JPS6015572A - Mls着陸システムの有効距離の延伸ならびに対妨害能力増強のためのシステム - Google Patents

Mls着陸システムの有効距離の延伸ならびに対妨害能力増強のためのシステム

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JPS6015572A
JPS6015572A JP59126546A JP12654684A JPS6015572A JP S6015572 A JPS6015572 A JP S6015572A JP 59126546 A JP59126546 A JP 59126546A JP 12654684 A JP12654684 A JP 12654684A JP S6015572 A JPS6015572 A JP S6015572A
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function
scanning
antenna
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ブル−ノ・レトクワ−ル
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    • G01S1/00Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/02Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
    • G01S1/08Systems for determining direction or position line
    • G01S1/44Rotating or oscillating beam beacons defining directions in the plane of rotation or oscillation
    • G01S1/54Narrow-beam systems producing at a receiver a pulse-type envelope signal of the carrier wave of the beam, the timing of which is dependent upon the angle between the direction of the receiver from the beacon and a reference direction from the beacon; Overlapping broad beam systems defining a narrow zone and producing at a receiver a pulse-type envelope signal of the carrier wave of the beam, the timing of which is dependent upon the angle between the direction of the receiver from the beacon and a reference direction from the beacon

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  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

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、MLS着陸システム、特に、この種システ
ムの有効距離の延伸及び対妨害能力の増強に関する方法
ならびにこの方法を実行する手段に関する。
(従来の技術) マイクロ波着陸システム即ちMLSは、航空機が着陸す
る場合に、滑走路軸線に関する方位角、水平面に対する
サイト角等、ファンクションと呼ばれる各種の情報及び
、いわゆるベーンツク・データ並びにいわゆる補助デー
タを含む後方方位及びデータ等随意に選択される補助情
報を航空機に供給してその着陸操作を支援する。これら
の各種の情報は、国際民間航空機関(ICAO)、付属
書101第3.11 節に規定されている標準性能に従
って、同一の周波数を用いた時分割多重方式で絶えず地
上から送信されておシ、対象航空機の各々によってデ・
コードされる。
上記ファンクションの各々は、相次いで送信される二つ
の部分に分れている。最初の部分はプリアンプルで、次
に来るファンクションを航空機に同定させるために用い
られる。このプリアンプルは、セクタ・アンテナ即ちM
LSの全覆域にわたって送信する固定アンテナによって
送信される。
プリアンプルは、ICAOの標準に則して12ビツト・
ワード、更に具体的に言えば、双単音型ファンクンヨン
として指定された同定゛コードを構成する7ビノトを含
み、2値(0,π)の位相差シフト・キーング(DPS
IC)変調で送信される。実際のファンクションは、こ
れに次いで送信される。このファンクションがデータで
ある場合には、セクタ・アンテナから2値DPSK変調
で送信される。このファンクションが角度情報である場
合にはこの情報は、以下にFig、1cL+ 1b、及
び2を参照して説明する、いわゆる時間基準ビーティン
グまだはビート・ビーム方式に則して走査アンテナの助
けを借りて送信される二つのパルスで構成される。
Fig、 1αは方位角コード化の原理を示している。
方位局では、簡単に同一の点AZで示されているが分離
した二つのアンテナから別々な電波が放射される。従っ
てA7からスタートしてMLS の全覆域を完全にカバ
ーする、セクタアンテナから放射されるPA□と記され
たプリアンプルの送信グイヤグラムがある;図上では点
A2を頂点とする角αで示されている。さらにビート・
ビームと呼はれる偏平な垂直ビームBA□があシ、電子
走査アンテナによって放射される。ビームBAZは一定
速度で外側へ走査して成る時間停止した後復帰走査を行
う;走査は図中の角β2で構成される走査ゾーン内で行
われる。角β2は上記の覆域角αと等しいかこれより小
さい;この図ではαよりも小さくしである。また矢印A
Z、及びR2は、走査ゾーンβ 内におけるビームBA
□の外方走査路及び復帰走査路を示している。この走査
によって必しも滑走路の軸線ZZ上に存在しない航空機
AVを見ることができる。
ICAO標準に則してR2ば、滑走路軸線ZZを挟んで
一θ9=+θ、=100として20°、または、−09
−十θ9=40°として80°に選ばれる。ビームB2
の幅または開きは図面に平行な面内で1〜4°、図面に
垂直な面内で7.5〜14°である。
pict、 2はこの装置の操作を説明している。地上
設備からの送信は上方の線上に時間の関数として示され
ている。従って、上記設備はプリアンプルPAZを送信
し、次にビートビームBA□の外方走査°時間Az 、
次いで同ビームの復帰走査時間Rzが来る。FA□は方
位角ファンクンヨ″ンの終了時点を示している。
Fig、2の下方の線上に航空機AVで受信される信号
が示されている;但し信号の伝播時間が無視されている
。これらの信号は、最初に送信プリアンプルと原理的に
同一のプリアンプルPAZ %及び地上アンテナからの
ビームBAZによって航空機AVが照射された瞬間(外
方走査及び復帰走査)毎に発生するパルス信号である。
これらの二つのパルスはA21及びA2゜で表され、時
間間隔Δtによって隔てられている。
プリアンプルはその同定機能のほかに時間基準を供給す
る機能を有する。プリアンプルは同定コードに先立って
、バーカー・コードと呼ばれる5ピツ斗(11101)
の特殊コード前置き部を備え、0−1への転位時点で時
間基準(以下’REFとする)を与える。この時間基準
は機上受信機における情報のデコードを可能にする。角
度ファンクションの場合には、外方走査と復帰走査の間
の中心時点(tO)は、ICAOの標準に則して、時点
tRIFに対し固定した時点位置(to−tREF−T
M)にアシ、このことはシステムでカバーされる全覆域
に対して成立している。この事はデコーディングを可能
にし角度情報の確認を可能にする。データ・ファンクシ
ョンの場合は、時点’ REFがデータ・ビットを正し
くデコードすることを可能にする。
機上受信機におけるA2□、A22パルスのピークの間
の経過時間の測定すると、航空機の位置する方位角θの
値が次の関係式で与えられる:この式中の符号は次の通
シであるニ ーToは受信機が方位角o0(滑走路の軸線ZZ上)に
存在する時のパルス間の経過時間を表している。この値
はMLSシステムに関するICAOの標準からめられる
; −Vは地上アンテナの走査速度で、この値もまた標準化
されておシ、外方走査−復帰走査の繰シ返し率に対応し
、MB2局の型式のファンクションとして1秒間に約1
3若しくは39回となっている。
pig、 2はまた、航空機の方位角θと、各信号の送
受信時間との対応を2本のM線で示し、ビームB4Zの
最大走査角−θ9及び+09を示している。
上に述べたのと同じ方法で、Fig、 1α、 Fig
、 1bにはサイト送信の原理が示されている。pig
、1bは、ザイト局Sから、二つの分離されたアンテナ
から二つのビームが送信されることを示している。
即ちセクタ・アンテナは、pi(1,1bに示すダイア
グラムでサイト・プリアンプルP8を送信し、他のアン
テナは、方位ビート・ビームBAZと同様に角度範囲β
8の走査ゾーンを走査する偏平ビート・ビームB8 を
送信している。ビート・ビームB。
の角度幅は、I CAOの標準に則して、図面に平行な
面内で1°と2°の間、図面の垂直な面内で800であ
る。
(発明が解決しようとする問題点) この発明は、このようなML、、S局において、システ
ム送信電力を増大することなくシステムの有効距離を増
大する問題ならびに予想される妨害の問題を克服するこ
とを目的とする。
上に述べた説明から判断されるように、妨害は、例えば
角度ファンクションに対しては、対象となっているセク
タ・アンテナの送信を妨害することによってプリアンプ
ルに対して行われるか、実際の角度情報を供給するビー
ト・ビームの送信に対して行われるか、若しくはその両
方に対して行われる可能性がある。プリアンプル及びビ
ート・ビームのそれぞれの送信レベルを検討すると、走
査アンテナの利得はセクタ・アンテナの利得に対して、
理論上10から20 dB大きいことがわかる。
実際上は走査アンテナの構造の方が複雑であり損失が大
きくなる事実によってその差は縮まるとしても、セクタ
・アンテナの利得よシ大きい。さらに方位ビート・ビー
ムの走査に直角な方向における覆域は、ICAOの標準
に則して、サイト・ビート・ビームの幅を超えるので、
方位ファンクション用走査アンテナの方が高い利得を有
する。従ってMLS信号中で妨害に最も敏感な部分は、
最低のレベルに対応するものとして、セクタアンテナか
ら放射されるプリアンプルであ込。
M’LS信号の妨害に対する脆弱性を減らすだめにプリ
アンプルの送信電力を増加することは公知である。然し
この処理は次の不利を免れない:価格:現用の電力レベ
ル及び周波数レベルでは、セクタ・アンテナ送信機はト
ランジスタを用いて構成されている;送信電力を目立つ
程増加しようとすると複雑で、高価な進行波管を使用し
なければならないことになる。
7ステムの自由裁量の減少:送信電力の増加は到達距離
を延伸し、従って可能な対策に対する脆弱性を増加する
ことになる。
相対効率:これに対応して妨害側で電力を上げれば、再
び同じ問題を生ずることになる。
また、覆域内の異った角に対して順に指向する走査アン
テナの助けを借シてプリアンプルを強化する方法も知ら
れている。更に具体的にはTHOMSON−C8Fによ
るフランス特許第2.519,430号に述べられてい
る。然しこのシステムでは、機上受信機は走査アンテナ
がその受信機に指向された時だけ強化されたプリアンプ
ルをデコードし、その他の時間にはプリアンプルは受信
機に導かれない。これが一つの欠点である。
さらに、妨害がない場合にはMLS局の有効距離は、そ
れが最低信号レベルである範囲でセクタ・アンテナによ
って放射されるプリアンプルの有効距離で決ることにな
る。
従って、プリアンプルの強化は有効距離の増大を可能に
する。
(問題点を解決するための手段) この発明の目的は、上記の欠点を被ることなく、システ
ムの有効距離を延伸し且つシステムを妨害から防護する
ためにプリアンプルを強化する方法である。
この方法は、各ファンクションまたはファンクションの
グループに対して、システムに使用されている走査アン
スナの一つ、方位角アンテナが望ましい、を用いて補足
プリアンプルを送信することを含み;この補足プリアン
プル送信は、上記アンテナが通常の運用に供されていな
い時に行われる。従って、送信された補足プリアンプル
はこの目的のために特に装備された受信機によって受信
され使用され、通常の受信機に対しては透明である。
この発明によれば、MLS システムの有効距離に対す
る処理を備え、MLSファンクンヨンを送信するために
複数個の相次ぐステップを含み、さらに強化プリアンプ
ルと呼ば庇る補足プリアンプルを送信するために1個以
上のステップを含む。
上記の強化プリアンプルは、最少限2回の外方走査ステ
ップと1回の復帰走査ステップ;捷だけ最少限1回の外
方走査ステップと2回の復帰走査ステップから成る。同
じ型の2走査問の時間間隔(司は、その強化プリアンプ
ルに続くファンクションの少くとも最初のものに対する
同定情報を構成し1回の外方走査ステップとこれに次ぐ
1回の復帰走査ステップで構成されるシーケンスの中心
時点(強化されたtREF ’は、上記強化プリアンプ
ルに続くファンクションの少くとも最初のファンクショ
ンに対する時間基準情報を構成する。
この発明はまた送信及び受信においてこの方法を実行す
る手段に関する。
(実施例) 従って、この発明によれば個々のMLSファンクンヨン
毎に、もしくは、このようなファンクションのグループ
毎に補足まだは強化プリアンプルが送信され;そのプリ
アンプルは走査アンテナによって送信されなければなら
ず;走査アンテナとしては方位角ファンクションに使用
されるものを使用することが望ましい;その理由は前に
述べたようにこのアンテナの利得が他のアンテナよシも
大きいからである。この強化プリアンプルは、プリアン
プルとしての二つの通常機能、即ちそれに続りファンク
ンヨンまたはファンクンコン群の同定と時間基準(強化
’ REFと呼ばれる時点)、を果さなければなら々い
。この発明によれば、強化プリアンプルは、対象とする
ファンクンコンまだはファンクンコン群の正規プリアン
プルに先立って、方位角走査アンテナが使用されていな
い時にこれを用いて送信される。このプリアンプルは複
数回の走査で構成され、上記の二つの機能を果す/こめ
に最少限3回の外方または復帰走査が2回の外方走査と
1回の復帰走査または1回の外方走査と2回の復帰走査
に分解される。従って、MLSの覆域内の任意の位置に
存在する航空機は複数個のパルスで構成されたメツセー
ジを受信する;このメツセージは、正規のプリアンプル
が妨害され/こ場合に強化プリアンプルとして使用され
る。2回の外方または復帰走査間の時間遅れ(1)は、
覆域中の航空機の位置に無関係に一定であシ、この遅延
時間が対象とするファンクンコンまたはファンクンコン
群の同定に用いられる。このようにして、復帰走査を伴
った外方走査が要求されている時間ノ、す準(強化’R
EF )を供給する;この時間基準は一対のパルスの中
心点が航空機システムの覆域内位量に無関係に一定であ
るという事実に基づいて、一対のパルスの中心点として
決定される。
pig、 3αは、この発明による補足プリアンプルの
実施例を示す。この図は、時間の関数として、ビート・
ビームとセクタアンテナの送信角θヲ示している。
方位走査アンテナが最初に強化プリアンプルを送信する
。このプリアンプルは実線で説明されている4走査、相
次ぐ2外方走査と2復帰走査、で構成される。この実施
例では、強化プリアンプルの継続時間が長過ぎないよう
に、角走査速度を方位角ファンクションに対する走査速
度の2倍に上げている。2回の外方走査の間隔及び2回
の復帰走査の間隔は何れもこれを同定時間間隔Δに取る
強化プリアンプルから標準時間間隔を置いて、プリアン
プルP8、外方走査A8及び復帰走査R8を有する標準
型サイト・ファンクンコンが続いている。サイト・ファ
ンクションの後に、同様にプリアンプルPA□、外方走
査AAZ及び復帰走査RA□を有する方位ファンクンコ
ンが続いている。例えば、これらの2個のファンクンコ
ンの後に前記の諸ファンク/ヨンの中のその他のファン
クンコンを通常の方法でそのプリアンプルPからスター
トし続けることができる。
Fαg、 3(Zから、強化プリアンプルは三つのファ
ンクンコンに共通で、その正規な性能を修正しないこと
は明らかである。従ってこの発明による送信は正常にI
CAOC型O信機でデコードされる。
pig、:)、aはICAOによって標準化された角度
及び時間に関する数値データを、走査速度50μs/度
を用いて±400を走査する反転率約39H2のいわゆ
る高速方位ファンクンコンで示している。従って、強化
プリアンプルの走査速度は2倍の走査速度、即ち25μ
s/度によって特徴づけられる。外方2走査問及び復帰
2走査問の時間差Δは2j、76tttS で、これに
続くファンクンコン・グループの特徴を有する。強化プ
リアンプルの全継続時間は8.704m5である。
4走査を伴う強化プリアンプルを使用するこの変化の利
点は、機上におけるパルスベアの検出が、単1パルスの
ペアを検出するよりも妨害(クラッタまたは意識的な妨
害)に関して高信頼性を有することである。このために
生ずるプリアンプルの時間延長を補うだめに、方位ファ
ンクンコンに用いられる走査速度の2倍の走査速度が選
定される。
piq: 3bはこの発明による強化プリアンプルの今
一つの実施例を示す;この例も、また、4走査で構成さ
れるが、Δとして前の例とは異った値を選んだ結果、前
の例のプリアンプルと変っている;1’CAO標準に則
して、同じ走査速度(50ps1度)で±60°を走査
し反転率約13iqzのいわゆる低速方位ファンクンコ
ンを用いた場合Δを3.2mSに選定することができる
ことを示している。この場合、強化プリアンプルの全継
続時間は12.877L、S’となる。
従って、Fiq、3a及びbは、サイト・ファンクンヨ
ン及ヒ方位ファンクンヨン、第3フアンク/ヨンをも含
めることも可能、に対して共通の強化プリアンプルを示
している。
(以下余白) 図には示されていないが、この発明の変形として、方位
ファンクションまたはサイト・ファンクションの各々の
前に、方位走査アンテナを用いて強化プリアンプルを送
信することができる。この場合には、それぞれのファン
クションを同定するためにそれぞれに特定の△を用いる
必要がある。
この変形の利点は妨害に対する強化を増大することであ
る。欠点は時間的に長くなり、従って情報レートが低下
することである。
図に示されていな℃・が、この発明の今一つの変形とし
て、最低走査数即ち3走査を用いる強化プリアンプルが
ある;外方−外方−復帰の順に走査するのが望ましい。
この場合、初め2個の外方−外方のパルス間隔△によっ
て同定を供給され、最後の外方−復帰の二つのパルスの
中心時点によって時間基準が供給される。第1例の対称
性に関する考察を適用すると、この3プリアンプルは、
単1の復帰パルスを用いるので、妨害ならびにマルチパ
スに関して第1例よりも脆弱であるが、時間の点から見
るとそれ程不利ではない。
図には示されていないが、この発明の今一つの変形とし
て6走査、例えば次の三つのシーケンスの何れかによる
、を用いて強化プリアンプルを構成することができるニ ーAA凡RJAA −ARA几A R −AAA几R,l’L 但し、A−外方走査、R=復帰走査とする。
この発明の今一つの変形として8走査、例えば次のシー
ケンスの何れか一つによる、によって強化プリアンプル
を構成することができるニーAARRAARR −AAAA RRRI(。
−AAA I(RRA R。
(記号は上と同じ) 3パルス以上で強化プリアンプルを構成する場合には、
強化プリアンプルで完結される方法で相関を取ることが
可能となり;相関が取られるノくルス数の関数である比
率によってさらに強化プリアンプルの脆弱性を減らすこ
とが可能となる。
強化プリアンプルに使用される走査速度は、そのプリア
ンプル中では一定であるが、個々のMLS局間では必ず
しも一定である必要はない。ICAO標準によれば、方
位ビート・ビームの幅は、設備によって幾つかの異った
値、即ち1.2.3.または4゜を取ることができる。
方位ローブめ幅如何にかかわらず、強化プリアンプル用
として同じ走査速度を用いることができる。このことは
、機上受信機を複雑化する欠点がある;この場合機上受
信機によって受信されるパルスの継続時間は方位ローブ
の幅の関数として、次の式に従って変化する:π=25
・θ。
但し、πは受信パルスの一3dB幅をμSで表し、θは
方位ローブの−3(113幅を度で表している。
この変化を避けるために、強化プリアンプルに使用する
走査の速度を、次の対応に従って、方位ローブの幅の関
数として決定することができる、;(以下余白) 代表例として、Fig、3aに方位ローブ4°に対して
走査速度3.125μs/度で実行する強化プリアンプ
ルを破線で示しである。
Fig、4aは代表例として、この発明による処理に用
いられる基本モジュールを示している;゛モジュール″
という術語は、強化プリアンプルに続く幾つかのファン
クションのシーケンスを具体的に表したものと理解され
ている。
このモジ1.−ルは、例えばli”ig、3aまたはb
に述べられているような強化プリアンプルPR,次いで
第1サイト・ファンクションS11次いで第1高速方位
ファンクションAz Hr次いで第2サイト・ファンク
ションS2.第2高速方位ファンクションAk。
第3サイト・ファンクションS3+第3高速方位フアン
クションAz3.第1ベーシック・データ・ワードBl
+及び最後に第2ベーシツク・データ・ワード132で
構成されている。全継続時間8.704 msの強化プ
リアンプルの場合に、これに続くファンクションの各々
にICAO標準の継続時間(サイト5.632m5高速
方位11.977+、S、ベーシック・デー夕・ワード
3.072+n5)を適用するとモジュール全継続時間
は67.456m5となる。
Fig、 4a (r)モジュールには後方方位ファン
クションが含まれていないことに着目する必要がある;
このことはこのファンクションが妨害に対して強化され
て(・ないことを意味する。事実上このファンクション
は方位ならびにサイト・ファンクション程亜要なファン
クションではない。然シ、Fig。
5aに示ずようにこのファンクションをモジュールに含
めることもできる。
Fig、■)は、この発明による完備したタイム・シー
ケンスを規定している; Fig、 4aのモジュール
を繰り返し、これを補助データまたは後方方位ファンク
ション等の補足情報で分散させている;後者は、I C
AO命名法で2を付したベーシック・データによって先
立たれており、次の表に示されている通りである。従っ
て、モジュール(Bl、B2)内に表れるベーシック・
データは、1cAo命名法で2以外の数字を伴ったワー
ドである。表示されている時間は、Fig、 4のモジ
ュール用として選定された時間かI CAO標準時間か
の何れかである。シーケンスに要する全時間は6702
0877+5である。
Fig、 4 bの7−ケンスに対応する繰り返し率は
次の通りであるニ ー高速方位:35BII七 一ザイト: 35BIHz −後方方位: 5.971−1z −ワード陥2以外のベーシックデータ=23B7ワード
/秒 一補助データ: 17.9ヲ一ド/秒 方位及びサイート情報レートは1cAo標準(39±1
.51−1z )より若干低くなっていることがわかる
しかし、現用航空機のオートパイロットの応答時間を考
えるとこの様な周波数が非常に適している。
さらに、この様に僅かな周波数低下はI CAO受信機
の作動に実用上影響しない。
さらに、Fig、4bのシーケンスの実行において、与
えられたファンクションの繰返し周期の不規則性が見ら
れる;この事は、可能性のある同期的反射妨害(例えば
プロへう・ブレードによる反射)を防止する目的に対し
て望ましいことである。
Fig、5aは、この発明による処理に使用されるモ’
/z−ルの実施例、を示している。このモジ−一ルはF
lg、4aのモジュールよりも長い;即ち強化プリアン
プルの次にさらに多くのファンクション、即ち6個のサ
イド・ファンクション、6個の高速方位ファンクション
、1個の後方方位ファンクション、及び5個のベーシッ
ク・データ・ワードが続いて℃・る。さらに特定すれば
、強化プリアンプルPRの後に、6対のサイト・ファン
クション(S+−84)及び高速方位ファンクション(
Az、〜A7. ) 。
ベーシック・データ・ワードNL12 (13,)、 
1個の後方方位ファンクションAZR,及び最後にNα
2以外のベーシック・ワード4個(B2−Bs )が次
々に続いている。
従って、サイトならびに方位ファンクションの反転率は
Fig、4の場合よりも大きい。さらに、前と同じ強化
プリアンプルを用いて全継続時間1’11.184 +
nsのモジュールを得ることができる。
Fig、5bは■(ig、4bと同様な方法で、Fig
、5aのモジュールを含むシーケンスを規定゛している
。このシーケンスは継起的に、1個の第1モジュール■
7,2個の補助データ・ワード(AI)、1個の第2モ
ジュールM2,6個の補助データ・ワード(A2)。
1個の第3モジユールM3,4個の補助データ・ワード
(A3)、及び最後にシーケンスの端末として1個の第
4モジュールμが接続されている。
このシーケンスは、全継続時間635392m5.方位
及びサイト情報の繰り返し率はI CAOの標準範囲内
の378ルとなっている。Fi g、 4の実施例に比
べてこの実施例が明らかに不利な点は妨害に対してより
脆弱なことである。
特定のファンクションに対する対妨害防護を強化し度い
場合、または特定の性能、例えばベーシックまたは補助
データレートの改善、フレア誘導ファンクションまたは
3600方位の導入等、を希望する場合には、Fig、
 4及び5に示されているものと異ったモジュール及び
シーケンスを用い得ることは明らかである。
以上の説明によって、採用する場合にMLS局に何等の
時間修正を施す必要のない強化プリアンプルに対する種
々な変形を示した。強化プリアンプルは長期にわたって
同定されやすいので、妨害に関する危険度を最小にする
ために、この発明の未説明の変形によって、適時に強化
プリアンプルの同定コードを変えることができる;所定
のコード・グループに則してコードを周期的に、敵味方
識別コーディング・システムに広く用いられているのと
同じ要領で地上送信機と機上受信機で同期的に変える。
コードの変化はパルス・ペアの分離間隔△に関する。例
えば、64μsステツプの16個の異なるコードのグル
ープを見出すことができる:高速方位において△1=2
176+i・64μs、または低速方位においてΔj 
= 3200 + i・64μs、iはO−15に変化
する。前に述べたように6回走査を用いる強化プリアン
プルの場合にはコードの変化は外方及び復帰走査の継起
における変化として実現される。
6.8.もしくはそれ以上の走査を用いる場合にはパル
ス間の継起変位△を変えることができる;△は必ずしも
一定である必要はない。二つパルス間の偏位△を変える
ためには二つの走香の間に待ち時間を導入することがで
きる;待ち時間を設けることによって、(機上受信機で
見た)パルスの見掛上のパルス幅を保持することができ
る。また走査の継続時間を増減するために走査速度を変
えることもできる;その結果として、方位ロープの幅が
決っている場合に、(機上受信機で見た)パルスの見掛
上の幅の変化が生ずる。従って、コーディングは、受信
パルスの幅、もしくはパルス間隔の変化、またはこの両
方としてこれを捕えることかできる。
この発明の未説明の変形として、強化プリアンプルをザ
イト走査アンテナを用いて送信することができる。この
アンテナは方位走査アンテナより利得が低いが、セクタ
・アンテナよりは利得が高いのでこれを用いることによ
ってプリアンプルを強化することができる。
また別の変形によって、通常プリアンプルと同じ要領で
セクタ・アンテナから普通に送信されているベーシック
・データ・ワードもしくは補助データ・ワードを妨害に
関して強化することもできる。上記データはプリアンプ
ルと同様に妨害に対して脆弱である。必要不可欠と考え
られる特定のデータの送信を強化しようとする場合には
、方位ビート・ビームを用いてプリアンプルを強化する
のと同じ要領でそれらのデータを送信することができる
;但しレートは減少する。9れらのデータは、覆域内の
一つの方向に指向される方位走査アンテナによって異っ
た時点で通常通りで送信され(1)Psi(変調)、同
じデータ・ワードの送信が続いている間に隣接の方向等
に指向される。従ってこの強化データは、与えられた方
向では非常に低いレートで受信されることになる。第2
の方法として、外方ならびに復帰の一走査に引き続いて
、走査アンテナを用いてスペーシング・コードで外方ま
たは復帰走査を継起的に行うことによってこれを実行す
る;それぞれビット0及び1に対応して2個の異ったス
ペースを与え、機上受信機はデータ・ワードを表わすパ
ルス列を受信する。
h’ig、6は、発明の処理を地上で実行するための装
置の実施例を示している。この装置は本質上、送信機l
;2個のアンテナ、即ちセクタ・アンテナ3と走査アン
テナ4:及び種々な制御回路2.5から成る。
送信機1は直列接続として、周波数発生器11、例えば
ICAO標準に則して5 G−1zに近い波(この標準
によれば5 G[(zに近く予め指定されている200
周波数の中の1周波数がそれぞれのMLS局に割り当て
られる)を供給する周波数シンセサイザで構成される;
2値(0,π) 0PSK位相変調を行ってマイクロプ
ロセッサの様な論理制御装置5の制御の下にプリアンプ
ル及びデータの送信を可能にする位相変調器12;同様
にマイクロプロセッサ5に制御される停止/発動制御装
置13;及び所要電力によって真空管またはトランジス
タ・ベースで構成されるが、規定所要電力が約20Wで
あるので通常トランジスタが用いられる、電力送信機1
4を備える。
送信機1は、スイッチ2を介して、プリアンプルとベー
シック・データまたは補助データを送信するためにセク
タ・アンテナ3に通ずるチャネル■7.または走査アン
テナ4に通ずるチャネル■2の何れかに信号な供給する
後者は電力分割器または電力分配器41内に分配される
;分配器はスイッチ2から受けた電力をN個のデジタル
移相器(ブロック42)に供給するためにN個にこれを
分割する;N個のデジタル移相器はN個の放射素子(ブ
ロック43)に電力を供給する。移相器42によって導
入される移相値は、公知の方法による静止放射素子ベー
スの電子走査を実行するために、論理走査回路材によっ
て制御される。放射素子犯の配列面法線に対してθ方向
に構成されたビーム(波長λの)を送信しようとすれば
、i(1くiくN)列の移相器によって導入される移相
値△ψθiは次の式で与えられることが指摘されている
: △ψθ!=2πレーes1nθ λ 但し、dは連続する放射素子間隔を表わす。
論理走査回路材は、要求速度に応するために、(絶対に
必要ではないが)通常マイクロプロセッサ5とは分離し
た配線回路である。マイクロプロセッサ5から発動分合
を受けると、回路材は、アンテナ・ロープの継起的高速
指向によって所望の走査を確実に行うように移相器部を
制御する。各指向に対する移相器の位置は通常PL(I
IJM型メモツメモリリ45)にメモリされている。移
相器42の数Nは通常大約20〜1(Xiである。
従って全装置はマイクロプロセッサ5、及びそのメモリ
50(例えば1)ROM型)によって制御され;論理走
査回路材を介して、送信機1、スイッチ2、及び走査ア
ンテナ4に接続される。マイクロプロセッサ5は、一方
ではサイトまたは方位ファンクション用走査開始時間を
(矢印51)、他方では強化プリアンプルを発動させる
ための走査開始時間(矢印52)を走査回路に供給する
。この発明によるシーケンス、例えばFig、 4 b
または5bに示されているシーケンスはマイクロプロセ
ッサ5のメモリ犯にメモリされている。強化プリアンプ
ルが角ファンクションの走査速度と異った走査速度(上
の例では2倍)を用いる場合には、論理走査回路材によ
るクロック周波数がマイクロプロセッサ5の制御52に
よって修正される。
地上システムは一般にFig、6に示す様に通常二つの
局、一つはサイト・ファンクション用、他は方位ファン
クション用、から成る。従って、同期を必要とし;例え
ば、Fig、6のSsのように方位ステーションのマイ
クロプロセッサ5・によって同期が供給される。
さらに具体的には、ある実施例によれば、マイクロプロ
セッサ5内にその局の“ステータス・ワード゛が規定さ
れており、このワードの各ビットが一つの制御を表して
いる。前述の実施例においては、上記ワードは最小限6
ビノトを有し、その各ビットはそれぞれ、変調器12、
制御器13、スイッチ2、走査ロジック44(2ビツト
)、及びサイト同期Ssの制御を表す。
Fig、4bまたは5bのシーケンスの様なシーケンス
の実時間発生は、種々な制御を実行するステータス・ワ
ードの実時間発生に帰着する。
この目的のために、所望のシーケンスに対応するステー
タス・ワードの序列がメモリ500表に書き込まれてい
る。適当なりロックのタイミング(ここではωμs)に
対してマイクロプロセッサ5は次々にステータス・ワー
ドを探してこれをインタフェース、図には示されていな
いが例えばPIA(並列インタフェース・アダプタ)型
インタフェース、に供給して種々なブロックを制御する
同じシーケンス中におけるこれらのファンクションの特
定ファンクションの繰り返しがある結果、メモリの階層
配列による所要メモリ・スペースの節減が可能である事
に着目する必要がある。存在するファンクションの数と
同数の表がメモリされ、主光によって継起ファンクショ
ンを読み出すことによってシーケンスを規定する。
Fig、7は走査アンテナの制御ブロック弱、45の実
施例の細部を示している。走査ロジックが、ロープを次
々と隣りの指向位置に移す様に移相器42を制御し準連
続走査を模擬している事が指摘されている。
例えば、移相器42は4ビツトのデジタル移相器で、こ
の場合各移相器は波を、0〜3600の範囲を225°
ステツプで、移相することができる。継起的指向(通常
旧〜02°ステップ)のためのN個の移相器のそれぞれ
の位置は予め計算されて、4ビット・ワードの形でメモ
リされている(メモリ45)。
N個の移相器の各々はビット・ワードである。N個の移
相器の各々はアドレスによって同定され、走査ロジック
44は、それぞれのアドレス(アドレス・バス448 
)の移相値(データ・バス447 )を継起的に移相器
ブロック42に送る。それ故論理ブロック必は次のもの
から成るニ ークロック441、及び、強化プリアンプルPI(。
及び方位走査BAZにそれぞれ対応して上記クロックか
ら供給される信号の1重2割算器442;−マイクロプ
ロセッサ5によって制御される(制御51及び52)ク
ロック選択ロジック装置443;−ロジック・シーケン
ス回路444゜この回路はマイクロプロセッサ5によっ
て制御される加/減カウンタ445.446のりリーズ
及び作動モードを制御する; −o−ノ指向用加/減カウジタ445゜時点毎にメモリ
45で送り出すデータ(バス447)のアドレス(部分
的には、後を参照)として使用されるローブ指向値を移
相器52に供給1−る;−移相器アドレス用加/減カウ
ンタ。ローズの与えられた指向(加/減カウンタ445
によって供給される情報)に対して継起的にN個の移相
器をアドレスする事を可能にする。従ってその周波数は
カウンタ445の周波数のN倍である。
111g、sは、機」二でこの発明による処理を実行す
るための装置の実施例を示している。
この装置は地上局によって送信された信号を受信するた
めの受信アンテナ6とこれに接続された通常の2重周波
数変換スーパヘテロゲイン受信機7から成る。後者はア
ンテナ6からの信号を受けるHFヘッド7を備え、HF
ヘッドはこの信号をフィルタし、増幅してこれをミクサ
Bに供給する。
後者は、また、第1局部発振器72から所定の周波数を
受けて受信信号の第1周波数変換を行う。ミクサ73か
らの信号、1°FTと呼ばれる、は増幅78を経て第2
ミクサ77に送られる;第2ミクサはまた第2局部発信
機74から送られる信号を受けて第2周波数変換を行つ
(2°FIと呼ばれる信号を発生する)。次いで信号2
°FIは増幅器列75に送り込まれ自動利得制御(AG
C)装置76の制御を受ける。この様にして、受信機7
は、中間周波数、通常10.7M月2、で出力信号2°
]>’Iを対数増幅8に供給する。この増幅器8は飽和
した中間周波出力を供給し、DPSKでコードされた情
報を位相復調器9を用いて復調可能にする。対数増幅8
はさらに第2出力を供給し、この出力は検波され低域フ
ィルタ(ブロック17)を介して゛ビデオ・ログ″信号
を供給する。このビデオ・ログ信号は、ビート・ビーム
に基づ(角度を測定するための装置15に供給される。
ビデオ・ログ信号はまたAGC装置76に供給される。
復調器9で復調された信号はデコーダlOに供給される
。デコーダ10は、一方においてデータ(ベーシック・
データ、及び補助データ)を供給し、他方においてはフ
ァンクションの同定を供給するとともに装置16によっ
てビート・ビームにおける対称追尾ウィンドウを発生さ
せるための時間基準(rREF)を供給するためにプリ
アンプルをデコードする。装置16は角度測定装置15
とは逆の関係で作動する。アセンプIJ 15−16は
次の様に作動することが指摘されるニ ー第1捕捉フエーズの間は受信パルスの最大値の調査を
実行する; 一第2フェーズにおいて、プリアンプルによって与えら
れた時間t REFに基づいて決定されりt。(Fig
、 2 )、 to==tREF+’1M、 TM ハ
ICAO標準によって固定されている時間間隔、に関し
て対称な受信ウィンドウが作られる; 一第3フェーズでは、それぞれのウィンドウで受信され
たパルス、外方走査パルス及び復帰走査パルスに対応、
の間の時間間隔の測定が行ゎれ、時間測定結果に基づい
てめる角(方位またはサイト)が決定され、ウィンドウ
の補正が行われる。
構成要素6〜io、及び15〜17は、ICAOに対し
てTR8B (時間基準走査ビーム) MLS fi式
を提案している文書FAA−1)OT−USA(197
5年12月刊行、第1巻、2.4.2節)にさらに具体
的に述べられている。
装置17によって供給されるビデオ・ログ信号も、マタ
、信号C1を供給するブロック24のタイミングによっ
て時間サンプリング(ブロック25)されてA/D変換
器26にアドレスされる。例えば、約4〜5μsのサン
プリング期間が適当である。Nビットのデジタル信号は
装置23に送られ、例えば相関によって強化プリアンプ
ルの識別確認に供される。
装置おは、クロック信号C1の制御によって信号な△だ
け遅らせるデジタル・シフトレジスタ231、及び無遅
延のサンプルされたデジタル信号(装置26から来るN
ビット入力27)とサンプルされた遅延デジタル信号(
レジスタ231から来るNビット入力28)とを実時間
で乗算するデジタル乗算回路232から成る。この様に
して、乗算器232の出力に請求める時間間隔△によっ
て隔てられている一対のパルスの受信中の最大値を有す
る信号が得られることになる。この信号は(Nピントの
まま)論理閾値回路加に送られ、所定の閾値な超えた相
関先頭値だけが保持される。閾値回路の次に幅弁別回路
21、幅フィルタとも呼ばれる、が接続され期待される
幅を持っていない応答を消去する。このフィルタは、強
化プリアンプルが一定幅の受信パルスで構成されている
場合に有効である。幅フィルタの出力信号は、I]ビッ
トのまま、回路22に送られて強化時間基準t REF
が決定される。回路22は、幅フィルタ21によって供
給されるパルス及びクロック信号Clを受けるカウンタ
222;及び同じパルスを受けて第1パルスと第2パル
スとを区別してカウンタ222を発動もしくは停止させ
るロジック回路221から成る。この回路221は例え
ば区割算器もしくはロジック・フリップフロップで良い
上述の説明によって単独の角ファンクションをデコード
し処理し得ることになった。MLSシーケンスはプリア
ンプルで同定された幾つかの角ファンクションの交替反
復であるので、このようなシーケンスを処理するために
は、Fig、 7の成るもの、特に追尾ウィンドウを作
る装置16、及び装置15によって実行される角測定は
、これを二重化もしくは三重化する必要がある。
Fig、 9はFig、7の変形を示し、この実施例で
はマイクロプロセッサによって回路の二重化を不必要に
している。この目的のために、プリアンプル(及びデー
タ)をデコードする装置10は、時間基準(tREF)
、及び方位ファンクションまたはサイト・ファンクショ
ンの同定時点(ID)をマイクロプロセッサ部に送り、
マイクロプロセンサ5が追尾ウィンドウ発生器16及び
角度測定装置15の両方に所要の情報を送る。その上、
強化時間基準t REFを決定するための装置22は、
この場合、その情報をマイクロプロセッサ部に送り、直
接に装置16へは送らなくなる。最後に、マイクロプロ
セッサ5は、さらに、各種ファンクションの遅延に適応
するためにシフトレジスタ231をも制御する。或・る
変形においては、レジスタ231によって与えられる遅
延の幅△を手動で後者に表示することができる。
この様にして種々なファンクションに対応する種々な処
理パラメータ(角、電圧、CAG等)はメモリされた後
、プリアンプルでデコードされた同定情報のファンクシ
ョンとして呼び出される。
Fig、IOは機上受信機の別の変形を示している。
この実施例では装置17からのログ・ビデオはサンプラ
に送られずに閾値装置20に直接受は渡され、2値論理
信号に変換される。この信号は幅フィルタ21を介して
相関回路乙に送られ;そこで発生された信号は強化t’
REFを決定するために回路22に送られる≦この解決
法は、一方ではサンプラ及びAl1)変換器を省略でき
、他方では相関回路を単純化、する利点を有する。相関
回路として前の例ではデジダル・シフトレジスタを用い
るが、この例でIr”L nビットでなしに1ビツトで
作動し、また乗算回路は遅延信号と非遅延信号との間の
乗算を実行するのに対しこの例では単一ビットの2デジ
ント(数字)の乗算を行えば良いことになり著しい単純
化が行われることになる。
然し、この解決法は、閾値回路及び幅フィルタとよるパ
ルス選択が、Fig、8に示されている様に相関の後で
はなく、相関の前に行われる事実によって妨害に対する
鋭敏性が増加することになる。
図には示されていないが、Fig、 8の今ひとつの変
形によって相部回路nをカウンタで置き換え;カウンタ
で継起パルスの間隔を計ってその値が望む偏位△でない
ものを取り除くことができる。この変形は単純であると
いう長所はあるが、計数発動に関して難点があり、また
全体として妨害に対する鋭敏性が高いという欠点がある
(発明の効果) 以上のごとく、本発明によると、M3システムの有効距
離を延伸しかつシステムが妨害から保護される。
【図面の簡単な説明】
第1図(al及び(hlは方位角と仰角のコード化原理
を示す図、第2図は装置の操作の説明図、第3図(al
及び(blはこの発明に用いられる補足プリアンプルの
二つの実施例を示す図、第4図(al及び(blはこの
発明における補足プリアンプル及びMLSファンク7ヨ
ンのシーケンスの第1モードを示す図、第5図(al及
び(1))はこの発明における補足プリアンプル及びM
LSファンクションのシーケンスの第2モードを示す図
、第6図は地上MLS局において発明を実行する装置の
実施例を示す図、第7図は第6図の詳細図、第8図は機
上においてこの発明を実行する装置の実施例を示す図、
第9図は第8図の第1変形例を示す図、第10図は第8
図の第2変形を示す図である。 特許出願人 トムソンーセーエスエン 特許出願代理人 弁理士 山 本 恵 −

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)MLS機能の送信を複数個め継続的ステップで構
    成し、さらに強化プリアンプルと呼ぶ補足7’ I)ア
    ンプルの送信を1個以上のステップで構成し;上記強化
    プリアンプルを最小限2回の外方走査ステップと1回の
    復帰ステップ走査、丑たは最小限1回の外方走査ステッ
    プと2回の復帰走査ステップで構成し;二つの同型走査
    間の時間間隔(司によって上記強化プリアンプルに続く
    ファンクションの少くとも最初のファンクションの同定
    情報を構成し、1回の復帰走査ステップを伴なう1回の
    外方走査ステップから成るシーケンスの中心時点(強化
    ’REF )を以って上記強化プリアンプルに続くファ
    ンクションの少くとも最初のファンクションの時間基準
    情報を構成することを特徴とする、M’LSシステムの
    有効距離に関する方法。
  2. (2)強化プリアンプルが2回の外方走査ステップと2
    回の復帰走査ステップとで構成されることを特徴とする
    特許請求範囲第1項記載の方法。
  3. (3)上記MLSシステムが高速方位、低速方位、サイ
    ト、ベーシック・データ、補助データ、後方方位、及び
    フレア誘導ファンクションの1個以上を保証し、1個以
    上の上記ファンクションでファンクンヨン列、モジュー
    ルと呼ぶ、を構成し、上記強化プリアンプルを上記モジ
    ュールの先頭に置くことを特徴とする特許請求範囲第1
    項に記載の方法。
  4. (4)上記MLSシステムが最小限方位及びサイト・フ
    ァンクションを保証し、上記ファンクンヨンヲ、方位フ
    ァンクションーザイト・ファンクションのペアに配列し
    、1個の上記ペアを以ってモジュールを構成し、上記強
    化プリアンプルを上記モジュールの先頭に置くことを特
    徴とする特許請求範囲第1項に記載の方法。
  5. (5)上記モジュールが継続的に、lサイト・ファンク
    ション、■方位ファンクション、1サイト・ファンクシ
    ョン、1方位ファンクンヨン、■サイト・ファンクショ
    ン、1方位ファンクンヨン、及び2個のベーンツク・ワ
    ードで構成されることを特徴とする特許請求の範囲第3
    項に記載の方法。
  6. (6)複数個のモジュールが継起的に送信され、上記フ
    ァンクションの1個以上がま記モジュールの間に挿入さ
    れ、その配列が繰り返しシーケンスを構成することを特
    徴とする特許請求の;I@囲第3項に記載の方法。
  7. (7)上記時間間隔(菊ないし上記中心時点(強化’/
    ?EF )が所定の規制に従って変えられることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。
  8. (8)最少限1個の角ファンクション、1個のべ一ノッ
    ク・データ・ファンクション、1個の補助データ・ファ
    ンクションを送信することができ、上記角ファンクショ
    ンが1個の方位ファンクションまたは1個のサイト・フ
    ァンクションをtみ、各ファンクションが実ファンクン
    ヨンに先立つプリアンプルを備え、構成上次の手段ニ ー送信手段; 一上記プリアンプル、ベーンツク・データ及び補助デー
    タを、上記送信手段から供給され送信されるべき情報に
    よって位相変調された搬送波の形で送信する事を保証す
    るセクタ・アンテナニ ー上記強化プリアンプル及び上記角ファンクションを上
    記送信手段から供給される波の外方走査及び復帰走査の
    形で送信することを保証する走査アンテナ; 一上記送信手段と上記セクタ・アンテナ及び走査アンテ
    ナ間の切シ換え手段; 一上記送信のシーケンスを保証する制御手段、から成る
    ことをtP!fg5.とする特許請求範囲第1項記載の
    処理を実行するための送信装置。
  9. (9)上記制御手段がステータス・ワードを用いて、上
    記送信手段、上記切シ換え手段及び上記走査アンテナの
    IU御を保証し;ステータス・ワードは実行されるべき
    制御の数と同数のビットを備え、種々外継起ステータス
    ・ワードがメモリ装置にメモリされることを特徴とする
    特許請求範囲第8項に記載の装置。
  10. (10)上記走査アンテナが構成上次の手段ニー1群の
    N個の移相器; −それぞれ上記のN個の移相器に接続するN個の放射素
    子; 一上記?ff1J御手段から実行される゛べき走査の型
    式二角ファンクションまたは強化プリアンプルならびに
    走査起動時点、を受信し上記移相器を制御する論理制御
    回路、 を有することを特徴とする特許請求の範囲第8項に記載
    の装置。
  11. (11)それぞれに実ファンクンヨンに先立つプリアン
    プルを有するファンクションに対し、最少限J方位ファ
    ンク/ヨン、1サイト・7アンクンヨン、コヘーンノク
    ーデータ・ファンクション、及びJ補助データ・ファン
    クションの受信が可能テ次の構成ニ ー受信アンテナ; 一上記アンテナで捕捉された信号を受信し、中間周波数
    信号を供給する受信手段; −上記中間周波数信号を復調し、デコードして上記ベー
    ンツクまたは補助データ及び上記プリアンプルに含まれ
    ている上記同定ならびに時間基準CtREF”を供給す
    る手段;−上記受信手段から供給される信号に基づいて
    ビデオ信号(ビデオ・ログ)を供給する手段;−上記ビ
    デオ信号と上記時間基準(’ REF ”に基づいて角
    度を測定する手段; 一上記強化プリアンプルを処理する次の直列構成をなす
    処理装置ニ ービデオ信号をデジタル信号に変換する手段; −同じ型の走査量の上記時間間隔(Δ)に基づいて強化
    プリアンプルを識別し確認する手段; 一上記強化プリアンプルに含まれている上記時間基準(
    ’ REF )を決定し、上記時間基準を上記角度測定
    手段に供給する手段、から成ることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載の処理を実行する受信装置。
  12. (12)上記ビデオ信号デジタル変換手段が、サノプラ
    とAID変換器からなシ、上記手段の後に接続されて上
    記強化プリアンプルの識別及び確認を行なう閾値装置を
    含むことを特徴とする特許請求の範囲第11 項に記載
    の装置。
  13. (13)上記デジタルと変換手段が閾値装置を含むこと
    を特徴とする特許請求の範囲第11 項に記載の装置。
  14. (14)上記閾値装置の後に幅弁別回路を接続すること
    を特徴とする特許請求の範囲第12項釦記載の装置。
  15. (15)上記強化プリアンプルを識別し確認する上記手
    段が入力信号を上記時間間隔(に)だけ遅らせる/フト
    レジスタ及び識別用の上記手段の入力信号と上記シフト
    レジスタの出力信号とを受け、これを41)け合せる乗
    算器を用いて相関操作を実行することを特徴とする特許
    請求の範囲第11 項に記載の装置。
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