(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機が移動する移動路に向けて電波を送信すると共に前記航空機からの反射波に基づき前記移動路上の前記航空機を検知するシステムにおいて、
前記移動路の伸長方向に沿う一側に設けられ、該移動路の伸長方向に交差するように電波を送信すると共に反射波を受信するセンサと、
このセンサからの送信波の送信角度を変化させる手段と
を具備し、
前記センサは、周波数が異なる少なくとも３つの信号を発生する手段と、この手段による３つの信号のうち１つを基準信号とし且つ他の２つの信号夫々を前記基準信号により変調した２つの送信信号を送信する手段を具備することを特徴とする航空機検知システム。
【請求項２】
前記センサは、前記送信波のうち垂直偏波を絶対座標上のＸ軸方向に走査し、前記送信波のうち水平偏波を絶対座標上のＺ軸方向に走査する手段を具備することを特徴とする請求項１記載の航空機検知システム。
【請求項３】
前記センサは、垂直偏波と水平偏波との中間の偏波を送信に際して走査する手段を具備することを特徴とする請求項１記載の航空機検知システム。
【請求項４】
前記移動路の他側に設けられる反射板を更に具備することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の航空機検知システム。
【請求項５】
前記反射板は、再帰反射板であることを特徴とする請求項４記載の航空機検知システム。
【請求項６】
前記反射板は、コーナキューブを含むことを特徴とする請求項４記載の航空機検知システム。
【請求項７】
前記センサは、複数の送信信号パターンをサイクリックに変化させて送信する手段を具備することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項記載の航空機検知システム。
【請求項８】
前記センサは、反射板を用いない場合は所定時間にて反射信号を受信しないように受信動作をクローズし、反射板を用いた場合は前記センサと前記反射板との距離に応じ所定時間内の反射信号のみを取り込む手段を具備することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の航空機検知システム。
【請求項９】
航空機が移動する移動路に向けて電波を送信すると共に前記航空機からの反射波に基づき前記移動路上の前記航空機を検知するシステムにおいて、
前記移動路の伸長方向に沿う一側に設けられ、該移動路の伸長方向に交差するように電波を送信すると共に反射波を受信するセンサと、
このセンサからの送信波の送信角度を変化させる手段と、
前記移動路の他側に設けられる再帰反射板と
を具備し、
前記センサは、当該センサと前記再帰反射板との距離に応じ所定時間内の反射信号のみを取り込む手段とを具備することを特徴とする航空機検知システム。
【請求項１０】
前記センサは、複数の送信信号パターンをサイクリックに変化させて送信する手段を具備することを特徴とする請求項９記載の航空機検知システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飛行場の滑走路や誘導路等の移動路を通過する航空機の有無を検知する航空機検知システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の航空機検知システムには、航空機が移動する滑走路や誘導路等の移動路の一方側に送信器を設置すると共に他方側に受信器を設置し、移動体である航空機が送信器と受信器とによる信号を遮断することにより、当該航空機を検知する遮断方式のものや、パルス信号を発生させ、該パルス信号が移動体である航空機から反射したとき該反射パルスの受信時間により移動体の位置を検知するパルス反射方式のものが知られている。
【０００３】
しかしながら、上記遮断方式は、送信器及び受信器の双方に信号処理を行う演算装置及び上位設備との通信手段が必要なことから、コスト負担が大きい。
【０００４】
また、遮断方式において送信波として数１００ＭＨＺ〜数１０ＧＨＺの周波数の信号を用いる場合は波長が数ｍ〜数ｃｍとなり、同じくは送信波として数１０ＧＨＺの周波数の信号を用いる場合は波長がｍｍ単位となるため、入射波と反射波の干渉が起こり、該干渉のために検出能力が低下することがある。
【０００５】
さらに、送信器及び受信器を屋外に設置する場合は、風などの影響による送信器及び受信器に振動が作用し、信号の反射位置と受信位置との関係から入射波と反射波の合成波が零になってしまうことがあり、やはり検出能力が低下することがある。
【０００６】
また、送信アンテナと、移動体である航空機と、受信アンテナとが同じ方向を向いていないと受信感度が低下するが、特に、直進性の高い数１００ＭＨＺ〜数１０ＧＨＺの周波数帯の送信信号を用いる場合は、移動体である航空機の向きによっては、反射波が受信部に戻ってこない場合が発生し、この点でも検出能力が低下することがある。
【０００７】
一方、パルス反射方式では、送信するパルス波のエネルギー状態が安定しないため、確実な検知が困難であり、また安定化するための構成を必要とし、やはりコスト上昇を招くものであった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、コスト上昇を招くことなく、高精度に移動体である航空機を検出することが可能な航空機検知システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１に係る発明は、航空機が移動する移動路に向けて電波を送信すると共に前記航空機からの反射波に基づき前記移動路上の前記航空機を検知するシステムにおいて、前記移動路の伸長方向に沿う一側に設けられ、該移動路の伸長方向に交差するように電波を送信すると共に反射波を受信するセンサと、このセンサからの送信波の送信角度を変化させる手段とを具備し、前記センサとしては、周波数が異なる少なくとも３つの信号を発生する手段と、この手段による３つの信号のうち１つを基準信号とし且つ他の２つの信号夫々を前記基準信号により変調した２つの送信信号を送信する手段を具備することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１における前記センサが、前記送信波のうち垂直偏波を絶対座標上のＸ軸方向に走査し、前記送信波のうち水平偏波を絶対座標上のＺ軸方向に走査する手段を具備することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１における前記センサが、垂直偏波と水平偏波との中間の偏波を送信時に走査する手段を具備することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか一項において、前記移動路の他側に設けられる反射板を更に具備することを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項４における前記反射板が、再帰反射板であることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に係る発明は、請求項４における前記反射板が、コーナキューブを含むことを特徴とする。
【００１６】
請求項７に係る発明は、請求項１乃至６のいずれか一項における前記センサが、複数の送信信号パターンをサイクリックに変化させて送信する手段を具備することを特徴とする。
【００１７】
請求項８に係る発明は、請求項１乃至７のいずれか一項における前記センサが、反射板を用いない場合は所定時間にて反射信号を受信しないように受信動作をクローズし、反射板を用いた場合は前記センサと前記反射板との距離に応じ所定時間内の反射信号のみを取り込む手段を具備することを特徴とする。
請求項９に係る発明は、航空機が移動する移動路に向けて電波を送信すると共に前記航空機からの反射波に基づき前記移動路上の前記航空機を検知するシステムにおいて、前記移動路の伸長方向に沿う一側に設けられ、該移動路の伸長方向に交差するように電波を送信すると共に反射波を受信するセンサと、このセンサからの送信波の送信角度を変化させる手段と、前記移動路の他側に設けられる再帰反射板とを具備し、前記センサとしては、当該センサと前記再帰反射板との距離に応じ所定時間内の反射信号のみを取り込む手段とを具備することを特徴とする。
請求項１０に係る発明は、請求項９における前記センサが、複数の送信信号パターンをサイクリックに変化させて送信する手段を具備することを特徴とする。
【００１８】
請求項１に係る発明によれば、送信角度を変えることによって反射による干渉、反射面の広がり方向に影響されること無く航空機を検知することが可能となると共に送受信器を一体で構成することでコスト低減が図られる。また、２つの送信信号のうち、一方の送信信号が定在波により打ち消された場合であっても、他方の送信信号にて反射波を受信することができるので、航空機の高精度検出が可能となる。
【００１９】
請求項２に係る発明によれば、水平偏波と垂直偏波の２波で走査することから、航空機の反射面形状による影響を無くすることが可能となる。
【００２０】
請求項３に係る発明によれば、センサは１波の中間偏波を送信に用いることから、センサは簡単な構成のものとすることが可能となる。
【００２１】
請求項４に係る発明によれば、更に反射板を用いることによって受信信号の強弱は強められると共に航空機が通過した時には信号レベルが無く、航空機が通過しない時には信号レベルが有ることで航空機を検知することが可能となる。
【００２２】
請求項５に係る発明によれば、反射板として再帰反射板を用いて反射板への入射角と同じ方向に電波を反射させることができるので、この方向に存在することになる航空機を高精度に検出することが可能となる。
【００２３】
請求項６に係る発明によれば、反射板としてコーナキューブを用いて反射板への入射方法と異なる方向に電波を反射させることができるので、広範囲に亙って航空機を高精度に検出することが可能となる。
【００２５】
請求項７，１０に係る発明によれば、複数の送信信号をサイクリックに変化させることで、検出動作の状態判断を行うことが可能となる。
【００２６】
請求項８に係る発明によれば、受信に際して不要な情報を取得しないようにしているので、航空機の高精度検出が可能となる。
請求項９に係る発明によれば、請求項１，５，８に係る発明と同様の作用を奏することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る航空機検知システムの一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図１に示すように、本実施形態の航空機検知システムは、オペレータコンソール及び監視制御盤を有する中央監視室１００である上位側と、ローカル側とからなり、航空機３００が移動する図示しない移動路に向けて電波を送信すると共に航空機３００からの反射波に基づき移動路上の航空機３００の有無を検知するものである。
【００２９】
ローカル側の構成としては、図示しない空港照明設備の例えＣＣＲの如き電源装置１と、バイパスフィルタ２と、ＳＢＬ親局３と、親局専用ＣＴ４と、ゴムトランス５と、ＳＢＬ子局６と、灯火７と、ゴムトランス８と、センサ子局９と、アンテナ１０とから構成される。
【００３０】
送受信部を構成するセンサ子局９及びアンテナ１０から送信される信号は、図２に示されるように垂直偏波を絶対座標上のＸ軸を中心に回転させて送信する方法と、図３に示されるような水平偏波を絶対座標上のＺ軸を中心に回転させて送信する方法とを採用する。垂直偏波は絶対座標上のＺ軸方向に傾いた反射に強く、水平偏波は絶対座標上のＸ軸方向に傾いた反射に強い性質があるので、移動路や航空機３００の形態や該移動路への航空機３００の侵入形態により、垂直偏波及び／又は水平偏波を適宜送信に際して用いることができる。
【００３１】
また、これら２つの偏波の特性を１つで併せ持つようにした図４に示す水平／垂直偏波を送信に用いると、送信部が１つにて構成可能となり、コスト低減に寄与するものとなる。
【００３２】
また、航空機３００等の移動体の表面が、送受信部に対して同じ方向に広がっている場合は稀であるため、送受信部を設けた移動路の伸長方向に沿う一側に対して対向する他の側に反射板を設置し、通常、航空機３００が送信パス上を遮らない場合は、安定した受信レベルを確保できるようにする。反射板としては、電波を反射するものであれば金属平面板であってもよいが、好ましくは、再帰反射板等を用いる。金属平面板に比べて再帰反射板の方がより効率良く受信可能となる。
【００３３】
図５には、反射板としてコーナキューブ２３を示しており、該コーナキューブ２３に対し送信アンテナ２１と受信アンテナ２２が対向している。このコーナキューブ２３を反射板として用いた場合は、電波の送信方向と反射方向とは一致するが、送信経路と反射経路とが異なるため、送信波と反射波の干渉が少なくなり、検出精度の向上が期待できる。
【００３４】
センサ子局９は、一つで送受信部を構成しており、その詳細な一構成例は図６に示される。図６に示すように、センサ送信回路２０１、センサ受信回路２０２、演算回路２０３と、上位通信用モデム２０４とからなる。
【００３５】
上位通信用モデム２０４は、図１における親局１からの監視制御指令に対して現在の状態を返答するものであり、上位親局通信送信回路２０４Ａと、上位親局通信受信回路２０４Ｂとを有する。またセンサ送信回路２０１及びセンサ受信回路２０２は、送信と反射波の受信とを行う。
【００３６】
また、図７に示すように、複数のコーナキューブを取り付けた反射板２４を用いるる場合は、センサ９を構成する筐体等の構造体の揺れ等を加味して、送信角度を変えて信号走査を行う。この時、先に述べたように水平偏波を絶対座標上のＺ軸、垂直偏波を絶対座標上のＸ軸方向に振ることが好ましい。また水平／垂直偏波を用いる場合には、Ｘ平面−Ｚ平面にて信号を振ることが好ましい。
【００３７】
センサ９内の送信部と受信部の位置によっては、図８に示すように定在波の０ポイントに受信部が位置しまう場合がある。例えば、送信信号が数１０ＧＨＺである場合、数ｍｍオーダの間隔にて前記０ポイントが発生するが、該０ポイントを回避するため、上述したように信号を振ることが好ましい。
【００３８】
演算回路２０３における信号処理は、図９に示すようにセンサ立ち上げ後は、検知を実施しないゲート付与期間又は信号送信間では、基準波を常に立ち上げることにする。これは、急に検知指令を与えた場合でも常時キャリアを立ち上げていることによって、送信レベルの一定化を図り、一定の検出能力を確保するためである。
【００３９】
送信信号としては、１の波と０の波の２波を用いてデータ伝送を行う。図１０に示すように、複数の信号パターン（図示では４つのパターン）を有し、この信号パターンをサイクリックに更新しつつ、送信を行う。
【００４０】
反射板を用いる場合、送信部と受信部の距離は固定であり、その伝達速度が距離に応じて求まることから、図１１に示すように一定範囲のみ受信ゲートをオープンにする回路構成とすることで、反射板以外の反射、例えば航空機３００による反射等は受信しないこととする。この場合、水平偏波と垂直偏波を用いて送信を行うに際しては送信周波数と送信データとは同一とし、また水平偏波を送信後に垂直偏波を送信する等の送信順を付与するものとする。
【００４１】
図１２は、反射板を用いる場合の検知方法を示すものであり、主として図６の演算回路２０３の動作を示している。
【００４２】
反射板を用いない場合は、図１３に示すように、航空機３００自体が反射板の役割をするため、通常、航空機３００が無い場合は、信号の受信は無く、また、反射板を意識しなくて良いため、信号の振りを大きくすることができる。反射板を用いない場合の受信ゲートは図１５に示す例があげられる。
【００４３】
反射板を用いない場合における演算回路２０３の信号処理は、反射板を設けた場合の演算方法を示す図１２におけるステップＳ１２及びステップＳ１７が、ステップＳ１２´及びステップＳ１７´に置き換わったものである。図１６に示すように、ステップＳ１〜Ｓ２にて送信可能状態で基準波を送信し、ステップＳ３〜Ｓ９にて送信パターンの選定と共に信号の振り角αを変えつつ、移動路に向かってセンサから２つの周波数（０の波／１の波）の電波を送信する。
【００４４】
以上の送信動作に引き続き、受信及び判定動作がステップＳ１０〜Ｓ１８により実施される。すなわち、ステップＳ１０〜Ｓ１２では、受信信号が全角度で検知無しである場合は航空機の検知は無しとして処理し、ステップＳ１３〜Ｓ１８では、受信信号を検知した場合は、送信された信号パターンの再生を行い、該パターンのうち一つでも正常受信したとき、航空機が通過したことを検出し又はセンサの異常を検知する。
【００４５】
このような本実施形態においては、中央のオペレータコンソールにより集中監視制御され、親局は、通常１つの電源装置に１台接続され、個々の親局の監視制御は、監視制御盤によって行われている。親局と子局との間の通信は、信号線や電力線搬送といった手段にて通信を行う。また、センサによって航空機３００が移動路を通過した判断した場合は、本情報に基づいて親局は灯火のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。
【００４６】
反射板を用いる場合は、常時受信有りとなり、航空機３００が通過した時は、受信が無くなる。このため航空機３００が無い状態では必ず信号を受信しなければならず、送信部にて、信号を一定の角度αにて走査し、さらに２つの周波数（０の波／１の波）を用いて、入射波と反射波の干渉により受信点にて受信データが打ち消されないようにしている。
【００４７】
演算回路２０３の処理は、図１２に示すように、送信部は、同一走査周期内においては、同一データを送信する。受信部は、データを受信する毎に、０の波／１の波それぞれにて、データを復調し、同一走査周期内に１つでもデータが受信できたか否かを判断する。
【００４８】
同一走査周期内に１度もデータ取得が行われない場合は、検知無しと判断し、１回でもデータを受信した場合には、航空機３００が通過したと判断する。
【００４９】
また、データを解析し、データがサイクリックに更新されていない場合には、センサが異常であると検出する。
【００５０】
一方、反射板を用いず、航空機３００の胴体の反射にて航空機３００の検知を行う場合、送信処理は同一であるが、同一走査周期内に１つでもデータが受信できた場合を航空機３００が通過したと判断し、１回でもデータを受信した場合には、検知無しと判断する。
【００５１】
また、本実施形態では、反射板を用いる、用いないに拘わらず、信号処理により受信ゲートを開閉制御するようにしいいるために、イレギュラーな情報の取り込みは抑制され、高精度な検出が可能となる。
【００５２】
図１に示されるシステム構成にて、図１に示す中央監視室のオペレータコンソールに表示される灯火／センサの状態は、灯火／センサを監視する監視制御盤からの情報を元に表示される。この監視制御盤は、各飛行場灯火設備の電源毎に設置された親局が子局から得られた情報をまとめたものである。
【００５３】
尚、本実施形態では、航空機３００等の移動体の通過を検知し、通過時の情報を上位に伝えるものであって、親局と子局との間の通信手段は、何ら特定されないものである。
【００５４】
以上述べたように本実施形態によれば、灯火／センサの状態を実際に現場まで調査することなく、中央監視室に置かれたオペレータコンソールより遠隔操作をすることが可能で、また、通信処理により一括して灯火の制御を行うことも可能で、さらに中央にて灯火／センサの管理することによりセンサの情報を元に灯火制御をすることにより飛行場の自動運用も可能となる。この空港の自動運用により空港の運用面でのコストダウンを図ることが可能となる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、移動路を挟むように送信部と受信部とを設けることなく移動路の一側から電波を送受信し且つ送信角度を変えるようにしたので、コスト低減を図りつつ反射による干渉、反射面の広がり方向に影響されることを防止した航空機検知システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る航空機検知システムの一実施形態を示す図。
【図２】垂直偏波の波形例を示す図。
【図３】水平偏波の波形例を示す図。
【図４】水平偏波及び垂直偏波の波形例を示す図。
【図５】コーナキューブによる信号の反射例を示す図。
【図６】センサの構成例を示す図。
【図７】送信部の揺れと反射板の関係例を示す図。
【図８】入射波と反射波の合成例を示す図。
【図９】演算処理部のタイミング処理例を示す図。
【図１０】信号のパターン例を示す図。
【図１１】信号パターン送信時の受信ゲート間隔例を示す図。
【図１２】反射板を用いる場合の演算回路の処理例を示す流れ図。
【図１３】反射板を用いない場合の構成例を示す図。
【図１４】反射板を用いない場合のタイミングチャート例を示す図。
【図１５】反射板を用いない場合の受信ゲート例を示す図。
【図１６】反射板を用いない場合の演算回路の処理例を示す流れ図。
【符号の説明】
１      ＣＣＲ(電源装置)
２      バイパスフィルタ
３      ＳＢＬ親局
４      親局専用ＣＴ
５      ゴムトランス
６      ＳＢＬ子局
７      灯火
８      ゴムトランス
９      センサ子局
１００      中央監視室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003651776.tif 000014
【図１４】
0003651776.tif 000015
【図１５】
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【図１６】
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