JP5658994B2

JP5658994B2 - Ｖｏｒ送信装置

Info

Publication number: JP5658994B2
Application number: JP2010279388A
Authority: JP
Inventors: 純男斉藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2030-12-15
Also published as: JP2012127797A

Description

本発明の実施形態は、航空機に方位情報を提供するＶＯＲ（VHF−Omni directional Range）送信装置に関する。

ＶＯＲ（VHF−Omni directional Range）は、方位情報（θ）を航空機に与えるものであり、ρ−θ航法の方位情報を機上で表示するために同じ周波数の２つの変調信号を使用している。ＶＯＲから放射されるこれら２つの信号は、ＶＯＲ局の全方位にわたって位相が一定の30Hz基準位相信号（Refernece Phase Signal）と、方位によって位相が変化する30Hz可変位相信号（Variable Phase Signal）である。航空機は、基準位相信号と可変位相信号との間の位相差を測定することにより、ＶＯＲ局からみた自機の方位を得ることができる。

従来のＶＯＲでは、上記２つの信号を得るために、電子ゴニオメータが用いられている（例えば、特許文献１を参照。）。基準位相信号は、ゴニオメータ盤でデジタル的に発生する9960Hz FM副搬送波（9960Hzの副搬送波を30Hzの基準位相信号により±480Hzの範囲で周波数変調したものであり、変調指数は16である）で搬送波を振幅変調することにより得られる。

無変調搬送波の一部は、変調除去ユニットに供給されてＡＬＣ（Automatic Level Control）およびＡＰＣ（Automatic Phase Control）により搬送波送信ユニットと電力比および高周波位相を一定に保ちながら増幅されてゴニオメータ盤に供給される。ゴニオメータ盤の出力のうち１つはゴニオメータの回転角（30Hz）の正弦で変化する搬送波が抑圧された側帯波である。他の１つは、余弦で変化する搬送波が抑圧された側帯波である。これらの２種類の側帯波が可変位相信号として用いられる。

特公平５−１１８６４号公報

ゴニオメータ盤で発生する側帯波は、挿入損失及び高周波位相変化が少ないという特長がある。しかし、スイッチライン型位相回路を用いた電子ゴニオメータで発生させているため、量子化ノイズが発生し、このノイズの周波数が空間変調で局識別信号（ID：Identity（識別符号1020Hz信号））にノイズとして混入するため、局識別信号が聴きづらくなる。また、使用周波数が変更になった場合、スイッチライン型位相回路の電気長が変わることによりエンベローブ歪率が悪くなるため、位相回路の電気長の調整が必要となる。またスイッチライン型位相回路は、小型化することができないため、ＶＯＲの構成が大規模になってしまう。

本実施形態の目的は、高精度で安定した可変位相信号を得ることができるＶＯＲ送信装置を提供することにある。

本実施形態に係るＶＯＲ送信装置は、基準位相信号を周波数変調した搬送波と、前記基準位相信号と第１位相差を有する可変位相信号を振幅変調した第１側帯波と、前記基準位相信号と第２位相差を有する可変位相信号を振幅変調した第２側帯波とを発生する信号発生器と、前記搬送波を増幅する搬送波増幅器と、前記第１側帯波を増幅する第１側帯波増幅器と、前記第２側帯波を増幅する第２側帯波増幅器と、前記搬送波増幅器の出力信号の一部を帰還させる搬送波帰還回路と、前記第１側帯波増幅器の出力信号の一部を帰還させる第１側帯波帰還回路と、前記第２側帯波増幅器の出力信号の一部を帰還させる第２側帯波帰還回路と、前記搬送波増幅器の出力信号の一部を基準信号にして前記第１側帯波増幅器の出力信号を追従させる第１制御回路と、前記搬送波増幅器の出力信号の一部を基準信号にして前記第２側帯波増幅器の出力信号を追従させる第２制御回路とを具備する。

本実施形態に係るＶＯＲ送信装置の構成を示す図。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係るＶＯＲ送信装置を説明する。

図１は、本実施形態に係るＶＯＲ送信装置の構成を示す図である。

図１において、ＶＯＲ送信装置は、信号発生器１０、CAR（Carrier）増幅器２０、SB SIN（Sideband sin）増幅器３０、SB COS（Sideband cosine）増幅器４０、及び空中線切換器５０を備える。

信号発生器１０は、CAR信号（9960Hz FM副搬送波で振幅変調された信号）、SB SIN信号（30Hzの正弦波で変化する搬送波が抑圧された側帯波）及びSB COS信号（30Hzの余弦波で変化する搬送波が抑圧された側帯波）を発生する。信号発生器１０から出力されるこれらの信号は、CAR増幅器２０、SB SIN増幅器３０及びSB COS増幅器４０により、必要な電力まで別々にリニア増幅される。それぞれのリニア増幅の出力は、空中線切換器５０で現用機、予備機の切換を行い空中線に供給される。

CAR増幅器２０、SB SIN増幅器３０及びSB COS増幅器４０は、出力電力及び高周波位相を安定させるフィードバック回路を備える。CAR増幅器２０において、出力電力及び位相を安定させるために出力の一部を帰還させ、入力信号（基準位相信号）と比較して出力電力及び高周波位相が所定の設定値からずれた場合は、常に設定値になるようにフィードバック回路（ALC/APC）が動作する。また、CAR増幅器２０からの出力電力は、空中線切換器５０内に設けられた方向性結合器で出力電力の一部を取り出して、SB SIN増幅器３０及びSB COS増幅器４０の基準信号（CAR基準信号）とする。

SB SIN増幅器３０及びSB COS増幅器４０においても、出力電力又は高周波位相が変化した場合には、CAR増幅器２０と同様な動作でフィードバック回路（ALC/APC）がそれぞれ動作するため、最終出力の変動は無い。また、SB SIN増幅器３０及びSB COS増幅器４０は、CAR信号を基準信号とするため、CAR増幅器２０の出力電力及び位相の変化比率に追従して出力が増減する。

SB SIN増幅器３０及びSB COS増幅器４０のフィードバック回路（ALC/APC）は、搬送波が抑圧された側帯波信号であるため、信号発生器１０からの30Hz同期信号で搬送波を再生してCAR基準信号と比較する。

すなわち、本実施形態に係るＶＯＲ送信装置では、9960Hz FM副搬送波で振幅変調された信号（CAR信号）及び正弦及び余弦で変化する搬送波が抑圧された側帯波信号（SB信号）を、別々にリニア増幅回路で必要な電力まで増幅する。そして、最終端でCAR出力信号の一部を取り出して、このCAR基準信号とSB信号との出力電力及び高周波位相を比較し、基準信号が変化した場合、SB信号出力電力及び高周波位相を制御してCAR出力に追従させる。また、基準信号が一定でSB信号出力電力及び高周波位相が変化した場合は、SB増幅器は、基準信号の振幅及び位相と比較して基準信号との誤差が無くなるまでフィードバック回路を制御し、SB信号出力及び高周波位相を安定化させる。

このようにすることで、CAR出力電力とSB出力（SIN及びCOS）電力間の電力比を一定に保つとともに、高周波位相はCAR出力位相にロックされる。従って、空間変調度および可変位相信号が安定するため方位精度が向上する。従来の電子ゴニオメータによるSB信号発生方式と比較すると、周波数により物理的な寸法を変える必要があるスイッチライン型位相回路を使用しないため使用周波数範囲（108〜118MHz）において調整が不要で、高S/N比（signal-to-noise ratio）の安定したSB信号出力を得ることができる。

なお、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。

１０…信号発生器、２０…CAR増幅器、３０…SB SIN増幅器、４０…SB COS増幅器、５０…空中線切換器。

Claims

基準位相信号を周波数変調した搬送波と、前記基準位相信号と第１位相差を有する可変位相信号を振幅変調した第１側帯波と、前記基準位相信号と第２位相差を有する可変位相信号を振幅変調した第２側帯波とを発生する信号発生器と、
前記搬送波を増幅する搬送波増幅器と、
前記第１側帯波を増幅する第１側帯波増幅器と、
前記第２側帯波を増幅する第２側帯波増幅器と、
前記搬送波増幅器の出力信号の一部を帰還させる搬送波帰還回路と、
前記第１側帯波増幅器の出力信号の一部を帰還させる第１側帯波帰還回路と、
前記第２側帯波増幅器の出力信号の一部を帰還させる第２側帯波帰還回路と、
前記搬送波増幅器の出力信号の一部を基準信号にして前記第１側帯波増幅器の出力信号を追従させる第１制御回路と、
前記搬送波増幅器の出力信号の一部を基準信号にして前記第２側帯波増幅器の出力信号を追従させる第２制御回路とを具備することを特徴とするＶＯＲ送信装置。
基準位相信号を周波数変調した搬送波と、前記基準位相信号と第１位相差を有する可変位相信号を振幅変調した第１側帯波と、前記基準位相信号と第２位相差を有する可変位相信号を振幅変調した第２側帯波とを発生する信号発生器と、
前記搬送波を増幅する搬送波増幅器と、
前記第１側帯波を増幅する第１側帯波増幅器と、
前記第２側帯波を増幅する第２側帯波増幅器と、
前記搬送波増幅器の出力信号の一部を帰還させる搬送波帰還回路と、
前記第１側帯波増幅器の出力信号の一部を帰還させる第１側帯波帰還回路と、
前記第２側帯波増幅器の出力信号の一部を帰還させる第２側帯波帰還回路と、
前記搬送波増幅器の出力信号の一部を基準信号にして前記第１側帯波増幅器の出力信号の出力電力および高周波位相を追従させる第１制御回路と、
前記搬送波増幅器の出力信号の一部を基準信号にして前記第２側帯波増幅器の出力信号の出力電力および高周波位相を追従させる第２制御回路とを具備することを特徴とするＶＯＲ送信装置。