JPH01502691A - バック・コース進入において使用するためのマイクロウエーブ式着陸方式 - Google Patents

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】 バック・コース導入において使用するためのマイクロウェーブ式着陸方式 他の出願との関係 この出願は、１９８５年４月４日に出願された自己の米国特許出願第７１９．８ ４９号の一部継続（ＣＩＰ）出願であって、現在は米国特許第　号として発効さ れているものである。

技ＪＬしたＩ− この発明は、一般的には、航空機のナビゲーション方式および着陸方式の事項に 関するものであり、特にいえば、バック・コースにおけるアジマス誘導を含んで いる、離陸または進入復行の間において特に有用な、マイクロウェーブの無線信 号を使用した航空機着陸方式に関するものである。

光１しど１１− 多年にわたり、諸空港には、ＩＬＳとして知られている計器着陸方式が装備され てきている。しかしながら、この着陸方式は、最近にいたり実質的に世界的に採 用されてきている、新規なマイクロウェーブ式着陸方式（ＭＬＳ）で置換されよ うとしている。

その正常な掻縦について最も決定的なこととして多く考えられている、航空機の 着陸についての不可欠な性質を考えてみると、重要なことは、モニタおよびバッ ク・アップ方式を備えて、飛行中の進入の間に独立したチェックを行い、主要な 着陸方式によって与えられるデータに対する絶対的な信頼を確実にすることであ る。これは、地上型の着陸方式の構成部品から放射された信号について、コース 整列や信号の強度をチェックするために使用されるような、通常の地上型のモニ タに対して付加されるものである０着陸方式の正確性をチェックするために、別 異の形式のナビゲーション技術が、航空機において定常的に使用されているけれ ど−も、最終・的な進入の間に必要とされる高度の信頼性を与えるものはない。

決定的な着陸操作のためにモニタ方式で使用される手段についての詳細な検討は 、自己の米国特許第　号でなされている。また、それにはＭＬＳの概説も含まれ ている。

の　・および この発明の主要な目的は、離陸または進入復行の間にＭＬＳで与えられる誘導デ ータの正確性を確認するための、独立した固定型の誘導ビーム方式を提供するこ とにあり、より詳細には、ＭＬＳで使用されると同様なフォーマットおよび繰り 返し時間シーケンスが使用されており、また、互換性を有しており、特に離陸ま たは進入復行の間に、航空機搭載型のＭＬＳ受信機器とともに機能を果たすこと ができる誘導方式を提供することにある。

この発明の別異の主要な目的は、離陸または進入復行の間の、独立したモニタ方 式を提供することにあり、これによれば、地上から独立して放射され、オーバラ ップされた固定型のビームを使用するか、または、代替的に、進入経路の中央線 において適切にオーバラップさせるように僅かに修正され、新方位にされるよう な、ＭＬＳセクタ・クリアランス信号ビームまたはＯＣＩビームを使用すること が実施される。従って、この発明の特別な目的は、ＭＬＳ側での離陸または進入 復行の各々の進行をモニタするための、独立型着陸モニタ方式（ＩＬＭ）を提供 することにある。これによって、ＭＬＳ地上機器に組み込まれている、ＩＬＭ地 上機器からのＭＬＳ誘導データについての真に独立した確認を、航空機で得るこ とができる。このような方式においては、航空機で導出されたＩＬＭデータは真 に独立のものであるけれども、付加的な航空機搭載機器を必要とすることなく、 既に搭載されているＭＬＳ式の航空機搭載機器の使用に基づくようにすることが できる。

この発明の更に別異の主要な目的は、縮小した固定型のビーム誘導方式について の便宜な構成に有用であるように、特定にされた形式の方式を提供することにあ る。

このビーム誘導方式は航空機搭載型のＭＬＳ機器との互換性があるものであり、 また、主要なＭＬＳ方式の誘導の正確性に近接するような誘導の正確性を与える けれども、そのコストは僅かなものである。

この発明の更に別異の目的は、標準的な走査ビーム誘導方式または簡略化された 固定ビーム誘導方式のいずれかによる、簡略化されたバック・アジマス誘導方式 を提供することにある。これに加えて、この発明によれば、バック・アジマス誘 導のために使用されるような、標準的なＭＬＳ走査ビーム誘導機能をモニタする ことができる。

この発明の別異の目的および利点は、この発明の好適な実施例を示す図面につい ての、下記の検討の間に明らかにされよう。

光１ヱ１１賃− この発明で提供される方法および誘導方式に組み込まれているものは、独立して モニタをする能力があるものであって、２個の相異なる機能を果たす誘導方式か らの信号が単一の方式に組み込まれて、離陸または進入復行をする間の誘導のモ ニタおよび誘導の双方を行うものである。この方式の好適な実施例においては、 相異なる機能を果たす各誘導方式の結果は、独立して航空機に到達して、該航空 機内で比較される。そして、これら２個の結果が受容可能な合致にあるか否かに 依存して、飛行の継続または中断がなされる。これら２個の方式には、それぞれ に、次のものが含まれている。第１に、標準的なＭＬＳ方式の一部である周知の ＭＬＳ時間シーケンスの間に誘導ビームが走査されて、該走査ビームが航空機か ら外れた時点に基づく該航空機の位置が、航空機搭載の受信機によって決定され る。そして第２に、予め定められたＭＬＳ時点において、対にされた固定の誘導 ビームが航空機に向けて放射されて、位置の決定を目的として対にされた信号の 相対的な強度の比較が、該航空機の受信機によってなされる。アジマス誘導のた めの、後者の振幅に基づく方式においては、相異なる利用可能なＭＬＳ時点にお いて順次に放射された、対をなす固定の誘導ビームが使用されて、それぞれに、 中央線の左方および右方に向けられる。そして、これらが中央線においてオーバ ラップされており、該中央線に沿って飛行している航空機が等しい強度の信号を 横切ることで、コース上での飛行をしていることを指示するようにされる。これ に対して、航空機がコースから外れて中央線の一方の側に寄ったときには、該航 空機は、固定ビームの伝送が該中央線の他方の側に向けられた時点におけるより も大きい強度の信号を横切ることになる。その結果として、コースを外れた状態 は、２個の誘導ビームがオーバラップしている信号強度のアンバランスによって 指示される。即ち、航空機がコースから外れている側は、当該ビームによって放 射される信号を強化し、また、反対の固定誘導ビームの信号を弱くすることで同 定される。これらの固定ビームが放射される時点は、ＭＬＳで利用可能な時点で あって、他の任意の目的のために必ずしも指定されるものではなく、また、ここ で放射される信号は、直線経路についての独立した確認を与えるために使用され るものであって、Ｍ、ＬＳの主要な走査される精密誘導信号とは独立している。

また、この発明によって提供される固定ビーム誘導は、主要なＭＬＳ走査方式に 不都合があるときに動作するか、または、代替的に、簡略化されたＭＬＳ固定ビ ーム誘導方式を提供できるものである。この方式は、コスト上の理由から、ＭＬ Ｓ走査ビーム誘導を使用する余裕がないような、小規模の民間空港での使用、ま たは、必要とされる走査用のビーム・アンテナの寸法および重量の理由から、Ｍ ＬＳ走査ビーム誘導を採用できないような、ある種の戦術的な着陸領域での使用 に適しているものである。

また、この発明によれば、標準的なＭＬＳ走査ビーム着陸方式とともに、または 、代替的に、簡略化されたＭＬＳ固定ビーム着陸方式とともに使用するための、 簡略化されたバック・アジマス誘導が提供される。これに加えて、この発明によ れば、標準的なＭＬＳバック・アジマス誘導機能をモニタするための誘導が提供 される。

ＭＬＳ走査ビーム誘導の発生、および、モニタ能力が付与される固定ビーム誘導 の発生の双方は、ＭＬＳ走査ビーム形式の受信機によって実行される。その理由 は、これらの受信機が、タイミング計測および振幅計測の双方を実行するように 既に設計されているがらである。これに加えて、ＩＬＭのモニタのために必要と されるデータ処理は、ＭＬＳ方式の使用のために既に設計されている現在のマイ クロプロセッサ能力内に優に入り得るものである（即ち、従来のＭＬＳでの目的 だけのために必要とされる以上に、必要とされる付加的なＩＬＭデータ処理は、 航空機搭載用の受信機の設計において、いがなる重大な問題も生じさせないもの である）。

−（ｙ）＠ｔ−１ 第１図は、既知のＭＬＳ方式における種々の機能に対する典型的な放射シーケン スを示す図である。

第２図は、既知のＭＬＳ方式における典型的な放射アンテナ・パターンを示す図 である。

第３図は、ＭＬＳ誘導機能内での送信シーケンス、および、航空機で受信された ときの対応の信号を示す図である。

第４図は、固定ビーム精密誘導方式のためのアジマス放射パターンを含む第１実 施例を示す。

第５Ａ図および第５Ｂ図は、第４図における固定ビーム精密誘導パターンから放 射されて、航空機で受信された信号の相対的な振幅を示す。

第６ＡＷおよび第６Ｂｔ２は、それぞれに、従来のＭＬＳ方式および修正された ＭＬＳ方式からのアジマス・アンテナ放射パター、ンを示す、こご″に、ＯＣＩ パターンはこの発明の第２の実施例を提供するために変更されたものであり、ま た、ＭＬＳ走査ビームおよび固定ビームの双方の精密誘導は、同一の地上での場 所に設けられている。

第７Ａ図および第７Ｂ図は、それぞれに、従来のＭＬＳ方式および修正されたＭ ＬＳ方式がちのアジマス・アンテナ放射パターンを示す、ここに、左右のクリア ランス・パターンは変更されて、この発明の第２の実施例の変更された形式を提 供するようにされており、また、ＭＬＳ走査ビームおよび固定ビームの双方の精 密誘導は、同一の地上での場所）に設けられている。

第８図は、走査されたＭＬＳビームに対して、その始端位置および終端□位置に 関してクリアランス・ビーム信号が送信される角度的な位置を、典型的なＭＬＳ 方式の　まために示す。

第９図は、この発明の第３の実施例を示す図であって、ここに、固定ビーム精密 誘導信号は、走査されたＭＬＳビームに対する走査インタバルの間に送信される ものである。

第１０図は、この発明を実施するために修正された、地上型および航空機搭載型 のＭＬＳＩＩ！器のアジマス式実施例を示すブロック図であって、ＭＬＳ走査ビ ーム誘導および固蜜ビーム精密誘導の双方が、同一の組み込まれた地上の場所に おいて組み合わされている。

第１１図は、第１０図で示した方式のための、地上ステーションでのアジマス放 射パターンを示す。

第１２図および第１３図は、それぞれに、従来のＭＬＳ走査ビーム機器から、お よび、地上から放射された固定ビーム精密誘導信号を採用する方式から受信した 誘導信号に応答した。航空機搭載型の受信機の出力を例示する図である。

の　ｔ　の この発明は、図面に示されており、以下に詳述される幾つかの特定な実施例のよ うな、多くの異なった形式の実施例に動かされ易いものではあるが、このような 開示は、この発明の原理の例示にあると考慮すべきものとして理解されるもので あって、この発明を例示の特定な実施例に限定する意図を有するものではない。

典型的なＭＬＳ方式は、繰り返しシーケンスにおける異なった占有の時間インタ バルにおいて、誘導機能およびデータ機能の双方を発するような、逐次動作式の 方式である。１５個までの異なった機能を発することが可能であって、これらに は下記の事項が含まれている。

ペイシック・データ・ワード１： 進入アジマス誘導 ペイシック・データ・ワード２： 高率アジマス誘導 ペイシック・データ・ワード３： 進入上昇誘導 ペイシック・データ・ワード４： フレア上昇誘導 ペイシック・データ・ワード５： バック・アジマス誘導 ペイシック・データ・ワード６： 未来方式増大誘導 補助データ： Ａ、Ｂおよびに れらの機能は２個の分離したカテゴリに分割されるものであって、その一方のカ テゴリは誘導を行うことであり、他方のカテゴリは、航空機に対して、特定のＭ ＬＳ設備に関するデータ（即ち、滑走路に関するＭＬＳ機器の場所、機器の状態 、付与されるサービスの形式等）を付与することである。現在のＭＬＳ信号フォ ーマットに含まれているものは、フレア誘導機能、３６０度の補助５誘導機能、 および、補助データ機能（完全に特定されてはいないが）である。

ある任意の特定なＭＬＳ設備から出される誘導機能の個数は、当該地上の場所に おいて付与されねばならない誘導サービスに依存するものである。また、当該設 備から出されるべき幾つかのペイシック・データも存在する。

上記のリストにおける補助データと未来方式増大誘導のｍ能およびそれらに関連 する時間インタバルは、完全には特定されていない未来の必要性への適合のため に保留されている。

ここで注意されるべきことは、フレア誘導機能および未来方式増大機能は、正常 には３６０度のアジマス・カバレージを付与するようにされていて、現在はＭＬ Ｓ誘導機能としてリスト・アップされているものであるが、それらが実施される ことはないという高い確度があり、このために、この使用のために現に割り当て られている時間インタバルは、あらゆる確度において、例えば、この発明を包含 する未来のＭＬＳ方式の増大のために利用可能なものである。また、付加的な時 間インタバルが作成され、例えば、この発明におけるようなＭＬＳに対する改善 に組み込むという可能性もある。

上記のリストにおけるデータ機能または誘導機能は、当該機能に関連するプリア ンプル内に自己の識別コードを保持している。そして、このコードにより、航空 機搭載型機器に関連する機能の特有な性質が識別される。かくして、個別の機能 はそれらのコードによって識別されることから、これらの機能がある特定のシー ケンスで実行されることは不要である。

しかしながら、特定のシーケンスは、ある特定の機能の組み合わせを生成させる 設備のために、Ｉ　ＣＡＯＳＡＲＰＳ（標準および実施勧告）において勧告され ている。これに加えて、各特定の機能は、当該機能が実行されるサービスに適合 した、ある最小の繰り返し比率をもって出されねばならない（即ち、アジマス進 入誘導は、ある所望の誘導実行に対する航空機／パイロットの応答に適合した比 率をもって出されねばならない）、航空機の受信機およびプロセッサに含まれて いる能力は、出されている機能を識別し、それに先行するプリ７ンブルを使用し て、情報を適切に使用するように航空機の受信機が可能化されることである。

ＭＬＳの精密誘導の機能は、精密誘導がなされている領域での走査をする狭いビ ームによって生成される。航空機搭載型の受信用アンテナを連続して通る走査誘 導ビーム間の時間は、航空機搭載型の精密タイミング回路によって精密に計測さ れて、所望の角度的な誘導データを生成するために使用される。

ＩＬＳにおいて使用される固定ビームとは区別されて、ＭＬＳにおけるローカラ イザおよび上昇決定のために走査ビームを使用する目的は、直線経路よりも柔軟 性の高い非曲線のコースに沿って、航空機の進入および着陸を許容することにあ る（即ち、ハイ・トラフィックの空港において特に有用であると考えられる曲線 アジマスおよび上昇進入を許容することである）、より確実に安全な着陸をする ためには、タッチダウンからある程度の距離をおいた曲線進入経路は有用である けれども、航空機は、通常の操縦をせずに直線の中央線コースに沿っていて、タ ッチダウンに対する最も決定的な場所において、通常は、最終的な飛行をしてい る。更に、大力の進入の間に、航空機は、まだ、比較的に標準的な直線状のグラ イドパスに従っている。これは、典型的には、３度のグライドスロープであって 、ＩＬＳ式の着陸において、タッチダウンに先だって使用されるものと同じもの である。

この発明に対する特定の意義は、離陸または進入復行の手続きの間に追従される 直線経路である。この手続きにおいて、航空ａ！（例えば、ＩＬＳ式の進入復行 を行っている航空機）は、着陸のために使用される固定的にオーバラップするア ジマス誘導ビームと同様な、対にされて固定的にオーバラップするアジマス誘導 ビームによって決定される直線経路を飛行している。これらのビームは“バック ・アジマス・ビーム”と呼ばれるものであって、標準的なＩＬＳの特徴をなすも のである。ＭＬＳ方式に含まれることは、バック・アジマス走査ビーム式の誘導 方式を使用することである。この誘導方式は、着陸のための走査ビーム・アジマ ス誘導方式と実質的に等価なものであって、その複雑さも同様なものである。

以下の検討においては、各々の動作が実質的に等価であることから、進入アジマ スおよびバック・アジマスは交換性があるものと考えることにする。ただし、こ の発明は、離陸または進入復行の手続きにおけるアジマス飛行領域に焦点が当て られている。

精密な誘導を与えるために走査ビームの使用または放射をすることに加えて、Ｍ ＬＳ誘導機能には、逐次に放射される固定ビームを使用することも含まれている 。これらの固定ビームは２個の分離した目的を果たすようにされる。

その一つの目的は、０ＣＩ（外部コース指示）と呼ばれることであって、設定さ れたＭＬＳ誘導領域外部の偽のコースを抑制することである。これらの偽のコー スは、精密な走査ビームのサイド・ローブに起因するものである。可能性のある 偽の誘導コースを抑制することが所望される領域内の走査ビームのサイド・ロー ブに比べて、指定された大きさだけの、より大きい信号強度を生成させる１個以 上の固定ビームを放射させることにより、偽のコースの抑制が達成される。６個 までの偽コースの抑制ビームがアジマス誘導機能において放射され、また、２個 までが上昇誘導機能において放射される。

放射される固定ビームを使用する第２の目的は、クリアランス能力を与えること である。クリアランス・ビームはＭＬＳの設備において使用されるものであり、 ここに、アジマス走査ビームは、正常に指定されるような、滑走路の中央線の周 囲±４０度の精密なアジマス誘導領域を完全に走査するのではなく、当該領域の 一部分だけを走査する。このような設備においては、これらのクリアランス・ビ ームの放射がなされるのは、走査ビームの精密なカバレージの左右であって、特 定の誘導カバレージの領域内部である。このようなビームの振幅の計測により左 飛行信号、右飛行信号が生成されて、精密な比例誘導が走査ビームによって与え られる領域を航空機が横切るように使用される。ＯＣＩビームおよびクリアラン ス・ビームの双方が、使用可能な範囲内で誘導機能に割り当てられた時間内の指 定の時点において放射される。

従って、注意されることは、ＭＬＳは逐次操作型の方式であって、極めて柔軟な ビルディング・ブロック式の構成により、多くの種々の誘導機能を生じさせるこ とができる。これに加えて、この柔軟性は、特定されない未来の潜在的な増大の ために、補助的な機能を増強的に生成させる。精密な誘導データは、走査ビーム が航空機を通過する時点の正確な計測によって与えられる。これに加えて、航空 機搭載型の振幅計測によっても、逐次に放射される固定ビームの強度が決定され る。この固定ビームは、ある種のＭＬＳ設備において使用されて、偽のコース（ ＯＣＩビーム）の抑制および精密な誘導ビーム（クリアランス・ビーム）の取得 の助けをするようにされる。

ここで図面を９照すると、第１図に示されているものは、簡略化されたＭＬＳ方 式のための、データ誘導およびアジマス・上昇誘導の双方に対する、機能放射シ ーケンスである。アジマスに対するブロック２および上昇誘導機能に対するブロ ック３のような、他の機能ブロックによって表される放射時点間の利用可能な時 点において、適切なペイシック・データ・ワードが、符号１が付されたデータ機 能ブロックで表されるようにして放射される。

これらの機能は、いずれも、ＭＬＳ地上設備によって特定される繰り返し比率を もって放射されるものである。

プレアンブル４のような適当なプレアンブルが、各機能ブロック内の、放射され る機能の開始部において示されている。そして、種々の機能に対するプレアンブ ルは、誘導設備５および６におけるアンテナによって放射される。ここに、上昇 設備６は滑走路の進入端部の近傍に配置されており、また、アジマス設備５は該 滑走路の遠隔端部において中央線に沿って配置されている。進入アジマス機器と 同様なバック・アジマス機器５′は、滑走路の進入端部または反対側の端部に配 置されている。特に、アジマス誘導機能２に対するプレアンブルは、±４０度の アジマスの誘導カバレージ領域８を通るカバレージを与えるアジマス設備におい て、第２図におけるパターン８′のアンテナから放射される。一般的に、ペイシ ック・データ・ワードは、この同一の角度的なカバレージを用いて、それらのプ レアンブルと一緒に放射される。ある特定の機能に関連したプレアンブルにより 、それがアジマス誘導機能であると指示されたときには、当該プレアンブルに関 連するＴｏおよびＦＲＯ走査誘導信号は、同一のセクタ８を走査するパターン９ を有する狭いビームのアンテナによって放射される。実際の誘導データは、ＭＬ Ｓ技術において周知であるように、航空機を走査ビーム・パターンが連続的に通 過する間の時間を計測することにより、航空機の受信機内で得られる。

第３図の（ａ）の近傍において、ＭＬＳ地上方式のアジ、マス走査機能の間の放 射における構成が、プレアンブル１１、セクタ信号１５、ＴＯ走査時間インタバ ル２ｏ、および、ＦＲＯ走査時間インタバル２０’を含んで、より詳細に示され ている。始めに放射されるプレアンブル１１に含まれているものは、航空機搭載 型の受信機による取得のための、無線周波の搬送波の連続波１２である。

該搬送波は受信機基準時間同期化コード１３によって追従される。これに追従す るものは機能同定コード１４であって、この場合にはアジマス進入走査誘導とし ての機能を同定している。これらの放射により、矢印２１で示された期間のプレ アンブル１１が構成されている。　次に放射される信号はセクタ信号１５である 。これは地上ステーション同定コード１６の送信により開始されて、矢印２２で 示された期間にわたって持続される。

この同定コードに追従するものは、矢印２３で示された持続期間を有する、一定 のレベルで放射されたテスト信号１７である。この信号は航空機搭載型の機器内 で使用されて、このインタバル２３の間に航空機搭載型のアンテナを切り替える ことにより、どの航空機搭載型のアンテナが最大の信号を生じさせているかを決 定し、これにより、その後に使用されるべきものを決定するようにされる。これ に続けて放射されたＯＣＩ信号１８は、受信機内で処理されて、航空機が偽のコ ース上にあるか否かの決定がなされる（即ち、偽の走査ビーム信号よりも強い受 信ＯＣＩ信号によって指示されるような、走査ビームのサイド・ローブに追従し て）０次に、Ｔｏ走査ビームで追従されるＴＯ走査テスト・パルスが放射され、 また、ＦＲＯ走査テスト・パルスで追従されるＦＲＯ走査ビームが放射される。

これらのテスト・パルスは、Ｔ。

走査ビーム時間２ｏおよびＦＲＯ走査ビーム時間２０’に割り当てられた時点の 直前および直後に放射されるものである。

第３図の（ｂ）近傍で、その頂部を横切って認められるように、航空機内の受信 機により、前述されたような地上での放射に基づく固有の信号が生成される。特 に、アジマス走査機能に対する第３図で示されているように、受信機内でのプレ アンブルの送信により生成されるものは、地上ステーション同定コード２２によ り追従され、航空機搭載型のアンテナ選択放射２３により追従されるプレアンブ ル・シーケンス２１である。地上で放射されるＴＯ走査テスト・パルス２６によ り追従される、２個のＯＣＩ放射２４および２５（送信可能な６個のＯＣＩ放射 からのもの）が示されている１次いで、ＴｏおよびＦＲＯ走査誘導ビーム２８お よび２９は、それぞれに、滑走路の中央線に関する航空機の場所に依存する時点 で、該航空機において受信され、最終的には、ＦＲＯ走査テスト・パルス２７が 放射される。この第３図にはクリアランス・パルスが示されていないが、その理 由は、走査ビームが走査するのは、減少した幅のセクタではなく、±４０度の全 領域であるために、これらのクリアランス・パルスは第２図の構成においては使 用されないからである。

走査ビーム誘導および固定ビーム精密誘導の双方を共通の方式内に組み込むよう にして、この発明を実施するためには、固定ビーム精密誘導信号は、互換性の態 様をもって、前述されたＭＬＳ方式に組み込まれ、航空機搭載型の機器において 、走査ビーム誘導の結果を固定ビーム誘導の結果と比較することにより、モニタ 能力を備えることができるようにせねばならない。

この発明の重要な目的は、この発明を実施するために修正される未来のＭＬＳ地 上設備が、固定ビーム精密誘導能力を組み込ませることで、そのような修正がな されない早期モデルの航空機搭載型の方式に対するような不正確なデータを生成 させることがないように、固定ビーム誘導方式をＭＬＳに組み込ませることにあ る。この目的を達成することが望ましいことであるとしても、後から組み込まれ た機器が、少なくとも一時的には、より古い型のＭＬＳ式の航空機搭載型機器と ともに使用されないような特別の適用に対して制限を受けることから、絶対に必 要ということではない。

例えば、修正された地上方式は、初期的には１戦闘の環境に対するある種の戦術 的な地上設備に対する制限を受けることがあり、その使用をすることは、ここで の開示に従って構成されるような、更新された戦術的なＭＬＳ形式の受信機が装 備された航空機に対して制限を受けることになる。このような軍用の受信機は、 補助的なデータ・ワード（個別の国家の特別な必要性により保留されるようなも の、即ち、補助的な国家のデータ・ワード）であって、通常はデータだけを提供 するように考えられているものであっても、この発明において説明されているよ うな放射誘導データとして認識して、誘導発生の目的で、このようなデータを適 切に処理するようにプログラムされることができる。

固定ビーム精密誘導をＭＬＳ形式の走査ビーム方式に組み込むようにする、この 発明の概念を例示する目的をもって、３個の相異なる実施例が説明される。

これらの実施例の第１のものは、第４図および第５図に関して例示され、かつ説 明されている。ここに含まれている事項は、ＭＬＳのシーケンスにおいて与えら れた種々の時間インタバル内で機能を果たすような、付加的に装備されたアンテ ナから、オーバラップするアジマス固定ビームを放射させて、該方式の未来の増 大に適合させることである。第２の実施例に示されている事項は、現在の放射さ れるＭＬＳ方式に修正を施して、固定ビーム精密誘導を生じさせることであり、 該修正は、第６図に示されているような、現存のＭＬＳ　ＯＣＩビームであるこ と、または、第７図に示されているような、現存の左右クリアランス・ビームで あることである。第３の実施例に示されている事項は、ＭＬＳ方式のＴｏおよび ＦＲＯ走査インタバルの間に、例えば第９図に示されているような他のＭＬＳ機 能のために既に割り当てられた不使用のインタバル部分の間に、本人による固定 ビーム精密誘導信号を、付加的に装備されたアンテナから放射させることである 。

第」」（羞」１ ここで第１実施例について考察すると、この実施例においては利用可能な未来増 大機能が使用されていて、未来の増大への必要性に適合することができ、また、 それに関連した時間インタバルにおいて、固定ビーム誘導信号を放射するように される。この実施例は着陸経路に関するものであるが、離陸または進入復行アジ マス経路に等しく適用することができる。この実施例においては、現存または未 来増大の機能が使用されて、固定ビーム精密誘導信号を付随させるのに適当なデ ータの放射がなされる。また、この実施例においては、ＭＬＳの地上の場所で付 加的に装備された、対をなして分離したアンテナも使用されており、対をなす固 定精密誘導ビームを飛行経路に沿って放射させて誘導を与えるようにされている 。

この誘導は、第２図および第４図において参照数字９で同定されているＭＬＳの ＴＯおよびＦＲＯ走査ビームによって与えられる誘導とは独立のものである。こ れらの付加された固定精密誘導ビームは、固有のプレアンブルであって、それら の機能を航空機搭載型の受信機に対して定義付けるためのもの、および、これと −緒に伝送される付加的なデータであって、航空機において固定誘導ビームから 受信された信号について適切な処理を可能化させるためのものによって適切に同 定されている。この実施例においては、固定ビーム精密誘導機能は、第１０図に おける付加的なアンテナ８０および８１によって与えられる。これらのアンテナ は地上の機器によって駆動されており、所望のアジマス中央線コース３６に関す る左パターン３１および右パターン３２を逐次放射するようにされる。第４図で 注意されることは、アジマス・ビーム３１および３２が中央！！３６に沿って部 分的にオーバラップしていることである。

第５Ａ図および第５Ｂ図には、航空機で受信されたときの、固定ビーム誘導機能 信号が示されている。その各々の場合において、機能の同定等を含む情報からな るプレアンブル３７が含まれている。これに追従するものは、航空機の２個の相 異なる場所３５および３６に対するアジマス情報を表わす対にされた固定ビーム 誘導信号である。第４図における固定ビーム３１．３２の全ては、アジマス飛行 経路に沿って等しい強度をもって伝送される。

これらの対にされたビームは、それぞれに、中央線３６に沿って等しくオーバラ ップされていることがら、これに沿って正確に位置している航空機は、これらの 双方のビームからの、等しい強度の対にされた信号を受信することになる。かく して、第５Ｂ図に示されているものは、航空機の受信機において等しい振幅にさ れている、結果としての信号３８および３９である。しかしながら、航空機が所 望の経路から迷走したときには、航空機が迷走した側への指向の程度が大きいビ ームからの信号は強くされ、これに対して、当該側から外れて指向されたビーム からの信号は弱くなる。かくして、第５Ａ図に示されていることは、中央から左 側の航空機の位置３５においては、左信号３８′の方が関連の右信号３９′より も強いということである。

信号３８′および３９′におけるこのアンバランスは、航空機の受信機において 処理されて、適当な出力信号を伝えるようにされる。この出力信号の振幅によっ て指示されることは、航空機の位置が中央部ではなくて、アジマスの左側である ということである。その理由は、航空機が所望の経路から迷走したときには、そ の迷走した側での信号は強くなり、遠くなった側では弱くなるがらである。更に 、コースから外れて迷走が生じた程度は、対にされた信号３８および３９の振幅 のアンバランスの程度により、比例的に指示されて、これに比例した誘導を達成 するようにされる。

これらの出力信号は、ＭＬＳ方式内で補助的なモニタ信号を生成させるために使 用されて、このモニタ信号がＭＬＳの走査ビーム誘導信号に基づく同様な出力と の比較のために使用されるか、または、代替的に、小規模な空港の設備において は、このような空港における、余り複雑ではなく高価でもない誘導能力を提供す るために、固定ビーム誘導を完全にＭＬＳ走査ビーム信号と置換することができ る。前記の誘導能力は、充分なＭＬＳ能力を有する航空機における受信方式との 互換性がある０代替的に、固定ビーム誘導によれば、ＭＬＳ走査ビームまたは固 定ビーム着陸誘導のいずれかと関連して、バック・アジマス誘導を与えることが できる。この固定ビーム精密誘導とこれに関連のデータとの放射には、現状では 不確定な方式に対する未来の増大に適合させるように、ＭＬＳ方式において割り 当てられた時間の極めて僅かな比率が使用されるのみである。固定ビーム誘導機 能のためには、利用可能に割り当てられた時間の僅かな部分が必要とされるだけ であるから、未来の増大のために利用可能にされる時間は殆ど減少しない。

１１え１１ ここでは、固定ビーム精密誘導の概念に対して相異なる進入が使用される、第２ の実施例の概念について考察する。この異なる進入は、第６図および第７図にお いて、それぞれに、２個の異なる形式によって例示されている。

この第２の実施例は、第４図および第５図に関連して検討された概念とは、下記 のように相違している。即ち、前述のように関連した固定ビーム精密誘導機能を 実行するための、付加的なアンテナ手段を備えるのに代えて、この第２の実施例 においては、現存のＭＬＳアンテナの放射パターンを変更して、中央線に沿った それらのビームをオーバラップさせる。そして、これによって、当該既に存在す るアンテナの通常の機能を減退させることなく、所望の固定ビーム精密誘導を達 成することができる。

第６Ａ図に示されているものは、左右のＯＣＩビームを含む、修正されていない 放射パターンである。これに対して、第６Ｂ図においては、ＭＬＳ方式のこれら のｏｃ工（コース外れの指示）アンテナ・ビームを用いて、これらのビームを中 央線３６においてオーバラップさせることにより、この実施例の第１の形式が与 えられている。

第７図においては、後述されるような、ＭＬＳ方式の右および左のクリアランス ・アンテナ・ビームを用いて、この実施例の第２の形式が与えられている。

その第１の形式において、第６Ａ図に示されているものは、航空機による偽のコ ースの可能性を抑制するために使用される、標準的なＭＬＳ　ＯＣ！ビーム４３ および４４である。これらのビームは、メイン・ビーム９に代えて、走査ビーム ・アンテナのサイド・ローブ４５に従うようにされる。航空機が±４０度の走査 セクタの外側に存在するときには、誘導領域８の外側に存在するものと考えられ る。これらのｏｃエビーム４３および４４は、誘導ビーム領域８の外側に存在す る航空機に対して、下記のような強度をもって放射される。即ち、それらの受信 振幅は、受信したいかなる走査ビームのローブまたはクリアランス・ビーム誘導 ローブからの信号よりも大きくなければならないけれども、領域８内に存在する 航空機に対しては、ＯＣＩ信号の強度が誘導信号よりも少なくとも５ｄＢ低くな ければならない、航空機搭載型の受信機が、ＯＣＩ信号として誘導機能内で生起 するそれらの時点によってそれぞれに同定される信号を逐次受信した後で、また 、これに加えて、クリアランス信号（それらを用いる設備からの）および走査ビ ーム信号を受信した後で、クリアランス信号または走査ビーム誘導信号がＯＣＩ 信号の強度よりも少なくとも５ｄＢだけ大きくないときには、航空機搭載型の信 号プロセッサにより、パイロットに対して、当該パイロットが誘導カバレージ領 域８の外側に居る旨の警報が発せられる。言うまでもなく、ＯＣＩ信号の強度は 、誘導領域８のアジマス・カバレージの外側の全ての場所において、走査ビーム 信号９またはクリアランス信号（放射されたときには）の強度よりも大きくされ ている０種々のＭＬＳ方式のものに対して、６個までのアジマスＯＣＩビームが 用意されている。従って、ＭＬＳ　ＯＣＩの仕様基準において、ｏＣＩ放射に指 定された時点の間に、この固定ビーム精密誘導のためにＯＣＩビームが使用から 排除されることはない。

第６Ｂ図に示されているように、ＯＣＩビームは修正されて、４８におけるアジ マス中央線３６にオーバラップするビーム４６および４７として示される輪郭に オーバラップするようにされている。このように構成されているときには、ビー ム４６および４７はまだそれらの通常の０ＣＩＩＩ能を実行することができるが 、これと同時に、４８において中央線にオーバラップするビームの部分は、第４ 図および第５図に関して前述されたと同様な種類の、固定ビーム精密誘導機能を 果たすことができる。

このような２重機能のＯＣＩおよび固定ビーム誘導放射は、現在の修正されない ＭＬＳ受信機により誤って解釈されることはない、その理由は、それらの固定ビ ーム誘導能力は該受信機によって無視されるだけだからである。

また、これと同時に、該受信機によりＯＣＩ情報が適切に使用されることになる 。これに対して、２重のＯＣＩ能力の利点を取り込むために、放射されたデータ ・ワードによって適切にプログラムされるような、未来のＭＬＳ受信機によれば 、これらのＯＣＩビームからの固定精密誘導をも受け入れるようにされる。

横方向の多重経路で厳しい問題を有している、幾つかの空港の場所において認識 されることは、第６Ｂ図に示されているような広範なカバレージの固定ＯＣＩビ ーム４６および４７を使用して、充分な鮮明度を有しており、中央線３６に沿っ てビームをオーバラップさせることによる横方向の多重経路の効果から自由であ るようにされた、精密な固定ビーム誘導を提供するのは困難であるということで ある。しかしながら、ＯＣＩビームの発生のためにＭＬＳで特定された基準によ れば、第４図に示されているように、狭い精密な固定誘導ビーム３１および３２ の放射が、使用されないＯＣＩの時間インタバルの間に排除されることはない、 このようなビームは現存のＭＬＳ受信機によれば無視されるけれども、例えば、 それらの精密な固定ビーム誘導データを処理するための、データ・ワードによっ て可能化された適切なプログラミングを有する未来のＭＬＳ受信機によれば適切 に使用されることになる。

艮１ｔじＣ胆滅〜 いずれの形式においても、現存のＭＬＳで放射されたビームを変更して、それら を固定ビーム精密誘導のために使用するような、この発明における第２の実施例 の代替的な形式として、第７図が作用することは、第７Ａ図で示されている標準 的なＭＬＳアジマス・クリアランス・ビーム５０および５１を修正し、それらを 伸長させて、第７ＢＩＪの５２および５３で示されているビームの形状を仮定す ることにより、進入経路の中央線３６に沿ってオーバラップさせる概念を例示す ることである。第２図に間して検討されたように、通常のＭＬＳ方式においては 、走査ビーム９によって、中央！！３６から±４０度の伸長をする全体的な誘導 領域８にわたるカバレージが与えられる。しかしながら、第７図に描かれた走査 ビームの実施例においては、走査ビーム９′によって与えられるものは、中央線 ３６の各側に±１０度の伸長をしてセクタ４９にわたる、精密走査ビームの比例 的な誘導だけである。このように制限された角度的なカバレージは、放射された ベイシック・データ・ワードに適切に注記されており、また、ＭＬＳ方式におけ る標準的な代替形式のものである。左右のセクタのアーク８″および８″′は、 走査領域４９のすぐ外側に位置しており、また、ＭＬＳで特定された±４０度の 限界まで伸長しているものであって、このＭＬＳの仕様に従って、第７Ａ図に示 されているようなＭＬＳクリアランス・ビーム５０および５１によってカバーさ れている。このクリアランス・ビーム信号における信号強度の計測は航空機内で 使用され、パイロットに対する適切な左方飛行または右方飛行が出されて、セク タ４９内の主要な走査誘導ビーム９′を横切るように当該パイロットを誘導する 。クリアランス−ビームに対して、ＭＬＳの仕様において開示された基準は下記 の通りである。即ち、セクタ・アーク８″に位置する航空機に対するクリアラン ス・ビーム５０の信号強度は、クリアランス・ビーム５１の信号強度を１５ｄＢ だけ超えねばならず、また、走査ビーム信号９′のサイド・ローブを５ｄＢだけ 超えねばならない、そして、これに加えて、クリアランス・ビーム５０の信号強 度は、！１４９ａに沿った一１０度に（即ち、走査ビーム・カバレージ領域４９ の負端部に）位置された航空機に対する走査ビーム信号の強度を５ｄＢだけ下回 らねばならない。

同様な仕様は、セクタ８″′におけるクリアランス・ビ−ム５１に当て嵌まるも のである。従って、クリアランス・ビームに関するＭＬＳの仕様において、＋１ ０度の誘導領域４９内に位置された航空機に対する固定ビーム精密誘導を与える 目的のために、第７Ｂ図の５２および５３において示されているように、これら のクリアランス・ビームが中央線３６に沿ってオーバラップされることを妨げる ものはない。

第８図に示されているものは、＋１０度の走査ビーム９′に間する、クリアラン ス・ビームの標準的なＭＬＳのフォーマットであって、この第８図においては、 走査ビーム９′の４個の最外側の角度的な位置に４回だけ隣接するものとして示 されている。４個のクリアランス・ビーム・パルス５５．５６．５７および５８ は、走査ビーム９′が最外側のＴｏおよびＦＲＯ走査限界に達した時点で放射さ れる。第７Ａ図における４９ａとして例示されているような、中央線３６の左側 にある航空機の位置に対しては、該航空機において受信された右方飛行のパルス の強度５６および５７は、互いに同じであるけれども、左方飛行のパルスの強度 ５５および５８よりも低くされている（図示されない）、中央線３６の航空機の 位置に対しては、第８図に示されているように、全部で４個のパルスの強度は等 しいものである。クリアランス・ビームが採用されない（第４Ａ図）ように、走 査ビームが中央から４０度の各側の走査をするＭＬＳ方式において注意されるこ とは、固定ビーム精密誘導の目的のために、それらを方式に対して付加的に加え ることが可能であり、また、誘導をモニタする目的をもって、更新され、適切に プログラムされたＭＬＳ受信機により使用され、これに対して、現存の修正され ないＭＬＳ受信機には無視されることになる。

１１え１１ この発明の第３の実施例によれば、第９図に関して説明されるように、方式の未 来の増大に適合するために、ＭＬＳ方式内に備えられたような利用可能な機能の 時間インタバルを使用することから区別されており、該第１の実施例で例示され ているような、現存の誘導機能信号のフォーマット内で不使用の時間インタバル の間に、新規に付加された固定ビーム精密誘導アンテナから放射され、または、 ＯＣＩまたはクリアランス・ビームのように別異の目的でも使用されるような、 既存の誘導機能において現存する放射ビームを使用することから放射される。

この第３の実施例で採用されるものは、第４図に従って指向されるような、付加 的な固定ビーム精密誘導アンテナであるが、これによって放射されるものは、走 査ビーム機能に対して割り当てられた時間インタバル全体にわたる間に、不使用 の適当な時点において、それらの固定誘導ビームである。これらの時点を使用す ることは、ある程度、米国特許第４，３０６．２３９号で示唆された線に沿って いるものである。このような不使用の適当な時点は、走査ビームに対して割り当 てられた時間インタバルが、通常の走査ビームの動作、および／または、クリア ランス・ビームの放射に対して必要とされるものよりも遥かに長いことから、実 際のビーム走査、および／または、クリアランス・ビームの放射の時点外のもの である９通常の走査ビームの動作は＋４０度を超えるものではなく、これに対し て、＋６２度までの走査を許容するインタバルには、充分な時間が含まれている 。かくして、＋４０度と＋６２度との間の走査の動作に対して割り当てられた時 間は、通常は、固定ビーム精密誘導パルスの放射のような、別異の用途に供する ことができる。

第９Ａ図に示されているものは、ＭＬＳ時間シークンス内で走査の機能に割り当 てられた時間インタバルであり、また、第９Ｂ図および第９Ｃ図に示されている ものは、第４図に関連して検討された形式の、アジマス固定ビーム誘導パルスの 放射を仮定したときの、アジマス誘導に対して航空機において受信された対応の 信号である。

第９Ｂ図に例示されているように、左側の固定誘導ビームは、６０で示されてい るように、−５０度でのＴＯ定走査対応する時点で放射され、また、６３で示さ れているように、−５０度でのＦＲＯ走査に対応する時点でも放射される。同様 にして、右側の固定誘導ビームは、６１で示されているように、＋５０度でのＴ Ｏ定走査対応する時点で放射され、また、６２で示されているように、＋５０度 でのＦＲＯ走査に対応する時点でも放射される。

その角度的な走査は第９Ａ図に示されている。第９Ｂ図に示されているような、 右側の固定誘導ビーム６１および６２の強度に対する左側の固定誘導ビーム６０ および６３の相対的な強度は、ＭＬＳ受信機のプロセッサにおいて比較されたと きに、航空機が中央！！３６から左側に外れていることを指示する作用をする。

これらの強度の差により、航空機が中央線から離れて位置している程度が指示さ れる。振幅による強度（即ち、第９Ｃ図に示されているような、４個全部のパル ス６０′、６１′、６２′および６３′についての）が等しいことで、航空機が 正確に中央線３６上に位置することが指示される。固定ビーム誘導パルスに関連 して放射されたデータ・ワードにより、航空機の受信機に対して、当該地上の場 所から該航空機で受信された信号を処理するために使用されるべきプログラム部 分についての告知がなされる。更に、この第３の実施例に従って放射される信号 は、クリアランス・ビーム信号、テスト・パルスまたは走査ビーム信号を放射さ せるために通常は使用される時点とは異なる時点において放射されて、現存のＭ ＬＳ受信機によって、これらの固定ビーム精密誘導信号が誤って中断されること がないようにされる。この目的のために、充分な時間がＭＬＳ走査ビームの走査 時間インタバルに割り当てられる。

髪って、ここで説明されているものや、説明されていな〜）他のものを含む、多 くの異なる実際的な実施例があることが認められる。これらによれば、特定され たＭＬＳフォーマットの枠組みの範囲で、アジマス誘導に対する固定ビーム精密 誘導パルスを放射させることが使用できる。前記フォーマットは極めて柔軟なも のであって、広範な不使用の、および／または、割り当てのない時間周期を有し て、充分な時間を残している。この時間において、適切にプログラムされたＭＬ Ｓ受信機に対して固定ビーム誘導信号やデータ・ワードを放射させながら、現存 の修正されない受信機による誤りの応答を回避するようにされる。

また、精密な着陸誘導をさせるための、この固定ビーム誘導信号を使用する上で 必要とされる精密度を、幾つかの現存の修正されないＭＬＳ受信機が有していな いことも事実である。現存の受信機の振幅計測能力が、ＭＬＳＯＣＩビームから 受信された信号の強度に基づいて、偽のコースの抑制をするのに足りるだけであ ったり、または、クリアランス・ビームからの信号の強度の計測に基づいて、左 方飛行や右方飛行の誘導を出すのに足りるだけであったりすることに鑑みて、そ の問題点は、固定ビーム誘導信号の相対的な振幅強度を、走査ビーム誘導の正確 性と合致させることが要求されるような、このような精密度をもって正確に計測 するための充分な能力が。

それらの受信機には欠如しているということである。これに加えて、固定ビーム 誘導機能に関連して受信機内で、現状においては、現在の形式のＭＬＳ受信機内 での１０グラムはなされていない、しかしながら、この固定ビームい導の特徴を 使用するための、現在の受信機に対する、適切な修正は、信号強度の計測および 比較の能力の改善、および、適切なソフトウェアを付加す多々めの改善を含め、 て、容易に達成されるものである。新規な形式の受信機に、おいては９、◆要と される精密な振幅の計測能力および適切なソフトウェアを、容易に組み込ませる ことができる。

１査濃」シし【 第１０図に示されているものは、この発明に従って、ビームの走査および固定ビ ーム誘導の双方を与えるように動作することができる総合的な方式である。ここ で特に詳述される実施例は、第１図のそれに類似した、従来のバック・アジマス またはアジマス方式に対するものであるが、その中に組み込まれた固定ビーム精 密誘導を備えており、ＯＣＩに割り当てられた時間インタバルを使用するように されている。また、走査ビーム誘導機能をモニニタすることを備え、または、こ れに代えて、小規模空港での使用のために、独立の固定ビーム着陸誘導を備える ようにされている。この第１Ｏ図においては、航空機搭載型の受信機およびデー タ゛処１手澱ガＩ例、示されて（いる、第１０図に示されたアジマス・地−上（ 機ＨＩに含、すれている送信機７０は、適当なスイッチ・ユニット７′２゛を介 して、それぞれが実行を所望されるｍ能に依存、して、それぞれに相異なる放射 パターンの形状を有する多重アンテナ７４ないし８１に対して選択的に・加えて いる。スイッチ７２はロークリ・スイッチとして概略的に示されているけれども 、実際の設備においては電子的なスイッチ・ユニットで構成されることになる。

スイッチ７２の位置および各選択可能な位置でのその滞留時間は、プログラム化 された放射制御論理ユニット（ＲＣＬＵ）７によって制御される。この制御ユニ ット７１は、また、送信機７０がある特定のアンテナに接続されているときに、 連続波の出力を送信するか、または、データでコード化された機能（例えば、基 準時間コードまたは適当なデータ・ワード）を送信するかの制御も行う、このよ うなコード化は、ＲＣＬＵ７１によって要求されたときに、データ・エンコーダ ７３によってなされる。

種々のアンテナで放射されたビームにより、航空機搭載型の受信機９３に結合さ れたアンテナ９２を含んでいる航空機搭載型の機器によって、空中で受信される 信号が生成される。該受信機からの出力信号は、航空機搭載型のデ・−タ・プロ セッサ９４に伝送される・、このデータ・、プ１０セッサ９４は、誘導を与える ために必要な全てのプログラム化されたＩＮＦ：を実行して、誘導手段を駆動す るための誘導信号を伝送する。ここに、誘導手段は標準形式の誘導指示計９５と して描かれている。ただし、グライドスロープ針Ｂは、バック−アジマス使用の 間は不動作である。

第１０図に示された方式によれば、現在採用されているＭＬＳ方式を構成する標 準的な機能が与えられるが、これに加えて、後述のように使用することが可能で あって、本発明者による新規な固定ビーム誘導モニタ方式と互換可能に組み合わ された走査ビーム誘導が与えられるか、または、これに代えて、本発明者による 固定ビーム誘導方式だけの使用による誘導が与えられる（即ち、小規模であって トラフィック・レベルの低く、従って、完全なＭＬＳ方式の走査ビームで与えら れるような、より複雑な飛行経路を必要としない空港において）。

前述されたように、ＭＬＳは極めて柔軟な方式であって、ある特定の位置での地 形やトラフィック量等に依存して、極めて広範な構成をもって装備することがで きる。

第１１図を参照して特に詳細に後述されるＭＬＳの実施例は、典型的な設備の代 表として選択されたものであり、この開示内で前述されたものを例示するもので ある。±１０度の精密誘導領域４９を生成させるための、第１１図に示されてい るビーム９′を用いて、アジマスまたはバック・アジマス走査ビームを生成させ るために、第１０図に示されているＭＬＳ方式が構成されている。この±１０度 の領域の外側で、セクタ８によって規定されるような、±４０度の限界まで誘導 を伸長させるクリアランス・セクタ・ビームが、ビーム５０および５１によ　っ て生成される。ＯＣＩビーム４３および４４により４誘導限界が±４０度の偽の コースが生成される。ビー、ム３１および３２により、この発明の固定ビーム精 密誘導が生成される。

第１０図における地上アンテナからの、従来のＭＬＳビーム放射のシーケンスは 、通常は下記の通りである。

第１０図に示されているように、始めはプリアンプルがアンテナ７４から伝送さ れる。このアンテナ７４のアンテナ・パターン・カバレージは、第１１図に示さ れているような、誘導領域８内で進入している航空機に面する±４０度に対応し ているものである。第３図のプリアンプル１１に含まれていることは、放射され ているＭＬＳ機能１４の同定をすることであって、この機能は受信機内で動作し て適当なプロセッサ・プログラムを呼び出し、地上設備からの同様な誘導機能内 で放射されているデータを処理するようにされる０次いで、セクタ・ビーム１５ がアンテナ７４から放射されて、地上設備同定コード１６（ステーション同定） および航空機搭載型のアンテナ選択信号１７とともに開始される１次に、コース 外れのＯＣＩ信号１８がアジマス・アンテナ７５および７６から伝送され、第１ １図のビーム４３および４４が生成されて、パイロットに対して誘導領域８の外 側に居る旨の警報を発する０次に、Ｔｏテスト・パルス１９がアンテナ７４を介 して放射される。これに追従して左クリアランス・ビーム５ｏの放射がアンテナ ７８を介してなされる。これに追従してＴｏ走査ビーム９′がアンテナ７９を介 して放射され、その後で右クリアランス・ビーム５１の放射がアンテナ７７を介 して生じる。ある休止の後で、第２のクリアランス・ビームがアンテナ７７を介 して放射され、これに追従してアンテナ７つによるＦ　ＲＯ走査ビーム９′が出 される。そして、これに追従してアンテナ７８による左クリアランス・ビーム５ ｏの放射がなされる。アンテナ７４を介するＦＲＯテスト・パルス１９′の放射 により、ＭＬＳアジマス誘導機能が終了する。

第１０図のＭＬＳ方式において、本発明者による固定ビーム精密誘導機能の放射 を含ませるための技術は下記の通りである。まず、このＭＬＳの仕様においてＯ ＣＩビームの放射のために、６個のアジマスＯＣＩ時間インタバルが利用可能で ある。従来は、６個のインタバルの中の２個だけが、第１１図においては２個の ＯＣＩビーム４３および４４だけが放射されて、４個の利用可能なＯＣＩのイン タバルは不使用のままである。従って、この固定ビーム精密誘導ビームは、論理 制御ユニット７１のプログラミングにより、不使用のＯＣＩインタバルの間に放 射され、スイッチ７２およびアンテナ８０．８１を介して逐次伝送される０本発 明者による固定ビーム精密ビームは、第１１図に示されているように、中央線３ ６に沿ってオーバラップするビーム・パターン３１．３２を有している。これに 加えて、論理制御ユニット７１は、全体的なＭＬＳにおける適切な時点でのアン テナ７４とスイッチ７５との放射シーケンスで、固定ビーム精密機能の性質を同 定するデータ・ワードの伝送を開始させる。

第１２図に示されているものは、第１１図に示されているような走査ビーム９′ に応答して受信されたアジマスＭＬＳ走査ビーム誘導ビームに対する、ＭＬＳ受 信機およびプロセッサによる出力応答である。ＭＬＳ走査比例式誘導方式に対し て例示された航空機での応答に含まれているものは、中央線３６の０度の両側で 水平にプロットしたときの、航空機の様々な角度的な位１に対するプロセッサの 出力電圧による曲線Ｐである。中央線上で０度の航空機の位置に対する出力はゼ ロであって、これの意味することは、第１０図における指示計９５のアジマス針 Ａが中央に来るということである。航空機の中央線からのずれの変位が増大する とともに、曲線Ｐ上の出力が直線的に増大する。ここに、中央線からの各々の側 に４０度までの変位に対する全体的な曲線が示されているけれども、その変位に 対する針の動きは中央からの各々の側に１０度までである。走査ビームに対する 比例的なカバレージである、直線的な部分Ｐを超えた第１２図の曲線の応答は、 クリアランス・ビーム５０および５１により制御されて、一定振幅の左方飛行お よび右方飛行信号ＰＬ、ＰＲを生成するようにされる。

第１３図に示されている曲線には、その全体的な姿は第１２図の曲線Ｐに顕似し ているが、本発明者による固定ビーム誘導方式の応答を表しているものである。

中央線３６を超えた曲線にの小部分は直線状であり、該直線部分は、例えば、第 １１Ａ図に示されているような点９６と９７との間の航空機の進入に対して、中 央線の各側の約５度以下の部分を包囲している。しかしながら、有用な誘導は、 中央線３６からのずれによる変位が、５度と１０度との間のゾーンにあるときに も与えられる。また、クリアランス・ビームは第１０図のアンテナ７７および７ ８によっても生成されて、ちょうど第１２図の場合においてＫＲおよびＫＬで示 されているような、左方飛行または右方飛行の指示を発するようにされる。第１ ２図および第１３図の比較で示されることは、縮小された方式では本発明者の固 定ビーム誘導方式だけが使用されて、走査ビームを排除するようにされており、 その結果として、完全なＭＬＳ方式のものと匹敵し、また、小規模の空港のため に充分なものになる。ここで注意されるべきことは、大規模の空港で多年にわた り使用されてきたＩＬＳ着陸方式は、中央線の各側の約２．５度だけの比例的な ディスプレイにおいて直線的な誘導が与えられるものであるということである。

そして、コックピットのディスプレイでの針は中央線から２．５度を超えた位置 で止められ、パイロットに対して、左方飛行および右方飛行の指令が出される。

上記の検討で示されることは、標準的なＭＬＳ方式、本発明者の固定ビーム・モ ニタ方式を含むように増大されたＭＬＳ方式、および、走査信号に代えて本発明 者の固定ビーム誘導を用いている縮小された方式は、いずれも互いに互換可能な ものであって、世界中の空港において交換可能に使用することができる。その異 なる方式で必要とされることは、ある特定の位！における方式の形式を指示する ための、地上放射制御論理７１および地上データ・エンコーダ７３の適切なプロ グラミングをすること、および、異なる地上設備との共同のために、航空機搭載 型のデータ・プロセッサ９４の適切なプログラミングをすることだけである。ま た、この検討で示されることは、本発明者に固定ビーム方式においては、ＭＬＳ 方式と同様な地上送信機７０を使用しながら、異なるアンテナを使用して、ＭＬ Ｓ放射シーケンスでの異なる時点で異なる動作を行い、従って、後者をモニタす るサービスをしているときには、ＭＬＳ走査ビーム方式について、大幅な独立な 動作を行うことになる。

この発明は、下記の請求の範囲内での変更をなし得ることは明らかであるから、 図面に示されている正確な実施例に限定されるべきものではない０例えば、この 開示で概説されたような信号フォーマットを備えたＭＬＳ互換型着陸方式につい て、この発明での可能性を除外するものではなく、その可能性を増強させるもの であって、別異のマイクロウェーブ周波数において動作できることが注意される ０例えば、この開示で概説されたようなＭＬＳ互換型方式によれば、極めて小規 模の地上ステーションをもって、１０，０００または１５．ＯＯＯＭＨｚのよう な、より高い周波数での実施が可能にされる。特に、より高い周波数でのＭＬＳ 互換型固定誘導ビームを使用する結果として、より高い周波数のために地上方式 が小さくなるだけではなく、走査ビーム・アンテナと対照的に減少された寸法の 固定ビーム・アンテナのために小さくなる。この小さい寸法のものは、極端に小 さい地上ステーションが必須である独特な軍事上の適用のような、ある種の適用 においては特に魅力のあるものである。航空機において、付加的に必要とされる ことの全ては、航空機搭載型機器の全ての他の局面が、この開示で説明されたも のであるとして、より高い周波数を、約５．００ＯＭＨｚの受け入れられるＭＬ Ｓ周波数に変換するための、簡単な固定周波数コンバータである。この態様にお いて、航空機搭載型機器は、小規模の独特な軍事上の必要による地上ステーショ ンからの信号を受け入れるだけではなく、例えば、民間空港から放射される従来 の５゜ＯＯＯＭＨｚのＭＬＳ信号を受け入れるためにも使用することができる。

この発明において、これらの変形および他の変形は、後続の請求の範囲における 精神および範喘に入るべく意図されている。かくして、理解されるべきことは、 ここに説明された装置および方法に関する制限が意味されることではなく、また 、このような修正の全ては請求の範囲での範晴でカバーされるべきであるという ことである。

ＦＩＧ、　１３゜ 国際調査報告

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定ビーム精密誘導機能とともに点在する走査ビーム精密誘導機能を含む 複数個の異なる誘導機能を、割り当てられたＭＬＳの時間インタバルの繰り返し シーケンスにおいて、地上に設置されたアンテナ手段から送信することにより、 規定された領域における規定された飛行経路に沿ってＭＬＳの離陸または進入復 行誘導を行い、該規定された領域における該規定された飛行経路に対するＭＬＳ 誘遵の正確度を独立してモニタするための方法であって： （ａ）前記走査ビーム機能を与えるために、該規定された飛行経路を含む規定さ れた領域を横切って、第１の方向および反対の第２の方向に前記走査ビームを走 査することであって、該走査ビームは、該シーケンス内で自己に割り当てられた ＭＬＳ時間インタバルにおいて送信され、該規定された飛行経路の反対の側で開 始および停止されるものであること； （ｂ）干渉のないＭＬＳ時間インタバルの間に、対にされた固定ビーム誘導ビー ムを、該規定された飛行経路の反対の側に沿って送信することであって、該対に されたビームの放射バクーンが、同じ量だけ該規定された飛行経路にオーバラッ プするようにされ、これにより、該規定された飛行経路に沿って計測されたそれ らの強度が互いに等しくされるようにすること；（ｃ）前記送信きれた誘遵ビー ムを前記航空機内で受信して受信信号を生成させること：（ｄ）該走査ビーム誘 導職能から受信された信号を処理して、前記第１の方向に通過する走査ビームの 該航空機における受信と、該航空機の現在の場所において第２の方向に通過する 走査ビームの受信との同の時局に比例して変動する第１の出力信号を生成させ、 この第１の出力信号を使用して、該規定された飛行経路に関する走査ビーム誘導 信号を生成させること；（ｅ）該対にされた固定ビーム誘導機能から受信された 信号を処理して、それらの相対的な振幅を比較することにより、該航空機の現在 の位置において受信されたそれらの相対的な強度に比例して変動する第２の出力 信号を生成させ、この第２の出力信号を使用して、該規定された飛行経路に関す る固定ビーム誘導信号を生成させること；および （ｆ）前記第１の出力信号を前記第２の出力信号と比較して、該第１および第２ の出力信号が実質的に合致したときに、前記走査ビーム誘導信号を航空機の誘導 のために生成させること； の諸ステップからなる前記の方法。
2. （２）請求の範囲第１項に記載の方法において：（ｇ）前記誘導機能に関連して 送信し、送信されている誘導機能の形式を同定するように動作するデータ機能を 同定することでありて、これにより、受信された信号がどのように処理されるべ きかを指示するための情報が航空機に対して生成されること； なるステップを更に含んでいる前記の方法。
3. （３）地上に設置された送信手段を備え、ＭＬＳの航空機搭載型受信および処理 手段を備え、また、送信されている機能の形式を同定するためのデータに関連し て送信される、複数個の異なる誘導機能に適合するための繰り返しシーケンスの 時同インターバルを備えたＭＬＳ方式において、可能性のある該機能には；（１ ）離陸の間または進入夜行の間に航空機が飛行する規定された領域を横切って第 １および第２の方向に走査される走査ビームからなる走査ビーム誘導機能、およ び（２）規定された飛行経路に沿っている規定された領域内でオーバラップする ように対にされた固定ビーム誘導機能であって、それらの相互の強度は等しくさ れているものが含まれており、離陸のために、または、進入復行の間に航空機内 で機器による誘導を与えるための方法であって：（ａ）該誘導機能ビームを航空 機内で受信して、それに基づく出力信号を生成させること；（ｂ）該出力信号に 関連するデータを処理して、走査ビーム誘導職能のみ、固定ビーム誘導機能のみ 、および、走査ビームと固定ビームとの双方の機能間のものとして、誘導機能の 形式を決定すること；および（ｃ）関連のデータで決定されたように前記出力信 号を適切に処理して、離陸または進入復行の間に航空機において誘導信号を生成 させることであって、前記誘導信号は、（１）１個の形式の誘導機能だけが送信 されているときには、単一形式の誘導機能に基づき、そして、（２）双方の形式 の誘導機能が送信されているときには、双方の形式の誘導機能の比較に基づくよ うにされていること； の諸ステップからなる前記の方法。
4. （４）請求の範囲第３項に記載の方法において、前記地上ステーションから航空 機に対して、前記繰り返し時間シーケンスの間に、地上ステーションの同定のた め、および、信号の取得とタイミングとで使用するためのセクタおよびプレアン ブル・データが送信されるようにした前記の方法。
5. （５）請求の範囲第２項または第３項に記載の方法において、該方式にはＭＬＳ 　ＯＣＩ（コース外れの指示）ビームが含まれ、該ビームはＯＣＩビームに対し てＭＬＳで特定された振幅をもって、前記規定された領域以外のコース外れのセ クタにおいて放射されるものであり、その振幅はコース外れのセクタにおけるい ずれの誘導ビームよりも大きく、また、走査ビーム領域内で放射されたときには 、該走査ビームの振幅よりも少なくとも５ｄＢ低くされており、前記ＯＣＩビー ムは、該規定された領域に入力して、前記規定された飛行経路を等しいビーム強 度でオーバラップするような形状にされ、指向されており、前記対にされたビー ムにより該航空機内で前記固定ビーム誘導信号を生成するようにされている前記 の方法。
6. （６）請求の範囲第２項またけ第３項に記載の方法において、アジマス誘導のた めに、該方式には、該走査ビームで規定された領域に隣接したクリアランス・セ クタにおいて、ＭＬＳで特定された振幅で送信されるＭＬＳクリアランス・ビー ムが含まれており、ここに、各クリアランス・ビームの振幅は、他のクリアラン ス・ビームのクリアランス・セクタにおける該他のクリアランス・ビームの振幅 を１５ｄＢだけ超え、そのクリアランス・セクタにおいて少なくとも５ｄＢで放 射されたときには、該走査ビームのサイド・ローブの振幅を超えるようにされて おり、また、各クリアランス・ビームの振幅は、該走査ビーム領域の端部で計測 されるように放射されたときには、該走査ビームの振幅を少なくとも５ｄＢ下回 るようにされており、前記クリアランス・ビームは該規定された領域に入力し、 前記規定された飛行経路を等しいビーム強度でオーバラッブして、該航空機内で 前記固定ビーム誘導信号を生成するようにされている前記の方法。
7. （７）請求の範囲第２項または第３項に記載の方法において、前記固定ビーム誘 導ビームは、それぞれに、ＭＬＳ走査ビーム機能の送信に対して割り当てられた ＭＬＳの時間インタバル内ではあるが、ＭＬＳ走査ビームの送信のために実際に 使用される時点外で送信される前記の方法。
8. （８）請求の範囲第２項または第３項に記載の方法において、ＭＬＳ方式には未 来のＭＬＳ方式の増大に対して利用可能な機能の時間インタバルが含まれており 、このような固定ビーム誘導ビームの対は、ＭＬＳの未来の増大機能の時局イン タバルの間に送信される前記の方法。
9. （９）規定された領域における規定された飛行経路に沿ってＭＬＳで航空機の離 陸または進入復行誘導を行い、航空機に対する当該誘導の正確度を独立してモニ タするための装置であって： （ａ）地上に設置されたアンテナに対して、放射制御論理によって選択的に接続 される地上ステーションの送信機であって、（１）該規定された領域に放射され 、該規定された領域を横切って第１および第２の方向に走査される走査ビームを 含むようにされた走査ビーム誘導機能を自己の時間インタバル内に送信し、また 、（２）該規定された飛行経路の反対の側に沿って向けられた対のビームを含み 、前記対のビームが等量だけ該規定された飛行経路をオーバラップするようにし て、該経路に沿って計測されるそれらのビーム強度が互いに等しくされている固 定ビーム誘導機能を、干渉のない時間インタバルの間に送信するためのもの；お よび （ｂ）前記誘導機能に基づく信号を受信するために、プログラムされたデータ・ プロセッサに結合され、誘導デバイスに接続されている航空機受信機であって、 前記プロセッサのプログラムは、（１）前記走査ビーム機能に基づいて受信され た信号を処理して、該航空機の現在の位置に関して、前記第１および第２の方向 を横切る前記走査ビームの受信の間の時間に比例して変動するような第１の出力 信号を生成させること、（２）前記固定ビーム誘導機能に基づいて受信された信 号を、それらの相対的な振幅を比較することによる処理をして、該航空機の現在 の位置に関して、前記対にされた固定ビーム信号の相対的な強度に比例して変動 するような第２の出力信号を生成させること、（３）該第１および第２の出力信 号を比較すること、および（４）前記第１および第２の出力信号が実質的に合致 したときに、該第１の出力信号に基づく誘導信号を前記誘導デバイスに伝送する ことのためにされているもの； からなる前記の装置。
10. （１０）請求の範囲第９項に記載の装置において、前記送信機にはデータ・エン コーダが含まれており、前記放射制街論理により可能化されて、前記地上に設置 されたアンテナに対して、送信されている誘導機能の形式を指示するための、航 空機への放射に対する同定用のデータを伝送するようにされており；また前記デ ータ・プロセッサは、前記受信機によって．受信された前記同定用データに応答 するようにプログラムされており、これにより動作状態にされて、前記受信され た信号を適切に処理するようにされている；前記の装置。
11. （１１）規定された領域において規定された飛行経路を飛行している航空機に対 する誘導を与えるための、多数の異なる機能の地上ステーションを備えた、ＭＬ Ｓの離陸または進入復行の着陸方式において、改善されたＭＬＳ装置には： （ａ）放射制御論理手段によって選択的に接続された送信機手段を備えたＭＬＳ 地上ステーションであって、（１）割り当てられた時間インタバルにおいて、複 数個の種々の精密誘導信号の中の少なくとも１個、および、（２）当該ＭＬＳ地 上ステーションにおいて送信された誘導信号の形式を定義する複数個のデータ信 号の中の少なくとも１個を逐次送信するようにされており、前記誘導信号に含ま れているものは、該規定された領域を横切る第１および第２の方向において放射 される走査ビーム誘導機能、および、該航空機の飛行経路の反対の側に沿って指 向された固定め対にされたビームであり、前記対にされたビームは該規定された 飛行経路を等量だけオーバラップするようにされ、これによって、該飛行経路に 沿って計測されるときのそれらのビーム振幅が互いに等しくされるようにしたも の；および（ｂ）前記送信された信号を受信するための、航空機搭載型のＭＬＳ 受信機であって、前記ＭＬＳ受信機には： プログラムされたデータ・プロセッサ手段であって、（１）受信されたデータ信 号に応答して動作し、（２）受信された誘導信号を前記データ信号の関数として 処理し、（３）該航空機の現在の位置において、前記第１および第２の方向に該 走査信号が通過する間の時間に比例して変動する出力信号を生成させるために走 査ビーム信号を処理し、および、（４）該航空機の現在の位置において、固定ビ ームの受信された信号の相対的な強度に比例して変動する出力信号を生成させる ために、それらの相対的な振幅を比較することにより、固定の対にされたビーム 誘導信号を処理するためのもの；および飛行誘導を生威させるためにプロセッサ 手段に接続された誘導手段であって、前記飛行誘導は、１個だけの誘導信号が送 信されているときには、１個の誘導信号に基づいており、少なくとも２個の誘導 機能が送信されているときには、２個の誘導信号の比較の後で、前記誘導信号の 中で選択された１個に基づいているもの；が含まれている、前記の装置。
12. （１２）請求の範囲第１０項または第１１項に記載の装置において、前記放射制 御論理手段は： 該送信機手段を励起させるために動作して、該規定された領域以外のコース外れ セクタにおいて送信されるＭＬＳ　ＯＣＩ（コース外れの指示）ビームが、ＯＣ ＩビームについてＭＬＳで特定された振幅をもって放射されるものであり、その 振幅はコース外れのセクタにおけるいずれの誘導ビームよりも大きく、また、該 走査ビームの振幅よりも少なくとも５ｄＢ低くされており；また前記ＯＣＩビー ムの形状および指向を定め、該規定された領域に入力させて、該規定された経路 を等しいビーム強度をもってオーバラップさせるための手段であって、前記対に されたＯＣＩビームにより該航空機内での前記固定ビーム誘導を生成させるもの を含んでいる；前記の装置。
13. （１３）請求の範囲第１０項または第１１項に記載の装置において、前記放射制 御論理手段はアジマス誘導のために： 前記送信機手段を励起させるために動作して、ＭＬＳの特定された振幅で放射さ れるときには、前記走査ビームに隣接したＭＬＳクリアランス・ビームを放射さ せるものであって、ここに、各クリアランス・ビームの振幅は、他のクリアラン ス・ビームのクリアランス・セクタにおける該他のクリアランス・ビームの振幅 を１５ｄＢだけ超え、そのクリアランス・セクタにおいて少なくとも５ｄＢで放 射されたときには、該走査ビームのサイド・ローブの振幅を超えるようにされて おり、また、各クリアランス・ビームの振幅は、該規定された走査ビーム進入領 域の端部で放射されたときには、該走査ビームの振幅を少なくとも５ｄＢ下回る ようにされるものであり；また、 前記クリアランス・ビームの形状および指向を定め、該規定された領域に入力さ せ、該規定された経路において等しいビーム強度をもってオーバラップさせて、 該航空機内での前記固定ビーム誘導信号を生成させるための手段を含んでいる； 前記の装置。
14. （１４）請求の範囲第１０項または第１１項に記載の装置において、前記放射制 御論理手段は該送信機手段を励起させるように動作して、ＭＬＳ走査ビーム機能 の送信に対して割り当てられた時間インタバル内ではあるが、該ＭＬＳ走査ビー ムの送信のために実際に使用されている時間外において、オーバラップされる固 定ビーム誘導ビームを放射するようにされている、前記の装置。
15. （１５）請求の範囲第１０項または第１１項に記載の装置において、ＭＬＳ方式 には、該ＭＬＳ方式の未来の増大のために利用可能な１個またはそれより多くの 機能の時間インタバルが含まれており、前記放射制御論理手段は該送信機手段を 励起させるように動作して、前記１個またはそれより多くのこのような機能の時 間インタバルの間に、固定ビーム誘導ビームの対を生成するようにされている、 前記の装置。