(57)【要約】【課題】構成を簡略化できる距離測定装置を提供する。【解決手段】距離測定装置１は、距離を測定する航空機３とパルスＰ１、Ｐ２を送受信するトランスポンダ部１３と、ノイズＡｎを生じさせるノイズ源５１ａ（５１ｂ）と、ノイズＡｎに基づいてランダム値Ｒａを生成するランダム値生成回路５３ａ（５３ｂ）と、ランダム値Ｒａに基づいてパルス間隔Ｉｎｔ１（Ｉｎｔ２）を生成するパルス間隔生成回路５５ａ（５５ｂ）と、トランスポンダ部１３へ送信する擬似質問パルスＰＰ１（ＰＰ２）を生成する擬似質問生成回路５６ａ（５６ｂ）と、パルス間隔に基づいて擬似質問パルスを送信する送信回路３５ａ（３５ｂ）と、擬似質問パルスに対してトランスポンダ部１３が応答した応答パルスＰ２に基づいてトランスポンダ部１３の状況をモニタする応答パルスモニタ回路３３ａ（３３ｂ）とを含む第１モニタ部１５（第２モニタ部１６）とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
距離を測定する対象とパルスを送受信するトランスポンダ部と、
第１ノイズを生じさせる第１ノイズ源と、前記第１ノイズに基づいて第１ランダム値を生成する第１ランダム値生成手段と、前記第１ランダム値に基づいて第１パルス間隔を生成する第１パルス間隔生成手段と、前記トランスポンダ部へ送信する第１擬似質問パルスを生成する第１擬似質問生成手段と、前記第１パルス間隔に基づいて前記トランスポンダ部へ前記第１擬似質問パルスを送信する第１送信手段と、前記第１擬似質問パルスに対して前記トランスポンダ部が応答した応答パルスに基づいて前記トランスポンダ部の状況をモニタする第１応答パルスモニタ部とを含む第１モニタ部と、
第２ノイズを生じさせる第２ノイズ源と、前記第２ノイズに基づいて第２ランダム値を生成する第２ランダム値生成手段と、前記第２ランダム値に基づいて第２パルス間隔を生成する第２パルス間隔生成手段と、前記トランスポンダ部へ送信する第２擬似質問パルスを生成する第２擬似質問生成手段と、前記第２パルス間隔に基づいて前記トランスポンダ部へ前記第２擬似質問パルスを送信する第２送信手段と、前記第２擬似質問パルスに対して前記トランスポンダ部が応答した応答パルスに基づいて前記トランスポンダ部の状況をモニタする第２応答パルスモニタ部とを含む第２モニタ部と
を具備することを特徴とする距離測定装置。
【請求項２】
前記第１及び第２パルス間隔生成手段は、
ランダム値Ｒａ、最大パルス間隔Ｉｍａｘ、最小パルス間隔Ｉｍｉｎを用いて
Ｉｎｔ＝Ｒａ×（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）＋Ｉｍｉｎ
により前記第１及び第２パルス間隔Ｉｎｔを算出することを特徴とする請求項１に記載の距離測定装置。
【請求項３】
前記最小パルス間隔Ｉｍｉｎは、前記トンランスポンダ部が、前記擬似質問パルスを受信してから前記応答パルスの送信を終了するまでの不感時間であることを特徴とする請求項２に記載の距離測定装置。
【請求項４】
前記最大パルス間隔Ｉｍａｘは、単位時間をＴとし、単位時間当たりに送信する前記擬似質問パルスの数をＮとすると、
Ｉｍａｘ＝Ｔ／Ｎ
であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の距離測定装置。
【請求項５】
前記第１モニタ部は、第１ランダム値を増幅する増幅手段を具備していることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の距離測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスポンダ部をモニタするために２個のモニタ部を備えた距離測定装置（ＤＭＥ：Distance Measuring Equipment）に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物との距離を測定するための距離測定装置が知られている。このような距離測定装置として、航空機と地上局との間の距離を測定する技術が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
距離測定装置は、地上局に設置され、航空機のインタロゲータと信号を送受信することによって、距離を測定する。一般に、距離測定装置は、２個のトランスポンダ部と、２個のモニタ部とを備えている。
【０００４】
２個のトランスポンダ部は、同じ構成を有する。トランスポンダ部は、航空機に設置されたインタロゲータと信号を送受信するためのものである。尚、２個のトランスポンダのうち、一方は運転状態であって、他方は待機状態に設定される。
【０００５】
２個のモニタ部は、同じ構成を有する。モニタ部は、運転中のトランスポンダ部の動作を常時監視するためのものである。
【０００６】
この距離測定装置により距離を測定する場合、航空機に設置されたインタロゲータから運転状態のトランスポンダ部に質問パルスが送信される。この信号を受信したトランスポンダ部は、受信した質問パルスに対応した応答パルスをインタロゲータに送信する。航空機では、自らが送信した質問パルスに対応する応答パルスを受信する。そして、航空機では、質問パルスと受信パルスとの送受信にかかった時間等から地上局との距離を測定することができる。
【０００７】
各モニタ部は、航空機とトランスポンダ部とのパルスの送受信と並行して、トランスポンダ部を監視する。具体的には、各モニタ部からトランスポンダ部へ擬似質問パルスが送信される。擬似質問パルスとは、航空機が送信する質問パルスと実質的に同じものである。これを受信したトランスポンダ部は、擬似質問パルスに対応する応答パルスを送信する。モニタ部は、この応答パルスを受信することによって、トンランスポンダ部が正常であると判断する。一方、モニタ部は、所定の時間が経過しても、応答パルスを受信しない状態が連続すると、トランスポンダ部が異常であると判断する。モニタ部によってトランスポンダ部が異常と判断されると、他方のトランスポンダ部に切り替えるか、または、シャットダウンする。
【０００８】
ここでトランスポンダ部は、質問パルス及び擬似質問パルスを受信すると、受信した質問パルス及び擬似質問パルスに対応する応答パルスの送信を終了するまで、不感時間となる。従って、トランスポンダ部は、次の質問パルス及び擬似質問パルスを不感時間内に受信しても、応答パルスを送信できない。ここで、擬似質問パルスが不感時間内に連続してトランスポンダ部に受信されると、モニタ部は応答パルスを連続して受信しない状態が起こる。この結果、トランスポンダ部が正常であっても異常と判定されることが起こる。
【０００９】
このため、２個のモニタ部が、毎回、同じパルス間隔で擬似質問パルスを送信するように構成すると、一方のモニタ部が送信した擬似質問パルス信号によって生じた不感時間に、他方のモニタ部が擬似質問パルスを一度送信すると、他方のモニタ部からの擬似質問パルスは、連続して不感時間に送信されることになる。この結果、トランスポンダ部が異常であると誤って判定されることが多くなるといった問題があった。
【００１０】
この問題を解決するために、各モニタ部が、毎回、不規則なパルス間隔で擬似質問パルスを送信する技術が知られている。この場合、各モニタ部は、この異なるパルス間隔を生成するためのランダムデータが記憶された記憶手段を備えている。ここで当然同じランダムデータによってパルス間隔を生成すると、２個のモニタ部が同じパルス間隔で擬似質問パルスを送信する。これを防ぐために、各モニタ部は、異なるランダムデータが記憶された２個の記憶手段（以下、第１記憶手段及び第２記憶手段という）をそれぞれ備えている。これにより、一方のモニタ部が第１記憶手段に記憶されたランダムデータによってパルス間隔を生成するとともに、他方のモニタ部が第２記憶手段に記憶されたランダムデータによりパルス間隔を生成する。これによって、２個のモニタ部が、異なるパルス間隔で擬似質問パルスを送信することができる。これにより、一方のモニタ部が、他方のモニタ部により生じた不感時間に連続して擬似質問パルスを送信することを抑制できる。この結果、正常なトランスポンダ部が誤って異常と判定されることを抑制できる。
【特許文献１】特開２００１−２４９１７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した距離測定装置では、２個のモニタ部を同じ構成にする必要があるため、各モニタ部に同じ２個の記憶手段を設けなくてはならない。このため、各モニタ部の構成が複雑になる。また、これらの記憶手段のいずれかを選択するための制御手段が必要となるために、更に構成が複雑になる。これらにより、距離測定装置の構成が複雑になるといった課題がある。
【００１２】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、構成を簡略化できる距離測定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の特徴に係る距離測定装置は、距離を測定する対象とパルスを送受信するトランスポンダ部と、第１ノイズを生じさせる第１ノイズ源と、第１ノイズに基づいて第１ランダム値を生成する第１ランダム値生成手段と、第１ランダム値に基づいて第１パルス間隔を生成する第１パルス間隔生成手段と、トランスポンダ部へ送信する第１擬似質問パルスを生成する第１擬似質問生成手段と、第１パルス間隔に基づいてトランスポンダ部へ第１擬似質問パルスを送信する第１送信手段と、第１擬似質問パルスに対してトランスポンダ部が応答した応答パルスに基づいてトランスポンダ部の状況をモニタする第１応答パルスモニタ部とを含む第１モニタ部と、第２ノイズを生じさせる第２ノイズ源と、第２ノイズに基づいて第２ランダム値を生成する第２ランダム値生成手段と、第２ランダム値に基づいて第２パルス間隔を生成する第２パルス間隔生成手段と、トランスポンダ部へ送信する第２擬似質問パルスを生成する第２擬似質問生成手段と、第２パルス間隔に基づいてトランスポンダ部へ第２擬似質問パルスを送信する第２送信手段と、第２擬似質問パルスに対してトランスポンダ部が応答した応答パルスに基づいてトランスポンダ部の状況をモニタする第２応答パルスモニタ部とを含む第２モニタ部とを具備する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、各モニタ部がノイズ源から生じるノイズに基づいて不規則なパルス間隔を生成しているので、構成を簡略化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して本発明を航空機と地上局との距離を測定するための距離測定装置に適用した第１実施形態による距離測定装置について説明する。図１は、第１実施形態による距離測定装置と航空機との関係を示す概略図である。図２は、第１実施形態による距離測定装置の全体構成を示すブロック図である。図３は、擬似質問制御回路の内部構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１に示すように、距離測定装置１は、地上局２に設置される。距離測定装置１は、航空機３に設けられたインタロゲータ４と質問パルスＰ１及び応答パルスＰ２を送受信する。これにより、航空機３は、地上局２に設けられた距離測定装置１との距離を測定することができる。
【００１７】
図２に示すように、距離測定装置１は、アンテナ１１と、スイッチ回路１２と、第１トランスポンダ部１３と、第２トランスポンダ部１４と、第１モニタ部１５と、第２モニタ部１６と、制御部１７と、リモート装置１８とを備えている。尚、以下の説明において、第１トランスポンダ部１３が運転状態であって、第２トランスポンダ部１４が待機状態であるとして説明する。
【００１８】
スイッチ回路１２は、ミキサーを含む。スイッチ回路１２は、アンテナ１１、トランスポンダ部１３、１４及びモニタ部１５、１６間のパルスの送受信を切り替える。また、スイッチ回路１２は、制御部１７からの切替信号ＳＳによって、第１トランスポンダ部１３及び第２トランスポンダ部１４を運転状態と待機状態に切り替えるためのものである。
【００１９】
第１トランスポンダ部１３は、アンテナ１１を介して、距離を測定する対象である航空機３のインタロゲータ４と質問パルスＰ１及び応答パルスＰ２を送受信するためのものである。
【００２０】
第１トランスポンダ部１３は、受信回路２１と、応答回路２２と、送信切替回路２３と、送信回路２４とを備えている。
【００２１】
受信回路２１は、航空機３のインタロゲータ４から送信された質問パルスＰ１をアンテナ１１及びスイッチ回路１２を介して受信する。質問パルスＰ１は、所定のパルス幅及び所定のパルス間隔を有するツインパルスである。受信回路２１は、受信した質問パルスＰ１を応答回路２２へと出力する。
【００２２】
応答回路２２は、受信回路２１から入力された質問パルスＰ１を解析して、航空機３からの質問パルスＰ１であるか否かを判定する。応答回路２２は、入力されたパルスが質問パルスＰ１であると判定した場合は、質問パルスＰ１に対応した応答パルスＰ２を送信切替回路２３へと出力する。
【００２３】
送信切替回路２３は、応答回路２２から応答パルスＰ２が入力されると、第１トランスポンダ部１３を送信状態に切り替えて、応答パルスＰ２を送信回路２４へと出力する。
【００２４】
送信回路２４は、送信切替回路２３から応答パルスＰ２が入力されると、スイッチ回路１２及びアンテナ１１を介して航空機３に応答パルスＰ２を送信する。応答パルスＰ２は、所定のパルス幅及び所定のパルス間隔を有するツインパルスである。
【００２５】
ここで、受信回路２１で質問パルスＰ１が受信されてから送信回路２４が応答パルスＰ２を送信するまでのディレイ時間Ｄｔは５０μｓである（図４参照）。受信回路２１に質問パルスＰ１が受信されてから送信回路２４が応答パルスＰ２の送信を終了するまでは、不感時間となる。この不感時間Ｎｔは１００μｓである（図４参照）。
【００２６】
また、後述する第１モニタ部１５及び第２モニタ部１６が第１トランスポンダ部１３へと送信する擬似質問パルスＰＰ１、ＰＰ２に対しても、第１トランスポンダ部１３は、上述した質問パルスＰ１と同様に、応答パルスＰ２を生成して送信する。
【００２７】
第２トランスポンダ部１４は、上述した第１トランスポンダ部１３と同じ構成を有するので説明を省略する。第２トランスポンダ部１４は、待機状態である。待機状態では、質問パルスＰ１が、スイッチ回路１２から第２トランスポンダ部１４に入力されることはない。第２トランスポンダ部１４は、第１トランスポンダ部１３が異常と判定された場合には、制御部１７によって運転状態に切り替えられる。
【００２８】
第１モニタ部１５は、運転状態のトランスポンダ部１３（１４）をモニタするためのものである。第１モニタ部１５は、サーキュレータ３１ａと、受信回路３２ａと、応答パルスモニタ回路３３ａと、擬似質問制御回路３４ａと、送信回路３５ａとを備えている。
【００２９】
サーキュレータ３１ａは、トランスポンダ部１３（１４）から送信された応答パルスＰ２を、受信回路３２ａへと出力する。また、サーキュレータ３１ａは、スイッチ回路１２を介して、送信回路３５ａが送信した擬似質問パルスＰＰ１をトランスポンダ部１３（１４）へと送信する。
【００３０】
受信回路３２ａは、トランスポンダ部１３（１４）から送信された応答パルスＰ２を受信して、応答パルスモニタ回路３３ａへと出力する。
【００３１】
応答パルスモニタ回路３３ａは、擬似質問パルスＰＰ１に対して運転状態のトランスポンダ部１３（１４）が応答した応答パルスＰ２に基づいてトランスポンダ部１３（１４）の状況をモニタする。具体的には、応答パルスモニタ回路３３ａは、受信回路３２ａから入力されたパルスが応答パルスＰ２か否かを判定する。応答パルスモニタ回路３３ａは、入力されたパルスが応答パルスＰ２でない場合やパルスが入力されない場合は、トランスポンダ部１３（１４）の異常を報せるためのトランスポンダアラームＡｌ１を制御部１７へと出力する。また、応答パルスモニタ回路３３ａは、０．５ｍｓの間隔（以下、基準タイミング間隔ＳＴ）で定期的に基準タイミングパルスＳＴＰ１を擬似質問制御回路３４ａへと出力する。基準タイミングパルスＳＴＰ１は、擬似質問パルスＰＰ１を送信するためのトリガーとなる。
【００３２】
擬似質問制御回路３４ａは、航空機３から送信される質問パルスＰ１と同じツインパルスからなる擬似質問パルスＰＰ１を生成して、送信回路３５ａへと出力する。擬似質問制御回路３４ａは、１秒間（＝単位時間Ｔ）当たりに２０００個（＝単位時間Ｔ当たりに送信する擬似質問パルスの数Ｎ）の擬似質問パルスＰＰ１を生成して出力する。即ち、擬似質問制御回路３４ａは、基準タイミング間隔ＳＴである０．５ｍｓに１個の割合で擬似質問パルスＰＰ１を出力する。ここで、擬似質問制御回路３４ａの回路動作周波数は、１０ＭＨｚである。擬似質問制御回路３４ａの１クロックは、０．１μｓである。従って、基準タイミング間隔ＳＴの０．５ｍｓをクロック数に変換したクロック数は、５０００クロックである。
【００３３】
以下、図３を参照して、より具体的に擬似質問制御回路３４ａを説明する。
【００３４】
図３に示すように、擬似質問制御回路３４ａは、ノイズ源５１ａと、ＡＤ変換器５２ａと、ランダム値生成回路５３ａと、増幅回路５４ａと、パルス間隔生成回路５５ａと、擬似質問生成回路５６ａとを備えている。
【００３５】
ノイズ源５１ａは、ツェナーダイオード６１ａを有する。ノイズ源５１ａは、このツェナーダイオード６１ａに１５Ｖの電圧が印加されることによって、ノイズＡｎを生じさせて、ＡＤ変換器５２ａへと出力する。
【００３６】
ＡＤ変換器５２ａは、ノイズ源５１ａから入力されたアナログのノイズＡｎをデジタルのノイズＤｎに変換する。尚、ＡＤ変換器５２ａは、別に設けられているＡＤ変換器の余ったチャネルを使用してもよい。
【００３７】
ランダム値生成回路５３ａは、デジタルに変換されたノイズＤｎからランダム値Ｒａを生成する。ランダム値Ｒａは、「０≦Ｒａ≦１」に設定される。ここで、ノイズ源５１ａからのノイズＡｎが小さい場合は、増幅回路５４ａによってランダム値Ｒａが増幅される。
【００３８】
増幅回路５４ａには、８ｂｉｔの擬似ランダム値が記憶されている。増幅回路５４ａは、ランダム値Ｒａが３ｂｉｔの際に、ランダム値Ｒａに８ｂｉｔの擬似ランダム値を足すことによって、ランダム値Ｒａを１１ｂｉｔに増幅する。
【００３９】
パルス間隔生成回路５５ａでは、擬似質問パルスＰＰ１を生成する毎に、入力されたランダム値Ｒａに基づいてパルス間隔Ｉｎｔ１を生成する。ここでいうパルス間隔Ｉｎｔ１とは、基準タイミングパルスＳＴＰ１が出力されてから擬似質問パルスＰＰ１の送信開始までの時間のことである。パルス間隔Ｉｎｔ１の算出方法は、ランダム値Ｒａ、最大パルス間隔Ｉｍａｘ、最小パルス間隔Ｉｍｉｎを用いた以下の式（１）による。
Ｉｎｔ１＝Ｒａ×（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）＋Ｉｍｉｎ    ・・・（１）
ここで、最小パルス間隔Ｉｍｉｎは、トランスポンダ部１３（１４）が質問パルスＰ１及び擬似質問パルスＰＰ１、ＰＰ２を受信してから応答パルスＰ２の送信が完了するまでの不感時間Ｎｔと同じである。最大パルス間隔Ｉｍａｘは、基準タイミング間隔ＳＴ（＝０．５ｍｓ）と同じである。これにより、パルス間隔Ｉｎｔ１は、最小パルス間隔Ｉｍｉｎ以上、最大パルス間隔Ｉｍａｘ以下となる。従って、擬似質問パルスＰＰ１は、基準タイミングパルスＳＴＰ１が出力されてから最小パルス間隔Ｉｍｉｎ以上、最大パルス間隔Ｉｍａｘ以下の間に送信される。
【００４０】
擬似質問生成回路５６ａは、トランスポンダ部１３（１４）へと送信するための擬似質問パルスＰＰ１を生成する。擬似質問パルスＰＰ１は、航空機３のインタロゲータ４から送信されるツインパルスと同じパルス幅及びパルス間隔を有する。擬似質問生成回路５６ａは、送信回路３５ａへと擬似質問パルスＰＰ１を出力する。ここで、擬似質問生成回路５６ａは、基準タイミングパルスＳＴＰ１が出力されてからパルス間隔Ｉｎｔ１の後に送信回路３５ａが擬似質問パルスＰＰ１を送信するように、擬似質問パルスＰＰ１を出力する時間を調整する。
【００４１】
送信回路３５ａは、入力された擬似質問パルスＰＰ１をサーキュレータ３１ａ及びスイッチ回路１２を介して運転状態のトランスポンダ部１３（１４）へと送信する。送信回路３５ａは、基準タイミングパルスＳＴＰ１が入力されてからパルス間隔Ｉｎｔ１が経過した後、擬似質問パルスＰＰ１を送信する。
【００４２】
第２モニタ部１６は、サーキュレータ３１ｂと、受信回路３２ｂと、応答パルスモニタ回路３３ｂと、擬似質問制御回路３４ｂと、送信回路３５ｂとを備えている。尚、第２モニタ部１６の各構成３１ｂ〜３５ｂは、第１モニタ部１５の構成３１ａ〜３５ａと同じ構成なので説明を省略する。
【００４３】
また、擬似質問制御回路３４ｂは、ツェナーダイオード６１ｂを含むノイズ源５１ｂと、ＡＤ変換器５２ｂと、ランダム値生成回路５３ｂと、増幅回路５４ｂと、パルス間隔生成回路５５ｂと、擬似質問生成回路５６ｂとを備えている。尚、擬似質問制御回路３４ｂの各構成５１ｂ〜５６ｂは、擬似質問制御回路３４ａの構成４１ａ〜４６ａと同じ構成なので説明を省略する。
【００４４】
制御部１７は、距離測定装置１の制御全般を司る。制御部１７は、両モニタ部１５、１６の応答パルスモニタ回路３３ａ、３３ｂからトランスポンダアラームＡｌ１、Ａｌ２が連続して入力されると運転状態のトランスポンダ部１３（１４）が異常であると判定する。
ここで、第１トランスポンダ部１３が運転状態である場合、制御部１７は、スイッチ回路１２を介して、第２トランスポンダ部１４を運転状態に切り替えるとともに、第１トランスポンダ部１３を待機状態に切り替える。また、制御部１７は、トランスポンダ部１３、１４及びモニタ部１５、１６へ動作制御信号ＣＳを送信して、それぞれの動作を制御する。
【００４５】
リモート装置１８は、制御部１７から送られるステータス信号に基づいて状況を表示装置に表示する。オペレーターは、表示された状況に基づいて、リモート装置１８を操作して、制御部１７へとコントロール信号を送る。
【００４６】
次に、上述した第１実施形態による距離測定装置１の動作を説明する。
【００４７】
最初に、運転状態である第１トランスポンダ部１３による距離測定の動作について説明する。
【００４８】
まず、航空機３のインタロゲータ４から質問パルスＰ１が送信される。この質問パルスＰ１は、アンテナ１１によって受信される。アンテナ１１で受信された質問パルスＰ１は、スイッチ回路１２を介して、運転状態の第１トランスポンダ部１３の受信回路２１に受信される。受信回路２１は、応答回路２２へと質問パルスＰ１を出力する。応答回路２２は、受信回路２１から入力されたパルスが航空機３から送信された質問パルスＰ１か否かを判定する。応答回路２２は、航空機３から送信された質問パルスＰ１であると判定した場合は、質問パルスＰ１に対応する応答パルスＰ２を生成して、送信切替回路２３へと出力する。
【００４９】
送信切替回路２３は、送信状態に切り替えるとともに、応答パルスＰ２を送信回路２４へと出力する。送信回路２４は、スイッチ回路１２及びアンテナ１１を介して、応答パルスＰ２を航空機３のインタロゲータ４へと送信する。ここで、送信回路２４は、受信回路２１によって質問パルスＰ１が受信されてからディレイ時間Ｄｔが経過した時に、応答パルスＰ２を送信する。航空機３は、応答パルスＰ２を受信する。航空機３は、質問パルスＰ１を送信してから応答パルスＰ２を受信するまでの時間から、地上局２までの距離を算出する。
【００５０】
次に、運転状態の第１トランスポンダ部１３をモニタ部１５、１６によってモニタする動作について、図２〜図４を参照して説明する。図４は、２個のモニタ部から送信される擬似質問パルスと応答パルスとの関係を示す図である。
【００５１】
以下の説明において、第１モニタ部１５から送信される擬似質問パルスをＰＰ１ｎ（ｎ＝１，２・・）とし、パルス間隔をＩｎｔ１ｎ（ｎ＝１，２・・）とする。第２モニタ部１６から送信される擬似質問パルスをＰＰ２ｎ（ｎ＝１，２・・）とし、パルス間隔をＩｎｔ２ｎ（ｎ＝１，２・・）とする。擬似質問パルスＰＰ１ｎ、ＰＰ２ｎに対する応答パルスをＰ２ｎ（ｎ＝１，２・・）とする。
【００５２】
まず、第１モニタ部１５の擬似質問制御回路３４ａにおける動作から説明する。ノイズ源５１ａで生じたアナログのノイズＡｎが、ＡＤ変換器５２ａに入力されてデジタルのノイズＤｎに変換される。次に、ＡＤ変換器５２ａが、ノイズＤｎをランダム値生成回路５３ａへと出力する。ランダム値生成回路５３ａは、ノイズＤｎに基づいてランダム値Ｒａ（０≦Ｒａ≦１）を生成する。ここでノイズＡｎが小さく、ランダム値Ｒａが小さい場合は、増幅回路５４ａによってランダム値Ｒａが増幅される。ランダム値生成回路５３ａは、生成されたランダム値Ｒａをパルス間隔生成回路５５ａへと出力する。パルス間隔生成回路５５ａは、上述した式（１）にランダム値Ｒａを代入して、パルス間隔Ｉｎｔ１１を生成する。パルス間隔生成回路５５ａは、パルス間隔Ｉｎｔ１１を擬似質問生成回路５６ａへと出力する。擬似質問生成回路５６ａは、擬似質問パルスＰＰ１１を生成する。擬似質問生成回路５６ａは、基準タイミングパルスＳＴＰ１が出力されてからパルス間隔Ｉｎｔ１の後に送信回路３５ａが擬似質問パルスＰＰ１を出力するように、時間を調整して、擬似質問パルスＰＰ１１を送信回路３５ａへと出力する。
【００５３】
次に、第１モニタ部１５の送信回路３５ａは、基準タイミングパルスＳＴＰ１が出力されてからパルス間隔Ｉｎｔ１１が経過した後、サーキュレータ３１ａ及びスイッチ回路１２を介して、擬似質問パルスＰＰ１１を第１トランスポンダ部１３へと送信する。
【００５４】
次に、第１トランスポンダ部１３は、距離測定の時と同様の動作によって、擬似質問パルスＰＰ１１が受信されてからディレイ時間Ｄｔが経過した後、擬似質問パルスＰＰ１１に対応する応答パルスＰ２１を第１モニタ部１５へと送信する。応答パルスＰ２１は、サーキュレータ３１ａ及び受信回路３２ａを介して、応答パルスモニタ回路３３ａに入力される。応答パルスモニタ回路３３ａは、擬似質問パルスＰＰ１１に対応する応答パルスＰ２１が入力されたので、制御部１７にトランスポンダアラームＡｌ１を出力しない。応答パルスモニタ回路３３ａは、擬似質問制御回路３４ａへと基準タイミングパルスＳＴＰ１を出力する。
【００５５】
一方、第２モニタ部１６でも同様に、擬似質問制御回路３４ｂが、パルス間隔Ｉｎｔ２１及び擬似質問パルスＰＰ２１を生成する。そして、擬似質問制御回路３４ｂが、擬似質問パルスＰＰ２１を送信回路３５ｂへと出力する。次に、送信回路３５ｂは、基準タイミングパルスＳＴＰ２が出力されてからパルス間隔Ｉｎｔ２１が経過した後、第１トランスポンダ部１３へと擬似質問パルスＰＰ２１を送信する。ここで、擬似質問パルスＰＰ２１は、第１モニタ部１５からの擬似質問パルスＰＰ１１により生じた不感時間Ｎｔに第１トランスポンダ部１３に受信されているとする。この場合、第１トランスポンダ部１３は、第２モニタ部１６へ応答パルスＰ２を送信しない。このため、応答パルスモニタ回路３３ｂには、応答パルスＰ２が入力されないので、応答パルスモニタ回路３３ｂは、制御部１７へとトランスポンダアラームＡｌ２を出力する。
【００５６】
次に、基準タイミングパルスＳＴＰ１が入力された第１モニタ部１５の擬似質問制御回路３４ａは、パルス間隔Ｉｎｔ１２及び擬似質問パルスＰＰ１２を生成する。そして、擬似質問制御回路３４ａは、擬似質問パルスＰＰ１２を送信回路３５ａへと出力する。この後、送信回路３５ａは、基準タイミングパルスＳＴＰ１が入力されてからパルス間隔Ｉｎｔ１２の後、擬似質問パルスＰＰ１２を第１トランスポンダ部１３へと送信する。
【００５７】
一方、第２モニタ部１６では、トランスポンダアラームＡｌ２を制御部１７に出力した後、基準タイミングパルスＳＴＰ２を擬似質問制御回路３４ｂへと出力する。これにより、擬似質問制御回路３４ｂは、式（１）に基づいてパルス間隔Ｉｎｔ２２及び擬似質問パルスＰＰ２２を生成する。そして、擬似質問制御回路３４ｂが、擬似質問パルスＰＰ２２を送信回路３５ｂへと出力する。そして、送信回路３５ｂは、基準タイミングパルスＳＴＰ２が入力されてからパルス間隔Ｉｎｔ２２の後、擬似質問パルスＰＰ２２を第１トランスポンダ部１３へと送信する。ここで、異なるノイズ源５１ａ、５１ｂから生じるノイズＡｎに基づいて生成されるパルス間隔Ｉｎｔ１ｎ、Ｉｎｔ２ｎは、毎回ほとんどが異なる。これにより、前回と同様に、擬似質問パルスＰＰ２２が、擬似質問パルスＰＰ1２により生じた不感時間Ｎｔに第１トランスポンダ部１３に受信される確率は非常に低い。従って、第２モニタ部１６は、応答パルスＰ２３を受信するので、応答パルスモニタ３３ｂがトランスポンダアラームＡｌ２を制御部１７へと出力することなく処理を継続する。
【００５８】
制御部１７は、トランスポンダアラームＡｌ２が連続して入力されないので、第１トランスポンダ部１３が正常であると判定する。ここで、パルス間隔Ｉｎｔ２２が非常に大きく、応答パルスＰ２３が次の基準タイミングパルスＳＴＰ１（ＳＴＰ２）以降に第２モニタ部１６に受信されたとする。即ち、第１トランスポンダ部１３の不感時間Ｎｔが、次の基準タイミングパルスＳＴＰ１（ＳＴＰ２）以降まで継続しているとする。
【００５９】
この後、第１モニタ部１５は、基準タイミングパルスＳＴＰ１からパルス間隔Ｉｎｔ１３の後、擬似質問パルスＰＰ１３を第１トランスポンダ部１３へと送信する。ここで、上述した式（１）から明らかなように、パルス間隔Ｉｎｔ１３は、不感時間Ｎｔ（＝最小パルス間隔Ｉｍｉｎ）よりも大きくなる。従って、擬似質問パルスＰＰ１３が、第２モニタ部１６から送信された擬似質問パルスＰＰ２２によって生じた不感時間Ｎｔに第１トランスポンダ部１３に受信されることはない。従って、第１トランスポンダ部１３は、応答パルスＰ２４を第１モニタ部１５へと送信する。
【００６０】
この後、第２モニタ部１６は、パルス間隔Ｉｎｔ２３で擬似質問パルスＰＰ２３を第１トランスポンダ部１３へと送信する。そして、第１トランスポンダ部１３は、応答パルスＰ２５を第２モニタ部１６へと送信する。
【００６１】
以後、これらの処理が繰り返されて、第１モニタ部１５及び第２モニタ部１６による第１トランスポンダ部１３のモニタが継続される。
【００６２】
上述したように第１実施形態による距離測定装置１では、異なるパルス間隔Ｉｎｔ１、Ｉｎｔ２が擬似質問パルスＰＰ１、ＰＰ２を送信する毎に生成されている。このため、第１モニタ部１５及び第２モニタ部１６から送信される擬似質問パルスＰＰ１、ＰＰ２が互いの不感時間Ｎｔに第１トランスポンダ部１３に連続して受信されることを低減できる。この結果、正常なトランスポンダ部１３（１４）を誤って異常と判定することを抑制できる。ここで、パルス間隔Ｉｎｔ１、Ｉｎｔ２は、ノイズ源５１ａ、５１ｂから生じるノイズＡｎから生成している。このため、距離測定装置１の構成を簡略化することができる。
【００６３】
また、式（１）に示すようにパルス間隔Ｉｎｔ１、Ｉｎｔ２を不感時間Ｎｔ（＝最小パルス間隔Ｉｍｉｎ）よりも大きくすることによって、モニタ部１５、１６が送信した擬似質問パルスＰＰ１ｎ、ＰＰ２ｎにより生じた不感時間Ｎｔに、次の基準タイミングパルスＳＴＰ１（ＳＴＰ２）以降の擬似質問パルスＰＰ１ｍ、ＰＰ２ｍ（ｍ＝ｎ＋１）が送信されることがない。これにより、トランスポンダ部１３（１４）が正常な場合に、応答パルスＰ２が応答される確率をより向上させることができる。
【００６４】
以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。以下、上記実施形態を一部変更した変更形態について説明する。
【００６５】
例えば、上述した実施形態では、航空機と地上局との距離を測定するための距離測定装置に本発明を適用したが、他の距離を測定するための距離測定装置に本発明を適用してもよい。一例として、自動車と自動車との距離を測定するための距離測定装置等に本発明を適用してもよい。
【００６６】
また、パルス間隔生成回路によるパルス間隔の生成方法としては、
パルス間隔Ｉｎｔ＝ランダム値Ｒａ×最大パルス間隔Ｉｎｔｍａｘ
によって算出してもよい。
【００６７】
また、増幅回路によるランダム値の増幅方法は、適宜変更可能である。例えば、以下の式（ａ）〜（ｄ）によってランダム値を増幅してもよい。
（ａ）擬似ランダム値×ノイズ値
（ｂ）擬似ランダム値＋ノイズ値×２５６
（ｃ）擬似ランダム値−ノイズ値×２５６
（ｄ）擬似ランダム値×ノイズ値
更に、ノイズ源のノイズが充分に大きい場合は、増幅回路を省略してもよい。
【００６８】
また、ノイズ源のツェナーダイオード以外の半導体素子やその他のノイズ源を適用してもよい。一例として、電源を直接ＡＤ変換器に接続してもよい。
【００６９】
また、擬似質問パルスを１秒間に２０００回出力するように構成したが、これは一例であり、擬似質問パルスの１秒間の出力回数は、１回〜６０回等に適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】第１実施形態による距離測定装置と航空機との関係を示す概略図である。
【図２】第１実施形態による距離測定装置の全体構成を示すブロック図である。
【図３】擬似質問制御回路の内部構成を示すブロック図である。
【図４】２個のモニタ部から出力される擬似質問パルスと応答パルスとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１     距離測定装置
２     地上局
３     航空機
４     インタロゲータ
１１   アンテナ
１２   スイッチ回路
１３   第１トランスポンダ部
１４   第２トランスポンダ部
１５   第１モニタ部
１６   第２モニタ部
１７   制御部
１８   リモート装置
２１   受信回路
２２   応答回路
２３   送信切替回路
２４   送信回路
３１ａ、３１ｂ             サーキュレータ
３２ａ、３２ｂ             受信回路
３３ａ、３３ｂ             応答パルスモニタ回路
３４ａ、３４ｂ             擬似質問制御回路
３５ａ、３５ｂ             送信回路
５１ａ、５１ｂ             ノイズ源
５２ａ、５２ｂ             ＡＤ変換器
５３ａ、５３ｂ             ランダム値生成回路
５４ａ、５４ｂ             増幅回路
５５ａ、５５ｂ             パルス間隔生成回路
５６ａ、５６ｂ             擬似質問生成回路
６１ａ、６１ｂ       ツェナーダイオード
Ａｌ１、Ａｌ２  トランスポンダアラーム
Ａｎ   ノイズ
Ｄｎ   ノイズ
Ｄｔ   ディレイ時間
Ｉｍａｘ  最大パルス間隔
Ｉｍｉｎ  最小パルス間隔
Ｉｎｔ１、Ｉｎｔ２     パルス間隔
Ｎｔ   不感時間
Ｐ１    質問パルス
Ｐ２    応答パルス
ＰＰ１、ＰＰ２  擬似質問パルス
Ｒａ   ランダム値
ＳＴＰ１、ＳＴＰ２     基準タイミングパルス
【図１】
2010060499.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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