JP3866557B2 - 航空機検知装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空港の滑走路、誘導路等を走行する航空機の通過有無を判断し、航空機の地上誘導を行う地上走行誘導管制システム（ＳＭＧＣＳ）に利用される航空機検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の地上走行誘導管制システムは、誘導路等を走行する航空機の移動位置を検知し、誘導路等に設置される誘導路中心線灯を始め、停止線灯の点灯・消灯制御を実施し、空港内の安全な運用を確保している。
【０００３】
ところで、従来、誘導路等を移動する航空機を検知する場合、幾つかの航空機検知方法がある。
【０００４】
その１つは、航空機が移動する誘導路等の両サイドのうち、一方のサイドに光信号、マイクロ波などを送信する送信機、他方のサイドには光信号、マイクロ波を受信する受信機が設置され、送信機から送信された信号が遮断されたとき、受信機側では航空機が通過したことを検知する方法である。
【０００５】
他の１つとしては、誘導路等の一方のサイドにパルス発生器を設置し、他方のサイドに反射板を設置し、パルス発生器から発生されるパルス信号の反射時間から航空機の通過を検知する方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような航空機検知方法では、航空機の比較的低位置である車輪が通過したとき、その車輪通過による遮断等から航空機の通過を検知するものであって、１台の航空機を連続的に検知できないこと。また、車両、人間、航空機等の識別ができない問題がある。
【０００７】
何れにせよ、地上走行誘導管制システムにおいては、空港内の航空機を死角なく捕捉する必要があり、センターの空港面探知レーダ（ＡＳＤＥ）の他に、航空機の移動する誘導路等に複数の航空機検知センサを設置することにより、航空面上の航空機が計画通りに航行しているかを判断する必要があるが、現状では未だに不十分な状況にある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、航空機の異常接近状態を確実に検知可能とする航空機検知装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、航空機と他の物体である例えば車両、人間等とを容易に識別可能な航空機検知装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、空港の誘導路、滑走路の所要とする場所に設置され、移動体に関する情報を有線または無線により上位のコンソールに送信し、前記コンソールから航空機の移動経路の決定のもとに出力される制御信号に基づいて前記誘導路、滑走路等に設けられた所定の灯火の点灯・消灯を制御する航空機検知装置において、前記航空機の移動経路となる前記誘導路及び滑走路の所要とする場所に前記航空機の全長を越える長さを有する間隔で設置され、前記移動体の通過によって変化するレベル信号を検知し各該当子局を介して監視信号として送信する複数の移動体検知センサと、各該当子局から送信されてくる監視信号のうち、隣接する移動体検知センサで受信された監視信号を比較し、一部重複受信、一方の前記移動体検知センサの所定時間断による連続受信及び一方の前記移動体検知センサの瞬時断による連続受信かを判断し、前記一部重複受信または前記所定時間断による連続受信と判断したとき、前記該当子局に移動体の異常接近による警報制御信号を送信する前記コンソールと、このコンソールから警報制御信号を受けると、異常接近状態を表示または音声案内する各子局とを備えた構成である。
なお、前記移動体検知センサとしては、複数方向から入射する電波強度を検知する複数の指向性平面アンテナを配置し、前記子局は、それぞれ複数の指向性平面アンテナによる電波強度に対応する前回値および今回値の受信レベルの変化から移動体の有無を判断し、前記コンソールに送信する演算処理制御手段を備えた構成である。
【００１１】
本発明は以上のような構成とすることにより、隣接する移動体検知センサが所定の受信レベルを重複的に検知したり、同一の検知センサで断続しながら連続的に移動体を検知したとき、先行および後続の移動体が接近と判断し、隣接する移動体検知センサが所定の時間間隔をもって移動体を検知したとき、所要の間隔で移動体が通過していることを判断しコンソールに通知するので、航空機を安定に誘導することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
先ず、本発明に係る航空機検知装置の各実施の形態を説明するに先立ち、当該航空機検知装置を適用するための地上走行誘導管制システムの２つの例について図１および図２を参照して説明する。なお、図１は上位システムに接続される親局と灯火Ｌ／航空機検知センサＣを備えた各子局との間で電力線を利用して相互に通信を行う電力線搬送を用いたシステムを示す構成図であり、図２は上位システムであるオペレータコンソールと灯火Ｌ／航空機検知センサＣを備えた各子局との間で無線にて通信を行うシステム構成図である。
【００２２】
図１に示す地上走行誘導管制システムは、中央監視室等に設置され、空港内の航空機を誘導する誘導灯，停止線灯等の各種灯火Ｌ，航空機検知センサＣ等の動作状態表示、これら灯火Ｌ，航空機検知センサＣ等の動作に対する航空機を誘導するための経路を決定し、また決定内容に応じて灯火Ｌの点灯・消灯制御信号を送出し、さらに監視結果に基づいて管制官が所要とする操作を行うオペレータコンソール１およびこのコンソール１との間で相互に信号の授受を行う監視制御盤２等を備えた上位システム３と、商用交流電源から所定の定電流電源波形を発生する電源発生装置（ＣＣＲ）４と、この電源発生装置４から導出される電力線５の電源発生装置４の出力側に比較的近い位置に設けられたバイパスフィルタ機能をもったフィルタ装置６と、このフィルタ装置６から親局専用変成器７を介して接続され、各種の灯火Ｌ、航空機検知センサＣの動作状態である監視信号を収集し上位システム３に通知したり、また上位システム３からの制御信号を伝送可能な信号に作成するデータ処理演算制御部および伝送可能な制御信号を電力線５の電源波形に重畳する電力線モデム等を備えた親局８と、電源発生装置４から導出される電力線５に直列にそれぞれゴムトランス９を介して接続され、各灯火Ｌ，…やセンサＣ，…の動作状態を個別に監視し、この監視結果の信号を伝送可能な信号に作成するデータ処理演算制御部および伝送可能な監視信号を電力線５の電源波形に重畳する電力線モデム等を備えた各子局１０と、電源発生装置４から電力線５を介して電力の供給を受ける前記灯火Ｌ・航空機検知センサＣとによって構成されている。
【００２３】
さらに、各子局１０には灯火Ｌ，航空機検知センサＣの他、誘導案内灯Ａの何れか１種または２種以上が設けられている。
【００２４】
このシステムは、各子局１０に接続される灯火Ｌ、航空機検知センサＣなどの動作状態である監視信号を電力線モデムにより電力線搬送し親局８に送信する。親局８は、各子局１０からの監視信号を監視制御盤２を経由しオペレータコンソール１に送信する。オペレータコンソール１は、送信されてくる監視信号に基づいてオペレータコンソール画面に表示されるシステムフローの該当灯火図形を点灯表示する一方、コンソール内演算処理部により航空機の経路を決定し、その決定経路に従って必要な灯火Ｌを点灯・消灯制御する制御信号を監視制御盤２を経由し親局８に送信する。親局８は、電力線モデムにより、制御信号を電力線搬送し、該当する各子局１０に送信し、当該子局１０に接続される必要な灯火Ｌを点灯・消灯制御する。また、オペレータコンソール１は、経路選択結果の信号を該当子局１０に接続される誘導案内灯Ａに表示し、パイロットに対して誘導を行う。このシステムは、航空機（他の移動体も含む）の通過を検知し、通過時の航空機検知センサＣの検知信号を親局８を介して上位システム３に伝達し、次の経路決定に伴う制御信号を子局１０に送信する。なお、親局８と各子局１０との通信については特に限定するものでなく、従来周知の種々の通信手段が用いられる。
【００２５】
例えば図２はその１つの例であって、前述するように無線通信にて信号を授受する例である。具体的には、公衆回線網１１にルータ１２を介してオペレータコンソール１が接続されている。このオペレータコンソール１は、機能的には各子局１０からの監視信号を収集する親局の機能をも備え、公衆回線網１１に接続される各子局１０近くの基地局１３で受信される特定の子局１０の監視信号を公衆回線網１１である有線通信回線を通して受信する構成となっている。
【００２６】
一方、各子局１０は、誘導路１４、滑走路１５所要の個所および所要の間隔で設置される灯火Ｌ、航空機検知センサＣ、誘導案内灯Ａの何れか１つ以上を備え、無線モデム１６が接続されている。この無線モデム１６には送受信用アンテナ１７および受信用アンテナ１８が設けられ、当該無線モデム１６にて所定周波数信号を該当子局１０から出力される監視信号で変調し、送受信アンテナ１７から送信し、公衆回線１１に接続される基地局１３で受信される構成である。なお、図中１９は空港のエプロンである。
【００２７】
従って、以上のような地上走行誘導管制システムにおいては、各子局１０から送信される灯火Ｌ、航空機検知センサＣ等の動作状態を収集し、オペレータコンソール画面に表示する一方、これら動作状態に基づいて航空機の移動経路を決定し、必要に応じて管制官の操作により、誘導案内灯Ａの表示を含めて制御信号を各子局１０に送信することにより、航空機の移動軌跡を目視により調査することなく、オペレータコンソール１からの遠隔操作により、航空機を適切な方向に誘導可能である。また、多数の子局１０に接続される灯火Ｌを通信にて一括制御することが可能となる。よって、空港の自動運用により、空港の運用面でのコストダウンを図ることができる。
【００２８】
次に、以上のような地上走行誘導管制システムに適用する本発明に係る航空機検知装置の各実施の形態について説明する。
【００２９】
（第１の実施の形態）
図３は本発明に係る航空機検知装置の第１の実施の形態を説明する図である。
【００３０】
各空港ごとに多少の違いはあるが、一般には、エプロン１９から出発する航空機２０は各誘導路１４を経由し滑走路１５に入り、この滑走路１５から離陸する構成となっている。着陸する航空機の場合には、逆に滑走路１５、所要の誘導路１４を通りエプロン１９に進んで停止する。
【００３１】
このような空港において、誘導路１４どうしの交差場所、誘導路１４と滑走路１５との交差する場所その他の所要とする場所に停止線（ストップバー）灯Ｌ、航空機検知センサＣおよび誘導案内灯Ａが設置され、これら各設備が対応する子局１０に接続されている。隣接する停止線灯Ｌ間には連続的に航空機２０の移動を捕捉するために航空機検知センサＣ，…が設置されている。各航空機検知センサＣ−Ｃの間隔は航空機の全長を越える長さ（例えば最低でも１００ｍ）に設定する。
【００３２】
この停止線灯間に設置される航空機検知センサＣは、後続する航空機が異常接近していないかを検知するために用いられる。例えば図３（ａ）に示す○部分のエリアについて検討すると、当該エリアには航空機検知センサＣ（ＮＯ．１）と航空機検知センサＣ（ＮＯ．２）とが設置されている場合、同図（ｂ）に示すように隣接する２つの航空機検知センサＮＯ．１と航空機検知センサＮＯ．２とによる一部重複検知の場合、あるいは同一の航空機検知センサ例えばＮＯ．１で断続しながら連続して航空機を検知した場合、何れも航空機の接近が想定できるので、オペレータコンソール１では各子局１０からの検知信号である監視信号に基づいて異常接近に対する警報制御信号を該当する子局１０に送信し、誘導案内灯Ａまたは音声発生器（図示せず)に異常接近に対する警報を案内または音声発生し、パイロットに促すものである。但し、検知信号が瞬間的に検知無しとなった場合、センサ側の見落としの可能性や人間その他の小動物の通過等により一時的に途切れる場合があるので、このような場合には同一の航空機とみなし、航空機の移動方向に誘導するなどの必要な処理を実行する。
【００３３】
従って、以上のような実施の形態によれば、誘導路１４どうしの交差場所、誘導路１４と滑走路１５との交差する場所その他の所要とする場所に設けられる停止線間に予め航空機の全長を越える長さで等間隔に航空機検知センサＣを設置することにより、航空機の移動軌跡を連続的に監視することが可能であり、ひいては航空機の移動経路をスムーズに決定できる。
【００３４】
（第２の実施の形態）
図４ないし図６は本発明に係る航空機検知装置の第２の実施の形態を説明する図である。なお、図４は航空機検知センサとして機能する送受信用平面アンテナの配置図、図５は各アンテナからの受信信号を取得するための構成図、図６は子局内演算処理制御部のデータ処理例を説明する図である。
【００３５】
この航空機検知装置においては、例えば滑走路１５の中心線上に所要とする間隔で灯火Ｌが設置されているが、図４に示すように各灯火Ｌの回り、例えば灯火Ｌの四方向にそれぞれ検知センサとして機能する指向性平面アンテナＣａを配置する構成である。これら各アンテナＣａは、図示矢印で示すように一定の方向からの無線電波だけを受信する指向性をもたせている。
【００３６】
この各指向性平面アンテナＣａは、図５に示すようにフエージングの効果を軽減するために送受信用アンテナ素子Ｃａａ及び受信専用アンテナ素子Ｃａｂで構成されるダイバーシチアンテナ方式を採用し、これら各灯火Ｌの回りの各送受信用平面アンテナＣａは子局１０に接続されている。
【００３７】
この子局１０は、各送受信用平面アンテナＣａの送受信入出力端を所定の順序で順次選択し、各送受信用平面アンテナＣａの電波受信強度を取り込むマルチプレクサ２１、このマルチプレクサ２１で順次取り込んだ受信データを順次記憶する記憶部２２および記憶部２２に記憶される受信データを用いて所定の演算処理を実行し、航空機を含む移動体の有無を判断するＣＰＵで構成される演算処理制御部２３が設けられている。
【００３８】
この演算処理制御部２３による処理は、各送受信用平面アンテナＣａの電波受信強度を順次取り込で記憶する一方、図６に示すような処理を実行する。すなわち、各送受信用平面アンテナＣａの受信強度をチェックするために、今回受信強度と前回の受信強度とを比較し、今回受信強度が前回受信強度以下か否かを判断し（Ｓ１，Ｓ２）、今回受信強度が前回受信強度以下であれば、受信低下レベルを算出する（Ｓ３）。この算出された受信低下レベルが予め定めるレベル以下となったとき、移動体，つまり航空機有りと判断する（Ｓ４）。
【００３９】
ところで、通常、各送受信用平面アンテナＣａは、航空機等の移動体が存在しない場合でも公衆回線網の基地局１３から発せられる電波を受けて一定の受信レベル状態を保持している。この状態において、移動体が各送受信用平面アンテナＣａ上を通過すると、受信レベルが低下するので、この受信強度の変化を取得することにより、航空機の有無を判断する。例えば車両のように地表との間隔が短い場合、つまり各送受信用平面アンテナＣａ上に車両が存在する場合、当該送受信用平面アンテナＣａの受信レベルはほぼ零となる。一方、胴体が地表から十分離れているような航空機の場合、受信レベルが多少低下するものの、零にはならない。また、機体の大きさにより複数の灯火Ｌの配置される送受信用平面アンテナＣａの受信レベルに影響を及ぼすので、子局１０の構成要素である演算処理制御部２３では移動体の有無、さらには航空機、車両の何れかを容易に判断することが可能となる。
【００４０】
従って、以上のような実施の形態によれば、空港内に配置される灯火Ｌの周囲に複数の送受信用平面アンテナＣａを配置し、これら送受信用平面アンテナＣａで受信される電波の受信レベルを順次取込み、今回受信レベルと前回受信レベルとを比較することにより、当該送受信用平面アンテナＣａにより移動体の有無、航空機と車両との識別を容易に検知することができる。
【００４１】
（第３の実施の形態）
図７ないし図９は本発明に係る航空機検知装置の第３の実施の形態を説明する図である。なお、図７は航空機検知センサとして機能する音声入力器の配置図、図８は各移動体から発する音の周波数の種類を説明する図、図９は子局内演算処理制御部のデータ処理例を説明する図である。
【００４２】
この航空機検知装置においては、図７に示すように各種の灯火Ｌの周囲、または灯火Ｌ下部の複数個所或いは灯火Ｌ下部への埋込み型により、航空機センサとして機能する指向性をもった複数の音声入力器（例えばマイクロホン等）Ｃｂ１，Ｃｂ２が設置されている。この音声入力器Ｃｂ１，Ｃｂ２は移動体の音声を集音するための機器であり、同時に指向性をもたせることにより、ある方向からの音声を取得可能とするものである。
【００４３】
ところで、各種移動体の音声の周波数および音声のスペクトラム振幅は、図８に示すように移動体である航空機のエンジン音の周波数と車両のエンジン音の周波数、さらには航空機や車両の機種に応じてもそれら音の周波数は異なり、またスペクトラム振幅も同様である。なお、図中の点線楕円丸内のスペクトラム振幅は、ある航空機のエンジン音に対する周波数βＨｚのスペクトラム振幅を表したものであり、他の移動体のエンジン音に対する周波数αＨｚ、γＨｚと明らかに異なることを表している。
【００４４】
図９は子局１０を構成する演算処理制御部２３による一連の処理例を説明する図である。先ず、灯火Ｌに付随して配置される複数の音声入力器Ｃｂ１，Ｃｂ２を用いて、空中の音声を取り込んで演算処理制御部２３に送出する。この演算処理制御部２３は、複数の音声入力器Ｃｂ１，Ｃｂ２からの音声信号を取得し（Ｓ１１）、この音声信号の周波数およびスペクトル振幅と前記記憶部２４に格納される音の周波数およびスペクトル振幅とを比較し、音の周波数およびスペクトル振幅に対応する移動体を特定する（Ｓ１２）。
【００４５】
また、所定の距離をもって配置される２つの音声発生器Ｃｂ１，Ｃｂ２とこれら音声発生器Ｃｂ１，Ｃｂ２で拾う音声レベルの大小から決定される移動体の音源とを結ぶ三角法に基づいて移動体の方向を算出する（Ｓ１３）。
【００４６】
しかる後、演算処理制御部２３は、移動体の方向から自身の走査範囲内にあるか否かを判断し（Ｓ１４）、走査範囲内であれば例えば音声発生器Ｃｂ１で検知される今回音声レベルと前回音声レベルとから移動体の速度を算出し（Ｓ１５）、それぞれ算出された移動体の種類、方向及び速度データを記憶部２４に保存す。
【００４７】
ここで、演算処理制御部２３は、灯火Ｌの識別データとともに記憶部２４に保存された各種データを無線モデム１６にてオペレータコンソール１に無線送信する。
【００４８】
従って、以上のような実施の形態によれば、空港内に設置される灯火Ｌの近傍に複数の音声入力器Ｃｂ１，Ｃｂ２を配置し、この音声入力器Ｃｂ１，Ｃｂ２で拾う音の性質および音声入力器Ｃｂ１，Ｃｂ２の配置距離等を用いることにより、容易に移動体の機種、方向及び速度を検知でき、オペレータコンソール１による経路の決定ないし管制官による操作を円滑に行うことが可能となり、空港の安定運用を図ることができる。
【００４９】
なお、航空機検知センサＣの他の例について図１０を参照して説明する。この図は子局１０との関係についても記載している。
【００５０】
すなわち、図１０は航空機検知センサＣと子局１０とからなり、この子局１０は、ＣＰＵで構成される演算処理制御部２３、記憶部２２（２４）と、上位の親局８またはオペレータコンソール１との間で相互に信号の授受を行う通信用モデム部をもつ通信手段２５とによって構成される。
【００５１】
前記航空機検知センサＣは、送信回路部２６ａおよび受信回路部２６ｂを有し、送信回路部２６ａには送受信用アンテナ２７が接続され、演算処理制御部２３からの制御指令に基づいて所要とする信号である例えばマイクロ波を送信し、その反射波を送受信用アンテナ２７および受信回路部２６ｂにて受信する構成である。
【００５２】
前記通信手段２５は、演算処理制御部２３で処理された航空機検知センサＣの検知信号を所要とする伝送形式にあう信号に変換し親局８などに伝送するモデムをもつ上位通信用送信部２５ａおよび親局８等から伝送されてくる制御信号を受信し演算処理制御部２３で処理可能な信号に変換するモデムをもつ上位通信用受信部２５ｂが設けられている。
【００５３】
前記演算処理制御部２３は、所定の周期で送信回路部２６ａに送信指令を出力し、受信回路部２６ｂで受信された航空機からの反射波である検知信号を所要の信号に変換処理して通信手段２５に送出し、また通信手段２５により受信された制御信号に基づいて所要の処理を実行する機能をもっている。
【００５４】
（第４の実施の形態）
図１１ないし図１３は本発明に係る航空機検知装置の第４の実施の形態を説明する図である。図１１は航空機検知センサＣ側に設けられるアンテナ角度可変用出力回路図、図１２は平面アンテナを説明する図、図１３は移動体の種類と反射との関係を示す図である。
【００５５】
この実施の形態は、能動的に送信アンテナから出力される送信信号を電気的に上下方向に振りながら送信し、その反射波から移動体を検知する例である。
【００５６】
図１１に示す航空機検知センサＣの出力回路は、順次自動的に切替選択される「１」〜「８」端子と、これら「１」〜「８」端子のうち、２つの端子が接続され、各端子から入力される信号を２方向に分岐して出力する、一辺が１／４波長の正方形の伝送線路であるハイブリッド回路３１ａ〜３１ｄと、各ハイブリッド回路３１ａ〜３１ｄの２分岐出力のうち、一方の出力を所定移相分だけ遅らして出力する移相器３２ａ〜３２ｄと、これら移相器等から出力される信号を２分岐するハイブリッド回路３３ａ〜３３ｄおよび所定位相分だけ遅らして出力する移相器３４ａ〜３４ｄと、さらに２分岐するハイブリッド回路３５ａ〜３５ｄとを備え、これらハイブリッド回路３５ａ〜３５ｄからアンテナ駆動出力部＃１〜＃８から時間差をもたせつつ給電し、順次他の「２」〜「８」端子も選択して出力することにより、送信用平面アンテナ３６を図１３に示すように電気的に１Ｒ、２Ｒ、３Ｒ、４Ｒの走査角度で送信信号を振る構成となっている。
【００５７】
図１２は平面アンテナ３６であって、横（行）方向８×縦（列）方向８＝６４個の正方形アンテナパターンを用い、アンテナ駆動出力部＃１〜＃８の出力を送信用平面アンテナ３６の給電点に供給することにより、「１」端子信号入力時に最上段横方向の８個の正方形アンテナパターンから信号を送信し、「２」端子信号入力時には次の段の横方向の８個の正方形アンテナパターンから信号を送信し、同様に下方向段に移す走査を行うことにより、１Ｒ、２Ｒ、３Ｒ、４Ｒの走査角度をもつように送信信号を送信する。
【００５８】
つまり、送信用平面送信アンテナ３６としては、複数の正方形のパターンを用い、送信用平面アンテナの給電点に対角線上に給電することにより、送信用平面アンテナ３６から円偏波の信号を送信する。
【００５９】
よって、送信用平面アンテナ３６を用い、図１３に示すように１Ｒ〜４Ｒの走査角度で送信信号を走査すれば、例えば複雑な構造体である航空機の場合には同図（ａ）に示すごとく強い乱反射が発生し、受信用アンテナ３７ａ，３７ｂで広範囲にわたって受信する。一方、車両のような単純な構造の場合、一定の走査角の場合にのみ正常反射するので、高いＳ／Ｎで受信が認められる（同図（ｂ）参照）。なお、同図（ｃ）のごとき人間の場合には雑音、あるいは多少のレベル変化が現われる程度で受信する。
【００６０】
従って、以上のような実施の形態によれば、移動体の種類に受信レベルに差が生じるので、航空機とそれ以外の移動機とを容易に識別検知することができる。
【００６１】
（第５の実施の形態）
図１４ないし図１６は本発明に係る航空機検知装置の第５の実施の形態を説明する図である。図１４は航空機検知センサＣの構成図、図１５は時間の経過と共に電圧を可変していく図、図１６は信号発生器による信号の上下の振りを説明する図である。
【００６２】
この航空機検知装置を構成する航空機検知センサＣとしては、図１４に示すように、平面的な波を送受信するホーン型送信アンテナ（信号発信器）４１ａ、ホーン型受信アンテナ４１ｂと、ホーン型送信アンテナ４１ａからの送信波及び移動体からの反射波を挟むように配置し、ステップ的に電圧を可変しプラス（＋）磁界を発生するコイルＡをもつ可変電圧発生器４２ａ及びコイルＢをもつ可変電圧発生器４２ｂとで構成され、送信波および反射波がマイナス（−）電磁波と考えれば、可変電圧発生器４２ａ，４２ｂの電圧を可変することにより、アンテナ４１ａ、４１ｂの送受信方向を段階的に変化させることができる。
【００６３】
図１５は、時間とともにコイルＡに印加する電圧を段階的に高くした場合と時間とともにコイルＢに印加する電圧を段階的に低くした場合を示す図である。
【００６４】
これにより、図１６に示すように上下方向に振りながら送受信波を送受信できるので、受信信号から航空機とそれ以外の移動体とを容易に識別して検知することができる。
【００６５】
この実施の形態においても、図１３と同様の移動体の種類によって受信レベルが異なるので、航空機とそれ以外の移動機とを容易に識別検知することができる。
【００６６】
（第６の実施の形態）
図１７ないし図２１は本発明に係る航空機検知装置の第６の実施の形態を説明する図である。図１７は反射板を設けた図、図１８は走査角度と距離とから対象物を識別する図、図１９は走査角度と対象物の高さとの関係を説明する図、図２０は走査角度と距離とについて時間履歴で反射状態を見た図、図２１は時間履歴から見た対象物の状態図である。
【００６７】
この航空機検知装置は、図１７に示すように誘導路１４、滑走路１５の一方サイドに所要距離ごとに設置され、例えばマイクロ波信号を送信するとともにその反射波の反射時間を計測するマイクロ波送受波機能をもった航空機検知センサＣと、誘導路１４、滑走路１５等を挟んで各航空機センサ２１，…とは反対サイドに設置される反射板４６とによって構成されている。すなわち、航空機検知センサＣと反射板４６は航空機が移動する誘導路の両サイドに対向するように設置される。なお、同図（ａ）は誘導路上に航空機が存在しないときの状態を示す図であって、誘導路のほぼ中央部分から幅方向を見た図である。同図（ｂ）は誘導路上に航空機２０が存在したときの状態を示す図であって、同じく誘導路のほぼ中央部分から幅方向を見た図である。
【００６８】
前記誘導路１４は、３０ｍ〜６０ｍの道路幅を有する中央部と、この中央部道路幅の両サイドにはそれぞれ形成された３０ｍのショルダー部からなっている。従って、航空機検知センサＣから発生されるマイクロ波信号の往復距離はほぼ１８０ｍ〜２４０ｍである。なお、誘導路１４の中央部はその中心ラインが最大高さとなるような盛り上がりを有する三角形状に形成されているが、ショルダー部と同様に平坦に形成されている場合でもよい。
【００６９】
この航空機検知センサＣとしては、前述する図１１ないし図１３に示すように走査角１Ｒ、２Ｒ、３Ｒ、４Ｒの順序で上下方向に電気的に走査する。
【００７０】
通常、航空機等の移動体の表面は航空機検知センサＣと同方向になることは希であり、誘導路１４を挟んでむ航空機検知センサＣと向かい合う対岸位置に反射板４６を設置すれば、航空機がマイクロ波の送信路を遮らないときには反射板４６から安定した受信レベルの反射波を受信することが可能となる。
【００７１】
ところで、航空機検知センサＣの構成である例えば図１０に示す演算処理制御部２３は、反射板４６までの距離と送信周波数から求められる送信時間の間に、マイクロ波のパルス信号を送信させるために、異なる複数の角度信号を順次可変しつつ送信指令を送信回路部２６ａに送出する。この送信回路部２６ａは、順次可変する角度信号の送信指令を受けて、マイクロ波のパルス信号を前記送信時間にわたって送信アンテナ２７から送信する一方（図１８（ａ）参照）、受信回路部２６ｂにタイミング制御信号を送出する。
【００７２】
この受信回路部２６ｂとしては、タイミング制御信号を受けて、同図（ｂ）に示すごとく送信時間の間マスクし、送信時間相当時間を経過した後を見計らってマスクオフとし、受信状態に入る。
【００７３】
そこで、本発明に係る航空機検知装置においては、以下のような前提のもとに航空機と航空機以外の移動体とを識別する。
【００７４】
＊ 航空機検知センサＣの送受信アンテナ２７からマイクロ波のパルス信号を送信するが、１Ｒ、２Ｒ、３Ｒ、４Ｒなる走査角毎に例えばマイクロ波のパルス信号を送信する。
【００７５】
＊ 物体の高さを含む面積と送信波の距離と走査角１Ｒ、２Ｒ、３Ｒ、４Ｒとにより、反射（受信）パターンないし受信レベルが異なること。
【００７６】
従って、この航空機検知装置では、以上のような前提のもとに移動体の種類を識別する。なお、距離に応じて受信レベル等が異なるので、予め距離３０ｍ、６０ｍ、９０ｍ、１２０ｍごとに距離係数０．２５、０．５、０．７５、１．０を設定し、物体の大きさである面積係数×距離係数を乗算する一方、予め航空機、車両ごとに異なる受信しきい値を設定しておけば、各走査角１Ｒ、２Ｒ、３Ｒ、４Ｒ毎に図１８の下段に示すごとく移動体の種類ごとに当該しきい値を越える受信レベルの受信信号を受信することが可能である。なお、航空機が存在せず、パルスの送信信号が１２０ｍまで送信されたとき、反射板４６で反射されて多方向に散乱することから、所定レベルの受信を行うことができない。
【００７７】
因みに、図１９は走査角と移動体の高さとの関係を示す図である。よって、同図から明らかなように、例えば５〜３０度の範囲で、かつ、３０ｍからの反射の場合には航空機、もしくは車両と判断し、また５度までの範囲で、かつ、６０ｍからの反射の場合には車両、１０度までの反射の場合には航空機と識別することができる。
【００７８】
さらに、以上のように走査角１Ｒ、２Ｒ、３Ｒ、４Ｒを可変しつつパルス信号を送信し、受信レベルを検知し、所定時間ごとに複数回（４回）の受信結果をとり、各時間ごとに奥行方向に重ね合わせると、図２０に示すような３次元的な受信パターンを得ることができる。
【００７９】
これら時間的に異なる複数の受信パターンを重ね合わせて連続的に繋ぎ合わせると、図２１に示すような受信パターンを作成することが可能である。つまり、図２１（ａ）は車両の受信パターンであり、同図（ｂ）は航空機の受信パターンとなる。
【００８０】
従って、以上のような実施の形態によれば、走査各角１Ｒ、２Ｒ、３Ｒ、４Ｒを変え、かつ、所定時間ごとに複数回繰り返し、それら所定レベルをもつ受信レベルの受信信号を繋ぎ合せることにより、そのパターン形状から航空機とそれ以外の移動体である車両や人間とを明確に区別して検知することが可能である。
【００８１】
（第７の実施の形態）
図２２ないし図２４は本発明に係る航空機検知装置の第７の実施の形態を説明する図である。
【００８２】
図２２に示す航空機検知装置は、例えば１０．６２５ＧＨｚの送信信号を発生する信号発生器５１と、この発生器５１から発生する信号を増幅する増幅器、所定帯域周波数信号を通すバンドパスフィルタＢＰＦ、移相器及び送信アンテナ等からなる送信系５２と、受信アンテナ、移相器、所定帯域周波数信号を通すバンドパスフィルタＢＰＦおよび信号増幅器等からなる受信系５３と、前記信号発生器５１の送信信号と受信系５３で受信される信号とを混合するミキサー５４と、このミキサー５４の出力から移動体の移動速度を検知する速度検知手段５５と、受信系５３の出力から信号レベルを検知する信号レベル検知手段５６とによって構成されている。
【００８３】
この航空機検知装置は、航空機検知センサＣと移動体との距離が離れるに伴い、大きな物体と小さな物体の差が無くなるので、検知時間とその面積とから移動体の横方向の長さを検知することができる。また、前述するごとく、送信系５２で送信される信号と受信系５３で受信される受信信号とをミキサー５４に入力し、このミキサー５４から送信信号と受信信号との移相差を取出すことにより、移動体の速度を検出する。
【００８４】
また、移相差から移動体の速度を検知する方法以外にも、例えば図２３に示すように２つの受信系５３Ｆ，５３Ｒを設けるとともに、これら受信系５３Ｆ，５３Ｒの受信アンテナ５３Ｆａ、５３Ｒａの向きを垂直方向で、かつ、一方の受信アンテナ５３Ｆａを＋１度、他方の受信アンテナ５３Ｒａを−１度とし、一方の受信信号と他方の受信信号とをミキサー５７に入力することにより、両受信時間のずれから移動体の方向を検知することもできる。図２４は両受信信号から移動体の方向を表している。
【００８５】
なお、以上のような能動的な走査による航空機検知装置に用いる送受信アンテナは、図４、図５の例に示すように埋込み型とし、地表外部に設置することにより、スペース的な問題を解決することができる。このとき、移動体は地表との距離に基づいて反射するので、受信までの時間が短くなる。
【００８６】
そして、各航空機検知センサＣで検知されたデータは、当該センサの識別データ(アドレス）毎にまとめられ、例えば図２５に示すように保存される。
【００８７】
なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、各実施の形態は可能な限り組み合わせて実施することが可能であり、その場合には組み合わせによる効果が得られる。さらに、上記各実施の形態には種々の上位，下位段階の発明が含まれており、開示された複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得るものである。例えば問題点を解決するための手段に記載される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されうることで発明が抽出された場合には、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、１台の航空機を連続的に検知できる航空機検知装置を提供できる。
【００８９】
また、本発明は、航空機と他の物体である例えば車両、人間等とを容易に識別できる航空機検知装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係わる航空機検知装置を適用するための一態様としての地上走行誘導管制システムの系統構成図。
【図２】 本発明に係わる航空機検知装置を適用するための他の態様としての地上走行誘導管制システムの系統構成図。
【図３】 本発明に係る航空機検知装置の第１の実施の形態を示す空港設備及び２つの航空機センサによる航空機の検知状態を示す図。
【図４】 本発明に係る航空機検知装置の第２の実施の形態を説明する図であって、航空機検知センサとして機能する送受信アンテナの配置例を示す図。
【図５】 同じく第２の実施の形態を説明する図であって、複数の送受信アンテナと子局との関係を示す図。
【図６】 同じく第２の実施の形態を説明する図であって、図５に示す子局の動作を説明するフローチャート。
【図７】 本発明に係る航空機検知装置の第３の実施の形態を説明する図であって、航空機検知センサとして機能する音声入力器の配置例を示す図。
【図８】 同じく第３の実施の形態を説明する図であって、移動体の種類に応じて異なるエンジン音の周波数を説明する図。
【図９】 同じく第３の実施の形態を説明する図であって、子局の動作を説明するフローチャート。
【図１０】 航空機検知センサと子局との接続関係を説明する一構成例図。
【図１１】 本発明に係る航空機検知装置の第４の実施の形態を説明する図であって、送信用平面アンテナの走査角を可変するためのアンテナ制御用出力回路の構成図。
【図１２】 同じく第４の実施の形態を説明する図であって、平面アンテナの正方形パターンの配置例図。
【図１３】 送信用平面アンテナの走査角可変時の受信と移動体の種類との関係を説明する図。
【図１４】 本発明に係る航空機検知装置の第５の実施の形態を説明する図であって、ホーン型送受信アンテナを用いて送受信信号の走査角を可変するための構成図。
【図１５】 同じく第５の実施の形態を説明する図であって、図１４に示す可変電圧発生器による電圧可変状態を説明する図。
【図１６】 同じく第５の実施の形態を説明する図。
【図１７】 本発明に係る航空機検知装置の第６の実施の形態を説明する図であって、誘導路等に航空機検知センサと反射板とを設けた構成図。
【図１８】 同じく第６の実施の形態を説明する図であって、航空機検知センタとしての送受信用アンテナの走査角を可変したときの移動体の検知機種を説明する図。
【図１９】 同じく第６の実施の形態を説明する図であって、走査角度と移動体検知対象の高さとの関係を説明する図。
【図２０】 同じく第６の実施の形態を説明する図であって、送受信用アンテナの走査角を可変したときの所定レベルの受信信号と時間履歴との関係を説明する図。
【図２１】 同じく第６の実施の形態を説明する図であって、時間履歴のもとに受信した受信信号をつなぎ合わせたパターン形状図。
【図２２】 本発明に係る航空機検知装置の第７の実施の形態を説明する図であって、受信アンテナが１つの例を示す図。
【図２３】 同じく第７の実施の形態を説明する図であって、受信アンテナが２つの例を示す図。
【図２４】 同じく第７の実施の形態を説明する図であって、移動体の移動方向を判断するための説明図。
【図２５】 各航空機検知センサで取得されたデータの保存例を説明する図。
【符号の説明】
１…オペレータコンソール
２…監視制御盤
３…上位システム
４…電源発生装置
５…電力線
６…フィルタ装置
８…親局
Ｌ…灯火
Ｃ…航空機検知センサ
Ｃａａ，Ｃａｂ…送受信アンテナ
Ｃｂ１，Ｃｂ２…音声入力器
Ａ…誘導案内灯
９…ゴムトランス
１０…子局
１１…公衆回線網
１４…誘導路
１５…滑走路
１６…無線モデム
１７，１８…アンテナ
２０…航空機

Claims (2)

1. 空港の誘導路、滑走路の所要とする場所に設置され、移動体に関する情報を有線または無線により上位のコンソールに送信し、前記コンソールから航空機の移動経路の決定のもとに出力される制御信号に基づいて前記誘導路、滑走路等に設けられた所定の灯火の点灯・消灯を制御する航空機検知装置において、
   前記航空機の移動経路となる前記誘導路及び滑走路の所要とする場所に前記航空機の全長を越える長さを有する間隔で設置され、前記移動体の通過によって変化するレベル信号を検知し該当子局を通して監視信号として送信する複数の移動体検知センサと、
   各該当子局から送信されてくる監視信号のうち、隣接する移動体検知センサで受信された監視信号を比較し、一部重複受信、一方の前記移動体検知センサの所定時間断による連続受信及び一方の前記移動体検知センサの瞬時断による連続受信かを判断し、前記一部重複受信または前記所定時間断による連続受信と判断したとき、前記該当子局に移動体の異常接近による警報制御信号を送信する前記コンソールと、
   このコンソールから警報制御信号を受けると、異常接近状態を表示または音声案内する各子局とを備えたことを特徴とする航空機検知装置。
2. 請求項１に記載の航空機検知装置において、
   前記移動体検知センサは、複数方向から入射する電波強度を検知する複数の指向性平面アンテナを配置し、
   前記子局は、それぞれ複数の指向性平面アンテナによる電波強度に対応する前回値および今回値の受信レベルの変化から移動体の有無を判断し、前記コンソールに送信する演算処理制御手段を備えたことを特徴とする航空機検知装置。

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