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JP2979133B2 - 航空機搭載レーダによる着陸方法及びその装置 - Google Patents
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JP2979133B2 - 航空機搭載レーダによる着陸方法及びその装置 - Google Patents

航空機搭載レーダによる着陸方法及びその装置

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JP2979133B2
JP2979133B2 JP7345982A JP34598295A JP2979133B2 JP 2979133 B2 JP2979133 B2 JP 2979133B2 JP 7345982 A JP7345982 A JP 7345982A JP 34598295 A JP34598295 A JP 34598295A JP 2979133 B2 JP2979133 B2 JP 2979133B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は,航空機に搭載さ
れているレーダを利用して,航空機側で進入コースを判
断しながら着陸することの出来る着陸方法及びその着陸
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】空港へ着陸しようとする航空機の着陸シ
ステムには,従来より各種の方法がある。例えば,IL
SやMLS等では,地上から着陸する航空機のために,
誘導電波が発射され,この誘導電波によって航空機の進
入コースが設定されている。そこで,航空機側では,こ
の誘導電波を受信しつつこの設定された進入コースに従
って滑走路へ着陸している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように地上からの
誘導電波により設定されている進入コースに沿って航空
機は着陸するため,この設定されている進入コースが何
等かの原因で異常なコース設定されている場合であって
も航空機側では,この異常を検出する手段がない。従っ
て,このような着陸システムでは,システム全体の信頼
性は,地上の監視システムに依存せざるをえず,航空機
側は地上からの誘導電波の精度を全面的に信頼して着陸
しなければならないという問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は,対をなす第
1の反射板C1,C2を,滑走路の中心線に対して直交
方向に所定距離L1離間するとともに,滑走路の一方の
滑走路端の延長線を中心として滑走路の中心線に沿う方
向に平行に互いに所定距離L2離間して配置し,対をな
す第2の反射板E1,E2を,対をなす第1の反射板C
1,C2から一方の滑走路端に対向位置する他方の滑走
路端へ向かう方向であって,且つ,滑走路の中心線に沿
う方向に平行にそれぞれ所定距離L3離間して配置し,
対をなす第3の反射板C3,C4を,対をなす第2の反
射板E1,E2から一方の滑走路端に対向位置する他方
の滑走路端へ向かう方向であって,且つ,滑走路の中心
線に沿う方向に平行にそれぞれ所定距離L4離間して配
置し,滑走路に進入する航空機が発射するレ−ダ信号を
対をなす第1の反射板C1,C2および対をなす第3の
反射板C3,C4でそれぞれ反射し,この反射された信
号を航空機側で受信し,これらの受信信号から航空機は
自機の方位角情報を求め,これらの各受信信号の走査角
方向に関するパルス列の包絡線をそれぞれ求め,この各
包絡線のピ−ク値に相当するアンテナ走査角をそれぞれ
求め,対をなす第1の反射板C1,C2にそれぞれ対応
する2つのアンテナ走査角の平均値を求め,さらに,対
をなす第3の反射板C3,C4にそれぞれ対応する2つ
のアンテナ走査角の平均値を求め,この2つの平均値の
大小関係を比較して,両平均値が等しい時,航空機の滑
走路への進入方位角を零とし,さらに,滑走路に進入す
る航空機が発射するレーダ信号を対をなす第2の反射板
E1,E2でそれぞれ反射し,この反射された信号を航
空機側で受信し,これらの受信信号から航空機は自機の
垂直方向の進入角情報を求め,さらに,これらの各受信
信号の走査角方向に関するパルス列の包絡線をそれぞれ
求め,この2つの包絡線の大小関係を比較して,この2
つの包絡線が一致する時,航空機の正常な垂直方向の進
入角とするようにしたものである。なお、以下、単に進
入角情報及び進入角と記載した場合には、いずれも滑走
路に対する垂直方向の進入角情報及び進入角を示すもの
とする。
【0005】さらに,この発明は,レーダ信号のパルス
巾をWとした時,対をなす第1の反射板C1,C2の所
定距離L2は,滑走路の中心線に沿う方向に平行に一方
の滑走路端の延長線を中心として少なくとも(W/4)
μsに相当する距離となるような位置に対をなす第1の
反射板C1,C2をそれぞれ設置するようにしたもので
ある。
【0006】又,この発明は,航空機に搭載したレーダ
と,滑走路の中心線に対して直交方向に所定距離L1離
間するとともに,中心線に沿う方向に滑走路端の延長線
を中心として互いに所定距離L2離間して配置した対を
なす第1の反射板C1,C2と,この対をなす第1の反
射板C1,C2から中心線に沿う方向にそれぞれ所定距
離L3離間して配置した対をなす第2の反射板E1,E
2と,この対をなす第2の反射板E1,E2からそれぞ
れ所定距離L4離間して配置した対をなす第3の反射板
C3,C4と,滑走路に進入する航空機が発射するレー
ダ信号を,対をなす第1および対をなす第3の各反射板
C1,C2及びC3,C4でそれぞれ反射された信号を
航空機側で受信し,これらの受信信号を信号処理して航
空機の方位角情報を算出するとともに,対をなす第2の
反射板E1,E2でそれぞれ反射された信号を航空機側
で受信し,これらの各受信信号を信号処理して航空機の
進入角情報を算出するとともに,それぞれ対をなす第1
の反射板C1,C2,第3の反射板C3,C4及び第2
の反射板E1,E2からのそれぞれ反射信号を,航空機
側で受信して,この受信信号を時間処理して分離する受
信信号分離手段と,航空機側で受信された各反射板から
の受信信号の走査角方向に関するパルス列の包絡線をそ
れぞれ求める包絡線検出手段と,対をなす第1の反射板
C1,C2及び対をなす第3の反射板C3,C4にそれ
ぞれ対応する各包絡線の立ち上がりと立ち下がりとのそ
れぞれ包絡線のピーク値の半値に相当するアンテナ走査
角から,包絡線の各ピーク値にそれぞれ相当するアンテ
ナ走査角をそれぞれ求めるアンテナ走査角算出手段と,
対をなす第1の反射板に対応する包絡線の各ピーク値に
相当する2つのアンテナ走査角からこれらの平均値を求
め,対をなす第3の反射板に対応する包絡線の各ピーク
値に相当する2つのアンテナ走査角からこれらの平均値
を求める平均値算出手段と,2つの平均値の大小関係を
比較する方位角比較手段と,2つの平均値が等しい時,
航空機の方位角を零と算出する方位角算出手段と,包絡
線検出手段で求めた対をなす第2の反射板E1,E2に
それぞれ対応する受信信号のパルス列の2つの包絡線の
大小関係を比較する進入角比較手段と,この2つの包絡
線が一致する時,この航空機の正常な進入角としてこの
進入角を零と算出する進入角算出手段とを有する信号処
理装置と,航空機の方位角情報及び進入角情報から決ま
る航空機の進入コースを表示するとともに,自機の位置
を表示する表示装置とにより,航空機側で自機の進入コ
ースが設定出来るようにした着陸装置に関するものであ
る。
【0007】さらに,この発明は,対をなす第1及び第
3の反射板C1,C2及びC3,C4は,いずれもコー
ナーキューブ型反射板を用いるようにしたものである。
【0008】さらに,この発明は,対をなす第2の反射
板E1,E2は,いずれもコーナー型反射板を用いるよ
うにしたものである。
【0009】さらに,この発明は,対をなす第2の反射
板E1,E2を,この反射板E1,E2のコーナー軸に
直交する直交軸に対して対称なテーパー形状に形成する
ようにしたものである。
【0010】さらに,この発明は,対をなす第2の反射
板E1,E2のテーパー形状をテーラ曲線型としたもの
である。
【0011】又,この発明はレーダ信号のパルス巾をW
とした時,対をなす第1の反射板C1,C2の所定距離
L2は,滑走路の中心線に沿う方向へ滑走路端の延長線
を中心として少なくとも(W/4)μsに相当する距離
となるような位置に対をなす第1の反射板C1,C2を
設置するようにした着陸装置に関するものである。
【0012】又,この発明は,各空港で規定された航空
機の進入角をα=3度とした時,この航空機の進入方向
に対して滑走路の中心線より左側に配置した第2の反射
板E1は,この反射板E1のメインローブの中心軸とな
る主軸を,前記滑走路面に対して垂直方向に(α−0.
5度)だけ傾斜させ、航空機の進入方向と反対方向に設
置し,滑走路の中心線より右側に配置した第2の反射板
E2は,この反射板E2のメインローブの中心軸となる
主軸を,前記滑走路面に対して垂直方向に(α+0.5
度)だけ傾斜させ、航空機の進入方向と反対方向に設置
するようにした着陸装置に関するものである。
【0013】
【発明の実施の形態】この発明の実施例を,図1〜図1
3に基づいて詳細に説明する。図1はこの発明の実施例
を示すもので,滑走路2付近に配置された対をなす第1
の反射板C1,C2と対をなす第3の反射板C3,C4
及び対をなす第2の反射板E1,E2の位置関係を示す
配置図,図2はこの発明の実施例を示す構成図,図3は
この発明の実施例で使用されているコーナーキューブ型
の反射板C1〜C4の要部斜視図で,コーナー軸A,B
および主軸Pが示されている。図4はこの発明の実施例
を示すもので,テーパー形状に形成されたコーナー型反
射板E1,E2の要部斜視図で,同様にコーナー軸A,
Bおよび主軸Pが示されている。
【0014】図5は通常のコーナー型反射板のコーナー
軸ABおよび主軸Pを含む面における反射特性図,図6
は図5に示す通常のコーナー型反射板のコーナー軸AB
を含む面に垂直な面における反射特性図,図7はこの発
明の実施例を示すもので,テーパー形状に形成したコー
ナー型反射板のコーナー軸ABおよび主軸Pを含む面に
おける反射特性図,図8は図7に示すテーパー形状に形
成したコーナー型反射板のコーナー軸ABを含む面に垂
直な面における反射特性図である。
【0015】図9はこの発明の実施例を示すもので,コ
ーナー型反射板をテーラー曲線型に形成した場合の反射
板の展開平面図,図10は図9に示すテーラー曲線型の
反射板の設置状態を示す平面図,図11はコーナー型反
射板の設置位置と反射特性により進入コースが設定され
る状態を説明する説明図,図12は航空機1の進入角が
設定角より低い場合を示す受信波形図の例,図13は包
絡線Hのピーク値に対応するアンテナ走査角の求め方を
説明する説明図である。
【0016】図1において,1は航空機で,後述するレ
ーダ10が搭載されている。2は滑走路,3は滑走路2
の中心線,C1,C2はレーダ信号を反射する対をなす
第1の反射板で,後述する対をなす第3の反射板C3,
C4とともに,航空機1の滑走路2に対する方位情報を
得るためのもので,滑走路2の中心線3に対して直交方
向,即ち,中心線3の左右方向に所定距離L1離間して
いるとともに,滑走路2の中心線3に沿う方向に平行に
一方の滑走路端4の延長線5を中心として互いに所定距
離L2離間して配置されている。
【0017】そこで,反射板C1と反射板C2との距離
差である所定距離L2は,左右の反射板C1,C2から
のレーダ信号の反射信号が分離して受信出来る程度の距
離差であることが必要である。従って,航空機1に搭載
されているレーダ10から放射されるレーダ信号のパル
ス巾をWμsとすると,所定距離L2は,少なくとも
(W/4)μsに相当する距離となるような距離に配置
されている。
【0018】この実施例の場合には,航空機1に搭載さ
れているレーダ10として気象レーダが用いられている
から,そのレーダ信号のパルス巾Wは1μs(伝送距離
に換算すると300mである)である。従って,その所
定距離L2は75mとなる。即ち,反射板C1と反射板
C2とが中心線3に沿う方向の距離差(2×L2)は1
50mに設定されている。
【0019】又,この実施例の場合には,第1の反射板
C1,C2としては,図3に示すように,いずれもコー
ナーキューブ型反射板が用いられている。このコーナー
キューブ型反射板の反射特性は,航空機1がこの反射板
C1,C2の前方にあり,且つ,正面軸に対し上下左右
45度内にあれば,レーダ信号を航空機1の方向へ全反
射することが出来る。
【0020】E1,E2は航空機1からのレーダ信号を
反射するための対をなす第2の反射板で,航空機1の進
入角情報を得るためのものである。この対をなす第2の
反射板E1,E2は,滑走路2の中心線3に対して直行
方向に所定距離L1離間するとともに,一方の滑走路端
4に対向位置する他方の滑走路端4’へ向かう方向であ
って,且つ,第1の反射板C1,C2から中心線3に沿
う方向に平行にそれぞれ所定距離L3離間して配置され
ているとともに,反射板E1と反射板E2との中心線3
に沿う方向の距離差は2×L2である。この実施例の場
合には,図4に示すように,第2の反射板E1,E2は
いずれも同一構造,同一寸法のコーナー型反射板で,且
つ,後述するように,このコーナー型反射板のコーナー
軸ABに直交する直交軸U,Vに対して対称なテーパー
形状に形成されているものが使用されている。
【0021】なお,第2の反射板E1,E2として用い
られているコーナー型反射板は,一般に,図5に示すよ
うに,反射板E0のコーナー軸ABおよび軸P(メイン
ローブの中心軸)を含む面では,反射板E0の正面に対
し非常に狭い反射領域(狭いメインローブMRとサイド
ローブSRが示されている)を持つ反射特性である。一
方,図6に示すように,このコーナー軸ABを含む面に
直角な面では,±45度の反射領域を持つ反射特性であ
る。
【0022】そして,通常のコーナー型反射板E0は,
長方形の板を90度に折り曲げたりあるいは張り合わせ
たりして形成される。このような反射板E0の場合に
は,図5に示すように,その反射特性はメインローブM
Rの他に−13dB程度のサイドローブSRが存在す
る。従って,航空機1のような移動体の場合,受信した
信号がメインローブMRによるものかサイドローブSR
によるものか区別することができないため,実用上,支
障のない程度に可能な限りサイドローブSRを抑圧する
必要がある。
【0023】そこで,この発明では,図4,図7に示す
ように,反射板の反射面は,コーナ軸ABに直交する直
交軸Uおよび直交軸V(メインローブMRの方向)に対
して対称なテーパー形状に形成されている。サイドロー
ブSRの大きさは,このテーパー形状の形で異なったも
のとなる。
【0024】例えば,テーパー形状が,それぞれcos
曲線,cos曲線,三角型の場合,一般的なアンテナ
理論から求められるサイドローブの大きさは,それぞれ
−32dB,−23dB,−26.4dBであり,テー
ラー曲線型の場合には,サイドローブSRの大きさを任
意の大きさに設定可能である。そこで,この実施例の場
合には,図9,図10に示すように,サイドローブSR
を任意の大きさに設定することの出来るテーラ曲線型反
射板が用いられている。
【0025】C3,C4はレーダ信号を反射するための
対をなす第3の反射板で,第2の反射板E1,E2か
ら,一方の滑走路端4に対向位置する他方の滑走路端
4’へ向かう方向であって,且つ,滑走路2の中心線3
に沿う方向に平行にそれぞれ所定距離L4離間して配置
されている。この実施例の場合には,所定距離L4は1
000m程度となるように設定されている。これは,滑
走路2の逆方向からの航空機1の進入に対しても同様に
反射板が設置されることを考慮すれば,所定距離L4は
1000m程度が適当である。なお,これらの各数値
は,実際に各空港に本装置を設置する際に,各空港にお
いてすべて統一する必要がある。
【0026】図2において,10は航空機1に搭載され
ているレーダで,この実施例の場合には,気象レーダが
用いられている。11は信号処理装置で,滑走路2に進
入する航空機1の送信機10aから発射されたレーダ信
号は,第1および第3の各反射板C1,C2及びC3,
C4でそれぞれ反射され,その反射信号はレーダ10の
受信機10bで受信され,信号処理されて航空機1の方
位角情報が算出されるとともに,第2の反射板E1,E
2からの各反射信号を受信し,信号処理して航空機1の
進入角情報が算出される。12は表示装置で,信号処理
装置11で求められた航空機1の方位角及び進入角から
この航空機1の進入コースが表示されるとともに,滑走
路に対する自機の位置も表示される。
【0027】信号処理装置11は,図2,図13に示す
ように,それぞれ対をなす第1の反射板C1,C2,第
3の反射板C3,C4及び第2の反射板E1,E2から
のそれぞれ反射信号を航空機1側で受信して,この受信
信号を時間処理して分離する受信信号分離手段13と,
この航空機1側で受信された信号のアンテナ走査角方向
に関するパルス列の包絡線をそれぞれ求める包絡線検出
手段14と,このようにして求められた各包絡線の立ち
上がりと立ち下がりとのそれぞれ包絡線のピ−ク値の半
値に相当するアンテナ走査角θu1,θu2,θu3,
θu4及びθd1,θd2,θd3,θd4から包絡線
Hのピ−ク値にそれぞれ相当するアンテナ走査角θp
1,θp2,θp3,θp4をそれぞれ求めるアンテナ
走査角算出手段15と,対をなす第1の反射板C1,C
2の包絡線のピ−ク値に対応する2つのアンテナ走査角
θp1,θp2とからアンテナ走査角の平均値θaを求
め,同様に,対をなす第3の反射板C3,C4のピ−ク
値に対応する2つのアンテナ走査角θp3,θp4とか
らアンテナ走査角の平均値θbを求める平均値算出手段
16とを備えている。
【0028】さらに,2つの平均値θaと平均値θbと
の大小関係を比較する方位角比較手段17と,平均値θ
aが平均値θbより大きい時,航空機1は滑走路2の中
心線3の左側に位置し,平均値θaが平均値θbより小
さい時,航空機1は滑走路2の中心線3の右側に位置
し,平均値θaと平均値θbとが等しい時,航空機1は
滑走路2の中心線3上に位置することを算出する方位角
算出手段18と,包絡線検出手段14で求めた第2の反
射板E1,E2にそれぞれ対応する受信信号のパルス列
の2つの包絡線の大小関係を比較する包絡線比較手段1
9と,反射板E1からの受信パルス列の包絡線が反射板
E2からの受信パルス列の包絡線より大きい時,航空機
1は正規の進入角より低いとし,反射板E1からの受信
パルス列の包絡線が反射板E2からの受信パルス列の包
絡線より小さい時,航空機1は正規の進入角より高いと
し,2つの包絡線の大きさが等しい時,航空機1は正規
の進入角であるとする進入角算出手段20とを備えてい
る。
【0029】次に,第2の反射板E1,E2としてこの
実施例で用いたテーラ曲線型反射板の具体的な形状につ
いて,図9〜図11に基づいて説明する。テーラ曲線型
反射板の反射ビームの半値巾を2度とした時,通常のア
ンテナ理論から求めると,テーラ曲線型反射板の場合,
そのコーナー軸ABの長さは,使用波長の約35倍の軸
長が必要である。
【0030】そこで,航空機1に搭載されているレーダ
10を気象レーダとし,その波長を約3cm,レーダ1
0の送信電力を100W(50dBm)とすると,テー
ラー曲線型反射板のコーナー軸ABの長さは,35×3
=105cm必要である。
【0031】そして,レーダ10の送信電力50dBm
とした時,反射板の実効面積が1.50mであれば,
通常,レーダ10の受信機10bでは,その受信感度は
−80dB程度あるため充分なS/Nが得られる。
【0032】このような結果から,第2の反射板E1,
E2の大きさは,図9,図10に示すように,コーナー
軸A,Bは1.05m,反射板の直交軸U,Vの長さ
は,2.8m,そして,このような大きさの反射板を直
角に折り曲げて反射板を組み立てた時の長さは2mであ
り,その時のサイドローブは−40dBであるから,レ
ーダ10の受信機10bの雑音以下のレベルとなり,進
入コースを誤認することはない。
【0033】次に,航空機1の進入角αを得るための第
2の反射板E1,E2の設置方法について説明する。ま
ず,航空機1の進入角αを,通常,世界的に使用されて
いる3度とした場合,この3度の進入角αを第2の反射
板E1,E2で得るための設置方法について説明する。
【0034】図11に示すように,空港に進入中の航空
機1側から見て滑走路2の左側に配置されている反射板
E1の特性は,その反射板E1のメインローブの中心軸
となる主軸Pを2.5度後方に,,即ち,滑走路2の面
に対して垂直方向に(α−0.5)度だけ航空機1の進
入方向とは反対方向に傾斜した状態で設置されている。
従って,第2の反射板E1の主軸P1,即ち,メインロ
−ブMR1の中心は2.5度となる。
【0035】又,同様に,滑走路2の右側に配置されて
いる反射板E2の特性は,同様に,その反射板E2のメ
インローブの中心軸となる主軸Pを3.5度後方に,即
ち,滑走路2の面に対して垂直方向に(α+0.5)度
だけ航空機1の進入方向とは反対方向に傾斜した状態で
設置されている。従って,第2の反射板E2の主軸P
2,即ち,メインロ−ブMR2の中心は3.5度とな
る。従って,航空機1の進入コ−スは,メインロ−ブM
R1とメインロ−ブMR2とのそれぞれ主軸の中間線S
となり,進入角α=3度が得られる。
【0036】次に,作用動作について,図1,図2,図
12,図13に基づいて説明する。滑走路2に進入する
航空機1に搭載されているレーダ10の送信機10aか
らレーダ信号(送信パルスT0)が放射される。このレ
ーダ信号は,滑走路2の両側に配置されている第1及び
第3の反射板C1〜C4と第2の反射板E1,E2とに
より反射される。この反射された各反射信号は,レーダ
10の受信機10bで受信される。
【0037】この時の受信波形は,図12に示すよう
に,レーダ10が1掃引した時,各反射板C1〜C4,
E1,E2の設置位置により時間位置が決まり,それぞ
れ対応するパルス列として受信される。これらのパルス
列からなる受信信号は,信号処理装置11に入力し,以
下に述べるように信号処理され,方位角情報及び進入角
情報が求められる。
【0038】まず,方位角情報を求める場合について説
明する。各反射板C1〜C4,E1,E2から反射さ
れ,レーダ10の受信機10bにおいて受信された各受
信信号の時間位置は,それぞれ各反射板C1〜C4,E
1,E2の設置位置が決まっているので,図12に示す
ように,反射板C1からの反射信号は時間T1において
受信される。同様に,反射板C2からの反射信号は時間
T2,反射板C3からの反射信号は時間T3,反射板C
4からの反射信号は時間T4で受信される。このよう
に,各受信信号の時間位置は予め予測することが出来
る。
【0039】そこで,受信信号分離手段13により,ま
ず,反射板C1〜C4からの反射信号がそれぞれ時間処
理され分離される。なお,この実施例の場合には,レー
ダ10のパルス巾Wは1μsであるから,各反射信号の
受信時間の間には,以下のような関係がある。 T2−T1=T4−T3=T6−T5=1μs T3−T1=T4−T2=2μs T5−T3=T6−T4=(1000/300)×2μs
【0040】ここで,反射板C1を例にとり説明する
と,上記のようにして分離された各パルス列は,図13
に示すように,包絡線検出手段14において,等距離で
受信された受信パルス列についてアンテナ走査角θの変
化に伴うパルス列の包絡線Hが求められる。次いで,ア
ンテナ走査角算出手段15において,包絡線Hの立ち上
がりと立ち下がりとのそれぞれ包絡線のピーク値の半値
に相当するアンテナ走査角θu1,θd1が求められ,
この2つのアンテナ走査角θu1,θd1とから,包絡
線Hのピーク値HPに相当するアンテナ走査角θp1が
求められる。同様に,反射板C2のアンテナ走査角θp
2が求められる。
【0041】このようにして求めた各反射板C1,C2
及びC3,C4の各包絡線のピ−ク値に相当するアンテ
ナ走査角θp1〜θp4が求められると,平均値算出手
段16において,対をなす第1の反射板C1,C2の包
絡線のピ−ク値に対応する各アンテナ走査角θp1,θ
p2の平均値θa(=[θp1+θp2]/2)が求め
られ,同様にして,対をなす第3の反射板C3,C4の
包絡線のピ−ク値に対応する各アンテナ走査角θp3,
θp4から,その平均値θb(=[θp3+θp4]/
2)が求められる。この2つのアンテナ走査角の平均値
θa,θbの大小関係から航空機1の滑走路2に対する
方位角が判定される。
【0042】即ち,2つのアンテナ走査角の平均値θ
a,θbは,方位角比較手段17において,その大小が
比較され,方位角算出手段18において滑走路2に対す
る航空機1の方位角が算出される。
【0043】即ち,両平均値が等しい時,航空機1は滑
走路2の中心線3上に位置し,第1の反射板C1,C2
の平均値θaが第3の反射板C3,C4の平均値θbよ
り小さい時は,航空機1は滑走路2の中心線3より左側
に位置し,第1の反射板C1,C2の平均値θaが第3
の反射板C3,C4の平均値θbより大きい時は,航空
機1は滑走路2の中心線3より右側に位置することにな
る。この状態は,表示装置12に映像として表示され
る。従って,航空機1のパイロットはこの表示画面を見
ながら手動で,あるいは自動操縦により,常に2つの平
均値θa,θbが等しくなるように航空機1は制御され
る。
【0044】次いで,進入角情報を求める場合について
説明する。各反射板E1,E2から反射され,レーダ1
0の受信機10bにおいて受信された各受信信号につい
て,上記と同様にして包絡線検出手段14において,等
距離で受信された受信パルス列についてアンテナ走査角
θの変化に伴うパルス列の包絡線Hが求められる。
【0045】このようにして求めた反射板E1,E2の
包絡線は,包絡線比較手段19において,その包絡線の
大きさが比較され,進入角算出手段20において滑走路
2に対する航空機1の進入角が算出される。
【0046】ここで,図11及び上記したように,反射
板E1,E2の入射及び反射特性の往復の半値特性は,
約2度であるから,航空機1の進入角αが3度の場合に
は,反射板E1,E2からのレーダ反射信号の包絡線の
大きさは等しくなる。
【0047】一方,航空機1の進入角αが3度より低い
場合には,反射板E1からの反射信号の包絡線の大きさ
の方が,反射板E2からの反射信号の包絡線の大きさよ
り大きくなる。反対に,航空機1の進入角αが3度より
高い場合には,反射板E2からの反射信号の包絡線の大
きさの方が,反射板E1からの反射信号の包絡線の大き
くなる。従って,航空機1側では,反射板E1,E2か
らのレーダ反射信号の包絡線の大きさが等しくなるよう
に機体を制御すればよい。
【0048】なお,反射板E1,E2が設置されている
距離の違いによる反射信号の空間減衰量の違いは,航空
機1が滑走路2の近傍に近づいた場合に補正する必要が
ある。さらに,距離測定手段21において,航空機1か
ら滑走路2のタッチダウン点までの距離は,通常の手段
で測定される。この際,受信パルスの位置は,このパル
スの立ち上がり部分の半値に対応する位置とする。
【0049】
【発明の効果】この発明は,対をなす第1の反射板C
1,C2を,滑走路の中心線に対して直交方向に所定距
離L1離間するとともに,滑走路の一方の滑走路端の延
長線を中心として滑走路の中心線に沿う方向に平行に互
いに所定距離L2離間して配置し,対をなす第2の反射
板E1,E2を,対をなす第1の反射板C1,C2から
一方の滑走路端に対向位置する他方の滑走路端へ向かう
方向であって,且つ,滑走路の中心線に沿う方向に平行
にそれぞれ所定距離L3離間して配置し,対をなす第3
の反射板C3,C4を,対をなす第2の反射板E1,E
2から一方の滑走路端に対向位置する他方の滑走路端へ
向かう方向であって,且つ,滑走路の中心線に沿う方向
に平行にそれぞれ所定距離L4離間して配置し,滑走路
に進入する航空機が発射するレーダ信号を対をなす第1
の反射板C1,C2および対をなす第3の反射板C3,
C4でそれぞれ反射し,この反射された信号を航空機側
で受信し,これらの受信信号から航空機は自機の方位角
情報を求め,これらの各受信信号の走査角方向に関する
パルス列の包絡線をそれぞれ求め,この各包絡線のピー
ク値に相当するアンテナ走査角をそれぞれ求め,対をな
す第1の反射板C1,C2にそれぞれ対応する2つのア
ンテナ走査角の平均値を求め,さらに,対をなす第3の
反射板C3,C4にそれぞれ対応する2つのアンテナ走
査角の平均値を求め,この2つの平均値の大小関係を比
較して,両平均値が等しい時,航空機の滑走路への進入
方位角を零とし,さらに,滑走路に進入する航空機が発
射するレーダ信号を対をなす第2の反射板E1,E2で
それぞれ反射し,この反射された信号を航空機側で受信
し,これらの受信信号から航空機は自機の進入角情報を
求め,さらに,これらの各受信信号の走査角方向に関す
るパルス列の包絡線をそれぞれ求め,この2つの包絡線
の大小関係を比較して,この2つの包絡線が一致する
時,航空機の正常な進入角とするようにしたので,航空
機に通常搭載されているレーダを利用して着陸に必要な
情報を得ることができるから,航空機側で着陸コースを
設定することが出来,信頼性がよくなる。その上,電波
の異常にともなう進入コースの異常は,航空機側で判断
できるから着陸システムに対するパイロットの信頼性が
向上する。その上,航空機側で自機の滑走路に対する位
置を把握することが出来るから,自由に着陸コースを選
定することが出来る。
【0050】その上,地上側では,単にレーダの電波を
反射するための反射板を所定の箇所に設置すればよく着
陸システムとして非常に経済的であるとともに,地上に
おける保守の必要もなく経済的である。
【0051】さらに,この発明は,各空港で規定された
航空機の進入角をα=3度とした時,この航空機の進入
方向に対して滑走路の中心線より左側に配置した前記第
2の反射板E1は,この反射板E1の主軸を(α−0.
5度)だけ航空機の進入方向と反対方向に傾斜させて設
置し,滑走路の中心線より右側に配置した第2の反射板
E2は,この反射板E2の主軸を,(α+0.5度)だ
け航空機の進入方向と反対方向に傾斜させて設置したの
で,第2の反射板E1,E2の設置角度により航空機の
進入角を任意に選定することができる。
【0052】さらに,この発明は,対をなす第2の反射
板E1,E2には,いずれもコーナー型反射板を用いる
とともに,このコーナー型反射板のコーナー軸に直交す
る直交軸に対して対称なテーパー形状に形成したもので
あり,さらに,対をなす第2の反射板E1,E2のテー
パー形状をテーラ曲線型としたので,サイドローブを抑
圧することができるとともに,任意の大きさのサイドロ
ーブを設定でき,正確なコース設定が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す配置図である。
【図2】この発明の実施例を示す構成図である。
【図3】コーナーキューブ型反射板の斜視図である。
【図4】この発明の実施例を示すもので,コーナー型反
射板の斜視図である。
【図5】従来のコーナー型反射板のコーナー軸を含む面
の反射特性を示す図である。
【図6】図5に示す反射板のコーナー軸に垂直な面の反
射特性を示す図である。
【図7】この発明の実施例を示すもので,テーパー状に
形成した反射板のコーナー軸を含む面の反射特性を示す
図である。
【図8】この発明の実施例を示すもので,テーパー状に
形成した反射板のコーナー軸に垂直な面の反射特性を示
す図である。
【図9】この発明の実施例を示すもので,テーラ曲線型
反射板を展開した状態を示す図である。
【図10】この発明の実施例を示すもので,図9に示す
テーラ曲線型反射板を組み立てた状態を示す平面図であ
る。
【図11】この発明の実施例を示すもので,航空機の進
入コースを設定するための説明図である。
【図12】この発明の実施例を示すもので,航空機の進
入角が設定した進入角より低い場合の受信波形を示す図
である。
【図13】この発明の実施例を示すもので,受信信号の
包絡線のピーク値を求めるための説明図である。
【符号の説明】
C1,C2 対をなす第1の反射板 C3,C4 対をなす第3の反射板 E1,E2 対をなす第2の反射板 P 反射板のコーナー軸A,Bに垂直な主軸 H 包絡線 1 航空機 2 滑走路 3 滑走路の中心線 4 滑走路端 10 レーダ 11 信号処理装置 12 表示装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B64F 1/18 - 1/20 B64D 45/04 G01S 13/60,13/91

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対をなす第1の反射板C1,C2を,滑
    走路の中心線に対して直交方向に所定距離L1離間する
    とともに,前記滑走路の一方の滑走路端の延長線を中心
    として前記滑走路の前記中心線に沿う方向に平行に互い
    に所定距離L2離間して配置し, 対をなす第2の反射板E1,E2を,前記対をなす第1
    の反射板C1,C2から前記一方の滑走路端に対向位置
    する他方の滑走路端へ向かう方向であって,且つ,前記
    滑走路の中心線に沿う方向に平行にそれぞれ所定距離L
    3離間して配置し, 対をなす第3の反射板C3,C4を,前記対をなす第2
    の反射板E1,E2から前記一方の滑走路端に対向位置
    する前記他方の滑走路端へ向かう方向であって,且つ,
    前記滑走路の中心線に沿う方向に平行にそれぞれ所定距
    離L4離間して配置し, 前記滑走路に進入する航空機が発射するレ−ダ信号を,
    前記対をなす第1の反射板C1,C2および前記対をな
    す第3の反射板C3,C4でそれぞれ反射し,この反射
    された信号を前記航空機側で受信し,これらの受信信号
    から前記航空機は自機の方位角情報を求め, さらに,これらの各受信信号の走査角方向に関するパル
    ス列の包絡線をそれぞれ求め, この各包絡線のピ−ク値に相当するアンテナ走査角をそ
    れぞれ求め, 前記対をなす第1の反射板C1,C2にそれぞれ対応す
    る2つのアンテナ走査角の平均値を求め, さらに,前記対をなす第3の反射板C3,C4にそれぞ
    れ対応する2つのアンテナ走査角の平均値を求め, この2つの平均値の大小関係を比較して,両平均値が等
    しい時,前記航空機の滑走路への進入方位角を零とし, 前記滑走路に進入する航空機が発射するレ−ダ信号を,
    前記対をなす第2の反射板E1,E2でそれぞれ反射
    し,この反射された信号を前記航空機側で受信し,これ
    らの受信信号から前記航空機は自機の垂直方向の進入角
    情報を求め, さらに,これらの各受信信号の走査角方向に関するパル
    ス列の包絡線をそれぞれ求め, この2つの包絡線の大小関係を比較して,この2つの包
    絡線が一致する時,前記航空機の正常な垂直方向の進入
    角とすることを特徴とする航空機搭載レ−ダによる着陸
    方法。
  2. 【請求項2】 前記レ−ダ信号のパルス巾をWとした
    時,前記対をなす第1の反射板C1,C2の前記所定距
    離L2は,前記滑走路の中心線に沿う方向に,平行に前
    記一方の滑走路端の延長線を中心として少なくとも(W
    /4)μsに相当する距離となるような位置に前記対を
    なす第1の反射板C1,C2をそれぞれ設置したことを
    特徴とする請求項1に記載の航空機搭載レ−ダによる着
    陸方法。
  3. 【請求項3】 航空機に搭載したレ−ダと, 滑走路の中心線に対して直交方向に所定距離L1離間す
    るとともに,前記中心線に沿う方向に平行に前記滑走路
    の一方の滑走路端の延長線を中心として互いに所定距離
    L2離間して配置した対をなす第1の反射板C1,C2
    と, この対をなす第1の反射板C1,C2から前記一方の滑
    走路端に対向位置する他方の滑走路端へ向かう方向であ
    って,且つ,前記滑走路の中心線に沿う方向に平行にそ
    れぞれ所定距離L3離間して配置した対をなす第2の反
    射板E1,E2と, この対をなす第2の反射板E1,E2から前記一方の滑
    走路端に対向位置する他方の滑走路端へ向かう方向であ
    って,且つ,前記滑走路の中心線に沿う方向に平行にそ
    れぞれ所定距離L4離間して配置した対をなす第3の反
    射板C3,C4と, 前記滑走路に進入する前記航空機が発射するレ−ダ信号
    を,前記対をなす第1及び第3のの各反射板C1,C2
    及びC3,C4でそれぞれ反射した信号を前記航空機側
    で受信し,これらの各受信信号を信号処理して前記航空
    機の方位角情報を算出し,前記対をなす第2の反射板E
    1,E2でそれぞれ反射した信号を前記航空機側で受信
    し,これらの各受信信号を信号処理して前記航空機の垂
    直方向の進入角情報を算出し,これらの各受信信号を時
    間処理して分離する受信信号分離手段と,前記航空機側
    で受信された前記各反射板からの受信信号の走査角方向
    に関するパルス列の包絡線をそれぞれ求める包絡線検出
    手段と,前記対をなす第1の反射板C1,C2及び前記
    対をなす第3の反射板C3,C4にそれぞれ対応する前
    記各包絡線の立ち上がりと立ち下がりとのそれぞれ包絡
    線のピ−ク値の半値に相当するアンテナ走査角から,前
    記包絡線の各ピ−ク値にそれぞれ相当するアンテナ走査
    角をそれぞれ求めるアンテナ走査角算出手段と,前記対
    をなす第1の反射板C1,C2に対応する包絡線の各ピ
    −ク値に相当する2つの前記アンテナ走査角からこれら
    の平均値を求め,前記対をなす第3の反射板C3,C4
    に対応する包絡線の各ピ−ク値に相当する2つの前記ア
    ンテナ走査角からこれらの平均値を求める平均値算出手
    段と,2つの前記平均値の大小関係を比較する方位角比
    較手段と,前記2つの平均値が等しい時,前記航空機の
    方位角を零と算出する方位角算出手段と,前記包絡線検
    出手段で求めた前記対をなす第2の反射板E1,E2に
    それぞれ対応する受信信号のパルス列の2つの包絡線の
    大小関係を比較する垂直方向の進入角比較手段と,この
    2つの包絡線が一致する時,この航空機の正常な垂直方
    向の進入角としてこの進入角を零と算出する進入角算出
    手段とを有する信号処理装置と, 前記航空機の方位角情報及び進入角情報から決まる前記
    航空機の進入コ−スを表示するとともに,自機の位置を
    表示する表示装置とを備えたことを特徴とする航空機搭
    載レ−ダによる着陸装置。
  4. 【請求項4】 前記対をなす第1及び第3の反射板C
    1,C2及びC3,C4は,いずれもコ−ナ−キュ−ブ
    型反射板を用いたことを特徴とする請求項3に記載の航
    空機搭載レ−ダによる着陸装置。
  5. 【請求項5】 前記対をなす第2の反射板E1,E2
    は,いずれもコ−ナ−型反射板を用いたことを特徴とす
    る請求項3〜請求項4にそれぞれ記載の航空機搭載レ−
    ダによる着陸装置。
  6. 【請求項6】 前記対をなす第2の反射板E1,E2
    を,この反射板E1,E2のコ−ナ−軸に直交する直交
    軸に対して対称なテ−パ−形状に形成したことを特徴と
    する請求項5に記載の航空機搭載レ−ダによる着陸装
    置。
  7. 【請求項7】 前記対をなす第2の反射板E1,E2の
    テ−パ−形状をテ−ラ曲線型としたことを特徴とする請
    求項6に記載の航空機搭載レ−ダによる着陸装置。
  8. 【請求項8】 前記レ−ダ信号のパルス巾をWとした
    時,前記対をなす第1の反射板C1,C2の前記所定距
    離L2は,前記滑走路の中心線に沿う方向へ平行に前記
    一方の滑走路端の延長線を中心として少なくとも(W/
    4)μsに相当する距離となるような位置に前記対をな
    す第1の反射板C1,C2を設置したことを特徴とする
    請求項3〜請求項7にそれぞれ記載の航空機搭載レ−ダ
    による着陸装置。
  9. 【請求項9】 各空港で規定された航空機の垂直方向の
    進入角をα=3度とした時,この航空機の進入方向に対
    して前記滑走路の中心線より左側に配置した前記第2の
    反射板E1は,この反射板E1のメインローブの中心軸
    となる主軸を,前記滑走路面に対して垂直方向に(α−
    0.5度)だけ傾斜させ、前記航空機の進入方向と反対
    方向に設置し, 前記滑走路の中心線より右側に配置した前記第2の反射
    板E2は,この反射板E2のメインローブの中心軸とな
    る主軸を,前記滑走路面に対して垂直方向に(α+0.
    5度)だけ傾斜させ、前記航空機の進入方向と反対方向
    に設置したことを特徴とする請求項3〜請求項8にそれ
    ぞれ記載の航空機搭載レ−ダによる着陸装置。
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