サンテクノ技術セミナー

サンテクノ技術セミナー
高周波技術入門
講座テキスト
その10
平成18年11月29日
10.無線航法

無線航法
地上の無線施設からの電波を利用して現在位置等を
知る方法。NDB,VOR,DME,TACAN,LORANなど。
10.無線航法

航空機着陸システム
航空機を安全に空港に着陸させるために電波を利用
して誘導するシステム。計器着陸システム(ILS)など
10.無線航法

その他航法に利用される無線設備


航空機等に搭載されるもの:レーダ、電波高度計、GPS
地上で利用されるされるもの:航空路監視レーダー(ARSR),
空港監視レーダー(ASR),二次監視レーダー(SSR)
10.無線航法
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分類
方位
NDB
○(方向)
VOR
○(方位)
DME
距離
位置
○(方位)
○
VORTAC
○(方位)
○
○
LORAN
○(海図上の点)
DECCA
○(海図上の点)
OMEGA
○(海図上の点)
GPS
その他
○
TACAN
電波高度計
高度
○
○(緯度経度)
時刻
RADAR
目標の距離、速度、方向
気象レーダ
降雨
ATC
航空管制用応答
10.無線航法
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LORAN C(双曲線航法)
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主局と従局から発射される同期したパルス波を受信し、二定
点からの時間差=距離の差を測定
精度を向上のため、時間差測定のほかに信号波の位相波も
測定する.即ち、概略の時間差を主局からの信号波の時間差
から測定し、精密な時間差を位相差から測定
局の構成は、主局1に対して2~4局の従局
送信信号は100kHzで、主局信号は9本、従局信号は8本のパ
ルス信号群
利用範囲は昼間で約1,400海里、夜間で約1,000海里
10.無線航法

LORAN C(双曲線航法)
10.無線航法
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VOR
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VHF帯(108~118MHz)の電波を使用
VOR局を中心に360°の全方位に方位情報を与える
全方位において同一位相を持つ基準位相信号と,方位が時
計方向に変わるにつれて位相が遅れる可変位相信号を発射
しており,機上でこの二つの信号の位相差を検出して磁北か
らの方位を知る
VORの有効到達距離は約100~200nm
標識局の主流
10.無線航法
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VOR
10.無線航法
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VOR
10.無線航法
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DME
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1,000MHz帯のUHFを使用
TACAN局を中心に360°の全方位に方位情報を与
える
機上装置から地上TACAN局へ問合せ信号送信。
TACAN局は問合せ信号を受信後、一定の時間遅
延をおいて、応答信号を送出。問合せの送信から
応答の受信までに要した時間から自機の距離を算
出
精度は0.2%程度
10.無線航法
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TACAN
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距離測定は DMEと同様
TACAN局は、問合せが無いときでも1秒間で15回
転する指向性を持ったアンテナから無情報パルスを
送信。ある方向から見るとパルスの包絡線は15Hz
で振幅変調されたのと同等。指向性が0度の時に
基準となる信号をもったパルスを送出すると、パル
ス包絡線のピークと基準パルスとの位相差から、
TACAN局から見た自機の方位がわかる。
方位測定精度向上のため、15Hzの包絡線上に9
Hzのリプルを重ね、測定誤差はほぼ1度
有効距離は、13000mの高さで200nm程度
10.無線航法
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TACAN
10.無線航法
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GPS
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周波数1575.42 (L1),1227.60MHz(L2)の電波を使用
6つの軌道面に合計28個のGPS衛星配置
コードと自分(GPS受信機)の時計から、衛星から電波
発射された時刻と自分が受信した時刻との信号の時
間差を計測→衛星までの距離がわかる
衛星が三つなら、三つの球面が交わる点
4つめの衛星を受信し、自分の時計を校正
測位精度:数十m(CAcode)、数m(Pcode)
10.無線航法
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GPS
10.無線航法
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電波高度計
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4GHz帯の電波を使用
地表に向かって電波を発射し,その反射波が戻って
くるまでの時間を測定して高度を知る
高高度用(パルス型)と低高度用(FM型)とがある。
ふつう低高度用のものは周波数変調方式が採用さ
れ,0~2,500ftの範囲で正確な絶対高度を示す。
測定精度:数m
10.無線航法
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電波高度計
10.無線航法
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気象レーダ
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マイクロ波帯の電波を使用
発射された電波が雨や雪の粒に当たり、その一部が
反射されるという性質を利用して観測
アンテナから発射され再び戻ってきた電波の強さか
ら、雨や雪の強さを測定
電波が往復するのに要する時間とアンテナの向きか
ら、雨や雪の位置を測定
雨や雪などで反射された電波を「「エコー」」と呼ぶ
10.無線航法
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気象レーダ
10.無線航法
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ドップラ・レーダ
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Xバンドの電波を使用
航空機から発射した電波は,目標にぶつかり反射し
て戻ってくるが,この送・受信電波の周波数差(ドップ
ラー周波数:Doppler frequency)は,航空機及び目標
の相対速度に比例して変化。この差を測定して処理
して連続的な対地速度を得る
飛行距離は対地速度を積分することで求める
偏流角は,航空機から発射する左右の電波の受信
周波数の差が,偏流角に比例することを利用して求
める
10.無線航法

ドップラ・レーダ
10.無線航法
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レーダ方程式
* Pt = transmitter power
* Gt = gain of the transmitting antenna
* Ar = effective aperture (area) of the receiving
antenna
* σ = radar cross section, or scattering coefficient, of
the target
* F = pattern propagation factor
* Rr = distance from the target to the receiver.
* Rt = distance from the transmitter to the target
APPENDIX
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関連先
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高周波
www.jk2mxx.com/js2wad.htm
www.geocities.jp/rfpagejp/rfpage.html
nippon.zaidan.info/seikabutsu/1998/00149/mokuji.htm
www8.plala.or.jp/ap2/mark/1rikugi.html
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www.nict.go.jp/publication/CRL_News/back_number/crlname.htm
www.enri.go.jp/report/hapichi/dkh06.htm
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www.suzukact.ac.jp/info/lab/hyoshi/~hyoshi/class/1Dtushin/1Dclass.html
homepage2.nifty.com/3ay/
www.bird-electronic.com/app_notes/rfcalc_3-6-06.xls
APPENDIX
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関連先
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ソネット
www.sonnetsoftware.co.jp/free/download/index.html
www.sonnetsoftware.com/support/techdocs.asp
アンテナ&理論
www.kikusui.co.jp/knowledgeplaza/from_saws/01_antenna.pdf
www.ieindia.org/publish/et/0104/jan04et2.pdf
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www.stee.com.sg/satcoms/solutions/CSS/RotmanLens_Whitepaper_SatCom
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www.asahi-net.or.jp/~bz9s-wtb/doc/denjiha/tiw1c3tmp.pdf
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www.arailab.dnj.ynu.ac.jp/lecture/PDF18/
www.eecs.kumamoto-u.ac.jp/~matsua/lecture/trans/mwtl.ppt
APPENDIX
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関連先
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電波伝搬
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APPENDIX
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関連先
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伝送線路
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www.ap.tu.chibau.jp/ito_lab/members/takahashi/ap/2.pdf
スミスチャート
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関連先
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回線設計
www.soumu.go.jp/joho_tsusin/pressrelease/japanese/housou/
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www.circuitdesign.co.jp/jp/technical/siryo1.asp
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www.tele.soumu.go.jp/j/ele/body/system/300.pdf
APPENDIX
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関連先
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回路
www.madlabo.com/mad/edat/DipMeter/oscgenri.htm
bell.kuee.kyoto-u.ac.jp/~hayashi/interest/telmin/node16.html
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www.densi.kansai-u.ac.jp/elecex1/ex2/ex2_3.pdf
www.info.kanagawa-u.ac.jp/~uchida/HP-uch/electriccct.html
www8.ocn.ne.jp/~hokuden/cls-osc.htm
www.nishimusen.co.jp/eisei/eisei-rxcir.pdf
デジタルデータ伝送・符号
www.lineeye.co.jp/html/term_denso.html
www.soi.wide.ad.jp/class/20020005/materials_for_student/03/3modulation.pdf
www.suzuka-ct.ac.jp/info/lab/hyoshi/~hyoshi/class/5Iriron/5Iclass.html
www.mars.dti.ne.jp/~suzunari/suz/doc/dat/hd_interface_speed.htm
www1.odn.ne.jp/~cbi63050/data/transfer.htm
bb.watch.impress.co.jp/column/infra/2002/02/01/
APPENDIX
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関連先
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EMC
ktai-denjiha.boo.jp/faq/index.html
www.geocities.jp/emclink01/emclink.html
www.geocities.jp/emclink01/emcinfo.html
www.sphere.ad.jp/hal/shack/emc/emcmap.htm
www.hokkaido-bt.go.jp/E/Ama/bougo.htm