JP3275959B2 - アンテナシステム - Google Patents

アンテナシステム

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JP3275959B2
JP3275959B2 JP18106298A JP18106298A JP3275959B2 JP 3275959 B2 JP3275959 B2 JP 3275959B2 JP 18106298 A JP18106298 A JP 18106298A JP 18106298 A JP18106298 A JP 18106298A JP 3275959 B2 JP3275959 B2 JP 3275959B2
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JP
Japan
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antenna
timing
antennas
antenna system
signal
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佳彦 松澤
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NEC Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナシステム
に関し、特に、TDMAを使用したGBASシステム
(Ground Based Augmentation System:地上型補強シス
テム)におけるロービングによる影響を低減するアンテ
ナシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ロービングによる影響を低減する
アンテナシステムとしては、地面方向の電波の輻射を抑
えたシャープカットオフ特性を有するアンテナを使用す
るシステムが広く知られている。
【0003】このシャープカットオフ特性を有するアン
テナとしては、垂直方向にダイポールアンテナを十数個
配列し適当な給電分布で給電することによりシャープカ
ットオフ特性を得るダイポールアレイタイプ及びパラボ
ラアンテナや、ホーンアンテナを用いた大開口タイプの
アンテナが使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のアンテナシステムにおいては、以下に記
載するような問題点がある。
【0005】(1)12素子のダイポールアレイタイプ
を用いた場合、素子間隔を0.6波長とすると6.6波
長となり、GBAS装置で使用する110MHz帯では
その長さが約18mとなってしまい、アンテナの縦方向
の寸法が長くなってしまう。
【0006】(2)複数のダイポールに給電するための
電力分配器が必要となり、この電力分配器の損失分だけ
より多くの送信出力が必要となってしまう。
【0007】(3)複数のダイポール及び電力分配器が
必要となるため、アンテナシステムが複雑かつ高価とな
ってしまう。また、アンテナシステムが複雑となった場
合は信頼性も低下してしまう。
【0008】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、簡単な構成
で信頼性に優れかつ、低送信電力ながらも地面からの反
射波によるロービングの影響を低減することができるア
ンテナシステムを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、地上型補強システムにて地面からの反射波
による影響を低減するアンテナシステムにおいて、互い
の設置高さの差が、使用波長をλとした場合、λ/(4
sin3°)となるように設置された使用波長の等しい
2つのアンテナを有し、該2つのアンテナからの送信を
予め決められたタイミングに基づいて交互に行うことを
特徴とする。
【0010】また、所定のタイミング信号を発生させる
タイミング発生手段と、該タイミング発生手段にて発生
したタイミング信号に基づいて、アンテナへの送信信号
の供給を交互に切り替える切替手段とを有することを特
徴とする。
【0011】
【0012】
【0013】(作用)上記のように構成された本発明に
おいては、互いに設置高さが異なる2つのアンテナか
ら、予め決められたタイミングに基づいて交互に送信動
作が行われている。
【0014】具体的には、2つのアンテナは、波長をλ
とした場合、その高さが互いにλ/(4sin3°)
差を持つように設けられており、それにより、それぞれ
のパターンが、航空機の進入方向である仰角3°方向で
互いに180°の位相差を持つようになっている。
【0015】このため、一方のアンテナの出力が航空機
の進入方向である仰角3°方向でロービングによりナル
となった場合においても、アンテナの高さを仰角3°方
向で180°変化させた他方のアンテナからの電波は仰
角3°方向ではナルとならない。GBASでは、TDM
Aの信号が2回連続して受信できない場合をエラーとし
て検出するが、本発明においては、ロービングの影響に
より一方の送信アンテナからの電波がナルとなり受信で
きなかった場合においても、次のTDMAタイミングで
はナルではない他方の送信アンテナからの電波を受信す
ることができるため、GBASとしてエラーは発生しな
い。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
【0017】図1は、本発明のアンテンシステムの実施
の一形態を示す図である。
【0018】本形態は図1に示すように、空間にGBA
S送信信号を輻射する送信アンテナ1,2と、1スロッ
ト62.5msのTDMAタイミング信号を1秒間に2
回の繰り返しで発生させるタイミング発生器4と、GB
AS用データを処理し、処理したデータをタイミング発
生器4にて発生したタイミング信号に基づいて出力する
データ処理器6と、データ処理器6から出力されたデー
タを変調し、RF信号として、タイミング発生器4にて
発生したタイミング信号に基づいて出力する送信機5
と、タイミング発生器4にて発生したタイミングに基づ
いて、送信機5から出力されたRF信号を送信アンテナ
1,2のいずれか一方に出力するアンテナ切替器3とか
ら構成されている。なお、送信アンテナ1,2において
は、その高さが、λ/(4sin3°)(λ:波長)の
差を持つように設けられており、それぞれ、アンテナパ
ターン8,7を有している。
【0019】以下に、上記のように構成されたアンテナ
システムの動作について説明する。
【0020】まず、データ処理器6においてGBAS用
データが処理されると、処理されたデータは、タイミン
グ発生器4にて発生したタイミング信号に基づいて送信
機5に対して出力される。
【0021】すると送信機5において、データ処理器6
から出力された信号が変調され、RF信号として、タイ
ミング発生器4にて発生したタイミング信号に基づいて
アンテナ切替器3に対して出力される。
【0022】その後、アンテナ切替器3において、タイ
ミング発生器4にて発生したタイミング信号に基づい
て、送信機5から出力されたRF信号が、送信アンテナ
1,2に交互に切り替えて出力される。
【0023】まず、アンテナ切替器3の切替動作によっ
て送信機5から出力されたRF信号が送信アンテナ2に
入力されると、送信アンテナ2から、アンテナパターン
7のような、仰角3°方向がナルとなるパターンでRF
信号が輻射される。
【0024】その後、アンテナ切替器3にて送信機5か
ら出力されたRF信号が送信アンテナ1に入力され、送
信アンテナ1から、アンテナパターン8のような、アン
テナパターン7と仰角3°方向で180°位相差を持っ
たパターンでRF信号が輻射される。
【0025】上述したように本形態においては、タイミ
ング発生器4にて発生したタイミング信号によりアンテ
ナ切替器3が動作し、それにより、送信機5から出力さ
れたRF信号が高さの違う2つの送信アンテナ1,2に
交互に供給されるので、アンテナパターン7,8が交互
に発生する。
【0026】ここで、送信アンテナ1,2においては、
その高さが、λ/(4sin3°)(λ:波長)の差を
持つように設けられているため、それぞれのアンテナパ
ターン7,8においては、航空機の進入方向である仰角
3°方向で互いに180°位相差を持ったパターンとな
っている。そのため、送信アンテナ2の出力が航空機の
進入方向である仰角3°方向でロービングによりナルと
なった場合においても、送信アンテナ1の出力は仰角3
°方向ではナルとならない。
【0027】GBASでは、TDMAの信号が2回連続
して受信できない場合をエラーとして検出するが、本形
態のアンテナシステムにおいては、ロービングの影響に
よりアンテナパターン7の電波がナルとなり受信できな
かった場合においても、次のTDMAタイミングではア
ンテナパターン8ではナルとはならず、電波を受信でき
るため、GBASとしてエラーは発生しない。
【0028】なお、本形態においては、仰角6°方向で
は2つの送信アンテナ1,2のナルがそろうため、GB
AS信号はエラーとなるが、航空機は仰角3°で進入
し、仰角6°は覆域外のため、問題とはならない。
【0029】(他の実施の形態)上述した実施の形態に
おいては、説明を容易にするため航空機進入に使用する
仰角3°方向を地面ロービングでナルと設定して説明し
たが、本形態においては、より実際の使用状況に近く低
い方の送信アンテナの高さを30mにした場合について
説明する。
【0030】図2は、本発明のアンテナシステムの他の
実施の形態を示す図である。
【0031】GBASの送信周波数は110MHz帯で
あるため、波長λは約2.73mとなり、送信アンテナ
12のアンテナパターン17の地面反射によるナルは約
2.6°となる。
【0032】ここで、設置高さが高い方の送信アンテナ
11の高さは、30+2.73/(4×sin3°)=
43m となり、アンテナパターン18の地面反射によ
るナルは約1.8°となる。
【0033】図1に示したものと同様に、アンテナパタ
ーン17,18が交互に輻射されるため、片方のアンテ
ナパターンのナル方向を飛行する航空機について、もう
片方のアンテナパターンは必ずナルとはならないため、
送信出力の最低2回に1回は航空機で受信可能であり、
GBASとしてエラーは発生しない。
【0034】さらに、地面反射以外の反射物によるロー
ビングの影響によりアンテナパターン17の輻射信号が
受信できない場合においても、アンテナパターン17と
アンテナパターン18とでは、仰角3°方向で180°
の位相差を有するため、アンテナパターン18へのその
反射物による影響は異なり、アンテナパターン18の輻
射信号は受信可能であり、GBASとしてエラーは発生
しない。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
波長をλとした場合、その高さが互いにλ/(4sin
3°)の差を持つように設けられ、それにより、それぞ
れのパターンが、航空機の進入方向である仰角3°方向
で互いに180°の位相差を持つようになっている2つ
のアンテナから、予め決められたタイミングに基づいて
交互に送信動作が行われるため、一方のアンテナの出力
が航空機の進入方向である仰角3°方向でロービングに
よりナルとなった場合においても、アンテナの高さを仰
角3°方向で180°変化させた他方のアンテナからの
電波は仰角3°方向ではナルとならず、エラーの発生を
低減することができる。
【0036】また、2つのアンテナにより構成されてい
るため、安価にロービング対策を実現することができる
とともに、電力分配器損失を考慮する必要がなく、送信
電力を低減することができる。また、構成が単純である
ため、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアンテンシステムの実施の一形態を示
す図である。
【図2】本発明のアンテンシステムの他の実施の形態を
示す図である。
【符号の説明】
1,2,11,12 送信アンテナ 3 アンテナ切替器 4 タイミング発生器 5 送信機 6 データ処理器 7,8,17,18 アンテナパターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 1/14 - 1/18 H01Q 3/00 - 3/46 H01Q 21/00 - 21/30 H01Q 23/00 H01Q 25/00 - 25/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地上型補強システムにて地面からの反射
    波による影響を低減するアンテナシステムにおいて、 互いの設置高さの差が、使用波長をλとした場合、λ/
    (4sin3°)となるように設置された使用波長の等
    しい2つのアンテナを有し、 該2つのアンテナからの送信を予め決められたタイミン
    グに基づいて交互に行うことを特徴とするアンテナシス
    テム。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のアンテナシステムにお
    いて、 所定のタイミング信号を発生させるタイミング発生手段
    と、 該タイミング発生手段にて発生したタイミング信号に基
    づいて、アンテナへの送信信号の供給を交互に切り替え
    る切替手段とを有することを特徴とするアンテナシステ
    ム。
JP18106298A 1998-06-26 1998-06-26 アンテナシステム Expired - Lifetime JP3275959B2 (ja)

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