JPH01114771A - Dsb方式ドップラーvorモニタ方法 - Google Patents

Dsb方式ドップラーvorモニタ方法

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JPH01114771A
JPH01114771A JP27167387A JP27167387A JPH01114771A JP H01114771 A JPH01114771 A JP H01114771A JP 27167387 A JP27167387 A JP 27167387A JP 27167387 A JP27167387 A JP 27167387A JP H01114771 A JPH01114771 A JP H01114771A
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phase
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修一 田中
Shiro Nihei
二瓶 子朗
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野) この発明は、地上送信局からの電波によって植空機に方
位情報を与えるVOR(超短波全方向式%式%) うち、D S B (double−sideband
)方式ドツプラーVORの動作状態を監視するモニタ方
法に関するものである。
〔従来の技術) DSB方式ドツプラーVORは、第4図の原理図に示す
ように、固定の搬送波アンテナOと、この周囲で半径r
の円周上を回転移動する側波帯アンテナ1および2の3
個の水平面内無指向性アンテナで構成されている。この
うち固定の搬送波アンテナ0からは、周波数fo  (
108〜117゜95MHz帯の中の一波)の搬送波を
周波数30Hzで振幅変調した電波が放射される。一方
、搬送波アンテナ0を中心として半径rの円周上を毎秒
30回の高速で回転移動する側波帯アンテナ1および2
からは、それぞれ無変調の上側波帯f。
(fo+9960Hz)および下側波帯f2(f。
−9960Hz)の電波が放射される。
これらの信号を受信方位φで十分遠方の受信点3で受信
すると、その受信電界EDは第 (1)式で与えられる
ED= Eo(1−m5inρt +qte j((ω1−ωo)t+β、rcos (p
 t+φ)+宇1)+92e−j((ω。−ω2)t+
β2rcos(ρt+φ)−’i’2))・・・・・・
 (1) ただし、 EO=g(ro)ej(ωot−β0tO)ρ:回転角
周波数(2π×30) m:基準位相信号の変調度 ω0:搬送波の角周波数(2πfo) ω1:上側波帯の角周波数(2πf1)ω2:下側波帯
の角周波数(2πf2)ql:搬送波に対する上側波帯
の振幅比q2:搬送波に対する下側波帯の振幅比β。二
I2送波の位相定数 (2π/λ0.ん。=c/fo) βl:上側波帯の位相定数(2π/λ1)β2:下側波
帯の位相定数(2π/λ2)C二光速 !1:搬送波に対する上側波帯の相対位相’y 2 :
 *送波に対する下側波帯の相対位相φ:受信方位 ここで、ω0−ω2sω1−ω0−Δω、βtr=β2
r1と置き、(1+=92、平、−一重、に設定すれば
EDは第 (2)式となる。
EO4Eo(1−m5−inpt+2q+cos (Δ
ωt+β1rcOs(ρ を十φ)十平皿)) ・・・・・・・・・ (2) このようにして受信電界EDは、十分遠方で受信した場
合、振幅変調波となり、VOR受信機の振幅変調検波回
路では第 (3)式の信号VDが得られる。
V、=、m5inρ t−2q、cos(Δ ω t+
β Hrcos b)  し+φ )十?1) ・・・・・・・・・ (3) 第 (3)式の第1項は周波数30Hzで、受信方位φ
に無関係な信号で、方位計測の基準信号として使われる
。これを第 (4)式とおき、■、を基準位相信号とい
う。
V、=msin ρ t              
          ””   (4)一方、第 (3
)式の第2項は、9960Hzが変調周波数30Hz、
変調指数16で周波数変調された信号で、この復調信号
は第 (3)式の第2項中の位相項をm1とおくと、 φI=β、rcos(ρj+φ)+重1 −・−・・−
(5)周波数復調器の出力■v (可変位相信号)は、
・・・・・・・・・ (6) ただし、K:復調器の定数 で、受信点3の方位φを含む周波数30Hzの正弦波と
なる。これを可変位相信号という。
したがって、受信点3の方位φはVOR受信機内で基準
位相信号Vr、可変位相信号Vvの2つの30H2信号
の位相差を測ることで求められる。
ところで、VOR局を正常に運用して航空の安全性を確
保するためには、常時VOROR送置装置作状態を監視
している必要がある。このため、現用のVOR局では、
適当な距離に設置したモニタ用受信アンテナでVOR信
号を受信して、信号レベルや受信方位信号の変動を監視
しており、規定の値以上の変動が生ずるとただちにその
対策が取られるようになっている。
〔発明が解決しようとする問題点) そこで、つぎに、DSB方式ドツプラーVORモニタ方
法で、第5図に示す近傍点4で受信する場合の搬送波と
上・上置側波帯、各信号の位相関係について第6図のベ
クトル図で考察する。DSB方式ドツプラーVORでは
、信号を十分に遠いところで受信した場合、第6図に示
すように搬送波Cと上側波帯Uおよび下側波帯りの合成
信号ベクトルZfが常に振幅変調波となるように正規の
位相関係が保たれている。したがって、受信した側波帯
信号の検波出力は、振幅一定の9960HzFM信号と
なる。しかし、第5図に示すように、受信距離r。が近
い場合、搬送波に対する側波帯の相対的な位相が側波帯
アンテナ1.2の回転に伴って、側波帯アンテナ1の上
側波帯ではd、’−d、、側波帯アンテナ2の下側波帯
ではd2 ’−d2それぞれの距離差に相当する位相遅
れが生ずる。すなわち、第6図に示すように、側波帯の
正規の信号ベクトルU、LがそれぞれU′、L′のよう
に搬送波Cに対して位相遅れが生じ、遠方での合成信号
ベクトルZ、に対し、ベクトルZnが受信されることに
なる。
ところが、上記の位相遅れは、回転する側波帯アンテナ
の位置によって変り、最大位相遅れをq点とするとpか
らqの範囲で変化する。したがって、側波帯アンテナの
回転に応じてベクトルZnが変化し、それに伴って99
60HzFM信号の振幅と位相が変動する。
第7図(a)は、側波帯アンテナ1,2の回転に伴う側
波帯信号の位相変化の様子を示し、第7図(b)はその
ときの検波した側波帯信号の振幅変動の様子を示す。こ
の変動は受信圧i!1ltroが近いほど大きく、振幅
のくびれが大きくなると、側波帯信号のFM復調が正常
にできない場合が生ずる。このため、DSB方式ドツプ
ラーVORでは、モニタ受信距離は原則として60m以
上確保する必要があるとされている。しかし、実際の設
置状態では、敷地の確保や地形的な条件で60m以上確
保するのが困難な場合も多い。
(問題点を解決するための手段〕 この発明にかかる第1の発明は、DSB方式ドツプラー
VORの動作状態を所定距離だけ離隔した位置において
監視するモニタにおいて、所定距離の位置で受信した時
に生ずる側波帯信号の不要な振幅変動を、受信距離なら
びに側波帯アンテナの回転位置に対応して、受信信号中
の搬送波をもとの信号位相に対して、側波帯信号の位相
遅れに相当する位相遅れをもつ新しい搬送波に置き換え
て消去するようにしたものである。
また、同じく第2の発明は、所定距離の位置で受信した
時に生ずる側波帯信号の不要な振幅変動を、受信距離に
対応して受信信号中の搬送波を側波帯信号の最大位相遅
れの1/2の位相遅れを有する新しい搬送波に置き換え
て軽減するようにしたものである。
〔作用) 第1の発明は、受信信号中の搬送波を受信距離ならびに
側波帯アンテナの回転位置に対応して、もとの信号位相
に対して側波帯信号の位相遅れに相当する位相遅れをも
つ新しい搬送波に置き換えるので、受信した時に生ずる
側波帯信号の不要な振幅変動が抑えられる。
また、第2の発明は、もとの搬送波を側波帯信号の最大
位相遅れの1/2となる新たな搬送波に置き換えたので
、受信した時に生ずる側波帯信号の不要な振幅変動を軽
減することができる。
(実施例〕 第1図はこの発明にかかるDSB方式ド・ンブラーVO
Rモニタ方法の一実施例を説明するベクトル図である。
この発明にかかる第1の発明は、受信距離ならびに側波
帯アンテナの回転位置に対応して、モニタ受信信号に新
たに加える搬送波の位相を変える方法で、第1図に示す
ように、側波帯信号のpからqまでの位相変化に対応し
て搬送波ベクトルDの位相をrからSまで変化させる。
すなわち、受信信号中の搬送波Cに代わる新たな搬送波
ベクトルDを得るもので、これにはモニタ受信信号中の
本来の搬送波Cの打ち消し成分−〇と、搬送波Cと同一
振幅で、位相が側波帯信号のpからqまでの位相変化に
対応してr′からS′まで変化する新たな搬送波D′を
加えればよい。この場合は、新たな搬送波りと上側波帯
U′および下側波帯L′の合成信号は、はぼ常に振幅変
調波となるような位相関係が保たれ、側波帯信号の検波
出力は振幅一定の9960HzFM信号が得られる。
次に、第2の発明について説明する。第2の発明は、受
信距離に対応してモニタ受信信号中の本来の搬送波を、
側波帯信号の最大位相遅れの1/2の位相遅れをもった
新たな搬送波に置き換える方法で、第1図に示すEのよ
うに、側波帯信号の位相遅れの中心値に設定する。Eを
得るには、受信信号中の本来の搬送波Cの打ち消し成分
−〇と、搬送波Cと同一振幅で位相が側波帯信号の最大
位相遅れの1/2となる新たな搬送波E′の合成ベクト
ルFをモニタ受信信号に加えればよい。
この場合、新たな搬送波Eに対する上側波%FU’およ
び下側波帯L′の合成信号による側波帯信号の位相の最
大編移は、位相補正をしない時の1/2になり、側波帯
アンテナの回転に伴う側波帯検波信号の振幅変動を軽減
できる。
第2図は受信距離ならびに側波帯アンテナの回転位置に
対応して、モニタ受信信号の搬送波の位相を変える第1
の発明を実施する装置の構成図を示すブロック図である
この発明でOは第4図、第5図と同じく搬送波アンテナ
、1a〜1nは前記搬送波アンテナ0の内周上に配置さ
れたn個の側波帯アンテンで、順次切換えて送信するこ
とにより第4図、第5図の回転する側波帯アンテナ1.
2と同様の作用を行う。11はディストリビュータ、1
2は上側波帯送信機、13は下側波帯送信機、14は搬
送波送信機、15は方向性結合器である。また、Aは搬
送波位相補正回路で、可変減衰器161分配器17、移
相器18.可変移相器191合成器20.21.制御信
号発生器24よりなっている。
22はモニタ受信アンテナ、23はモニタ受信機を示す
次に動作について説明する。
搬送波Cの打ち消し成分−〇と新たな搬送波りを作るた
め、搬送波送信機14の信号の一部を方向性結合器15
で取り出し、合成器20および21の人力信号−Cおよ
びDの振幅がモニタ受信信号C+U ’+L ’の搬送
波Cの振幅に等しくなるように可変減衰器16で振幅設
定し、この信号を分配器17で2つの等振幅の信号に分
割する。
分配器17で分割された信号の1つは、その信号位相が
搬送波Cに対して180度の位相差を有するように移相
器18で位相設定し、搬送波打ち消し成分−〇を得る。
また、分配器17で分割されたもう1つの信号は、可変
移相器19でその信号位相が変えられるが、その移相量
が第7図(a)に示すように、受信距離と側波帯アンテ
ナの回転位置に対応して変化するように、ディストリビ
ュータ11の回転に同期した制御信号発生器24の信号
で制御される。この結果、可変移相器19の出力信号に
は、搬送波Cに振幅が等しく、上・装置側波帯の位相遅
れに等しい位相をもった第1図に示す新たな搬送波ベク
トルDが得られる。したがって、モニタ受信アンテナ2
2で受信された信号C+U’+L’は、合成器20で搬
送波打ち消し成分−〇と合成され、上側波帯U′および
下側波帯L′だけが残る。合成器21では合成器20の
出力信号U’+L’と新たな搬送波ベクトルDが合成さ
れ、不要な振幅変動が消去された信号D+U’+L’が
モニタ受信機23へ入力される。
第3図はモニタ受信信号に加える新たな搬送波の位相を
、第1図のように、側波帯アンテナの回転に対応して変
えるのではなく、受信距離で決まる側波帯信号の最大位
相遅れの172遅らせる第2の発明を実施する装置の構
成を示すブロック図である。第2図と同一符号は同一ま
たは相当部分を示し、Bは搬送波位相補正回路を示す。
次に動作について説明する。
方向性結合器15で取り出された搬送波送信機14の信
号の一部は、可変減衰器16で振幅を変え、移相器18
で位相を変えることによって、その出力信号ベクトルが
、第1図に示す搬送波打ち消しベクトル−〇と新たに加
える搬送波信号ベクトルE、すなわちE′の合成ベクト
ルFに等しくなるように調整する。したがって、モニタ
受信アンテナ22で受信された信号C+U ’ +L 
’は、合成器20で搬送波打ち消し成分−〇と新たな搬
送波Eの合成信号Fと合成され、C+U’+1.’+F
=E+U ’+1. ’となってモニタ受信機23へ入
力される。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように、この発明にかかる第1の発
明は、DSB方式ドツプラーVORの動作状態を所定比
+1!11だけ離隔した位置において監視するモニタに
おいて、受信距離ならびに側波帯アンテナの回転位置に
対応して、受信信号中の搬送波をもとの信号位相に対し
て、側波帯信号の位相遅れに相当する位相遅れをもつ新
しい搬送波に誼き換えるようにしたので、近距離でモニ
タ信号を受信した時に生ずる側波帯信号の不要な振幅変
動を抑えることができる。
また、この発明にかかる第2の発明は、受信距離に対応
して受信信号中の搬送波を側波帯信号の最大位相遅れの
1/2の位相遅れを有する新しい搬送波に置き換えるよ
うにしたので、近距離でモニタ信号を受(Ht、た時に
生ずる側波帯信号の不要な振幅変動を軽減することがで
き、かつ実施する装置を簡易に構成できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を説明するための搬送波位
相補正の関係を示すベクトル説明図、第2図および第3
図はこの発明の第1.第2の発明を実施するための装置
のブロック図、第4図はDSB方式ドツプラーVORの
動作原理図、第5図は近傍受信点における側波帯信号の
位相変動発生の説明図、第6図は受信信号の搬送波と側
波帯の信号ベクトル説明図、第7図は近傍受信点におけ
る側波帯アンテナの回転角度と受信距離に対する側波帯
信号の位相遅れおよび振幅変動の関係を示す説明図であ
る。 図中、0は搬送波アンテナ、1.1a〜In。 2は側波帯アンテナ、11はディストリビュータ、12
は上側波帯送信機、13は下側波帯送信機、14は搬送
波送信機、15は方向性結合器、16は可変減衰器、1
7は分配器、18は移相器、19は可変移相器、20.
21は合成器、22はモニタ受信アンテナ、23はモニ
タ受信機、24は制御信号発生器、A、Bは搬送波位相
補正回路である。 指定代理人 運輸省電子航法研究所長 米本恭二第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 0 30 60 90  +20150  +8021
0240270300330360イ荊波帯ア〉テを回
転角度θ(贋) 0 30 60 90  +20 150 48024
0240270 IX) 3303609j漬帯アンテ
ナ回転角、Ie(度)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)DSB方式ドップラーVORの動作状態を所定距
    離だけ離隔した位置において監視するモニタにおいて、
    前記所定距離の位置で受信した時に生ずる側波帯信号の
    不要な振幅変動を、受信距離ならびに側波帯アンテナの
    回転位置に対応して、受信信号中の搬送波をもとの信号
    位相に対して、側波帯信号の位相遅れに相当する位相遅
    れをもつ新しい搬送波に置き換えて消去することを特徴
    とするDSB方式ドップラーVORモニタ方法。
  2. (2)DSB方式ドップラーVORの動作状態を所定距
    離だけ離隔した位置において監視するモニタにおいて、
    前記所定距離の位置で受信した時に生ずる側波帯信号の
    不要な振幅変動を、受信距離に対応して受信信号中の搬
    送波を側波帯信号の最大位相遅れの1/2の位相遅れを
    有する新しい搬送波に置き換えて軽減することを特徴と
    するDSB方式ドップラーVORモニタ方法。
JP27167387A 1987-10-29 1987-10-29 Dsb方式ドップラーvorモニタ方法 Granted JPH01114771A (ja)

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