(57)【要約】【課題】サンプリングレートを上げることなく十分にサンプル点を増やすことができ、位相差の検知の回数を増やすことが可能なＶＯＲ信号受信装置を提供する。【解決手段】ベアリング誤差検出部１４における基準位相信号と可変位相信号とのベアリング誤差による航空機の方位測定の実行に先立ち、ヒルベルト変換部１７，２５にてＢＰＦ１６，２４で抽出される基準位相信号及び可変位相信号をそれぞれヒルベルト変換部１７，２５により複素形式のＩ信号及びＱ信号に変換し、位相変換部１８，２６にてＩ信号及びＱ信号を位相角度に変換してベアリング誤差検出部１４に出力し、ベアリング誤差検出部１４にて位相角度によりベアリング誤差を求めるようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側で航空機が存在すると推定される全方位に渡って位相が一定の基準位相信号と方位により位相が変化する可変位相信号とを含むＶＯＲ（Very High Frequency Omnidirectional Radio Range）信号を送出し、前記航空機で前記ＶＯＲ信号を受信し測定部にて前記基準位相信号と前記可変位相信号との位相差に相当するベアリング誤差に基づいて前記送信側から見た自機の方位を測定する測定システムで前記航空機に用いられるＶＯＲ信号受信装置において、
前記ＶＯＲ信号から前記基準位相信号を抽出する第１の信号抽出手段と、
前記ＶＯＲ信号から前記可変位相信号を抽出する第２の信号抽出手段と、
前記第１の信号抽出手段の出力を複素形式のＩ信号及びＱ信号にヒルベルト変換する第１のヒルベルト変換手段と、
前記第２の信号抽出手段の出力を複素形式のＩ信号及びＱ信号にヒルベルト変換する第２のヒルベルト変換手段と、
前記第１のヒルベルト変換手段の出力を位相変換して前記測定部に供給する第１の位相変換手段と、
前記第２のヒルベルト変換手段の出力を位相変換して前記測定部に供給する第２の位相変換手段とを具備したことを特徴とするＶＯＲ信号受信装置。
【請求項２】
さらに、前記第１の信号抽出手段と前記第１のヒルベルト変換手段と間に、前記第１の信号抽出手段の出力のサンプリングレートを低減する第１のデシメーション手段を備え、
前記第２の信号抽出手段と前記第２のヒルベルト変換手段と間に、前記第２の信号抽出手段の出力のサンプリングレートを低減する第２のデシメーション手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のＶＯＲ信号受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば航空機に対し方位を知らせるために使用されるＶＯＲ（Very High Frequency Omnidirectional Radio Range）信号受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各地の空港には、旅客機などの航空機の着陸を支援するために、各種の設備が設けられている。これらの設備には、例えばＶＯＲ（Very High Frequency Omnidirectional Radio Range ：超短波全方向式無線標識）装置がある（例えば、非特許文献１）。ＶＯＲ装置は、１１２ＭＨｚ〜１１８ＭＨｚの周波数の水平偏波を利用して航空機に方位情報を与えるものである。
【０００３】
このＶＯＲの送信局では、全方位にわたって位相が一定の３０Ｈｚの基準位相信号と、方位により位相が変化する３０Ｈｚの可変位相信号を含んだ電波を同時に発射する。航空機ではこれら２つの位相信号を受信し位相差を測定することによりＶＯＲから見た自機の磁方位を知ることができる。
【０００４】
このようなＶＯＲ装置には、ドプラー現象を用い方位の測定精度を上げたＤＶＯＲ（Doppler Very High Frequency Omnidirectional Radio Range）装置がある。
【非特許文献１】レーダ技術  財団法人電子情報通信学会。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記ＶＯＲ装置では、上述の基準位相信号と可変位相信号をそれぞれ必要とされる測定位相精度以上のサンプリングレートでサンプリングし復調してゼロクロス点のタイミング誤差から位相差を求めるようにしている。
【０００６】
しかしながら、３０Ｈｚの波形から位相誤差を求めると、サンプリング点が少なく、位相誤差を求めるサンプリング点を増加するためにはサンプリングレートを高速にする必要があった。
【０００７】
また、上記ＶＯＲ装置では、各信号の１周期に１度のタイミングでしか位相差を検出することができず、サンプルポイントの増加や測定タイミングを任意に設定することができなかった。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、サンプリングレートを上げることなく十分にサンプル点を増やすことができ、位相差の検知の回数を増やすことが可能なＶＯＲ信号受信装置を提供することにある。
【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、この発明に係るＶＯＲ信号受信装置は、送信側で航空機が存在すると推定される全方位に渡って位相が一定の基準位相信号と方位により位相が変化する可変位相信号とを含むＶＯＲ（Very High Frequency Omnidirectional Radio Range）信号を送出し、航空機でＶＯＲ信号を受信し測定部にて基準位相信号と可変位相信号との位相差に相当するベアリング誤差に基づいて送信側から見た自機の方位を測定する測定システムで航空機に用いられるＶＯＲ信号受信装置において、ＶＯＲ信号から基準位相信号を抽出する第１の信号抽出手段と、ＶＯＲ信号から可変位相信号を抽出する第２の信号抽出手段と、第１の信号抽出手段の出力を複素形式のＩ信号及びＱ信号にヒルベルト変換する第１のヒルベルト変換手段と、第２の信号抽出手段の出力を複素形式のＩ信号及びＱ信号にヒルベルト変換する第２のヒルベルト変換手段と、第１のヒルベルト変換手段の出力を位相変換して測定部に供給する第１の位相変換手段と、第２のヒルベルト変換手段の出力を位相変換して測定部に供給する第２の位相変換手段とを備えるようにしたものである。
【００１０】
この構成によれば、基準位相信号と可変位相信号とのベアリング誤差による航空機の方位測定の実行に先立ち、基準位相信号及び可変位相信号をそれぞれ複素形式のＩ信号及びＱ信号、つまり９０角度位相をずらした２つの信号にヒルベルト変換し、これらＩ信号及びＱ信号を位相角度に変換して、位相角度によりベアリング誤差を求めるようにしている。
【００１１】
従って、従来方式に比して基準位相信号と可変位相信号とを位相比較するためのサンプリング点を増加させることができ、これによりベアリング誤差の検出回数を増加させることができ航空機の方位測定における測定精度をさらに高めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上詳述したようにこの発明によれば、サンプリングレートを上げることなく十分にサンプル点を増やすことができ、位相差の検知の回数を増やすことが可能なＶＯＲ信号受信装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、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。
【００１４】
図１は、この発明の一実施形態に係るＶＯＲ信号受信装置の構成を示すブロック図である。
【００１５】
このＶＯＲ信号受信装置は、図示しない送信局から送られるＤＶＯＲ信号が供給されるＡＭ検波部１１と、このＡＭ検波部１１で振幅検波された基準位相信号を復調する基準位相信号復調部１２と、ＡＭ検波部１１の出力を入力して可変位相信号を復調する可変位相信号復調部１３と、これらの復調部からの信号を入力してベアリング誤差を検出するベアリング誤差検出部１４とから成る。
【００１６】
基準位相信号復調部１２は、デシメーション部１５と、３０Ｈｚの周波数を通過させるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１６と、ヒルベルト変換部１７と、位相変換部１８とから成る。
【００１７】
一方、可変位相信号復調部１３は、９９６０Ｈｚの周波数成分を通過させるＢＰＦ２１と、ＦＭ検波部２２と、デシメーション部２３と、３０Ｈｚの周波数成分を通過させるＢＰＦ２４と、ヒルベルト変換部２５と、ヒルベルト変換部２５で変換されたＩ信号，Ｑ信号を入力されて位相変換を行う位相変換部２６とから成る。
【００１８】
次に、上記構成における動作について説明する。  
受信したＤＶＯＲ信号はＡＭ検波部１１に入力されてここで振幅検波された後、基準位相信号復調部１２と可変位相信号復調部１３とに送られる。
【００１９】
基準位相信号復調部１２では、デシメーション部１５においてサンプリングレートを低減し、３０Ｈｚ基準位相信号を抽出するためにＢＰＦ１６で帯域ろ波処理を行う。
【００２０】
この後、３０Ｈｚの波形をヒルベルト変換部１７でヒルベルト変換によりＩ信号とＱ信号に変換し次の位相変換部１８で瞬時位相を取得する。
【００２１】
一方、可変位相信号復調部１３では、ＡＭ検波部１１出力のＡＭ検波信号に対してＢＰＦ２１で９９６０ＨｚのＦＭ信号を抽出する。その出力をＦＭ検波部２２でＦＭ検波を行った後、基準位相信号復調部１２と同様な処理を行う。
【００２２】
すなわち、デシメーション部２３でサンプリングレートを低減し、ＢＰＦ２４で３０Ｈｚ信号を抽出し、ヒルベルト変換部２５でヒルベルト変換を行った後、その出力であるＩ信号、Ｑ信号を位相変換部２６に入力して瞬時位相を取得する。
【００２３】
これらの位相変換部１８，２６で取得した瞬時位相をベアリング誤差検出部１４において、サンプリング間隔でベアリング誤差を検出する。
【００２４】
その結果、図２に示すように、１周期に１回のサンプリングによりベアリング誤差が得られていたところ、図３に示すように１周期以内においてもサンプリングが可能となり、これらの時点においてもベアリング誤差を算出できることになる。
【００２５】
以上のように上記実施形態では、ベアリング誤差検出部１４における基準位相信号と可変位相信号とのベアリング誤差による航空機の方位測定の実行に先立ち、ヒルベルト変換部１７，２５にてＢＰＦ１６，２４で抽出される基準位相信号及び可変位相信号をそれぞれヒルベルト変換部１７，２５により複素形式のＩ信号及びＱ信号に変換し、位相変換部１８，２６にてＩ信号及びＱ信号を位相角度に変換してベアリング誤差検出部１４に出力することで、ベアリング誤差検出部１４にて位相角度によりベアリング誤差を求めるようにしている。
【００２６】
従って、従来方式に比して基準位相信号と可変位相信号とを位相比較するためのサンプリング点を増加させることができ、これによりベアリング誤差の検出回数を増加させることができ航空機の方位測定における測定精度をさらに高めることができる。
【００２７】
なお、本発明を上記実施形態に基づき説明したが、本発明は上記実施形態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、各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。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の一実施形態に係るＶＯＲ信号受信装置の構成を示すブロック図。
【図２】従来のＶＯＲ信号受信装置におけるサンプル点を示す図。
【図３】同実施形態におけるサンプル点を示す図。
【符号の説明】
【００２９】
１１…ＡＭ検波部、１２…基準位相信号復調部、１３…可変位相信号復調部、１４…ベアリング誤差検出部、１５，２３…デシメーション部、１６，２１，２４…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、１７，２５…ヒルベルト変換部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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