(57)【要約】【課題】無指向性無線標識の送信装置から送信される搬送波に重畳されるトーン信号が、当該送信装置の設置場所によって信号波形に歪みを生じる問題がある。【解決手段】中波帯の搬送波を発生させる励振部６，低周波のトーン信号をモールス符号により変調する変調部２１，搬送波に変調されたトーン信号を重畳する電力増幅部９，電力増幅部の出力信号を送信するための空中線整合部１２及び送信アンテナ１３を備えた送信装置であって、前記変調部２１は低周波発振器２３，歪み発生器２４，電鍵回路３，符号発生回路４及び変調増幅回路５を有し、前記歪み発生器５は前記電力増幅部９において発生する前記トーン信号の歪みに対応する逆特性の歪みを有するトーン信号を発生せしめて電力増幅部９に入力することにより、前記送信装置から送信される前記トーン信号の歪みを抑制するように構成されたものである。【選択図】      図１
2007187460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の航路近傍の地上に設置され、中波帯の搬送波を発生させる励振部，低周波のトーン信号を送信施設を識別するモールス符号により変調する変調増幅部，前記搬送波に前記モールス符号により変調されたトーン信号を重畳する電力増幅部，該電力増幅部の出力信号を送信するための空中線整合部及び送信アンテナを備えた無指向性無線標識送信装置の送信装置であって、
前記変調部は低周波発振器，歪み発生器，電鍵回路，符号発生回路及び変調増幅回路を有し、前記歪み発生器は前記電力増幅部において発生する前記トーン信号の歪みに対応する逆特性の歪みを有するトーン信号を発生せしめて前記電力増幅部に入力することにより、前記送信装置から送信される前記トーン信号の歪みを抑制するように構成されたことを特徴とする無線標識送信装置における歪み補償回路。
【請求項２】
前記歪み発生器は、前記電力増幅部において発生する異なる歪みパターンに対応できるように、複数の歪みの逆特性の歪みパターンを有し、必要に応じて前記逆特性の歪みパターンを選択できるように構成された請求項１に記載の無線標識送信装置における歪み補償回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機の航行に際して、航空機が航路を外れることがないように、予め定められた航路近傍の地上から無指向性無線標識としての電波を送信（発射）して、航空機の航法支援を行う無指向性無線標識送信設備の送信装置の歪み補償回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機の安全な航行を支援するために、航路近傍の地上送信施設から中波帯の２００ｋＨｚ〜４１５ｋＨｚの内の指定された一波に重畳されたトーン信号（１０２０Ｈｚ）を用いて、所定時間の連続信号とモールス符号とを両側波帯変調（ＤＳＢ）した電波を無指向性無線標識（ＮＤＢ：n0ndirectional radio beacon ）として常時送信（発射）している。このモールス符号は地上送信施設毎に予め割り当てられたローマ字２文字を表す断続信号として、前述の連続信号とを交互に繰り返し送信される。この無線標識の電波は、航空機に備えられている自動方向探知機（ＡＤＦ：automtic direction finder ）により、無線信号の到達方向を計器に自動的に表示される。
【０００３】
この無指向性無線標識の送信信号の例を図５に示す。図５（ａ）は、割り当てモールス符号が「ＴＫ」とした地上送信施設から送信されるトーン信号であり、標識符号ＴＫと休止符号（連続信号）とが３．７５秒毎に交互に送信される。図５（ｂ）は、同様に割り当てモールス符号が「ＴＫ」とした地上送信施設から送信されるトーン信号が３．７５秒毎に２回送信された後、休止符号（連続信号）が２２．５秒送信され、この信号送信パターンが繰り返される。
このような無指向性無線標識を送信する地上施設が、航空機航路に対応する地上の適宜箇所に複数設置されてあるため、航空機の受信設備がこのトーン信号を受信することにより、航空機の現在位置や進行方向を把握することができ、航路から外れることなく安全に航行することができる。
【０００４】
従来の無指向性無線標識を送信する地上施設の主要部である送信装置の一例のブロック回路図を図６に示す。図６において、１は変調部であり、１０２０Ｈｚを発振する低周波発振回路２，電鍵回路３，符号発生回路４及び変調増幅回路５から構成されている。６は励振部であり、搬送波発振回路７及び搬送波増幅回路８により構成されている。９は電力増幅部であり、電力増幅回路１０及びフィルタ回路１１により構成されている。１２は空中線整合部、１３は送信アンテナである。なお、この送信装置の動作を制御する制御部及び各回路に動作電源を供給する電源部の記載は省略してある。また、送信装置は、不測の事態に備えて２台を設置し、一方に事故が生じた場合は別に設けられた制御装置により、自動的に他方の送信装置に切り換えられる。また、送信装置の発射電波をモニタする受信機も設置されるのが一般的である。
【０００５】
図６の送信機系統図の動作の概要を説明する。変調部１の低周波発振回路２により発振される１０２０Ｈｚのトーン信号は、電鍵回路３においてモールス符号を発生する符号発生回路４により、当該送信施設に割り当てられた識別用のモールス符号の信号が与えられる。その結果、トーン信号の１０２０Ｈｚの出力信号は、モールス符号に応じて断続され変調増幅回路５に加えられる。このトーン信号は増幅され変調出力として電力増幅部９の電力増幅回路１０に入力される。この変調された１０２０Ｈｚのトーン信号は、図７に示すようにスペース時（変調なし）は一定の直流電圧（約５０Ｖ）であるが、マーク時（変調あり）になると直流電圧に１０２０Ｈｚが重畳されたほぼ正弦波の波形となる。
【０００６】
励振部６の搬送波発振回路７は、中波帯の２００ｋＨｚ〜４１５ｋＨｚ内の指定された周波数の搬送波を発振する。この搬送波は、搬送波増幅回路８で増幅して電力増幅回路１０に入力されて、前述のモールス符号で変調されたトーン信号を重畳し、フィルタ回路１１，空中線整合部１２などを介して送信アンテナ１３から３６０°全方向に無指向性電波として発射される。
なお、航行支援装置として、ＧＰＳ（Gl0bal Positiong System ）を利用して現在位置を周辺の地図と共にディスプレイに表示装置、或いは航行中に空域や航路帯を逸脱してしまった場合でも、正常位置に復帰させるルートを表示器に表示させるものもある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３５２５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述した従来の無指向性無線標識を送信する送信装置においては、動作原理上により出力が入力に比例しないことや、出力位相が入力によって変わるなど、電力増幅回路１０の入出力特性には振幅及び位相の非線形性に問題があった。即ち、従来の送信装置は、負荷条件の変化、例えば当初の５０Ω負荷による調整と、現地に設置の空中線によるインピーダンスが相違する場合、トーン信号の出力波形に例えば図８に示すような歪みを生じるという問題がある。即ち、図８（ａ）の標準入力波に対して、図８（ｂ）のように出力波形が飽和した歪みを有するもの、或いは図８（ｃ）のように非対称の歪みとなるものなどがある。このような出力波形の歪みにより、トーン信号の航空機側の受信装置における受信時に、正確な無線標識として受信されない危険性がある。そのため、無線標識送信設備の設置現場において、電力増幅回路１０等の調整により歪みを改善する作業を必要とし、その調整作業に多くの時間を費やしていた。
本発明は、この歪みの発生を抑制する歪み補償回路を提供することによって、課題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による無線標識送信装置における歪み補償回路は、航空機の航路近傍の地上に設置され、中波帯の搬送波を発生させる励振部，低周波（１０２０Ｈｚ）のトーン信号を送信施設を識別するモールス符号により変調する変調増幅部，前記搬送波に前記モールス符号により変調されたトーン信号を重畳する電力増幅部，該電力増幅部の出力信号を送信するための空中線整合部及び送信アンテナを備えた無指向性無線標識送信装置の送信装置であって、前記変調部は低周波発振器，歪み発生器，電鍵回路，符号発生回路及び変調増幅回路を有し、前記歪み発生器は前記電力増幅部において発生する前記トーン信号の歪みに対応する逆特性の歪みを有するトーン信号を発生せしめて前記電力増幅部に入力することにより、前記送信装置から送信される前記トーン信号の歪みを抑制するように構成されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、前述した構成を採ることにより、負荷条件の変化に基づく歪み発生の抑制に迅速に対応し得るものであり、無線標識送信装置の設置現地における歪み抑制のための作業を簡単に行えるようにしたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係る歪み補償回路を図１に示した一実施例を図１に基づき説明する。図１は送信装置のブロック回路図であり、図６に示した従来例と同じ部分は同じ記号を用いる。図１の送信装置が図６に示した従来例の送信装置と異なるところは、図６の変調部１の低周波発振回路２を図１の送信装置の変調部２１のように歪み補償発振回路２２としたものである。この歪み補償発振回路２２は、図２に示すように１０２０Ｈｚの周波数を発振する低周波発振器２３と歪み発生器２４とから構成されている。この歪み発生器２４は、図８に示した歪みを生じた低周波（１０２０Ｈｚ）の波形と逆特性の波形を発生するように構成されているものである。
【００１１】
この歪み発生器２４の構成の具体的な例としては、図３に示すように低周波発振器２３は、１０２０Ｈｚ発振器２５と低周波増幅器２６より構成され、歪み発生器２４はＬＰＦ（Low Pass Filter ）２７，Ａ／Ｄ変換器２８，ＤＳＰ（Digital Signal Processor）２９，ＲＯＭ（Read Only Memoly）３０，Ｄ／Ａ変換器３１，ＬＰＦ（Low Pass Filter ）３２，より構成されている。低周波発振器２３の出力波形は、図４（ａ）に示すような標準波形である。この標準波形は歪み発生器２４により電力増幅回路１０において生じる１０２０Ｈｚのトーン信号の出力波形の歪みに対応する逆特性の歪みを有する波形に変換される。
【００１２】
即ち、歪み発生器２４は、低周波発振器２３からの入力をＬＰＦ２７で不要波を除去し、Ａ／Ｄ変換器２８でディジタル信号に変換してＤＳＰ２９に入力される。ＤＳＰ２９はＲＯＭからのプログラムにより、１０２０Ｈｚ波を逆補正波にし、Ｄ／Ａ変換器３１でＤ／Ａ変換した後、ＬＰＦ３２で不要波を除去して、１０２０Ｈｚ逆補正波を電鍵回路３，変調増幅回路５を介して電力増幅器１０に出力する。逆補正波の具体例としては、図４（ａ）の標準入力波に対して、電力増幅器１０の出力歪み波が図４（ｂ）の飽和波形（図８（ｂ）の波形と同じ）に対しては図４（ｄ）のように飽和波形の逆特性の出力歪み波とし、電力増幅器１０の出力歪み波が図４（ｃ）の非対称波形（図８（ｃ）の波形と同じ）に対しては図４（ｅ）のように非対称波形の逆特性の出力歪み波として出力する。そのため、電力増幅回路１０の入出力特性に基づく歪みを相殺し、出力されるトーン信号の出力波形はほぼ正常な特性を有する出力波形として送信され、航空機の受信機で正常なトーン信号によるモールス符号を受信することができる。
【００１３】
無指向性無線標識送信設備における前述した送信装置の歪み発生器２４は、電力増幅回路１０のトーン信号の歪みに対応する逆特性の歪みを有する波形を発生させるように予めセットして置くものであるが、電力増幅回路１０の入出力特性に基づく歪みは、無指向性無線標識送信設備の設置場所の地形等による空中線のインピーダンスにより異なる。これに対応するため、歪みの種類を幾つかのパターンに類型化し、歪み発生器２４における歪みの逆特性の歪み波形も同様に幾つかのパターンをＲＯＭ３０に記憶せしめておき、設置現地において生じる歪み波形の状態に合わせて選択できるようにしたものである。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
本発明による無線標識送信装置における歪み補償回路は、航空機の航路の近傍の地上に設置される無指向性無線標識送信設備の送信装置の低周波（１０２０Ｈｚ）によるトーン信号の発振回路に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の歪み補償回路が適用された無線標識送信装置の一実施例を示すブロック回路図である。
【図２】本発明の歪み補償回路の一実施例を示すブロック回路図である。
【図３】本発明の歪み補償回路の歪み発生器の一実施例を示す回路図である。
【図４】無線標識の送信信号のトーン信号の歪み波形に対する逆特性の歪み波形の波形図である。
【図５】無指向性無線標識の送信信号のトーン信号によるモールス符号（識別符号）の一例を示す構成例図である。
【図６】従来の無線標識送信装置の一例を示すブロック回路図である。
【図７】無線標識の送信信号のトーン信号の一例を示す波形図である。
【図８】無線標識の送信信号のトーン信号に歪みを生じた波形の一例を示す波形図である。
【符号の説明】
【００１６】
１，２１  変調部
２  低周波発振回路
３  電鍵回路
４  符号発生回路
５  変調増幅回路
６  励振部
７  搬送波発振回路
８  搬送波増幅回路
９  電力増幅部
１０  電力増幅回路
１１  フィルタ回路
１２  空中線整合部
１３  アンテナ
２２  歪み補償発振回路
２３  低周波発振器
２４  歪み発生器
２５  １０２０Ｈｚ発振器
２６  低周波増幅器
２７，３２  ＬＰＦ（Low Pass Filter ）
２８  Ａ／Ｄ変換器
２９  ＤＳＰ（Digital Signal Processor）
３０  ＲＯＭ（Read Only Memoly）
３１  Ｄ／Ａ変換器
【図１】
2007187460.tif 000003
【図２】
2007187460.tif 000004
【図３】
2007187460.tif 000005
【図４】
2007187460.tif 000006
【図５】
2007187460.tif 000007
【図６】
2007187460.tif 000008
【図７】
2007187460.tif 000009
【図８】
2007187460.tif 000010