JPS63144274A - マイクロ波着陸誘導装置のモニタ確認回路 - 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ＭＬ８装置のモニタ確認回路に関し、特にＭＬ
８装置の地上局から航空機に対して所定の電波が正常に
発射されているか否かを監視するモニタ機能の正常性を
確認するモニタ確認回路において、モニタ機能ならびに
モニタ確認機能の改善を図ったＭＬＳ装置のモニタ確認
回路に関する。

〔従来の技術〕

マイクロ波を利用し航空機の着陸を誘導するＭＬ８装置
は近時よく知られつつある。

このＭＬ８装置は、地上局から飛行中の航空機に対する
着陸誘導用の電波の発射が正常に行なわれているか否か
を監視するためのモニタ機能を有するとともに、システ
ムとしての完全性をよシ高めるためにそニタ自体の動作
正常性をチェックするモニタ確認機能、いわゆるモニタ
ベリフィケーシ−ａ　ｙ　（ｍｏｎｉｔｏｒ　ｖｅｒｉ
ｆｉｃａｔｉｏｎ　）機能が付与されている。

従来のこのモニタペリフィケーシッン機能は、オペレー
タがスイッチを操作し、モニタ回路の正常性を確認する
だめのテスト信号をモニタ回路に供給するという形式で
行なわれておシ、こうしてモニタの機能の確認を行なっ
ている期間は空間に放射されている誘導電波のモニタ動
作は中断され、かつこの確認行為はオペレータのスイッ
チ操作時のみに限定されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のＭＬ８装置のモニタ確認回路は、オペレ
ータがモニタ機能を確認すべく手動でスイッチを操作し
たときだけテスト信号がモニタ確認回路に供給されモニ
タ機能の確認が行なわれるのみであシ、シか１、もこの
モニタ機能確認期間はモニタ確認回路本来の機能、すな
わち実際に空間に発射されている誘導信号のモニタ動作
が中断されてしまい、ＭＬＳ装置のシステム運用上の完
全性を著しく阻害することが避けられないという欠点が
ある。

本発明の目的は上述した欠点を除去し、ＭＬＳ装置を構
成する方位および高低誘導装置による発射電波の時分割
送信における電波非発射状態のデッドタイムを利用して
モニタ機能確認用のテスト信号を自動的に供給すること
によシ、誘導信号のモニタ動作を中断することなくリア
ルタイムでモニタ機能のチェックを常時確保でき、ＭＬ
Ｓ装置のシステム運用上の完全性の保全を大幅に改善し
うるＭＬＳ装置のモニタ確認回路を提供するととＫある
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の回路は、ＭＬ８装置の動作正常性を監視するモ
ニタ機能を確認するためのＭＬＳ装置のモニタ確認回路
において、ＭＬ８装置を構成する方位および高低誘導装
置が時分割方式で誘導電波を発射している期間に介在す
るデッドタイムのあらかじめ設定する区間において前記
モニタ確認回路自体の機能を確認するためのテスト信号
を自動的に前記モニタ回路に供給する手段を備えて構成
される。

〔実施例〕

次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

第１図の実施例は、方位および高低誘導送信信号を発生
する送信系１０１、方位および高低誘導電波を発射する
ビーム走査アンテナ系１０２、誘導電波をモニタするだ
めのフィールドモニタアンテナ１０３、フィールドモニ
タアンテナ１０３の出力を検波するＲ、Ｆディテクタ１
０４、誘導電波をモニタするモニタ部１０５、およびモ
ニタ部１０５の機能を確認するだめのテスト信号ならび
に関連制御用のタイミング信号を発生するテスト／タイ
ミング信号発生回路１０６等を備えて構成され、モニタ
確認回路としての主体はモニタ部１０５とテスト／タイ
ミング信号発生回路１０６を冨んで１底される。

送信系１０１は、Ｍ　Ｌ　Ｓ装置の運用に必要な方位、
高低ならびに逆方向方位の各誘導電波を発射するＭ’Ｌ
　Ｓ　：ＲＬの送信機能を総括して表現したものであり
１．その詳細は第２図に示す。

第２図はＭＬ８装置の構成を示す説明図である。

ＭＬＳ装置は、５ＧＨｚ帯の電波を利用し、方位誘導装
”５７　（ＡＺ　ｉｍｕｔｈ　ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ、以
下ＡＺと略称する）、方位誘導装置（ＥＬｅｖａｔｉｏ
ｎ　ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ、以下ＡＺと略称する）、逆方
向方位誘導装置（Ｂａｃｋ　ＡＺ　ｉｍｕｔｈｓｕｂｓ
ｙｓｔｅｍ、以下ＢＡＺと略称する）の各サブシステム
からそれぞれ専用のアンテナを利用して所定の形式の誘
導電波が発射される。

ＡＺ、ＥＬは滑走路に向けて進入する航空機に対し、そ
の進入方向にそれぞれ方位、高低誘導用の走査ビーム電
波を発射する。また、ＢＡＺは滑走路を挟みＡＺとは反
対側に配置され、航空機の進入方向とは逆方向に電波を
発射し、進入のやシ直し、いわゆる進入復行のための誘
導を行なう。

送信系１０１から出力するこれら各誘導電波は、ビーム
走査アンテナ系１０２がら空中に発射される。このビー
ム走査アンテナ系１０２は、前述したＡＺ、ＥＬおよび
ＢＡＺ等に関するアンテナ類を総括して示すものであシ
、このビーム走査アンテナ系によって得られる走査ビー
ムの詳細は次のとおりである。

すなわち、ＡＺおよびＢＡＺによる方位誘導電波は水平
面では狭く垂直面では広いパターンを有するビームで、
一方ＥＬによる高低誘導電波は水平面で広く垂直面では
狭いパターンを有するビームである。これらビームはそ
れぞれ一定の速度で往復走査を繰返し、航空機は往路と
復路で受信する２つのパルスの時間間隔から進入角を知
る。

第３図は航空機の進入角計測の原理図である。

例として、方位誘導電波の場合を考えてみる。航空機の
受ける往路パルスいわゆるＴＯパルスがＴＯ走査ビーム
により、また復路パルスいわゆるＰＲＯパルスがＦ几０
走査ビームによって得られる。従って方位の進入角θは
これら２つのパルスの時間間隔ｔｏを介して算出できる
。

第４図は誘導電波の特徴を示す説明図である。

ＡＺ、ＥＬ、ＢＡＺの各誘導装置から発射される電波は
、第４図に示す如く時分割の時系列データとして送出さ
れる。さらＫこれら各電波もそれぞれ必要データが時分
割状態で包含され、たとえばＥＬ誘導電波の場合社、装
置識別用のプリアンプル。

覆域外を示すＯＣＴパルスおよびＴＯパルスならびにＰ
ＲＯパルス等のパルスがそれぞれ時分割で含まれる。こ
れら誘導電波の他にも、ＭＬ８装置では、誘導覆域、ア
ンテナビーム幅等航空機に必要な情報がベーシックデー
タ、補助データとして送信されている。

さて、ＭＬＳ装置では上述した原理にもとづいて進入角
を計測しているが、航空機側では受信信号の正常性を確
認する手段をもってない。そこで、ＭＬ８装置では発射
電波に異常が含まれ運航上重大な障害をもたらすと予想
される項目についてはあらかじめこれを設定しておき、
異常状態がある一定時間、たとえば１秒以上継続して検
出された場合には送信系を正常な予備系に切替えるか送
信を停止する措置をとる。この場合、誘導電波が正常に
送出されているか否かの監視を行なうものがモニタ機能
である。

しかしながら、如何にモニタしても、モニタを行なう回
路自身が不具合であってはモニタ機能の正常な実行は不
可能である。このためにモニタ確認回路が備えられてい
るのである。

第５（ａ）図は従来のモニタならびにモニタ確認回路の
構成を示すブロック図である。

第５（ａ）図の従来例は、送信系１０１．ビーム走査ア
ンテナ系１０２．フィールドモニタアンテナ１０３、Ｒ
Ｆディテクタ１０４．切替器１１９゜モニタ部１２０．
テスト／タイミング信号発生器１２１等を備えて構成さ
れ、送信系１０１およびビーム走査アンテナ系１０２に
ついては第１図の　゛実施例で説明した内容と同じであ
シ、またモニタ回路はモニタ部１２０がさらにモニタ確
認回路としては点線で示す切替器１１９とテスト信号発
生器１２１が直接かかわる部分である。

フィールドモニタアンテナ１０３は、ビーム走査アンテ
ナ系１０２の発射する誘導電波を受けその出力をＲＦデ
ィテクタ１０４に供給する。

ＲＦディテクタ１０４は、入力を検波してビデオ信号に
変換し、切替器１１９を介してモニタ部１２０に供給す
る。切替器１１９は通常ＲＦディテクタ１０４の出力を
モニタ部１２０に提供するように接続されている。

モニタ部１２０は、アングルセンサ回路１０８゜アラー
ム判定回路１０９およびＣＰＵＩＩＱ等を備え、ビデオ
信号を入力したアングルセンサ回路１０８がＴｏ、ＦＲ
Ｏパルスの時間間隔ｔｏを計測し進入角を方位、高度に
ついて算出する。さらに、アングルセンサ回路１０８は
、こうして算出した進入角が許容誤差範囲に含まれてい
るか否かを判定しその内容をアラーム判定回路１０９に
通知する。この場合、許容誤差はＭＬ８装置の運用条件
にもとづきあらかじめ設定される。

アラーム判定回路１０９はアングルセンサ回路１０８の
出力を受け、算出進入角が許容誤差範囲を超えて異常を
示し、かつこれが所定の設定時間たとえば１秒間以上継
続するかどうかを監視し、継続することをタイマ等で確
認した場合にはＣＰＵ１１０にアラーム信号を出力する
。

ＣＰＵｌｌ０は、こうしてアラーム信号を受けると内蔵
プログラムの制御のもとに送信系１０１を予備系に切替
えるトランスファもしくは停止せしめるシャットダウン
を指示するトランスファ／シャットダウン信号を出力し
、ＭＬＳ装置の安全運用を確保せしめる。これがＭＬＳ
装置としてのモニタ機能である。

さて、このモニタ機能の正常性を確認する従来の手法は
次のようにして実施されている。

オペレータたよって切替器１１９を操作し、モニタ部１
２０にはテスト信号発生器１２１の出力が提供されるよ
うにする。

テスト信号発生器１２１は、モニタ部１２０が誘導電波
送信の異常を正しく検出するためのテスト信号を発生す
る。このテスト信号は、オペレータが切替器１１９を操
作するととｋよって出力され、またその信号内容は許容
誤差範囲を超えた時間間隔を有するＴｏ、ＦＲＯパルス
が利用される。

このよう々テスト信号が切替器１１９を介してモニタ部
１２０に供給されると、所定の時間、前述した例で言え
ば１秒後にアラーム信号が発生し、ＣＰＵ１１０からは
トランスファ／シャットダウン信号が送信系１０１に提
供される筈である。また、切替器１１９を操作してテス
ト信号をモニタ部１２０に印加してから１秒以上経過し
てもアラームが発生しない場合にはモニタ回路１２０自
体が異常であり、別な手法でトランスファ／シャツトド
ダウン処理の手続きがとられる。

これが従来のモニタ確認処理の内容である。しかしなが
ら、この手法によれば、テスト信号を発生すべく切替器
１１９を操作している期間は几Ｆディテクタ１０４の出
力はモニタ部１２（ｌ供給されず、この間モニタ機能は
停止され、しかもモニタ確認処理は切替器１１９を操作
している期間に限定されるといった前述した問題が発生
する。

第５（ｂ）図は第５（ａ）図のモニタ確認処理の内容を
示すタイミングチャートである。第５（ｂ）図からも明
らかな如く、テスト信号を発生しモニタ機能を確認して
いる間、すなわちモニタベリフィケーシッン期間は、ビ
デオ信号のモニタは不可能となる。

従来のこのようなモニタ確認はまた、通常定期的にＭＬ
Ｓ装置の性能をチェックする定期点検時にオペレータの
手動点検による形式で行なわれている。この定期点検は
１日、１週間もしくは１ケ月単位で行なわれているので
最悪の場合は１ケ月モニタの不具合が放置される危険性
がある。

再び第１図に戻って実施例の説明を続行する。

第１図に示す各構成ブロックのうち第５（ａ）図と同一
記号のものは同一内容のものであるので、これら同一内
容に関する詳細な説明は省略する。

次に１方位誘導装置ＥＬによる誘導電波を例としフィー
ルドモニタアンテナ１０３で受信した信号の角度精度を
モニタする場合について述べる。

送信系１０１は、テスト／タイミング信号発生器１０６
の出力する送信系制御信号１１４の制御を受けつつ方位
誘導用の送信をビーム走査アンテナ系１０２に送出する
。実際にはＯＣＩアンテナ。

データアンテナ等への給電をアンテナ切替器等で行って
いるが、ここでは説明を簡単にするためビーム走査アン
テナ１０２として説明を進める。

ビーム走査アンテナ１０２は所定のタイミングでビーム
を走査し、フィードモニタアンテナ１０３は受信したＴ
ｏ、ＦＲＯパルスをＲＦディテクタ１０４に供給し、Ｒ
Ｆディテクタ１０４はこれをビデオ信号に変換してモニ
タ部１０５に供給する。

第６図は第１図の実施例の主要信号のタイミングチャー
トである。ビデオ信号はＴＯ，ＦＲＯのベアパルスが利
用され、このペアパルスはまた送信タイミングを制御す
る前述した通信系制御信号１１４によって出力され、仁
の制御信号の四−（ｌｏｗ）レベルがデッドタイムの１
つである。

前述シタ如く、ＭＬＳ装ａｒｔ、ＡＺ、ＥＬ、ＢＡＺＫ
よる誘導情報のほか航空機に必要な情報としてのベーシ
ックデータ、補助データ等を同一の周波数で送信するた
め空間での干渉を避ける必要があシ、第４図に示す如く
時分割方式で送信される。

これら各データはｓ　６１５ｍ５ＥＣを一週期とし、こ
の中にある程度のランダム性を持たせて配置される。ま
た、１つのデータの中も時分割で構成各データが送られ
る。デッドタイムはこれらデータが送信されない状態で
ある。

さて、テスト／タイミング信号発生器１０６は、第６図
に示す如く送信系制御信号１１４のほかにそのデッドタ
イムを利用してテスト信号制御パルス１１３を発生、こ
れにもとづいてさらにテスト信号を発生しこれをモニタ
部１０５に送出する。

テスト信号ｔ−受けたモニタ部１０５は、ＲＦディテク
タ１０４から出力するビデオ信号とこのテスト信号とを
アナログスイッチ（ｇ回路１０７で受け、テスト／タイ
ミング信号発生：ａｌ　０６から受けるアナログスイッ
チ切替信号１１１によりこれら２つの入力を自動的に切
替えてアングルセンサ回路１０７に出力する。

上述し次アナログスイッチ切替信号１１１はテスト信号
制御パルス１１３にもとづいて発生され、アナログスイ
ッチ回路１０７に対するゲート信号として利用され、こ
れによりテスト信号をデッドタイムを利用してアングル
センサ回路１０８に出力せしめる。

テスト／タイミング信号発生回路１０６はさらに第６図
に示す内容のアングルセンナ制御信号１１２をアングル
センサ回路１０８に供給する。

この制御信号は、冥際のビデオ信号のタイミングとモニ
タ確認のタイミングとを併せ持つものでるり、アングル
七／す回路１０８ではこの制！ｉＪ信号を受けつつ、モ
ニタ処理、モニタ確認処理のいずれであろうと入力した
ビデオもしくはテスト信号のＴｏ、ＦＲＯパルス間隔を
計測し進入角を算出する。この内容をさらに詳述すると
次のとおシである。

第７（ａ）図はＥＬビーム走査アンテナとフィールドモ
ニタアンテナの位置関係を示す説明図である。

ＥＬビーム走査アンテナ１０２の位相中心とフィールド
アンテナの位相中心を結ぶ線の作る仰角がδであるとす
る。第７（ｂ）図は第７（ａ）図の配置におけるモニタ
とモニタ確認動作の説明図である。通常、機器が正常に
動作しているときにはビデオ信号正常変動特性ρで示す
ように１　δは許容範囲上限＋Δδと許容範囲下限−Δ
δの範囲内でばらついている。これは同第７（ｂ）図に
示すビデオ信号タイミングパルスのタイミングでモニタ
部１０５に入力されるモニタ用のビデオ信号である。一
方、テスト信号はテスト信号タイミングパルスのタイミ
ングでモニタ確認のためのテスト信号をモニタ部１２０
に入力される。モニタ部１０５のアングルセンサ回路１
０８はアナログスイッチ回路１０７を介して受けるこれ
ら２つの信号を対象として同様にＴｏ、ＦＲＯパルス間
の時間間隔を計測しδを得る。テスト信号のＴＯ，ＦＲ
Ｏ間隔はあらかじめ許容誤差範囲を超えるように設定さ
れているので、アングルセンサ部１０Ｂが正常に動作し
ていればｔ′で示すテスト信号変動特性に見る如くこの
場合のδは＋Δδおよび一Δδの上、下限を超える値と
して出力される。なお、上述したビデオ信号タイミング
パルスとテスト信号タイミングパルスは、それぞれ第６
図に示す送信系制御信号１１４およびテスト信号制御パ
ルス１１３に基本的に対応するものである。

さて、アングルセンサ回路１０８からこうして出力され
るビデオとテスト信号から得たδに関するデータはアラ
ーム判定回路１０９に供給される。

アラーム判定回路１０９は、テスト信号によって強制的
に提供されるこのような異常が１秒間以上継続するか否
かを監視し、継続する場合にはアラーム信号をＣＰＵｌ
ｌ０Ｋ送出する。また、アラーム判定回路１０９にはテ
スト／タイミング信号発生回路１０６から第６図に示す
送信制御信号１１４とテスト信号制御パルス１１３を受
け、これら制御信号のタイミング情報を利用し、実際に
空間に発射されているＥＬ誘導電波が異常なのか、テス
ト信号によるモニタ確認の結果を示すものであるかの判
別を実施する。この場合、テスト信号によってアラーム
信号が出力されればモニタ部１２０の動作は正常であり
、逆にアラーム信号が出力しなければモニタ部１２０の
モニタ機能は不良であるとしてＣＰＵ　１１０に通知す
る。

ＣＰＵ１１０に対しては、計測角度だけでなく、他の必
要パラメータについてもモニタおよびモニタ確認の結果
が提供され、これら内容を介して機器の異常が検出され
た場合には送信系１０１に対してトランスファ／シャッ
トダウン信号がＣＰＵ１１０から送信系１０１に出力さ
れる。

以上はＥＬに関する角度精度モニタを例として説明した
が、ＡＺその他各パラメータについても全く同様にして
実施しうる。

こうして、デッドタイムを利用してテスト／タイミング
信号発生器１０６からテスト信号を出力し、モニタベリ
フィケーションを行なうことＫより、本来のモニタ機能
を損なうことなくリアルタイムでのベリフィケーション
が可能となる。なお、誘導電波をモニタするためのアン
テナはフィールドモニタアンテナ１０３だけでなく実際
はパラメータととに異る。

また、モニタ部１２０に包含するＣＰＵ　１１０は各パ
ラメータセンサ、つま、９ＡＺ、ＥＬ、ＢＡＺ等の別で
独立的に用意する必要はなく、すべてのセンサに共通し
て利用しうる。

〔発明の効果〕

以上説明した如く本発明によれば、ＭＬＳ装置のデッド
タイムを利用してモニタベリフィケーション用のテスト
信号を自動的に送出する手段を備えることＫより、誘導
電波のモニタ機能を損うことなく、かつ自動的に常時モ
ニタ確認が可能となりＭＬＳ装置の運用性と信頼性を著
しく改善しうるＭＬ８装置のモニタ確認回路が実現出来
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図はＭ　
Ｌ　８装置の構成を示す説明図、第３図は航空板の進入
角計測の原理図、第４図は誘導電波の特徴を示す説明図
、第５（ａ）図は従来のモニタならびにモニタ確認回路
の構成を示すブロック図、第５（ｂ）図は第５（ａ）図
のモニタ確認処理の内容を示すタイミングチャート、第
６図は第１図の実施例の主要信号のタイミングチャート
、第７（ａ）図はＥＬビーム走査アンテナとフィールド
モニタアンテナの位置関係を示す説明図、第７（ｂ）図
は第７（ａ）図の配置におけるモニタとモニタ確認動作
の説明図である。 １０１・・・・・・送信系、１ｏ２・・・・・・ビーム
定食アンテナ系、１０３・・・・・・フィールドモニタ
アンテナ、１０４・・・・・・凡Ｆディテクタ、１０５
・・・・・・モニタ部、１０６・・・・・・テスト／タ
イミング信号発生器、１０７・・・・・・アナログスイ
ッチ回路、１０８・・・・・・アングルセンサ回路、１
０９・・・・・・アラーム判定回路、１１０・・・・・
・ＣＰＵ、１１１・・・・・・アナログスイッチ切替信
号、１１２・・・・・・アングルセンナ制御信号、１１
３・旧・・テスト信号パルス、１１４・・・・・・送信
系制御信号、１１９・・・・・・切替器、１２０・・・
・・・モニタ部、１２１・・・・・・テスト信号発生器
。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋 ｆ／／−−−−−−ア加りにイ＝ＭＩＪ替−ｆ↓可／ｌ
ど一−−−−−アンｂトとンリ制＃信Ｆ５／／３−−−
−−−デズＨｔ号制ず岬ノぐルス／／４−−−−−−迭
イ＄歌制御イ＄う呵１図 、箭２図 第３　口 消４図 万々（１２）図 力５（Ｌ）図 箭乙図 万７（し図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 マイクロ波着陸誘導装置（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　Ｌａｎ
   ｄｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ、以後ＭＬＳ装置と略称する）
   の動作正常性を監視するモニタ機能を確認するためのＭ
   ＬＳ装置のモニタ確認回路において、 ＭＬＳ装置を構成する方位および高低誘導装置が時分割
   方式で誘導電波を発射している期間に介在するデッドタ
   イム（ｄｅａｄ　ｔｉｍｅ）のあらかじめ設定する区間
   において前記モニタ確認回路自体の機能を確認するため
   のテスト信号を自動的に前記モニタ確認回路に供給する
   手段を備えて成ることを特徴とするＭＬＳ装置のモニタ
   確認回路。