(57)【要約】【課題】本発明の課題は、個々の空中線系の伝送ラインの動作状態をモニタすることにより、障害時に速やかに故障部位を特定することができる為、早期復旧させ運用効率を向上させるＩＬＳ装置の空中線系モニタ方式を提供することにある。【解決手段】本発明は、ＩＬＳ装置の空中線素子１３に接続された高周波伝送ケーブルの中心導体１２に電流制限抵抗１５を介して接続され、電流制限抵抗１５、高周波伝送ケーブルの中心導体１２、空中線素子１３、及び高周波伝送ケーブルの外側導体１４を通してグランドに直流電流を流す定電圧電源１６を備え、電流制限抵抗１５と高周波伝送ケーブルの中心導体１２の接続点と、グランドとの間の電圧を測ることにより、前記高周波伝送ケーブル及び空中線素子１３を含む伝送ラインの抵抗値を求めることを特徴とするものである。【選択図】図１
2006256441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＬＳ装置の空中線素子に接続された高周波伝送ケーブルと、
前記高周波伝送ケーブルの中心導体に電流制限抵抗を介して接続され、前記電流制限抵抗、高周波伝送ケーブルの中心導体、空中線素子、及び高周波伝送ケーブルの外側導体を通してグランドに直流電流を流す定電圧電源と、
前記電流制限抵抗と高周波伝送ケーブルの接続点と、グランドとの間の電圧を測ることにより、前記高周波伝送ケーブル及び空中線素子を含む伝送ラインの抵抗値を求める手段と
を具備することを特徴とするＩＬＳ装置の空中線系モニタ方式。
【請求項２】
ＩＬＳ装置の空中線素子に接続された高周波伝送ケーブルと、
前記高周波伝送ケーブルの中心導体に電流制限抵抗を介して接続され、前記電流制限抵抗、高周波伝送ケーブルの中心導体、空中線素子、及び高周波伝送ケーブルの外側導体を通してグランドに直流電流を流す定電圧電源と、
前記電流制限抵抗と高周波伝送ケーブルの接続点に前記電流制限抵抗より大きい抵抗を介して接続され、前記伝送ラインが切断された場合にプルアップされた状態になる論理回路と
を具備することを特徴とするＩＬＳ装置の空中線系モニタ方式。
【請求項３】
空中線素子が、ローカライザー空中線素子、グライドスロープ空中線素子、あるいはモニタ用空中線素子であることを特徴とする請求項１又は２に記載のＩＬＳ装置の空中線系モニタ方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＬＳ（Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｌａｎｄｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：計器着陸システム）装置の各空中線素子及び高周波伝送ケーブルを含む伝送ラインの抵抗値を求めることにより、個々の空中線系の伝送ラインの動作状態をモニタするＩＬＳ装置の空中線系モニタ方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は従来のＩＬＳ装置の空中線系モニタ方式を示す構成説明図である。すなわち、ＩＬＳ装置のローカライザー（ＬＬＺ）装置において、送信部１からの高周波（ＲＦ）信号は空中線切換部２で切り換えられ、高周波伝送ケーブルを介して電力分配器３に供給される。電力分配器３で分配されたＲＦ信号はそれぞれ対応した高周波伝送ケーブルを介して各空中線素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２，………，ＡＮＴｎにそれぞれ対応して供給される。一方、各空中線素子ＡＮＴ１，ＡＮＴ２，………，ＡＮＴｎからのモニタ信号はそれぞれ対応した高周波伝送ケーブルを介してインテグラルモニタネットワーク４に供給されて合成され、前記インテグラルモニタネットワーク４からの合成されたモニタ信号は高周波伝送ケーブルを介して検波回路５に供給されて検波される。検波回路５で検波されたモニタ信号はモニタ処理部６に供給される。また、ニァフィールドモニタ空中線素子７で検出されたモニタ信号は検波回路５を介してモニタ処理部６に供給される。モニタ処理部６ではそれぞれのモニタ信号を合成することにより放射電波の遠方と等価な信号を作り出してこれをモニタしている。
【０００３】
従来のインテグラルモニタ及びニァフィールドモニタ方式は、合成された信号をモニタしている為、複数の空中線素子のうち、一つの空中線素子が障害を起したとしても特定することが難しい。故障が生じた場合、空中線系の全体の故障を検出することは可能であるが個々の高周波伝送ケーブル、空中線素子の故障の特定はできないという問題がある。
【０００４】
また、従来のＩＬＳ装置の空中線素子及び高周波伝送ケーブルを含む空中線系の伝送ラインのモニタ方式としてはＩＬＳ装置内の送信部出力回路に挿入された通過型電力計を用いて高周波電力の進行波及び反射波を測定して空中線系の伝送ラインのＶＳＷＲ（電圧定在波比）を間接的にモニタしている。この場合、送信部出力回路と空中線素子間に電力分配器、高周波伝送ケーブルが挿入されている為、電力分配器から個々の空中線素子までの高周波伝送ケーブル、空中線素子が故障した場合、個々の空中線素子からの反射電力は電力分配器で一部が吸収され通過型電力計では反射電力を正確に検出することはできない。
【０００５】
経年変化等で、空中線素子への高周波伝送ケーブルの接続コネクタが接触不良等（緑錆等）により抵抗値を持つ場合がある。正常な時の抵抗が０．１〜０．５Ωなのに対して、異常時では数Ω程度の抵抗値を持つ。この様な状態をＶＳＷＲにより検出しようとした場合、ＶＳＷＲは下記の式で求められる。
【０００６】
ｒ＝（Ｚｎ−１）／（Ｚｎ＋１）……………………………………………（１）
Ｚｎ＝Ｚ／Ｚ０…………………………………………………………………（２）
ＶＳＷＲ＝（１＋｜ｒ｜）／（１−｜ｒ｜）……………………………（３）
ｒ：電圧反射係数
Ｚｎ：規格化インピーダンス
Ｚ０：伝送線路の特性インピーダンス
Ｚ：負荷インピーダンス
ここで、コネクタのインピーダンスをＺＣとおくと
Ｚ＝Ｚ０＋ＺＣ  ………………………………………………………………（４）
ＶＳＷＲ＝１＋ＺＣ／Ｚ………………………………………………………（５）
式（５）より正常な時（コネクタ抵抗値０．１Ω）のＶＳＷＲと異常な時のＶＳＷＲ（コネクタ抵抗値３Ω）を測定すると規格化インピーダンスを（５０Ω）として
［正常な時］
ＶＳＷＲ＝１．００２………………………………………………………（６）
［異常な時］
ＶＳＷＲ＝１．０６０………………………………………………………（７）
通常、ＶＳＷＲが正常値と判定されるのは１．２以下であるから式（６）、（７）においてＶＳＷＲは僅かに変化するが、正常と判定される。しかし緑錆等の影響によりニァフィールドモニタ及びインテグラルモニタの異常検知回路では異常が検知される。これまでこれらの異常は、故障部位を特定するのは困難であった。
【０００７】
これは、空中線素子のインピーダンスの変動がローカライザー装置の方位情報にはコースの変動として現れるからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、個々の空中線系の伝送ラインの動作状態をモニタすることにより、障害時に速やかに故障部位を特定することができる為、早期復旧させ運用効率を向上させるＩＬＳ装置の空中線系モニタ方式を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明のＩＬＳ装置の空中線系モニタ方式は、ＩＬＳ装置の空中線素子に接続された高周波伝送ケーブルと、前記高周波伝送ケーブルの中心導体に電流制限抵抗を介して接続され、前記電流制限抵抗、高周波伝送ケーブルの中心導体、空中線素子、及び高周波伝送ケーブルの外側導体を通してグランドに直流電流を流す定電圧電源と、前記電流制限抵抗と高周波伝送ケーブルの接続点と、グランドとの間の電圧を測ることにより、前記高周波伝送ケーブル及び空中線素子を含む伝送ラインの抵抗値を求める手段とを具備することを特徴とするものである。
【００１０】
また本発明のＩＬＳ装置の空中線系モニタ方式は、ＩＬＳ装置の空中線素子に接続された高周波伝送ケーブルと、前記高周波伝送ケーブルの中心導体に電流制限抵抗を介して接続され、前記電流制限抵抗、高周波伝送ケーブルの中心導体、空中線素子、及び高周波伝送ケーブルの外側導体を通してグランドに直流電流を流す定電圧電源と、前記電流制限抵抗と高周波伝送ケーブルの接続点に前記電流制限抵抗より大きい抵抗を介して接続され、前記伝送ラインが切断された場合にプルアップされた状態になる論理回路とを具備することを特徴とするものである。
【００１１】
また本発明は、前記ＩＬＳ装置の空中線系モニタ方式において、空中線素子が、ローカライザー空中線素子、グライドスロープ空中線素子、あるいはモニタ用空中線素子であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のＩＬＳ装置の空中線系モニタ方式は、個々の空中線系の伝送ラインの動作状態をモニタすることにより、障害時に速やかに故障部位を特定することができる為、早期復旧させ運用効率を向上させることができ、従来のインテグラルモニタ及びニァフィールドモニタ方式ではモニタすることが出来ない部分を補完することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施形態例に係るＩＬＳ装置の空中線系モニタ方式を示す構成説明図である。
【００１５】
ＩＬＳ装置のローカライザー装置において、送信部から発信され空中線切換部を介して電力分配器で分配されたＲＦ信号はコンデンサＣ１１でカップリングされて高周波伝送ケーブルの中心導体１２に供給される。前記高周波伝送ケーブルの中心導体１２は空中線素子１３の入力端に接続され、前記空中線素子１３の出力端は前記高周波伝送ケーブルの外側導体１４に接続され、前記高周波伝送ケーブルの外側導体１４はグランドＧＮＤに接地される。したがって、前記電力分配器で分配されたＲＦ信号はコンデンサＣ１１を介して高周波伝送ケーブルの中心導体１２を通って空中線素子１３に送出される。
【００１６】
前記高周波伝送ケーブルの中心導体１２には例えば抵抗値ＲＲＥＦ＝５０Ωの電流制限抵抗１５を介して例えば定電圧ＶＲＥＦ＝５Ｖの直流定電圧電源１６が接続される。前記高周波伝送ケーブルの中心導体１２と電流制限抵抗１５の接続点ＡＣには例えば抵抗値１ｋΩの抵抗１７を介して論理回路１８が接続される。また前記高周波伝送ケーブルの中心導体１２と電流制限抵抗１５の接続点ＡＣには第１の端子ＴＡＮＴが接続され、前記高周波伝送ケーブルの外側導体１４とグランドＧＮＤの接続点ＡＧには第２の端子ＴＧＮＤが接続される。
【００１７】
すなわち、直流定電圧電源１６からのモニタ用直流電流は電流制限抵抗１５、高周波伝送ケーブルの中心導体１２、空中線素子１３、及び高周波伝送ケーブルの外側導体１４を通ってグランドＧＮＤに流れる。この場合、ＲＦ信号の入力部分はコンデンサＣ１１でカップリングされているので、直流成分であるモニタ用直流電流はＲＦ信号の入力ライン側に流れ込むことはない。しかして、第１の端子ＴＡＮＴと第２の端子ＴＧＮＤ間の電圧を測ることで、高周波伝送ケーブルの中心導体１２、空中線素子１３、及び高周波伝送ケーブルの外側導体１４を含む伝送ラインの抵抗値ＲＡＮＴを求めることができ、伝送ラインの状態をモニタすることができる。
【００１８】
各空中線素子に定電圧を印加し、空中線系の伝送ラインの電圧を監視することにより、青錆等による絶縁不良を検知することができる。これは前述の通り、青錆や接触不良が起こった場合に抵抗値が僅かながら大きくなることを利用して監視する方法である。
【００１９】
また、空中線素子１３及び高周波伝送ケーブルよりなる空中線系の伝送ラインが完全に切断された場合、論理回路１８はプルアップされた状態になり、簡易的に伝送ラインの空中線系が開放（ＯＰＥＮ）または短絡（ＳＨＯＲＴ）状態であることを知ることができる。すなわち、空中線素子１３及び高周波伝送ケーブルよりなる空中線系の伝送ラインが接続された状態では高周波伝送ケーブルの中心導体１２と抵抗１７の接続点がグランドＧＮＤに接続されるため電圧０Ｖとなり、論理回路１８例えばアンド回路の出力は０になり短絡（ＳＨＯＲＴ）状態であることを知ることができる。また、空中線素子１３及び高周波伝送ケーブルよりなる空中線系の伝送ラインが切断された状態では高周波伝送ケーブルの中心導体１２と抵抗１７の接続点が直流定電圧電源１６の例えば定電圧ＶＲＥＦ＝５Ｖとなり、論理回路１８例えばアンド回路の出力は１になり短絡（ＳＨＯＲＴ）状態であることを知ることができる。抵抗１７は電流制限抵抗１５に対し十分に大きい抵抗で論理回路１８へ電流制限を行っている。
【００２０】
空中線系の伝送ラインの動作状態をモニタすることにより、従来のインテグラル及びニァフィールドモニタ方式ではモニタすることが出来ない部分を補完することができる。また、障害時に速やかに故障部位を特定することができる為、ＩＬＳ装置としての信頼性を向上させ、早期復旧を可能とする。
【００２１】
尚、前記実施形態例ではＩＬＳ装置のローカライザー装置の空中線系について説明したが、ＩＬＳ装置のグライドスロープ（ＧＳ）空中線系及びモニタ空中線系においても同様に実施することができる。
【００２２】
図２は本発明の実施形態例に係る伝送ラインの等価回路を示す回路図である。
【００２３】
空中線素子に印加した定電圧をＶＲＥＦ、電流制限抵抗の抵抗値をＲＲＥＦとすると、空中線系の伝送ラインの抵抗値ＲＡＮＴを監視する伝送ラインの電圧ＶＡＮＴの関係は次式で表される。
【数１】
2006256441.tif 000003
【００２４】
空中線系の伝送ラインが切断された時は伝送ラインの抵抗値ＲＡＮＴが無限大になるので
【数２】
2006256441.tif 000004
となる。
【００２５】
図３は本発明の実施形態例に係る伝送ラインの抵抗値と電圧の変化を示す特性図である。すなわち、前記の式（８）をプロットしたグラフを示す。
【００２６】
ＶＲＥＦ＝５．０Ｖ
ＲＲＥＦ＝５０．０Ω
なお、本発明は、上記実施形態例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態例に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態例に係るＩＬＳ装置の空中線系モニタ方式を示す構成説明図である。
【図２】本発明の実施形態例に係る伝送ラインの等価回路を示す回路図である。
【図３】本発明の実施形態例に係る伝送ラインの抵抗値と電圧の変化を示す特性図である。
【図４】従来のＩＬＳ装置の空中線系モニタ方式を示す構成説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１１…コンデンサＣ、１２…高周波伝送ケーブルの中心導体、１３…空中線素子、１４…高周波伝送ケーブルの外側導体、１５…電流制限抵抗、１６…直流定電圧電源、１７…抵抗、１８…論理回路。
【図１】
2006256441.tif 000005
【図２】
2006256441.tif 000006
【図３】
2006256441.tif 000007
【図４】
2006256441.tif 000008