JP2623914B2 - 無指向性無線標識システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、航空機または船舶に搭載した自動方探受信
機によって、航空機または船舶から標識局を望む方位角
を得ると共に局識別符号を聴取し相手標識局を確認する
手段を有する航法システムに関し、特に無指向性無線標
識システムに関する。

〔従来の技術〕

現在、この航法システムは広く世界に普及し、次世界
に互っての使用が見込まれている。しかし航空および船
舶交通の発展にともなって、置局数が増加し周波数割り
当てが困難化し、したがって隣接周波数混信、同一周波
数混信を解決しより多数の局の設置が望まれている。

従来、無指向性無線標識は長波電波が使用されかつ全
方向性を必要とすることから地上標識はは無指向性空中
線が用いられており、D/U比を15dB以上取ることが唯一
の手段である。無指向性無線標識は、連続波の送信と共
にほぼ常時航空用では1020Hz、船舶用では400Hzで両側
帯波振幅変調され、更に所定の間隔約30秒に少なくとも
一回、モールス符号による３英文字符号程度が送信さ
れ、また船舶用においては音声変調も認められている。

〔発明が解決しようとする課題〕

現状における同一周波及び隣接周波数混信妨害の問題
点は、常時単音両側帯波が存在するため受信帯域を狭く
出来ないこと、単音変調が常時存在するために隣接する
チャネルに対しても連続的な混信を生じ方位誤差の発生
及び識別符号の解読が困難になることである。

しかるに本発明の目的は、従来の受信機との結合にお
いては従来と同様な性能を有し、新しい受信機との組み
合わせにおいては受信帯域幅の減少を可能とし他局から
の隣接周波数干渉を改善できるばかりでなく、同一周波
数干渉においても方位誤差の発生を改善し従来の干渉基
準を改善し置局密度を上げうる無指向性無線標識を提供
することにある。更に、上に述べた不具合を現行の受信
機との共存性を確保しながら改善することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、現行の振幅変調による識別符号方式
に加え、振幅変化を伴わず方位探知動作に殆ど影響しな
い低速度の位相変調による新識別符号送信を併用する新
無線標識を提供し、また現行の無線標識との共用が可能
で同一周波数及び隣接周波数干渉に関し、角度誤差およ
び識別符号復調の両方に対し優れた受信機の製作を可能
とする新しい無指向性無線標識システムが得られる。

この方法によれば、新無線標識と新受信機の組み合わ
せにおいては、その狭帯域性のため隣接周波数の干渉を
格段に改善することができ、また同一周波数干渉に対し
ては位相変調により角度誤差は正負に分散し角度誤差を
改善できる。またさらに、識別信号は近代デジタル通信
手法によって干渉特性を改善できる。

一方、新無線標識および新機上装置は現行の機能特性
を兼ねており共存が可能である。このように本発明は既
に広く普及した無指向性無線標識の環境下において、何
ら混乱無く実施できるものであり受入易く望ましい問題
解決手段である。

〔実施例〕

つぎに本発明の実施例の図面を利用して本発明を詳細
に説明する。第１図は本発明による無指向性無線標識の
系統図である。図で１は空中線,2は振幅変調送信機,3は
1020Hzモールス符号による識別符号発生器であり、４は
時間軸発生器である。従来はこの構成により１分間に８
回程３英文字の識別符号を送信し、その周波数は200〜4
00KHz程度の長中波である。機上方位探知装置は搬送波
の到来方向を方探し識別符号を復調する。

本発明の実施のため追加する手段は、従来の送信系の
中に存在した搬送波発生器６の出力を受けランダム位相
変調する位相変調手段５を加える。従って新無線標識シ
ステムは振幅変調及び位相変調の両方で識別符号を送信
する。

第２図は本発明による新識別符号変調を概念を示して
おり、第２図（ａ）に示すように現行どうり1020Hzの単
音をモールス符号により変調し１分間に８回ほど英文字
３文字程度送信している。新無線標識は新幅変調に加
え、第２図（ｂ）に示すように10BPS程度の低速度ISOコ
ード等のデジタル符号により現行識別符号の内容を含む
新識別信号を送信する。使用する位相変調方式はCMSK
（Gaussian Minimum Shift Keying）等の振幅変調を殆
ど伴わない連続的位相変調方式を用いることが望まし
い。この結果、従来の機上方探装置との共用が保証され
る。

その詳細を第３図及び第４図を参照して説明する。第
３図は従来の最も基本的の構成の機上方位探知装置の系
統図である。７はループアンテナ,8はセンスアンテナ,9
はループ入力回路である。10はアンテナ7,8で受信した
場合の位相差を補正するための90度位相回路である。11
は位相回路10の出力を位相反転する変調器でありかつセ
ンスアンテナ８の信号との合成器である。このための変
調信号は駆動回路12から供給され、サイン波形または矩
形波であって通常48Hz程度の周波数が用いられている。
この目的はループアンテナ７に誘起される信号をセンス
アンテナと相対比較しループ角度に関する情報のみを検
出することにありまた交流変調の目的はループの駆動の
ためである。相対比較をしているため、現在行っている
振幅変調分に伴う副次的な影響も除かれるし、新しく位
相変調を行ってもその影響は変調合成器の出力には影響
しない。13は高周波増幅器,14は混合器,15は局部発信
器,16は中間周波増幅器,17は検波器である。振幅変調に
よる識別信号はここで復調されて出力として聴音され
る。この際1020Hz成分を良く通すろ波器18が入るのが普
通である。前記のループ角度に関する情報を含んだ48Hz
で変調された角度誤差信号は検波器17から取り出される
ループ駆動増幅器19を経て駆動系20によってループと回
転制御する。

方位探知が正しく行われると、ループアンテナからの
信号は殆んど零になるので識別信号の聴取はろ波器の作
用と相まって明瞭である。現在の機上方位探知装置は帯
域幅として振幅変調成分を十分通過させるために2KHz程
度である。また隣接周波数の混信の側帯波は殆ど連続で
あるため方位探知及び識別信号聴音にとって影響が大き
い。第４図は本発明に対応する新しい機上方位探知装置
の系統図である。第３図と同じ機能をもつ構成要素は同
じ番号を付してあるため説明を省略し新しく設けた部分
を重点に説明する。21新識別符号と48Hz成分を十分通過
させうる狭帯域中間周波ろ波器である。17′は検波器,2
2は新識別信号復調器,23は音声信号への変換器でありこ
の出力は従来のようにモールス符号を発生することがで
きる。

このように新方位探知装置は従来の信号を受信し方位
探知できると共に、新識別符号を受信する際には従来よ
り格段に狭い帯域で十分なため隣接周波数混信を抑圧す
ることが可能でありまた従来より狭い割り当てが可能で
ありその効果は著しい。

次に、新識別符号の採用によるこのほかの著しい特徴
に関し説明する。即ち従来の無指向性無線標識において
同一周波数干渉によって生じていた方位各並びに識別信
号に関する干渉が新識別信号の付加によって著しく改善
されることを説明する。第５図は２局の同一周波数無線
標識が設置された覆域周辺部において有意的干渉が生ず
る状態を示す概念図である。即ちゆっくりしたビート状
態にあり、それぞれ最大の誤差が発生する２局を結ぶ線
に直角方向に受信点がある場合を示しており方位探知装
置は２局の信号が合成された位相面の法線方向を追尾す
るため角度誤差は＋から−にゆっくり変化することとな
る。このため規格値に近い誤差の周期的発生とか操縦士
に対する不安感を与えたりあるいは航空機が追従して航
空機が揺らぎ乗り心地が悪い。

このような条件下にあって、新識別信号を採用すると
搬送波の位相がほぼランダムに比較的速く変化すること
となる、方位探知系の追従はゆっくりしておりこれらの
変動を十分に吸収し平均値を指示し誤差を著しく改善す
ることができる。第６図は新識別符号変調による角度誤
差の改善される様子を示し、ａ）は新識別変調の結果角
度誤差が正負に分散する様子を示し、ｂ）は方位探知系
の追従系によって平均化される誤差が緒く改善されるこ
とを示している。この改善効果は新旧の組み合わせ、並
びに新同志の組み合わせにおいて共に有効である。また
新識別符号変調において通信技術としては公知の誤り訂
正符号を採用し受信系で誤り訂正を実施することにより
従来識別信号の復調の干渉妨害をも著しく改善できる。
期待値としては現行の15dBに対し少なくとも3dB以上改
善できる。この効果は旧識別信号の側帯波に帯しても新
識別符号のための位相変調が及ぶため同様の効果が期待
できる。必要な帯域幅については新識別信号の変調が極
めて遅いため現行の2KHzと比較して僅か増えるにすぎな
い。

以上述べたように、本発明時実施による改善効果は著
しくしかも何等の不都合無く新旧システムが共存できる
ため現行システムが広く普及した環境下において受け入
れ易いものであり国際合意ができ易い。

今例に挙げた機上方位探知装置は一例であり、各種の
装置に対し副次的誤差要素や不具合の有無を確認する必
要が幾分残されている。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、振幅変化を伴わ
ず方位探知動作に殆ど影響しない低速度の位相変調によ
る識別符号送信を併用することで、現行のシステムと共
用が可能で、角度誤差及び識別符号復調の両方に対して
優れた受信機を可能とする無指向性無線標識システムが
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統図である。第２図
は現行振幅変調識別信号及び第二の識別信号の比較説明
図であり、（ａ）は現行のモールス符号による識別信号
振幅変調時間関係図を示し、（ｂ）は新しい疑似ランダ
ム位相変調による識別信号変調の概念と識別符号構成例
を示す。第３図は現行の機上用方位探知装置系統図を示
す。第４図は本発明に対応する新機上方位探知装置系統
図を示す。第５図は２局の同一周波数干渉による誤差発
生の概念を示している。１は干渉を与えている他標識局
を示し、２は他標識局によるある瞬間の等位相面を示
し、３は干渉を受ける自標識局を示し、４は自標識局に
よるある瞬間の等位相面を示す。５および５′はある瞬
間の少し誇張した合成位相面を示し、かつそのうち正負
誤差が最大になる場所を示している。矢印は各々に対す
る方位指示方向を例示している。第６図は新識別符号変
調による角度誤差の改善される様子を示し、ａ）は新識
別変調の結果角度誤差が正負に分散する様子を示し、
ｂ）は方位探知系の追従系によって平均化され誤差が著
しく改善されることを示している。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】航空機あるいは船舶に搭載した自動方探受
   信機によって、前記航空機あるいは船舶から標識局を望
   む方位角を得るとともに、局識別符号を聴取し相手標識
   局を確認する手段を有する無指向性無線標識システムに
   おいて、 振幅変調による識別符号に加え、低速の位相変調であっ
   てかつ搬送波の振幅変化を伴わず識別符号変調時間を含
   む全時間に亙りほぼランダムな位相変化を生ずるような
   符号方式を用い識別符号を含む情報で変調する手段を具
   備することを特徴とする無指向性無線標識システム。