JPS5925983B2 - 走査ビ−ム形マイクロ波着陸方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、送信設備および監視設備を有する、走査ビー
ム形マイクロ波着陸方式に関する。

前記のマイクロ波着陸方式は、略号ｒＴＲ８Ｂ ＭＬＳ
Ｊ（時間基準走査ビーム形マイクロ波着陸方式）により
知られている。

前記の方式は、米国、パルティモア、ベンディクス・コ
ーポレーション、通信部門の刊行物であるｌ’ＭＬｓ
、 Ｔ ｉｍｅ ＲｅｆｆｅｒｅｎｃｅＳｃａｎｎｉ
ｎｇ Ｂｅａｍ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ’Ｌａｎｄｉｎｇ
Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｊ １９７７年５月発行、に記述され
ている。

着陸しつつある航空機に対して方位角および高度を案内
する信号を発生するために、２つの細幅ノヒームが、１
つは方位角において他の１つは高度において、与えられ
たプログラムに従い、４えられたセクター（ビームの到
達範囲）にわたって上下左右に走査される。

誤った案内信号の送信を避けるために、放射された信号
は監視されなければならない。

従来の方式においては、前記の監視は、それぞれ、方位
角の測定局および高度の測定局に協働す 。

る２つの野外の監視装置により実行され、該監視装置の
各個は受信装置を包含している。

野外の監視装置は、協働する測定局にケーブルにより接
続される。

本発明の目的は、送信されたマイクロ波信号が 。

ビームの全到達範囲において監視されるような監視設備
を設計することである。

本発明においては、送信設備および監視設備を具備する
走査ビーム形マイクロ波着陸方式において、該監視設備
は複数個のトランスポンダを具備 ゴし、該トランスポ
ンダは、送信設備から観測されるとき相異なる方向にお
いてビームの至１１達範囲内に配置されており、送信設
備から放射されたマイクロ波信号によりトリガされたと
き監視設備の中央受信部に応答信号を送信するものであ
り、かつ、！該監視設備は、トランスポンダからの信号
が規定された時間シーケンスに従って到着したか否かを
検知する中央受信部を包含することを特徴とする、走査
ビーム形マイクロ波着陸方式が提供される。

本発明による利点は、ビームの全到達範囲にお ；いて
送信された信号を監視するために必要とされる装置の全
体は、非常に小さく単に１つの受信および判定装置を必
要とするのみであることである。

好適実施例（応答信号が相異なる周波数においてまたは
相異なるコードにより変調される）におい ごては、走
査が規定の時間シーケンスとは異なって行われる領域の
検出を行うことが可能である。

送信される信号は、ビームの到達範囲の全体にわたり直
接に監視される。

本発明は、添付の図面を参照しつつ、例示的に、・より
詳細に説明される。

方位角の測定局に対する監視設備が、第１図を用いて説
明される。

ＴＲ８Ｂ ＭＬＳ の送信設備１は、滑走路７の延長
長上に配置される。

送信設備１は、細いビーム６をアンテナ５から着陸する
航空機の方向に放射する。

前記のビームは、セクター（セクターの限界は破線によ
り示される）にわたって上下左右に走査させられる。

２つのビームの通過の間の時間差から、航空機は、送信
設備に関する航空機の角度を決定する。

本発明による監視設備は、細幅のビームが規定された時
間シーケンスに従ってセクターを掃引したか否かを検知
する。

このために、複数個のトランスポンダ４（４０１〜４０
ｎ）が送信設備１のアンテナ５から約５０ｍの円の円周
部分上に等間隔に配置される。

トランスポンダは、後に、第２図を用いて説明される。

第１図は、９個のトランスポンダ４０Ｌ４０２゜・・・
・・・、４０９を示す。

有利には、１６個のトランスポンダが±４０のビーム到
達範囲について使用される。

細幅のビームがトランスポンダ４を横切って走査させら
れるとき、トランスポンダ４は、エネルギーの一部を変
換された形（例えば、変調）において応答信号として送
信設備１のアンテナ５に返還送信する。

走査時間は信号の伝播時間に比べて長いので、反射され
た信号の到着の時点において、アンテナ５は依然として
、対応するトラなスポンダの方向に近い方向を向いてい
る。

その結果、トランスポンダからの信号を受信するための
追加のアンテナは必要とされない。

アンテナ５は、サーキュレータ３を経由してＴＲ３Ｂ
ＭＬＳの送信設備１におよび監視設備の受信および判定
部２に接続される。

トランスポンダかもの信号は、放射される信号よりもか
なり小なる振幅を有する。

それゆえ、トランスポンダからの信号は、送信設備１に
外乱を生ずるような影響を与えない。

受信および判定部２は、第４図を用いて説明される。

トランスポンダ４（第２図）の各個は、送信設備１のア
ンテナ５の方に向けられた方向性アンテナ２４、サーキ
ュレータ２３、変調装置２２、および、変調周波数ｆｎ
を発生させる発振装置２１を包含する。

周波数ｆ。を有する受信された信号は、変調装置２２内
で、トランスポンダの各個に対して相異なる周波数ｆｎ
において位相変調または周波数変調される。

周波数ｆ。十ｆｎを有する変調された信号は、アンテナ
２４により放射される。

変調周波数は、例えば、下記のごとくである。相異なる
周波数において変調される代シに、トランスポンダから
の信号は、トランスポンダごとに相異なるコードにより
符号化されることも可能である。

第３図を参照しつつ、トランスポンダかもの信号が規定
された時間シーケンスに従って受信されているか否か、
すなわち、細幅のビームが規定された動作を実行してい
るか否かを決定するために、どのような時間差が監視さ
れるかが説明される。

第１図において、ビームが最初に左から右へ次に右から
左へ走査させられるとすれば、ビームは、最初にトラン
スポンダ４０１を、次に他のトランスポンダ４０２かも
４０９までを通過する。

帰りノ掃引において、ビームは、最初にトランスポンダ
４０９を、次に他のトランスポンダ４０８から４０１ま
でを通過する。

トランスポンダからの信号の振幅曲線は、概略パルスの
形状を有する。

第３図は、率なる定性的な表現である。

走査が時間１＝０に、セクターの左手側の限界から開始
され、ビームは、時点ｔ１Ｈの附近の与えられた期間の
間、トランスポンダ４０１に向けられており、該ｔ１Ｈ
は次式により計算され、ｔｌＨＶ十ｔＩＨＲ ｔＩＨ−（１） ここでｊ、ＨＶは、トランスポンダ４０１からの応答信
号が振幅しきい値Ｓを超えた時点であり、ｔｌＨＲは前
記の信号が再びしきい値以下に低下した時点である。

帰りの掃引において、ビームは、時点ｔ１Ｒにおいてト
ランスポンダ４０１を通過する。

ｊＩ ＲＶ十ｔＩ ＲＲ ｔ Ｒ＝ （２）２ 時点ｔ１Ｒは、時点ｔ１ｇ と同様にして決定される
。

他のトランスポンダについても、前述に対応する考慮が
適用される。

走査を検知することにより、時間差△ｊｎｓすなわち、 △ｔｎ＝ｔｎＲ−ｔｎＨ（３） （ここで、ｎ−トランスポンダの順序番号）が規定され
た値を有するか否かが決定される。

第１のトランスポンダに対する時間差△ｔ１が最大であ
る。

最後のトランスポンダ４０９に対する時間差が最小であ
る。

トランスポンダからの応答信号の受信および判定が、第
４図を用いてより詳細に説明される。

前記の信号は、アンテナ５により受信され、サーキュレ
ータ３を通して、ミキサ３１に印加される。

周波数低減変換のために、周波数ｆ。を有する受信され
た信号の与えられた部分が、方向性結合器４５により抽
出され、ミキサ３１に供給される。

ミキサ３１は、信号がどのトランスポンダから発生した
かに応じて周波数ｆ１．ｆ２．・・・・・・。

ｆ、のいずれかを有する信号を与える。

ミキサの出力信号は、増幅器３１を通して帯域フィルタ
３２．３３．３４に印加され、該帯域フィルタは、それ
ぞれ、個々のトランスポンダの変調周波数ｆ１．ｆ２．
・・・・・・、ｆ９において信号を通過させる。

帯域フィルタの出力信号は、整流器３５．３６．３７に
おいて整流される。

整流された信号の各個は、しきい値回路４２゜４３．４
４に供給され、該しきい値回路は、前記の信号の振幅が
しきい値Ｓを超えたとき、または、しきい値Ｓ以下に低
下したとき（第３図）、トリガパルスを発信する。

このようにして、時点ｔｎＨＶｊｊｎＨＲｙｊＨＲＶお
よびｔｆｉＲＲにおいてｎ個のしきい値回路は、トリガ
パルスを発生し、該トリガパルスは、ｎ個の計数装置３
８ 、３９ 。

４０に供給されるが、該計数装置の各個は、複数個のカ
ウンタから成る。

第１の計数装置において、時点ｔ１ＨＶ において提
供されたトリガパルスは、３個のカウンタをゼロにリセ
ットし、時点ｊ１ＨＨにおいて供給されたトリガパルス
は、前記の３個のカウンタの第１のものを停止させる。

他の２つのカウンタについても前述と同様の動作が行わ
れ、また、時点ｔｌＲＶ およびｔｌＲＲにおいて供給
されたトリガパルスについても前述と同様の動作が行わ
れる。

与えられたトリガパルスにより所望のカウンタを停止さ
せるために、前記の３個のカウンタは、論理回路または
追加のカウンタをともなっている。

スヘテの計数値は、マイクロコンピュータ４１に伝達さ
れる。

すべての計数値は、与えられた時間間隔に比例するから
、時間差△ｔｎを規定時間差と比較する代りに、対応す
る測定された計数値の差を規定計数値の差と比較するこ
とで充分である。

そのために、マイクロコンピュータ４１は、式（１）
、 （２） 、およ仏３）に類似の式により、計数値の
差を計算し、該計数値の差を規定値と比較する。

規定値と実際の値が一致しないとすれば、マイクロコン
ピュータ４１は、信号を発生し、該信号は、走査が規定
された時間シーケンスに従って行われなかったことをあ
られす。

前記の信号は、システムを停止させるため、または、予
備システムと切換えるために使用され得る。

個々のユニットの動作および相互動作は一般的に知られ
ており、それゆえ、本明細書においては説明を省略する
。

高度の測定局から放射される信号を監視するために、ト
ランスポンダは下位置から旧位置へ順次配列され、柱体
上に取付けられる。

最上位置のトランスポンダの高さは、最大の高度指示角
度、および、高度の測定局から送信設備までの距離によ
り決定される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例において使用される送信設
備および監視設備の全体的聞直を示す概観図、第２図は
、第１図の監視設備のトランスポンダのブロック回路図
、第３図は、第２図のトランスポンダにおいて監視され
るビームの時間差を説明するための波形図、および、第
４図は、第１図の監視設備の中央受信部のブロック回路
図である。 符号の説明、１・・・送信設備、２・・・監視装置の中
央受信部、３・・・サーキュレータ、４・・・トランス
ポンダ、４０１〜４０９・・・トランスポンダ（各個）
、５・・・アンテナ、６・・・マイクロ波ビーム、１・
・・滑走路、２１・・・発振装置、２２・・・変調装置
、２３・・・サーキュレータ、２４・・・アンテナ、３
１・・・ミキサ、３２．３３，３４・・・帯域フィルタ
、３５，３６゜１３・・・整流器、３１・・・増幅器、
３８，３９，４０・・・計数装置、４１・・・マイクロ
コンピュータ、４２゜４３．４４・・・しきい値回路、
４５・・・方向性結合器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 送信設備および監視設備を具備する走査ビーム形マ
   イクロ波着陸方式において、 該監視設備２，４は、複数個のトランスポンダ４を具備
   し、該トランスポンダば、送信設備から観測されるとき
   相異なる方向においてビームの到達範囲内に配置されて
   おり、送信設備１から放射されたマイクロ波信号により
   トリガされたとき監視設備の中央受信部２に応答信号を
   送信するものであり、かつ、該監視設備２，４は、トラ
   ンスポンダからの信号が規定された時間シーケンスに従
   って到着したか否かを検知する中央受信部２を包含する
   、 ことを特徴とする、走査ビーム形マイクロ波着陸方式。 ２ 該中央受信部２が、送信設備１と同じ場所、または
   、それに近接した場所に配置されることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のマイクロ波着陸方式。 ３ 中央受信部２用および送信設備１用の共通のアンテ
   ナ５が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載のマイクロ波着陸方式。 ４ トランスポンダ４により送信される応答信号は、送
   信設備１により送信されトランスポンダにより受信され
   るマイクロ波信号であり、該マイクロ波信号は、中央受
   信部２に返還送信されるに先立って、変調されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
   かに記載のマイクロ波着陸方式。 ５ 個々のトランスポンダ用の変調周波数ｆｎがそれぞ
   れ相異なるものであることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載のマイクロ波着陸方式。 ６ トランスポンダ４により送信される応答信号は送信
   設備１により送信されトランスポンダ４により受信され
   るマイクロ波信号であり、該マイクロ波信号は、中央受
   信部２に返還送信されるに先立ってトランスポンダ４の
   各個において相異なるコードに符号化されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに
   記載のマイクロ波着陸方式。 γ トランスポンダ４が送信設備から少くとも概略的に
   は等しい距離に配置されることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載のマイクロ波
   着陸方式。