(57)【要約】【課題】モードＳによる運用を継続しながら、マルチパスの影響で発生するゴースト機のアジマス領域の測定を行い得るモードＳを有する二次監視レーダ装置を提供する。【解決手段】制御装置１６において、モードＳレーダ地上局がカバーする監視領域の少なくとも一部に対し、ＭＩＩＰ質問を行うことでモードＳによるオールコール質問を行いつつゴーストターゲットやリアル機からモードＡ／Ｃによる応答信号を返送させ、モードＡアドレスが重複して検出される方位の分布を測定するようにしている。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダ地上局に備えられ、当該レーダ地上局がカバーする監視領域内に進入する目標対象物に対しモードＳで規定されるオールコール質問信号を送出し、このオールコール質問に対し返送される応答信号を受信した目標対象物に対し個別に質問信号を送出するロールコールを実行することで目標追跡を行うモードＳを有する二次監視レーダ装置において、
前記モードＳによるオールコール質問を行うとともに、モードＡ／Ｃによる質問を行い、前記モードＳによるオールコール質問に応答信号を返送しないロックアウトが設定された目標対象物に対し前記モードＡ／Ｃの質問に応答信号を返送させるＭＩＩＰ(Mode S Intermediate Interrogation Pattern)モードの質問を前記レーダ地上局がカバーする監視領域の少なくとも一部で実行するＭＩＩＰ質問実行手段と、
このＭＩＩＰ質問実行手段による前記ＭＩＩＰモードの質問信号に対し、互いに異なる方位から返送される複数の応答信号それぞれに付加されるモードＡアドレスが一致するか否かを判定する判定手段と、
この判定手段による判定結果に基づいて、返送された複数の応答信号の少なくとも１つをゴースト応答として検出するゴースト応答検出手段とを具備したことを特徴とするモードＳを有する二次監視レーダ装置。
【請求項２】
前記ゴースト応答検出手段は、モードＡアドレスが一致する複数の応答信号のうち遅延時間が長い応答信号をゴースト応答として検出することを特徴とする請求項１記載のモードＳを有する二次監視レーダ装置。
【請求項３】
レーダ地上局に備えられ、当該レーダ地上局がカバーする監視領域内に進入する目標対象物に対しモードＳで規定されるオールコール質問信号を送出し、このオールコール質問に対し返送される応答信号を受信した目標対象物に対し個別に質問信号を送出するロールコールを実行することで目標追跡を行うモードＳを有する二次監視レーダ装置で使用される制御方法において、
前記モードＳによるオールコール質問を行うとともに、モードＡ／Ｃによる質問を行い、前記モードＳによるオールコール質問に応答信号を返送しないロックアウトが設定された目標対象物に対し前記モードＡ／Ｃの質問に応答信号を返送させるＭＩＩＰ(Mode S Intermediate Interrogation Pattern)モードの質問を前記レーダ地上局がカバーする監視領域の少なくとも一部で実行し、
前記ＭＩＩＰモードの質問信号に対し、互いに異なる方位から返送される複数の応答信号それぞれに付加されるモードＡアドレスが一致するか否かを判定し、
この判定結果に基づいて、返送された複数の応答信号の少なくとも１つをゴースト応答として検出するようにしたことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば航空管制用レーダ装置に用いられるモードＳを有する二次監視レーダ装置及びその二次監視レーダ装置に用いられる制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空管制用の二次監視レーダ装置は、例えば特許文献１に示されているように、質問信号を航空機上のトランスポンダ（応答装置）に送信し、このトランスポンダにより復号された質問信号に対応する応答信号を受信することによって航空機の識別を行なうものである。この場合、モノパルス測角方式により航空機の距離及び方位を求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２４９２９１号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記二次監視レーダ装置を用いるレーダ地上局では、監視領域に進入する航空機に対しモードＳのオールコールによる質問信号を送出し、この質問に対し返送される応答信号を受信した航空機に対し個別に質問信号を送出するロールコールを実行することで航空機の追跡を行うようにしている。また、モードＳを有する二次監視レーダ装置において、反射物の影響で発生したゴースト機のアジマス領域を測定する場合、モードＳ質問で測定するとマルチパスの影響を受ける航空機は、最初にオールコール質問を受信したパスの方位でロールコールに移行しロックアウトするため、もう一方のパスの方位からは応答が返らなくなり、アドレスが重複した航空機の検出でゴースト機と判断していることから、モードＳ質問ではゴースト機のアジマス領域を測定することができない。手段として運用モードとは別にキャリブレーションモードとし、モードＡ／Ｃ質問のみを送信するモードに切り換えて行っていた。
【０００５】
さらに、運用中に突然反射物が出現した場合（例えば、センサ付近に高層ビルの建設が始まり、クレーン等が反射物になる場合）は、運用を一旦停止しキャリブレーションモードに切り換える必要がある。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、モードＳによる運用を継続しながら、マルチパスの影響で発生するゴースト機のアジマス領域の測定を行い得るモードＳを有する二次監視レーダ装置及びその二次監視レーダ装置に用いられる制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明に係るモードＳを有する二次監視レーダ装置は、レーダ地上局に備えられ、当該レーダ地上局がカバーする監視領域内に進入する目標対象物に対しモードＳで規定されるオールコール質問信号を送出し、このオールコール質問に対し返送される応答信号を受信した目標対象物に対し個別に質問信号を送出するロールコールを実行することで目標追跡を行うモードＳを有する二次監視レーダ装置において、モードＳによるオールコール質問を行うとともに、モードＡ／Ｃによる質問を行い、モードＳによるオールコール質問に応答信号を返送しないロックアウトが設定された目標対象物に対しモードＡ／Ｃの質問に応答信号を返送させるＭＩＩＰ(Mode S Intermediate Interrogation Pattern)モードの質問をレーダ地上局がカバーする監視領域の少なくとも一部で実行するＭＩＩＰ質問実行手段と、このＭＩＩＰ質問実行手段によるＭＩＩＰモードの質問信号に対し、互いに異なる方位から返送される複数の応答信号それぞれに付加されるモードＡアドレスが一致するか否かを判定する判定手段と、この判定手段による判定結果に基づいて、返送された複数の応答信号の少なくとも１つをゴースト応答として検出するゴースト応答検出手段とを備えるようにしたものである。なお、ゴースト応答検出手段は、モードＡアドレスが一致する複数の応答信号のうち遅延時間が長い応答信号をゴースト応答として検出する。
【０００８】
この構成によれば、レーダ地上局がカバーする監視領域の少なくとも一部に対し、ＭＩＩＰ質問を行うことでモードＳによるオールコール質問を行いつつ目標対象物からモードＡ／Ｃによる応答信号を返送させ、モードＡアドレスが重複して検出される方位の分布を測定するようにしている。
【０００９】
従って、上記測定した結果、ゴースト側とリアル側とで両方の分布になるため、ゴースト側であるかの判断を同じアドレスの目標対象物間で応答信号の遅延時間が長い方で判定した結果により、監視領域内の反射物の反射により生じるゴースト発生アジマス領域を決めることができる。
【発明の効果】
【００１０】
上記発明によれば、モードＳによる運用を継続しながら、マルチパスの影響で発生するゴースト機のアジマス領域の測定を行い得るモードＳを有する二次監視レーダ装置及びその二次監視レーダ装置に用いられる制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の一実施形態のモードＳを有する二次監視レーダ装置における通常動作時の監視システムを示す図。
【図２】ＭＩＩＰモード動作時の監視システムを示す図。
【図３】この発明において、モードＳレーダ地上局における目標の検出動作を示す図。
【図４】この発明に係るモードＳを有する二次監視レーダ装置の一実施形態の構成を示すブロック図。
【図５】上記図４に示したメモリの記憶内容の一例を示す図。
【図６】同実施形態における制御装置の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。  
まず、この発明に係る実施形態を説明するに先立ち、その動作原理について説明する。
【００１３】
図１は、この発明の一実施形態のモードＳを有する二次監視レーダ装置における通常動作時の監視システムを示す図である。図２は、ＭＩＩＰ(Mode S Intermediate Interrogation Pattern)モード動作時の監視システムを示す図である。
【００１４】
本実施形態のＭＩＩＰモードでは、従来のモードＳモードのシステムでは使用しなかったＰ４パルスが無いモノパルス形式の質問（モードＡ／Ｃ質問）とモードＳオールコール質問／ロールコール質問とを交互に行う方式が採用される。また、本システムによりモードＳ航空機ＡＰ１もモードＡ／Ｃ応答することとなる。
【００１５】
通常動作時は、図１に示すように、質問を受けて折り返す動作を行うモードＳ航空機ＡＰ１に搭載されたモードＳ対応トランスポンダ、同様に非モードＳ航空機ＡＰ２に搭載されたモードＳ非対応トランスポンダと、各トランスポンダに送信するそれぞれモードＳオールコール質問／ロールコール質問及びモードＡ／Ｃ質問（Ｐ４パルス有り）のパルス変調信号の生成処理、及び、モードＳ対応トランスポンダからのモードＳオールコール質問／ロールコール質問に対するモードＳ応答、モードＳ非対応トランスポンダからのモードＡ／Ｃ質問に対する応答の受信処理を行うモードＳ地上局ＢＳ１とモードＡ／Ｃ地上局ＢＳ２とから構成される。
【００１６】
ＭＩＩＰモード動作時は、図２に示すように、質問を受けて折り返す動作を行うモードＳ航空機ＡＰ１に搭載されたモードＳ対応トランスポンダ、同様に非モードＳ航空機ＡＰ２に搭載されたモードＳ非対応トランスポンダと、各トランスポンダに送信するそれぞれモードＳオールコール質問／ロールコール質問及びモードＡ／Ｃ質問（Ｐ４パルス無し）のパルス変調信号の生成処理、及び、モードＳ対応トランスポンダからのモードＳオールコール質問／ロールコール質問に対するモードＳ応答、モードＳ非対応トランスポンダからのモードＡ／Ｃ質問に対する応答の受信処理を行うモードＳ地上局ＢＳ１とモードＡ／Ｃ地上局ＢＳ２とから構成される。
【００１７】
図３は、モードＳレーダ地上局ＢＳ１における目標の検出動作を示している。モードＳレーダ地上局ＢＳ１は、図３に示すように、モードＳオールコールによる質問信号を送信して監視領域を方位方向（アジマス（ＡＺ）方向）に走査する。そして、目標とするリアル機ＲＴからの応答信号を受信検波して復号することで、リアル機ＲＴを検出する。
【００１８】
ところで、上記モードＳレーダ地上局ＢＳ１は、走査域内の反射物Ｒによる反射でゴーストターゲットＧＴを検出することもある。そうすると、ゴースト応答が先にオールコールから個別質問によるロールコールに移行することになる。この場合、航空機は、ロールコールによる質問信号のみを受け付けるロックアウトを設定する。
【００１９】
このゴーストターゲットＧＴのロールコール移行状態において、モードＳレーダ地上局ＢＳ１はリアル機ＲＴの方向へオールコールによる質問信号を送出してもロックアウトがかかってしまうため、リアル機ＲＴの方向からは応答信号が返送されず、これによりリアル応答が検出できない。
【００２０】
また、モードＡ／Ｃによるオールコール質問（Ｐ４パルス有り）に対し、ゴーストターゲットＧＴ及びリアル機ＲＴは何も応答を返送しない。そこで、モードＳシステムにおいて、ゴーストが発生すると予想されるアジマス領域に対し、通常のモードＳオールコール質問／ロールコール質問に加え、Ｐ４パルスが有るモードＡ／Ｃオールコール質問の代わりに、Ｐ４パルスが無いモードＡ／Ｃ質問を行うＭＩＩＰモードによる質問を行うようにし、ゴーストターゲットＧＴ及びリアル機ＲＴからモードＳ応答が無かった場合でも、モードＡ／Ｃ応答が得られるようにしている。
【００２１】
上記の原理に基づき、以下にこの発明の実施形態について説明する。
【００２２】
図４は、本発明に係り、モードＳレーダ地上局ＢＳ１に備えられる二次監視レーダ装置の構成を示すブロック図である。図４において、質問信号送信器１１から発生されたオールコールによる質問信号は、アンテナ１２により所定方向に向けて送出される。航空機ＲＴから返送される応答信号は、アンテナ１２で受信され、増幅器１３で増幅された後、和・差信号検出器１４に供給される。この和・差信号検出器１４は、各象限の受信信号を加算して和信号Σを生成し、各象限の受信信号を減算することで差信号Δを生成する。
【００２３】
上記和・差信号検出器１４で得られた和信号Σ及び差信号Δは、目標情報検出器１５に供給される。目標情報検出器１５は、和信号Σ及び差信号Δから目標方向及び目標とする航空機ＲＴまでの距離を検出するものである。この検出情報は、制御装置１６に供給される。
【００２４】
制御装置１６は、目標情報検出器１５により監視領域内に目標とする航空機ＲＴが検出された場合に、メモリ１７に目標位置と目標を特定するモードＳアドレスとを対応付けて記憶する。メモリ１７には、図５に示すデータが記憶される。そして、制御装置１６は、メモリ１７に記憶された目標に対し個別質問を行うように質問信号送信器１１及びアンテナ１２を制御する。
【００２５】
ところで、上記制御装置１６は、この発明に係わる機能として、ＭＩＩＰモード制御部１６１と、判定部１６２と、ゴースト応答検出部１６３とを備えている。ＭＩＩＰモード制御部１６１は、ＭＩＩＰモードによる質問信号をモードＳレーダ地上局ＢＳ１の監視領域内の少なくとも一部で実行するように質問信号送信器１１及びアンテナ１２を制御する。
【００２６】
判定部１６２は、ＭＩＩＰモード制御部１６１によるＭＩＩＰモードの質問信号に対し、互いに異なる方位から返送される複数の応答信号それぞれに付加されるモードＡアドレスが一致するか否かを判定する。
【００２７】
ゴースト応答検出部１６３は、モードＡアドレスが重複した場合に、同じモードＡアドレスの複数の応答信号のうち遅延時間が長い応答信号をゴースト応答として検出し、メモリ１７中に２重アドレス航空機としてフラグを立てて登録する。なお、制御装置１６は、フラグが立てられた航空機については、個別質問をしないようにする。
【００２８】
次に、上記構成における動作について説明する。  
図６は、ゴースト応答を検出する際の制御装置１６の処理手順を示すフローチャートである。まず、制御装置１６は、質問信号送信器１１及びアンテナ１２を制御して、モードＳオールコール質問によるスキャンを自局ＢＳ１の監視領域内で実行する（ステップＳＴ６ａ）。そして、スキャン実行中に応答信号を返送した目標位置（Ｘ２，Ｙ３）と目標を特定するモードＳアドレス（ａｂ）とを対応付けてメモリ１７に登録する（ステップＳＴ６ｂ）。
【００２９】
続いて、制御装置１６は、メモリ１７に登録された各航空機に対し個別質問を行うように質問信号送信器１１及びアンテナ１２を制御し、しかる後に、監視領域の一部に対しＭＩＩＰモードによる質問信号、つまりモードＳによるオールコール質問信号を送出すると共に、モードＡ／Ｃによる質問信号を送出し（ステップＳＴ６ｃ）、モードＡ／Ｃによる応答信号が返送されるか否かの判断を行う（ステップＳＴ６ｄ）。
【００３０】
ここで、異なる方位から複数の応答信号が返送された場合に（Ｙｅｓ）、制御装置１６は各応答信号に付加されるモードＡアドレスが重複するか否かの判断を行う（ステップＳＴ６ｅ）。
【００３１】
ここで重複した場合（Ｙｅｓ）、制御装置１６は応答信号の遅延時間が長いほうをゴースト応答と特定する（ステップＳＴ６ｆ）。そして、制御装置１６は、ゴースト応答に対して、ロールコール質問から除外する（ステップＳＴ６ｇ）。
【００３２】
なお、上記ステップＳＴ６ｄにおいて応答がなかった場合（Ｎｏ）や、上記ステップＳＴ６ｅにおいてモードＡアドレスが重複しなかった場合には（Ｎｏ）、制御装置１６は上記ステップＳＴ６ｃの処理に移行する。
【００３３】
以上のように上記実施形態では、制御装置１６において、モードＳレーダ地上局ＢＳ１がカバーする監視領域の少なくとも一部に対し、ＭＩＩＰ質問を行うことでモードＳによるオールコール質問を行いつつゴーストターゲットＧＴやリアル機ＲＴからモードＡ／Ｃによる応答信号を返送させ、モードＡアドレスが重複して検出される方位の分布を測定するようにしている。
【００３４】
従って、上記測定した結果、ゴースト側とリアル側とで両方の分布になるため、ゴースト側であるかの判断を同じモードＡアドレスの航空機間で応答信号の遅延時間が長い方で判定した結果により、監視領域内の反射物Ｒの反射により生じるゴースト発生アジマス領域を決めることができる。
【００３５】
なお、ＭＩＩＰ質問信号送出する領域については、モードＳレーダ地上局ＢＳ１がカバーする全監視領域であってもよい。
【００３６】
また、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、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態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。
【符号の説明】
【００３７】
１１…質問信号送信器、１２…アンテナ、１３…増幅器、１４…和・差信号検出器、１５…目標情報検出器、１６…制御装置、１７…メモリ、１６１…ＭＩＩＰモード制御部、１６２…判定部、１６３…ゴースト応答検出部、ＲＴ…リアル機、Ｒ…反射物、ＧＴ…ゴーストターゲット、ＢＳ１…モードＳレーダ地上局。
【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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