中心から左側用の空中線素子1L〜7Lと右側用の空中線素子1R〜7R)は、高周波ブリッジ回路3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インテグラルモニタ5に送られる。 The antenna array 4 (the antenna elements 1L to 7L for the left side and the antenna elements 1R to 7R for the right side from the center of the runway) convert the high frequency signal sent from the high frequency bridge circuit 3 into a radio wave and radiate it. At the same time, high-frequency signals picked up from a plurality of antenna elements are sent to the integral monitor 5.
インテグラルモニタ5は、滑走路中心から左側用の空中線素子1L〜7Lでピックアップされた高周波信号と右側用の空中線素子1R〜7Rでピックアップされた高周波信号とを合成し、滑走路中心線を示す信号およびコース幅を示す信号を生成する。そして、これらの信号に基づき空中線アレイ4から放射された信号の高周波位相の変動を示す情報を表示する。 The integral monitor 5 combines the high frequency signal picked up by the left antenna elements 1L to 7L from the center of the runway and the high frequency signal picked up by the right antenna elements 1R to 7R to indicate the runway center line. A signal and a signal indicating the course width are generated. Based on these signals, information indicating the fluctuation of the high-frequency phase of the signal radiated from the antenna array 4 is displayed.
以上説明したように、第2の実施形態によれば、CSB電力分配器1およびSBO電力分配器2を、2同軸カップララインを用いて構成したので、ILSのローカライザ空中線装置を小型に構成することができる。したがって、電力分配器の収納スペースを小さくできるので収納ケースの小型・軽量化が可能になり、ICAOが要求する脆弱性を満たすように構成することが容易になる。
As described above, according to the second embodiment, since the
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。 As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1 CSB電力分配器
2 SBO電力分配器
3 高周波ブリッジ回路
4 空中線アレイ
5 インテグラルモニタ
10、20 プリント基板
11〜15 CSB電力分配器用の分配器
21〜25 SBO電力分配器用の分配器
31 内部導体
32 第1絶縁体
33 第2絶縁体
34 外部導体
DESCRIPTION OF
Claims (3)
入力されたサイドバンド信号のみから成るSBO信号の電力分配を分配比の異なる複数の2同軸カップララインで行って出力するSBO電力分配器と、
を備えることを特徴とするILSのローカライザ空中線装置用電力分配器。 A CSB power distributor that performs power distribution of a CSB signal composed of an input carrier signal and a sideband signal by a plurality of two coaxial coupler lines having different distribution ratios;
An SBO power distributor for performing power distribution of an SBO signal consisting only of input sideband signals by a plurality of two coaxial coupler lines having different distribution ratios;
A power distributor for an ILS localizer antenna device.
入力されたサイドバンド信号のみから成るSBO信号の電力分配を分配比の異なる複数の2同軸カップララインで行って出力するSBO電力分配器と、
前記CSB電力分配器からの信号と前記SBO電力分配器からの信号とを合成する高周波ブリッジ回路と、
前記高周波ブリッジ回路からの信号を電波に変換して放射する空中線アレイと、
前記空中線アレイからピックアップされた信号に基づき滑走路への進入に関する情報を表示するインテグラルモニタと、
を備えることを特徴とするILSのローカライザ空中線装置。 A CSB power distributor that performs power distribution of a CSB signal composed of an input carrier signal and a sideband signal by a plurality of two coaxial coupler lines having different distribution ratios;
An SBO power distributor for performing power distribution of an SBO signal consisting only of input sideband signals by a plurality of two coaxial coupler lines having different distribution ratios;
A high-frequency bridge circuit that combines a signal from the CSB power divider and a signal from the SBO power divider;
An antenna array that radiates by converting a signal from the high-frequency bridge circuit into a radio wave, and
An integral monitor that displays information about the approach to the runway based on signals picked up from the antenna array;
An ILS localizer antenna device, comprising:
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