JPH04161875A - モニタ確認方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はモニタ確認方式に関し、特に現用系と予備系の
２重の送信系を有して空港に対する進入航空機の着陸を
誘導するマイクロ波着陸装置（旧ｃｒｏｗａｖｅ　Ｌａ
ｎｄｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ、以下ＭＬＳと略称する）の
システム動作をモニタするモニタ自体の動作を確認する
モニタ確認方式に関する。

〔従来の技術〕

ＭＬＳのシステム動作を確認するため、ＭＬＳには２重
系のモニタが配備される。このモニタにはＭＬＳシステ
ムの動作を監視しつつ、システムの動作継続の可否を最
終的に判定するタイマー判定回路と、このタイマー判定
回路の動作確認結果にもとづいて制御され、現用と予備
の送信系を切り替えるＲＦスイッチが備えられている。

従来の、この種のモニタ確認方式について９ＭＬＳの角
度モニタを例にとり説明する。

ＭＬＳはｓ　　５　Ｇ　Ｈｚ帯の同一周波数の電波を用
い、垂直方向に広く水平方向に狭いビームを水平に往復
走査する方位誘導装置（以下ＡＺという）と、垂直方向
に狭く水平方向に広いビームを垂直方向に走査する高低
誘導装置（以下ＥＬという）と、ＡＺと同じ原理で進入
復行の誘導を行なう後方方位誘導装置（以下ＢＡＺとい
う）から構成される次期着陸誘導システムである。

これらＡＺ、ＢＡＺおよびＥＬは、予め決められた所定
のシーケンスの時分割で電波の送信を行なって進入航空
機に角度情報を提供する。このような着陸誘導を支援す
るシステムは、その運用目的上非常に高い信頼性を要求
され１機材が何らかの原因で故障したとしても異常な電
波を放射し続けることは許されない。

この為、単に電波を放射するだけでなく、その異常をい
ち早く検知し、１秒以内に送信系を予備系に切り換えた
り（トランスファー）、送信を停止（シャットダウン）
したりする為のモニタ機能がある。

更に、信頼性を上げる為、送信系に加えてモニタ系も２
重化したり、モニタ自身が正常に動作しているかどうか
をリアルタイムでチェック（モニタベリフィケーション
）、あるいはその組みあわせ等いろいらな手法が考えら
れている。本発明は２重系モニタのモニタベリフィケー
ションに関スるものであり、従来の方法を第３図を参照
して説明する。

従来、モニタベリフィケーションは、ＭＬＳが時分割で
送信することを利用して、送信間隙、いわゆるデッドタ
イム中に許容偏差範囲、いわゆるアラームリミットを超
えるテスト信号をモニタに入力し、モニタがそれをアラ
ームと判定すればモニタは正常動作をしていることにな
り、正常と判定すればモニタ系の故障と判断するという
考え方にもとづいて行なわれている。

第３図は従来のモニタ確認方式の構成図で、角度精度モ
ニタを例として挙げ、またモニタ系は２重系として示し
である。実際には他の項目もモニタされるがモニタ確認
方式は同じである。

モニタ用ビデオ信号１０１は、角度精度をモニタする為
の入力信号で、ＴｏパルスおよびＦｒＯパルスと呼ばれ
る２つの連続パルスから成り、この２つのパルスの時間
間隔を計測することにより角度情報を得ることができる
。通常、この信号は。

ＭＬＳの各アンテナの前方所定の位置に設置されたニア
フィールド（ｎｅａｒ　ｆｉｅｌｄ）モニタアンテナで
受信した信号を検波したビデオ信号が利用される。

モニタチェック用テスト信号１０２は、モニタの回路を
チェックする為のテスト信号であり。

ＴｏパルスとＰｒｏパルスの間隔がアラームリミットを
超えるように予め設定したものが利用されている。この
信号は、前述したデッドタイム中に発生され、従ってモ
ニタ用ビデオ信号１０１とは時間的に重なることはない
。

タイミングの制御は、コントローラ１２４ａの中のタイ
ミング発生回路１１６ａで作られる。

モニタ用ビデオ信号１０１と、モニタチェック用テスト
信号１０２の再入力はマルチプレクサ１０３で同一ライ
ンに重畳される。マルチプレクサ１０３のタイミング制
御もタイミング発生回路１１ｅａによって行なわれる。

重畳された両ビデオ信号入力は、ＬＰＦ（ロウパスフィ
ルタ）１０４に入力される。このＬＰＦは、ＭＬＳビー
ム走査メカニズムに起因するステップ状の波形をスムー
ジングする為のもので９通常どのモニタにも使われてい
る。

ＬＰＦ１０４の出力はアナログ型のコンパレータ１０５
でビームピークから一３ｄＢのレベルのコンパレータス
レッショルド１０６と比較される。この出力は、アング
ルデコーダ１０７に送うれ、ここでクロックによりＴ。

＋Ｆｒｏパルス間隔が計測される。この計測は、入力が
１凹入るごとにモニタ用ビデオ信号１０１とモニタチェ
ック用テスト信号１０２いずれに対しても計測が行なわ
れ、結果がディジタル型のコンパレータ１０８ａに送出
される。コンパレータ１０８の２人力１０９と１１０は
、それぞれ角度のアラームリミットの上限、下限を示し
ており、ここで信号ごとに許容誤差範囲内に入っている
かどうかが判定される。モニタ回路が正常で、角度が正
しくデコードサしていれば、ニアフィールドモニタから
の入力に対してはノーマル、テスト信号に対してはアラ
ームと判定されるはずである。

この出力は、　Ｎｏ、　　１タイマ一判定回路１２７と
Ｎｏ、　２タイマ一判定回路１２８の２つのタイマー判
定回路に分離送出され、それぞれの判定回路においてア
ラームが継続するかどうかを判定する。

通常タイマーは、１秒より小さい値に設定され。

切替時間も含めて異常な電波が１秒以上連続して出ない
よう設定される。

従来は、このようにフィールドモニタビデオとテストビ
デオを同一ラインに重畳してもコンパレータ１０８の出
力から再び２つに分けたそれぞれで判定せざるを得す、
最も肝心なタイマ一部分の故障が検出できないばかりか
、かえって回路を複雑化していた。

なお、　Ｎｏ、　　１タイマ一判定回路１２７とＮ００
２タイマ一判定回路１２８の出力はアラームコンバイン
制御回路１２９に結合され、　Ｎｏ、　　１モニタ１１
５ａからコントローラ１２４ａに供給されトランスファ
ーシーケンス制御回路１２１ａによりトランスファーも
しくはシャットダウンの目的でＲＦスイッチ１２５ａを
制御し、現用系を予備系に切り替えるか、送信停止を行
なわせる。Ｎ００２モニタ１２６ａは、　Ｎｏ、　　１
モニタ１１５ａと同一構成である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のモニタ確認方式は、最終的にＭＬＳ機材
の良否を判定するタイマー判定回路でモニタ用ビデす信
号とモニタチェック用テスト信号によるアラーム継続を
判定するタイマーを並列に持たなければならず、信頼性
を低下させるほかモニタベリフィケーシ日ンによるチェ
ックができるのはタイマ一部以前の系統までに限られる
という欠点がある。さらに２重系の現用、予備送信系の
切替スイッチは１通常どちらか一方の系に固定されてい
る為、故障していても切り替えるまで判明しないという
欠点がある。

これを解決する為には、第３図に示す如く、コントロー
ラ１２４ａのＣＰＵ１２０ａの制御により入出力ポート
１１９ａを介し、定期的にタイマー判定回路の役割を交
換するという手法も考えられるが、この場合は両タイマ
ー間で計測した途中経過もタイマー役割交換と同時に入
れかえる必要があり、さらに複雑な制御が必要になると
いう欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のモニタ確認方式は、現用と予備の２重の送信系
を有して運用されるマイクロ波着陸装置を構成する複数
のサブシステムによる時分割送信の空き時間を利用して
マイクロ波着陸装置の動作状態を監視するモニタ系の動
作を確認するモニタ確認方式において、前記２重の送信
系と前記モニタ系の動作状態が正常か否かのステータス
情報を出力するタイマー判定回路を１つとして構成しこ
のタイマー判定回路自体の動作状態を含み前記２重の送
信系と前記モニタ系の含むすべての異常を検出する第１
の異常検出手段と、前記２重の送信系を切り替えるＲＦ
スイッチの動作状態が正常か否かをリアルタイムで検出
する第２の異常検出手段とを備えて構成される。

また本発明のモニタ確認方式は、前記モニタ系は前記２
重の送信系の現用系から提供されるモニタ用ビデオ信号
と、前記モニタ系が発生するチェック用のモニタチェッ
ク用テスト信号とを入力とし、前記第１の異常検出手段
におけるタイマー判定回路は、前記モニタチェック用テ
スト信号によって形成される入力にもとづいて前記モニ
タ系が正常であるとする出力を送出するとともに、この
出力は前記モニタ用ビデオ信号の異常を介して知る前記
２重の送信系の現用系の異常時には断とされるように制
御される構成を有する。

さらに本発明のモニタ確認方式は、前記第２の異常検出
手段によるＲＦスイッチの動作状態が正常か否かの検出
は、前記第１の異常検出手段におけるタイマー判定回路
の出力を利用して行なうものとした構成を有する。

〔実施例〕

次に９本発明について図面を参照して説明する。

第１図は９本発明の一実施例の構成図である。

第１図に示す実施例も、第３図に示す従来例と同じくモ
ニタを２重系として構成する場合を例とし、２つの同一
構成のモニタとしてのＮｏ、　１モニタ１１５とＮＯ１
２モニタ１２８．　ならびにコントローラ１２４を備え
て成る。

Ｎｏ、　１モニタ１１５は、第３図に示す従来例と同じ
構成のマルチプレクサ１０３と、ＬＰＦＩＯ４と、アナ
ログ型のコンパレータ１０５と、アングルデコーダ１０
７のほか９本発明に直接かられるディジタル型のコンパ
レータ１０８と、９イマ一判定回路１１１と、モニタビ
デオ判定結果ラッチ回路１１２を備えて成る。

また、コントローラ１２４は１本発明に直接かかわるタ
イミング発生回路１１６と、入出力ポート１１９と、Ｃ
ＰＵ１２０と、′トランスファーシーケンス制御回路１
２１とを備え、第２図にはなお、現用系と予備系の送信
系を切り替えるＲＦスイッチ１２５を併記して示す。

次に、第１図の実施例の動作について説明する。

モニタ用ビデオ信号１０１は、ニアフィールドモニタア
ンテナで受信し、検波されたモニタの為のＴ。パルスＩ
Ｆｒｏパルスを含むビデオ信号である。この信号は、デ
ッドタイム中に発生するテストビデオのモニタチェック
用テスト信号１０２とともにマルチプレクサ１０３にお
いて同一ラインに重畳され、ローパスフィルタ１０４で
フィルタリングされる。ローパスフィルタ出力は、ビー
ムピークの一３ｄＢを基準とするコンパレータスレッシ
ョルド１０６とコンパレータ１０５で比較され、アング
ルデコーダ１０７でＴ。パルスとＰｒ。

パルスのパルス間隔が計測される。計測結果はコンパレ
ータ１０８でアラームリミット上限１０９及びアラーム
リミット下限１１０と比較され、アラームリミット内で
あればロウレベル、アラームリミットを超えていればハ
イレベルの信号が出力される。

従って９機器が正常動作している場合は、モニタ用ビデ
オ信号１０１に対してはロウレベル、モニタチェック用
テスト信号１０２に対してはハイレベルが出力される。

コンパレータ１０８の出力はタイマー判定回路１１１に
入力されるとともに、モニタビデオ判定結果ラッチ回路
１１２に送出される。モニタビデオ判定結果ラッチ回路
１１２は、コントローラ１２４のタイミング発生回路１
１６の出力するタイミングであるラッチコントロール信
号１１３を利用しモニタ用ビデオ信号１０１に対する判
定結果のみをラッチする。つまり、現用送信系の正常時
には、モニタビデオ判定結果ラッチ回路１１２の出力は
常にロウレベルであり、異常時にはハイレベルとなる。

このステータスは、タイミング発生回路１１６から出力
されるラッチコントロール信号１１３と同期した割込み
信号１１７がＣＰＵＩ２０に割込みをかけることにより
入出力ポート１１９経由でＣＰＵ１２０にとりこまれる
。

第２図は第１図の実施例の動作を示すフローチャートで
ある。以下、第２図を参照しつつ第１図の実施例の動作
説明を続ける。

割込み信号１１７が入った時、ＣＰＵ１２０は第２図の
ステップ３０１に示す送信系アラーム発往時の割込み処
理の実行をスタートする。ステップ３０２は入出力ポー
ト１１９経由のモニタビデオ判定結果ラッチ回路１１２
の出力チェックである。このステータスをステップ３０
３で判定し。

ロウレベル（Ｌ）であれば動作正常としてステップ３０
・４を実行する。すなわち、モニタチェック用テスト信
号１０２を継続してモニタ回路に入力し９回路自身のチ
ェックを継続するものである。

一方、ステップ３０３でハイレベルと判定された時はア
ラーム状態であるのでステップ３０５を実行し、モニタ
チェックを中止する。すなわち、第１図では、入出力ボ
ート１１９を介してタイミング発生回路１１６を制御す
る制御信号を出力し。

モニタチェック用テスト信号１０２０発生をストップさ
せる。

従って、−度現用送信系に異常が検出されると、その間
モニタチェック用テスト信号の入力を中止することによ
り、同一タイマー判定部であるタイマー判定回路１１１
でアラームのみの検出を可能とする。この場合もし、送
信系の異常がノイズ等による一時的なものであれば９次
回のステップ３０２のステータスチェックでモニタチェ
ック用テスト信号は復帰する。このように、モニタビデ
オアラーム処理中の１秒間はモニタベリフィケーション
は中断することとなるが、その直前までモニタチェック
用テスト信号１０２によるチェックを行なっているので
、その後１秒の間にモニタが故障する確率は無視できる
と考えられる。ＣＰＵ１２０はまた。モニタチェック継
続か否かの情報ヲ同時にトランスファーシーケンス制御
回路１２１にも伝えてやり、送信制御系のフェーズをＲ
Ｆスイッチ１２５であわせる。この動作を、トランスフ
ァーシーケンス制御信号１２２とトランスファーシーケ
ンス監視信号１２３で示す。

ここで、モニタビデオ判定結果ラッチ回路１２が故障し
、出力が常にノーマルを示すケースも考えられるがそれ
については後述する。

次に、モニタの出力処理と、従来はチェック機能のなか
った現用及び予備送信機２重系の切替の為のＲＦスイッ
チ１２５の動作チェックについて説明する。タイマー判
定回路１１１の出力１１４は９機器が正常であればモニ
タチェック用テスト信号１０２に対してほぼ定周期で発
生するアラームとなる。但し、このアラームは、テスト
の結果が正常であることを確認せしめるものであって故
障を意味するものではない。コントローラ１２４は、Ｃ
ＰＵ１２０が、前述したモニタビデオ判定結果ラッチ回
路１１２の出力ステータスにより。

モニタチェック継続モードか、中止モードかを把握し、
これをトランスファーシーケンス制御回路１２１に伝え
であるので、トランスファーシーケンス制御回路１２１
では、モニタチェック用テスト信号１０２による正常を
示すアラーム信号としての出力１１４が定期的に出力を
継続している限り、以下に述べるＲＦスイッチチェック
を除き現用系と予備系の送信機を切り替えるトランスフ
ァー処理は行なわない。モニタビデオ判定結果ラッチ回
路１１２の出力ステータスにより現用送信系に異常が検
出された後、ＣＰＵ１２０はモニタチェックモード中止
を把握し、それをトランスファーシーケンス制御回路１
２１に伝えており、この状態でタイマー判定回路１１１
の出力１１４がアラームを通知すると確実な現用送信系
の故障と断定してトランスファーシーケンス制御回路１
２１はトランスファーもしくはシャットダウンの制御を
行なう。出力１１４はトランスファーシーケンス制御回
路１２１に入力されるとともに、ＣＰＵ１２０の割込み
信号としても使用される。

以下、再び第３図を参照してこの割り込み処理のスター
ト３０６について説明する。この割込みが入るとＣＰＵ
１２０は、まず、モニタモード確認のステップ３０７を
実行する。これがモニタチェックモード、すなわち機器
が正常に動作しテストの結果が正しく出力されている場
合には、まずステップ３０８において、Ｓ／Ｗタイマー
の値を読みにいく。

このＳ／Ｗ（ソフトウェア）タイマーは、　ＣＰＵ１２
０にソフトウェアとして格納され、スタート３０６から
始まる動作フローの最後のステップ３１８で毎回セット
され、定周期タイマー割込み信号でデクリメントされる
ように動作し、定周期タイマー割込み信号をカウントす
る。タイマー判定回路１１１の出力１１４はジッターを
含むもののほぼ定周期であり、従ってＳ／Ｗタイマーの
値も所定の範囲に入っている。しかし５例えばモニタビ
デオ判定結果ラッチ回路１１２が故障し。

ＣＰＵ１２０が常にモニタチェックモードと認識してテ
スト信号中止を指示できない場合も起り得る。

この時、もし送信系が異常になれば、出力１１４の周期
は約２倍になり、Ｓ／Ｗタイマーの読み値は、所定の範
囲をはずれて大きく上まわることになる。この場合はス
テップ３１０により、モニタ系と送信系両方の異常であ
ることを認識し、ステップ３１１により別系統でトラン
スファーシーケンス制御回路１２１に対してトランスフ
ァーシーケンス制御を行ない、再びタイマーをセットし
、このルーチンをぬける。

また、Ｓ／Ｗタイマーの値が所定の許容範囲内であれば
ステップ３１４のＲＦスイッチテストステータス入力を
実行する。すなわち、トランスファーシーケンス制御回
路１２１はタイマー判定回路１１１のテスト結果の信号
を使って一時的にＲＦスイッチ１２５を切り替える。こ
の時、タイマー判定回路１１１の出力１１４は、テスト
信号に対する結果であるのは自明であるから、まだデッ
ドタイム期間中であり、送信機はパワーを出していない
ので、この間にステータスを読み込むことでＲＦスイッ
チ１２５の動作が確認できる。ＲＦスイッチ１２５は次
の送信シーケンスがはじまる前にもとの系統に戻される
。

ＲＦスイッチ１２５が正常の場合はステップ３１６でデ
ュアル系オートリスタート（ａｕｔｏ　ｒｅ−ｓｔａｒ
ｔ　）モードの設定が行なわれ、Ｓ／Ｗタイマーをセッ
トしてリターンするステップ３１８を実行する。このデ
ュアル系オートリスタートモードの設定は、現用系と予
備系の２重系の送信系の再駆動の設定である。

ＲＦスイッチ１２５の異常が検出された場合はステップ
３１２のスイッチ故障通知を行なったあとステップ３１
３により２重系の送信系の再駆動の設定を行なう。

このようにして、事前にＲＦスイッチ１２５の故障を認
識し９例えば、夜間送信を停止している期間にＲＦスイ
ッチ１２５の交換を行なうなどの迅速な対応処理が可能
である。

なお、モニタチェック中止モード中は、ステップ３１７
の異常時のデータを取得するメンテナンスデータ取得を
行なってリターンする。

このようにして、送信系とモニタ系に全く同時に異常が
発生する確率が極めて小さいことに着目し、アラーム判
定ステータスの監視にもとづいて２つの異常に対する処
理モードを分別してタイマー判定回路とＲＦスイッチの
動作確認と運用を阻害することな〈実施できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、送信系とモニタ系の２つ
の故障が全く同時におこる確率が極めて小さいことに着
目し、アラーム判定ステータスを監視することによって
処理モードを切りわけ、従来はチェックの困難だったタ
イマー判定回路の動作チェックを容易に行なうことがで
き、また従来はチェック機能のなかったＲＦスイッチの
動作をデッドタイム中に確認することができることによ
り、モニタ動作の信頼性を著しく向上できる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は第１図の
実施例の動作を示すフローチャート、第３図は従来のモ
ニタ確認方式の構成図である。 １０１・・・モニタ用ビデオ信号、１０２・・・モニタ
チェック用テスト信号、１０３・・・マルチプレクサ、
１０４・・・ローパスフィルタ、１０５・・・コンバレ
ー９．１０６・・・コンパレータスレッショルド。 １０７・・・アングルデコーダ、１０８，１０８ａ・・
・コンパレータ、１０９・・・アラームリミット上限。 １１０・・・アラームリミット下限、１１１−　タイマ
ー判定回路、１１２・・・モニタビデオ判定結果ラッチ
回路、１１３・・・ラッチコントロール信号。 １１４−・・出力、Ｌ　１５＋　　１１５　ａ”・Ｎｏ
、１　モニタ、１１６，１１８ａ・・・タイミング発生
回路、１１７・・・割込み信号、１１８・・・定周期タ
イマー割込み信号、１１９，１１９ａ・・・入出力ボー
ト、１２０、　　１２０ａ−ＣＰＵ、　　　１２１．　
　１２１ａ−）　　ランスファーシーケンス制御回路、
１２２・・・トランスファーシーケンス制御信号、１２
３・・・トランスファーシーケンス監視信号＋　　１２
４＋　　１２４　ａ・・・コントローラ、１２５，１２
５ａ・・・ＲＦスイッチ、１２６，１２６ａ−・−Ｎｏ
、２モニタ、１２７−＝Ｎｏ、１タイマー判定回路、１
２８・・・Ｎｏ、２タイマ一判定回路、１２９・・・ア
ラームコンバイン制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、現用と予備の２重の送信系を有して運用されるマイ
   クロ波着陸装置を構成する複数のサブシステムによる時
   分割送信の空き時間を利用してマイクロ波着陸装置の動
   作状態を監視するモニタ系の動作を確認するモニタ確認
   方式において、前記２重の送信系と前記モニタ系の動作
   状態が正常か否かのステータス情報を出力するタイマー
   判定回路を１つとして構成しこのタイマー判定回路自体
   の動作状態を含み前記２重の送信系と前記モニタ系の含
   むすべての異常を検出する第１の異常検出手段と、前記
   ２重の送信系を切り替えるＲＦスイッチの動作状態が正
   常か否かをリアルタイムで検出する第２の異常検出手段
   とを備えて成ることを特徴とするモニタ確認方式。 ２、前記モニタ系は前記２重の送信系の現用系から提供
   されるモニタ用ビデオ信号と、前記モニタ系が発生する
   チェック用のモニタチェック用テスト信号とを入力とし
   、前記第１の異常検出手段におけるタイマー判定回路は
   、前記モニタチェック用テスト信号によって形成される
   入力にもとづいて前記モニタ系が正常であるとする出力
   を送出するとともに、この出力は前記モニタ用ビデオ信
   号の異常を介して知る前記２重の送信系の現用系の異常
   時には断とされるように制御されるものであることを特
   徴とする請求項１記載のモニタ確認方式。 ３、前記第２の異常検出手段によるＲＦスイッチの動作
   状態が正常か否かの検出は、前記第１の異常検出手段に
   おけるタイマー判定回路の出力を利用して行なうもので
   あることを特徴とする請求項１記載のモニタ確認方式。