(57)【要約】【課題】高周波信号の位相の検出精度を向上させたＩＬＳ装置を提供する。【解決手段】高周波帯の信号を発生する高周波信号発生部１２，１３，１４と、高周波信号発生部で発生された高周波帯の信号の位相を制御した後に搬送波信号として出力する位相制御部１５ａ，１５ｂと、オーディオ帯の基準信号を発生して被変調信号として出力する基準信号発生部１０と、位相制御部からの搬送波信号と基準信号発生部からの被変調信号とから変調信号を生成する変調部１６，１７と、基準信号発生部からの被変調信号に基づき、位相検出期間を規定するゲート信号を生成するタイミングゲート生成部１１と、タイミングゲート生成部で生成されたゲート信号により規定された期間内で、変調部からの変調信号に基づき位相を制御するための位相設定データを生成し、位相制御部に送るループフィルタ部２４ａ，２４ｂを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波帯の信号を発生する高周波信号発生部と、
前記高周波信号発生部で発生された高周波帯の信号の位相を制御した後に搬送波信号として出力する位相制御部と、
オーディオ帯の基準信号を発生して被変調信号として出力する基準信号発生部と、
前記位相制御部からの搬送波信号と前記基準信号発生部からの被変調信号とから変調信号を生成する変調部と、
前記基準信号発生部からの被変調信号に基づき、位相検出期間を規定するゲート信号を生成するタイミングゲート生成部と、
前記タイミングゲート生成部で生成されたゲート信号により規定された期間内で、前記変調部からの変調信号に基づき位相を制御するための位相設定データを生成し、前記位相制御部に送るループフィルタ部と、
を備えることを特徴とするＩＬＳ装置。
【請求項２】
前記高周波信号発生部は、
キャリア信号の生成に使用される高周波帯の信号を発生するキャリア信号発生部と、
サイドバンド信号の生成に使用される高周波帯の信号を発生するサイドバンド信号発生部を備え、
前記位相制御部は、
前記キャリア信号発生部で発生された高周波帯の信号の位相を制御した後に搬送波信号として出力する第１位相制御部と、
前記サイドバンド信号発生部で発生された高周波帯の信号の位相を制御した後に搬送波信号として出力する第２位相制御部を備え、
前記変調部は、
前記第１位相制御部からの搬送波信号と前記基準信号発生部からの被変調信号とから振幅変調した信号を生成する振幅変調部と、
前記第２位相制御部からの搬送波信号と前記基準信号発生部からの被変調信号とから平衡変調した信号を生成する平衡変調部を備え、
前記ループフィルタ部は、
前記タイミングゲート生成部で生成されたゲート信号により規定された期間内で、前記振幅変調部からの信号に基づき位相を制御するための位相設定データを生成し、前記第１位相制御部に送る第１ループフィルタ部と、
前記タイミングゲート生成部で生成されたゲート信号により規定された期間内で、前記平衡変調部からの信号に基づき位相を制御するための位相設定データを生成し、前記第２位相制御部に送る第２ループフィルタ部と、
を備えることを特徴とする請求項１記載のＩＬＳ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、航空機を滑走路に誘導するＩＬＳ（Instrument Landing System：計器着陸システム）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＬＳ装置は、着陸のために進入している航空機に対し、空港付近の地上施設から指向性を有する電波を発射し、滑走路への進入コースを指示する無線着陸援助装置であり、悪天候などの視界不良時であっても航空機を安全に滑走路まで誘導することができる。
【０００３】
このＩＬＳ装置は、高周波帯の搬送波信号と９０Ｈｚ／１５０Ｈｚといったオーディオ帯の基準信号とから変調した変調信号を生成して空中線アレーに送り、該空中線アレーから電波として送信する。
【０００４】
このようなＩＬＳ装置においては、性能向上を図るために、変調信号の位相検出が行われている。この位相検出は、基準信号の状態を考慮せずに常時行われている。
【０００５】
しかし、ＩＬＳ装置のサイドバンド変調信号は平衡変調された信号であるため、位相が反転する点の前後で振幅が著しく小さくなる。したがって、その点においては正確な位相情報を抽出できないので、検出精度と追随性能を犠牲にして、位相検出情報の平滑化処理が行われている。その結果、位相検出の誤差が発生し、検出精度が低下している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−４４９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
高周波信号の位相の検出精度を向上させたＩＬＳ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、実施形態に係るＩＬＳ装置は、高周波帯の信号を発生する高周波信号発生部と、高周波信号発生部で発生された高周波帯の信号の位相を制御した後に搬送波信号として出力する位相制御部と、オーディオ帯の基準信号を発生して被変調信号として出力する基準信号発生部と、位相制御部からの搬送波信号と基準信号発生部からの被変調信号とから変調信号を生成する変調部と、基準信号発生部からの被変調信号に基づき、位相検出期間を規定するゲート信号を生成するタイミングゲート生成部と、タイミングゲート生成部で生成されたゲート信号により規定された期間内で、変調部からの変調信号に基づき位相を制御するための位相設定データを生成し、位相制御部に送るループフィルタ部を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＩＬＳ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るＩＬＳ装置の動作を説明するための波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＩＬＳ装置の構成を示すブロック図である。このＩＬＳ装置は、基準信号発生部１０、タイミングゲート生成部１１、キャリア信号発生部１２、サイドバンド信号発生部１３、クリアランス信号発生部１４、位相制御部１５ａ，１５ｂ、振幅変調部１６，１８、平衡変調部１７、信号分岐部１９ａ，１９ｂ，１９ｃ、搬送波抽出部２０、周波数変換部２１ａ，２１ｂ、Ａ／Ｄ変換部２２ａ，２２ｂ、復調部２３ａ，２３ｂ、ループフィルタ部２４ａ，２４ｂを備える。
【００１２】
基準信号発生部１０は、ＩＬＳ装置のコース信号となるオーディオ帯の信号、具体的には９０Ｈｚおよび１５０Ｈｚの基準信号を生成し、被変調信号としてタイミングゲート生成部１１、振幅変調部１６、平衡変調部１７および振幅変調部１８に送る。
【００１３】
タイミングゲート生成部１１は、基準信号発生部１０から送られてくる被変調信号に基づき、位相検出期間として適切な期間（振幅が所定値より大きい期間）のみを規定するゲート信号を生成し、ループフィルタ部２４ａおよびループフィルタ部２４ｂに送る。
【００１４】
キャリア信号発生部１２は、ＩＬＳ装置のキャリア信号を生成するために使用される高周波帯（ＲＦ帯）の搬送波信号を発生し、位相制御部１５ａに送る。
【００１５】
サイドバンド信号発生部１３は、ＩＬＳ装置のサイドバンド信号を生成するために使用される高周波帯の搬送波信号を発生し、位相制御部１５ｂに送る。
【００１６】
クリアランス信号発生部１４は、ＩＬＳ装置のクリアランス信号を生成するために使用される高周波帯の信号を発生し、搬送波信号として振幅変調部１８に送る。これらキャリア信号発生部１２、サイドバンド信号発生部１３およびクリアランス信号発生部１４は、本発明の高周波信号発生部を構成する。
【００１７】
位相制御部１５ａは、本発明の第１位相制御部に対応し、ループフィルタ部２４ａから送られてくる位相設定データに応じて、キャリア信号発生部１２から送られてくる高周波帯の信号の位相を０〜２πの間で変化させた後、搬送波信号として振幅変調部１６に送る。
【００１８】
位相制御部１５ｂは、本発明の第２位相制御部に対応し、ループフィルタ部２４ｂから送られてくる位相設定データに応じて、サイドバンド信号発生部１３から送られてくる高周波帯の信号の位相を０〜２πの間で変化させた後、搬送波信号として平衡変調部１７に送る。
【００１９】
振幅変調部１６は、位相制御部１５ａから送られてきた搬送波信号と、基準信号発生部１０から送られてきた被変調信号とから振幅変調した信号を生成し、信号分岐部１９ａに送る。
【００２０】
平衡変調部１７は、位相制御部１５ｂから送られてきた搬送波信号と、基準信号発生部１０から送られてきた被変調信号とから平衡変調した信号を生成し、信号分岐部１９ｂに送る。これら振幅変調部１６および平衡変調部１７は、本発明の変調部を構成する。
【００２１】
振幅変調部１８は、クリアランス信号発生部１４から送られてきた搬送波信号と、基準信号発生部１０から送られてきた被変調信号から振幅変調した信号を生成し、信号分岐部１９ｃに送る。
【００２２】
信号分岐部１９ａは、振幅変調部１６から送られてきた信号を二分し、一方をキャリア変調信号として周波数変換部２１ａに送り、他方をキャリア信号として外部の空中線アレー（図示しない。以下においても同じ）に送る。
【００２３】
信号分岐部１９ｂは、平衡変調部１７から送られてきた信号を二分し、一方をサイドバンド変調信号として周波数変換部２１ｂに送り、他方をサイドバンド信号として外部の空中線アレーに送る。
【００２４】
信号分岐部１９ｃは、振幅変調部１８から送られてきた信号を二分し、一方をクリアランス変調信号として搬送波抽出部２０に送り、他方をクリアランス信号として外部の空中線アレーに送る。
【００２５】
搬送波抽出部２０は、信号分岐部１９ｃから送られてきたクリアランス変調信号から被変調信号を除去して搬送波信号を抽出し、周波数変換のローカル信号として周波数変換部２１ａおよび周波数変換部２１ｂに送る。
【００２６】
周波数変換部２１ａは、信号分岐部１９ａから送られてくるキャリア変調信号と搬送波抽出部２０から送られてくるローカル信号とに基づき、ＶＨＦ帯（ＩＬＳ装置のローカライザ）またはＵＨＦ帯（ＩＬＳ装置のグライドスロープ）の信号を中心周波数８ｋＨｚの信号に変換し、Ａ／Ｄ変換部２２ａに送る。
【００２７】
なお、ローカライザ（ＬＯＣ：Localizer）は、滑走路への進入コースの中心から左右のずれを示し、グライドスロープ（ＧＳ：Glide Slope）は、適切な進入角を示すために用いられる。
【００２８】
周波数変換部２１ｂは、信号分岐部１９ｂから送られてくるサイドバンド変調信号と搬送波抽出部２０から送られてくるローカル信号とに基づき、ＶＨＦ帯（ＩＬＳ装置のローカライザ）またはＵＨＦ帯（ＩＬＳ装置のグライドスロープ）の信号を中心周波数８ｋＨｚの信号に変換し、Ａ／Ｄ変換部２２ｂに送る。
【００２９】
Ａ／Ｄ変換部２２ａは、周波数変換部２１ａから送られてきた８ｋＨｚの信号をデジタルデータに変換し、復調部２３ａに送る。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換部２２ｂは、周波数変換部２１ｂから送られてきた８ｋＨｚの信号をデジタルデータに変換し、復調部２３ｂに送る。
【００３１】
復調部２３ａは、Ａ／Ｄ変換部２２ａから送られてきたデジタルデータを用いて復調処理を行い、Ｉ・Ｑデータの瞬時位相を計算する。この復調部２３ａにおいて得られたＩ・Ｑデータの瞬時位相は、位相誤差を表す位相データとしてループフィルタ部２４ａに送られる。
【００３２】
復調部２３ｂは、Ａ／Ｄ変換部２２ｂから送られてきたデジタルデータを用いて復調処理を行い、Ｉ・Ｑデータの瞬時位相を計算する。この復調部２３ｂにおいて得られたＩ・Ｑデータの瞬時位相は、位相誤差を表す位相データとしてループフィルタ部２４ｂに送られる。
【００３３】
ループフィルタ部２４ａは、本発明の第１ループフィルタ部に対応し、タイミングゲート生成部１１からのゲート信号に従って、復調部２３ａから送られてきた位相データを入力し、該位相データに対して所定の処理（例えば、ゲイン制御、平滑化処理およびオフセット制御など）を行い、位相設定データとして位相制御部１５ａに送る。
【００３４】
ループフィルタ部２４ｂは、本発明の第２ループフィルタ部に対応し、タイミングゲート生成部１１からのゲート信号に従って、復調部２３ｂから送られてきた位相データを入力し、該位相データに対して所定の処理（例えば、ゲイン制御、平滑化処理およびオフセット制御など）を行い、位相設定データとして位相制御部１５ｂに送る。
【００３５】
次に、上記のように構成されるＩＬＳ装置の動作を説明する。図２は、変調信号とゲート信号との関係を示す図であり、図２（ａ）は振幅変調部１６から出力されるキャリア変調信号、図２（ｂ）は平衡変調部１７から出力されるサイドバンド変調信号、図２（ｃ）は振幅変調部１８から出力されるクリアランス変調信号、図２（ｄ）はタイミングゲート生成部１１から出力されるゲート信号をそれぞれ示している。
【００３６】
タイミングゲート生成部１１は、キャリア変調信号、サイドバンド変調信号およびクリアランス変調信号において、図２（ｄ）に示すように、位相検出に十分な信号レベルが存在する期間のみゲート信号を出力する。ループフィルタ部２４ａおよびループフィルタ部２４ｂは、ゲート信号で規定された区間のみ位相検出を行い、位相設定データとして位相制御部１５ａおよび位相制御部１５ｂにそれぞれ送る。これにより、位相検出における誤差要因を排除することができるので、位相検出の精度向上を実現できる。
【００３７】
なお、ＩＬＳ装置のローカライザではクリアランス信号の出力は不要であるため、タイミングゲート生成部１１は、キャリア信号とサイドバンド信号の２つの信号の振幅のみを考慮してゲート信号を発生させるように構成することが可能である。
【００３８】
このように第１の実施形態に係るＩＬＳ装置のローカライザによれば、位相制御可能な期間が増えるため、検出精度の向上と応答時間の高速化を図ることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０  基準信号発生部
１１  タイミングゲート生成部
１２  キャリア信号発生部
１３  サイドバンド信号発生部
１４  クリアランス信号発生部
１５ａ，１５ｂ  位相制御部
１６，１８  振幅変調部
１７  平衡変調部
１９ａ〜１９ｃ  信号分岐部
２０  搬送波抽出部
２１ａ，２１ｂ  周波数変換部
２２ａ，２２ｂ  Ａ／Ｄ変換部
２３ａ，２３ｂ  復調部
２４ａ，２４ｂ  ループフィルタ部
【図１】
2011247673.tif 000003
【図２】
2011247673.tif 000004