JPH02114190A - 監視装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、近距離航法システムであるＤＭＥ（Ｄｉｓｔ
ａｎｃｅ　Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ＩｉｑｕｉｐｍｅｎＬ
）システムの地上装置たるトランスポンダの監視装置に
関する。

（従来の技術） ＤＭＥシステムは、航空機に搭載されるＤＭＥ機上装置
（インタロゲータ）とＤＭＥ地上装置（トランスポンダ
）とから構成され、いわゆる２次し−ダ方式で航行中の
航空機に対して当該ＤＭＥ地上局からの距離情報を提供
するものである。

即ち、インタロゲータの発した質問パルスを受信したト
ランスポンダは所定の遅延時間（５０μｓ）後に応答パ
ルスを送信するようになっており、インタロゲータは雪
間パルスを発してから応答パルス受信までの時間を求め
、５０μｓの遅延時間を差引きＤＭＥ地上局からの距離
情報を得るようになっている。

このＤＭＥシステムでは覆域と距離精度を一定に維持す
る必要があり、従来のトランスポンダは受信感度が−９
５ｄＢ　ｍ以下、応答遅延時間（５０Ｊｉｓ）の許容値
が±１．０μｓ以内と規定されている。つまり、トラン
スポンダの監視装置はトランスポンダがこれらの規定値
を満足して動作しているか否かを監視するものであって
、従来のトランスポンダおよびその監視装置は例えば第
３図に示すようになっている。以下、第３図を参照して
従来装置の動作概要を説明する。

まず、応答遅延時間の監視は次のようにして行われる。

第３図において、パルス発生器２１′は第４図（イ）に
示す如き対パルスからなる質問パルスたる質問用変調パ
ルスａを発生する。この質問用変調パルス（質問対パル
ス）ａは、第５図に示すように、１／２振幅点で測定し
てパルス間隔が１２±０．２５　μｓ　、パルス幅が３
．５±０．５　μｓの対パルスで楕成され、その繰返周
波数は例えば２５　ｐｐｐｓ　（ｐｕｌｓｅ　ｐａｉｒ
　ｐｅｒ　５ｅｃｏｎｄ）である、なお、パルス立上り
時間および立下り時間は３．０μｓ以下の所定値と規定
されている。

この質問用変調パルスａは、信号発生器２２が発生する
搬送波信号を変調してｌＧ１１ｚ帯の質問信号すとなる
（第４図（ロ）ン、そして、この質問信号すはその一部
が検波器２５で検波されて検波信号Ｃとなる（第４図（
ハ））、これは監視回路２７′へ送られ、応答遅延時間
を監視するためのスタート基準用に、かつ受信感度（質
問に対する応答率）の信号処理用に使用される。さらに
、この質問信号ｂ（ＯｄＢｍ）は可変減衰器２３で所定
の値（６０ｄＢ）だけ減衰され、サーキュレータ２４か
ら方向性結合器２（３０ｄＢ）を経てトランスポンダ３
′の受信ｔｌ！１５へ質問レベル−９０ｄＢｍで加えら
れる。

受信機５に加えられた質問信号すは、バンドパスフィル
タ６およびミキサ７を経て中間周波増幅器８′で増幅検
波されて検波信号ｄとなり、デコーダ１０へ入力する。

デコーダ１０は、検波信号ｄの１／２振幅点を検出し、
スペーシングが１２μｓの質問パルスをデコードする。

そして、デコードされた質問パルスは遅延回路１１にて
所定時間宛遅延されてコーダー１２へ入力し、これによ
りコーダー１２は所定スペーシングを持つ応答パルスを
発生する。応答パルスは送信機１３、デユープレクサ４
を介した空中線１から応答信号として無線送信されるが
、その一部は、方向性結合器２から監視装置２０′のサ
ーキュレータ２４を経て検波器２６で検波され検波信号
ｅとなり（第４図（ホ））、監視回路２７′に応答パル
スとして加えられる。監視回路２７′は、前述した質問
パルスの検波信号Ｃから応答パルスの検波信号ｅまでの
時間を計測し、所定の許容値内か否かを監視する。

具体的には、応答遅延時間は５０±０．８μｓと規定さ
れているので、質問パルスの１／２振幅点から４９．２
μｓ　ｔ＊にゲート幅１．６μｓのゲートパルスを作り
、このゲートパルスと応答パルスの１／２振幅点の論理
積（ＡＮＤ）をとり、論理積の出力において信号が得ら
れればノーマル、なければアラームとして処理するので
ある。

ここで、実際のトランスポンダ３′では、受信機ノイズ
が存在するので、中間周波増幅器８′の出力たる検波信
号ｄは受信機ノイズが重畳されたものとなる（第４図（
ニ））、従って、デコーダ１０において質問信号（検波
信号ｄ）の１／２振幅点を検出する際に、その１／２振
幅検出点は第６図に示すようにノイズによる所定ジッタ
幅分変動することになる。このときのジッタ＊（平均値
）は、固定スレッショルドの場合、次の式（１）で与え
られる。

ジッタ幅＝ｔ、ｒ／−１昭７Ｎ　　　　　　　　　　　
　　　　　（１）なお、ｔｒはパルスの立上り時間、Ｓ
は信号レベル、Ｎは受信機ノイズのレベルである。そこ
で、ｔｒ　＝１μｓとすると、Ｓ＝−９０ｄＢｍの質問
信号に対し受信機出力信号のＳ／Ｎは１４ｄＢであるの
で、１　／　２　ＷＲ幅点におけるジッタ幅は約±０，
４５μｓとなる。つまり、監視回路２７′においてゲー
トパルスと論理積をとられる応答パルスも約±０．４５
μＳのジッタ幅分変動する。しかし、ゲートパルスのゲ
ート幅は１．６μｓなので、従来の監視装置２０’では
支障なく応答遅延時間の監視が行えるのである。

次に、最低受信感度レベル（−９５ｄＢｍ）よりも５　
ｄＢ強い信号をトランスポンダ３′に加え感度が５　ｄ
Ｂ低下したらアラームを発生することと規定されている
受信感度の監視方法について述べる。

前述した応答遅延時間の監視と同様、パルス発土器２１
′から発生される２　５　ｐｐｐｓの質問パルスをレベ
ル−９０ｄＢｍでトランスポンダ３′に質関し、その応
答パルスを受信感度ゲート（質問パルスの１／２振幅点
から４５μｓ後に１０μｓの幅をもつパルス）と論理積
（ＡＮＤ）をとった後、質問パルス（２５ｐｐｐｓ）に
対する応答率を計測し、応答率が６０％以下のときアラ
ームとしている。

なお、トランスポンダ３′の受信感度は応答率７０％時
の質問信号レベルを基準としている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、近年の装置製造技術の進歩に対応してＤＭＥ
システムの性能向上の要請が強くなり、応答遅延時間（
５０μｓ）の変動許容値は航空路用では従前と同様に±
１．０μｓ以内であるが、空港用では±０．５μｓ以内
の性能が求められている。

つまり、監視回路２７′では変動分が±０．５μｓ以上
のときアラームにするのである。そうすると、±０．　
Ｉ　Ａｔｓをモニタマージンとすれば監視すべき応答遅
延時間は５０±０．４μｓとなるので、監視回路２７′
では質問パルスの１／２振幅点から４９．６μｓ後にゲ
ート幅０．８μｓのゲートパルスを作り、このゲートパ
ルスと応答パルスの１／２振幅点の論理積をとることに
なる。ところが、前述したように応答パルスにはジッタ
があり、そのジッタ幅は約±０，４５μｓでゲート幅（
０，８μＳ）よりも大きくなる。故に、従来の監視装置
では、ゲート幅が殆どノイズジッタで占められる結果、
正確で安定した応答遅延時間の監視ができないという問
題がある。

さらに、受信感度の監視においては、性能向上の観点か
ら従来方式を再検討したところ次のような問題がある。

まず、第４図（ニ）に示すように最低受信感度レベル（
−９５ｄＢｍ＞は受信機ノイズレベル以下であるので、
この受信機ノイズによるランダムパルスが受信感度ゲー
ト（応答率検出ゲート）内に約８％程度混入する。これ
は、従来においては、運用上支障なしとして看過されて
いたのであるが、受信感度の正確な監視を安定的に行う
ためにはランダムパルスの混入は阻止する処置が必要で
ある。

また、受信感度の５　ｄＢ低下点を応答率の６０％点に
対応させているが、減衰器の減衰量と応答率は直線関係
にないので、この対応関係のみで設定したアラーム点は
必ずしも妥当とは言えない場合が生ずる。

本発明は、このようなりＭＥシステムに対する性能向上
の要請に応えるべくなされたもので、その目的は、トラ
ンスポンダの短縮化された応答遅延時間の監視並びに受
信感度の監視を正確にかつ安定的になし得る監視装置を
提供することにある。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明の監視装置は次の如
き構成を有する。

即ち、本発明の監視装置は、ＤＭＥシステムのトランス
ポンダの監視装置において；　トランスポンダへ送出す
る質問信号の発生時点の適宜時間前からその発生時点か
ら適宜時間経過後に至る所定期間を示す制御信号を発生
する制御信号発生手段と；　前記制御信号が示す所定期
間の間、トランスポンダの受信機利得を低下させる利得
調整手段と；　前記制御信号が示す所定期間においてト
ランスポンダが受信増幅した前記質問信号の信号レベル
を監視するレベルモニタ手段と；　を備えたことを特徴
とするものである。

（作　用） 次に、前記の如く構成される本発明の監視装置の作用を
説明する。

トランスポンダの受信機利得は、質問信号を受信増幅す
る所定期間低下させられ、その結果受信機ノイズが抑制
されＳ／Ｎが向上し、信号検出点に生ずる受信機ノイズ
によるジッタが小さくなる。

このときのジッタ幅は短縮化された応答遅延時間の監視
用ゲートのゲート幅に対し十分小さくできるので、正確
で安定した応答遅延時間の監視が可能となる。

また、トランスポンダが受信増幅した質問信号の信号レ
ベル監視は、前記Ｓ／Ｎ改善効果によって受信機ノイズ
に影響されずに行うことができる。

つまり、本発明では、受信感度の監視を従来方式の応答
率監視に加えて信号レベル監視も行うのである、これに
より受信信号レベルと応答率の関係が直線的でないこと
によるアラーム点設定の困難性を解消できる。

さらに、トランスポンダの受信機では、質問信号検出期
間受信機ノイズは最低受信感度レベル以下に抑制できる
ので、受信機ノイズを質問信号として検出することがな
くなる。つまり、応答率検出ゲート内に受信機ノイズに
よるランダムパルスの混入がなくなり、正確で安定した
応答率の監視ができる。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るトランスポンダおよび
その監視装置を示す、なお、従来例と同一構成部分には
同一符号を付しその説明を省略する。

第１図において、監視装置２０におけるパルス発生器２
１は、従来と同様に質問用変調パルス（質問パルス＞ａ
（第２図（イ））を発生する他、本実施例では第２図く
べ）に示すような制御信号ｆを発生する。即ち、制御信
号ｆは、質問パルスａの発生時点の適宜時間経過前から
その発生時点から適宜時間経過後に至る所定期間（例え
ば１００μｓ）を示す信号である。これは利得調整器２
８とレベルモニタ回路２９へ与えられる９利得調整器２
８は、制御信号ｆに応答して制御信号ｆと略等時間幅の
利得制御信号ｇ（第２図（ト））を発生し、それをトラ
ンスポンダ３の中間周波増幅器８へ出力する。その結果
、中間周波増幅器８は利得制御信号ｇが示す利得値（例
えば１０　ｄＢ　）宛利得を低下させる。その利得低下
期間は制御信号ｆが示す期間（約１００μｓ）である。

−・方、可変減衰器２３の減衰量は、従来例では６０ｄ
Ｂであったところ本実施例では”１０ｄＢに設定し、ト
ランスポンダ３の受信機５へ入力する質問信号レベルを
−８０ｄＢ　ｍとしである。

つｔす、受信機５の利得を１０　ｄＢ低下させ。

入力信号レベルを１０ｄＢ増加させるのであり、この処
置により受信機５へ入力する質問信号レベルは従来ＰＡ
（−９０ｄＢｍ）と等価となるが、Ｓ／Ｎが１０ｄＢ改
善され従来の１４ｄＢから２４ｄＢとなる点注意する必
要がある。

斯くして、中間周波増幅器８において質問信号が検波出
力される区間では、第２図（ニ）に示すように、受信機
ノイズが大幅に低減され、デコーダ１０での信号検出点
で生ずるジッタのジッタ幅は従来の０．４５μｓから０
．２５μｓに大幅に改善される。その結果、応答遅延時
間の変動許容値を±０，５μｓに維持しなければならな
い場合において監視用ゲートに必要とされるゲート幅０
．８μｓに対しこのジッタ幅は十分に小さいので、正確
で安定した応答遅延時間の監視が可能となる。

次に、レベルモニタ回路２９は、パルス発生器２１から
制御信号ｆがあるときのみ中間周波増幅器８の検波信号
（ビデオ信号）ｄを、ゲート幅分（１００μｓ）抽出し
、スライスレベル（−５ｄＢ）と比較し、検波信号ｄ、
即ち質問信号すがスライス１／ベルよりも大きい場合は
、ノーマル（レベルＨ）、スライスレベルよりも小さい
場合は、アラーム（レベルＬ）となるようなレベル監視
信号りを出力する（第２図（チ）（す））、質問信号レ
ベルの５　ｄＢ低下点を検出する場合、前述したＳ／Ｎ
改善効果により、受信機ノイズに影響されず検出は容易
である。レベルモニタ回路２９のレベル監視信号りは、
監視装置２０の監視回路２７で従来方式の応答率モニタ
（質問に対する応答率が６０％以下のときアラーム）と
論理和（ＯＲ）がとられる、従って本方式による受信感
度の監視は、受信レベルと応答率との両方で監視するの
で、従来のレベル低下に対する応答率６０％の検出困難
点を解消することができる。

さらに、制御信号ｆが存在する区間におけるデコーダ１
０の入力信号状態をみるに、受信機ノイズレベルは通常
よりも１０　ｄＢ低下し、そのレベルは最低受信感度レ
ベル（−９５ｄＢｍ）以下となるので、ノイズがデコー
ドされることがなくなる。つまり、従来、受信機ノイズ
が検出デコードされることにより質問信号がブランキン
グされることが皆無となるため、従来８％程゛度あった
応答率検出ゲート内へのノイズの混入がなくなり、正確
で安定した応答率の監視ができるのである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の監視装置によれば、トラ
ンスポンダへ質問信号を発する所定期間、トランスポン
ダ受信機の利得を低下させ、質問信号の検出における受
信機ノイズの影響を大幅に軽減したので、トランスポン
ダの短縮化された応答遅延時間の監視を正確にかつ安定
的に行うことができる。また、受信機ノイズの低減によ
って受信感度ゲート内へのランダムパルスの混入を阻止
するとともに、受信された質問レベルを監視するように
したので、受信感度の監視を正確でかつ安定的に行うこ
とができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るトランスポンダおよび
その監視装置の構成ブロック図、第２図は動作タイムチ
ャート、第３図は従来のトランスポンダおよびその監視
装置の構成ブロック図、第４図は動作タイムチャート、
第５図は質問用変調パルス（質問対パルス）の波形図、
第６図はデコーダ１０の動作説明図である。 １・・・・・・空中線、　２・・・・・・方向性結合器
、３・・・・・・トランスポンダ、　２ｏ・旧・・監視
装置、２１・・・・・・パルス発生器、　２２・・・・
・・信号発生器。 ２３・・・・・・可変減衰器、　２４・・・・・・サー
キュ１／−タ、２５．２６・・・・・・検波器、　２７
・・・・・・監視回路、２８・・・・・・利得調整器、
　２９・旧・・レベルモニタ回路。 代理人　弁理士　　八　幡　　義　博

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＤＭＥシステムのトランスポンダの監視装置において；
   トランスポンダへ送出する質問信号の発生時点の適宜時
   間前からその発生時点から適宜時間経過後に至る所定期
   間を示す制御信号を発生する制御信号発生手段と；前記
   制御信号が示す所定期間の間、トランスポンダの受信機
   利得を低下させる利得調整手段と；前記制御信号が示す
   所定期間においてトランスポンダが受信増幅した前記質
   問信号の信号レベルを監視するレベルモニタ手段と；を
   備えたことを特徴とする監視装置。