JPH0228834B2

JPH0228834B2 -

Info

Publication number: JPH0228834B2
Application number: JP56187918A
Authority: JP
Inventors: Sutanrii Puriru Robaato; Wai Paradaisu Ronarudo; Uiriamu Rangu Jeemusu; Josefu Tafuano Piitaa
Original assignee: Singer Co
Current assignee: Singer Co
Priority date: 1980-12-22
Filing date: 1981-11-25
Publication date: 1990-06-26
Also published as: JPS57125365A; FR2496923A1; GB2090099B; IT8125767A0; IL64133A; DE3148139C2; DE3148139A1; IT1140382B; SE8107438L; NO155026C; NO814375L; SE454543B; FR2496923B1; CA1160719A; US4385300A; AU541653B2; NO155026B; GB2090099A; AU7838781A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は航空機航法に関し、特に独立デジタル
プロセツサを用いたデジタルTACAN（タクテカ
ル・エアナビゲーシヨン）に関するものである。

TACAN装置は多くの軍用航空機に用いられ
選定したTACAN局への距離および方位（ベア
リング）を得るものである。TACANシステム
においては、地上局がTACANパルスを毎秒約
2700パルスの割合で送出する。地上局のアンテナ
は毎秒15回回転しそのアンテナ指向性パタンはハ
ート形である。従つて、航空機が受信するパルス
は、±20％振幅15Hz変調を受けたものであり、
TACAN局に対する航空機方位による位相をも
つている。送信機はアンテナ回転の所定の点で各
アンテナサイクル毎に一定基準パルスコードを送
信して、絶対基準位相を設定する。航空機の装置
は振幅変調信号の位相と基準位相パルスを比較し
方位を決定する。

精度をあげるために、９次高調波をアンテナ指
向性パターンに重畳し135Hz振幅変調をしている。
これが前述した15Hz変調と位相的に一致して受信
機にあらわれ、従来の二速サーボシステムにおけ
ると同様な方法でより精密に方位を決定する。

本発明に最も関係ある従来技術は、米国特許第
3940763号（本出願と同一の譲受人を有する）で
ある。この特許は、汎用コンピユータ、或は
TACAN処理のみをなす特殊デジタルハードウ
エアシステムを用いて作動する信号プロセツサを
開示したものである。該特許のシステムはリース
ト・スクエア・リカーシブ（カルマン）フイルタ
（least square recursive（Kalman）filter）を用
いて、新しい各データ入力で現在の方位推定値を
最新化している。方位計算する場合、カルマン・
フイルタは基準周波数ωと基準位相θの推定値を
連続出力する。第２のカルマン・フイルタは、ベ
アリング信号トラツカ（tracker）として作動し、
振幅データ、第１のフイルタからのデータ、そし
て各ベアリングパルスの着時間を入力し、15Hz、
135Hz各変調の振幅および位相と、変調ベアリン
グパルスの平均振幅をあたえるDC振幅成分とに
関する５状態変数を最新化する。ベアリングコン
ピユータはベアリング信号トラツカおよび基準パ
ルストラツカの出力を用いて最終方位を計算し、
これをパイロツトに示す。

この従来システムの動作は満足できるものでは
あるが到来するTACANパルスを全部処理する
というハードウエアに与えられた要求量は高いも
のであり、ハードウエアは極めて複雑化しコスト
も高いものとなつている。実際に使用して、性能
的に容認される範囲で処理されるTACANパル
スの数を減少してハードウエアを簡単にすること
が望ましいことがわかつている。

本発明の目的は、新規なデジタル・ベアリン
グ・フイルタを用いることによりハードウエアの
複雑さおよびコストを減少させ、もつて全体の
TACANパルスを処理出来るようにして性能改
善を図ることにある。

ハードウエアを簡単化するため、本発明ではベ
アリングプロセスを次の２つのパートに分けて行
なう。第１のパートは精度は高くないがハイスピ
ードで作動できるベアリングフイルタで、マグニ
チユードと位相の推定値を発生する。第２のパー
トはロウスピードであるが高い精度が得られるベ
アリング演算器で、ベアリングフイルタからの位
相推定値を受けて方位角を計算する。本発明のも
う１つの簡単化は、ベアリングフイルタにてマグ
ニチユードと位相の測定値を直接処理するように
した点である。つまり、前記米国特許のシステム
のように、中間の値（X1、X2）を先ず推定し
て、それから角度や位相を求めるというものでは
ない。このような本発明のベアリングプロセス
は、実際には比較的基本的なマイクロプロセツ
サ、例えばZ8000を用いて実現することが出来
る。こうして、従来のハードウエアの複雑さが本
発明では簡素化される。

このハードウエアの簡単化の結果、到来する
TACANパルスの全てを処理できる十分に高い
処理速度が得られる。つまり、従来システムでは
複雑すぎるハードウエアを簡単化するために処理
するTACANパルスの数を減少させていたが、
本発明のシステムではハードウエアの簡単化の結
果パルス数を減らす必要が無くなり全ての到来パ
ルスを処理することができる。その結果、本発明
のシステムは性能が大きく改善される。例えば、
受信されるTACANパルスのパワーがノイズに
より容易にかく乱される程に微弱である低信号レ
ベル状態と、TACANパルスの交流エベロープ
の15Hz成分と135Hz成分間の位相差（位相オフセ
ツト）が15度程度に達している15度位相オフセツ
ト状態とが組合さつたような最悪の信号劣化状態
においても、TACANパルスの全てを処理でき
る本発明のシステムでは、そうした劣化した信号
中に残存する有効な情報を全て抽出することが出
来るため、全てのパルスを処理出来ない従来シス
テムに比し、より高い精度を提供することができ
る。また、ベアリング・レート、つまり地上局に
対する方位角の変化速度は毎秒20度まで許容出来
るよう改善された。この毎秒20度というベアリン
グ・レートは、実用のTACANシステムの典型
的な仕様である。従つて、本発明のシステムは充
分に実用的なものであつて、かつ信号劣化状態に
おいて従来システムより高い精度を提供すること
ができる。更に受信信号の不連続による間欠表示
（40度セクタ・ジヤンプ）という欠点が除去され
ている。これらの利点は従来のデジタルロジツク
専用LSIロジツクやマイクロコンピユータ或はこ
れらの組合せで作動する低コスト独立デジタルプ
ロセツサを用いて実現されている。

以下、本発明を添付図面を参照して説明する。

第１図は本発明によるTACANデジタル・シ
ステムのブロツク図であつて、各ブロツクはベア
リング（方位）トラツカ３４を除いて米国特許第
3940763号のものに対応するものである。しかし、
便宜上、第１図の各ブロツクには同様な参照番号
に文字ａを附してある。

前述した15Hz、135Hz、基準パルス情報を含ん
で地上局より送信されたベアリング情報は従来の
受信アンテナ１１ａで受信され、RF検出器段１
３ａに送られ、この段１３の出力は、整合フイル
タ２３ａに供給される。システムのこれらの部分
は従来のTACANシステムと同様であるので、
それらを更に詳述はしない。

フイルタ２３ａの出力は第１のＡ／Ｄコンバー
タ２５ａに加えられ、そこで情報はエンコードさ
れて着時間出力となる。このコンバータは従来の
高周波発振器またはクロツクカウンタでもよい。
カウンタはTACAN基準パルス間のクロツクパ
ルスを計数するものであり、新しいパルスが入る
ごとに、発振器カウンタ出力が送出される。パル
ス間の時間差（これが問題の量）は、これから以
下述べるように計算できる。フイルタ２３ａの出
力信号は更に第２のＡ／Ｄコンバータ２７ａに加
えられる。このコンバータ２７ａは信号のマグニ
チユード（大きさ）をエンコードするものであつ
て、従来のタイプのもので、従来のＡ／Ｄコンバ
ータと共にマグニチユードを検出し、即ち受信パ
ルス各々をサンプル、ホールド、変換するもので
ある。

地上局は基準位相を確認する一連のコード化パ
ルスを送出する。基準デコーダ３３ａは従来のデ
コーデング回路を備え、このコードを検出し、そ
の都度出力を送出する。デコーダ３３ａからの出
力は各対応基準パルス、（TACAN地上局からの
主パルス、副パルス、或はスキツタ・パルス）に
対し別々のタグ（tag）出力信号を発生する。

ベアリング・トラツカ３４は本発明による大き
な改良点であるが、Ａ／Ｄコンバータ２５ａ，２
７ａからのデータと共にタグ情報を入力して、実
時間ベアリング情報を発生する。この情報は従来
のパイロツト表示器３１ａに加えられる。

第２図は15Hzエンベロープ（包絡線）を重畳し
た135Hzエンベロープで変調した代表的TACAN
信号の１サイクルを示す。15HzはTACAN地上
局アンテナの回転周波数と同一である。本発明の
好ましい実施例においては、特定の周波数が示さ
れているが、これらはTACANの標準値である
からであることに留意されたい。即ち、本発明は
他の周波数においても利用できるものである。

TACANには各副バーストに対し約20のスキ
ツタ・バーストがある。通常の動作においては
TACAN信号の40度毎に副バーストがあり、ま
た主バーストは信号の約360゜間に発生する。副バ
ーストは、８つの副バーストが主バースト毎に
40゜間隔で発生する限り、主バーストの位置を精
密に示すものとして考えてよい。15Hzエンベロー
プのゼロ・クロスオーバ軸はシステムのRF部内
の自動利得制御設定値に依存するもので、これは
従来技術である。主バーストは、TACAN地上
信号が真東ベアリングに対応する時に発生する。

第３図は、第１図のベアリング・トラツカ３４
を詳細に示すブロツク図である。このベアリング
トラツカにおいて本発明は従来技術と明確に区別
されるのである。前述したように、トラツカの目
的はパイロツト表示器３１ａに加えられる信頼性
の高い実時間ベアリング情報を発生することであ
る。ベアリングデータ発生は従来のデジタル・ロ
ジツク（LSI）或はマイクロプロセツサを用いて
行なわれ、航空機の汎用コンピユータの助けを必
要としない。受信TACAN信号からのマグニチ
ユード情報はライン３６にあらわれ、即ちマグニ
チユードＤ／Ａコンバータ２７ａから得られる。
対応時間情報はライン４０にあらわれ、これは着
時間Ｄ／Ａコンバータ２５ａからのものである。
ベアリング・フイルタ３８の目的は135Hzおよび
15Hzの信号からのマグニチユードおよび時間情報
をフイルタして信頼できるベアリングデータが表
示されるようにすることである。このベアリング
フイルタ３８については、第４図を参照して後で
詳述するが、４つの出力を発生する。これらのう
ち出力A^₁₅、θ^₁₅はライン４２，４４にあらわれ、
15Hzエンベロープに関する、計算したマグニチユ
ードおよび位相データに対応するもので、出力
A^₁₃₅、θ^₁₃₅はライン４６，４８にあらわれ135Hz
エンベロープに関する、計算したマグニチユード
および位相データに対応するものである。比較器
５４にはプリセツト高、低閾値が５０，５２にそ
れぞれ与えられ、出力A^₁₅はその値が高、低閾値
間のウインドー内にあるかどうかテストされる。
ウインドー内にあれば、システムで処理されるベ
アリングデータは有効とされ、有効信号がライン
５６に送信され適切な手段、例えば表示器３１ａ
内のランプ指示器等により表示される。第２の比
較器５７にも高、低閾値が５５，５９にそれぞれ
加えられ、ライン４６のマグニチユード出力A^₁₃₅
を比較するウインドーが構成される。同様にウイ
ンドー内にあれば、ライン４６の出力は有効とさ
れる。比較器からのこの出力はベアリング計算器
５８に送られ、第３図にβで示したベアリング情
報が計算される。この情報β′はライン６０に出力
される。

基準バースト・トラツカ６１には、デコーダ３
３ａからのタグ信号入力（ライン６２）が入力さ
れ、更にゲート６８を介してライン３６，４０と
並列に接続された２つの入力が加えられる。ベア
リングフイルタ３８がライン７０にエネーブル信
号を出力すると、バースト・トラツカ入力６４，
６６にはマグニチユードおよびタイム情報が得ら
れる。バーストトラツカ６１は、入力ライン６２
のコード化タグで明確にされた主或は副パルスが
地上局より送信されている時にのみ、作動状態と
なる。基準バーストトラツカ６１の出力７６はア
ンテナ回転周波数（ω^）に関する情報を有するも
のである。またトラツカ出力ライン７７には最後
に受信した主バーストの時間情報が出力される。
この時間情報（T_M）とアンテナ周波数情報（ω^）
はベアリング・トラツカがベアリングデータを処
理するのに必要な基準信号である。入力ライン６
２の「タグ」が特定の時点でスキツタ・バースト
が受信されていることを示す場合には、基準バー
スト・トラツカ６１は作動を停止する。スキツ
タ・バーストの主或は副バーストに対する高い比
率によりスキツタ・バーストがベアリングデータ
を最新のものとする。

ベアリング計算器５８の出力にあらわれるベア
リング情報（β′）は、スイツチ８３が該計算器５
８と表示レジスタ７８間を接続した時に、このレ
ジスタ７８に送出される。スイツチ８３の状態は
スイツチ入力ライン８２のセレクト信号により定
まる。セレクト信号は、入力ライン３６に所定時
間加わつたパルス数によりカウンタ８６の内容が
比較器８８のプリセツト閾値をこえた時、計算器
５８と表示レジスタ７８の間を接続するのであ
る。可変閾値が必要であれば、それを入力ライン
９０を介して比較器８８に入力できる。受信パル
スが閾値以上のマグニチユードでない場合、スイ
ツチ８３が切換つてスイツチ入力ライン８０の信
号が表示レジスタ７８に加えられる。ライン８０
の信号は、地上局TACAN信号を航空機が受信
していない時に短時間使用される最新の推定ベア
リング値である。いかにして推定最新情報が発生
されるかを第３図を参照して説明する。表示レジ
スタ７８の内容はライン９２を介して減算器９４
に加えられる。この減算器９４は最後に記憶した
β値と前の２番目のベアリング値間の増加に等し
い△β値を決定するのである。これがローパスフ
イルタ９６に供給される。かくして平滑された出
力はレジスタ９８に記憶される。レジスタ８８の
出力は、表示レジスタ７８に最後に記憶された値
と合計回路１００で合計されて、表示レジスタ７
８を更新する推定最新ベアリング値が発生され
る。

表示レジスタ７８に記憶したベアリングデータ
は乗算回路１０２でスケール系数（104）で乗算
される。その結果がライン１０６を介して表示装
置３１ａに供給される。

第４図は第３図のベアリングフイルタ３８を詳
細に示すブロツク図であり、その目的は受信信号
エンベロープの一定の推定、および振幅および位
相の平滑である。第４図において、マグニチユー
ドおよび位相出力は、フイルタが発生した新しい
推定値と、前のくりかえしで発生された旧い推定
値との間の発生する値の変化である。デルタ値は
次のくりかえしのエンベロープデータ処理を補正
するのに用いられ、このようにして、データのフ
イルタリングが行なわれ、エラー又は寄生受信信
号を除去するのである。このフイルタの時定数は
相対的に短かく、ベアリング・レートがある場合
に発生するエラーをさけるようになつている。更
にフイルタリングはベアリング計算器５８で行な
われる。比較器１０８は入力１４２，１４４を介
して高閾値（T_H））低閾値（T_L）が加えられ入力
データを比較するウインドーを設定している。こ
れによつて振幅スクリーンニングがなされ非常に
大きい或は小さい振幅の信号がブロツクされる。
このスクリーンニングがなされると、エネーブル
信号が比較器１０８の出力ライン７０に発生し、
第３図について前述したようにゲート６８が開ら
く。15Hzエンベロープに関し、推定マグニチユー
ド情報がベアリングフイルタに形成され、ライン
４２のベアリングフイルタ出力として供給され、
入力ライン１１０の次のくりかえしに用いるため
にフイードバツクされる。現時点のマグニチユー
ド情報の現在値は、デジタル演算により計算され
て最後の値に最後の２つの処理値間の最後のデルタ即ち変化を加えたものに等しくな
る。これが第４図にA^₁₅として示したものであ
る。

15Hzエンベロープの推定位相情報は演算され且
つライン４４にベアリング・フイルタ出力として
加えられ、更に入力ライン１１２を介してROM
１１４に加えられる。θ^₁₅の値は、θ^を演算するた
めの式（第４図）に用いられる。これにより、
ROM１１４のルツク・アツプテーブル入力とし
て出力ライン１１６，１１７にsinθ^、cosθ^値が設
定される。θ^の演算において、値ω^は基準バース
ト・トラツカ６１（第３図）が発生したもので最
後に記憶した値から得られる。乗算器１１８がラ
イン１１０，１１６に接続されており、値A^₁₅sin
（ω^△ｔ＋θ^₁₅）を発生する（△ｔはベアリング・
フイルタにより処理された現在のパルスと最後の
主バースト間の時間である）。結果として得た値
は第１の入力１２０としてデジタル合計回路１２
２に加えられる。

A^₁₃₅に対する計算値はベアリングフイルタ出力
としてライン４６を介して加えられ、またライン
１２３を介して乗算器１２４に加えられる。計算
位相値9θ^は、ライン４６を介してベアリング・フ
イルタ出力として得られ、入力ライン１２６を介
してROM１２８に加えられる。値9θ^は135Hzエ
ンベロープの位相情報を含む計算によるものであ
つて、ROM１１４の入力に関して前の説明と同
様に計算される。ROMのルツク・アツプテーブ
ルにより、ライン１３０，１３２にそれぞれ
sin9θ^、cos9θ^が印加されるが、sin9θ^はライン１
３４を介して乗算器１２４に供給されて、sin9θ^
はA^₁₃₅と乗算され、ライン１３６はA^₁₃₅sin（9ω^△
ｔ＋θ^₁₃₅）による値を発生する。これが合計回路
１２２への第２の入力である。最後に、受信信号
エンベロープのDCレベルの計算値がライン１３
８に得られ、これが合計回路１２２の第３の入力
となる。合計回路１２２へのこれら３つの入力１
２０，１３６，１３８は合計回路１２２へ加わる
入力ライン３６に発生する信号マグニチユードの
値の現在実際に受信した値と比較される。実際に
受信したマグニチユードは下式であらわされる。

Ｙ＝A₁₅sin（ω△ｔ＋θ₁₅）＋A₁₃₅sin（9ω△ｔ＋θ₁₃₅）＋dc マグニチユードの実測値が合計回路１２２への
残りの三入力からの対応値と比較され、誤差値が
合計回路１２２の出力１４０に得られる。この誤
差値は比較器の「ウインドー」と比較され、前述
したように振幅スクリーンニングがなされる。比
較器１０８の有効出力は１より小さい利得定数(k)
と乗算され、これによつて、誤差信号の大きな変
化が減少するが、誤差補正には極めて多数の繰返
しが必要である。

乗算器１５０で、乗算器１４６の出力４８がラ
イン１１６の値sinθと乗算され、値△A₁₅が得ら
れる。この値は連続繰返し中に入力１１０に帰還
される。同様に乗算器１５４がライン１４８の信
号を、ライン１１７のcosθ^と乗算し、△θ₁₅が得
られる。ライン１４８の同じ出力が乗算器１５６
で、sin9θ^と乗算され△A₁₃₅が得られる。乗算器
１５８はcos9θ^１３２の値とライン１４８の出力
を乗算し、△θ₁₃₅が得られる。乗算されない出力
１４８は値△dcとして直接伝送される。第４図
のフイルタ出力のすべてのデルタ値は続く繰返し
中フイルタの対応入力に帰還され、順次実測マグ
ニチユードＹと比較される。

第５図は（第３図の）ベアリング・フイルタ３
８の位相データからベアリング情報を演算するベ
アリング計算器のブロツク図である。

第５図は、15Hzエンベロープに関し、位相デー
タを処理する第１の二次フイルタ１５９をあらわ
す、計算器の前端部を示すブロツク図である。他
の二次フイルタ１６３は135Hzエンベロープに関
しベアリングデータを比較するものであり、これ
らフイルタ１５９，１６３はマイクロコンピユー
タであることが好ましい。

ベアリングフイルタ３８（第３図）からのベア
リングデータθ＾₁₅は合計回路１６０への第１の入
力としてライン４４に印加される。この合計回路
１６０の出力１６１はレジスタ１６２の内容に加
算され、次にレジスタ出力１６４にあらわれて、
乗算回路１６６で定数１／k₁と乗算される。乗算
信号はスイツチ１７０への第１の入力としてライ
ン１６８に出力される。このスイツチは135Hz信
号が受信できない時にのみ閉成される。この状態
で、情報は乗算回路１６６からライン１７２を介
して合計回路１７４に伝達される。135Hz信号が
受信できる場合、この通路が開らかれ、ライン２
１２からの情報はスイツチ１７０を介して合計回
路１７４へ側流される。出力ライン１６１にあら
われる出力は乗算器１７６を介して並列ラインに
流れる。この乗算器には第２の入力、即ち定数
１／k₂が印加される。乗算器１７６の出力はライ
ン１７８を介して第２の入力として合計回路１７
４に送給される。合計回路１７４の出力１８０は
レジスタ１８２の内容に加えられる。該レジスタ
１８２の出力１８４は方位角の情報を含み、θ′₁₅
であらわされる。この方位角情報はライン１８６
を介して合計回路１６０の第２の入力に帰還さ
れ、かくして二次フイルタ１５９が完成されるわ
けである。

フイルタ１５９の出力１８４は合計回路１８８
の第１の入力であり、第２の入力はライン１９０
を介した、加算器１９６により計算された方位角
である。合計回路１８８の出力はθ′₁₅とベアリン
グ計算器全体からの方位角出力（β′）との間の補
正角を含むものであつて、この補正角（φ）はラ
イン１９２を介してローパスフイルタ１９４に供
給される。フイルタ１９４の出力φ′は平滑出力で
ある。加算器１９６は入力データによりベアリン
グ角（β′）を計算する。加算器１９６はフイルタ
１９４からφ′と、第２次フイルタ１５９からライ
ン１９８を介して入力θ′₁₅とを入力する。加算器
１９６への第三の入力はライン２２４を介した
θ′₁₃₅で、これは下方の二次フイルタ１６３の出力
に発生した135Hz信号からのベアリングデータで
ある。如何にしてθ′₁₃₅が発生したかを第５図を更
に参照して説明する。

ベアリングフイルタ３８（第３図）からの入力
θ^₁₃₅は第二次フイルタ１５９の合計回路１６０と
同様な合計回路２００の入力ラインに加えられ
る。第二次フイルタ１６３の構成素子の多くは第
二次フイルタ１５９のものと同様なものである。
即ち、レジスタ２０４と乗算器２０６は、135Hz
信号から計算したフイルタベアリング角出力を発
生するのに役立ち、乗算器２０６の出力は、信号
に1/9を乗算する乗算器２１０にライン２０８を
介して加えられる。この乗算の目的は、二次フイ
ルタ１５７のライン１６８にあらわれるものと同
程度のマグニチユードを有するベアリング・レー
ト信号を乗算器出力からライン２１２を介して発
生することである。1/9が選択されるのは、従来
のTACANシステムのグランド・ビーコン・ア
ンテナ（図示せず）が15Hz信号を発生する１つの
主ロツドと、135Hz信号を発生する９つの副ロツ
ドを用いているからである。ライン２１２の情報
は135Hz信号が得られた時に合計回路１２４に送
られ、２つのフイルタを一緒に希望の９：１の比
でロツクする。乗算器２０６の出力からの情報は
ライン２１４を介して合計回路２１６の第１の入
力に送られる。合計回路２１６への第２の出力
は、乗算器２１８で合計回路２００の出力が１／
k₂と乗算された時に得られ、乗算器の出力が合計
回路２１６への第２の入力２２０となる。レジス
タ２２２は合計回路２１６からの出力を累積し、
方位角の９倍のフイルタ出力を発生させる。

加算器１９６に加わる第３の入力は前述したよ
うにθ′₁₃₅である。加算器１９６従つてベアリング
計算器５８の方位角出力は次式であらわすことが
できる。

β′＝θ′₁₃₅／９＋40 ×整数（θ′₁₃₅−φ′−θ′₁₃₅／９＋20／40）第５図において、スイツチ２２６は第１の入力
として、加算器１９６の出力を入力する。比較器
５７（第３図）について説明したように、135Hz
信号が適切に受信された場合、スイツチ２２６の
出力ライン６０にはベアリング角β′が出力されて
いる。135Hz信号が受信されなかつた場合、スイ
ツチの状態が変り、レジスタ１８２からライン１
９８，２２８を介してθ′₁₅がスイツチ２２６を通
りベアリング角として出力ライン６０にあらわれ
る。即ち、第５図の累積器の最終ライン６０に出
現するベアリング角は135Hz信号が受信された時
にのみ、加算器１９６が演算した前記式の結果で
ある。この信号が受信されない場合、ベアリング
角の推定値が、ベアリング計算器への15Hz入力信
号から得たフイルタベアリング角θ′₁₅により得ら
れる。

第６図は本発明を更に充分に理解してもらうた
めの基本フローチヤートである。各ステツプには
参照番号230〜252を付し、各ブロツクの右側には
対応ブロツク図番号とそのブロツク番号（適用さ
れる場合にのみ）を示した。このフローチヤート
の最終結果はベアリングデータを発生することで
ある。

このプロセスは振幅、タイム、タグ情報をベア
リング・トラツカ３４にあたえるステツプ230（第
３図参照）から開始される。ステツプ232で、△
Ｔが計算され、第３図の減算器７２の出力７４と
なる。ステツプ234では、θと9θが計算され、第
４図の入力ライン１１２，１２６を介してベアリ
ングフイルタ３８に導入される。本発明のマイク
ロプロセツサは、これらの値ω^、△Ｔ、θ^₁₅、θ^₁₃₅
の計算を助長するものである。ステツプ236は乗
算器１１８の計算の結果としてA^₁₅sinθの計算を
示している。ステツプ238は第４図の乗算器１２
４による比較計算を示し、ステツプ240は第４図
の合計回路１２２による計算マグニチユードの演
算を示している。計算マグニチユードと実際のマ
グニチユードとの間の誤差（第４図のライン３
６）はステツプ242で得られる。

フローチヤートを進めるために、比較器１０８
に設定した閾値レベルによる「ウインドー」内に
誤差があるかどうかチエツクしなければならな
い。これがステツプ244である。誤差が大きすぎ
る場合、最初のステツプ230に戻る。誤差が「ウ
インド」内であればベアリングフイルタ３８（第
４図）のデルタ出力がステツプ246で得られ、次
のステツプ248が行なわれて、デルタ値はベアリ
ングフイルタ３８の入力に帰還され、マグニチユ
ードおよびベアリングデータを最新のものにす
る。

ステツプ250では、累積器５８（第４図）で実
行された前記式の結果としてベアリング（β′）が
計算される。

ベアリングデータ発生に続いて、マイクロプロ
セツサプログラムは基準バースト・トラツカ（第
３図）用のサブルーチンに進む。基準バースト・
トラツカの基本的任務はω^、T_Mを最新のものと
することであつて、T_Mはステツプ232で△Ｔの計
算に必要である。バースト・トラツカ・サブルー
チンは第７図を参照して説明する。ステツプ252
で、基準バースト・トラツカ・サブルーチンが終
ると、プログラムは最初のステツプ230に戻る。

第７図は基準バーストトラツカ６１の動作（第
６図のステツプ252）を示すフローチヤートであ
る。第３図で説明したように、主或は副パルスが
特定の時点で受信されていることをタグ入力が示
す場合にのみ基準バーストトラツカ６１は動作状
態になり、時間基準T_Mおよびω^に関するデータ
を最新のものにする。スキツタ・バーストが受信
されていることをタグ入力が示す場合、基準バー
ストトラツカは非動作状態にあるが、ベアリング
フイルタは第６図で説明したフローチヤートに応
じてベアリングデータを最新にする。

第７図において、タグデータは、受信中の信号
が主バーストであるかどうかをきめるためにステ
ツプ254でチエツクされる。主バーストでない場
合、フローチヤートの左側、ステツプ256に進み、
タグが副バーストに対応するかどうかチエツクさ
れる。Noであれば、230（第６図）に戻る。ステ
ツプ256でyesであれば、ステツプ258に進み、△
T_AUXを現時点Ｔから最後の副バーストが発生し
た時間を減算して求める。カウンタＮを最初にゼ
ロにセツトし、時間△T_AUXにミスした副バース
トの数を計数する。Ｎの値は後でフイルタ２７２
が△_AUX（△T_AUXの平均値）を求めるのに用い
る。

ステツプ260で、エラーＥが△T_AUXの値と等し
くされる。エラーＥをステツプ262でチエツクし、
前以つて選択した値よりも下であるかどうかをみ
る。このステツプはステツプ266と関連して、エ
ラーが「ウインド」内にあるかどうかを決定する
ものである。ステツプ262で結果が正であれば、
ステツプ264でチエツクが行なわれ、副バースト
の極性がテストされる。このチエツクはエラーＥ
が低値以下であつても行なわれる。それはゴース
ト信号によりエラーＥが「ウインドー」内となる
ことがあるので正の副バーストの発生はエラーチ
エツクよりも重要であるからである。正の副バー
ストはコンバータ２７ａ（第１図）からの正の出
力であり、ステツプ276でＴとT_Aが等しくされ
る。ステツプ264において負であれば第６図の最
初のステツプ230に戻る。

ステツプ262においてエラーＥを対比させる低
値をP_a-〓とあらわすことができる（σは所定の閾
値で、Paは1/135に等しい40度副信号の周期であ
る）。ステツプ266で、エラーＥが高値（P_A＋σ）
より小さいかをチエツクする。ステツプ266の結
果がNoであれば、ステツプ268でエラーから△
T_AUXを減算する。これによりカウンタはステツ
プ270で１アツプカウントしてミスした副バース
を示し、ここからステツプ262をくりかえす。ス
テツプ266の結果がyesであれば、ステツプ272と
なり、現在の副T_Aが現在時間値Ｔと等しくされ
る。△T_AUXを最後に得たものを含めて平均化し
最新の平均値△_AUXが得られる。これによりス
テツプ274でω^が計算される。かくして、この値
ω^が、第４図で示すようにベアリングフイルタ３
８の入力として用いられる。初めのステツプ254
に戻り、タグ入力が、主バースト受信中であるこ
とを示せば、フローチヤートの右側が有効にな
る。右側の第１のステツプはステツプ280で（Ｔ
−T_Aに等しい）量（DIF）を求める。Ｔは現在
時間、T_Aは最後に副バーストがあつた時間であ
る。ステツプ282でDIFが△_AUXから所定の閾値
（σ）をひいた結果より大きいか或は等しいかが
チエツクされる。このステツプの目的は、主バー
ストが最後の副バーストから40度で発生したかど
うかをみることである。yesであれば、DIFはス
テツプ280で前に計算したDIFから△_AUXを引い
た結果と等くされる。かくしてステツプ283から
ステツプ282へのくりかえしが、Noがステツプ
282ででるまで行なわれる。Noとなると、ステツ
プ284に進み、DIFが所定の閾値（σ）より大き
いかどうかチエツクされる。yesであれば第６図
のステツプ230に移行する。またNoであれば、ス
テツプ286に進み、T_MがＴ−DIFに等しく設定さ
れる。DIFは主バーストが発生すべき時点に対す
る実際の主バースト発生の不一致を示す値であ
り、T_Mは主バーストが発生すべき時点である。

最後のステツプでは基準バーストトラツカ６１
がライン７７に加えた出力として第３図に示した
T_MとT_Aが等しくされる。従つてフローチヤート
の右側が時間データT_M用で、左側は周波数情報
ω^用であり、これらのデータは前述したようにベ
アリングフイルタ３８（第４図）で用いられる。

本発明は前記実施例にのみ限定されるものでな
く、その要旨を変更しない範囲の改良、変形は本
発明の要旨範囲に入るものとす。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を示す基本ブロツク図、第２図
は受信TACAN信号の135Hzエンベロープの１サ
イクルを示すグラフ図、第３図は本発明に用いた
ベアリングトラツカのブロツク図、第４図は第３
図のベアリングトラツカのベアリングフイルタを
示すブロツク図、第５図は本発明のベアリングト
ラツカに用いたベアリング計算器の詳細ブロツク
図、第６図は本発明の基本動作を示すフローチヤ
ート、第７図は第３図のベアリングトラツカの基
準バーストトラツカのフローチヤートである。１３ａ……RF検出器段、２３ａ……整合フイ
ルタ、２５ａ……Ａ／Ｄコンバータ、２７ａ……
Ａ／Ｄコンバータ、３１ａ……表示器、３３ａ…
…基準デコーダ、３４……ベアリングトラツカ、
５４，５７……比較器、５８……ベアリング計算
器、６１……基準バースト・トラツカ、６８……
ゲート、７２……減算器、７８……表示レジス
タ、８３……スイツチ、８６……カウンタ、８８
……比較器、９４……減算器、９６……フイル
タ、９８……レジスタ。

Claims

【特許請求の範囲】１ TACANシステムにおいて、高低周波数成
分を有する地上局信号を受信することと、受信高周波信号に含まれる主、副、スキツタバ
ーストの着時間（Ｔ）とマグニチユード（Ｙ）を
決定することと、高周波信号をデコードして任意の時刻に受信し
たバーストのタイプを決定し、且つそれからタグ
信号を発生することと、バースト着時間と最後の主パルスの時間の時間
差を計算することと、現在の副バーストと前の副バースト間の時間を
測定することと、該測定時間による基準周波数を計算すること、受信高低信号それぞれの最新の位相角を計算す
ることと、基準周波数、測定時間、高低信号の最新位相角
の関数として受信信号の位相角θを計算すること
と、受信信号の高低位相角の二次フイルタリングを
行ない、それぞれの位相角出力θ′₁、θ′₂を発生す
ることと、 θ′₁と方位角との差の関数として、フイルタさ
れた位相角φ′を得ることと、次式により β′＝θ′₂／９＋40 ×整数（θ′₁−φ′−θ′₂／９＋20／40）最新の方位角（β′）を計算することを含むこと
を特徴とする方位角発生方法。２副バースト或は主バーストに対応するタグの
発生中のみ、基準周波数および測定時間を最新の
ものにすることをあわせて含むことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の方位角発生方法。３高、低周波数成分の最新のマグニチユード値
を計算することをあわせて含むことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の方位角発生方法。４前記マグニチユード値が所定の閾値と比較さ
れ、受信信号が有効かどうかを決めることを特徴
とする特許請求の範囲第３高記載の方位角発生方
法。５航空機の方位角を決めるデジタルTACAN
システムであつて、地上局信号からのTACAN
ベアリング信号のデジタル着時間とマグニチユー
トデータを発生するレシーバを有するものにおい
て、 (a) 前記ベアリング信号の周波数の推定を行なう
基準バースト・トラツカと、 (b) 前記着時間、前記マグニチユードデータおよ
び前記推定周波数とを受け、フイルタされたベ
アリングマグニチユードおよび位相データを計
算するベアリングフイルタであつて、 (i) ベアリングマグニチユードおよび位相の成
分を推定する手段と、 (ii) 前記成分の推定値から前記ベアリング信号
のマグニチユードの推定値を計算する手段
と、 (iii) 前記マグニチユードの推定値を前記レシー
バからのマグニチユードデータに加算して、
エラー信号を発生する手段と、 (iv) 該エラー信号からマグニチユードおよび位
相の個別のエラー信号を計算し、これら個別
のエラー信号を前記成分推定手段へ与える手
段と、を有するベアリングフイルタと、 (c) 前記計算したベアリング位相推定値を受け
て、方位角データを計算する手段とをそなえた
ことを特徴とするデジタルTACANシステム。６高低周波数成分を有する地上局信号から着時
間およびマグニチユードデータを発生するレシー
バを有するTACANシステムにおいて、 (a) 着時間およびマグニチユードデータを入力
し、該入力から所定の周波数および時間基準情
報を計算する基準バースト・トラツカと、 (b) 下記を含むフイルタされたマグニチユードお
よび位相データを計算するベアリング・フイル
タ手段と、 A^₁＝低周波成分のマグニチユード A^₂＝高周波成分のマグニチユード θ^₁＝低周波成分の位相 θ^₂＝高周波成分の位相 (c) 前記周波数および時間基準情報を前記基準バ
ースト・トラツカから前記ベアリングフイルタ
に送出し、フイルタされた位相データの計算を
可能ならしめる手段と、 (d) θ^₁、θ^₂をパラメータとして有する所定の式に
より方位角を計算するアキユムレータ手段と、 (e) 所定の閾値を用いて少なくとも１つの周波数
成分のマグニチユードの発生を検出して、有効
な受信信号を表す出力信号を発生させる手段
と、 (f) 前記出力信号に応答して、前記アキユムレー
タ手段をシステムの出力に接続する手段とをそ
なえたことを特徴とするTACANシステム。７前記ベアリング・フイルタ手段が、計算デー
タを実際に受けたデータと比較し、これらデータ
間のエラー信号を発生するフイードバツク手段を
有し、該エラー信号が次の計算データを最新のも
のとするのに利用されることを特徴とする特許請
求の範囲第６項記載のTACANシステム。８前記アキユムレータ手段が θ^₁、θ^₂に対する第１および第２の入力と、 θ^₁、θ^₂成分によりそれぞれ差動する二次フイル
タ手段であつてフイルタされた成分θ′₁、θ′₂を発
生するものと、計算方位角をθ′₁に比較し、フイルタされたエ
ラー信号φ′を発生する手段と、次式により β′＝θ′₂／９＋40 ×整数（θ′₁−φ′−θ′₂／９＋20／40）最新の方位角（β′）を計算する手段とを含むこ
とを特許とする特許請求の範囲第６項記載の
TACANシステム。