JPH02223883A - 固定エコーキャンセル電波高度計 - 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） 本発明は直線性周波数変調信号を台地部により分離され
た理想的な鋸歯状波の形態で発生する変調器制御信号発
生器と、この信号発生器からの信号に相当する波形を地
面に送信する送信手段と、反射波を受信する受信手段と
、送信波及び受信波間に信号間の固定及び移動エコーの
蓄積を表すビート周波数信号ＦｂＬを形成する混合器と
を具える低高度測定用の固定エコーキャンセル電波高度
計に関するものである。

（従来の技術） ＦＭ／ＣＷＴｉ波高度計は一般に距離計の技術に従って
既知であり、特にこれを設置する飛行機を大地面から分
離する高さ（高度）Ｈを測定する技術において既知であ
る。鋸歯状波が一定の値を有する場合には信号Ｆｂの周
波数ｆｂによって、次に示す通常の式に従って所望の高
度Ｈを直接測定する。

ＴＩ Ｈ＝　　　　　ｆｂ　　　　−−−−（１）ＡＦ ここにＣは空気中の電磁波の速度、Ｔ１は鋸歯状波の期
間、ＡＦは送信された信号の周波数掃引くウワブリング
周波数）である。式（１）は次式からτを消去すること
によって得られる。

及び ここにτは送信波とエコーとして受信した波との間の遅
延である。

電波高度計に対し極めて簡単な構成を加えるだけのこの
作動モードは、例えばフーリエ変換のような時間−周波
数変換によってサンプル化された信号Ｆｂをデジタル的
に処理するに極めて好適である。その理由は、一般に分
離しようとする大地面からのエコーの周波数ｆｂの特性
を、信号Ｆｂ１．；対し得られたスペクトルで容易に認
識し得られるからである。

しかし、上述した技術又は信号のアナログ処理を含む他
の技術には基本的な問題が発生する。即ち代表的には６
ｍ以下の極めて低い高度を測定する問題が存在する。こ
の場合には移動エコー即ち電波高度計の場合には大地面
からエコー及び固定寄生エコーによって、ビート周波数
信号Ｆｂ中の隣接周波数及び比較し得る振幅を有する信
号を発生する。固定エコーは、飛行機の上部構造、特に
着陸装置によって発生したエコーであり、これらエコー
は、空中線系の局部発振、即ち電波高度計が２つの空中
線を有する場合これら空中線間の寄生結合又は電波高度
計が単一の送受信空中線を有する場合空中線コネクタに
おける送信された信号の寄生反射による干渉によって発
生する。６ｍ以上の高度では移動エコー及び固定エコー
から生じる信号Ｆｂの周波数成分は周波数フィルタ処理
により除去すべきエコーに対して充分離間している。こ
の問題は複雑となる。その理由は飛行機、軍用機、特に
ミサイルの胴体の位置が任意の上部構造のシェルタに最
適に空中線系を位置させるのが不可能である関係上重要
となるからであり、且つ、空中線系はできるだけコンパ
クトにする必要があるからである。このコンパクト性を
達成する最良の解決は単一の送信−受信空中線を用いる
ことであるが、この場合上述したように空中線の寄生反
射が強すぎて短い距離の測定がみかけ上下可能となる。

その理由は信号Ｆｂの有効部分が固定エコーにより生じ
る寄生信号にみかけ上位置し、この信号Ｆｂのスペクト
ルがかかる短い距離に対して部分的に劣化するようにな
るからである。本発明で限定する２空中線型型波高度計
の構成に対しては従来技術によれば７０ｄＢの減結合を
保持する必要、即ち６ｍ以下の距離でビート周波数信号
に比較し充分に高い固定エコーによって生じる寄生信号
に対する有効信号の比を得るために空中線間の距離をほ
ぼ５０ｃｆｆＩに保持する必要がある。

本発明では固定エコーキャンセルの原理（移動ターゲッ
ト表示即ちＭＴＩ）をＦＭ／ＣＷ型の電波高度計に適用
して低い高度におけるビート周波数信号Ｆｂｔを明瞭に
し得るようにする。ＭＴ＋原理を適用するＦＭ／ＣＷ型
の距離測定装置は特にヨーロッパ特許出願第００９９１
６０号明細書から既知である。しかし、このヨーロッパ
特許出願は本発明とは相違し、異なる解決手段を提供し
ている。その理由はこの距離測定装置を一般に高速で種
々の移動ターゲットから大きな測定距離を検出し、しか
も単一空中線を用い得るようにしたレーダであるからで
あり、しかもこの距離測定装置は移動ターゲットによっ
て発生するドツプラー効果による問題をも解決する必要
がある。この問題は低高度電波高度計には発生しない。

上記ヨーロッパ特許出願の移動ターゲット表示装置では
エコーキャンセルを行うために２つの連続エコー間を識
別し、即ち有効ビート周波数信号として２つの連続鋸歯
状波のビート周波数信号間の差を用いるようにしている
。

本発明の目的は低い高度を測定し得る２空中線型ＦＭ／
ＣＷ電波高度計を提供せんとするにある。

本発明の他の目的は空中線間の減結合を５０ｄＢ以下と
し、６ｍ以下の高度を測定し得る２空中線型ＦＭ／ＣＷ
空中線高度計を提供せんとするにある。

本発明の他の目的は空中線を互いに接触し、しかも６ｍ
以下の高度を測定し得る２空中線型ＦＭ／ＣＷ電波高度
計を提供せんとするにある。

本発明の更に他の目的は飛行機の上部構造が空中線系の
放射パターン内に発生することに関し、飛行機の胴体の
一点に空中線系を設置し得るようにした２空中線型型波
高度計を提供せんとするにある。

本発明は直線性周波数変調信号を台地部により分離され
た理想的な鋸歯状波の形態で発生する変調器制御信号発
生器と、この信号発生器からの信号に相当する波形を地
面に送信する送信手段と、反射波を受信する受信手段と
、送信波及び受信波間に信号間の固定及び移動エコーの
蓄積を表すビート周波数信号Ｆｂｔを形成する混合器と
を具える低高度測定用の固定エコーキャンセル電波高度
計において、各鋸歯状波の開始時に対し固定寄れた時間
間隔で鋸歯状波の期間中前記ビート周波数信号Ｆｂｔを
単位鋸歯状波当りｎサンプルでサンプリングするデジタ
ル化手段と、ｋ個の連続する鋸歯らｋまで変化し、Ｊは
１からｎま゛で変化する）を記憶する第１メモリと、各
々かに個の鋸歯状波に相当する同一通過番号のに個のサ
ンプルの蓄積する。

本発明の好適な例では、ｎｘｍ個の差（ｍ＜ｋ）、であ
るｎ個の和を記憶する第２メモリと、固定エコーＦｂｔ
のｎ個の代表比 を計算する第１計算手段と、ｎ個の代表比を記憶する第
３メモリと、移動エコーＦｂｔを表す差信号Ｆｂｔ−Ｆ
ｂｔを出力側で計算し、且つ供給する追加の計算兼記憶
手段とを具えることを特徴とを計算する第２計算手段と
、ｎ個の鋸歯状波に対し移動エコーＦｂｔを表すｎｘｍ
個の差を記憶し、出力側に供給する第４メモリとを具え
るようにする。

本発明は、各鋸歯状波の所定の横座標値に対し即ち各鋸
歯状波の開始後の所定時間間隔に対し、ビート周波数信
号における固定エコーの成分が位相及び振幅に関し常時
同一となり、或いは又、移動エコーにより生じる成分が
１つの鋸歯状波から次の鋸歯状波に所定横軸距離任意に
変化すること、及びこの成分の平均値が鋸歯状波の充分
大きな数に亘ってとられる際、この平均値を第１の近似
値として零にし得ると云う事実を基として成したもので
ある。

上記変形は１つの鋸歯状波から次の鋸歯状波への移動エ
コー成分のゆるやかな位相変化を生せしめる高度変化か
ら発生し、これにより成る数の鋸歯状波中２πに等しい
位相回転が充分となり移動エコーの平均値が第１の近似
値として零になる。

しかし一定の高度でも上記変形は測定に必要とする有効
成分に雑音を加えるようになるが、これは大地面エコー
のシンチレーションの結果として、又は大地面に凹凸が
存在する結果として保持され、通常キャンセルされるよ
うになる。

前記サンプル兼計算手段は１つのプロセッサおよび４つ
のＲＡＭによって構成するのが好適である。

（実施例） 図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図に示す電波高度計は変調器２により制御され台地
部により分離された同一の鋸歯状波の形態で直線性周波
数変調信号を送信手段（送信空中線）３に供給する信号
発生器１を具える。この発生器ｌは電圧制御発振器とす
るのが好適であり、変調器出力２の電圧信号と同一の形
状を有する第３図の信号ＤＯ３は信号発生器１の高周波
出力信号の周波数変化を台地部により分離された正に向
かう端縁を有する鋸歯状波の形態で示す。送信周波数ｆ
は数ＧＨｚ程度とし、固定周波数スイープ７１Ｆは数１
００ＭＨｚ程度とする。送信信号は地面に向けられた送
信空中線３により構成された送信手段によって送信され
、且つ地面から反射された後の波は受信空中線４により
構成された受信手段によって捕捉され、又、この受信空
中線４によって、例えば着陸装置のような飛行機の隣接
上部構造からの反射により又は空中線３および４の寄生
結合による波の直接送信により生じる固定エコーと称さ
れるエコーをも捕捉する。空中線４により捕捉されたエ
コーを混合器５に供給し、その第２入力端子には例えば
結合器６により電波高度計の伝送チャネルを経て取出さ
れた局部発振信号の一部分を供給する。この混合器５に
よってその出力側に減ビート周波数信号Ｆｂｔを発生し
、その周波数ｆｂ、は前述した固定および移動エコーの
蓄積を示す。この信号ＦｂＬを増幅器７で増幅して２方
向スイツチ８に供給する。

高い高度、即ち６ｍのスレシホルドＳＥ以上の高度では
論理信号Ｆの制御のもとで、スイッチ８は第１図に示す
位置とは逆の位置を有し、従って電波高度計は従来既知
のように作動する。例えば増幅された信号ＦｂＬは高域
通過フィルタ９に送信し、これによって固定エコーを表
わす成分をこれから取出して接続端子ＳＱＬに送信する
。か（して除去されたビート周波数信号をこの端子Ｓｏ
ｌから第４図に示される高度ト■を測定するユニット１
１にアナログ形態で供給する。この処理は既知のように
アナログ又はデジタル形態で実施でき、従ってユニット
１１によってその出力端子に測定すべき高度Ｈを表わす
量ＭＨを発生する。更にこのユニ７）１１によって変調
器２に２つの論理信号ＧおよびＦを供給する。多数のビ
ットに符号化された信号Ｇによって、高度Ｈを測定すべ
き高度範囲の関数として鋸歯状波の期間Ｔ１をステップ
状に変化させることができる。論理値０又は１をとるも
のとし得る信号Ｆは、低い高度をマークするスレシホル
ドＳＥ以上になると状態変化し、Ｈ＜ＳＥの際にスイッ
チ８を第１図に示される位置としく接続端子ＳＯ２に信
号Ｆｂｔが発生する）、或いは又信号ＤＯ３の各鋸歯状
波に対し一定時間周期ＴＩを割当てるようにする。

固定周期Ｔ２は周期ＴＩを越える台地部の周期とし、Ｔ
ｒを鋸歯状波の２つ前の信号即ち繰返し時間の和とする
。

又、第３図に示す信号Ｓｔは変調器２により発生させる
と共に期間ＴＩに対し値Ｉｔ　ｌ　Ｉ＋、台地部の期間
Ｔ２に対し値“０”をとる論理信号とする。

第２図は本発明による固定エコーキャンセルユニットを
示し、これをデジモル化手役と、サンプル記憶手段と、
計算手段とで構成する。このユニットにはその入力端子
Ｓ０２に増幅されたアナログビート周波数信号Ｆｂｔを
供給すると共にその出力端子５０３に信号Ｆｂｔをデジ
タル形態で発生する。

この信号Ｆｂｍは固定エコーが除去された信号Ｆｂｔを
表し、即ち移動エコー（本質的には地面からのエコーに
よって発生した信号）を表わす。

第２図の回路は、例えば信号Ｓ１を受けるマイクロプロ
セッサのようなプロセッサＰＲと、アナログ−デジタル
（Ａ／Ｄ）変換器１３と、ｋ個の連続鋸歯状波の期間り
中へ１０変換器１３から受けたサンプルをに個の区域に
記憶する第１ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）　Ｍｌ
　（ここにｋは鋸歯状波光たりｎ個のサンプルの速度で
、１００〜３００、好適には１２８又は２５６　、ｎは
例えば１５とする）と、各々が同一の通過番号のに個の
サンプルの和であるｎ個の和を記憶する第２ＲＡＭＭ２
と、ｋで除算した後ＲＡＭ　Ｍ２内の和を記憶して期間
り中固定エコーの近似値を発生する第３ＲＡＭＭ３と、
ＲＡＭ　Ｍｌに相当する各区域内のｎ個のサンプルとＲ
ＡＭ　Ｍａ内のｎ個のサンプルとの差をｍ個の区域（ｍ
≦ｋ）の各々のｎ個の位置に記憶する第４　ＲＡＭ　Ｍ
４とを具える。

第２図の特定の例を更に詳細に説明する前に、本発明に
よるＦＭ／ＣＷ電波高度計に用いられるＭＴＩの作動原
理およびアルゴリズムを以下に説明する。

ｋ個の鋸歯状波を具える観察時間Ｄ　（Ｄはほぼ０、Ｉ
Ｓ）中、ビート周波数信号をデジタル化し、且つ記憶す
る。次いでプロセッサにより平均信号を計算する。この
目的のため、ｋ個の鋸歯状波の関連する点を共に加算（
電圧形態）し、得られた和をｋで除算し、従ってビート
周波数信号かに個の鋸歯状波で繰返される場合（飛行機
がいまだ停止中）には演算により得た平均信号は同一の
信号となる。次いで各鋸歯状波に対し期間り中に得られ
る平均信号をこの鋸歯状波中に得られた真の信号から減
算する。この差が移動エコーを表わすものである。これ
らのデジタル移動エコーをかように分離することにより
、計算および通常の演算の全部を実施することができ、
これにより関連する距離を計算でき、以下に説明するよ
うに第４図のユニット１１によって記号化する。固定エ
コーのキャンセルは、飛行機の高度が極めて低く、例え
ば２０フイート以下の場合にのみ有効となる。この高度
以上では固定エコーは周波数フィルタ処理により簡単に
キャンセルすることができる。地上面に飛行機がいまだ
停止している場合には全てのエコーは固定されるように
なる。これがためＭＴＩ　による測定は不可能となり、
電波高度計はこれを知らせる必要がある。その理由はこ
れが機内において既に得られている大気地面信号Ｆを受
けるからである。そうでない場合にはこの作動していな
い状態は飛行機の運行状態で混乱し故障の警報を発生す
るようになる。制御信号Ｆによって飛行機が離陸すると
ＭＴＩ　を作動させる共に高度が２０フイ一ト以上にな
るとこのＭＴＩ　を停止する。次いで高度が２０フイー
ト以下になる度毎にＭＴＩ　が再び作動を開始し得るよ
うにする。

ＭＴＩの作動ルゴリズムは次の通りである。

変調鋸歯状波の固定期間は例えばＴＩ＝６０μｓとする
。これら鋸歯状波は固定期間、例えばＴ２＝５００μｓ
の台地部によって離間する。ＭＴＩ　が−旦作動状態に
なると鋸歯状波は計数されるようになる。

この目的のため第１計数器Ｃ１を用い、これをハードウ
ェア論理又はソフトウェアで達成し得るが少なくとも２
５６までの計数を行なう必要がある。ビート周波数信号
はデジタル化する。サンプリング周波数ｆ５は例えば２
５０　ＫＨｚ（４μｓ毎のサンプリング）とする。デジ
タル化は１２又は８ビットアナログ−デジタル変換器に
よって行う。上述したデジタル値によれば鋸歯状波光た
り１５サンプル（ｒｊ−１５）が得られるようになる。

各鋸歯状波の開始は２５０　ＫＨｚのクロックパルスで
同期化する必要があり、従ってサンプリング瞬時は鋸歯
状波の開始時に対し同一のシフトで常時発生するような
る。

各鋸歯状波中ｎ個のサンプルを第２計数器Ｃ２により計
数し、この計数器もハードウェア又はソフトウェアで達
成することができる。第２計数器Ｃ２は、各新たな鋸歯
状波の開始前に零値にリセットする。

第１　ＲＡＭ　Ｍｌには、サンプルの全部をプロセッサ
により制御して記憶する。従ってこのメモリを各々１５
の２５６区域に細分割する。各区域は各鋸歯状波の１５
サンプルのデジタル値を含むようになる。書込みアドレ
スは計数器Ｃ１およびＣ２によって発生させるようにす
る。

第１の変形例によれば、ＲＡＭ　Ｍｌが充満している場
合、最も古い鋸歯状波に相当す・る区域を除去して再び
使用可能とすると共にこれを各鋸歯状波に対して実行す
る。

第２ＲＡＭＭ２ではサンプルが計数器Ｃ２のアドレスで
到来する場合に同一の通過番号のサンプル全部の和をプ
ロセッサにより記録する。これがためＲＡＭＭ２には、
２０ビツト　（又は１６ビツト）に符号化された番数を
、同一の通過番号を有するに個の鋸歯状波（本例ではに
＝２５６とする）まで、順次の鋸歯状波のサンプルの全
部の和とする１〜１５までの１５数値が存在するように
なる。

上述した第１の変形例にはよれば、ＲＡＭ　Ｍｌ内の古
い鋸歯状波の記憶を除去する必要がある場合に、ＲＡＭ
　Ｍ２内の各相のこれらサンプルを予め減算する。

各鋸歯状波の終わりで、次の鋸歯状波の前の台地部の不
感時間第２中のプロセッサによってＲＡＭ　Ｍ２のｎ個
の数の各々の値を読取り、これを記録された鋸歯状波の
数にで除算し、次いでメモ’ＪＭａ内にに個の鋸歯状波
の平均信号を発生させるようにする。

この平均信号を鋸歯状波の数ｍ（ｍ＜ｋ）からサンプル
毎に減算するがメモリＭｌ内の最も新しい鋸歯状波およ
びその結果をメモリＭ４に記憶する。計算量を妥当な範
囲に制限するためにｍを例えば１００とする。固定エコ
ーがかくして除去されると、プロセッサＰＲを用い得る
プロセッシングユニット１１ニよってメモリＭ４に記憶
されたデジタル信号に前記標準検出規準を適用し、従っ
て成功の場合にはこれら同一の信号に応答して高度Ｈを
計算する。不成功の場合には同一の演算を２００個以上
の鋸歯状波に対して行うことができる。これは計算量、
メモリＭ４の容量および信号処理作業が増大するが、逆
に鋸歯状波の数が小さすぎることに基因し、不可能とな
るか又は不正確となる高度Ｈが測定されるようになる。

本発明の第１変形例では、プロセッサは各台地部の期間
Ｔ２に対し前述した作動を実行するに充分な速さであり
、しかもこの期間Ｔ２は必要に応じ５００μｓ以上延長
させることができる０これらの作動は離陸時に開始し、
１００個の鋸歯状波が記録されるようになる。

第２の簡単な変形例によれば、メモ’ＪＭＩおよび闘内
で順次に消去した前の値は最早や必要でなくなる。即ち
メモリＭ１およびＭ２が充満されると、その内容は凍結
され、計算に対し、およびメモｌＪＭ３およびＭ４の充
填に対し、並びに高度Ｈの決定に対し必要な時間中アナ
ログ信号Ｆｂｔのサンプルを最早や考慮しなくなる。こ
の場合には台地部の期間Ｔ２が最早や制限ファクタとな
らなくなり、パラメータにおよびｍ（例えばに＝２５６
．　ｍ＝２００）に対し充分に高い値をとることができ
る。高度Ｈをほぼ５０〜１５０μｓ間で連続して測定す
る必要があるサイクルの終端では４つのメモＩＪＭＩ〜
Ｍ４の内容を除去し、高度Ｈに対する新たな測定サイク
ルを開始する。平均的なコンピュータ技術者の認識内で
必要な適応を導入する場合には、第２図に示し、且つ後
述する回路によって前述した本発明の２変形例を採用す
ることができる。

前述した回路素子のほかに、第２図の回路には例えば２
５０　ｋＨｚの周波数を有するクロック信号発生器１４
を具え、これを、信号Ｓ１を受ける同期化回路１５に接
続すると共にＡＮＤ回路（ＡＮＤゲート）１６の入力端
子に接続し、このＡＮＤ回路の第２入力端子にはプロセ
ッサＰＲから論理信号りを供給する。この同期化回路１
５の出力によってアナログ−デジタル変換器１３の反転
機能（ＳＬが”　ｏ　”　＞を制御してサンプリング瞬
時が各鋸歯状波の開始に対し常時同一となるようにする
。第２図においては多重導体を導線に数と斜線を付して
示す。ＡＮＤゲー）１６によってクロックパルスを第３
図に部分的に示す信号Ｌｌの“高″′状態中計数器Ｃ２
（ｎ計数器）に伝送する。期間ＴＩ中書込みモードにお
ける計数器Ｃ２によってメモリＭ２を直接アドレス指定
し、メモリＭｌの各区域をＡＮＤゲート１７およびＯＲ
ゲート１８によって間接的にアドレス指定する。各鋸歯
状波で１づつ増大する区域のアドレス指定はプロセッサ
からアドレス導体１９を経て直接行うようにする。アナ
ログ−デジタル変換器１３の出力信号をメモＩＪＭＩに
直接供給すると共に加算器２０、ＡＮＤゲート２１およ
びＯＲゲート２２を経てメモＩＪＭ２に間接的に供給す
る。

加算器２０の第２入力端子にはメモｌＪＭ２からのデー
タを供給する。メモＩＪＭＩを書込むために区域アドレ
ス（ｎアドレス）をプロセッサから発生する論理信号Ｌ
３によってゲート１７および１８を経て有効とする。メ
モＩＪＭ２を書込むためには加算器２０によって発生す
るデータをプロセッサから発生する論理信号Ｌ２によっ
てゲート２１および２２を経て有効とする。

メモｌＪＭ２は信号Ｒ２／Ｗ２により制御されるデータ
バス２３を経て読出す。同様にメモＩＪＭＩは信号Ｒ１
／Ｗｌにより制御されるデータバス２４を経て読出す。

読出しモードでメモリＭ１をアドレス指定するためには
アドレス導線の全部によってマイクロプロセッサから発
生させ、バス１９は区域アドレス指定（ｍ区域）に対し
常時用い、各区域の点を信号Ｌ３　（インバータ２５）
の制御のもとてＡＮＤゲート２７およびＯＲゲート１８
を経て有効となるバス２６によってアドレス指定し得る
ようにする。メモｌＪＭ３を２方向データバス２８、ア
ドレスバス２９および書込み一読出し制御導線Ｒ３／Ｗ
３を経てプロセッサＰＲに接続する。

メモリＭ４ヲデータバス３１、アドレスバス３２および
書込み一読出し制御導線Ｒ４／Ｗ４を経てプロセッサに
接続する。古い値（第１変数）を消去するためには論理
信号Ｌ４によりＡＮＤゲート３４及びＯＲゲート２２を
経て有効となるデータバス３３を追加的に設ける。第２
図において種々のアドレスバスは図の種々の機能を良好
に示すために個別に示す。コンピュータ技術者は図面を
読取って特に論理回路選択信号（Ｃ３）を用い、非選択
回路を高インピーダンス状態にしてハードウェアに良好
に適合させることができる。この点が信号Ｌ１、　Ｌ２
．　Ｌ３．　Ｌ４を伝送するラインはプロセッサのデー
タバスに属させることができることは勿論である。成る
データバスのワイヤの数も、サンプルを１２ビツトでな
く８ビツトで符号化する場合には２０から１６に減少さ
せることができる。

第２図の回路は以下に示すように作動する。

各期間中データを記録するためにはプロセッサに信号３
１を供給する（第３図参照）。第３図にも示す信号Ｌ１
を伝送するラインを経て、且つＡＮＤゲート１６を経て
発生器１４のクロックパルスを計数器Ｃ２に供給する。

この目的のため、信号Ｓ１の上昇端でロックされる信号
し１は期間Ｔｌ中、即ち台地部の開始時に１６クロツク
パルス中及び次の１６クロツクパルス中（全部で期間２
Ｔｌ中）値１１１＋１となる。

次いで計数器Ｃ２の内容を鋸歯状波の期間Ｔｌ中０から
１５まで増大し、その後期間Ｔ１の終わりに０となり、
次いで０から１５まで他のサイクルに移るため、次の鋸
歯状波の開始時に再び０となる。この計数器Ｃ２によっ
て書込み又は読出しモードでアドレスをメモｌＪＭ２に
常時供給する。各期間ＴＩ中ババス３に接続されたメモ
ＩＪＭ２の出力端子３６を加算器２０に接続し、この加
算器にアナログ−デジタル変換器１３の出力信号を供給
すると共に、これによって信号ＦｂＬの現在のサンプル
及び計数器Ｃ２により規定されたアドレスにおけるメモ
ｌＪＭ２の内容の和を発生させ、これを鋸歯状波の関連
するサンプルの通過番号に対応させるようにする。これ
がため、期間Ｔｌｌ倍信号２を“１”に設定しく信号Ｌ
４を“０″に決定）、これによりその送り一戻り作動を
ゲート２１及び２２により形成される和のメモｌＪＭ２
のデータ入力側に作用させるようにする。実際上、ゲー
）２１．２２及び３４はデータを並列に伝送する導線（
通常２０又は１６）の全部を通過するゲートの組とする
。メモリＭｌのアドレスバス（多重導体１９）の最上位
ワイヤをプロセッサのアドレスバスに直接接続する。こ
れらアドレスワイヤは鋸歯状波の通過番号を受け、これ
により計数器Ｃ１のソフトウェアの例を構成する。ＡＮ
Ｄゲート１７及び２７、ＯＲゲート１８、インバータ２
５を組合せ、制御信号Ｌ３の命令によりプロセッサＰＲ
によってメモＩＪＭＩの入力端の最下位ビットを流す導
線に、計数器Ｃ２の出力信号又はアドレスバス自体の導
体２６の信号を送出し得るようにする。

鋸歯状波の期間ＴＩ中倍信号１は“１″の状態となり、
メモＩＪＭＩによってプロセッサにより規定された区域
のデジタル化人力信号を記録し、これら区域の各サンプ
ルの位置を計数器Ｃ２によって決めるようにする。かよ
うにしてに個の連続鋸歯状波の後、メモ’ＪＭＩ内に、
多重導体２７により搬送゛され１．Ｓの」 形状（ここに］は１〜ｋまで変化し、Ｊはｋの各値に対
し１〜ｎまで変化する）のｋＸｎ個の入力信号サンプル
を記憶すると共にメモＵＭ２内に、各々かに個の鋸歯状
波に相当する同一の通過番号を有するに個のサンプルの
和であるサンプルのｎ個の和即ち を記憶する。

第１又は第２の変形例に用いられる記録を採用すること
を決定する場合には、鋸歯状波の数ｋを計数するプロセ
ッサによって、計数器Ｃ２の１サイクルをトリガしく読
出位置がＲ２／Ｗ２でＬｌが“１”）、メモ’ＪＭ２の
出力信号を読出し、これらをｋで除算する。その結果を
メモＩＪＭ３（書込み位置Ｒ３／Ｗ３）に記憶する。こ
のｋによる除算はｋに対し２のべき乗、例えば２ｑの値
を採用することにより簡単化することができ、この場合
、ｋによる除算によって各相のｑ個の最下位ビットを抑
圧する。従ってメモ’ＪＭ３はｎ個の値を含むようにな
り、ここにｊは１〜ｎまで変化する。

次いで信号Ｌ３を′０′″に設定し、Ｒ１／Ｗｌを読出
し位置に設定するため、完全に読出しモードにおいてプ
ロセッサによりメモリＭ１をアドレス指定し、メモリＭ
ｌの位置の値全部を順次に読出し、メモリＭ３　（読出
し位置Ｒ３／Ｗ３）から除去した関連する値をこれから
減算し、メモＵＭＩの各区域のｎ（１５）個の値をメモ
Ｕ　Ｍ　３のｎ個の値のうちの１つに対応させるように
する。これらの計算の結果をメモｌＪＭ４（書込み位置
Ｒ４／Ｗ４）に１個づつ記憶し、従って次式で示される
固定エコーのストライプ状信号が含まれるようになる。

ｍ個の順次の鋸歯状波に相当するｍ個の区域を高度Ｈの
正しい測定を得るに充分であるとみなす場合にはメモリ
４の容債をに個の区域よりも少なくなるように選定する
ことができる。

本発明の第１変形例に対しては各鋸歯状波において、最
も古い鋸歯状波のデータ（前のｋＸＴｒ個）を除去する
必要がある。メモＩＪＭＩでは、こ、のデータの除去を
、サイクリックなアドレス指定を適用し、新たなサンプ
ル値によって最も古いサンプル値を除去して簡単に実行
することができる。メモ’ＪＭ２に対する除去ではプロ
セッサによって読出しモードでデータバス（信号Ｌ３は
“１″）を経てメモリＭ１の関連する区域をアドレス指
定し、且つ、メモリＭ１のこの区域のポケット全部をア
ドレス指定すると同時に読出しモ、−ドにおいてメモリ
Ｍ２のポケット全部をアドレス指定する計数器Ｃ２の１
サイクル（１６クロツクパルス中信号Ｌ１を“１”とす
る）を生せしめるようにする。メモＩＪＭＩの関連する
ｎ個の値をメモリＭ２の値から減算し、その結果をバス
３３によりゲート３４及び２２を経てメモＩＪＭ２（読
出し位置Ｒ２／Ｗ２）に戻すようにするが信号Ｌ２は“
′０″であり、信号Ｌ４はパ１”である。

メモリＭ４に含まれるサンプルを処理する（高度Ｈの測
定）ためにはこのメモリ　（続出し位置Ｒ４／Ｉ’１４
）を読出し、これによりこれらサンプルを出力端子ＳＯ
３に送信する必要がある。ユニット１１における高度Ｈ
の測定は、種々の従来の方法で実施することができる。

例えば高速フーリエ変換（ＦＦＴ）のようなメモリＭ４
のサンプルを時間−周波数変換することにより除去され
た信号Ｆｂ１１のスペクトルを発生し、このスペクトル
を相対距離１７Ｔ［を有するラインのスペクトルとする
。このスペクトルでは最大振幅を有するラインは地面か
らのエコーを表わし、これによってエコーを認定し、そ
の周波数によって上記式（１）を基として高度Ｈを得る
ようにする。地面のエコーの周波数を正確に決める他の
手段は、計数器（図示せず）によりメモＵＭ４に含まれ
るサンプル（信号Ｆｂｔ）によって表わされる準正弦波
の２つの零点に向かう交差間を通過する時間（期間）を
測定することである。この期間は、信号Ｆｂｍの基本正
弦波の充分に多数の期間、例えば１００〜３００期間に
亘る平均値を計算することにより充分に精密に得ること
ができる。

第２図の固定エコーキャンセルユニットによって得られ
る地面エコーに対する信号対雑音比の利得は２０ｄＢ〜
３０ｄＢとなる。この利得は、第５図に示すように飛行
機の胴体に互いに接触する位まで互いに密接して送受信
空中線を設置し得るに充分な値である。実際上、従来例
によれば、空中線間の距離を５０ｃｍとするにはこれら
空中線間を７０ｄＢで減結合する必要がある。これら２
つの空中線を設置するには２つの個別の取付具を必要と
し、その結果空中線従ってブレーキジェネレータの２つ
の異なる装荷端を必要とし、且つ胴体に空中線のケーブ
ルの異なる貫通導出孔を必要とする。或いは又、本発明
によれば、空中線を互いに接触させることができる。そ
の理由は減結合が５０ｄＢであり、これに前述した２０
ｄＢを加えて従来得られる信号対雑音比に等しい信号対
雑音比を得ることができる。第５図において、飛行機の
胴体を４１で示す。送受信空中線４２及び４３はそれぞ
れほぼ１５ｃｍＸ１０ｃｍの単一長方形プリント配線板
に形成することができ、この際空中線４３の導出縁に丸
味を付けてドラックファクタを減少し得るようにする。

この胴体４１に２つの隣接開口４５及び４６を設け、こ
れに各コネクタ４７及び４８をそれぞれ挿通し、これに
空中線への同軸給電ライン４９及び５０を結合する。

第６図は数ｍを１に選定した本発明の簡単な例を示し、
これにより各折たな鋸歯状波で、第２図のシステムによ
り計算された固定エコーを表わす信号を信号ＳＯ２から
減算する。この減算は、増分入力端子５２をアナログ−
デジタル変換器１３の出力端子に接続し、減分入力端子
５３を固定エコーにより生じる信号を計算する手段５４
に接続した減算器５１によって簡単に実現することがで
きる。上記固定エコーにより発生した信号を計算する手
段５４は素子Ｃ２，Ｍ１、　Ｍ２．　Ｍ３及びＰＲを具
え、ＰＲをメモリＭ３（図示せず）のデータバス２８に
よって接続する。

減算器５１の出力端子５５を端子５０３（第４図のユニ
ット１１）に接続し、これに各鋸歯状波に対するｎ個の
異なる信号を供給する。この信号は で表わされ、ここにＪは１〜ｎまで変化する。

この簡単な例に対しエコー信号及び固定エコー信号の減
算をアナログモード（図示せず）で行い得ることは明ら
かである。この目的のため、アナロク減算器を用い、そ
の増分入力端子を端子ＳＯ２に接続し、減分入力端子を
メモ１月４３（第２図）からバス２８を受けるデジタル
−アナログ変換器の出力端子に接続し、出力端子をユニ
ッ［１（第４図）の端子Ｓ０１に接続し得るようにする
。

本発明は、鋸歯状波が一定の期間を有する電波高度計に
限定されるものではない。可変期間Ｔ１を有する鋸歯状
波を処理する電波高度計に対し、鋸歯状波が縦軸の所定
のスレシホルド以上となる際にタロツク信号により決ま
る固定時間間隔でサンプリングを行わないようにするこ
とができる。この例（図示せず）では信号ＤＯ３（第１
及び３図）を第２アナログ−デジタル変換器に供給し、
この変換器の出力値が新たなスレシホルド以上で変化し
、従って０からｎまで変化するようにする。従ってこの
第２の変換器の出力はメモＩＪＭＩ及びＭ２のアドレス
に直接供給し、従って計数器Ｃ２（第２図）の機能も呈
せしめ得るようにする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、固定エコーキャンセルユニットにビート周波
数信号を向ける２方向スイツチを具え本発明による低い
高度を測定する２空中線型ＦＭ／ＣＭ電波高度計を示す
ブロック図、 第２図はビート周波数信号の固定エコーをキャンセルし
て低高度を測定するユニットの一例を示すブロック図、 第３図は第１及び２図の回路によって発生した種々の信
号を示す時間ダイヤグラム説明図、第４図はビート周波
数信号に基づき高度Ｈを測定するユニットを示すブロッ
ク図、 第５図は空中線を飛行機（部分的に示す）の胴体部に取
付ける状態を示す断面図、 第６図は本発明装置の他の例を示すブロック図である。 ■・・・信号発生器 ２・・・変調器 ３．４・・・空中線 ５・・・混合器 ６・・−結合器 ７・・・増幅器 訃・・２方向スイツチ ７・・・高域通過フィルタ １３・・・＾／Ｄ変換器 １４・・・クロック信号発生器 １５・・・同期回路 １６・・・ＡＮＤゲート 特 許 出 願 人 工ヌ　ベー　フィリップス フルーイランペンファブリケン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、直線性周波数変調信号を台地部により分離された理
   想的な鋸歯状波の形態で発生する変調器制御信号発生器
   と、この信号発生器からの信号に相当する波形を地面に
   送信する送信手段と、反射波を受信する受信手段と、送
   信波及び受信波間に信号間の固定及び移動エコーの蓄積
   を表すビート周波数信号Ｆｂ＿ｔを形成する混合器とを
   具える低高度測定用の固定エコーキャンセル電波高度計
   において、各鋸歯状波の開始時に対し固定された時間間
   隔で鋸歯状波の期間中前記ビート周波数信号Ｆｂ＿ｔを
   単位鋸歯状波当りｎサンプルでサンプリン グするデジタル化手段と、ｋ個の連続する鋸歯状波のｎ
   ×ｋ個のサンプルＳ＾ｉ＿ｊ（ここにｉは１からｋまで
   変化し、ｊは１からｎまで変化する）を記憶する第１メ
   モリと、各々がｋ個の鋸歯状波に相当する同一通過番号
   のｋ個のサンプルの蓄積 ▲数式、化学式、表等があります▼ であるｎ個の和を記憶する第２メモリと、固定エコーＦ
   ｂ＿ｆのｎ個の代表比 ▲数式、化学式、表等があります▼ を計算する第１計算手段と、ｎ個の代表比 ▲数式、化学式、表等があります▼ を記憶する第３メモリと、移動エコーＦｂ＿ｍを表す差
   信号Ｆｂ＿ｔ−Ｆｂ＿ｆを出力側で計算し、且つ供給す
   る追加の計算兼記憶手段とを具えることを特徴とする固
   定エコーキャンセル電波高度計。 ２、ｎ×ｍ個の差（ｍ≦ｋ）、 ▲数式、化学式、表等があります▼ を計算する第２計算手段と、ｎ個の鋸歯状波に対し移動
   エコーＦｂ＿ｍを表すｎ×ｍ個の差を記憶し、出力側に
   供給する第４メモリとを具えることを特徴とする請求項
   １に記載の固定エコーキャンセル電波高度計。 ３、前記デジタル化手段は、クロック信号発生器から信
   号を受け、且つ各鋸歯状波の開始時をマークする瞬時に
   対するサンプリング瞬時を同期化する同期手段を具える
   アナログ−デジタル変換器によって構成するようにした
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の固定エコーキ
   ャンセル電波高度計。 ４、前記サンプル記憶兼計算手段はプロセッサＰＲ及び
   ４個のＲＡＭＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４により構成するこ
   とを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の固定エコ
   ーキャンセル電波高度計。 ５、前記クロック信号発生器から制御される容量ｎを有
   し、書込みモードで前記第１メモリＭ１をアドレスし、
   読み取り及び書込みモードで前記第２メモリＭ２をアド
   レスするサイクル計算器を更に具えることを特徴とする
   請求項３又は４に記載の固定エコーキャンセル電波高度
   計。 ６、前記第１及び第２メモリにおいて前記鋸歯状波の各
   時間周期に古い鋸歯状波に関する情報を除去する手段を
   具えることを特徴とする請求項１〜５の何れかの項に記
   載の固定エコーキャンセル電波高度計。 ７、請求項６に記載の周波数変調連続波形の電波高度計
   を作動させる固定エコーをキャンセルするに当り、前記
   サンプル記憶及び計算の作動は、２つの連続鋸歯状波を
   分離する各台地部の期間中前記サンプル記憶兼計算手段
   によって行うようにしたことを特徴とする固定エコーキ
   ャンセル方法。 ８、前記サンプル記憶及び計算の作動は、前記第１及び
   第２メモリが充満される際実行し、その後第１及び第２
   メモリを除去して新たな高度測定サイクルを開始するよ
   うにしたことを特徴とする固定エコーキャンセル方法。 ９、前記追加の計算兼記憶手段は、各鋸歯状波のｎ個の
   差 ▲数式、化学式、表等があります▼ を計算すると共に各鋸歯状波に対し移動エコーＦｂ＿ｍ
   を存在せしめるｎ個の差を出力側に発生する減算器によ
   って構成し、この減算器はそのインクレメント入力部に
   よって前記デジタル化手段の出力側に接続すると共にそ
   のデクレメント入力端によって前記第３メモリの出力デ
   ータバスに接続するようにしたことを特徴とする請求項
   １に記載の固定エコーキャンセル電波高度計。