专利名称：多普勒甚高频全向信标装置和边带天线异常检测方法
技术领域：
本发明涉及作为无线导航设施的DVOR (Doppler VHF Omni directional Radio Range,即多普勒甚高频全向信标)装置、和在该DVOR 装置中、在发生了异常的边带天线的检测中使用的边带天线异常检测方 法。
背景技术：
一般，作为对飞机给出离开基准点磁北的方位信息的装置，使用 DVOR装置。DVOR装置的天线由载波天线、和以载波天线为中心排列 为圆形的48个边带天线构成。从载波天线辐射与方位无关的一定相位的 RF (Radio Frequency)信号。从边带天线辐射相位根据方位而变化的RF 信号。设置在飞机中的接收器通过比较这两个信号，能够在接收地点获 知离开基准点即DVOR装置的方位(参照例如日本特开平2-24586号公 报)。
从边带天线辐射的RF信号被从DVOR装置的主体装置输出。被输 出的RF信号被位于从主体装置离幵的地方的分配器装置切换输出的定 时而向各边带天线输出。这里，在边带天线中发生了故障等异常的情况 下，RF信号没有被从边带天线辐射，DVOR装置不能充分发挥其功能。 所以，以往的DVOR装置为了检测发生了异常的边带天线而具有边带天 线异常检测功能。
以往的边带天线异常检测功能是通过设置在分配器装置中的、与边 带天线相同数量的定向耦合器检测来自边带天线的反射波。并且，通过 由同样设置在分配器装置中的天线监视器电路监视该反射波，来检测发 生了异常的边带天线。但是，通过附加该功能，分配器装置的构造变得
很复杂。由此，产生DVOR装置整体大型化、其成本也增大的问题。此 外，为了该边带天线异常检测功能，需要供给用来驱动天线监视电路的 电源的线缆、以及将来自天线监视电路的反射波的监视结果向外部传送 的线缆等，上述问题更加严重。进而，还有在主体装置和分配器装置之 间传送RF信号的线缆发生了异常的情况下、不能检测到该异常的问题。 如以上所述，在以往的DVOR装置中，为了检测发生了异常的边带 天线，必须在分配器装置中设置与边带天线相同数量的定向耦合器以及 天线监视电路，成为DVOR装置的大型化、成本增加的原因。此外，在 主体装置与分配器装置之间传送RF信号的线缆发生了异常的情况下，不 能检测到该异常。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而做出的，目的是提供一种能够在具有检测 发生了异常的边带天线的功能的状态下实现工程费用的削减、DVOR装 置的小型化及低成本化、同时也能够检测在主体装置与分配器装置之间 传送RF信号的线缆发生的异常的DVOR装置。
为了达到上述目的，本发明是多普勒甚高频全向信标装置，将从主 体装置输出的RF信号通过分配器装置有选择地输出到多个系统中、并从 设在该多个系统的每一个中的多个边带天线辐射，上述主体装置具备 RF信号输出部，输出RF信号；测量单元，设在上述RF信号的输出系 统中，测量上述多个边带天线反射该RF信号的反射波的电平；判断单元， 根据上述测量单元的测量结果判断上述电平有无异常；比较单元，生成 对上述分配器装置控制上述RF信号的输出选择的选择信号，比较该选择 信号和上述判断单元的判断结果；确定单元，根据上述比较结果，确定
上述多个边带天线中发生了异常的边带天线、以及上述主体装置与上述分配器装置之间的上述RF信号的传输路径中发生了异常的传输路径。通过采用这样的单元，在边带天线中发生了异常的情况下，能够通 过设置在主体装置中的测量单元测量来自边带天线的反射波的电平。并 且，通过判断单元判断电平有无异常，通过确定单元将判断结果与选择 信号比较。这样确定发生了异常的边带天线及传输路径。此外，上述RF信号输出部输出相位相互不同的多个系统的RF信号; 上述测量单元测量上述多个系统对RF信号的各反射波的电平；上述判断 单元根据上述测量单元的测量结果判断各上述电平有无异常；上述比较 单元生成上述选择信号，并比较该选择信号与上述判断单元对各电平的 判断结果；上述确定单元根据上述比较结果，确定上述多个边带天线中 的发生了异常的边带天线、以及上述主体装置与上述分配器装置之间的 上述多个系统的RF信号的传输路径中发生了异常的传输路径。通过采用这样的单元，即使在RF信号的输出为多个系统的情况下也 能够确定发生了异常的边带天线，并且也能够检测到主体装置与分配器 装置之间的传输路径的异常。根据本发明，通过用设置在主体装置中的测量单元、判断单元和确 定单元处理来自多个边带天线的反射波，能够确定发生了异常的边带天 线以及在主体装置与分配器装置之间发生了异常的线缆。由此，能够在 具有发生异常的边带天线的检测功能的状态下、实现工程费用的削减、 DVOR装置的小型化及低成本化。并且，也能够检测到在主体装置与分 配器装置之间的线缆中发生的异常。本发明的优点将在以下进行说明，并且通过描述会部分地变得清楚， 或者可以通过实施本发明来了解。通过特别在以下指出的手段和组合能 够实现和达到本发明的优点。结合的附图构成本发明的具体实施方式
的一部分，并且与上述发明 内容及实施方式的具体描述一起来说明本发明。
图1是表示本发明的具有边带天线异常检测功能的DVOR装置的一实施方式的结构的框图。图2是表示上述实施方式的载波天线与边带天线的配置的图。 图3是表示上述实施方式的信号生成电路的处理动作的流程图。 图4是表示由上述实施方式的信号生成电路计算的驻波比信号的处 理的示意图。图5是表示上述实施方式的调制信号发生/天线监视电路中的、发生 了异常的边带天线的检测方法的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。 图1是表示本发明的一实施方式的DVOR装置的概略结构的框图。 在图1所示的主体装置10中，从上侧正弦波边带发送机11-1输出的上侧 正弦波RF信号、从上侧余弦波边带发送机11-2输出的上侧余弦波RF 信号、从下侧正弦波边带发送机U-3输出的下侧正弦波RF信号、从下 侧余弦波边带发送机11-4输出的下侧余弦波RF信号，被在各边带发送 机的每个系统设置的定向耦合器12-1 12-4分别分支为两个系统。被分 支为两个系统的各系统的RF信号的一个被供给到分配器装置20中，另 一个作为行进波被供给到信号生成电路13中。信号生成电路13测量所 输入的行进波的电平。此外，从同样设置在主体装置10中的调制信号发 生/天线监视电路14向分配器装置20供给切换信号，该切换信号用于控 制分配器装置20的各RF信号的切换的定时。在分配器装置20中，被从主体装置10供给的4个系统的RF信号被 分配器电路21切换输出的定时，并供给到如图2所示配置的48根边带 天线30-1 30-48。此时，向各边带天线供给RF信号的定时被来自调制 信号发生/天线监视电路14的切换信号所控制。另外，切换信号是电压变 化的信号，分配器电路21被该电压所驱动。
来自分配器电路21的各RF信号在供给目的地的边带天线30-1 30-48被辐射。此时，从边带天线30-1 30-48产生对应于被供给的RF 信号的反射波，RF信号被送出到传送来的系统中。来自边带天线的反射 波被传送反射波的系统的定向耦合器12-1 12-4检测到，被供给到信号 生成电路13。信号生成电路13测量所输入的反射波的电平。并且，基于 该反射波的电平和上述行进波的电平生成反射警报信号，将该反射警报 信号向调制信号发生/天线监视电路14输出。调制信号发生/天线监视电 路14根据来自信号生成电路13的反射警报信号检测到发生了异常的边 带天线，将警报信号向外部送出。另外，在本实施方式中，分配器电路21根据切换信号，对图2所示 的带有奇数号码的边带天线供给上侧正弦波RF信号及下侧正弦波RF信 号，对带有偶数号码的边带天线供给上侧余弦波RF信号及下侧余弦波 RF信号。此外，上侧正弦波RF信号和下侧正弦波RF信号、以及上侧 余弦波RF信号和下侧余弦波RF信号被同时供给到分别位于相对位置的 边带天线。此外，分配器电路21将对各边带天线的1次信号的供给时间 设为1/720秒。并且，对具有奇数号码的边带天线分别在1秒的期间供给 30次各正弦波RF信号，并对具有偶数号码的边带天线分别在1秒的期 间供给30次各余弦波RF信号。具体而言，在将上侧正弦波RF信号供给到边带天线30-1时，与此 同时将下侧正弦波RF信号供给到边带天线30-25。在其1/720秒后，将 上侧正弦波RF信号供给到边带天线30-3中，同时将下侧正弦波RF信号 供给到边带天线30-27。接着，在下个1/720秒后，将上侧正弦波RF信 号供给到边带天线30-5，同时将下侧正弦波RF信号供给到边带天线 30-29。接着，详细地说明在上述结构中发生了异常的边带天线的检测动作。 此时，为了便于说明，对从上侧正弦波边带发送机ll-l输出的上侧正弦 波RF信号进行说明。图3是表示本发明的一实施方式的信号生成电路13的处理动作的流 程图。信号生成电路13测量被从上侧正弦波边带发送机11-1送出并被定向耦合器12-1分支的一个上侧正弦波RF信号的电平，形成行进波检测信 号(步骤ST3a)。被分支的另一个上侧正弦波RF信号被分配器电路21输出到奇数号 码的边带天线中，被这些边带天线反射。这样生成的反射信号被输出到 上侧正弦波边带发送机11-1的系统中，被定向耦合器12-1检测到。在信 号生成电路13中，设置i-l (i是自然数)(步骤ST3b)，测量由定向耦 合器12-1检测到的RF信号的电平，作为反射波检波信号来取出(步骤 ST3c)。接着，将该反射波检波信号与行进波检波信号进行比较，计算驻波 比(步骤ST3d)。接着，判断是否计算了24周期量的该驻波比(步骤ST3e)。 在计算了 24周期量的驻波比的情况下(步骤ST3e的"是")，利用24周 期的驻波比生成驻波比信号(步骤ST3f)。在没有计算出24周期量的驻 波比的情况下(步骤ST3e的"否")，设i-i+l (步骤ST3g)，向上述步 骤ST3c前进。图4是表示在边带天线30-9发生了异常的情况下的、有关本发明的 一实施方式的信号生成电路13的驻波比信号的处理的示意图。信号生成 电路13通过在图4(a)所示的驻波比信号的值超过规定值时产生脉冲波， 生成图4 (b)所示的异常信号(步骤ST3h)。接着，将基于切换信号设 定的图4 (c)所示的检测门信号变为开启的定时与产生异常信号的脉冲 波的定时进行比较(步骤ST3i)，判断在检测门信号为开启时是否有异常 信号的脉冲波(步骤ST3j)。在检测门信号为开启时有异常信号的脉冲波 的情况下(步骤ST3j的"是")，生成图4 (d)所示的反射警报信号(步 骤ST3k)，向调制信号发生/天线监视电路14输出(步骤ST31)。在输出 后，前进到ST3a的步骤。在检测门信号为开启时没有异常信号的脉冲波的情况下(步骤ST3j 的"否")，前进到ST3a的步骤。
调制信号发生/天线监视电路14将控制RF信号的切换定时的切换信 号与来自信号生成电路13的反射警报信号进行比较，检测出第几个边带 天线的反射波增大。图5中表示本发明的一实施方式的调制信号发生/天 线监视电路14中的、发生了异常的边带天线的检测方法的示意图。在本 实施方式中，由于同时产生反射警报信号的脉冲波和No.9的切换信号的 脉冲波，所以可知发生了异常的边带天线是边带天线30-9。此外，通过该方法，不仅是边带天线的异常的发生，在主体装置10 与分配器装置20之间的线缆中发生了异常的情况下，也能够根据与反射 警报信号对应的边带天线号码的组合来确定发生了异常的线缆。以上，在上述实施方式的结构中，通过设置在主体装置IO中的、与 边带发送机相周数量的定向耦合器12-1 12-4检测来自边带天线30-1 30-48的反射波，由信号生成电路13测量其电平。并且，通过利用行进 波检波信号与反射波检波信号的比较的结果而得到的反射警报信号，由 调制信号发生/天线监视电路14将反射警报信号与切换信号进行比较，检 测出发生了异常的边带天线。因而，在本发明中，通过将与边带发送机相同数量的定向耦合器和 调制信号发生/天线监视电路设置在主体装置中，能够在发生了异常的边 带天线的检测功能为原样的状态下削减电路部件件数，并且能够使分配 器装置的构造简单化。因此，能够实现工程费用的削减、装置的小型化 以及低成本化。此外，通过分配器装置的构造的简单化，不需要供给用 来驱动天线监视电路的电源的线缆、以及将来自天线监视电路的反射波 的监视结果向外部传送的线缆。因此，也能够削减铺设线缆的费用。进 而，由于通过设置在主体装置中的定向耦合器检测反射波，所以通过对 应于反射波检波信号的边带天线号码的组合，还能够检测到在主体装置 与分配器装置之间的线缆中发生的异常。另外，本发明并不限定于上述实施方式，在实施阶段能够在不脱离 其主旨的范围内将结构要素变形而具体化。此外，通过在上述实施方式 中公开的多个结构要素的适当的组合，能够形成各种发明。例如，也可 以从实施方式所示的所有结构要素中删除某几个结构要素。对于本领域的技术人员来说其他优点和修改是显而易见的。因此， 更宽定义的本发明并不限于这里描述的具体实施方式
的特定细节。因而， 在不脱离由权利要求书定义的发明的技术范围的情况下可以进行各种修 改。
权利要求
1、一种多普勒甚高频全向信标装置，将从主体装置输出的RF信号通过分配器装置有选择地输出到多个系统中、并从设在该多个系统的每一个中的多个边带天线辐射，其特征在于，上述主体装置具备RF信号输出部，输出RF信号；测量单元，设在上述RF信号的输出系统中，测量上述多个边带天线反射该RF信号的反射波的电平；判断单元，根据上述测量单元的测量结果判断上述电平有无异常；比较单元，生成对上述分配器装置控制上述RF信号的输出选择的选择信号，比较该选择信号和上述判断单元的判断结果；确定单元，根据上述比较结果，确定上述多个边带天线中发生了异常的边带天线、以及上述主体装置与上述分配器装置之间的上述RF信号的传输路径中发生了异常的传输路径。
2、 如权利要求1所述的多普勒甚高频全向信标装置，其特征在于， 上述RF信号输出部输出相位相互不同的多个系统的RF信号； 上述测量单元测量上述多个系统对RF信号的各反射波的电平； 上述判断单元根据上述测量单元的测量结果判断各上述电平有无异常；上述比较单元生成上述选择信号，并比较该选择信号与上述判断单 元对各电平的判断结果；上述确定单元根据上述比较结果，确定上述多个边带天线中的发生 了异常的边带天线、以及上述主体装置与上述分配器装置之间的上述多 个系统的RF信号的传输路径中发生了异常的传输路径。
3、 如权利要求1或2所述的多普勒甚高频全向信标装置，其特征在于，上述测量单元测量从上述RF信号输出部输出的行进波的电平；上述判断单元通过比较上述行进波的电平与上述反射波的电平，生 成驻波比信号，根据该驻波比信号判断上述边带天线及上述传输路径中 有无异常。
4. 一种边带天线异常检测方法，用于多普勒甚高频全向信标装置，该多普勒甚高频全向信标装置将从主体装置输出的RF信号通过分配器 装置有选择地输出到多个系统中、并从设在该多个系统的每一个中的多 个边带天线辐射，其特征在于，在上述主体装置中，输出RF信号；设置在上述RF信号的输出系统中，测量上述多个边带天线反射该 RF信号的反射波的电平；根据上述测量结果判断上述电平有无异常；生成对上述分配器装置控制上述RP信号的输出选择的选择信号，比 较该选择信号和上述判断结果；根据上述比较结果，确定上述多个边带天线中的发生了异常的边带 天线、以及上述主体装置与上述分配器装置之间的上述RF信号的传输路 径中发生了异常的传输路径。
5. 如权利要求4所述的边带天线异常检测方法，其特征在于， 在上述主体装置中，输出相位相互不同的多个系统的RF信号； 测量上述多个系统对RF信号的各反射波的电平； 根据上述测量结果判断各上述电平有无异常； 生成上述选择信号，并比较该选择信号与对上述各电平的判断结果; 根据上述比较结果，确定上述多个边带天线中发生了异常的边带天 线、以及上述主体装置与上述分配器装置之间的上述多个系统的RF信号的传输路径中发生了异常的传输路径。
6. 如权利要求4或5所述的边带天线异常检测方法，其特征在于，在上述测量中，测量从上述RF信号输出部输出的行进波的电平； 在上述判断中，通过比较上述行进波的电平与上述反射波的电平， 生成驻波比信号，根据该驻波比信号判断上述边带天线及上述传输路径 中有无异常。
全文摘要
本发明的DVOR装置中，主体装置(10)具备与边带发送机相同数量的定向耦合器(12-1～12-4)、和调制信号发生/天线监视电路(14)。通过定向耦合器(12-1～12-4)检测来自边带天线(30-1～30-48)的反射波，基于由信号生成电路(13)测量的该电平，根据驻波比信号生成反射警报信号后，通过由调制信号发生/天线监视电路(14)比较反射警报信号与切换信号，检测出发生了异常的边带天线。
文档编号G01S1/40GK101210962SQ20071016087
公开日2008年7月2日 申请日期2007年12月27日 优先权日2006年12月27日
发明者富永泰志 申请人:株式会社东芝