JPH04290969A - 送信の完全性の測定法および測定装置 - Google Patents
送信の完全性の測定法および測定装置Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は送信の完全性、とりわ
けラジオビーコンにより送信された信号の送信の完全性
を試験するように設計された測定法および測定装置の分
野に関する。 【0002】 【従来の技術】ラジオビーコンは一般にはVHFまたは
UHF周波数である搬送周波数で一組の信号を送信する
無線装置であることが知られている。これらの信号は送
信されるが、それは搬送波の周波数に同調した適当な受
信機を取り付けた移動体がこの信号を使用して送信機の
到来の軸の角度を決定し、それにより移動体の位置が決
められるように行われる。ラジオビーコンは全方向性の
場合もあるし方向性の場合もある。全方向性ラジオビー
コンにはVOR(VHF全方向性範囲)ビーコンとして
国際的に知られているラジオビーコンがあり、これによ
り適当に装備された航空機はラジオビーコンの到来の軸
の角度を特定することができ、この航空機はラジオビー
コンの位置の磁北に対する位置が決められる。方向性ラ
ジオビーコンには例えばILS(計器着陸方式)装置と
して国際的に知られている装置がある。これらのラジオ
ビーコンは空中において滑走路に向かったグライドパス
を決定するのに使用される。ラジオビーコンにより送信
される信号は一般にはアレーアンテナにより送信され、
各アレーアンテナには特別な方法により変調されたHF
信号により電力が供給されている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】ラジオビーコンから得
られる位置に関する情報の正確性は、所定の規準内にあ
る信号を送信する機器の能力に直接左右される。VOR
またはILSシステムのようなラジオビーコンの場合、
これらの規準は国際民間航空機構(ICAO)により定
められている。例えばICAOにより発刊された文書“
付録10”の第3.1章にはILSの技術的な仕様につ
いて記載してある。&.3.1によれば、I.L.S.
には次の基本的な項目が含まれている:a)ローカライ
ザラジオビーコン b)グライドパスラジオビーコン c)ラジオマーカー 【0004】ローカライザラジオビーコンにより決めら
れる垂直平面はゼロDDMポイントの軌跡であり滑走の
軸を含んでいる。 【0005】グライドパスラジオビーコンによりある平
面、すなわちゼロDDMポイントの軌跡が決まり、ロー
カライザの平面との交点によりグライドパスが決まる。 【0006】ラジオマーカーにより滑走のスレショルド
に対する位置の指示がなされる。 【0007】短縮DDMは2種類の低周波90Hzと1
50Hzの電圧による搬送波の変調の深さの差を示して
いる。DDMにより航空機が活用している案内信号が決
まる。 【0008】性能特性は別として、主要な要求は次の2
点に関連している: 1 運転の連続性:放射がめったに妨害されない特性
;2 I.L.Sの完全性:装置により与えられる情
報の正確性に基づくレライアンスに関する特性。 【0009】I.C.A.Oの文書において&.3.1
.2.6で述べているのはILS装置の本質的な目的が
提案されており、遭遇する可能性のある最も好ましくな
い環境状態でシステムの完全性、信頼性、および動作の
安定性の最も可能性のある度合いが述べられている。 最初の部分に対する追加Cにはこの目的を達成できる指
示が含まれている。 【0010】2.8.2.13で述べているのは、一般
に制御装置の設計がある範囲の大きさの中にある特別な
点に放射される電磁信号を連続的にチェックする原理に
基づいていることであり、このチェックによりこれらの
電磁信号が3.1.3.11と3.1.5.7で規定さ
れた規格に従う。 【0011】これらの指令に従うために、グライドパス
信号の完全性をチェックする装置には、1番目にグライ
ドパスに送信された信号を示す位置の送信マストの近く
に置かれたセンサと、2番目に2つの異なる方向に理論
的に受けた信号を再構成するため複数のアンテナ電流を
測定しそれらのアンテナ電流を再結合するカップラによ
り構成された装置がある。VORに対しては、その装置
にはアレーアンテナの近くに置かれた少なくとも1つの
センサがある。 【0012】これらの装置により行われた測定の結果は
、所定のグループ内にあるようにする必要がある。完全
性をチェックするこのモードの主な欠点はICAOによ
り、ILSに対する付録10に指摘されている。 【0013】この文書では、このチェックはある範囲に
対してはカバーする大きさ内の他のいたる所にある電磁
信号が許容限度内にあることを示しているが、この観測
にはかなりの前提があることが述べられている。 【0014】それ故カバーする大きさにわたり電磁信号
の完全性を確保するためには飛行中および地上において
周期的なしかも詳細にわたるチェックを行うことが不可
欠である。 【0015】その理由は、搭載した受信機の近くの電界
は遠近の環境から生ずる全ての寄生的な反射により妨害
されるからである。 【0016】これはある与えられた点での電界の値は他
の全ての方向に放射された電界の値によることを示して
いる:アンテナパターンを変更することは使用の点にお
ける案内信号を変えるために必要となる。 【0017】ここに空間で信号の完全性を保証すること
に対する主な障害と現在使用されているチェック用装置
の主な欠点がある。これらの装置により実際には2また
は3種類の所定の方向に送信された信号の代表的なサン
プルのみが測定される。これらの装置は広範囲な方法で
殆んどのパラメータを取り入れているが、これらの装置
はこれらのパラメータの個々の値を正確に評価すること
にも、空間の全ての方向に発射される電界を決めること
にも使用されない。 【0018】 【課題を解決するための手段】この発明の目的はカバー
する大きさの中の空間のある点で受信される信号がラジ
オビーコンの場合はICAOにより定められた規格に従
っている、またはより一般的な場合は送信機の製造によ
り定められた規格に従っていることを恒久的に確めるこ
とに使用される方法および装置を提供することによりこ
の欠点を解決することである。関係のある空間にわたり
センサを置くことを考慮することは不可能であるので、
この発明による方法は本質的には計算することによって
いる。これらの計算を行うためにある位置にあるために
は、第1にこの点の座標の関数としてその点で受けた信
号の特性パラメータを表わす確実な数学的モデルを有す
る必要がある。従って、そのモデルにより定められる計
算を行うのに必要な変数を全て測定する必要がある。さ
て、現在まで判っている知識により、期待されるモデル
は送信を妨害することなく恒久的には測定できない変数
を使用している。そのような変数は例えば気象条件すな
わち本質的にはアンテナまたはレードームの上の霧の存
在の関数として変化するアンテナの利得であり、ある条
件においては大地の反射係数である。これらの変数の値
を恒久的に測定できるならば、あらゆる瞬間において測
定されるパラメータの値の関数として、更にすでに測定
されている可能性のある他の変数の関数として、より効
率的な計算がカバーされる大きさのあらゆる適当な点で
の信号の値により行われる。この発明による方法と装置
は選択されたモデルの適正を確定するのに使用でき、更
に同時に提供されたサービスの質を改善するが、動作費
用を低減することに使用できる。この発明は更にある特
定の場合は故障の場合に診断のサポートを提供すること
ができる。 【0019】これらの全ての目的に対し、この発明の目
的は直接には測定しにくいパラメータにより影響を受け
やすい送信の完全性を恒久的にチェックするための方法
であり、係数に対する影響と空間へ放射される電界の位
相は数学的モデルにより決定され、送信はアレーアンテ
ナで行われており、更に各アンテナまたはグループのア
レーアンテナには1以上のHF搬送波周波数が供給され
ており、これらの周波数のそれぞれは1以上の正確な正
弦波状の低周波信号により既知の方法で変調されており
次のことから成る: 1 少なくとも1点で受けた信号と基準信号と呼ばれ
る信号との組合せの振幅の値により、その点および周期
T時間の間に記録が行われており、基準信号の基本周波
数が分折される信号のHF周波数の1つに等しい;2
このように得られた信号の周波数成分の振幅が抜き取
られ記憶される; 3 ステップ1と2は同じ点で信号を記録することと
、実行することをn回(nは全体数を示す)開始し、各
回において基準信号の位相シフトが次の量である、αk
=2π/n、 kは1とnの間の全ての値を連続して取る全体数である
; 4 このように記憶されたn個の振幅が関数F(αk
)のn個の値として処理され、そのフーリエ変換のあ
る係数の値がその処理から抜き取られる; 5 1から4までの全ての演算が測定点にある回数と
少なくとも同じ回数再度開始される; 6 未知のパラメータの値が数学的なモデルを使用す
ることにより決定される。 【0020】記録される点はアンテナのレードーム内に
あるか、しかもこの場合はこの点における信号はこのア
ンテナにより送信された信号を示しているが、またその
外にあるか、しかもこの場合はこの点における信号は全
てのアレーから生ずる信号を示している。後者の場合、
その点はアレーの近くに置いてあることが好ましい。 【0021】周期T時間は分析される低周波信号の周期
の全体数であることが好ましい。 【0022】αk の関数のフーリエ変換の係数の値は
特に連続したコンポーネントすなわち位相と周期2πの
コンポーネントの振幅である。 【0023】上述の方法を使用するようにされた理論的
な原理は故意に簡略した仮想の例により以下に説明して
ある。 【0024】距離lだけ離れた2つのアンテナAとBに
ついて検討する。アンテナAには次の形の信号が加えら
れている: acos(ωt+ψ1 )cosΩ1 tアンテナBに
は次の形の信号が加えられているbcos(ωt+ψ2
)cosΩ2 t【0025】この例においてaとb
は信号の係数を示しており、ωは搬送波のラジアン単位
の周波数であり、Ω1 とΩ2 はラジアン単位の変調
周波数であり、ψ1 とψ2 は時間t=0でのアンテ
ナAとBのそれぞれの搬送波の位相を示している。 【0026】空間のあらゆる点に置かれているセンサは
センサからアンテナまでの距離および大気の吸収係数の
ような既知の要素の既知の関数であり、これら2つのア
ンテナから生ずる信号を受信する。センサまでの距離は
不変量であり、減衰の吸収、各アンテナから送信される
信号も同様である。これとは反対に、アンテナTA と
TB の送信の係数は気象条件(アンテナレードーム上
の水、雪、霧の存在)の関数として独立に変化する。 【0027】それ故選択したモデルでは空間のある点で
次の形の信号が受信されることが導かれる: T
A acos(ωt+ψa)cos Ω1 t+TB
bcos(ωt+ψb)cos Ω2 t【0028】
この方法を適用するため必要とされる条件はそれ故良好
にしかも正しく表わされる。ある点における係数と位相
が2つのパラメータTA とTB により影響を受ける
場合がある信号があり、これらのパラメータは送信の間
恒久的には測定できない。受信信号のコンポーネントに
対するこのパラメータの影響はモデル化できる。 【0029】この方法の第1ステップはアレーアンテナ
の近くのある点において、アレーアンテナによりその点
で送信される信号と、搬送波を周波数が同じ基準信号と
呼ばれる信号との和である信号を記録することにある。 アレーアンテナの近くのある点はその点で取り出された
信号に十分近い点として定められ、同軸ケーブルまたは
ガイドにより送信に関係した装置(例えば制御室)に取
り入れられるが、同時に測定に十分に必要な値を記憶し
ている。ここで記載している仮想の例では基準信号は次
の形をとる: E=E0 cos(ωt+ψ0 +αk)【0030】
この式において、ωは共通搬送波の周波数であり、ψ0
はt=0に対する位相であり、αk は位相シフトで
あり2π/nと2π/nの増分の2πとの間で連続した
全ての値を取る。基準信号とアレー信号との加算により
基準信号は次の一定の条件を満足するようにされる: 1 平均レベルにかなりの変化を生ずるのに十分であ
ること 2 結合信号が過変調の状態にならないようにするた
め、弱すぎたり強すぎたりしないようにすること。 【0031】これらの条件は著しくは制限しないが、分
折される信号および可能な場合は位相の値の関数として
プログラム可能な減衰器の最適値を定めるように設計さ
れた一連の校正が必要となる。 【0032】これらの条件のもとで、和信号は次の様に
書ける: 【数1】 ここに、 【数2】 ψa =ψ1 +argTA ψb =ψ2 +argTB 【0033】Z1 、Z2 、Z3 が3つの複素数を
示すならば、和Z1 Z2 Z3 は係数として次の値
をとる。 【数3】 従って、 【数4】 検出後、信号 【数5】 の係数は次の式のように書ける: 【数6】 【0034】前述の和信号 【数7】 はこの方法のステップ1で記載した組合せ信号である。 ステップ2を実施するため、更に組合せ信号の数学的な
式に表わされる低周波数の信号をフィルタに通す必要が
ある。製造されるフィルタの選択は検出後に得られる信
号の数学的な式の形により制限を受ける。簡単な例を選
べば、この方法に使用するため見込みのある項目はαk
の関数の項目である。これは一般的にも正しい。 【数8】 の数学的な形には更にラジアン単位の周波数2Ω1 、
または2Ω2 により変化する信号として分折できるc
os 2Ω1tcos 2Ω2 tの項目と、ラジアン
単位の周波数(Ω1 +Ω2 )と(Ω1 −Ω2 )
により変化する信号の和として分折されるcosΩ1
tcosΩ2tの項目と、最後にcosΩ1 tとco
sΩ2 tの項が含まれている。それ故ラジアン単位の
周波数0、2Ω1 、2Ω2 、(Ω1 +Ω2 )、
(Ω1 −Ω2 )Ω1 、Ω2 が中心のフィルタを
通すことができる。 【0035】このような簡単な例では可能な選択はΩ1
とΩ2の簡単な線形の組合せであることが判る。他の
例でもこれを確かめることができる場合がある。このよ
うな可能な選択の中で、未知のパラメータに対し所定の
アプローチを与え、更に簡単な方法の所定のアプローチ
を与えることが好ましい。選択した仮想の例において、
例えばフィルタをΩ1 について通すと、信号SA は
次の形のフィルタの出力に得られる: SA αa′E0 cosΩ1
tcos( ψ0 +αk −ψA)【0036】全数
に等しい周波数に対しこの信号が記録されると、この記
録からこの場合次のものに等しいSA の振幅を抜き取
ることが可能である: 【数9】 【0037】この場合、この方法の2番目のステップに
対する当該の周期時間Tはラジアン単位の周波数Ω1
における信号の周期の全数に等しい。TB を得るよう
に選んだ例では、周期の数すなわち全数に対応した周期
時間Tの間パルスΩ2 における信号のΩ2 にフィル
タリングを行うことが必要となる。 【0038】最も一般的には、フィルタリングが異なっ
た変調のラジアン単位の周波数に対する線形の組合せに
ついて行われる時、周期時間Tは選択した組合せ内の種
々の実際の周期の最小公倍数LCMに等しい周期時間T
m の全数倍となる。用語“実際の”は、例えばラジア
ン単位の周波数2Ω1 における信号に対応した周期は
ラジアン単位の周波数Ω1 における信号に対応した周
期の半分であるということを考慮するため用いている。 同様に、ラジアン単位の周波数Ω1 +Ω2 またはΩ
1−Ω2 における項目が組合せの中にあれば、この項
目を考慮する必要のある実際の周期はΩ1 とΩ2 に
対応した周期のLCMである。並列のフィルタに加える
ことがいくつかの組合せについて行われると、周期時間
TM は前述に示したように所定の最長の周期に少なく
とも等しくなるが、フィルタを加えられた組合せの周期
に対応した周期時間Tm の全数倍である周期時間Tの
終りに記録を妨害するシークエンサを各フィルタの出力
に有する必要がある。直列のフィルタに加えることが行
われると、連続した周期時間Tのそれぞれはフィルタを
加えられた信号の周期の全数倍に等しく、記録を連続さ
せることには、これらの種々の周期時間を考慮する必要
がある。フィルタに加えられた信号の振幅の値に最も可
能性の高い正確性を与えるため、全数に等しい周期の数
についてそれぞれの信号のフィルタを加えることが必要
となる。この点は典型的な実施例に関連して以下で更に
より詳細に説明する。上述のことから更にラジアン単位
の周波数Ω1 に対応した周波数に中心があるフィルタ
の出力信号は次式であることが判る、 SA αa′E0 cos( ψ0 +α
k −ψA)cosΩ1 t。 【0039】この信号の係数は次式に等しい:【数10
】 【0040】この抜き取りにより前述に記載の方法の2
番目のステップが終わる。 【0041】測定がこの方法の3番目のステップを実施
する値2π/nにより、毎回増分αk ずつn回再度開
始されると、αk の関数としてSA を表わすことが
できる。αk が0と2πの間で2π/nの幅で変る時
これらの変化は図1aに示してあり、nは例えば16に
等しく選ばれている。 【0042】注意すべきことは、このように選んだ簡単
な例ではこの関数の最大と最小の差は2a′E0 に等
しく、この関数の位相は次式に等しい: ψ0 −ψa 。 【0043】これらの2つの変数を抜き出すことにより
前述に記載の方法に4番目のステップが構成される。 【0044】これらの2つの変数はαk の関数に対す
るフーリエ変換の周期2πに対する係数の位相と振幅で
ある。フィルタリングがラジアン単位の周波数Ω2 に
対応した周波数について行われると、αk が0と2π
の間で変る時同様に得られる関係を図1bに示してある
。この関係の最大と最小の差は2b′Eに等しくこの関
数の位相は次式に等しい: ψ0 −ψb 。 【0045】αk の関数として変数、【数11】 と変数、 【数12】 のそれぞれが判ることにより、位相シフトと更にそれぞ
れのアンテナA、Bにより与えられ、利得と呼ばれてい
る減衰量が与えられている。再度数学的なモデルを取る
ことが十分でき、次式のように書けこの方法の最後のス
テップとなる: 【数13】 ψ0 −ψa =ψ0 −ψ1 −argTaψ0 −
ψb =ψ0 −ψ2 −argTb全ての位相と電圧
は基準信号の振幅と位相に対して測定されていることに
注意する必要がある。a、b、ψ1 、ψ2 の値は同
じ処理によりアンテナAとBのそれぞれにおけるセンサ
からの信号を分折することにより得られる。 【0046】この方法は第1には送信を妨害する必要が
なく測定を行うことができるという意味において、更に
第2にはこの方法を繰返すことにより測定が永久に更新
されるという意味において恒久的であると言える。 【0047】この発明は更に直接には測定しにくい送信
のパラメータの測定装置に関しており、ある点における
送信の係数と位相に対する影響は数学的なモデルにより
決定され、その送信はアレーアンテナで行われており、
各アンテナまたはグループのアレーアンテナには共通の
HF搬送波周波数を有した1以上の送信機があり、この
周波数は1以上の正確な正弦波状の信号によりそれぞれ
のアンテナに対して変調されており、更に次のものから
成る装置である: 1 アンテナの供給電流を受けるカップラ;2 ア
レーアンテナの近くに置かれたセンサ;3 2つの入
力と1つの出力を有し、各センサとカップラを連続して
接続するプログラム可能なHF帯転換スイッチにより入
力の1つにおいてセンサから来る信号の1つを受け、更
に送信に関係する送信機の1つの出力にあるカップラに
より取り出されるいわゆる基準信号を他の入力において
プログラム可能な位相シフタを通して受ける合算器で、
合算器の出力は検出器に接続されている;4 検出器
の出力で補促カードを通して信号を受け、更にインター
フェイスカードを通して位相シフタの方向および高周波
転換スイッチの方向に制御信号を送出するコンピュータ
。 【0048】これらの2つのカードは必ずしも必要では
ない。その要否は使用したコンピュータと入力に必要な
レベルによって決まる。カップラは数学的なモデルにア
ンテナ電流の知識を要しなければ必要でない。この発明
による方法を実施できる前述の装置にフィルタがないの
はフィルタリングがコンピュータによりディジタル的に
行われるからである。検出器の出力に一連のフィルタを
置くことが明らかに必要であり、フィルタのそれぞれは
変調周波数の線形組合せである周波数に中心が合わされ
ており、プログラム可能な転換スイッチによりフィルタ
の出力の信号は補促カードに方向が向けられる。 【0049】ある場合には、補促カードにより行われた
標本の補促周波数が十分高くなければ、例えばより低い
低周波に対するディジタルフィルタリングと高い低周波
に対するアナログフィルタを結合したアプローチにより
妥協が適当に行われる。 【0050】同様にコンピュータレベルを有することは
基準信号とセンサから来る信号に対し適当であるという
ことがこの方法に対する記載について言える。もしそう
でなければ、プログラム可能な減衰器がセンサの転換ス
イッチの出力と合算器の入力の間に置くことができ、減
衰器の選択は従来の校正により決めることができる。減
衰器は切換えられるセンサの機能としてのインターフェ
イスカードによりコンピュータが制御している。 【0051】この発明による方法および装置を添付の図
面および2つの実施例に関連して説明する。1番目の例
はILSグライドパスラジオビーコンにより発射される
信号に影響のあるパラメータの測定に関している。2番
目の例はより詳細に記載しているがドップラーVORの
送信に影響を与える可能性のあるパラメータの測定に関
している。 【0052】 【実施例】以下図面に基づきこの発明を更に詳しく説明
する。 【0053】図2はこの発明による装置を示しており、
次のものを示している: 1 送信機の出力でアンテナが供給電流を受けるカッ
プラ; 2 アレーアンテナの近くに置かれたセンサ2;3
2つの入力4、5と1つの出力6を有し、各センサ2
とカップラ1を連続して接続するプログラム可能なHF
帯転換スイッチにより入力5の1つにおいて選択された
センサまたはカップラから信号を受け、更に送信に関係
する送信機の1つの出力にあるカップラ9により取り出
されるいわゆる基準信号を他の入力4においてプログラ
ム可能な位相シフタ8を通して受ける合算器で、合算器
の出力6は検出器10に接続されている;4 検出器
10から来る出力信号16を補促カード12を通して受
け、更にインターフェイスカード13を通して位相シフ
トおよび高周波転換スイッチ7の方向に制御信号を送出
するコンピュータ。コンピュータから来る制御ビットの
送信に対するバス17は図の中で斜線がつけられている
。プログラム可能な位相シフタ8はポジションが2p
ある位相シフタであることが好ましい。 【0054】図3に示すこの発明による装置の変形では
検出器10の出力におけるフィルタリングは一連のアナ
ログフィルタ14により行われており、各フィルタはほ
とんどが一般にはHF帯搬送波の種々の変調周波数の線
形組合せである周波数に中心が合わされている。この場
合、検出器の出力16は一連のフィルタ14に接続され
ており、制御用整合インターフェイスカード13により
コンピュータ11が制御しているプログラム可能な転換
スイッチ15は記録されたフィルタ出力を選択する。こ
の転換スイッチの機能は補促カードの中に含まれている
場合がある。 【0055】図4に示す他の代替の実施例で、入力信号
転換スイッチの出力はプログラム可能な減衰器18に加
えられており、その出力合算器3の入力5に接続されて
いる。ダイオードスイッチ19は位相シフタ8の出力と
合算器3の入力4の間に接続されたコンピュータにより
制御されており、このスイッチにより基準信号の到達を
妨害することができる。転換スイッチ7には負荷20を
選択する位置がある。 【0056】図5の装置は基準信号がコンピュータ11
により選択される上述の装置と異なっている。これによ
り図5の装置には91 から93のカップラがある(図
5の場合)。これらのカップラのそれぞれの出力はプロ
グラム可能なHF帯転換スイッチ22により選択される
。 同期装置21により同期信号が補促カード12の方向に
送出される。検出器10の出力は一方は直接に補促カー
ド12に加えられ、他方はフィルタ14−1、14−2
を通り加えられており、その出力はプログラム可能な転
換スイッチ15により制御されている。 【0057】図6に示すこの発明による装置にある合算
器は基準信号と転換スイッチ7から来る信号を受けるミ
キサ23に置き替えられている。ミキサの出力は整合回
路24に加えられている。回路24の出力は補促カード
12に接続されている。 【0058】図1から図6に示す部品によりこの発明の
範囲は制限されない。とりわけ、カップラ9の数はアレ
ーアンテナの数と同じ程度多いことが言える。いかなる
カップラ1も有していないセンサ2によりこの発明によ
る装置を作ることができる場合もある。 【0059】図4の装置はこの発明による方法を用いた
ILSのグライドパスの送信に対する完全性をチェック
するのに使用されている。ここでこの実施例について詳
細に説明する。 【0060】グライドパス送信機により送信された信号
は次の3つの信号からなることが思い出される:【00
61】次の形を有するいわゆるCSB信号: C
SB=P1 [1+m(sin Ω1 t+sin Ω
2 t)]cos ( ωt+ψ1) 【0062】
次の形を有するいわゆるSBO信号: SBO=
B1 (sin Ω1 t−sin Ω2 t)cos
( ωt+ψ2)【0063】次の形を有するいわゆ
るクリアランス信号: C=C1(1+M1 sin Ω1 t+M2
sin Ω2 t)cos[( ω+Δ) t+ψ3
]【0064】これらの式において、ω、ψ1 、ψ2
、ψ3 はそれぞれ搬送波のラジアン単位の周波数と
、時間t=0における搬送波の位相シフトである。 【0065】Ω1 とΩ2 はラジアン単位の2つの変
調周波数であり、Ω1 =2π×90、Ω2 =2π×
150である。 【0066】P1 、B1 、C1 は信号の振幅であ
る。 【0067】グライドパスについての案内信号はDDM
と呼ばれており、ある点でその値は次の通りとなる:D
DM=(B1 /P1 )cos (ψ2 −ψ1 )
【0068】式はDDM信号がその点でのCBSおよび
SBO電界を現わすベクトルのスカラ積であることを示
している。 【0069】クリアランス信号は18KHzに等しい差
ΔだけDDM搬送波から離れた搬送波の上にある。この
信号はCSBとSBO信号をフィルタを通すことにより
分離していると大まかに評価できる。 【0070】数学的なモデルは次のことから成っている
:2つのベクトルCSBとSBOは搭載の受信機におけ
る電磁界に影響を与える外部素子と同じく、送信アレー
アンテナに対する供給電流の複素関数である。 【0071】特に、アンテナの直近の地面により反射さ
れる放射は本質的な役割を果す。それは地上の飛行機に
よる実際のアンテナの“イメージ”である仮想アンテナ
により放射される電界の乗数である複素反射係数ρによ
り特徴付けられている。 【0072】Uをアンテナと受信機との間の直接通路と
し、Vを“イメージ”アンテナからの通路とすれば、ア
ンテナの放射に影響する全体のファクタは次の項に供給
電流を乗ずることにより得られる: E=U+ρV 【0073】Bi をi番目のアンテナの供給電流SB
Oとし、Pi を電流CSBとし、更にTi をその可
能状態(例えば、霧、水等の存在のような)を表わす係
数とすれば、全電界として次式を得る: 【数14】 上式はアレーアンテナの直近に、すなわち遠方レリーフ
特徴に対し送信のあらゆる反射を考慮することなく、放
射される電界を示している。 【0074】和は全てのアンテナに関係している。 【0075】これらの式により空間の信号に対し種々の
ファクタの影響の評価をより良く行うことができる。 【0076】これらのファクタは次の2つの大きなグル
ープに分類できる: 1 内部ファクタ: *CSB、SBOおよびクリアランス供給電流2 外
部ファクタ: *実際およびイメージのアンテナの幾何学的位置;*大
地の反射係数 (アレーの前から約500メートル遠方の幾何学的特性
および大地の性質) *アンテナの送信係数。 【0077】ILSのグライドパス送信機の場合、アレ
ーは同一の垂直マストに置かれた3つのアンテナにより
構成される。アンテナ電流はアンテナ源に置かれた3つ
のカップラ11 、12 、13 により取り出される
。数学的なモデルを作るために測定される可変パラメー
タはそれ故数が3つあり大地ρの反射係数であるアンテ
ナTi の送信係数である。この係数は3つのアンテナ
のそれぞれに対して同じである。それ故全体では4つの
パラメータが測定される。ILSに対する特別な実施例
として、21 から24 の4つの外部センサが置かれ
ている。これらのセンサはすでに存在するマストの上に
ある他の1つのセンサのトップに垂直に置かれており、
ILSモニタ装置の一部分を形成するセンサは、ICA
Oにより定められた様にその上に取り付けられている。 そのセンサは21 から24 の4つのセンサのグルー
プの一部を構成している。 【0078】このマストはアンテナから85mの所にあ
る。信号は4つの同軸ケーブルにより測定装置に到達す
る。 【0079】選ばれた基準信号はカップラ9によりプロ
グラム可能な位相シフタに入るCBS信号である。式は
次のとおりである: Pref =P0 cos[ωt +α(k)+ψ
0] [1+m(sinΩ1 t+sin Ω2 t)
] 【0080】検出器10の出力16で受信される信
号はそれ故この信号と4つのセンサの1つから生ずる信
号との和である。 【0081】検出の結果は、係数の和の平方根に係数と
各項のそれぞれの位相の積の2倍を加えたものと表わさ
れる (一般的な式は D=V12+V22+2V1 V2
cosδψ)次式を得る: D2 =[P0 (1+m sinΩ1 t+m si
nΩ2 t)]2 +[P1 (1+m si
nΩ1 t+m sinΩ2 t)]2 +[
B1 ( sinΩ1 t− sinΩ2 t)]2
+2P1 P0(1+m sinΩ1 t+m
sinΩ2 t)(1+m sinΩ1 t+
m sinΩ2 t)cos [ψ1 −α(k
)−ψo] +2P0 B1 (1+msin
Ω1 t+msin Ω2 t)(sin Ω1 t−
sin Ω2 t)cos [ψ2 −α
(k)−ψ0 ] +2P1 B1 (1+ms
in Ω1 t+msin Ω2 t)(sin Ω1
t− sin Ω2 t)cos ( ψ
1 −ψ2 )【0082】この式を展開し項Ω1 t
とΩ2 tのみを残すと、他の項はΩ1 とΩ2 に対
しフィルタを通すことにより除去され、次式を得る: D2 ={P02 2m+P122m+4mP1 P
0 cos [ψ1 −α(k)−ψ0 ] +2P
0 B1 cos[ψ2 −α(k)−ψ0]+2P1
B1 cos (ψ1 −ψ2 )} sin
Ω1 t +{P022m+P122m+4mP1 P0 c
os [ψ1 −α(k)−ψ0 ]− 2P0
B1 cos[ψ2 −α(k)−ψ0]−2P1
B1 cos (ψ1 −ψ2 )} si
n Ω2 t +... 【0083】フィ
ルタを通すことによりΩ1 tとΩ2 tに対応した2
つのベクトルV90とV150の係数が得られる。 【0084】それ故和と差の式は次のようになる:
V 90+V150= 4mP02+4mP12 +8
mP1P0 cos( ψ1 −αk −ψo)=SK
V 90−V150=4P0 B1 cos(ψ2
−αk −ψo)+4P1 B1 cos (ψ1
−ψ2)=DK【0085】ディジタルフィルタリング
を行う方法を述べる前に、データの補促がどのように行
われるかを説明する必要がある。 【0086】補促は検出器から来る信号について0.1
85msの間隔においてある一定数のサンプル、この場
合は540個のサンプルを取ることから成る。アナログ
/ディジタル演算はコンピュータ11のプログラムによ
り直接制御された補促カード12により行われる。サン
プルはコンポジットILS信号の3周期分、すなわち1
00msの間をカバーしている(90+150Hz信号
の周波数は30Hzである)。 【0087】この演算は位相シフタの16個の位置に対
して更新される。 【0088】このように、分折されるセンサの1つに関
連して完全な測定が得られる。 【0089】測定の状態(減衰量および基準信号がある
かどうか)はソフトウェアにより設定される。 【0090】フィルタリングはこれらの540個のサン
プルからラジアン単位の周波数Ω1=2π×90に対応
した信号の係数、およびラジアン単位の周波数Ω2 =
2π×150に対応した信号の係数を抜き取ることから
なる。係数が1の540個の複素数のテーブルと次の偏
考を考える θ=0.185×90×360°×P ここに 0.185はサンプル周期;90はフィルタに加えられ
る信号の周波数;Pはテーブルのエレメントの次数;θ
は度単位の式であり、90Hzに対しサンプルの次数を
乗じたサンプリングのステップである。各エレメントは
次式で表わされる: 【数15】 【0091】実際に分折される信号は時間で制限されて
いることを考慮する必要がある。標準の方法では、“重
み付けウィンド”として知られているウィンドはこの目
的のため使用されている。 【0092】ここで用いているウィンドはブラックマン
ウィンドである。 【0093】実際に行われるウィンドには重み付けウィ
ンドと信号との乗算を考慮する必要がある。 【0094】積の1周期における平均は次の通りである
: 【数16】 上式は求めようとしている90Hzコンポーネントの係
数を表わしている。 【0095】150Hzコンポーネントの係数は同様に
得られる。 【0096】これらのそれぞれの係数を用いると、係数
の和すなわちSと係数の差すなわちDを計算することが
できる。 【0097】演算は再度n回開始されるが位相シフタ8
により生ずる位相αk は毎回2π/nずつ増加する。 実施例においてnは16に等しい。 【0098】αk が位相シフタの16個の値により変
化する時、係数SおよびDの周期的な変化が得られる。 位相シフタの16個のそれぞれに対応した偏角αk が
、それぞれSおよびDに対して求められた16個の係数
の値のそれぞれと関係があれば、16個の複素数の2つ
のテーブルが定まり、それぞれはαk の周期関数で表
わされる。 【0099】SおよびDの数学的な式に従って定められ
た2つの関数のそれぞれに対する高速フーリエ変換(F
FT)の2次項は複素数となる。Sの場合その係数は8
mP1 P0 となり、Dの場合その係数は4P0 B
1 となる。偏角はそれぞれ(ψ1 −ψ0 )と(ψ
2 −ψ0 )に等しい。P0 とmが一定と仮定すれ
ば、乗算係数の場合を除いてP0 とB1 が得られる
。 【0100】上述の演算は4つのセンサ21 から24
のそれぞれに対して繰り返される。ベクトルP1 と
P2 の値は4つの異った位置で得られる。 【0101】係数ρT1 T2 とT3 の値を得るた
めには、アンテナ自体において全く同じ変数の値を有す
る必要がある。 【0102】この目的のため、補促演算をそれぞれのア
ンテナカップラにおいて再度開始するとP1 とB1
を得る。 【0103】通路UとVにより生ずる送信ファクタ(位
相シフトの減衰のファクタ)が既知ならば、次式に書き
表わせる: 【数17】 上式はセンサ21 に対するものであるがそれぞれの他
のセンサについても同じ式となる。 【0104】これらの式のそれぞれにおいて、係数Ti
はi番目のアンテナの送信係数を示している。ファク
タC、すなわちC1 、C2 、C3 、C4 は各ア
ンテナに特有な係数である。 【0105】比Pi /Bi を取ると次式を得る:【
数18】 【0106】従って4つの未知量ρT1 T2 T3
から成る4式のシステムが得られる。 【0107】これらの式において、EとVは各アンテナ
、すなわち実際のアンテナとイメージのアンテナからそ
れぞれのセンサまでの距離のみに左右される。 【0108】アンテナとセンサの位置はDATA.GL
Dと呼ばれるテーブルのカーテジアン(Cartesi
an) 座標X、Y、Zにあるコンピュータのメモリに
入っている。 【0109】点0は次の交点により定められる:1
大地平面; 2 滑走軸に直角で第1アンテナの中心を通過する垂
直平面; 3 滑走軸に平行で第1アンテナの中心を通過する垂
直平面。 【0110】イメージアンテナの位置は測定される水平
に対して大地の傾斜を考慮に入れて計算することにより
決定される。イメージアンテナは実際の大地に対し実際
のアンテナと対称になるように考えられている。 【0111】実際のまたはイメージのアンテナのそれぞ
れとセンサのそれぞれの間の距離が計算される、すなわ
ち3つの実際のアンテナA1 、A2 、A3 と、3
つのイメージのアンテナA4 、A5 、A6 と、4
つのセンサ21 、22 、23 、24 の全体に対
して24個の距離Yijが与えられる。iはアンテナの
添字でありjはセンサの添字である。θijをi番目の
アンテナの軸とj番目のセンサの軸の間の角度とすると
、j番目のセンサでi番目のアンテナから受信される電
界の式は次の通りである:【数19】 【0112】距離Yijを進行するのに要する時間によ
り生ずるアンテナ/センサの位相シフトの式は次の通り
である: 【数20】 【0113】4つの式を定めるモードについて簡単に検
討することとする。 【0114】アンテナの送信ファクタは次の様に書ける
: Ti =Tin(1+ζi ) 【0115】Tinは演算の公称状態で測定した送信フ
ァクタであり、ζi はこのファクタで決まる変分であ
る。 【0116】次の表示を用いる: 1 i番目のアンテナのSBOとCSB電流としてB
i とPiについて 【数21】 2 j番目のセンサで測定される比SBO/CSBと
してDjmは次のとおりであり、ζi の値はIなる未
知の量を有するj個の式のマトリクスシステムから定ま
る:Yj =Wjiζi 同様に Yj =DjmPjn−Bjn および Wji={Bi −DjmPi }TinEij【01
17】マトリスクWjiは一般に縮退し(ゼロ行列式)
更にその分解はある一定の制約を選択した近似の過程を
示している。この場合、問題とする項について選択は次
の汎関数を最小にすることにより行われる:【数22】 ここにレギュラリゼーションaのパラメータは2次ノル
マ(L2の距離関数)に基づき次の剰余を最小とする:
【数23】 【0118】これらの式においてDjmは前述の式(1
)の2番目の辺である。Bjn、DjnおよびTjnを
知る必要がある。これらの値を得るために使用される計
算を以下に記載する。 【0119】この計算は校正の段階を通して行われ、各
アンテナには同じ基準信号が連続的に加えられている(
CSBのみ)。 【0120】アンテナiとそのアンテナのイメージアン
テナi+3によりセンサjに送信して得られた係数τi
jを検討する。このτについての関連知識が必要となる
。 それらは複素数であり、それらの係数はセンサに集めら
れた搬送波の振幅と同じ搬送波の位相の偏角である。 【0121】アンテナカップラに対する前に述べた補促
によりこれらのカップラのそれぞれに対するカップリン
グファクタを測定し、アンテナの供給電流の位相と振幅
により正確な相対的な決定を得ることができる。 【0122】これはアンテナとカップラの間に複素カッ
プリング比があることを示している。アンテナの供給電
流と既知のカップラで測定された電流により、カップリ
ング係数が導かれる。 【0123】全ての複素数τijはマトリクスを構成し
ている。F1 とF2 を2つの複素数とする。次式を
書くことができる: τij=F1 Uij+F2 V(i+3)j【012
4】センサ間の相対的な位相に対する不確定性を取り除
くため、3つの数に対する4つのグループ(この場合は
4つのセンサ)を調べることとする。 【0125】センサjに対するグループの式は次の通り
書ける: 【数24】 【0126】最小2乗法を用いた多線形回帰によりこの
システムの式を分解することにより係数F1 とF2
が計算され、更に大地の反射係数ρj に等しい係数F
2j/F1jの値が計算される。このように計算された
ρj の平均により大地の公称平均反射係数ρが得られ
る。 【0127】τijを基礎にして、センサにより受信さ
れた理論的な信号を計算することができる。 【0128】CSB信号に対し、次の様に書くことがで
きる: 【数25】 更に信号SBOに対しては次の通りになる:【数26】 【0129】従って次の比を計算できる:【数27】 【0130】関連のある変数を得るため、このように計
算された理論的な信号とセンサで測定された信号との差
、すなわちDjmは計算により求められる。 【0131】このようにILSシステムに対する発明に
よる方法を応用した項に到達した。数学的なモデルが考
えられているが、そのモデルにより、グライドパス送信
機の3つのアレーアンテナの供給電流の関数として、座
標が既知の点での電界が計算される。この電界は直接測
定が可能な4つのパラメータに左右される。 【0132】この場合、本来の位相の測定を始める前に
、前述の校正段階を実施することが適切である。 【0133】この校正段階は初期の校正状態のもとに行
われ、この段階により演算の公称状態を定めることが可
能となる。この発明による方法は、この段階を通して行
われる測定を用いている。 【0134】ある数の回数に対し演算1から4を実施す
ることから成るこの方法のステップ5が行われる。 【0135】この方法による方法のステップ2から5ま
では、アレーアンテナの近くにある4つのセンサのそれ
ぞれとアンテナカップラのそれぞれに対し一度だけ行わ
れる。カップラ9に発生した基準信号はCSB信号であ
る。 【0136】ステップ6が実施され、数学的モデルの全
ての未知のパラメータが計算により求められる。 【0137】前記において、CSBおよびSBO信号の
レベルに対するクリアランス信号の影響は考慮されてい
ない。 【0138】クリアランス信号の特性を知るために、ス
テップ1から4の全てが再度開始され、基準信号として
クリアランス信号が取り出されしかもカップラ11 と
13 によりアンテナ電流が測定される(アンテナ2は
基準信号を受けない)。 【0139】この方法により得られた結果と一緒にされ
たこれらの結果は既知の座標を有した点でILS信号の
値を計算するのに使用される。 【0140】SBOが所定の値、特に値0を有している
点の軌跡を決めることも可能である。 【0141】この軌跡をグライドパスと比較することに
よりカバーする空間を通してアレーにより与えられた指
示をチェックすることができるが、以前の場合のように
いくつかの点にはない。 【0142】既述の一般的な方法は変形を有している。 例えば、6つの外部センサがあれば、2つの付加的なセ
ンサに対してステップ1から4により定められる補促の
プロセスが繰り返され、送信アンテナのそれぞれに対し
種々の大地の反射係数が定められる。 【0143】反対に、現存する外部センサが1つのみな
らば、大地の反射係数を決めしかもアンテナ利得が公称
値であると仮定できる。後者の構成はこの発明による方
法を用いたILSのグライドパスビーコンの送信につい
て完全性をチェックすることに対し費用が最低の構成で
あり、この構成により現存の装置に対し実質的な改善が
加えられる。 【0144】VORラジオビーコンをチェックする方法
と装置の使用について記載する。 【0145】VOR無線航行局が送信する信号は次のも
のから構成される: 1 基準方位(局の磁北)に関する情報を含んでいる
1番目のコンポーネント; 2 基準方位に対し受信機の方位がθを示す情報を含
んでいる2番目のコンポーネント。 【0146】全体の信号はラジアン単位の周波数ω0
で搬送波周波数を変調した3つの複素数ベクトルの和の
形で次の通り書かれる: 【数28】 【0147】実施例によれば、代表的なベクトルは次の
様に書ける(理想状態を想定):“標準”VORの場合
は 【数29】 ドップラーVORの場合は 【数30】 【0148】数値は次の通りである: Ω0 =2π30Hz Ω1 =2π9960Hz M=0、.3 η=16 【0149】可変位相が反転した基準信号の場合を除い
て、全体の信号は両方の実施例で同一であることが容易
に判る。 【0150】もし演算が理想状態であれば次のことが得
られる: a− Ap とAm は共役複素数ベクトル;b−
それらの和は常に搬送波ω0 に対し同相にある;c
− 方位の関数としての位相変化は理想値にできるだ
け近い。 【0151】“標準”VORの場合、実施例は本質的に
次のものから成る: 1 ω0 においてM0 により変調され、全方向性
アンテナに同振幅かつ同相で供給する送信機、2 (
ω0 +Ω0 )において全方向性アンテナに同振幅で
供給し、かつ方位がθとして変化する位相を有する送信
機、 3 (ω0 −Ω0 )において全方向性アンテナに
同振幅で供給し、かつ方位が−θとして変化する位相を
有する送信機; 【0152】これらの2つのアンテナは一般には4相の
組合せによりcos(θ)とsin(θ)のパターンを
有する2つのアンテナにより構成されている、すなわち
: cos(θ)+jsin(θ) および cos(θ)−jsin(θ) 【0153】ドップラーVORの場合、実施例には本質
的に次のものから成る: 1 ω0 においてM0 により変調され、全方向性
アンテナに同振幅かつ同相で供給する送信機、2 (
ω0 +Ω0 )において一連の全方向性アンテナに同
振幅かつ同相で周期的に供給し、しかも周辺ηλを有す
る円の上に置かれている送信機、 3 半回転遅れた同じ一連のアンテナに周期的に供給
する送信機。 【0154】VORの性能特性が多数のパラメータによ
り左右される: 1 電子パラメータ:同振幅かつ同相の送信機の安定
性; 2 アンテナパラメータ:パターンおよび放射電界の
安定性。 【0155】パラメータのあらゆる変化によりベクトル
M0 、Ap およびAm の値が変化する。これらの
パラメータの詳細な測定により放射特性に対する恒久的
なチェックが与えられる。 【0156】測定の原理は次の通りである。 【0157】次の形の信号を検討する:【数31】 【0158】ここにΩa は値0、±Ω0 、±Ω1
を取り、αk は0と2πの間に均等分布したk個の値
をとる。実際この信号は各送信機の出力で取り出され、
k個の位相点を有した位相シフタを通る。 【0159】この信号はアンテナの近くに置かれたある
一定数のセンサにより受信された信号に加えられる。コ
ンポジット信号の検出はそれ故トータルベクトルの係数
に等しい、すなわち 【数32】 SはVORが標準値かドップラ値のいずれかにより値0
または1を取る。 【0160】Ωa とa′k のみを含んだ量を単独に
選べば次の項が得られる: 【数33】 【0161】検出された電圧のn個の値の連続コンポー
ネントに対する1番目のフーリエ計算により次のベクト
ルが決定される: Ωa =0に対しM0 ; Ωa =Ωs に対しAp ; Ωa =−Ωs に対しAm 【0162】Ωa =0に対しΩs で検出されたn個
の値の電圧に対するフーリエ成分、すなわち次のベクト
ルの係数の2番目の計算によりAp とAm の組合せ
の係数と位相が与えられる: Ap*[M0 +Rexp(jαk )]+A
m [M0*+exp(−jαk )]【0163】こ
れらの計算の測定と実施の様相をドップラーVORの場
合について以下に説明する。 【0164】ドップラーVORの場合、使用する装置は
図5の装置である。 【0165】補促カード12には外部同期入力Mと、送
信電流をVORの送信機のそれぞれから取り出す3つの
カップラ11 、12 、13 とがあり、更にHF帯
転換スイッチ22はカップラの1つを選択するのに使用
されている。センサ2が1つだけある。動作は次の通り
である。コンピュータ11が制御する転換スイッチ22
により選択されるカップラ9を用いて、全方向性アンテ
ナに供給する送信機から生ずるω0 の信号(Ωa =
0に対応)は、合算器3の入力4に入る。この合算器の
信号5はセンサ2からの信号により供給されている。こ
のセンサは従来の技術である“モニタリング”センサの
ある場所のVORのいわゆるカウンタポイズに置かれて
いる。 このセンサが受けた信号は全方向性アンテナにより送信
された信号と、非変調信号を送信する直径方向に向かい
合った2つのアンテナにより交互に送信される信号とに
より構成されており、この2つのアンテナの1つはラジ
アン単位の周波数がω0 +Ω1 であり、他の1つは
ラジアン単位の周波数がω0 −Ω1である。合計で4
8個のアンテナがある。30分の1秒の1回転の間、各
アンテナには2回60分の1秒のインターバルがあるが
、1回はラジアン単位の周波数がω0 +Ω1 の信号
により生じ、他の1回はラジアン単位の周波数がω0
−Ω1の信号により生ずる。VORに対する内側の同期
エレメントにより組となったアンテナのそれぞれが規則
的に切替えられる。装置21はこの同期信号の一部を捕
獲するエレメントである。 【0166】この信号は補促カードに使われ、送信用ア
ンテナにより送信される信号が最大となる瞬間に対応し
た補促サンプルの瞬間を決める。このように1回転当り
48個のサンプルが得られる。サンプルのそれぞれはあ
る割り当てを受ける。それ故均等分布アンテナと同じ数
の割当てがある。この演算は(2π/n)位相シフトに
より再びn回開始されるが、この位相シフトは毎回基準
信号に加えられる。このように各アンテナに対し割当て
が行われ、それぞれにはαkのそれぞれの値に対応して
n個の数がある。演算は、周波数ω0 + Ω1 で非
変調信号である信号を与えるカップラ9.2を選択する
ことと、周波数ω0 −Ω1 で非変調信号を与えるカ
ップラ9.3を選択することにより、同様に再び開始さ
れる。 【0167】このように、アンテナ当りトータルで3つ
の割り当てが得られ、割当てのそれぞれにはn個の値が
含まれている。 【0168】前述に定めた1番目および2番目の計算を
実施することが可能となる。 【0169】1番目のアンテナに対応したそれぞれがΩ
a =0、Ωa =Ω1 およびΩa =−Ω1 に対
する3つの割当てのそれぞれのn個の値について検出し
た電圧の連続したコンポーネントに関するフーリエ計算
によりM0 、Ap 、Amの値が与えられる。 【0170】このアンテナに関した1番目の割当てから
生ずるn個の値についてΩa =0に対するΩ1 コン
ポーネントのフーリエ計算により、このアンテナに対し
てAp とAm の組合せに対する係数と位相が与えら
れる。 【0171】他の47個のアンテナに対する3つの割当
てのそれぞれに関する連続した2つの計算により、これ
らのアンテナのそれぞれに対してエレメントが同じにな
る。 【0172】得られた値と許容限度値との比較によりV
OR局により送信された信号の完全性をチェックできる
。Ap 、Am およびM0 の全ての値を試験するこ
とにより、ある場合には送信機の1つにおける故障と、
1以上のアンテナとカウンタポイズにより作られる反射
器の位置測定ができる。
けラジオビーコンにより送信された信号の送信の完全性
を試験するように設計された測定法および測定装置の分
野に関する。 【0002】 【従来の技術】ラジオビーコンは一般にはVHFまたは
UHF周波数である搬送周波数で一組の信号を送信する
無線装置であることが知られている。これらの信号は送
信されるが、それは搬送波の周波数に同調した適当な受
信機を取り付けた移動体がこの信号を使用して送信機の
到来の軸の角度を決定し、それにより移動体の位置が決
められるように行われる。ラジオビーコンは全方向性の
場合もあるし方向性の場合もある。全方向性ラジオビー
コンにはVOR(VHF全方向性範囲)ビーコンとして
国際的に知られているラジオビーコンがあり、これによ
り適当に装備された航空機はラジオビーコンの到来の軸
の角度を特定することができ、この航空機はラジオビー
コンの位置の磁北に対する位置が決められる。方向性ラ
ジオビーコンには例えばILS(計器着陸方式)装置と
して国際的に知られている装置がある。これらのラジオ
ビーコンは空中において滑走路に向かったグライドパス
を決定するのに使用される。ラジオビーコンにより送信
される信号は一般にはアレーアンテナにより送信され、
各アレーアンテナには特別な方法により変調されたHF
信号により電力が供給されている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】ラジオビーコンから得
られる位置に関する情報の正確性は、所定の規準内にあ
る信号を送信する機器の能力に直接左右される。VOR
またはILSシステムのようなラジオビーコンの場合、
これらの規準は国際民間航空機構(ICAO)により定
められている。例えばICAOにより発刊された文書“
付録10”の第3.1章にはILSの技術的な仕様につ
いて記載してある。&.3.1によれば、I.L.S.
には次の基本的な項目が含まれている:a)ローカライ
ザラジオビーコン b)グライドパスラジオビーコン c)ラジオマーカー 【0004】ローカライザラジオビーコンにより決めら
れる垂直平面はゼロDDMポイントの軌跡であり滑走の
軸を含んでいる。 【0005】グライドパスラジオビーコンによりある平
面、すなわちゼロDDMポイントの軌跡が決まり、ロー
カライザの平面との交点によりグライドパスが決まる。 【0006】ラジオマーカーにより滑走のスレショルド
に対する位置の指示がなされる。 【0007】短縮DDMは2種類の低周波90Hzと1
50Hzの電圧による搬送波の変調の深さの差を示して
いる。DDMにより航空機が活用している案内信号が決
まる。 【0008】性能特性は別として、主要な要求は次の2
点に関連している: 1 運転の連続性:放射がめったに妨害されない特性
;2 I.L.Sの完全性:装置により与えられる情
報の正確性に基づくレライアンスに関する特性。 【0009】I.C.A.Oの文書において&.3.1
.2.6で述べているのはILS装置の本質的な目的が
提案されており、遭遇する可能性のある最も好ましくな
い環境状態でシステムの完全性、信頼性、および動作の
安定性の最も可能性のある度合いが述べられている。 最初の部分に対する追加Cにはこの目的を達成できる指
示が含まれている。 【0010】2.8.2.13で述べているのは、一般
に制御装置の設計がある範囲の大きさの中にある特別な
点に放射される電磁信号を連続的にチェックする原理に
基づいていることであり、このチェックによりこれらの
電磁信号が3.1.3.11と3.1.5.7で規定さ
れた規格に従う。 【0011】これらの指令に従うために、グライドパス
信号の完全性をチェックする装置には、1番目にグライ
ドパスに送信された信号を示す位置の送信マストの近く
に置かれたセンサと、2番目に2つの異なる方向に理論
的に受けた信号を再構成するため複数のアンテナ電流を
測定しそれらのアンテナ電流を再結合するカップラによ
り構成された装置がある。VORに対しては、その装置
にはアレーアンテナの近くに置かれた少なくとも1つの
センサがある。 【0012】これらの装置により行われた測定の結果は
、所定のグループ内にあるようにする必要がある。完全
性をチェックするこのモードの主な欠点はICAOによ
り、ILSに対する付録10に指摘されている。 【0013】この文書では、このチェックはある範囲に
対してはカバーする大きさ内の他のいたる所にある電磁
信号が許容限度内にあることを示しているが、この観測
にはかなりの前提があることが述べられている。 【0014】それ故カバーする大きさにわたり電磁信号
の完全性を確保するためには飛行中および地上において
周期的なしかも詳細にわたるチェックを行うことが不可
欠である。 【0015】その理由は、搭載した受信機の近くの電界
は遠近の環境から生ずる全ての寄生的な反射により妨害
されるからである。 【0016】これはある与えられた点での電界の値は他
の全ての方向に放射された電界の値によることを示して
いる:アンテナパターンを変更することは使用の点にお
ける案内信号を変えるために必要となる。 【0017】ここに空間で信号の完全性を保証すること
に対する主な障害と現在使用されているチェック用装置
の主な欠点がある。これらの装置により実際には2また
は3種類の所定の方向に送信された信号の代表的なサン
プルのみが測定される。これらの装置は広範囲な方法で
殆んどのパラメータを取り入れているが、これらの装置
はこれらのパラメータの個々の値を正確に評価すること
にも、空間の全ての方向に発射される電界を決めること
にも使用されない。 【0018】 【課題を解決するための手段】この発明の目的はカバー
する大きさの中の空間のある点で受信される信号がラジ
オビーコンの場合はICAOにより定められた規格に従
っている、またはより一般的な場合は送信機の製造によ
り定められた規格に従っていることを恒久的に確めるこ
とに使用される方法および装置を提供することによりこ
の欠点を解決することである。関係のある空間にわたり
センサを置くことを考慮することは不可能であるので、
この発明による方法は本質的には計算することによって
いる。これらの計算を行うためにある位置にあるために
は、第1にこの点の座標の関数としてその点で受けた信
号の特性パラメータを表わす確実な数学的モデルを有す
る必要がある。従って、そのモデルにより定められる計
算を行うのに必要な変数を全て測定する必要がある。さ
て、現在まで判っている知識により、期待されるモデル
は送信を妨害することなく恒久的には測定できない変数
を使用している。そのような変数は例えば気象条件すな
わち本質的にはアンテナまたはレードームの上の霧の存
在の関数として変化するアンテナの利得であり、ある条
件においては大地の反射係数である。これらの変数の値
を恒久的に測定できるならば、あらゆる瞬間において測
定されるパラメータの値の関数として、更にすでに測定
されている可能性のある他の変数の関数として、より効
率的な計算がカバーされる大きさのあらゆる適当な点で
の信号の値により行われる。この発明による方法と装置
は選択されたモデルの適正を確定するのに使用でき、更
に同時に提供されたサービスの質を改善するが、動作費
用を低減することに使用できる。この発明は更にある特
定の場合は故障の場合に診断のサポートを提供すること
ができる。 【0019】これらの全ての目的に対し、この発明の目
的は直接には測定しにくいパラメータにより影響を受け
やすい送信の完全性を恒久的にチェックするための方法
であり、係数に対する影響と空間へ放射される電界の位
相は数学的モデルにより決定され、送信はアレーアンテ
ナで行われており、更に各アンテナまたはグループのア
レーアンテナには1以上のHF搬送波周波数が供給され
ており、これらの周波数のそれぞれは1以上の正確な正
弦波状の低周波信号により既知の方法で変調されており
次のことから成る: 1 少なくとも1点で受けた信号と基準信号と呼ばれ
る信号との組合せの振幅の値により、その点および周期
T時間の間に記録が行われており、基準信号の基本周波
数が分折される信号のHF周波数の1つに等しい;2
このように得られた信号の周波数成分の振幅が抜き取
られ記憶される; 3 ステップ1と2は同じ点で信号を記録することと
、実行することをn回(nは全体数を示す)開始し、各
回において基準信号の位相シフトが次の量である、αk
=2π/n、 kは1とnの間の全ての値を連続して取る全体数である
; 4 このように記憶されたn個の振幅が関数F(αk
)のn個の値として処理され、そのフーリエ変換のあ
る係数の値がその処理から抜き取られる; 5 1から4までの全ての演算が測定点にある回数と
少なくとも同じ回数再度開始される; 6 未知のパラメータの値が数学的なモデルを使用す
ることにより決定される。 【0020】記録される点はアンテナのレードーム内に
あるか、しかもこの場合はこの点における信号はこのア
ンテナにより送信された信号を示しているが、またその
外にあるか、しかもこの場合はこの点における信号は全
てのアレーから生ずる信号を示している。後者の場合、
その点はアレーの近くに置いてあることが好ましい。 【0021】周期T時間は分析される低周波信号の周期
の全体数であることが好ましい。 【0022】αk の関数のフーリエ変換の係数の値は
特に連続したコンポーネントすなわち位相と周期2πの
コンポーネントの振幅である。 【0023】上述の方法を使用するようにされた理論的
な原理は故意に簡略した仮想の例により以下に説明して
ある。 【0024】距離lだけ離れた2つのアンテナAとBに
ついて検討する。アンテナAには次の形の信号が加えら
れている: acos(ωt+ψ1 )cosΩ1 tアンテナBに
は次の形の信号が加えられているbcos(ωt+ψ2
)cosΩ2 t【0025】この例においてaとb
は信号の係数を示しており、ωは搬送波のラジアン単位
の周波数であり、Ω1 とΩ2 はラジアン単位の変調
周波数であり、ψ1 とψ2 は時間t=0でのアンテ
ナAとBのそれぞれの搬送波の位相を示している。 【0026】空間のあらゆる点に置かれているセンサは
センサからアンテナまでの距離および大気の吸収係数の
ような既知の要素の既知の関数であり、これら2つのア
ンテナから生ずる信号を受信する。センサまでの距離は
不変量であり、減衰の吸収、各アンテナから送信される
信号も同様である。これとは反対に、アンテナTA と
TB の送信の係数は気象条件(アンテナレードーム上
の水、雪、霧の存在)の関数として独立に変化する。 【0027】それ故選択したモデルでは空間のある点で
次の形の信号が受信されることが導かれる: T
A acos(ωt+ψa)cos Ω1 t+TB
bcos(ωt+ψb)cos Ω2 t【0028】
この方法を適用するため必要とされる条件はそれ故良好
にしかも正しく表わされる。ある点における係数と位相
が2つのパラメータTA とTB により影響を受ける
場合がある信号があり、これらのパラメータは送信の間
恒久的には測定できない。受信信号のコンポーネントに
対するこのパラメータの影響はモデル化できる。 【0029】この方法の第1ステップはアレーアンテナ
の近くのある点において、アレーアンテナによりその点
で送信される信号と、搬送波を周波数が同じ基準信号と
呼ばれる信号との和である信号を記録することにある。 アレーアンテナの近くのある点はその点で取り出された
信号に十分近い点として定められ、同軸ケーブルまたは
ガイドにより送信に関係した装置(例えば制御室)に取
り入れられるが、同時に測定に十分に必要な値を記憶し
ている。ここで記載している仮想の例では基準信号は次
の形をとる: E=E0 cos(ωt+ψ0 +αk)【0030】
この式において、ωは共通搬送波の周波数であり、ψ0
はt=0に対する位相であり、αk は位相シフトで
あり2π/nと2π/nの増分の2πとの間で連続した
全ての値を取る。基準信号とアレー信号との加算により
基準信号は次の一定の条件を満足するようにされる: 1 平均レベルにかなりの変化を生ずるのに十分であ
ること 2 結合信号が過変調の状態にならないようにするた
め、弱すぎたり強すぎたりしないようにすること。 【0031】これらの条件は著しくは制限しないが、分
折される信号および可能な場合は位相の値の関数として
プログラム可能な減衰器の最適値を定めるように設計さ
れた一連の校正が必要となる。 【0032】これらの条件のもとで、和信号は次の様に
書ける: 【数1】 ここに、 【数2】 ψa =ψ1 +argTA ψb =ψ2 +argTB 【0033】Z1 、Z2 、Z3 が3つの複素数を
示すならば、和Z1 Z2 Z3 は係数として次の値
をとる。 【数3】 従って、 【数4】 検出後、信号 【数5】 の係数は次の式のように書ける: 【数6】 【0034】前述の和信号 【数7】 はこの方法のステップ1で記載した組合せ信号である。 ステップ2を実施するため、更に組合せ信号の数学的な
式に表わされる低周波数の信号をフィルタに通す必要が
ある。製造されるフィルタの選択は検出後に得られる信
号の数学的な式の形により制限を受ける。簡単な例を選
べば、この方法に使用するため見込みのある項目はαk
の関数の項目である。これは一般的にも正しい。 【数8】 の数学的な形には更にラジアン単位の周波数2Ω1 、
または2Ω2 により変化する信号として分折できるc
os 2Ω1tcos 2Ω2 tの項目と、ラジアン
単位の周波数(Ω1 +Ω2 )と(Ω1 −Ω2 )
により変化する信号の和として分折されるcosΩ1
tcosΩ2tの項目と、最後にcosΩ1 tとco
sΩ2 tの項が含まれている。それ故ラジアン単位の
周波数0、2Ω1 、2Ω2 、(Ω1 +Ω2 )、
(Ω1 −Ω2 )Ω1 、Ω2 が中心のフィルタを
通すことができる。 【0035】このような簡単な例では可能な選択はΩ1
とΩ2の簡単な線形の組合せであることが判る。他の
例でもこれを確かめることができる場合がある。このよ
うな可能な選択の中で、未知のパラメータに対し所定の
アプローチを与え、更に簡単な方法の所定のアプローチ
を与えることが好ましい。選択した仮想の例において、
例えばフィルタをΩ1 について通すと、信号SA は
次の形のフィルタの出力に得られる: SA αa′E0 cosΩ1
tcos( ψ0 +αk −ψA)【0036】全数
に等しい周波数に対しこの信号が記録されると、この記
録からこの場合次のものに等しいSA の振幅を抜き取
ることが可能である: 【数9】 【0037】この場合、この方法の2番目のステップに
対する当該の周期時間Tはラジアン単位の周波数Ω1
における信号の周期の全数に等しい。TB を得るよう
に選んだ例では、周期の数すなわち全数に対応した周期
時間Tの間パルスΩ2 における信号のΩ2 にフィル
タリングを行うことが必要となる。 【0038】最も一般的には、フィルタリングが異なっ
た変調のラジアン単位の周波数に対する線形の組合せに
ついて行われる時、周期時間Tは選択した組合せ内の種
々の実際の周期の最小公倍数LCMに等しい周期時間T
m の全数倍となる。用語“実際の”は、例えばラジア
ン単位の周波数2Ω1 における信号に対応した周期は
ラジアン単位の周波数Ω1 における信号に対応した周
期の半分であるということを考慮するため用いている。 同様に、ラジアン単位の周波数Ω1 +Ω2 またはΩ
1−Ω2 における項目が組合せの中にあれば、この項
目を考慮する必要のある実際の周期はΩ1 とΩ2 に
対応した周期のLCMである。並列のフィルタに加える
ことがいくつかの組合せについて行われると、周期時間
TM は前述に示したように所定の最長の周期に少なく
とも等しくなるが、フィルタを加えられた組合せの周期
に対応した周期時間Tm の全数倍である周期時間Tの
終りに記録を妨害するシークエンサを各フィルタの出力
に有する必要がある。直列のフィルタに加えることが行
われると、連続した周期時間Tのそれぞれはフィルタを
加えられた信号の周期の全数倍に等しく、記録を連続さ
せることには、これらの種々の周期時間を考慮する必要
がある。フィルタに加えられた信号の振幅の値に最も可
能性の高い正確性を与えるため、全数に等しい周期の数
についてそれぞれの信号のフィルタを加えることが必要
となる。この点は典型的な実施例に関連して以下で更に
より詳細に説明する。上述のことから更にラジアン単位
の周波数Ω1 に対応した周波数に中心があるフィルタ
の出力信号は次式であることが判る、 SA αa′E0 cos( ψ0 +α
k −ψA)cosΩ1 t。 【0039】この信号の係数は次式に等しい:【数10
】 【0040】この抜き取りにより前述に記載の方法の2
番目のステップが終わる。 【0041】測定がこの方法の3番目のステップを実施
する値2π/nにより、毎回増分αk ずつn回再度開
始されると、αk の関数としてSA を表わすことが
できる。αk が0と2πの間で2π/nの幅で変る時
これらの変化は図1aに示してあり、nは例えば16に
等しく選ばれている。 【0042】注意すべきことは、このように選んだ簡単
な例ではこの関数の最大と最小の差は2a′E0 に等
しく、この関数の位相は次式に等しい: ψ0 −ψa 。 【0043】これらの2つの変数を抜き出すことにより
前述に記載の方法に4番目のステップが構成される。 【0044】これらの2つの変数はαk の関数に対す
るフーリエ変換の周期2πに対する係数の位相と振幅で
ある。フィルタリングがラジアン単位の周波数Ω2 に
対応した周波数について行われると、αk が0と2π
の間で変る時同様に得られる関係を図1bに示してある
。この関係の最大と最小の差は2b′Eに等しくこの関
数の位相は次式に等しい: ψ0 −ψb 。 【0045】αk の関数として変数、【数11】 と変数、 【数12】 のそれぞれが判ることにより、位相シフトと更にそれぞ
れのアンテナA、Bにより与えられ、利得と呼ばれてい
る減衰量が与えられている。再度数学的なモデルを取る
ことが十分でき、次式のように書けこの方法の最後のス
テップとなる: 【数13】 ψ0 −ψa =ψ0 −ψ1 −argTaψ0 −
ψb =ψ0 −ψ2 −argTb全ての位相と電圧
は基準信号の振幅と位相に対して測定されていることに
注意する必要がある。a、b、ψ1 、ψ2 の値は同
じ処理によりアンテナAとBのそれぞれにおけるセンサ
からの信号を分折することにより得られる。 【0046】この方法は第1には送信を妨害する必要が
なく測定を行うことができるという意味において、更に
第2にはこの方法を繰返すことにより測定が永久に更新
されるという意味において恒久的であると言える。 【0047】この発明は更に直接には測定しにくい送信
のパラメータの測定装置に関しており、ある点における
送信の係数と位相に対する影響は数学的なモデルにより
決定され、その送信はアレーアンテナで行われており、
各アンテナまたはグループのアレーアンテナには共通の
HF搬送波周波数を有した1以上の送信機があり、この
周波数は1以上の正確な正弦波状の信号によりそれぞれ
のアンテナに対して変調されており、更に次のものから
成る装置である: 1 アンテナの供給電流を受けるカップラ;2 ア
レーアンテナの近くに置かれたセンサ;3 2つの入
力と1つの出力を有し、各センサとカップラを連続して
接続するプログラム可能なHF帯転換スイッチにより入
力の1つにおいてセンサから来る信号の1つを受け、更
に送信に関係する送信機の1つの出力にあるカップラに
より取り出されるいわゆる基準信号を他の入力において
プログラム可能な位相シフタを通して受ける合算器で、
合算器の出力は検出器に接続されている;4 検出器
の出力で補促カードを通して信号を受け、更にインター
フェイスカードを通して位相シフタの方向および高周波
転換スイッチの方向に制御信号を送出するコンピュータ
。 【0048】これらの2つのカードは必ずしも必要では
ない。その要否は使用したコンピュータと入力に必要な
レベルによって決まる。カップラは数学的なモデルにア
ンテナ電流の知識を要しなければ必要でない。この発明
による方法を実施できる前述の装置にフィルタがないの
はフィルタリングがコンピュータによりディジタル的に
行われるからである。検出器の出力に一連のフィルタを
置くことが明らかに必要であり、フィルタのそれぞれは
変調周波数の線形組合せである周波数に中心が合わされ
ており、プログラム可能な転換スイッチによりフィルタ
の出力の信号は補促カードに方向が向けられる。 【0049】ある場合には、補促カードにより行われた
標本の補促周波数が十分高くなければ、例えばより低い
低周波に対するディジタルフィルタリングと高い低周波
に対するアナログフィルタを結合したアプローチにより
妥協が適当に行われる。 【0050】同様にコンピュータレベルを有することは
基準信号とセンサから来る信号に対し適当であるという
ことがこの方法に対する記載について言える。もしそう
でなければ、プログラム可能な減衰器がセンサの転換ス
イッチの出力と合算器の入力の間に置くことができ、減
衰器の選択は従来の校正により決めることができる。減
衰器は切換えられるセンサの機能としてのインターフェ
イスカードによりコンピュータが制御している。 【0051】この発明による方法および装置を添付の図
面および2つの実施例に関連して説明する。1番目の例
はILSグライドパスラジオビーコンにより発射される
信号に影響のあるパラメータの測定に関している。2番
目の例はより詳細に記載しているがドップラーVORの
送信に影響を与える可能性のあるパラメータの測定に関
している。 【0052】 【実施例】以下図面に基づきこの発明を更に詳しく説明
する。 【0053】図2はこの発明による装置を示しており、
次のものを示している: 1 送信機の出力でアンテナが供給電流を受けるカッ
プラ; 2 アレーアンテナの近くに置かれたセンサ2;3
2つの入力4、5と1つの出力6を有し、各センサ2
とカップラ1を連続して接続するプログラム可能なHF
帯転換スイッチにより入力5の1つにおいて選択された
センサまたはカップラから信号を受け、更に送信に関係
する送信機の1つの出力にあるカップラ9により取り出
されるいわゆる基準信号を他の入力4においてプログラ
ム可能な位相シフタ8を通して受ける合算器で、合算器
の出力6は検出器10に接続されている;4 検出器
10から来る出力信号16を補促カード12を通して受
け、更にインターフェイスカード13を通して位相シフ
トおよび高周波転換スイッチ7の方向に制御信号を送出
するコンピュータ。コンピュータから来る制御ビットの
送信に対するバス17は図の中で斜線がつけられている
。プログラム可能な位相シフタ8はポジションが2p
ある位相シフタであることが好ましい。 【0054】図3に示すこの発明による装置の変形では
検出器10の出力におけるフィルタリングは一連のアナ
ログフィルタ14により行われており、各フィルタはほ
とんどが一般にはHF帯搬送波の種々の変調周波数の線
形組合せである周波数に中心が合わされている。この場
合、検出器の出力16は一連のフィルタ14に接続され
ており、制御用整合インターフェイスカード13により
コンピュータ11が制御しているプログラム可能な転換
スイッチ15は記録されたフィルタ出力を選択する。こ
の転換スイッチの機能は補促カードの中に含まれている
場合がある。 【0055】図4に示す他の代替の実施例で、入力信号
転換スイッチの出力はプログラム可能な減衰器18に加
えられており、その出力合算器3の入力5に接続されて
いる。ダイオードスイッチ19は位相シフタ8の出力と
合算器3の入力4の間に接続されたコンピュータにより
制御されており、このスイッチにより基準信号の到達を
妨害することができる。転換スイッチ7には負荷20を
選択する位置がある。 【0056】図5の装置は基準信号がコンピュータ11
により選択される上述の装置と異なっている。これによ
り図5の装置には91 から93のカップラがある(図
5の場合)。これらのカップラのそれぞれの出力はプロ
グラム可能なHF帯転換スイッチ22により選択される
。 同期装置21により同期信号が補促カード12の方向に
送出される。検出器10の出力は一方は直接に補促カー
ド12に加えられ、他方はフィルタ14−1、14−2
を通り加えられており、その出力はプログラム可能な転
換スイッチ15により制御されている。 【0057】図6に示すこの発明による装置にある合算
器は基準信号と転換スイッチ7から来る信号を受けるミ
キサ23に置き替えられている。ミキサの出力は整合回
路24に加えられている。回路24の出力は補促カード
12に接続されている。 【0058】図1から図6に示す部品によりこの発明の
範囲は制限されない。とりわけ、カップラ9の数はアレ
ーアンテナの数と同じ程度多いことが言える。いかなる
カップラ1も有していないセンサ2によりこの発明によ
る装置を作ることができる場合もある。 【0059】図4の装置はこの発明による方法を用いた
ILSのグライドパスの送信に対する完全性をチェック
するのに使用されている。ここでこの実施例について詳
細に説明する。 【0060】グライドパス送信機により送信された信号
は次の3つの信号からなることが思い出される:【00
61】次の形を有するいわゆるCSB信号: C
SB=P1 [1+m(sin Ω1 t+sin Ω
2 t)]cos ( ωt+ψ1) 【0062】
次の形を有するいわゆるSBO信号: SBO=
B1 (sin Ω1 t−sin Ω2 t)cos
( ωt+ψ2)【0063】次の形を有するいわゆ
るクリアランス信号: C=C1(1+M1 sin Ω1 t+M2
sin Ω2 t)cos[( ω+Δ) t+ψ3
]【0064】これらの式において、ω、ψ1 、ψ2
、ψ3 はそれぞれ搬送波のラジアン単位の周波数と
、時間t=0における搬送波の位相シフトである。 【0065】Ω1 とΩ2 はラジアン単位の2つの変
調周波数であり、Ω1 =2π×90、Ω2 =2π×
150である。 【0066】P1 、B1 、C1 は信号の振幅であ
る。 【0067】グライドパスについての案内信号はDDM
と呼ばれており、ある点でその値は次の通りとなる:D
DM=(B1 /P1 )cos (ψ2 −ψ1 )
【0068】式はDDM信号がその点でのCBSおよび
SBO電界を現わすベクトルのスカラ積であることを示
している。 【0069】クリアランス信号は18KHzに等しい差
ΔだけDDM搬送波から離れた搬送波の上にある。この
信号はCSBとSBO信号をフィルタを通すことにより
分離していると大まかに評価できる。 【0070】数学的なモデルは次のことから成っている
:2つのベクトルCSBとSBOは搭載の受信機におけ
る電磁界に影響を与える外部素子と同じく、送信アレー
アンテナに対する供給電流の複素関数である。 【0071】特に、アンテナの直近の地面により反射さ
れる放射は本質的な役割を果す。それは地上の飛行機に
よる実際のアンテナの“イメージ”である仮想アンテナ
により放射される電界の乗数である複素反射係数ρによ
り特徴付けられている。 【0072】Uをアンテナと受信機との間の直接通路と
し、Vを“イメージ”アンテナからの通路とすれば、ア
ンテナの放射に影響する全体のファクタは次の項に供給
電流を乗ずることにより得られる: E=U+ρV 【0073】Bi をi番目のアンテナの供給電流SB
Oとし、Pi を電流CSBとし、更にTi をその可
能状態(例えば、霧、水等の存在のような)を表わす係
数とすれば、全電界として次式を得る: 【数14】 上式はアレーアンテナの直近に、すなわち遠方レリーフ
特徴に対し送信のあらゆる反射を考慮することなく、放
射される電界を示している。 【0074】和は全てのアンテナに関係している。 【0075】これらの式により空間の信号に対し種々の
ファクタの影響の評価をより良く行うことができる。 【0076】これらのファクタは次の2つの大きなグル
ープに分類できる: 1 内部ファクタ: *CSB、SBOおよびクリアランス供給電流2 外
部ファクタ: *実際およびイメージのアンテナの幾何学的位置;*大
地の反射係数 (アレーの前から約500メートル遠方の幾何学的特性
および大地の性質) *アンテナの送信係数。 【0077】ILSのグライドパス送信機の場合、アレ
ーは同一の垂直マストに置かれた3つのアンテナにより
構成される。アンテナ電流はアンテナ源に置かれた3つ
のカップラ11 、12 、13 により取り出される
。数学的なモデルを作るために測定される可変パラメー
タはそれ故数が3つあり大地ρの反射係数であるアンテ
ナTi の送信係数である。この係数は3つのアンテナ
のそれぞれに対して同じである。それ故全体では4つの
パラメータが測定される。ILSに対する特別な実施例
として、21 から24 の4つの外部センサが置かれ
ている。これらのセンサはすでに存在するマストの上に
ある他の1つのセンサのトップに垂直に置かれており、
ILSモニタ装置の一部分を形成するセンサは、ICA
Oにより定められた様にその上に取り付けられている。 そのセンサは21 から24 の4つのセンサのグルー
プの一部を構成している。 【0078】このマストはアンテナから85mの所にあ
る。信号は4つの同軸ケーブルにより測定装置に到達す
る。 【0079】選ばれた基準信号はカップラ9によりプロ
グラム可能な位相シフタに入るCBS信号である。式は
次のとおりである: Pref =P0 cos[ωt +α(k)+ψ
0] [1+m(sinΩ1 t+sin Ω2 t)
] 【0080】検出器10の出力16で受信される信
号はそれ故この信号と4つのセンサの1つから生ずる信
号との和である。 【0081】検出の結果は、係数の和の平方根に係数と
各項のそれぞれの位相の積の2倍を加えたものと表わさ
れる (一般的な式は D=V12+V22+2V1 V2
cosδψ)次式を得る: D2 =[P0 (1+m sinΩ1 t+m si
nΩ2 t)]2 +[P1 (1+m si
nΩ1 t+m sinΩ2 t)]2 +[
B1 ( sinΩ1 t− sinΩ2 t)]2
+2P1 P0(1+m sinΩ1 t+m
sinΩ2 t)(1+m sinΩ1 t+
m sinΩ2 t)cos [ψ1 −α(k
)−ψo] +2P0 B1 (1+msin
Ω1 t+msin Ω2 t)(sin Ω1 t−
sin Ω2 t)cos [ψ2 −α
(k)−ψ0 ] +2P1 B1 (1+ms
in Ω1 t+msin Ω2 t)(sin Ω1
t− sin Ω2 t)cos ( ψ
1 −ψ2 )【0082】この式を展開し項Ω1 t
とΩ2 tのみを残すと、他の項はΩ1 とΩ2 に対
しフィルタを通すことにより除去され、次式を得る: D2 ={P02 2m+P122m+4mP1 P
0 cos [ψ1 −α(k)−ψ0 ] +2P
0 B1 cos[ψ2 −α(k)−ψ0]+2P1
B1 cos (ψ1 −ψ2 )} sin
Ω1 t +{P022m+P122m+4mP1 P0 c
os [ψ1 −α(k)−ψ0 ]− 2P0
B1 cos[ψ2 −α(k)−ψ0]−2P1
B1 cos (ψ1 −ψ2 )} si
n Ω2 t +... 【0083】フィ
ルタを通すことによりΩ1 tとΩ2 tに対応した2
つのベクトルV90とV150の係数が得られる。 【0084】それ故和と差の式は次のようになる:
V 90+V150= 4mP02+4mP12 +8
mP1P0 cos( ψ1 −αk −ψo)=SK
V 90−V150=4P0 B1 cos(ψ2
−αk −ψo)+4P1 B1 cos (ψ1
−ψ2)=DK【0085】ディジタルフィルタリング
を行う方法を述べる前に、データの補促がどのように行
われるかを説明する必要がある。 【0086】補促は検出器から来る信号について0.1
85msの間隔においてある一定数のサンプル、この場
合は540個のサンプルを取ることから成る。アナログ
/ディジタル演算はコンピュータ11のプログラムによ
り直接制御された補促カード12により行われる。サン
プルはコンポジットILS信号の3周期分、すなわち1
00msの間をカバーしている(90+150Hz信号
の周波数は30Hzである)。 【0087】この演算は位相シフタの16個の位置に対
して更新される。 【0088】このように、分折されるセンサの1つに関
連して完全な測定が得られる。 【0089】測定の状態(減衰量および基準信号がある
かどうか)はソフトウェアにより設定される。 【0090】フィルタリングはこれらの540個のサン
プルからラジアン単位の周波数Ω1=2π×90に対応
した信号の係数、およびラジアン単位の周波数Ω2 =
2π×150に対応した信号の係数を抜き取ることから
なる。係数が1の540個の複素数のテーブルと次の偏
考を考える θ=0.185×90×360°×P ここに 0.185はサンプル周期;90はフィルタに加えられ
る信号の周波数;Pはテーブルのエレメントの次数;θ
は度単位の式であり、90Hzに対しサンプルの次数を
乗じたサンプリングのステップである。各エレメントは
次式で表わされる: 【数15】 【0091】実際に分折される信号は時間で制限されて
いることを考慮する必要がある。標準の方法では、“重
み付けウィンド”として知られているウィンドはこの目
的のため使用されている。 【0092】ここで用いているウィンドはブラックマン
ウィンドである。 【0093】実際に行われるウィンドには重み付けウィ
ンドと信号との乗算を考慮する必要がある。 【0094】積の1周期における平均は次の通りである
: 【数16】 上式は求めようとしている90Hzコンポーネントの係
数を表わしている。 【0095】150Hzコンポーネントの係数は同様に
得られる。 【0096】これらのそれぞれの係数を用いると、係数
の和すなわちSと係数の差すなわちDを計算することが
できる。 【0097】演算は再度n回開始されるが位相シフタ8
により生ずる位相αk は毎回2π/nずつ増加する。 実施例においてnは16に等しい。 【0098】αk が位相シフタの16個の値により変
化する時、係数SおよびDの周期的な変化が得られる。 位相シフタの16個のそれぞれに対応した偏角αk が
、それぞれSおよびDに対して求められた16個の係数
の値のそれぞれと関係があれば、16個の複素数の2つ
のテーブルが定まり、それぞれはαk の周期関数で表
わされる。 【0099】SおよびDの数学的な式に従って定められ
た2つの関数のそれぞれに対する高速フーリエ変換(F
FT)の2次項は複素数となる。Sの場合その係数は8
mP1 P0 となり、Dの場合その係数は4P0 B
1 となる。偏角はそれぞれ(ψ1 −ψ0 )と(ψ
2 −ψ0 )に等しい。P0 とmが一定と仮定すれ
ば、乗算係数の場合を除いてP0 とB1 が得られる
。 【0100】上述の演算は4つのセンサ21 から24
のそれぞれに対して繰り返される。ベクトルP1 と
P2 の値は4つの異った位置で得られる。 【0101】係数ρT1 T2 とT3 の値を得るた
めには、アンテナ自体において全く同じ変数の値を有す
る必要がある。 【0102】この目的のため、補促演算をそれぞれのア
ンテナカップラにおいて再度開始するとP1 とB1
を得る。 【0103】通路UとVにより生ずる送信ファクタ(位
相シフトの減衰のファクタ)が既知ならば、次式に書き
表わせる: 【数17】 上式はセンサ21 に対するものであるがそれぞれの他
のセンサについても同じ式となる。 【0104】これらの式のそれぞれにおいて、係数Ti
はi番目のアンテナの送信係数を示している。ファク
タC、すなわちC1 、C2 、C3 、C4 は各ア
ンテナに特有な係数である。 【0105】比Pi /Bi を取ると次式を得る:【
数18】 【0106】従って4つの未知量ρT1 T2 T3
から成る4式のシステムが得られる。 【0107】これらの式において、EとVは各アンテナ
、すなわち実際のアンテナとイメージのアンテナからそ
れぞれのセンサまでの距離のみに左右される。 【0108】アンテナとセンサの位置はDATA.GL
Dと呼ばれるテーブルのカーテジアン(Cartesi
an) 座標X、Y、Zにあるコンピュータのメモリに
入っている。 【0109】点0は次の交点により定められる:1
大地平面; 2 滑走軸に直角で第1アンテナの中心を通過する垂
直平面; 3 滑走軸に平行で第1アンテナの中心を通過する垂
直平面。 【0110】イメージアンテナの位置は測定される水平
に対して大地の傾斜を考慮に入れて計算することにより
決定される。イメージアンテナは実際の大地に対し実際
のアンテナと対称になるように考えられている。 【0111】実際のまたはイメージのアンテナのそれぞ
れとセンサのそれぞれの間の距離が計算される、すなわ
ち3つの実際のアンテナA1 、A2 、A3 と、3
つのイメージのアンテナA4 、A5 、A6 と、4
つのセンサ21 、22 、23 、24 の全体に対
して24個の距離Yijが与えられる。iはアンテナの
添字でありjはセンサの添字である。θijをi番目の
アンテナの軸とj番目のセンサの軸の間の角度とすると
、j番目のセンサでi番目のアンテナから受信される電
界の式は次の通りである:【数19】 【0112】距離Yijを進行するのに要する時間によ
り生ずるアンテナ/センサの位相シフトの式は次の通り
である: 【数20】 【0113】4つの式を定めるモードについて簡単に検
討することとする。 【0114】アンテナの送信ファクタは次の様に書ける
: Ti =Tin(1+ζi ) 【0115】Tinは演算の公称状態で測定した送信フ
ァクタであり、ζi はこのファクタで決まる変分であ
る。 【0116】次の表示を用いる: 1 i番目のアンテナのSBOとCSB電流としてB
i とPiについて 【数21】 2 j番目のセンサで測定される比SBO/CSBと
してDjmは次のとおりであり、ζi の値はIなる未
知の量を有するj個の式のマトリクスシステムから定ま
る:Yj =Wjiζi 同様に Yj =DjmPjn−Bjn および Wji={Bi −DjmPi }TinEij【01
17】マトリスクWjiは一般に縮退し(ゼロ行列式)
更にその分解はある一定の制約を選択した近似の過程を
示している。この場合、問題とする項について選択は次
の汎関数を最小にすることにより行われる:【数22】 ここにレギュラリゼーションaのパラメータは2次ノル
マ(L2の距離関数)に基づき次の剰余を最小とする:
【数23】 【0118】これらの式においてDjmは前述の式(1
)の2番目の辺である。Bjn、DjnおよびTjnを
知る必要がある。これらの値を得るために使用される計
算を以下に記載する。 【0119】この計算は校正の段階を通して行われ、各
アンテナには同じ基準信号が連続的に加えられている(
CSBのみ)。 【0120】アンテナiとそのアンテナのイメージアン
テナi+3によりセンサjに送信して得られた係数τi
jを検討する。このτについての関連知識が必要となる
。 それらは複素数であり、それらの係数はセンサに集めら
れた搬送波の振幅と同じ搬送波の位相の偏角である。 【0121】アンテナカップラに対する前に述べた補促
によりこれらのカップラのそれぞれに対するカップリン
グファクタを測定し、アンテナの供給電流の位相と振幅
により正確な相対的な決定を得ることができる。 【0122】これはアンテナとカップラの間に複素カッ
プリング比があることを示している。アンテナの供給電
流と既知のカップラで測定された電流により、カップリ
ング係数が導かれる。 【0123】全ての複素数τijはマトリクスを構成し
ている。F1 とF2 を2つの複素数とする。次式を
書くことができる: τij=F1 Uij+F2 V(i+3)j【012
4】センサ間の相対的な位相に対する不確定性を取り除
くため、3つの数に対する4つのグループ(この場合は
4つのセンサ)を調べることとする。 【0125】センサjに対するグループの式は次の通り
書ける: 【数24】 【0126】最小2乗法を用いた多線形回帰によりこの
システムの式を分解することにより係数F1 とF2
が計算され、更に大地の反射係数ρj に等しい係数F
2j/F1jの値が計算される。このように計算された
ρj の平均により大地の公称平均反射係数ρが得られ
る。 【0127】τijを基礎にして、センサにより受信さ
れた理論的な信号を計算することができる。 【0128】CSB信号に対し、次の様に書くことがで
きる: 【数25】 更に信号SBOに対しては次の通りになる:【数26】 【0129】従って次の比を計算できる:【数27】 【0130】関連のある変数を得るため、このように計
算された理論的な信号とセンサで測定された信号との差
、すなわちDjmは計算により求められる。 【0131】このようにILSシステムに対する発明に
よる方法を応用した項に到達した。数学的なモデルが考
えられているが、そのモデルにより、グライドパス送信
機の3つのアレーアンテナの供給電流の関数として、座
標が既知の点での電界が計算される。この電界は直接測
定が可能な4つのパラメータに左右される。 【0132】この場合、本来の位相の測定を始める前に
、前述の校正段階を実施することが適切である。 【0133】この校正段階は初期の校正状態のもとに行
われ、この段階により演算の公称状態を定めることが可
能となる。この発明による方法は、この段階を通して行
われる測定を用いている。 【0134】ある数の回数に対し演算1から4を実施す
ることから成るこの方法のステップ5が行われる。 【0135】この方法による方法のステップ2から5ま
では、アレーアンテナの近くにある4つのセンサのそれ
ぞれとアンテナカップラのそれぞれに対し一度だけ行わ
れる。カップラ9に発生した基準信号はCSB信号であ
る。 【0136】ステップ6が実施され、数学的モデルの全
ての未知のパラメータが計算により求められる。 【0137】前記において、CSBおよびSBO信号の
レベルに対するクリアランス信号の影響は考慮されてい
ない。 【0138】クリアランス信号の特性を知るために、ス
テップ1から4の全てが再度開始され、基準信号として
クリアランス信号が取り出されしかもカップラ11 と
13 によりアンテナ電流が測定される(アンテナ2は
基準信号を受けない)。 【0139】この方法により得られた結果と一緒にされ
たこれらの結果は既知の座標を有した点でILS信号の
値を計算するのに使用される。 【0140】SBOが所定の値、特に値0を有している
点の軌跡を決めることも可能である。 【0141】この軌跡をグライドパスと比較することに
よりカバーする空間を通してアレーにより与えられた指
示をチェックすることができるが、以前の場合のように
いくつかの点にはない。 【0142】既述の一般的な方法は変形を有している。 例えば、6つの外部センサがあれば、2つの付加的なセ
ンサに対してステップ1から4により定められる補促の
プロセスが繰り返され、送信アンテナのそれぞれに対し
種々の大地の反射係数が定められる。 【0143】反対に、現存する外部センサが1つのみな
らば、大地の反射係数を決めしかもアンテナ利得が公称
値であると仮定できる。後者の構成はこの発明による方
法を用いたILSのグライドパスビーコンの送信につい
て完全性をチェックすることに対し費用が最低の構成で
あり、この構成により現存の装置に対し実質的な改善が
加えられる。 【0144】VORラジオビーコンをチェックする方法
と装置の使用について記載する。 【0145】VOR無線航行局が送信する信号は次のも
のから構成される: 1 基準方位(局の磁北)に関する情報を含んでいる
1番目のコンポーネント; 2 基準方位に対し受信機の方位がθを示す情報を含
んでいる2番目のコンポーネント。 【0146】全体の信号はラジアン単位の周波数ω0
で搬送波周波数を変調した3つの複素数ベクトルの和の
形で次の通り書かれる: 【数28】 【0147】実施例によれば、代表的なベクトルは次の
様に書ける(理想状態を想定):“標準”VORの場合
は 【数29】 ドップラーVORの場合は 【数30】 【0148】数値は次の通りである: Ω0 =2π30Hz Ω1 =2π9960Hz M=0、.3 η=16 【0149】可変位相が反転した基準信号の場合を除い
て、全体の信号は両方の実施例で同一であることが容易
に判る。 【0150】もし演算が理想状態であれば次のことが得
られる: a− Ap とAm は共役複素数ベクトル;b−
それらの和は常に搬送波ω0 に対し同相にある;c
− 方位の関数としての位相変化は理想値にできるだ
け近い。 【0151】“標準”VORの場合、実施例は本質的に
次のものから成る: 1 ω0 においてM0 により変調され、全方向性
アンテナに同振幅かつ同相で供給する送信機、2 (
ω0 +Ω0 )において全方向性アンテナに同振幅で
供給し、かつ方位がθとして変化する位相を有する送信
機、 3 (ω0 −Ω0 )において全方向性アンテナに
同振幅で供給し、かつ方位が−θとして変化する位相を
有する送信機; 【0152】これらの2つのアンテナは一般には4相の
組合せによりcos(θ)とsin(θ)のパターンを
有する2つのアンテナにより構成されている、すなわち
: cos(θ)+jsin(θ) および cos(θ)−jsin(θ) 【0153】ドップラーVORの場合、実施例には本質
的に次のものから成る: 1 ω0 においてM0 により変調され、全方向性
アンテナに同振幅かつ同相で供給する送信機、2 (
ω0 +Ω0 )において一連の全方向性アンテナに同
振幅かつ同相で周期的に供給し、しかも周辺ηλを有す
る円の上に置かれている送信機、 3 半回転遅れた同じ一連のアンテナに周期的に供給
する送信機。 【0154】VORの性能特性が多数のパラメータによ
り左右される: 1 電子パラメータ:同振幅かつ同相の送信機の安定
性; 2 アンテナパラメータ:パターンおよび放射電界の
安定性。 【0155】パラメータのあらゆる変化によりベクトル
M0 、Ap およびAm の値が変化する。これらの
パラメータの詳細な測定により放射特性に対する恒久的
なチェックが与えられる。 【0156】測定の原理は次の通りである。 【0157】次の形の信号を検討する:【数31】 【0158】ここにΩa は値0、±Ω0 、±Ω1
を取り、αk は0と2πの間に均等分布したk個の値
をとる。実際この信号は各送信機の出力で取り出され、
k個の位相点を有した位相シフタを通る。 【0159】この信号はアンテナの近くに置かれたある
一定数のセンサにより受信された信号に加えられる。コ
ンポジット信号の検出はそれ故トータルベクトルの係数
に等しい、すなわち 【数32】 SはVORが標準値かドップラ値のいずれかにより値0
または1を取る。 【0160】Ωa とa′k のみを含んだ量を単独に
選べば次の項が得られる: 【数33】 【0161】検出された電圧のn個の値の連続コンポー
ネントに対する1番目のフーリエ計算により次のベクト
ルが決定される: Ωa =0に対しM0 ; Ωa =Ωs に対しAp ; Ωa =−Ωs に対しAm 【0162】Ωa =0に対しΩs で検出されたn個
の値の電圧に対するフーリエ成分、すなわち次のベクト
ルの係数の2番目の計算によりAp とAm の組合せ
の係数と位相が与えられる: Ap*[M0 +Rexp(jαk )]+A
m [M0*+exp(−jαk )]【0163】こ
れらの計算の測定と実施の様相をドップラーVORの場
合について以下に説明する。 【0164】ドップラーVORの場合、使用する装置は
図5の装置である。 【0165】補促カード12には外部同期入力Mと、送
信電流をVORの送信機のそれぞれから取り出す3つの
カップラ11 、12 、13 とがあり、更にHF帯
転換スイッチ22はカップラの1つを選択するのに使用
されている。センサ2が1つだけある。動作は次の通り
である。コンピュータ11が制御する転換スイッチ22
により選択されるカップラ9を用いて、全方向性アンテ
ナに供給する送信機から生ずるω0 の信号(Ωa =
0に対応)は、合算器3の入力4に入る。この合算器の
信号5はセンサ2からの信号により供給されている。こ
のセンサは従来の技術である“モニタリング”センサの
ある場所のVORのいわゆるカウンタポイズに置かれて
いる。 このセンサが受けた信号は全方向性アンテナにより送信
された信号と、非変調信号を送信する直径方向に向かい
合った2つのアンテナにより交互に送信される信号とに
より構成されており、この2つのアンテナの1つはラジ
アン単位の周波数がω0 +Ω1 であり、他の1つは
ラジアン単位の周波数がω0 −Ω1である。合計で4
8個のアンテナがある。30分の1秒の1回転の間、各
アンテナには2回60分の1秒のインターバルがあるが
、1回はラジアン単位の周波数がω0 +Ω1 の信号
により生じ、他の1回はラジアン単位の周波数がω0
−Ω1の信号により生ずる。VORに対する内側の同期
エレメントにより組となったアンテナのそれぞれが規則
的に切替えられる。装置21はこの同期信号の一部を捕
獲するエレメントである。 【0166】この信号は補促カードに使われ、送信用ア
ンテナにより送信される信号が最大となる瞬間に対応し
た補促サンプルの瞬間を決める。このように1回転当り
48個のサンプルが得られる。サンプルのそれぞれはあ
る割り当てを受ける。それ故均等分布アンテナと同じ数
の割当てがある。この演算は(2π/n)位相シフトに
より再びn回開始されるが、この位相シフトは毎回基準
信号に加えられる。このように各アンテナに対し割当て
が行われ、それぞれにはαkのそれぞれの値に対応して
n個の数がある。演算は、周波数ω0 + Ω1 で非
変調信号である信号を与えるカップラ9.2を選択する
ことと、周波数ω0 −Ω1 で非変調信号を与えるカ
ップラ9.3を選択することにより、同様に再び開始さ
れる。 【0167】このように、アンテナ当りトータルで3つ
の割り当てが得られ、割当てのそれぞれにはn個の値が
含まれている。 【0168】前述に定めた1番目および2番目の計算を
実施することが可能となる。 【0169】1番目のアンテナに対応したそれぞれがΩ
a =0、Ωa =Ω1 およびΩa =−Ω1 に対
する3つの割当てのそれぞれのn個の値について検出し
た電圧の連続したコンポーネントに関するフーリエ計算
によりM0 、Ap 、Amの値が与えられる。 【0170】このアンテナに関した1番目の割当てから
生ずるn個の値についてΩa =0に対するΩ1 コン
ポーネントのフーリエ計算により、このアンテナに対し
てAp とAm の組合せに対する係数と位相が与えら
れる。 【0171】他の47個のアンテナに対する3つの割当
てのそれぞれに関する連続した2つの計算により、これ
らのアンテナのそれぞれに対してエレメントが同じにな
る。 【0172】得られた値と許容限度値との比較によりV
OR局により送信された信号の完全性をチェックできる
。Ap 、Am およびM0 の全ての値を試験するこ
とにより、ある場合には送信機の1つにおける故障と、
1以上のアンテナとカウンタポイズにより作られる反射
器の位置測定ができる。
【図1a】αk に対する関数の値を示す。
【図1b】αk に対する関数の値を示す。
【図2】この発明による装置の一般的な形態を示す。
【図3】この発明による一般的な装置の変形を示す(ス
イッチとアナログフィルタを有している)。
イッチとアナログフィルタを有している)。
【図4】この発明による一般的な装置の他の変形を示す
(減衰器とダイオードスイッチを有している)。
(減衰器とダイオードスイッチを有している)。
【図5】この発明による装置の他の変形を示す(基準信
号を取り入れるためいくつかのカップラを有している)
。
号を取り入れるためいくつかのカップラを有している)
。
【図6】この発明による装置の他の変形を示す(合算器
と検出器の代りにミキサを有している)。
と検出器の代りにミキサを有している)。
1 カップラ
2 センサ
3 合算器
4、5 入力
6、16 出力
7、15 転換スイッチ
8 位相シフタ
9 カップラ
10 検出器
11 コンピュータ
12 補促カード
13 インターフェイスカード
141 、142 、143 、144 アナログ
フィルタ17 バス 18 減衰器 19 ダイオードスイッチ 20 負荷 21 同期装置 22 HF帯転換スイッチ 23 ミキサ 24 整合回路
フィルタ17 バス 18 減衰器 19 ダイオードスイッチ 20 負荷 21 同期装置 22 HF帯転換スイッチ 23 ミキサ 24 整合回路
Claims (34)
- 【請求項1】 直接には測定しにくいパラメータによ
り影響を受けやすい送信の完全性を恒久的にチェックす
るための方法であり、係数に対するその影響と空間へ放
射される電界の位相は数学的なモデルにより決定され、
送信はアレーアンテナで行われており、更に各アンテナ
またはグループのアレーアンテナには1以上のHF搬送
波周波数が供給されており、これらの周波数のそれぞれ
は1以上の正確な正弦波状の低周波信号により既知の方
法で変調されており次のことから成る: 1 少なくとも1点で受けた信号と基準信号と呼ばれ
る信号との組合せの振幅の値により、その点および周期
T時間の間に記録が行われており、基準信号の基本周波
数が分析される信号のHF周波数の1つに等しい;2
このように得られた信号の周波数成分の振幅が抜き取
られ記憶されている; 3 ステップ1と2は同じ点で記録することと、実行
することをn回(nは全体数を示す)開始し、各回にお
いて基準信号の位相シフトが次の量である、αk =2
π/n、 kは1とnの間の全ての値を連続してとる全体数である
; 4 このように記憶されたn個の振幅が関数F (α
k )のn個の値として処理され、そのフーリエ変換の
ある係数の値がその処理から抜き取られる; 5 1から4までの全ての演算が測定点にある回数と
少なくとも同じ回数再度開始される; 6 未知のパラメータの値が数学的モデルを使用する
ことにより決定される。 - 【請求項2】 少なくとも1つの記録される点がアン
テナのレードームの中にあり、記録された信号がそのア
ンテナの供給電流を示している請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 少なくとも1つの記録される点がアレ
ーアンテナの近くにある請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 記録される時間Tが分析される低周波
信号の周期の全数に等しい請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 関数F(αk )のフーリエ変換の係
数が次の係数の少なくとも1つから成る請求項1に記載
の方法: 1 連続したコンポーネントの値; 2 基本周波数のコンポーネントの振幅と位相。 - 【請求項6】 ステップ1から4までが種々の基準信
号により実施される請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 いわゆるCSB信号と、いわゆるSB
O信号と更にいわゆるクリアランス信号を送信する3つ
のアンテナA1 A2 A3 から構成されるアレーか
ら成るILSシステムのグライドパス送信機により送信
される信号の完全性をチェックするように設計された請
求項1に記載の方法で、ステップ1から4までが記録さ
れる点をアンテナの1つの中に、更に他の2つのアンテ
ナのそれぞれの中に連続して置くことから実施される。 - 【請求項8】 ステップ1から4までがアレーアンテ
ナの近くに少なくとも一度記録される点を置くことによ
り更に実施される請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 ステップ2から5までが連続した4つ
の異なる場所でアレーアンテナの近くに記録される点を
置くことにより実施される請求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 ステップ1から4までが6ヶ所の異
なる場所でアレーアンテナの近くに記録される点を置く
ことにより実施される請求項8に記載の方法。 - 【請求項11】 基準信号がアレーアンテナに供給す
る送信機で取り出されるいわゆるCSB信号である請求
項8に記載の方法。 - 【請求項12】 記録時間Tが100ミリセカントで
ある請求項7に記載の方法。 - 【請求項13】 ステップ2で定まるフィルタリング
が90Hzの周波数で行われる請求項7に記載の方法。 - 【請求項14】 フィルタリングが更に150Hzの
周波数で行われる請求項13に記載の方法。 - 【請求項15】 ステップ4で定まる数nが16に等
しい請求項7に記載の方法。 - 【請求項16】 2つの関数S(αk )とD(αk
)が形成され、その16個の値のそれぞれが90Hz
と150Hzでフィルタリングされたαk の値のそれ
ぞれに対して得られた値の和と差であり、更にこれら2
つの関数のそれぞれのフーリエ変換から抜き取られた係
数が周期2πのコンポーネントの振幅および位相である
請求項7、8および11から15に記載の方法。 - 【請求項17】 2つの関数S(αk )とD(αk
)が形成され、その16個の値のそれぞれが90Hz
と150Hzでフィルタリングされたαk の値のそれ
ぞれに対して得られた値の和と差であり、更にこれら2
つの関数のそれぞれのフーリエ変換から抜き取られた係
数が同期2πのコンポーネントの振幅と位相である請求
項7から9、および11から15に記載の方法。 - 【請求項18】 ステップ1から4までで更にクリア
ランス信号を基準信号としており、記録される点がアン
テナA1 とA3 に連続して置かれている請求項17
に記載の方法。 - 【請求項19】 1つの中央のアンテナと、中心に中
央のアンテナを有する円に均等分布された48個のアン
テナから構成されるアレーアンテナから成るドップラー
VOR局により送信される信号の完全性をチェックする
ように設計されており、中央のアンテナはラジアン単位
の周波数Ω0 で信号が変調されたラジアン単位の周波
数ω0 の振幅を発生する送信機により供給されており
、均等分布のアンテナは60分の1秒毎に連続して供給
されており、2つのアンテナは直径に対し向いあった組
を成しており、アンテナの一方は正確なHF帯のラジア
ン単位の周波数ω0 −Ω1 を作る送信機により供給
されており、更に他のアンテナは正確にHF帯のラジア
ン単位の周波数ω0 −Ω1 を作る送信機により供給
されており、記録される点がアレーアンテナの近くに置
かれている請求項1に記載の方法。 - 【請求項20】 記録周期Tが1秒の30分のnであ
る請求項19に記載の方法。 - 【請求項21】 1つの周期Tの間に記録される値が
48個の割当てに分割され、割当て内での変化が組にな
った均等分布のアンテナへの供給の変化と同期している
請求項19に記載の方法。 - 【請求項22】 ステップ3で定まる数nが16であ
る請求項19に記載の方法。 - 【請求項23】 ステップ1から4までが基準信号と
して3つの送信機で発生される信号のそれぞれにより少
なくとも一度実施される請求項19に記載の方法。 - 【請求項24】 ステップ2で定まる連続したコンポ
ーネントおよびΩ1のコンポーネントにより行われる請
求項23に記載の方法。 - 【請求項25】 αk のフーリエ変換から取り出さ
れる係数が少なくとも次のものから成る請求項24に記
載の方法: 1 連続コンポーネント; 2 基本周波数Ω1 のコンポーネント。 - 【請求項26】 3つの割当てが末端の48個のアン
テナのそれぞれに対して作られており、割当てのそれぞ
れは基準信号のそれぞれにより記録されたn個の値を含
んでおり、しかもラジアン単位の周波数ω0 において
基準信号により作られた割当てから、連続したコンポー
ネントとαk の関数のフーリエ変換の基本周波数にお
けるコンポーネントを取り出し、更に他の2つの割当て
のそれぞれからαk の関数のフーリエ変換の連続コン
ポーネントを取り出している請求項19、20、21、
23、24、25に記載の方法。 - 【請求項27】 直接には測定しにくい送信のパラメ
ータの測定を実施するための装置で、ある点における送
信の係数と位相に対する影響は数学的なモデルにより決
定され、その送信はアレーアンテナで行われており、各
アンテナまたはグループのアレーアンテナには共通のH
F搬送波周波数を有した1以上の送信機があり、この周
波数は1以上の正確な正弦波状の信号によりそれぞれの
アンテナに対して変調されており、更に次のものから成
る装置である: 1 アレーアンテナの近くに置かれた少なくとも1つ
のセンサ; 2 2つの入力と1つの出力を有し、各センサとカッ
プラを連続して接続するプログラム可能なHF帯転換ス
イッチにより入力の1つにおいてセンサから来る信号の
1つを受け、更に送信に関係する送信機の1つの出力に
あるカップラにより取り出されるいわゆる基準信号を他
の入力においてプログラム可能な位相シフタを通して受
ける合算器で、合算器の出力は検出器に接続されている
;3 検出器の出力で信号を受け、更に位相シフタの
方向および高周波転換スイッチの方向に制御信号を送出
するコンピュータ。 - 【請求項28】 検出器の出力が多数のアナログフィ
ルタの入力に加えられており、フィルタのそれぞれの出
力がプログラム可能な転換スイッチに供給されており、
更にその出力がコンピュータに供給されている請求項2
7に記載の装置。 - 【請求項29】 プログラム可能な減衰器が転換器の
出力と合算器の入力との間に接続されている請求項27
に記載の装置。 - 【請求項30】 ダイオードスイッチが位相シフタの
出力と合算器の入力の間に挿入されている請求項29に
記載の装置。 - 【請求項31】 転換器の入力が更に3つのカップラ
と負荷に接続されている請求項30に記載の装置。 - 【請求項32】 プログラム可能な転換スイッチから
構成され、更にその出力が位相シフタの入力に接続され
、しかもその入力が少なくとも2つのカップラに接続さ
れている請求項31に記載の装置。 - 【請求項33】 コンピュータが同期装置により供給
されている請求項28と32に記載の装置。 - 【請求項34】 合算器と検出器が2つの入力と1つ
の出力を有するミキサと整合用回路により置き替えられ
ており、ミキサは入力の1つで減衰器の出力と他の入力
で位相シフタの出力信号を受けており、更に整合用回路
は入力でミキサからの出力信号を受け出力でコンピュー
タに供給している請求項27から33のいずれかに記載
の装置。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| FR9011861 | 1990-09-26 | ||
| FR9011861A FR2667160B1 (fr) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | Procede et dispositif de mesure de l'integrite d'une emission. |
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|---|---|
| JPH04290969A true JPH04290969A (ja) | 1992-10-15 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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|---|---|
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| FR (1) | FR2667160B1 (ja) |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |