JPS60179679A - 距離測定装置 - 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】 本発明は距離測定装置に関し、特にＴＡＣＡＮ装置など
に使用されるランダム信号の中から同期信号を見つけ出
すことにより距離を測定する距離測定装置に関する。

ＴＡＣＡＮ装置は航空機とビーコンとの交信による航空
機用航法装置であり、航空機にビーコンの方位および距
離の情報を与える。地上固定、自動車又は船舶又は航空
機がビーコンとして作動しうる。ＴＡＣＡＮ装置の距離
測定方式はビーコンに対して航空機から距離測定のだめ
の質問パルスを離散的に送信すると、ビーコンは質問パ
ルスを受信し、固有の遅延時間の後、応答パルスを異な
る周波数で送信する二次レーダ方式になっている。ビー
コンの送信信号は応答パルス全台み、毎わ約ａｓｏｏｐ
ｐｓ　のランダムパルスであり、この中には他の航空機
からの質問に対する応答パルスも含まれる。ＴＡＣＡＮ
の距離測定は受信したランダムパルスの中から前記寅間
パルスに同期した特定の応答パルス（以下同期パルス）
を抽出しその期間を測定するものである。

従来のこの神の距離測定装置の応答パルスｔＤ抽出方法
すなわち捜左方法と距離測定を以下に説明する。。先ず
始動パルスすなわちη間パルスで距離測定のためのカウ
ンタを起動し、受信機からのパルスで停止させる。この
始動から９停止までの時間間隔全記憶しカウンタを零に
リセットする。次の質問パルスによって記憶計数値より
もやや短い時間間隔のブランキングケートパルスを発生
し、その後に抽出ゲートを発生する。この抽出ゲートと
受信機からのパルスが一致するとカラ／りを停止する。

この抽出ゲートと受信機からのパルスの一致、不一致は
それに応答“するカウンタによりカウントする。質問パ
ルスを送出し上記動作を繰返し応答カウンタが規定のカ
ウント数になったとき、すなわち規定回数抽出ゲートと
一致するとその受信パルスが同期パルスとして認定され
る。°そして応答カウンタが零のとき、すなわち一致が
ない状態のときは前回よりも後にくるであろう応答パル
スを捜索するためブランキングゲートの後の最初のパル
スにより距離測定のカウンタを停止させる。

上記の動作ヶくり返すことにより、實間パルスに同期し
たパルスが抽出され、そのときのカウンタの計数値が距
離測定値となる。

ところでビーコンの受信信号には航空機からの質問信号
の直接伝搬波だけでなく反射伝搬波が存在する場合が多
い。ビーコンには１つのパルスを送信すると不感時間（
例えば６０μｓｌｌ下）があり、直接伝搬波と反射伝搬
波の到来時間差が不感時間μ内であれば反射伝搬波はう
けっけないが、それ以上の場合には反射伝搬波にも応答
し、応答パルスを送信する。それにビーコンには送信に
対するパルス優先順位があり、質問パルスに対する応答
率は１００％　にはならないので、反射伝搬波のみに応
答するタイミングも存在する。

上記従来の距離測定装置は質問パルスに対して同期した
応答パルスを抽出しているがビーコンが直接伝搬波およ
び反射伝搬波に応答する場合には、どちらの伝搬波に対
する応答パルスＴめるか判別できないから、反射伝搬波
に対する応答を抽出する、すなわち誤った距離測定をす
る場合がある。

上記の誤った距離測定を防ぐためには、ビーコンが反射
波応答する場合でも、曲接波に対する応答パルスの方が
反射波に対する応答パルスよりも早く受信されることに
着目し、前記距離測定を行う回路を複数個備え、各々の
距離測定回路の計数値の最小値を正しい値とする方法が
あるが、この方法ではハードウェアの増加を生じる欠点
がある。

また、ハードウェアの増加金少なくするため捜索を複数
回行い、その中の最小埴ヲ正しい値とすることにより反
射波に対する応答パルスに影響されない距離測定装置も
あるが、この方法には反射波に対する応答パルスによる
誤った距離測定をしているかどうか全常時監視していな
い欠点がある。

更には航空機とビーコン間の距離が遠いと距離が近いと
きに比べて、ビーコンからの応答パルスが航空機に到達
するのに時間がかかる。このため、質問パルスと同期パ
ルスの間に同期パルス以外の受信パルスが入り、従来の
距離測定方法では賀間パルスに時間的に近い受信パルス
から順番に同期パルスであるかどうかヲｕＭべているの
で、同期パルスを検知するまでに時間がかかる欠点があ
った。

また従来の距離測定方法では、前記抽出ゲートは固定の
時間幅である。もし航空機の速度が速い場合、抽出ゲー
トの幅がせまいとゲート内に同地パルスが入らないこと
が考えられ、これを防ぐため、距Ｉ記抽出ゲートの時間
幅を広くしている。このため同期パルス以外の受信パル
スを誤って同期パルスと判断してしまうことが生じうる
欠点があった。

本発明は上記欠点を解決し、距離測定回路全槽数個備え
ることなく、前記反射波に対する応答パルスによる誤っ
た距離測定をしているかどうか全常時監視することによ
り反射波に対する応答パルスに影響されない距離測定装
置を提供することにある。

本発明の他の目的は同期パルスが複数個存在する場合、
最初にくる同期パルスを抽出する同期パルス検出装置を
提供することにある。

本発明の更に他の目的は、航空機とビーコン間の距離に
よる影響ケ受けることなく、同期パルス検知までの平均
時間全従来方式に比べて匈縮した距離測定装置を提供す
ることＶＣある。

本発明の他の目的は、航空機の速ｌすに比例した時間幅
の抽出ゲート全提供することにより、同期パルスμ外の
受信パルスによる測定誤差を減少した距離測定装置を提
供することにある。

本発明は、装量パルスを送出後ビーコンから送り返され
る応答パルスの中から同期パルスを抽出して距離の測定
全行なう距離測定装置におい゛Ｃ１前記応答パルスを受
信し、ｎｌｌ記賀間装量スとの時間間隔を計数する計数
手段と、この計数手段による計数結果を記憶する記憶手
段と、この記憶手段により記憶された計数値間に、値の
一致した計数値があるかどうかを検出する一致検出手段
と、この一致検出手段で検出された計数値が、前記同期
パルスによるものかどうかを稠べる同期評価手段と、こ
の同期評価手段に用いる抽出ゲートの時間幅を最適値に
制御する抽出ゲート時間幅制俳手段を有し、前記装量パ
ルスとの時間間隔が最短の同期パルスを真の同期パルス
として抽出し、時間間隔を計数することを特徴とする距
離側だ装置である。

次に本発明の実施例について図面全参照して説１明する
。

図は本発明による距離測定装置がブロック線図の一例で
ある。

本発明の距離測定装置は、クロック発生器１と、タイミ
ングパルス発生器２と、クロック発生器１のクロック出
力をタイミングパルス発生器の出力によりゲートするゲ
ート３と、ゲート３のクロック出力をアップカウントす
るカウンタ４と、受信パルス入力端子５からの受信パル
スをタイミングパルス発生器２の出力と、カウンタ４の
出力でゲートするゲート６と、ゲート６の出力により、
カウンタ４の計数値をメモリ９に出力するトランスファ
ゲート７と、メモリ９に記憶された計数値の間に値の一
致した計数値があるかを調べる一致検出回路１０と、ゲ
ート１８の出力により、カウンタ４の計数値をトラッキ
ングフィルタ１１に出力するトランス７アゲート８と、
一致検出回路１０またはトラッキングフィルタ１１の距
離出力のどちらか一方を制御回路１９の出力により、カ
ラ／り１３に出力するゲート１２と、カウンタ１３の出
力により、抽出ゲートを形成する抽出ゲート形成回路１
４と、抽出ゲート形成回路１４の出力により、端子５か
らの受信パルスをゲートするゲート１５と、ゲート１５
の出力によＱ、カウント１ｆｉをアップダウンする応答
カラ／り１６と、抽出ゲート形成回路１４の出力と、ゲ
ート１５の出力と、応答カウンタ１６の出力により、ゲ
ート１２とゲート１８′Ｊｋ制御する出カケ出す制御回
路１９と、トラッキングフィルタ１１の出力により、抽
出ゲートの時間幅を制御するだめの出力を抽出ゲート形
成回路１４に出す抽出ゲート幅制御回路１７から成る。

タイミングパルス発生器２から線１００を介して質問パ
ルスが出力されると、タイミングパルス発生器２から線
１０１により、リセットパルスがカラ／り４に出力され
、カウンタ４は零にリセットされる。システムティレー
経過後タイミングパルス発生器２から線１０２を介して
カウントイネーブル信号がゲート３とゲート６に出力さ
れ、クロック発生器１のクロック出力は、ゲート３を介
してカウンタ４に入り、端子５からの受イＨパルス入力
はゲート６を介してトランスファゲート７に入る。

カウンタ４はアップカウントし、その計数値が装置で規
定した測定距離範囲金超すと、線１０３を介して、距離
リミットパルスを出力しゲート６を閉じる。ゲート６が
閉じるまでは端子５からの　４受信パルスはゲート６全
介してトランスファゲート７に入力する。ゲート６から
の受信パルス入力がある毎に、トランスファゲート７は
、カラ／り４の計数値をメモリ９にロードする。

以上の動作により、質問パルスを送出後、システムディ
レ一時間経過後からケート６を閉じるまでの間に端子５
から入力された受信パルスすべてについて質問パルスと
の時間間隔を計数値としてメモリ９に人力したことにな
る。上記貿間パルス送出からメモリ９への計数値のロー
ドの動作をさらに一回行う。

次に、−＝検出回路１０はメモリ９に記憶された計数値
から、１回目と２回目で僅の等しい計数値（詳しくは航
空機は動いているので差がある１１ｒ１頃内の計数値）
があるかを調べる。もし、値の匍・しい計数値がなけれ
ば愉の盾・しい計数値が検出されるまで上記の動作をく
り返す。１１ｔ１の等しい計数イ１αが検出されると、
一致検出回路ｌＯは線１０４を介して一致検出パルスを
制御回路１９に出力する。制御回路１９は線１０５を介
して、スイッチ１２０入力全一致検出回路１０側にして
、一致検出回路１０で検出された一致計数値？カウンタ
１３にロードする。

゛カウンタ１３は一致検出が行われると次の貿間サイク
ルではゲート３からのクロックによってダウンカウント
する。カウンタ１３の値が零に近くなると、抽出ゲート
形成回路１４は、線１０６を介して抽出ゲート信号をゲ
ート１５と制御回路１９に出力する。ゲート１５は抽出
ゲート１３号が入力きれている間に端子５から受信パル
スが人力されると、線１０７を介して、Ｈｉｔ情報金応
答カウンタ（計数値が同期パルスによるものであるがど
うかを判定するため・の回路）１６と、制御回路１９と
ゲート１８およびゲートヲ閉じるためにゲート１５自分
自身に出力する。ゲート１５からのＨｉｔ情報により、
応答カウンタ１６は１カウントアツプする。抽出ゲート
信号がゲート１５に入力されている間に端子５から受信
パルスが入力きれないと、抽出ゲート形成回路１４から
の抽出ゲート信号とゲート１５からのＨ１ｔ情報を監視
している制御回路１９は線１０８を介して、カウントダ
ウン信号をルＣ５、答カウンタ１６に出力し、応答カウ
ンタ１６をカウントダウンさせる。

質問サイクル毎に一致データのカウンタ１３へのロード
から抽出ゲートと受信パルスとのＨｉｔ検出の動作を繰
返し、規定の回数Ｈｉｔ情報が応答カウンタに入力され
ると、受信パルスが同期パルスであると判定し、制御回
路１９に距離値を検出したことを示す距離ロック情報を
出力する。応答カウンタ１６からのロック情報により、
制御回路１９は線１０９を介してゲート１８を開き、ゲ
ート１５からのＨｉｔ情報が、トランスファゲート８に
入るようにする（ロック情報が入力されないときはゲー
ト１８を閉としている）。また線１０５を介してスイッ
チ１２０八カをトラッキングフィルタ１１の側にする。

ゲート１８からのＨｉｔｌ報パルスによす、トランスフ
ァゲート８はカウンタ４の計数値をトラッキングフィル
タ１１に出カスる。

トラッキングフィルタ１１は定常動作となるとフィルタ
出力を一致検出回路１０とスイッチ１２に、また速度情
報を抽出ゲート幅制御回路１７に出力する。トラッキン
グフィルタ１１の出力は、スイッチ１２を介して、カウ
ンタ１３にロートサれ次の質問サイクルからげ前述の−
Ｊ４Ｉ給出出力φ（カウンタ１３にロードされた場合と
同様の動作となる。応答カウンタ１６が制御回路１９に
ロック情報を出している間（ロック状態）は、制御回路
１９はゲート１８を常に開状態としているのでゲート１
５からのＨｉｔ情報パルスは応答カウンタ１６、制御回
路１９、ゲート１５とともにゲート１８を介してトラン
、スフアゲート８に入る。

この様にロック（距離追跡）状態では、Ｈｉｔ情報情報
ハルストラッキングフィルタ１１にカウンタ４の計算額
が入力される。抽出ゲート幅制御回路１７は、トラッキ
ングフィルタ１１からの速度情報により抽出ゲートの時
間幅を最適値とする制御信号を抽出ゲート形成回路１４
に出力する。

μ上は、ビーコンからの同期応答パルスにロックできた
場合であるがノイズやスキツタパルス等が偶然質問パル
スと同期して２回発生したために一致検出回路１０がこ
れを検出した場合の動作は次のとおりである。一致検出
回路１０からの一致検出パルスにより、制御回路１９は
、スイッチ１２を介して一致検出回路１０の一致データ
をカウンタ１３にロードしカウンタ１３はゲート３から
のクロックでカウントダウンする。カウンタ１３の値に
より、抽出ゲート形成回路１４は抽出ゲート信号をゲー
ト１５、制御回路１９に出力し抽出ゲートイキ号がゲー
ト１５に入力されている間に受信パルスが存在するかど
うか、規定（ロ）数の質問サイクルの間繰り返し、応答
カウンタがある値に達しないと、一致検出回路で検出し
た一致データは同期パルスによるものではなかったと判
断して線１１１’ｉ介して、一致検出回路１０に再捜索
指示信号金量し、応答パルスを捜索するだめの次の質問
サイクルに移行する。

また反射波に対する応答パルスにロックしているかどう
か全監視゛ノーるため次のような４・Ｊ１作會常時行っ
ている。ロック状態においてトラッキングフィルタ１１
の出力を一致検出回路１０に出力し、一致検出回路１０
で一致データが検知される毎に前記、トラッキングフィ
ルタ１１の出力の値と比較シ、一致データがトラッキン
グフィルタ１１の出力の値よりも小さいときは、トラッ
キングフィルタ１１の出力の値が反射波に対する応答パ
ルスによるものか判定するため一致検出回路１０は線１
１０を介して制御回路１９にエコー警報を出力する。こ
の際トラッキングフィルタの出力はメモリに一時的に蓄
積しておく。エコー警報を受け取った制御回路１９は制
御線１０５によりスイッチ１２の入力を一致検出回路側
とする。一致検出回路１０の一致データはスイッチ１２
を介して、カウンタ１３に入力され、前述の応答パルス
判定動作を行う。

すなわちこの一致テータが員の同期パルスであるなら、
抽出ゲート信号期間中に受信パルスがゲート１５に入力
し、ゲート１５からのＨｉｔ情報パルスが出力され応答
カウンタは、規定の油量サイクルの後にロック情報を制
御回路１９に出力する。

このロック情報によゆメモリに一時的に蓄積したデータ
は無効となり真の同期パルスによるデータが距離値とし
て処理される。

以上説明したように、本発明はピーコンからの応答パル
スを受信し、質問パルスとの時間間隔を計数する計数手
段と、前記計数手段による計数結果全記憶する記憶手段
と、前記記憶手段により記憶された計数値間に、値の一
致した計数値があるかどうかを検出する一致検出手段と
、前記一致検出手段で検出された計数値が、實間パルス
に同期した応答パルスによるものかどうかを調べる同期
評価手段と、前記同期評価手段に用いる抽出ゲートの時
間幅を最適値に制御する抽出ゲート時間幅制御手段を有
することにより、以下に小す効果を有する。

１　距離測定回路を複数個備えることなく、Ａｉｌ記反
射波に対する応答パルスにより誤った距離測定をしてい
るかど９かを常時監視することにより、反射波に、対す
る応答パルスに影響されない距離測定が可能となる。

２、同期パルスが複数個存在する場合最初にくる同期パ
ルス金抽出する同期パルス検出が＝ｉＪ能となる。

３、　航空機とビーコン間の距離による影＊’を受ける
ことなく一同期パルス拾知までの平均語間を従来方式に
比べて短縮した距離測定が可能である。

４、航空機の速度に比例した時間幅の抽出ケートを提供
することにより、同期パルスμ外の受信パルスによる測
定誤差全減少しだ距１ｉ１１１測定が可能である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すブロック線図である。 １・・・・・・クロック発生器、２・・・・・・タイミ
ングパルス発生器、３，６，１５，１８・・・・・・ゲ
ート、４，１３・・・・・・カウンタ、５・・・・・・
入力端子、７，８・・・・・・トランスファゲート、９
・・・・・・メモリ、ｌＯ・・・・・・一致検出回路、
１１・・・・・・トラッキングフィルタ、１２・・・・
・・スイッチ、１４・・・・・・抽出ゲート形成回路、
１６・・・・・・応答カウンタ、１７・・・・・・抽出
ゲート幅制御［四路、１９・・・・・・制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 質問パルスを送出後、ビーコン・から送り返される応答
   パルスの中から同期パルス（質問パルスに同期した応答
   パルス）ｔ−抽出して距離の測定を行なう距離測定装置
   において、前記応答パルスを受信し、前記質問パルスと
   の時間間隔全計敬する計数手段と、この計数手段による
   計数結果を記憶する記憶手段と、この記憶手段により記
   憶された計数値間に値の一致した計数値があるかどうか
   を検＝出する一致検出手段と、この一致検出手段で検出
   された計数値が前記同期パルスによるものかどうかを調
   べる同期評価手段と、この同期評価手段に用いる抽出ゲ
   ートの時間幅を最適値に制御する抽出ゲート時間幅制御
   手段を有し、前記質問パルスとの時間間隔が最短の同期
   パルスを真の同期パルスとして抽出し、時間間隔を計数
   することを特徴とする距離測定装置。