JPH02198376A - 方位測定装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は方位測定装置に関し、特にＴＡＣＡＮ（ＴＡＣ
ｔｉｃａｌ　Ａｉｒ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ）システム
を利用し、地上局に対する航空機の位置を測定する方位
測定装置に関する。

〔従来の技術〕

ＴＡＣＡＮシステムを利用する方位測定は、約２７００
ｐｐｓのランダムパルス信号に含まれ方位の基準とする
１５Ｈｚの主（北）基準パルスと、この主基準パルス間
を９分割する１３．５Ｈｚの副基準パルスならびにラン
ダムパルスのパルスエンベロープを形成する１　５Ｈｚ
および１３５Ｈｚの正弦波の合成波形から抽出される１
　５　）ｆ　ｚおよび１３５Ｈｚ可変位相信号を利用す
ることによって求めている。このような１５Ｈｚおよび
１３５Ｈｚは、ＴＡＣＡＮアンテナ系を形成する垂直空
中線と、この空中線の周囲を１５ｒｐｓで回転する１組
の反射器と９組の等間隔配置の導波器の回転によって形
成される指向特性であり、従って、このエンベロープの
各点が受信方位情報を有することはよく知られている。

従来、方位計測の基準とする主基準パルスの検出方法は
、副基準パルスが主基準パルスに対して８倍あることを
利用し、弱電界時にあって主基準パルスの検出率が低下
した時にも有効である位相補正手段を備えて処理してい
る。

すなわち、ＴＡＣＡＮ送信信号のエンベロープは１３５
Ｈｚの正弦波がさらに１５Ｈｚで変動するものであり、
この１５Ｈｚはアンテナの指向特性の最大方向が真東を
指向したときに１個の反射器による方位精査用の主基準
信号としての主基準パルスが３６０゛ごとに発射され、
また９個の導波器による４０°ごとの各小ローブごとの
最大方向が真東を指向するときに方位精査用の副基準パ
ルスが発射される。従って、これら主、副基準パルスは
常に位相が許容偏差範囲に保持されて受信されることが
必要である。受信状況のＳ／Ｎが悪い弱電界状態時には
主基準パルスの検出率が低下するが、これを８倍のパル
ス数の副基準パルスを利用して補償するようにしている
。

このような低Ｓ／Ｎ時における主基準パルス検出率低下
補償は、主基準パルスによって零に初期化され１／１５
秒ごとに０°から３６０°に向ってカウントし、１３５
Ｈｚカウンタを内蔵して１５Ｈｚとともに１３５Ｈｚを
出力するバーストカウンタと、バーストカウンタと同じ
クロックでカウントし副基準パルスごとに零に初期化さ
れ１／１３５秒ごとに０°から４０°に向ってカウント
しフルカウント１３５Ｈｚを出力する１３５Ｈｚカウン
タとを用意し、両カウンタの出力する１３５Ｈｚの位相
差に対応して両カウンタの共通のクロック周波数を増減
し、バーストカウンタの位相を副基準パルスに同期させ
るようにしている。

また、バーストカウンタが副基準パルスに位相同期して
いるか否かを検出するバーストカウンタロック検出回路
を設け、位相同期してないときは上述したバーストカウ
ンタを初期化しつつ位相同期を施して出力するようにし
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の主基準パルス検出方法において、弱電界
強度の入力時、受信部のＳ／Ｎ低下に伴ない、受信パル
スにノイズ成分が含まれてくることなどから主基準パル
スおよび副基準パルスが変動したり、検出されなかった
りするようになる。

従来の主基準パルス検出は、前述したように、１３５Ｈ
ｚカウンタが副基準パルスで零に初期化されるため、副
基準パルスの変動幅に比例する数のパルスをクロックの
固定周波数に加減する方法をとっており、このため、副
基準パルスの変動幅に対応してバーストカランのカウン
ト値も変動することになる。

また、副基準パルスが検出されない場合、その直前に検
出された副基準パルスの変動値で１３５Ｈｚカウンタと
バーストカウンタが位相同期されるが、副基準パルスの
変動幅がある特定値を越えてしまうと１３５Ｈｚカウン
タが副基準パルスで零に初期化されなくなってしまい、
クロック加減算量が過大となって位相同期補正ループが
発振状態となってし該う、バーストカウンタロック検出
回路は、バーストカウンタが１５Ｈｚの主基準バースト
パルスをある特定回数受けるとバーストカウンタが副基
準パルスに同期していると判定するので、上述したよう
にループはずれの現象が出た場合、バーストカウンタロ
ック検出回路のアンロック検出が遅れてしまい、この送
れ時間の間、副基準パルスに非同期の主基準信号が出力
されて方位測定がなされるため、大きな角度エラーを起
こしたり、副基準パルスにバーストカウンタが位相同期
している場合であっても、主基準パルスがパルスエンベ
ロープの底部付近に位置するとき、主基準パルスがある
特定時間検出出来なくなると、バーストカウンタが副基
準パルスに位相同期していないものとみなして、強制的
に主基準パルスを停止することになり、方位測定を実行
できなくなってしまうというもろもろの欠点がある。

本発明の目的は前述した欠点を除去し、弱電界信号を受
信する場合に生ずる大きな角度エラーを起こすことなく
、また、主基準パルスがパルス振幅変調された受信パル
ス信号の底部付近にある場合でも、他の位置に存在する
場合と同じ受信入力レベルまで安定な主基準パルスを形
成し、安定した方位測定を行うことができる方位測定装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の装置は、ＴＡＣＡＮ地上局から送信されるパル
ス振幅変調された方位信号を受け、前記方位信号に含ま
れる主基準パルスならびに副基準パルスにもとづいてＴ
ＡＣＡＮ地上局に対する搭載航空機の方位を測定する方
位測定装置において、前記副基準パルスに対する主基準
パルスの位相差補正により位相同期保持を確保しつつ行
なわれる前記主基準パルスの検出において、前記副基準
パルスの変動分を含む前記主基準パルスの位相差補正を
動作の発振および停止を招かない低速で緩速実行して弱
電界強度の低Ｓ／Ｎ受信状態にあっても正常に前記位相
同期保持を確保して前記主基準パルスを検出して出力す
る主基準パルス検出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の構成を示すブロック図であ
り、方位測定装置における方位基準に利用する主基準パ
ルスの検出部を形成するものである。

第１図に示す実施例の構成は、所定の形式でコード化さ
れた主および副基準パルスのデコーデードパルスのバー
ストパルスを復号化するバーストデコーダ１．バースト
デコーダ１の出力から主および副基準パルスを検出する
主基準パルス検出回路２および副基準パルス検出回路３
，１３５Ｈｚカウンタを内蔵し、１基・準パルスで零に
初期化され、１／１５秒ごとにＯｏから３６０°に向っ
てカウントしつつ１３５Ｈｚごとのタイミングで１３５
Ｈｚを出力するとともに１５Ｈｚの主基準パルス信号を
出力するバーストカウンタ４．バーストカウンタ４のカ
ウントクロックに位相補正用の加減を施して提供するク
ロック加減算回路５゜バーストカウンタ４と同じクロッ
クでカウントし、副基準パルスのタイミングで零に初期
化され、１／１５秒ごとにＯｏから４０°に向ってカウ
ントしてフルカウント１３５Ｈｚを出力する１　３５Ｈ
ｚカウンタ６、バーストカウンタ４と１３５Ｈｚカウン
タ６の出力する１３５Ｈｚの位相差を検出し、その差分
データ７０１を出力する位相差分器７、位相差分器７の
出力する差分データ７０１を受けて位相差の遅れ、もし
くは進みに応じてクロック減算回路５のカウントを位相
差の絶対値に対応する加算もしくは減算せしめる加算も
しくは減算信号８０１もしくは８０２を送出する本発明
に直接かわるフィルタ８、主基準パルス検出回路の出力
する主基準パルスとバーストカウンタ４の出力する１３
５Ｈｚの合致すべきタイミングにおけるＡＮＤ条件をと
り、ＡＮＤ条件が成立して許容偏差内で一致していると
判断されるときに１個のアップゲート信号９０１を、ま
た一致していない場合にはダウンゲート信号９０２を出
力するアップ／ダウン制御ゲート９．アップゲート信号
９０１を受けてこれが所定の数に達するとバーストカウ
ンタ４の位相が正常状態にあると判断してロック信号１
００１を出力し、然らざるときはアンロック信号１００
２を出力するバーストカウンタロック検出回路１０と、
他にインバータ１、ＡＮＤゲート１２．１３．１５およ
びＯＲゲート１４を備えて成る。

次に第１図の実施例の動作について説明する。

バーストデコーダ１は、デコーデッドパルスに含まれる
特定のパルス列でなり立つ基準パルスおよび副基準バー
ストパルスをデコードして、それぞれ主基準パルス検出
回路２、副基準パルス検出回路３に供給する。

主、副基準パルス検出回路２，３は、バーストデコーダ
１で抽出されたバーストパルス列の規定された時間位置
に主基準パルス、副基準パルスを出力する。

主基準パルスをＡＮＤゲート１５に供給するバ−ストカ
ウンタ４は１３５Ｈｚを内蔵し、クロック加減１界回路
５から出力されるクロックを受け、主基準パルス検出回
路２から出力される主基準パルスにより零に初期セット
され、１／１５秒ごとに０°から３６０°に向ってカウ
ントしつつ１３５Ｈｚを出力する。

この場合、主基準パルス検出回路２から出力される主基
準パルスは直接バーストカウンタ４に提供されず、ＡＮ
Ｄゲート１２を介して提供される。ＡＮＤゲート１２は
、主基準パルスとインバータ１１の出力とを２人力とし
てＡＮＤ条件が成立するとき主基準パルスをバーストカ
ウンタ４に供給する。

インバータ１１は、バーストカウンタロック検出回路１
０の出力する負パルスのアンロック信号１００２を受け
てこれを正パルスに変換してＡＮＤゲートに供給する。

アンロック信号１００２は、バーストカウンタ４が１５
Ｈｚごとの主基準パルスと所定回数の一致を見ないとき
に出力されるもので、従ってＡＮＤゲート１２を介して
出力される主基準パルスは、バーストカウンタ４の初期
化とともにアンロック状態においては常にこれを零にセ
ットするものである。

１３５Ｈｚカウンタ６は、バーストカウンタ４と同様に
主基準パルスによって零に初期化され、また副基準パル
スごとに零にセットされ１／１３５秒ごとに０°から４
０６に向ってカウントし、フルカウント１３５Ｈｚを出
力する。１３５Ｈｚカウンタを初期化すべく主基準パル
スはＯＲゲート１４を介してＡＮＤゲート１２の出力を
受けることによって行なわれる。ＯＲゲート１４の他入
力は、ＡＮＤゲート１３を介して出力される副基準パル
スである。またＡＮＤゲート１３は、バーストカウンタ
４の出力するゲート信号４０１でゲートされる。ゲート
信号４０１は、１３５Ｈｚごとにバーストカウンタ４か
ら所定の許容変動幅を付与したゲート信号としてアップ
／ダウン制御ゲート９およびＡＮＤゲート１３に供給さ
れる。従って、１３５Ｈｚカウンタ６の初期化もバース
トカウンタ４のアンロック状態のときいつでも行なわれ
、また、ゲート信号４０１で示すバーストカウンタ４の
１３５Ｈｚと副基準パルスとが一致するどき１／１３１
秒ごとのフルカウント１３５Ｈｚのカウントを行なう。

位相差分器７は、１３５Ｈｚカウンタ６の計数値とバー
ストカウンタ４内蔵の１３５Ｈｚカウンタの計数値を１
３５Ｈｚごとに比較し、位相差にもとづくその差分デー
タ７Ｃ５１をフィルタ回路８に供給する。

フィルタ８は基本的にはＬ　Ｐ　Ｆ　（Ｌｏｗ　Ｐａ５
ｓ　Ｆｉｌｔｅｒ）として構成され、差分データ７０１
の位相差分と、位相差分の極性、すなわちバーストカウ
ンタ４の位相が１３５Ｈｚカウンタ６の位相よりも遅れ
ているか進んでいるかに対応してこの位相差を零とする
ように副基準パルスの変動に左右されるカウンタ６の計
数値にバーストカウンタ４の計数値をゆっくり近ずける
ための加算信号７０１もしくは減算信号８０２をクロッ
ク加減算回路５に供給する。

従来はフィルタ８を介することなく、差分データ７０１
が直接クロック加減算回路５に供給され、この差分デー
タに対応してクロックを急速に加減算するので前述した
如き種種の問題を発生していたのである。

フィルタ８は、このフィルタ８を含みバーストカウンタ
４，１３５Ｈｚカウンタ６、位相差分器７、クロック加
減算回路５による副基準パルスに対する主基準パルスの
位相差補正を行なわれる位相同期保持動作が、低Ｓ／Ｎ
における副基準パルスの非検出状態や、位相同期してい
ても主基準パルスがパルスエンベロープの底部付近に位
置するタイミングで送出されて特性時間検出されずその
出力が強制的に停止されたりすることを回避できる程度
のゆっくりとした時定数を有するＬＰＦとして機能して
、緩速動作による加算信号８０１゜減算信号８０２を出
力する。

クロック加減算回路５は、加算信号８０１もしくは減算
信号８０１によって指定され、位相差に比例する数のパ
ルスをクロックに加減する。すなわち、バーストカウン
タ４の位相を副基準パルスに同期させるようにクロック
周波数を加減する。

バーストカウンタ４は、前述した如く１３５Ｈｚ（４０
°）ごとに特定幅を有するゲート信号４Ｑ１をアップ／
ダウン制御ゲート９に供給する。

アップ／ダウン制御ゲート９は、主基準パルス検出回路
２から出力される主基準パルスおよび副基準パルス検出
回路３から出力される副基準パルスが、１３５Ｈｚごと
に出力されるゲート信号４０１の時間内にあるか否かを
検出し、ある場合にはアップゲート信号９０１を、また
無い場合にはダウンゲート信号９０２を出力しバースト
カウンタロック検出回路１０に供給する。ゲート信号４
０１に付与する特定幅は、一致すべき主基準パルスと副
基準パルスの許容変動範囲を考慮して設定される。

バーストカウンタロック検出回路１０は、アップダウン
制御ゲート９から出力されるアップゲート信号９０１を
ある規定数カウントすると、バーストカウンタ４が副基
準パルスに位相同期したものと判定し、ロック信号１０
０１を出力する。また、バーストカウンタ４は、カウン
ト出力する１　５Ｈｚ信号から方位測定に使用する主基
準パルス信号４０２を形成し、これのＡＮＤゲート１４
に供給する。

この主基準パルス信号４０２は、バーストカウンタロッ
ク検出回路から出力されるロック／アンロック信号１０
０１／１００２によりＡＮＤゲート１５で出力のオン・
オフを制御され、ロック信号１００１出力時にＡＮＤゲ
ート１５から主基準パルス信号１５０１として出力され
る。

こうして、低Ｓ／Ｎ状態でも安定した位相同期保持を行
ないつつ主基準パルスを出力することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ＴＡＣＡＮ機上装置の受
信パルス信号に含まれる主基準パルスと副基準パルスを
検出し、これら検出されたパルスにもとづいて方位測定
の基準となる主基準パルス信号を形成して出力すること
により、弱電界強度の低Ｓ／Ｎ時にあっても副基準パル
スに対する正基準パルスの安定した同期位相保持が確保
でき、また主基準パルスがパルス振幅変調された受信信
号の底部付近に存在するような低Ｓ／Ｎの場合でも、他
の位置に存在する場合と同じ受信入力レベルまで安定し
て主基準パルス信号が形成され安定した方位測定ができ
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構成図を示すブロック図で
ある。 １・・・バーストデコーダ、２・・・主基準パルス検出
回路、３・・・副基準パルス検出回路、５・・・バース
トカウンタ、５・・・クロック加減算回路、６・・・１
３５Ｈｚカウンタ、７・・・位相差分器、８・・・フィ
ルタ、１０・・・バーストカウンタロック検出回路、９
・・・アップ／ダウン制御ゲート、１１・・・インバー
タ、１２．１３．１５・・・ＡＮＤゲート、１４・・・
ＯＲゲート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＴＡＣＡＮ地上局から送信されるパルス振幅変調された
   方位信号を受け、前記方位信号に含まれる主基準パルス
   ならびに副基準パルスにもとづいてＴＡＣＡＮ地上局に
   対する搭載航空機の方位を測定する方位測定装置におい
   て、 前記副基準パルスに対する主基準パルスの位相差補正に
   より位相同期保持を確保しつつ行なわれる前記主基準パ
   ルスの検出において、前記副基準パルスの変動分を含む
   前記主基準パルスの位相差補正を動作の発振および停止
   を招かない低速で緩速実行して弱電界強度の低Ｓ／Ｎ受
   信状態にあっても正常に前記位相同期保持を確保して前
   記主基準パルスを検出して出力する主基準パルス検出手
   段を備えて成ることを特徴とする方位測定装置。