JPS6322543Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は符号化されたパルス信号を受信するパ
ルス受信装置、さらに詳しく云えばタカン航法シ
ステムあるいはDME距離測定システムにおける
航空機とう載用のパルス受信装置に関する。

従来、タカン航法システムあるいはDME距離
測定システムにおいて用いられている航空機搭載
用パルス受信装置は、第１図に示すように空中線
１と高周波回路２と混合器３と局部発振器４と複
数個の中間周波増幅器５，６と検波器７とパルス
増幅器８と符号化パルス復号器９と符号化パルス
のみを通過させるための制御ゲート１０と利得制
御回路１１と第２検波器１２とから構成され、通
常地上送信局からパルス間隔12μS、パルス幅
3.5μSの符号化パルス信号を受信し、符号化パル
スを復号する機能をもつている。

この受信装置は、受信点と地上送信局との距離
が近い場合、電源投入またはチヤネル切替え等の
際、しばしば強いレベルの信号を急に受信するこ
とがあるが、そのため利得制御回路が作動するよ
り早く受信装置出力の信号波形が飽和し、符号化
されたパルスを検出できなくなり受信装置の利得
を制御できなくなる障害すなわわちブロツキング
現象が発生する。

ここで、タカン航法システムの機能とパルス受
信装置の関係について説明する。

タカン航法システムは、地上局の回転空中線か
ら送信される符号化パルス信号を航空機局のパル
ス受信装置で受信しつつ、地上局からの方位を航
空機局で測定することができる。

また、航空機局からパルス信号を送信し、地上
局からの応答パルス信号を受信することにより、
電波往復時間を測定し、地上局と航空機局の間の
直線距離を算出することができる。

通常、方位及び距離測定は同時に行われ、有効
覆域は地上局を中心として通常200nm（nautical
mile）の見通し距離の範囲である。

次に、パルス受信装置への入力符号化パルス信
号レベル範囲について説明する。

タカン航法システムの地上局は962MHzから
1213MHzの周波数帯内の割り当てられた一周波数
で、通常，送信尖頭出力5KWの符号化パルス信
号を送信している。この符号化パルス信号はパル
ス幅3.5μS、パルス間隔12μSの一対のペアパルス
を毎秒2700対送信している。この符号化パルス信
号を航空機局のパルス受信装置で受信した場合の
入力符号化パルス信号レベル範囲は地上局と航空
機局間の距離によつて決まる。

すなわち、航空機局が地上局の極近くにあり、
その距離が50ｍとすると、地上局の給電回路損
失、地上局空中線利得、空中線パターン特性等を
想定すると、パルス受信装置の高周波回路入力端
の符号化パルス信号レベルは−38dBmとなる。

一方、タカン航法システムの有効覆域とされる
200nmの距離の場合、−84dBmとなる。

したがつて、パルス受信装置の入力符号化信号
レベル範囲は−84dBmから−38dBmである。

続いて、この入力符号化パルス信号レベルに対
するパルス受信装置の動作を第１図及び第３図を
用いて説明する。

パルス受信装置の中間周波増幅器６の出力まで
の全増幅利得を84dBとする。入力符号化パルス
信号レベルが−84dBmのとき中間周波増幅器６
の出力は0dBmとなり波形は第３図ａのようにな
つている。

通常、中間周波増幅に用いられる増幅器の飽和
出力レベルはたかだか＋20dBmである。

したがつて、入力符号化パルス信号レベルが
（−84＋20）dBm＝−64dBm以上で中間周波増幅
器６の出力が飽和し、波形は第３図ｂのようにな
る。

この場合、中間周波増幅器６の出力が飽和レベ
ルより20dB低いレベルに維持するようにパルス
受信装置の利得制御を行なうようにすれば、中間
周波増幅器６の出力は0dBmとなつている。

入力符号化パルス信号レベル−84dBmから−
38dBmまで利得制御するには（84−38）dB＝
46dBの利得制御範囲が必要となる。

一方、利得制御が機能している状態で、中間周
波増幅器６の出力が飽和する入力符号化信号レベ
ルは、利得制御範囲を超えたレベルとなり、（−
38＋20）dBm＝−18dBmである。

次に、パルス受信装置がブロツキングを発生す
る入力符号化パルス信号レベルについて、第１図
及び第３図を用いて説明する。

タカン航法システムでは、方位測定に必要な15
Hz及び135Hzによるパルス振幅変調成分が地上局
の回転空中線によつて与えられている。

このパルス振幅変調成分が失われないように、
パルス受信装置の利得制御時定数は0.3秒以上に
しなければならない。したがつて、入力符号化パ
ルス信号が受信してから、利得制御されるまでの
動作は、この時定数に相当する時間だけ遅れる。

このため、−64dBm以上の符号化パルス信号が
受信される状態ではパルス受信装置の電源投入ま
たは、チヤネル切り替えなどにより急にパルス受
信装置へ加えられると、利得制御時定数により利
得制御が遅れるため、中間周波増幅器６の出力は
第３図ｂのような波形となるため符号化パルス信
号を復号することが不可能となり利得制御もでき
ず、パルス受信装置は最大利得の状態のままとな
りブロツキングが発生する。

一方、第１図のパルス受信装置の中間周波増幅
器５の出力までの増幅利得を40dBとし、このと
き入力符号化パルス信号の上限値−38dBmを受
信すると、中間周波増幅器５の出力は＋2dBmと
なる。中間周波増幅器５の飽和レベルも＋
20dBmであれば、中間周波増幅器５の出力は飽
和することはない。

また、高周波回路２の出力も当然飽和すること
はない。

次に、符号化パルス復号器と利得制御の関係を
第１図、および第３図を用いて説明する。

第１図の空中線１から−64dBmより小さい符
号化パルス信号レベルが通常の動作状態で加えら
れると、高周波回路２、混合器３、局部周波発振
器４の作用により中間周波増幅器５，６へ加えら
れ、当該出力１３が第３図ａのようになり、検波
出力１５が第３図ｃのようになる。さらに、この
信号はパルス増幅器８で所定のレベルに増幅さ
れ、符号化パルス復号器９および制御ゲート１０
へ加えられる。符号化パルス復号器は通常遅延回
路を用いパルス間隔12μSだけ遅れた信号を発生
させることにより、ペアパルスの第１のパルス
と、遅延回路を通さないペアパルスの第２のパル
スとが重なるとき、第３図ｈに示す復号パルスを
出力する。

復号パルスが出力されたとき、制御ゲート１０
へ加えられたパルス増幅器８の一方の出力が制御
ゲート１０から出力１７として利得制御回路１１
へ加えられる。利得制御回路は制御ゲート１０の
出力１７のレベルに対応した直流信号を出力し、
高周波回路２、中間周波増幅回路５および６へ所
定の時定数で加えられ、利得制御される。

また、−64dBmより強い信号が急に加えられ、
中間周波増幅器６の出力が飽和した場合、符号化
パルス復号器９の入力は第３図ｄのようになり、
符号化パルス復号器９では符号化パルス信号とし
ての検出を禁止するので、出力が得られないよう
に動作する。

そのため、制御ゲート出力１７が出力されず利
得制御が行われない。一方、中間周波増幅器５の
出力が前述のように入力符号化パルス信号レベル
−38dBmでも飽和しないので、その出力１４は、
第３図ａのように飽和していないので第２検波器
１２によつて第３図ｃのような出力が得られ、検
波器７の出力で第３図ｅのように合成し、この信
号から符号化パルス復号器９により復号させ、制
御ゲート１０をひらき利得制御回路１１の入力１
７へ入力符号化パルス信号レベルに対応して変化
するパルス増幅器８の出力を通すことにより、利
得制御回路出力に入力１７に対応した直流信号を
出力させ、高周波回路２、中間周波増幅器５およ
び６の利得を制御して利得制御作用を回復させる
ように作用する。

しかし、この手段によればパルス増幅器等の直
線性が十分とれない場合、第３図ｅの破線２２の
上部が第３図ｆのように小さくなり、符号化パル
ス信号として復号できなくなり、受信装置の調整
も難しくなるという欠点を持つている。

以上、タカン航法システムに用いるパルス受信
装置の基本的な動作について詳細に説明した。

なお、説明に用いた増幅利得は設計によつて、
これに限られる必要はなく、設計上異なる値をと
り得ることは当然である。

本考案は、前述したように受信点と地上局との
距離が近い場合、電源投入、またはチヤネル切り
替え等の際、しばしば強いレベルの信号を急に受
信することがあるが、そのため、利得制御回路が
作動するより早く受信装置出力の信号波形が飽和
し、符号化されたパルスを検出できなくなり受信
装置の利得を制御できなくなる障害、すなわち、
ブロツキング現象が発生するという問題点を解決
することを目的としている。

本考案は、この問題を解決する手段として受信
した高周波信号を中間周波数に変換した後、複数
段の中間周波増幅手段により増幅し、増幅した中
間周波数より符号化パルス包絡線を検出して符号
化パルスを復号化し、その復号化出力によつて前
記高周波信号を増幅する手段あるいは複数段の中
間周波増幅手段の利得制御を行なうパルス受信装
置において、利得制御がされていない状態で飽和
しない中間周波増幅手段より中間周波信号の一部
を取り出し、符号化パルスの包絡線を検出する第
２検波器およびそれを復号化する第２符号化パル
ス復号器により第２復号化出力を作成し、この第
２復号化出力と前記復号化出力により、前記高周
波信号を増幅する手段あるいは複数の中間周波増
幅手段を利得制御することを特徴として構成され
るパルス受信装置を用いるものである。

以下、図面を参照して本考案をさらに詳しく説
明する。なお、入力符号化パルス信号レベル範
囲、および構成部分の動作について、前述の説明
と重複する場合は簡単のためそれぞれの説明は省
略している。

第２図は本考案によるパルス受信装置の一実施
例を示すブロツク図、第３図はパルス受信装置の
動作を説明するための各部の波形の一例を示す図
である。

本実施例はタカン航法システム、またはDME
距離測定システムの航空機搭載用受信装置に適用
したものである。本実施例は、第２図から明らか
なように、従来は中間周波増幅器５より取り出
し、第２検波器１２（第１図）で包絡線検波した
信号を検波器７の出力と合成するようにしていた
手段を、第２検波器１８の符号化パルス信号の包
絡線を、さらに第２符号化パルス復号器１９によ
り復号化して第２復号化出力を得、この第２復号
化出力を利得制御回路１１に加えるようにしたも
のである。利得制御回路１１へのこの第２復号化
出力の印加は制御ゲート１０からの復号化出力１
７と論理和をとるような形で行なわれる。

タカン航法システム、またはDME距離測定シ
ステムの航空機局のパルス受信装置では、通常パ
ルス間隔12μS、パルス幅3.5μSの符号化ペアパル
スを受信する。

−64dBm以上の強い入力信号を、急激に空中
線１から受信した場合、高周波回路２、周波数混
合器３、局部周波数発振器４によつて中間周波増
幅器５，６へパルス信号が加えられ、利得制御回
路の応答より早く、出力１３が飽和し第３図ｂの
ような波形となる。振幅検波器出力１５は第３図
ｄとなつてパルス増幅器８の出力が符号化パルス
復号器９へ加えられても復号化出力１６が得られ
ないため、制御ゲート１０が開かず利得制御回路
入力１７へ信号が加えられず、利得制御回路１１
は作動しない。

一方、中間周波増幅器５の一方の出力１４は、
入力信号が−38dBmとなつた場合でも飽和する
ことなく第３図ａのような信号であり、第２検波
器１８の出力２０は第３図ｇに示すような符号化
パルスとして検出され、第２符号化パルス復号器
１９により第３図ｈに示す第２復号化出力２１が
利得制御回路１１へ加えられる。

利得制御回路入力１７と２１は論理和をとるよ
うな形で入力され、どららかの入力が加えられる
と利得制御回路１１からは、0.3V〜1.5Vの範囲
の直流信号が出力される。利得制御回路入力１７
は通常動作時には入力の符号化パルス信号に対応
して変化する信号となつている。これはパルス増
幅器８の出力を制御ゲート１０を通して利用する
ことによる。

一方、利得制御回路入力２１は必ずしも入力符
号化パルス信号レベルに対応して変化する必要は
ないので、利得制御回路出力に所定の固定直流信
号レベル1.2Vに変換して出力することによつて、
パルス受信装置の利得を中間周波増幅器６の出力
が飽和しないレベルに利得制御回路の時定数に従
つて下げることによつて、符号化パルス復号器９
の入力における波形が第３図ｅとなつたとき符号
化パルス信号復号器９が動作可能となり、制御ゲ
ート出力１７も得られる。その結果、符号化パル
ス信号復号器９、制御ゲート１０、および利得制
御回路１１等による通常の利得制御機能を回復さ
せることができる。

以上、本実施例では説明の便宜のために中間周
波増幅器を２段にし、初段より第２復号化出力を
取り出した例を示したが、中間周波増幅器の数は
２段に限られるものではなく、第２復号化出力も
利得制御されていない状態で飽和しない増幅段で
あるならば初段に限定されるものではない。また
利得制御回路１１を制御する例を示しているが、
第２復号化出力で制御ゲートを制御してパルス増
幅器８からの信号を利得制御回路１１へ加えるよ
うにしても同様の効果を得るものである。

本考案は、以上説明したように中間周波増幅器
最終段出力より信号レベルが小さく符号化パルス
として検出可能な中間周波信号をバイパスさせ、
第２検波器および第２符号化パルス復号器によつ
て符号化パルスを検出し、利得制御回路または制
御ゲートへ加えるように構成することにより、強
いレベルの信号が急に加えられた場合でも利得の
制御が可能となり、ブロツキング現象を防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のパルス受信装置のブロツク図、
第２図は本考案による受信装置の一実施例を示す
ブロツク図、第３図はパルス受信装置の動作を説
明するための各部の波形の一例を示す図である。 １……空中線、２……高周波回路（高周波増幅
手段）、３……混合器、４……局部周波数発振器、
５，６……中間周波増幅器（中間周波増幅手段）、
７……検波器、８……パルス増幅器、９……符号
化パルス復号器、１０……制御ゲート、１１……
利得制御回路、１２，１８……第２検波器、１３
……中間周波増幅器出力、１４……第２検波器入
力、１５……検波器出力、１６……符号化パルス
復号器出力、１７……利得制御回路入力、１９…
…第２符号化パルス復号器、２０……第２検波器
出力、２１……第２符号化パルス復号器出力、２
２……パルス増幅器飽和レベル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 受信した高周波信号を中間周波数に変換した
   後、複数段の中間周波増幅手段により増幅し、増
   幅した中間周波数より符号化パルス包絡線を検出
   して符号化パルスを復号化し、その復号化出力に
   よつて前記高周波信号を増幅する手段あるいは複
   数段の中間周波増幅手段の利得制御を行なうパル
   ス受信装置において、利得制御がされていない状
   態で飽和しない中間周波増幅手段より中間周波信
   号の一部を取り出し、符号化パルスの包絡線を検
   出する第２検波器およびそれを復号化する第２符
   号化パルス復号器により第２復号化出力を作成
   し、この第２復号化出力と前記復号化出力により
   前記高周波信号を増幅する手段あるいは複数の中
   間周波増幅手段を利得制御することを特徴とする
   パルス受信装置。