(57)【要約】【課題】航空機の通信に用いられる信号の輻輳を低減させることができる通信システムを提供すること。【解決手段】実施形態の通信システムは、放送型自動従属監視装置と、モードＳ二次監視レーダ装置と、を持つ。放送型自動従属監視装置は、一以上の第１アンテナを介して、航空機により送信される信号を受信し、モードＳ二次監視レーダ装置は、前記第１アンテナより狭い指向性を有する第２アンテナを介して移動体と通信し、前記放送型自動従属監視装置は、前記第１アンテナによって受信された信号の到来方向を推定し、推定した前記到来方向を前記モードＳ二次監視レーダ装置に送信する方向推定部を持ち、前記モードＳ二次監視レーダ装置は、前記方向推定部から受信した前記到来方向に基づいて、前記第２アンテナの指向性を前記到来方向に変更する指向性変更部を持つ。【選択図】図１
2019164062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一以上の第１アンテナを介して、航空機により送信される信号を受信する放送型自動従属監視装置と、
前記第１アンテナより狭い指向性を有する第２アンテナを介して移動体と通信するモードＳ二次監視レーダ装置と、を備え、
前記放送型自動従属監視装置は、前記第１アンテナによって受信された信号の到来方向を推定し、推定した前記到来方向を前記モードＳ二次監視レーダ装置に送信する方向推定部を備え、
前記モードＳ二次監視レーダ装置は、前記方向推定部から受信した前記到来方向に基づいて、前記第２アンテナの指向性を前記到来方向に変更する指向性変更部を備える、
通信システム。
【請求項２】
前記方向推定部は、モノパルス測角により前記到来方向を推定する、
請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記モードＳ二次監視レーダ装置は、前記第２アンテナの指向性を前記到来方向に変更した後、航空機に信号を送信する、
請求項１または２に記載の通信システム。
【請求項４】
一以上の第１アンテナを介して、航空機により送信される信号を受信する複数の放送型自動従属監視装置と、
前記第１アンテナより狭い指向性を有する第２アンテナを介して移動体と通信するモードＳ二次監視レーダ装置と、を備え、
前記放送型自動従属監視装置は、前記第１アンテナを介して受信された信号と、他の前記放送型自動従属監視装置によって受信された信号とに基づいて、航空機の位置を推定し、推定した前記位置を前記モードＳ二次監視レーダ装置に送信する位置推定部を備え、
前記モードＳ二次監視レーダ装置は、前記位置推定部から受信した前記位置に基づいて、前記第２アンテナを駆動し、前記第２アンテナの指向性を前記位置に変更する指向性変更部を備える、
通信システム。
【請求項５】
前記放送型自動従属監視装置によって受信される信号には、航空機以外の移動体により送信される信号が含まれ、
前記信号には、信号を送信した前記航空機の位置、又は他の位置を示す情報が含まれ、
前記放送型自動従属監視装置によって受信された信号が、前記航空機の位置以外の位置を含む信号である場合、前記航空機でない発信源が存在すると判定する判定部を更に備える、
請求項１から４のうちいずれか一項に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二次監視レーダによって、航空機に搭載されているトランスポンダに対して質問信号を送信し、その質問信号に対する様々な情報を応答信号として受信することにより、航空管制のための監視に関わる各種情報を取得する技術が知られている。
【０００３】
ところで、二次監視レーダでは、個別応答信号の未受信や、フルーツ干渉等により個別応答信号が認識できない状況等が生じることがある。また、二次監視レーダと航空機との位置関係よっては、トランスポンダ側の質問未受信や応答抜けが発生することがある。これらにより、二次監視レーダにおいて監視対象の機の検出ができず監視が途切れることがある。従来、上記のように個別応答信号が得られず監視対象の航空機の監視が途切れた場合、二次監視レーダは、次スキャンにおける予測範囲を拡大し、航空機の監視制度を高める技術が知られている。
【０００４】
また、近年では、地上で航空機の飛行状況を把握するために複数の受信装置で航空機から送信された信号を受信して航空機の位置を特定するマルチラテレーションシステム、及び広域マルチラテレーションシステムの利用が検討されている。マルチラテレーションシステムは、複数の受信局における信号（拡張スキッタやスキッタ応答）の受信に関する情報を利用して航空機の位置を測位する。また、マルチラテレーションシステムによって、測位した航空機位置を利用して航空機に質問信号を送信し、航空機の識別情報や高度情報を含む応答信号を取得する技術が知られている。
【０００５】
ここで、複数の二次監視レーダが広い範囲において質問信号を送信する場合、又はマルチラテレーションシステムによって航空機に質問信号が送信される場合、通信に用いられる信号の周波数帯において輻輳が増大する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２８６３５２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１２７８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、航空機の通信に用いられる信号の輻輳を低減させることができる通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の通信システムは、放送型自動従属監視装置と、モードＳ二次監視レーダ装置と、を持つ。放送型自動従属監視装置は、一以上の第１アンテナを介して、航空機により送信される信号を受信し、モードＳ二次監視レーダ装置は、前記第１アンテナより狭い指向性を有する第２アンテナを介して移動体と通信し、前記放送型自動従属監視装置は、前記第１アンテナによって受信された信号の到来方向を推定し、推定した前記到来方向を前記モードＳ二次監視レーダ装置に送信する方向推定部を持ち、前記モードＳ二次監視レーダ装置は、前記方向推定部から受信した前記到来方向に基づいて、前記第２アンテナの指向性を前記到来方向に変更する指向性変更部を持つ。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る通信システムの一例を模式的に示す図である。
【図２】第１アンテナと、第２アンテナとの構成の一例を模式的に示す図である。
【図３】第１アンテナと、第２アンテナとの構成の他の例を模式的に示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る通信システムの構成の一例を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る通信システムの処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施形態に係る通信システムの一例を模式的に示す図である。
【図７】第２の実施形態に係る通信システムの構成の一例を示す図である。
【図８】第３の実施形態に係る通信システムの一例を模式的に示す図である。
【図９】第３の実施形態に係る通信システムの構成の一例を示す図である。
【図１０】第３の実施形態に係る通信システムの処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態の通信システムを、図面を参照して説明する。実施形態の通信システムは、航空機の通信量を低減させることができる通信システムである。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る通信システム１の一例を模式的に示す図である。通信システム１は、一以上のＡＤＳ−Ｂ装置１００と、一以上のモードＳ二次監視レーダ装置２００とを備える。
【００１２】
［ＡＤＳ−Ｂ装置１００について］
ＡＤＳ−Ｂ装置１００は、例えば、放送型自動従属監視（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast：以下、ＡＤＳ−Ｂ）を行う装置である。具体的には、ＡＤＳ−Ｂ装置１００は、ＡＤＳ−Ｂ装置１００が信号を受信可能な範囲（図示する、所定範囲ＡＲ１０）に存在する航空機Ｐにより送信された信号（例えば、スキッタ信号、又は拡張スキッタ信号）を、アンテナ（以下、第１アンテナ１１０）を介して受信する。スキッタ信号や拡張スキッタ信号には、当該信号を送信した航空機Ｐを識別する識別情報が含まれる。ＡＤＳ−Ｂ装置１００は、同一の識別情報を有する信号（つまり、同一の航空機Ｐによって送信された信号）を２回以上受信することにより、受信した信号の到来方向（つまり、航空機Ｐの存在する方向）を推定し、航空機Ｐを監視する。
【００１３】
スキッタ信号や拡張スキッタ信号は、１０９０［ＭＨｚ］の周波数の信号によって放送される。したがって、第１アンテナ１１０は、例えば、１０９０［ＭＨｚ］の信号を送受信可能なモノポールアンテナ、又はダイポールアンテナ等の全指向性のアンテナによって実現される。スキッタ信号や拡張スキッタ信号には、航空機Ｐを識別可能な情報（以下、識別情報）が含まれる。
【００１４】
［モードＳ二次監視レーダ装置２００について］
モードＳ二次監視レーダ装置２００は、ある航空機Ｐと、互いに通信することにより、航空機Ｐを監視する装置である。具体的には、モードＳ二次監視レーダ装置２００は、モードＳ二次監視レーダ装置２００が信号を送受信可能な範囲（図示する、所定範囲ＡＲ２０）に存在する航空機Ｐに対して、アンテナ（以下、第２アンテナ２１０）を介して質問信号を送信し、質問信号を受信した航空機Ｐから第２アンテナ２１０を介して応答信号を受信することにより、当該航空機Ｐを監視（追跡）する。応答信号には、モードＳに対応する航空機Ｐの識別情報や、航空機Ｐの高度を示す高度情報等が含まれる。
【００１５】
ここで、質問信号は、１０３０［ＭＨｚ］の周波数の信号であり、応答信号は、１０９０［ＭＨｚ］の周波数の信号である。第２アンテナ２１０は、例えば、第１アンテナ１１０よりも狭い指向性（図示する、所定範囲ＡＲ２１）を有し、所定範囲ＡＲ２１の範囲に１０３０［ＭＨｚ］の周波数の信号を送信可能であり、所定範囲ＡＲ２１の範囲から１０９０［ＭＨｚ］の周波数の信号を受信可能であるオープンアレイアンテナ等によって実現される。モードＳ二次監視レーダ装置２００は、第２アンテナ２１０の所定範囲ＡＲ２１を方位（アジマス）方向に回転走査（スキャン）させることにより、所定範囲ＡＲ２０の全域に質問信号を送信し、所定範囲ＡＲ２０の全域から応答信号を受信する。
【００１６】
モードＳ二次監視レーダ装置２００は、所定範囲ＡＲ２０に存在する航空機Ｐの監視を開始する際、所定範囲ＡＲ２０の全域に質問信号を送信する。以降の説明において、モードＳ二次監視レーダ装置２００が所定範囲ＡＲ２０の全域に質問信号を送信することを、「一括質問信号を送信する」とも記載する。所定範囲ＡＲ２０に存在する航空機Ｐは、一括質問信号に対する応答信号を、一括質問信号を送信したモードＳ二次監視レーダ装置２００に送信する。モードＳ二次監視レーダ装置２００は、応答信号を受信し、当該応答信号を送信した航空機Ｐを監視（追跡）する。その後、モードＳ二次監視レーダ装置２００は、応答信号を送信した航空機Ｐに対し、当該航空機Ｐのみが受信、及び応答する質問信号（以下、個別質問信号）を送信する。この航空機Ｐは、一括質問信号を受信した後の所定期間において、一括質問信号を送信したモードＳ二次監視レーダ装置２００からの個別質問にのみ応答し、同一の識別情報（例えば、ＩＩコード）が含まれる信号を用いた通信であっても、他のモードＳ二次監視レーダ装置２００からの通信（一括質問信号、及び個別質問信号）には応答しない状態に遷移する。以降の説明において、この状態をロックアウト状態と記載する。所定期間とは、例えば、１８［秒］程度の期間である。
【００１７】
［トランスポンダ３００について］
航空機Ｐには、トランスポンダ３００が搭載される。トランスポンダ３００は、トランスポンダ３００が信号を送受信可能な範囲（図示する所定範囲ＡＲ３０）に存在するＡＤＳ−Ｂ装置１００に対してスキッタ信号、又は拡張スキッタ信号を送信する。また、トランスポンダ３００は、所定範囲ＡＲ３０に存在するモードＳ二次監視レーダ装置２００により送信された一括質問信号を受信し、当該モードＳ二次監視レーダ装置２００に対して応答信号を送信する。
【００１８】
本実施形態の通信システム１において、ＡＤＳ−Ｂ装置１００と、モードＳ二次監視レーダ装置２００とが、同じ建屋に設置される。したがって、第１アンテナ１１０と、第２アンテナ２１０は、近接して配置され、所定範囲ＡＲ１０と、所定範囲ＡＲ２０とが合致する。以下、第１アンテナ１１０と、第２アンテナ２１０との設置の詳細について説明する。
【００１９】
［第１アンテナ１１０と、第２アンテナ２１０との構成について］
図２は、第１アンテナ１１０と、第２アンテナ２１０との構成の一例を模式的に示す図である。本実施形態の第１アンテナ１１０と、第２アンテナ２１０とは、いずれも設置台Ｒに取り付けられる。図２に示される通り、設置台Ｒは、立方体形状、或いは直方体形状である。ここで、＋Ｘ方向、−Ｘ方向、＋Ｙ方向、−Ｙ方向、＋Ｚ方向及び−Ｚ方向について定義する。図２に示すように、設置台Ｒの左右方向をＸ方向とし、右側を＋Ｘ側とし、左側を−Ｘ側とする。また、設置台Ｒの前後方向をＹ方向とし、前側を＋Ｙ側とし、後側を−Ｙ側とする。また、設置台Ｒの高さ方向をＺ方向とし、上側を＋Ｚ側とし、下側を−Ｚ側とする。以下では、必要に応じてＸＹＺ軸の直交座標系を用いて説明する。
【００２０】
ＡＤＳ−Ｂ装置１００は、例えば、複数の第１アンテナ１１０（図示する第１アンテナ１１０ａ〜１００ｈ）を備え、設置台Ｒの各面には、所定数（図示では２つ）ずつ第１アンテナ１１０が設置される。具体的には、設置台Ｒの前面に接して第１アンテナ１１０ａ〜１１０ｂが設置され、設置台Ｒの右側面に接して第１アンテナ１１０ｃ〜１１０ｄが設置され、後面に接して第１アンテナ１１０ｅ〜１１０ｆが設置され、設置台Ｒの左側面に接して第１アンテナ１１０ｇ〜１１０ｈが設置される。
【００２１】
上述したように、各第１アンテナ１１０は、全指向性のアンテナによって実現されるが、設置台Ｒの各面に接して設置されるため、所定の指向性を有する。具体的には、前面に設置される第１アンテナ１１０が信号を受信する場合、その信号は、少なくとも後方（つまり、−Ｙ方向）以外から到来した信号であり、右側面に設置される第１アンテナ１１０が信号を受信する場合、その信号は、少なくとも左側（つまり−Ｘ方向）以外から到来した信号であり、後面に設置される第１アンテナ１１０が信号を受信する場合、その信号は、少なくとも前方（つまり＋Ｙ方向）以外から到来した信号であり、左側面に設置される第１アンテナ１１０が信号を受信する場合、その信号は、少なくとも右側（＋Ｘ方向）以外から到来した信号である。
【００２２】
駆動部２２０は、設置台Ｒ上に配置される。第２アンテナ２１０と、駆動部２２０とは、支持部ＰＬに互いに固定される。第２アンテナ２１０は、駆動部２２０が駆動することにより、支持部ＰＬと共に支持部ＰＬのＺ方向の中心軸周りに回転される。駆動部２２０は、例えば、モータによって実現される。駆動部２２０が駆動することにより、第２アンテナ２１０は、所定範囲ＡＲ２１を回転走査させ、所定範囲ＡＲ２０の全域において信号を送受信することができる。
【００２３】
図３は、第１アンテナ１１０と、第２アンテナ２１０との構成の他の例を模式的に示す図である。図２に示される例では、第１アンテナ１１０が設置台Ｒの各面に接して設置される場合について説明したが、これに限られない。第１アンテナ１１０は、例えば、設置台Ｒ上に設置されてもよい。この場合、設置台Ｒ上には、設置台Ｒの各面と平行な面を有する反射板ＢＤが設けられる。図示する一例では、設置台Ｒの前面と平行な面を有する反射板ＢＤ１と、設置台Ｒの右側面と平行な面を有する反射板ＢＤ２と、設置台Ｒの後面と平行な面を有する反射板ＢＤ３と、設置台Ｒの左側面と平行な面を有する反射板ＢＤ４とが、設置台Ｒ上に設置される。
【００２４】
反射板ＢＤ１には、反射板ＢＤ１の＋Ｙ方向に第１アンテナ１１０ａ〜１１０ｂが接して設置され、反射板ＢＤ２には、反射板ＢＤ２の＋Ｘ方向に第１アンテナ１１０ｃ〜１１０ｄが接して設置され、反射板ＢＤ３には、反射板ＢＤ３の−Ｙ方向に第１アンテナ１１０ｅ〜１１０ｆが接して設置され、反射板ＢＤ４には、反射板ＢＤ４の−Ｘ方向に第１アンテナ１１０ｇ〜１１０ｈが接して設置される。これにより、図３に示すように設置される各第１アンテナ１１０も、図２に示される各第１アンテナ１１０と同様に、所定の指向性を有することができる。図３に示される第２アンテナ２１０の構成については、図２に示される構成と同様であるため、説明を省略する。
【００２５】
なお、第２アンテナ２１０は、駆動部２２０によって回転され、指向性（所定範囲ＡＲ２１）を所定範囲ＡＲ２０の全域に走査する構成に代えて、指向性をモードＳ二次監視レーダ装置２００によって制御可能なフェーズドアレイアンテナでもよく、他の形態のアンテナであってもよい。
【００２６】
また、上述では、第１アンテナ１１０がモノポールアンテナ、又はダイポールアンテナ等の全指向性のアンテナによって実現される場合について説明したが、これに限られない。第１アンテナ１１０は、例えば、全指向性のアンテナを設置台Ｒや反射板ＢＤに接して配置されることにより得られる所定の指向性を、予め有しているアンテナであれば、全指向性より狭い指向性のアンテナ（例えば、セクタアンテナや、ホーンアンテナ等）によって実現されてもよい。
【００２７】
［一括質問信号と応答信号とについて］
ここで、同一の地域に多数のモードＳ二次監視レーダ装置２００があり、各モードＳ二次監視レーダ装置２００がいずれも通信可能な領域（つまり、それぞれの所定範囲ＡＲ２０が重畳する領域）に飛行してきた航空機Ｐを初期捕捉（追跡）することを目的として、各モードＳ二次監視レーダ装置２００がそれぞれの所定範囲ＡＲ２０の全域に一括質問信号を送信する。一括質問信号は、信号のパルス長が長いため、それぞれの所定範囲ＡＲ２０における１０３０［ＭＨｚ］の周波数帯域を占有し、信号が輻輳する可能性がある。
【００２８】
本実施形態の通信システム１は、ＡＤＳ−Ｂ装置１００によってＡＤＳ−Ｂ装置１００によって推定された信号の到来方向に基づいて、モードＳ二次監視レーダ装置２００が個別質問信号を送信し、一括質問信号によって通信に用いられる周波数帯域が輻輳することを抑制する。
【００２９】
［通信システム１の構成について］
図４は、第１の実施形態に係る通信システム１の構成の一例を示す図である。上述したように、通信システム１は、一以上のＡＤＳ−Ｂ装置１００と、一以上のモードＳ二次監視レーダ装置２００とを備え、ＡＤＳ−Ｂ装置１００と、モードＳ二次監視レーダ装置２００とは、ネットワークＮＷを介して種々の情報を送受信する。ネットワークＮＷは、例えば、インターネット、ＷＡＮ（Wide Area Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）、プロバイダ端末、無線通信網、無線基地局、専用回線などを含む。
【００３０】
ＡＤＳ−Ｂ装置１００は、第１アンテナ１１０と、方向推定部１２０とを備える。方向推定部１２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、ＣＰＵにより実現される構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。
【００３１】
方向推定部１２０は、第１アンテナ１１０によって受信されたスキッタ信号、又は拡張スキッタ信号に基づいて、スキッタ信号、又は拡張スキッタ信号の到来方向、つまり、航空機Ｐの方位角度θを推定する。第１アンテナ１１０は、モノパルス測角に必要な和（Σ）、差（Δ）およびオムニ（Ω）の３種類の水平パターンを有し、方向推定部１２０は、振幅情報Σａ、位相情報Σｐ、振幅情報Δａ、位相情報Δｐから航空機Ｐの方位角度θをモノパルス測角方法によって演算し、推定する。方向推定部１２０は、推定した方位角度θを示す情報をモードＳ二次監視レーダ装置２００に送信する。
【００３２】
モードＳ二次監視レーダ装置２００は、第２アンテナ２１０と、駆動部２２０と、送受信部２３０と、を備える。送受信部２３０は、例えば、ＣＰＵなどのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。送受信部２３０は、方向推定部１２０から受信した方位角度θを示す情報に基づいて、駆動部２２０を制御する。具体的には、送受信部２３０は、方位角度θに第２アンテナ２１０の指向性が一致するように、駆動部２２０を駆動し、第２アンテナ２１０を回転させる。送受信部２３０は、駆動部２２０の駆動により、方位角度θに第２アンテナ２１０の指向性が一致した場合、その方向のみに個別質問信号を送信する。送受信部２３０は、「指向性変更部」の一例である。
【００３３】
なお、上述では、送受信部２３０は、第２アンテナ２１０の指向性が航空機Ｐの方向と一致するように駆動部２２０を駆動し、第２アンテナ２１０を回転させる場合について説明したが、これに限られない。例えば、第２アンテナ２１０は、駆動部２２０によって常時回転される構成であってもよい。この場合、送受信部２３０は、第２アンテナ２１０の指向性が航空機Ｐの方向と一致するタイミングにおいてのみ、個別質問信号を送信する。
【００３４】
また、上述では、送受信部２３０をモードＳ二次監視レーダ装置２００が備える場合について説明したが、これに限られない。送受信部２３０は、例えば、ＡＤＳ−Ｂ装置１００の機能構成として備えられてもよい。
【００３５】
［処理フロー］
図５は、第１の実施形態に係る通信システム１の処理の一例を示すフローチャートである。ＡＤＳ−Ｂ装置１００は、第１アンテナ１１０を介して航空機Ｐのトランスポンダ３００からスキッタ信号、又は拡張スキッタ信号を受信する（ステップＳ１００）。方向推定部１２０は、受信した信号に基づいて、方位角度θをモノパルス測角により推定する（ステップＳ１０２）。送受信部２３０は、推定された方位角度θに基づいて駆動部２２０を制御することにより、方位角度θに第２アンテナ２１０の指向性を一致させる（ステップＳ１０４）。モードＳ二次監視レーダ装置２００は、第２アンテナ２１０の指向性が変更された後、第２アンテナ２１０を介して、その方向のみに個別質問信号を送信する（ステップＳ１０６）。
【００３６】
［第１の実施形態のまとめ］
以上説明したように、本実施形態の通信システム１は、第１アンテナ１１０を介して、航空機Ｐにより送信される信号を受信する放送型自動従属監視装置（この一例では、ＡＤＳ−Ｂ装置１００）と、第１アンテナ１１０より狭い指向性を有する第２アンテナ２１０を介して移動体（この一例では、航空機Ｐ）と通信するモードＳ二次監視レーダ装置２００と、を備え、ＡＤＳ−Ｂ装置１００は、第１アンテナ１１０によって受信された信号の到来方向を推定し、推定した到来方向をモードＳ二次監視レーダ装置２００に送信する方向推定部１２０を備え、モードＳ二次監視レーダ装置２００は、方向推定部１２０から受信した到来方向（つまり、方位角度θ）を示す情報に基づいて、第２アンテナ２１０の指向性を方位角度θに変更する送受信部２３０を備え、送受信部２３０は、モノパルス測角により方位角度θを推定し、モードＳ二次監視レーダ装置２００は、第２アンテナ２１０の指向性を方位角度θに変更した後、航空機Ｐに信号（この一例では、個別質問信号）を送信する。これにより、通信システム１は、一括質問信号を所定範囲ＡＲ２０の全域に一括質問信号を送信する場合と比して航空機Ｐの通信に用いられる信号の輻輳を低減させることができる。
【００３７】
（第２の実施形態）
以下、図面を参照し、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、モードＳ二次監視レーダ装置２００が、あるＡＤＳ−Ｂ装置１００から取得した方位角度θを示す情報に基づいて、一括質問信号を送信する場合について説明した。第２の実施形態では、モードＳ二次監視レーダ装置２００が、複数のＡＤＳ−Ｂ装置１００から取得した方位角度θを示す複数の情報に基づいて、一括質問信号を送信する場合について説明する。なお、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３８】
図６は、第２の実施形態に係る通信システム１ａの一例を模式的に示す図である。通信システム１ａは、通信システム１が備える構成のうち、ＡＤＳ−Ｂ装置１００に代えて、一以上の（図示では２つの）ＡＤＳ−Ｂ装置１００ａ（図示するＡＤＳ−Ｂ装置１００ａ−１〜１００ａ−２）を備える。ＡＤＳ−Ｂ装置１００ａ−１と、ＡＤＳ−Ｂ装置１００ａ−２とは、同様の構成を有する。以降の説明において、ＡＤＳ−Ｂ装置１００ａ−１に係る構成には、末尾に「−１」を付し、ＡＤＳ−Ｂ装置１００ａ−２に係る構成には、末尾に「−２」を付す。また、ＡＤＳ−Ｂ装置１００ａ−１と、ＡＤＳ−Ｂ装置１００ａ−２とを互いに区別しない場合には、総称してＡＤＳ−Ｂ装置１００ａと記載する。また、本実施形態において、ＡＤＳ−Ｂ装置１００ａのそれぞれと、モードＳ二次監視レーダ装置２００とは、別の建屋に設置される。
【００３９】
図６に示される通り、トランスポンダ３００は、所定範囲ＡＲ３０にスキッタ信号、又は拡張スキッタ信号を送信する。トランスポンダ３００が送信する信号を受信可能な位置に存在するＡＤＳ−Ｂ装置１００ａは、トランスポンダ３００により送信されたスキッタ信号、又は拡張スキッタ信号をそれぞれ受信し、方位角度θを推定する。複数のＡＤＳ−Ｂ装置１００ａは、それぞれ推定した方位角度θに基づいて、航空機Ｐの位置を更に推定する。
【００４０】
［通信システム１ａの構成について］
図７は、第２の実施形態に係る通信システム１ａの構成の一例を示す図である。本実施形態のＡＤＳ−Ｂ装置１００ａは、ＡＤＳ−Ｂ装置１００が備える機能構成に比して位置推定部１３０を更に備える。位置推定部１３０は、方向推定部１２０によって推定された方位角度θと、他のＡＤＳ−Ｂ装置１００ａによって推定された方位角度θとに基づいて、航空機Ｐの位置を推定する。本実施形態において、方向推定部１２０は、推定した方位角度θを示す情報と、方位角度θの推定元となったスキッタ信号、又は拡張スキッタ信号を受信した時刻を示す情報とを対応付ける。方向推定部１２０は、対応付けた情報を、ネットワークＮＷを介して他のＡＤＳ−Ｂ装置１００ａに送信する、或いは、自装置の位置推定部１３０に供給する。各ＡＤＳ−Ｂ装置１００ａの位置推定部１３０は、例えば、取得した複数の方位角度θを示す情報のうち、一致、又は略一致する時刻と、同一の識別情報とが対応付けられた方位角度θを示す情報を、同一の航空機Ｐに関する情報として推定に用いる。
【００４１】
ここで、航空機Ｐは、各ＡＤＳ−Ｂ装置１００ａによって推定された方位角度θによって示される複数の方向が互いに交わる交点に存在することが推定される。したがって、位置推定部１３０は、複数の方位角度θの方向が互いに交わる交点の位置を、航空機Ｐの位置として推定する。例えば、位置推定部１３０−１は、方向推定部１２０−２によって推定された方位角度θを示す情報と、予め記憶されたＡＤＳ−Ｂ装置１００ａ−２の位置を示す情報とに基づいて、ＡＤＳ−Ｂ装置１００ａ−２に対する方位角度θの方向を推定する。次に、位置推定部１３０−１は、方向推定部１２０−１によって推定されたＡＤＳ−Ｂ装置１００ａ−１に対する航空機Ｐの方位角度θの方向と、既に推定されたＡＤＳ−Ｂ装置１００ａ−２に対する方位角度θの方向とに基づいて、それぞれが推定した方位角度θによって示される方向が互いに交わる交点を、航空機Ｐの位置として推定する。位置推定部１３０−１は、推定した航空機Ｐの位置（例えば、座標）を示す情報をモードＳ二次監視レーダ装置２００に送信する。
【００４２】
なお、位置推定部１３０−１が航空機Ｐの位置を推定する構成に代えて、位置推定部１３０−２が航空機Ｐの位置を推定する構成であってもよい。また、複数のＡＤＳ−Ｂ装置１００ａが備える位置推定部１３０のいずれもが航空機Ｐの位置を推定し、それぞれモードＳ二次監視レーダ装置２００に送信する構成であってもよい。この場合、モードＳ二次監視レーダ装置２００は、航空機Ｐの位置を示す複数の情報から適当な位置を選択し、選択された位置に対して個別質問信号を送信する。モードＳ二次監視レーダ装置２００は、例えば、最も速く受信した航空機Ｐの位置を示す情報に基づいて、個別質問信号を送信してもよく、複数の位置のうち、最も多く推定された航空機Ｐの位置に基づいて、個別質問信号を送信してもよい。また、複数のＡＤＳ−Ｂ装置１００ａには、それぞれ優先度が予め付されており、航空機Ｐからスキッタ信号、又は拡張スキッタ信号を受信し、方位角度θを推定したＡＤＳ−Ｂ装置１００ａのうち、最も優先度の高いＡＤＳ−Ｂ装置１００ａの位置推定部１３０が航空機Ｐの位置を推定し、モードＳ二次監視レーダ装置２００に情報を送信する構成であってもよい。
【００４３】
モードＳ二次監視レーダ装置２００の送受信部２３０は、位置推定部１３０によって推定された位置に個別質問信号を送信するため、駆動部２２０を制御する。送受信部２３０が駆動部２２０を制御する処理については、上述した実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００４４】
なお、上述では、位置推定部１３０が、２つの方位角度θを示す情報に基づいて、航空機Ｐの位置を推定する場合について説明したが、これに限られない。位置推定部１３０は、例えば、２以上のＡＤＳ−Ｂ装置１００ａから取得した方位角度θを示す情報に基づいて、航空機Ｐの位置を推定してもよい。この場合、位置推定部１３０は、より精度高く航空機Ｐの位置を推定することができる。
【００４５】
また、上述では、位置推定部１３０をＡＤＳ−Ｂ装置１００ａが備える場合について説明したが、これに限られない。位置推定部１３０は、例えば、モードＳ二次監視レーダ装置２００の機能構成として備えられてもよい。
【００４６】
［第２の実施形態のまとめ］
以上説明したように、本実施形態の通信システム１ａは、第１アンテナ１１０を介して、航空機Ｐにより送信される信号を受信する複数のＡＤＳ−Ｂ装置１００（この一例では、ＡＤＳ−Ｂ装置１００−１〜１００−２）と、第１アンテナ１１０より狭い指向性を有する第２アンテナ２１０を介して移動体（この一例では航空機Ｐ）と通信するモードＳ二次監視レーダ装置２００と、を備え、ＡＤＳ−Ｂ装置１００は、第１アンテナ１１０を介して受信された信号と、他のＡＤＳ−Ｂ装置１００によって受信された信号とに基づいて、航空機Ｐの位置を推定し、推定した位置をモードＳ二次監視レーダ装置２００に送信する位置推定部１３０を備え、モードＳ二次監視レーダ装置２００は、位置推定部１３０から受信した位置に基づいて、第２アンテナ２１０を駆動し、第２アンテナ２１０の指向性を位置に変更する送受信部２３０を備える。これにより、本実施形態の通信システム１ａは、より精度高く航空機Ｐに個別質問信号を送信することができる。
【００４７】
（第３の実施形態）
以下、図面を参照し、第３の実施形態について説明する。第１〜第２の実施形態では、スキッタ信号、又は拡張スキッタ信号を航空機Ｐが送信する場合について説明した。第３の実施形態では、スキッタ信号、又は拡張スキッタ信号が航空機Ｐ以外の移動体から送信される場合について説明する。
【００４８】
ここで、スキッタ信号、又は拡張スキッタ信号には、当該信号を送信する移動体（例えば、航空機Ｐ）の位置情報を含めることができる場合がある。例えば、航空機Ｐの飛行を妨害する妨害者は、無意味な位置、又は航空機Ｐの飛行の妨害となる位置（図示する位置ＰＴ）の位置情報を、スキッタ信号、又は拡張スキッタ信号に含め、位置ＰＴに存在する航空機からのスキッタ信号、又は拡張スキッタ信号に偽装した信号（以下、なりすまし信号）を、別の移動体（図示する車両Ｍ）から送信する場合がある。この場合、モードＳ二次監視レーダ装置２００は、ＡＤＳ−Ｂ装置１００によって推定された位置ＰＴであり、実際には航空機Ｐが存在しない位置ＰＴに対して個別質問信号を送信してしまう。本実施形態の通信システム１ｃは、妨害者によるなりすまし信号の発信源に対して、データ出力を抑制する構成について説明する。なお、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４９】
図８は、第３の実施形態に係る通信システム１ｃの一例を模式的に示す図である。通信システム１ｃは、通信システム１が備える構成のうち、モードＳ二次監視レーダ装置２００に代えて、一以上（図示では１つ）のモードＳ二次監視レーダ装置２００ｂを備える。また、本実施形態において、ＡＤＳ−Ｂ装置１００と、モードＳ二次監視レーダ装置２００ｂとが、同じ建屋に設置される。
【００５０】
本実施形態の通信システム１ｃは、ＡＤＳ−Ｂ装置１００によって推定された方位角度θ、及び識別情報に基づいて、個別質問信号を送信し、送信後に航空機Ｐによって送信された応答信号を受信しない場合、以降、自装置、及び他のモードＳ二次監視レーダ装置２００ｂに、当該方位角度θの当該識別情報に関する個別質問信号を送信させない。
【００５１】
［通信システム１ｃの構成について］
図９は、第３の実施形態に係る通信システム１ｃの構成の一例を示す図である。本実施形態のモードＳ二次監視レーダ装置２００ｂは、モードＳ二次監視レーダ装置２００が備える機能構成に比して更に判定部２５０を備える。判定部２５０は、ＡＤＳ−Ｂ装置１００によって推定された方位角度θが、なりすまし信号に基づく方位角度θであるか否かを判定する。具体的には、判定部２５０は、モードＳ二次監視レーダ装置２００ｂがＡＤＳ−Ｂ装置１００によって推定された方位角度θに基づいて個別質問信号を送信した後、航空機Ｐから応答信号を受信したか否かを判定する。判定部２５０は、個別質問信号に応じて航空機Ｐにより送信される応答信号を受信しない場合、ＡＤＳ−Ｂ装置１００が方位角度θを推定する際に用いたスキッタ信号、又は拡張スキッタ信号がなりすまし信号であると判定する。判定部２５０は、なりすまし信号であると判定したスキッタ信号、又は拡張スキッタ信号に含まれる識別情報と、スキッタ信号、又は拡張スキッタ信号の方位角度θとを送受信部２３０に供給する。送受信部２３０は、判定部２５０になりすまし信号であると判定された信号の識別情報と、方位角度θとに基づいて、駆動部２２０を制御せず、モードＳ二次監視レーダ装置２００ｂは、当該方位角度θの当該識別情報に対して個別質問信号を送信しない。
【００５２】
なお、判定部２５０は、なりすまし信号であると判定されたスキッタ信号、又は拡張スキッタ信号に含まれる識別情報と、スキッタ信号、又は拡張スキッタ信号の方位角度θとを示す情報（以下、なりすまし情報）を、通信システム１ｃが備える他の装置（例えば、ＡＤＳ−Ｂ装置１００や、他のモードＳ二次監視レーダ装置２００ｂ）にネットワークＮＷを介して送信してもよい。判定部２５０からなりすまし情報を受信したＡＤＳ−Ｂ装置１００は、受信した「なりすまし情報」に基づいて、ＡＤＳ−Ｂ装置１００が放送する情報のうち、なりすまし信号の識別情報に、当該識別情報によって示される信号がなりすまし信号であることをフラグ付する、或いは放送する情報から当該識別情報の信号を削除する。また、判定部２５０から「なりすまし情報」を受信した他のモードＳ二次監視レーダ装置２００ｂは、受信した「なりすまし情報」に基づいて、当該方位角度θの当該識別情報に個別質問信号を送信しない。
【００５３】
［処理フロー］
図１０は、第３の実施形態に係る通信システム１ｃの処理の一例を示すフローチャートである。図１０に示される処理のうち、図５に示されるステップ番号と同様の処理には、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【００５４】
判定部２５０は、ステップＳ１０６においてモードＳ二次監視レーダ装置２００ｂが個別質問信号を送信してから、航空機Ｐによって送信された応答信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０８）。判定部２５０は、航空機Ｐによって送信された応答信号を受信した場合、なりすまし信号ではないと判定し、処理を終了する。判定部２５０は、航空機Ｐによって送信された応答信号を受信しなかった場合、ＡＤＳ−Ｂ装置１００によって推定された方位角度θがなりすまし信号に基づく方位角度θであり、当該方位角度θの推定元のスキッタ信号、又は拡張スキッタ信号の識別情報は、航空機Ｐの識別情報ではないと判定し（ステップＳ１１０）、送受信部２３０は、当該方位角度θに基づく方向の当該識別情報に、個別質問信号を送信しない（ステップＳ１１２）。つまり、送受信部２３０は、当該方位角度θに基づく方向に、第２アンテナ２１０の指向性が向くように駆動部２２０を制御しない。
【００５５】
なお、モードＳ二次監視レーダ装置２００ｂは、ステップＳ１１２の後、なりすまし信号ではない信号（つまり、航空機Ｐによって送信されるスキッタ信号、又は拡張スキッタ信号）に基づく方位角度θであると判定されるまでの間、ステップＳ１００〜ステップＳ１０８までの処理を繰り返してもよい。
【００５６】
［第３の実施形態のまとめ］
以上説明したように、本実施形態の通信システム１ｃは、ＡＤＳ−Ｂ装置１００によって受信される信号には、航空機Ｐ以外の移動体（例えば、車両Ｍ）により送信される信号が含まれ、信号には、信号を送信した航空機Ｐの識別情報、航空機Ｐの位置、又は他の位置（なりすましの位置）を示す情報が含まれ、送受信部２３０は、ＡＤＳ−Ｂ装置１００によって受信された信号が、航空機Ｐの位置以外の位置（なりすましの位置）を含む信号である場合、方位角度θに第２アンテナ２１０の指向性を変更しない。また、モードＳ二次監視レーダ装置２００ｂから取得したなりすまし情報に基づいて、ＡＤＳ−Ｂ装置１００は、ＡＤＳ−Ｂ装置１００が放送する情報のうち、なりすまし信号の識別情報に、当該識別情報によって示される信号がなりすまし信号であることをフラグ付する、或いは放送する情報から当該識別情報の信号を削除する。これにより、本実施形態の通信システム１ｃは、なりすまし信号によって航空機Ｐの通信が妨害されることを抑制することができる。また、本実施形態の通信システム１ｃによれば、ＡＤＳ−Ｂ装置１００によって他のモードＳ二次監視レーダ装置２００ｂになりすまし信号の情報が拡散（出力）されることを抑制することができる。
【００５７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５８】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ…通信システム、１００、１００−１、１００−２、１００ａ、１００ａ−１、１００ａ−２…ＡＤＳ−Ｂ装置、１１０、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｆ、１１０ｇ、１１０ｈ…第１アンテナ、１２０、１２０−１、１２０−２…方向推定部、１３０、１３０−１、１３０−２…位置推定部、２００、２００ａ、２００ａ−１、２００ａ−２、２００ｂ…モードＳ二次監視レーダ装置、２１０…第２アンテナ、２２０…駆動部、２３０…送受信部、２５０…判定部、３００…トランスポンダ、ＡＲ１０、ＡＲ２０、ＡＲ２１、ＡＲ３０…所定範囲、ＢＤ、ＢＤ１、ＢＤ２、ＢＤ３、ＢＤ４…反射板、Ｐ…航空機
【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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