JP2004226416A - 電波反射体を用いた移動体の航法方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ルーネベルグレンズを用いた電波反射体による移動体の航法方法に関する。
【解決手段】 ルーネベルグレンズの表面に電波を反射する反射体を配置した電波反射体を、基準電波反射体及び参照電波反射体とし、移動体の進路を含む進路平面上に、基準電波反射体を設置し、基準電波反射体より一定距離離間した進路平面上の点を通る垂線上に、進路平面に対して等しい距離離間して組をなす２つの参照電波反射体を設置し、移動体より定型の電波を送信し、この送信した電波の基準電波反射体からの反射波（基準信号）と組をなす２つの参照電波反射体により、各反射された反射波（参照信号）を受信し、各遅延時間を測定し、移動体の２次元的な位置と進路とのずれを検出すること。
【効果】 電波反射体側では、特別な電波源を必要とせず、移動体を２次元的及び３次元的に誘導し、測位することが出来る。
【選択図】 図５

Description

この発明はルーネベルグレンズを用いて作製した電波反射体を用いた移動体の航法方法に関する。

従来、移動体を探知する方法としては、移動体にレーダリフレクタを装備して、その反射波から移動体を探知し、測位する方法が一般的である。この場合、レーダリフレクタとして最も広く利用されているのがコーナリフレクタであるが、最近、このコーナリフレクタよりも遙かに有効反射面積が大きく、広角度の反射特性を有するリフレクタとして、ルーネベルグレンズの表面に電波反射材を張り付けたリフレクタがある。

このルーネベルグレンズを用いたリフレクタでは、ルーネベルグレンズの表面に張り付けられた電波反射材により、ルーネベルグレンズに入射される電磁波（入射波）は、入射波の反対側の面との交点に焦点を結び、表面に張り付けられた金属等の電波反射材によって反射される。そして、その反射波は、単に入射した方向へ反射される。
特開昭５７−４２８７１号 実願昭６２−１３４６１１号

一方、従来の航法技術においては、自局である移動体以外に電波を発する電波源として人工衛星、地上局等のように、他局から発せられる電波をもとに、それらの振幅、位相等を利用して測位し、移動体を誘導している形式の電波航法がある。

あるいは、移動体自身から発せられる電波が、電波反射材によって反射された反射波を利用した電波航法としては、上記電波航法の補助として用いられる。このように、いずれの形式のものも、従来の航法技術においては人工衛星、地上局等、移動体以外に電波を発する電波源により発せられた電波を受信して、複数の参照点からの距離情報を算出し、位置を測定している。

又、その他の形式の電波航法としては、それぞれの個別の電波反射材により反射される反射信号を個別に確定し、移動体とそれら個別の電波反射材からのそれぞれ距離を測位して、移動体の位置を測定したり、あるいは、移動体を進路上に誘導するように構成されている形式のものもある。

このように、電波反射材を張り付けたルーネベルグレンズは、単にレーダリフレクタとして利用されているが、これを電波の反射源として利用して、移動体の測位、進路への誘導を行いたいとの要望があった。

そこで、発明者等は、ルーネベルグレンズを用いて電波反射体を作製するとともに、この電波反射体からの反射波に識別符号等の付加情報を与えたり、もしくは反射波の向きを任意の方向へ向ける等の手段を付加したルーネベルグレンズを用いた電波反射体を形成するとともに、この電波反射体からの反射波を受信する走査側装置とにより測定装置を構成するとともに、この測定装置を用いた移動体の航法方法を発明した。

又、さらに、外部からの電波源を用いないで、移動体自身が電波を送信し、ルーネベルグレンズを用いた電波反射体からの反射波信号を利用して、進路にそって移動体を誘導、測位するようにした航法方法を発明した。

請求項１に係る発明は、ルーネベルグレンズの表面に電波を反射する反射体を配置してなる電波反射体を、基準電波反射体及び参照電波反射体とし、移動体の進路をふくむ進路平面上に、基準電波反射体を設置し、この基準電波反射体より一定距離離間した進路平面上の点において、この点を通る垂線上であって、進路平面に対して等しい距離離間して組をなす２つの参照電波反射体を設置し、移動体より定型の電波を送信し、この送信された電波の基準電波反射体からの反射波（基準信号）と、組をなす２つの参照電波反射体によってそれぞれ反射された反射波（参照信号）とを受信し、それらの遅延時間を測定することにより、前記移動体の２次元的な位置と進路とのずれを検出する移動体の航法方法である。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、電波反射体は回転する手段を有する移動体の航法方法である。

請求項３に係る発明は、請求項１〜請求項２に係る発明において、移動体は、基準となる進路に沿って移動し、移動体は、参照電波反射体からの反射波を受信して、その遅延時間をそれぞれ測定し、この測定した遅延時間差が最小となるように移動体を誘導する移動体の航法方法である。

請求項４に係る発明は、請求項１〜請求項３に係る発明において、基準電波反射体の代わりに、新たな組をなす２つの参照電波反射体を設置することにより、若しくは組をなす複数の参照電波反射体を設置することにより、移動体の３次元的な位置と進路とのずれを検出するようにした移動体の航法方法である。

請求項５に係る発明は、ルーネベルグレンズの表面に、電波を反射する反射体を配置してなる電波反射体を、基準電波反射体及び参照電波反射体とし、移動体の進路上に基準電波反射体を設置し、この基準電波反射より一定距離離間し、移動体の進路と直交する平面上に、この平面と進路との交点から等しい距離離間して少なくとも組をなす３つの参照電波反射体を設置し、移動体より定型の電波を送信し、この送信された送信信号の基準電波反射体及び参照電波反射体からそれぞれ反射された反射波を受信し、それらの遅延時間を測定することにより、移動体の位置と進路とのずれを検出するようにした移動体の航法方法である。

請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明において、電波反射体は回転する手段を有する移動体の航法方法である。

請求項７に係る発明は、請求項５〜請求項６に係る発明において、少なくとも３つの参照信号が到達する遅延時間が等しくなるように移動体を誘導するようにした移動体の航法方法である。

請求項８に係る発明は、請求項５〜請求項６に係る発明において、基準電波反射体の代わりに、新たな組をなす２つの参照電波反射体を設置することにより、若しくは組をなす複数の参照電波反射体を設置することにより、移動体の３次元的な位置と進路とのずれを検出するようにした移動体の航法方法である。

請求項９に係る発明は、ルーネベルグレンズの表面に、電波を反射する反射体を配置してなる電波反射体を、参照電波反射体とし、この参照電波反射体を少なくとも３つ設置し、この３つの参照電波反射体にそれぞれ位置情報を設定し、移動体より定型の電波を送信し、位置情報により変調された反射波（参照信号）を、移動体でそれぞれ受信し、この反射波の各遅延時間から移動体の２次元位置を測定するようにした移動体の航法方法である。

請求項１０に係る発明は、請求項９に係る発明において、参照電波反射体には、この参照電波反射体を識別するための識別情報をそれぞれ設定した移動体の航法方法である。

請求項１１に係る発明は、請求項９〜請求項１１に係る発明において、参照電波反射体からの反射波に、地形情報を付加し、この反射波と地形情報とから移動体の３次元位置を測定するようにした移動体の航法方法である。

請求項１２に係る発明は、請求項９〜請求項１１に係る発明において、少なくとも３つの参照電波反射体における各反射と透過のタイミングを、それぞれ異なるように設定した移動体の航法方法である。

請求項１３に係る発明は、請求項９〜請求項１２に係る発明において、参照電波反射体は、回転する手段を有するようにした移動体の航法方法である。

請求項１４に係る発明は、複数の異なる周波数もしくはタイミングで反射と透過を繰り返すように、ルーネベルグレンズの表面に電波を反射する反射体を配置してなる電波反射体を設置し、移動体から定型の電波を送信し、複数の電波反射体からそれぞれ異なる周波数もしくはタイミングで変調された２つの反射波を移動体側で受信し、複数の受信信号の信号強度の比を一定とするように移動体を制御するようにした移動体の航法方法である。

請求項１５に係る発明は、請求項１４係る発明において、参照電波反射体は、回転する手段を有するようにした移動体の航法方法。

請求項１〜請求項４に係る発明は、上記のようにしたので、単にリフレクタとして利用され始めたルーネベルグレンズを用いた電波反射体を移動体の航法に利用することが出来る。さらに、移動体から送信する電波以外の電波源を必要とすることなく、移動体と進路との２次元的及び３次元的なずれを検出出来る。又、移動体を進路上に誘導することが可能であり、さらに、移動体の位置を測位することが出来る。

請求項５〜請求項６に係る発明は、上記のようにしたので、移動体の位置と進路とのずれを検出して、航空機等の移動体を誘導することが出来る。請求項７に係る発明は、上記のようにしたので、３つの参照信号が到達する遅延時間が等しくなるように移動体を誘導することが出来る。

請求項８に係る発明は、上記のようにしたので、移動体の３次元的な位置と進路とのずれを検出し、移動体を誘導することが出来る。上記請求項１〜請求項４による発明とは異なる構成で、同一の効果が得られるとともに、移動体と進路とのずれを検出することが可能であり、又、移動体の誘導が可能であり、さらに、移動体の３次元的な位置を測定することが可能である。

請求項９〜請求項１０に係る発明は、上記のようにしたので、移動体の２次元位置情報や参照電波反射体の識別情報等を取得することが出来る。

請求項１１に係る発明は、上記のようにしたので、移動体が移動している地域を３次元的に把握することが出来る。

請求項１２に係る発明は、上記のようにしたので、３つの参照電波反射体の距離が充分ない場合であっても、３つの参照電波反射体からの反射波の遅延時間を個別に識別して受信することが出来る。従って、移動体の位置情報を得ることが出来る。

請求項１３に係る発明は、上記のようにしたので、電波反射体を回転することにより、反射波にさらに多くの情報を付加することが出来る。

請求項１４〜請求項１５に係る発明は、上記のようにしたので、２つの参照電波反射体によって移動体の進路を設定することが出来る。又、この設定した進路に沿って移動体を誘導することが出来る。さらに、電波反射体を回転させることにより、反射波にさらに多くの情報を付加出来る。

ルーネベルグレンズの表面に電波を反射する反射体を配置してなる電波反射体を、基準電波反射体及び参照電波反射体とし、移動体の進路をふくむ進路平面上に、基準電波反射体を設置し、この基準電波反射体より一定距離離間した進路平面上の点において、この点を通る垂線上であって、進路平面に対して等しい距離離間して組をなす２つの参照電波反射体を設置し、移動体より定型の電波を送信し、この送信された電波の基準電波反射体からの反射波（基準信号）と、組をなす２つの参照電波反射体によってそれぞれ反射された反射波（参照信号）とを受信し、それらの遅延時間を測定することにより、前記移動体の２次元的な位置と進路とのずれを検出する移動体の航法方法である。

この発明の第１の実施例を、図１〜図２に基づいて説明する。
図１は、基本的なルーネベルグレンズ２を用いた電波反射体１の反射原理を示す説明図で、電波を反射する反射体３がルーネベルグレンズ２の焦点４に配置されて電波反射体１を構成した場合を示す説明図である。図２は、ルーネベルグレンズ２を用いた電波反射体１を、回転軸５により回転させた場合を示す説明図である。

まず、図１〜図２に基づいて、ルーネベルグレンズ２を用いた電波反射体１の反射原理及びこの原理を利用した測定装置の応用分野について説明する。
図１に示すように、ルーネベルグレンズ２に入射した電波（入射波６）は、このルーネベルグレンズ２内で軌道を曲げ、入射方向に対向してルーネベルグレンズ表面で焦点４を結ぶ。そこで、この焦点４に電波を反射する反射体３を配置すると、入射波６は反射体３によって反射されるとともに、この反射波７は軌道を曲げながらルーネベルグレンズ２を通過し、入射波６の飛来方向へと反射していく。そこで、ルーネベルグレンズ２の表面に反射体３を配置した構造の電波反射体１が考えられる。

次いで、図１、図２に示すように、この電波反射体１を、回転軸５を中心として回転させると、反射体３の位置がルーネベルグレンズ２の焦点４から離れた時に入射した入射波６ａは、すべてルーネベルグレンズ２を透過してしまい、図１に示すような反射波７は出力しない。従って、反射体３がルーネベルグレンズ２の焦点４に位置している時に入射した入射波６以外の電波は、すべて透過波８となりルーネベルグレンズ２を透過する。従って、ルーネベルグレンズ２を回転軸５を中心として矢印１０で示すように回転させることにより、ルーネベルグレンズ２に入射する電波の反射、透過を切り換えることが出来る。

従って、このような原理を利用して、ルーネベルグレンズ２の表面に離間させて反射体３を配置し、ルーネベルグレンズ２を回転軸５により回転させれば、反射波７の反射断面積は時間的に変化する。そして、反射体３の配置状態を二値化された情報と対応させれば、入射波６が連続的な電波の場合には、振幅変調した反射波７を生成することが出来るので、この反射波７を受信し走査する側（走査側装置）では、それらの情報を取得することが可能となる。ルーネベルグレンズ２に配置する反射体３の配置間隔や大きさを一定にすると、走査側装置で受信される反射波は、時間的に一定である周波数で振幅変調された信号となる。

そこで、ルーネベルグレンズ２の表面に、識別符号をバーコードなどの二値化された情報としてスリットを開口した反射体３やあるいはストリップ状の反射体３を配置して電波反射体１を構成するとともに、この電波反射体１を回転軸５により回転させる。一方、走査側装置には、反射波７を受信し、走査する手段と電波反射体１からの反射波７の反射断面積の時間に対する変化を反射特性として測定する手段とを設ければ、反射波７から上記のスリットに基づく識別符号やあるいはストリップ状に配置された反射体３からの識別符号を取得することが出来る。従って、ルーネベルグレンズ２を用いた電波反射体１と走査側装置とにより反射波７に設定された情報を取得することの出来る測定装置が得られる。

この発明の第２の実施例は、電波反射体１は、ルーネベルグレンズ２の表面に反射体３をｎ個均等に配置した構造に形成し、この電波反射体１を回転軸５により毎秒Ｎ回転させた場合の実施例である。

このような構造の電波反射体１の場合には、ルーネベルグレンズ２に入射する電波（入射波６）は、ｎＮの周波数で反射、透過を繰り返す。そこで、反射体３の幅や間隔を情報にもとづいて粗密に配置した場合には、周波数ｎＮが変動して反射、透過させることが出来る。そこで、走査側装置で受信された反射波７は、時間的に変化する周波数で振幅変調された信号となり、この信号（反射波）を走査すれば、反射波７からは、この粗密に配置された反射体に基づく情報を取得することが出来る測定装置となる。

この発明の第３の実施例を、図３に基づいて説明する。
図３は、ルーネベルグレンズ２の回転軸５と入射波６の方向との為す角θ_１及びθ_２に対して異なるように反射体３をルーネベルグレンズ２に配置した場合を示す説明図である。

図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、ルーネベルグレンズ２の回転軸５と入射波６の方向とのなす角θ_１あるいは角θ_２となる位置に反射体３を配置して電波反射体１を構成する。この電波反射体１を回転軸５により毎秒ｎ回転させる。すると、ルーネベルグレンズ２の焦点４は、軌跡９で示すように移動する。

回転軸５と入射波６とのなす角、即ち、ルーネベルグレンズ２の回転軸５に対する緯度方向に対して、それぞれの軌跡９が異なることを利用して、軌跡の全周に対して反射体３を設置する比率を異ならせるように電波反射体１を構成する。すると、この電波反射体１からの反射波６を受信し走査する走査側装置が、回転軸５と入射波６とのなす角度θ_１あるいはθ_２に対する反射特性を測定する手段を備えていれば、角度情報を測定出来る測定装置が得られる。

なお、同様にして、ルーネベルグレンズ２の表面に配置する反射体３の数を、回転軸５と入射波６とのなす角度に対して変えたり、もしくは反射体３の位置、サイズ、間隔等を変えた構造の電波反射体１を形成し、一方、この電波反射体１からの反射波６を受信し、走査する走査側装置が、電波反射体１の反射波６の持つ角度に関する情報を解析し、測定する手段を備えているならば、それらの角度に関する情報を取得することが可能な測定装置が得られる。

この発明の第４の実施例を、図４に基づいて説明する。
図４はルーネベルグレンズ２の表面上の２点を導波管１１により接続配置した場合を示す説明図である。

図４に示すように、ルーネベルグレンズ２の表面上の２点を導波管１１により接続すると、導波管１１の一端（入射端）１２がルーネベルグレンズ２に接する点に焦点４を結ぶ入射波６は、ここから導波管１１内を伝搬して、導波管１１の他端（反射端）１３がルーネベルグレンズ２に接する点に出力し、この点に焦点４を結ぶ反射波７を生成することの出来る電波反射体１が形成される。従って、入射波６の方向から発せられた電波は電波反射体を通じ、入射波の飛来する方向とは異なる方向へ反射波７を生成することが可能となる。即ち、反射波７の方向にある受信装置（図示せず）は、入射波６の飛来方向にある送信装置（図示せず）の電波を受信することが可能となる。

なお、導波管１１の代わりに、互いに離間する２点間を結ぶケーブルで接続された対をなす一組の変換器を、ルーネベルグレンズ２の表面に配置するとともに、このケーブルの一方の点を入射波６の入射端とし、他方の点を反射波７が出力する反射端とした電波反射体１を構成しても上記と同様な作用効果がある。

この発明の第５の実施例について図５〜図９に基づいて説明する。この実施例５では、上記実施例１〜実施例４に記載したルーネベルグレンズ２を用いた電波反射体１からの反射波７を受信し、走査する走査側装置を、移動体２１の航法に利用する場合の実施例である。

図５はルーネベルグレンズ２を用いた電波反射体１を、移動体２１の航法に利用する場合の基本原理を示す説明図、図６は参照電波反射体Ｒ_１２４、参照電波反射体Ｒ_２２５が基準電波反射体Ｒ_ｂ２３に比較的近い場合を示す説明図である。図７、図８はルーネベルグレンズ２を用いた電波反射体１からの受信信号群のタイムチャート図で、図７は移動体２１が進路２２上にある場合を示すタイムチャート図、図８は移動体２１が進路２２から外れた場合を示すタイムチャート図である。図９は移動体２１の相対位置を測定するための説明図である。

図１〜図２に示すように、ルーネベルグレンズ２の表面には、反射体３が配置されており、このルーネベルグレンズ２に入射した電波（入射波６）は、反射体３により反射されるように構成した電波反射体１が形成されており、後述する基準電波反射体２３及び参照電波反射体２４、２５として用いられている。又、移動体２１は電波を発射する電波源であるとともに、それぞれ基準電波反射体２３及び参照電波反射体２４、２５からの反射波７を受信し走査するとともに、反射波７の有する各種の情報を測定し、解析する手段を有する走査側装置を具備している。

図５に示すように、２０は進路２２を含む進路平面で、移動体２１の進路２２を含む垂直方向の平面を仮定している。基準電波反射体２３は、移動体２１の進路２２を含む進路平面２０上に設置されている。移動体２１の進路２２を含む進路平面２０と直交する水平方向の平面を仮定した時、２箇所の参照電波反射体Ｒ_１２４と参照電波反射体Ｒ_２２５とは、基準電波反射体Ｒ_ｂ２３が設置されている進路２２を含む進路平面２０の位置から一定距離Ｌ_ａ離れた進路平面２０上のＯ点において、互いに水平方向に一定距離Ｌ_ｂ離間した位置に設置されている。２つの参照電波反射体Ｒ_１２４と参照電波反射体Ｒ_２２５とは、組を構成している。

ここで、移動体２１を進路２２に沿って誘導する場合について説明する。
まず、図７に示すように、移動体２１が定型の電波を送信すると、この送信信号は基準電波反射体Ｒ_ｂ２３、参照電波反射体Ｒ_１２４、参照電波反射体Ｒ_２２５によりそれぞれ反射される。この際、図６に示すように、移動体２１が進路２２上にある場合には、移動体２１と参照電波反射体Ｒ_１２４及び参照電波反射体Ｒ_２２５とからのそれぞれ距離はいずれも等しいので、図７に示すように、移動体２１が備えている走査側装置で受信される基準電波反射体Ｒ_ｂ２３からの反射波（受信信号）は、遅延時間Ｔ_ｂに受信され、２つの参照電波反射体Ｒ_１２４及び参照電波反射体Ｒ_２２５からの反射波は、遅延時間Ｔ_ｒに同時に受信され、参照信号群は１つとなる。従って、移動体２１側では、到着する参照信号群が一致していることを認識することにより、進路２２上に位置していることを確認することが出来る。

一方、図６に示すように、移動体２１ａが進路２２から外れている場合には、この外れている移動体２１ａと参照電波反射体Ｒ_１２４及び参照電波反射体Ｒ_２２５とからの距離はそれぞれ異なるため、２つの参照反射体Ｒ_１２４、参照電波反射体Ｒ_２２５から受信される反射波（受信信号）は、図８に示すように、遅延時間Ｔ_ｒ１及びＴ_ｒ２に、それぞれ個別に近接した状態で分離して受信され参照信号群となる。従って、外れている移動体２１ａ側では、参照信号群における各遅延時間Ｔ_ｒ１、Ｔ_ｒ２を測定すれば、進路２２からのずれを検出することが出来る。そこで、はずれている移動体２１ａ側では、参照信号群における各受信信号の遅延時間差が最小となるように制御することにより、移動体２１ａを進路２２上に誘導することが出来る。

そこで、移動体２１から電波（送信信号）を送信すると、各電波反射体（基準電波反射体Ｒ_ｂ２３、参照電波反射体Ｒ_１２４及び参照電波反射体Ｒ_２２５）からの反射波（基準信号及び参照信号群）が、移動体２１が備えている走査側装置により受信される。この時、進路２２上に位置する移動体２１に対しては、基準電波反射体２３からの基準信号の遅延時間がT_bの場合、組をなす２つの参照電波反射体Ｒ_１２４と参照電波反射体Ｒ_２２５及び基準電波反射体Ｒ_ｂ２３の合計３つの電波反射体から作られる平面上においては、移動体２１は、基準電波反射体Ｒ_ｂ２３からcT_b/2離れた位置にあり、組をなす２つの参照電波反射体Ｒ_１２４と参照電波反射体Ｒ_２２５からそれぞれcT_r/2の位置にあることから、走査側装置の演算手段により移動体２１の２次元的な相対位置を算出することができる。

また、図９に示すように、移動体２１側で受信した基準信号が遅延時間T_b、参照信号が遅延時間T_r、基準電波反射体Ｒ_ｂ２３からの距離がcT_b/2、参照電波反射体Ｒ_１２４及び参照電波反射体Ｒ_２２５からの参照信号がcT_r/2であるから、3つの電波反射体（基準電波反射体Ｒ_ｂ２３、２つの参照電波反射体Ｒ_１２４及び参照電波反射体Ｒ_２２５）を含む平面と基準電波反射体Ｒ_ｂ２３および移動体２１とを結ぶ線の為す角の余弦cosθは、
cosθ=((cTb/2)²＋L_a ²−(cT_r/2)²＋L_b ²）/cT_bL_a
として計算できる。

従って、基準電波反射体Ｒ_ｂ２３から相対位置が、(cT_ｂ/2)cosθ進路軸上で離れた点において、±(cT_ｂ/2)sinθの相対位置にあることが算出される。ここで、地表面に設置された電波反射体の場合には、通常前述の−の項は地下を意味するため、簡単な論理式(cT_ｂ/2)sinθ＞０にて２つの解が一つに特定できるため、移動体２１の相対位置を測定することが可能となる。なお、3つの電波反射体（基準電波反射体Ｒ_ｂ２３、２つの参照電波反射体Ｒ_１２４及び参照電波反射体Ｒ_２２５）が、いずれも回転する手段を備えている場合には、それぞれ振幅変調を受けた反射波が得られる。

なお、同様にして、基準電波反射体Ｒ_ｂ２３が、互いに組をなす２つの参照電波反射体Ｒ_１２４及び参照電波反射体Ｒ_２２５と比較して近くに設置されている場合には、Ｔ_ｂ＜Ｔ_ｒとして同様の原理が適用可能である。

なお、基準電波反射体Ｒ_ｂ２３の代わりに、新たに組をなす２つの参照電波反射体からなる参照電波反射体、即ち、２組の参照電波反射体（２つの参照電波反射体で１組を構成する）を設置することにより、若しくは複数組の参照電波反射体を設置することにより、移動体の３次元的な位置と進路とのずれを同様な原理により検出することが出来る。

この発明の第６の実施例を、図１０に基づいて説明する。
図１０は３つの参照反射体Ｒ_１２４、参照電波反射体Ｒ_２２５及び参照電波反射体Ｒ_３２６を平面的に設置した場合を示す説明図である。

図１０において、基準電波反射体Ｒ_ｂ２３を移動体２１の進路２２上に設置し、この基準電波反射体Ｒ_ｂ２３より一定距離離間し、進路２２と直交するとともに、それぞれの３つの参照電波反射体Ｒ_１２４、Ｒ_２２５、Ｒ_３２６によって構成される平面３０を仮定する。そして、この平面３０上で、かつ個々の参照電波反射体Ｒ_１２４、Ｒ_２２５、Ｒ_３２６からの距離が等しい点Ｏ、即ち、移動体２１で受信する３つの参照信号の到着する遅延時間が等しくなる点Ｏからの距離が等しい位置に、３つの参照電波反射体Ｒ_１２４、Ｒ_２２５、Ｒ_３２６を設置する。

そこで、移動体２１から定型の電波を送信した場合、この電波はそれぞれ３つの参照電波反射体Ｒ_１２４、Ｒ_２２５、Ｒ_３２６で反射され、移動体２１の走査側装置で受信される。この受信された３つの反射波（参照信号）の遅延時間を測定し、この遅延時間差が互いに最小となるように、移動体２１を制御すれば、移動体２１を進路２２上に沿って誘導することが可能となる。又、３つの参照信号の遅延時間から移動体２１の位置を算出することが出来る。さらに、上記同一の平面３０に位置しないように、別の参照電波反射体を設置すれば、移動体２１の３次元的な位置を測定出来る。

なお、基準電波反射体Ｒ_ｂ２３及び参照電波反射体Ｒ_１２４、Ｒ_２２５、Ｒ_３２６を回転させる手段を設ければ、反射波は、ルーネベルグレンズ２に配置されている反射体３に設定された情報にもとづいて、振幅変調される。従って、移動体２１の走査側装置で、この反射波を受信して情報を取得することが出来る。

この発明の第７の実施例について、図１１〜図１３に基づいて説明する。
図１１は３つの参照電波反射体Ａ（ｘ_ａ、ｙ_ａ、ｚ_ａ）、Ｂ（ｘ_ｂ、ｙ_ｂ、ｚ_ｂ）、Ｃ（ｘ_ｃ、ｙ_ｃ、ｚ_ｃ）を設置した場合の概略図、図１２は図１１に示す場合のタイムチャート図で、３つの参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃからの反射波が識別可能な程度に充分離間して配置されている場合を示している。図１３は図１１に示す場合のタイムチャート図で、３つの参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃの反射と透過のタイミングが異なるよう設定した場合を示している。

この第７の実施例では、３つの参照電波反射体Ａ〜Ｃを設置して、移動体２１の位置を測位する場合で、図１１に示すように、同一平面上に位置しない３つの参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃが設置されている。なお、図１、図２に示すように、各参照電波反射体Ａ〜Ｃは、いずれもルーネベルグレンズ２に反射体３が配置されて形成されている電波反射体１である。そして、各参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃには、それぞれ個別の位置情報や各参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃを識別するための識別情報が設定されている。

そこで、移動体２１から定型の電波（送信信号）を送信すると、この送信信号は、３つの参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃによりそれぞれ反射されるが、この反射波は、それぞれ位置情報や識別情報により変調された反射波となる。この変調された反射波は、移動体２１が備えている走査側装置で受信される。

この際、各参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃの距離差が充分ある場合には、図１２に示すように、移動体２１の走査側装置で受信した受信信号は、それぞれ遅延時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃを個別に識別して受信することが出来る。従って、移動体２１の走査側装置では、３つの参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃからの反射波のそれぞれ遅延時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃから移動体自身の２次元的な位置を算出することが出来る。又、各反射波に地形等の情報を付加すれば、３次元的位置を決定出来る。

ここで、各参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃの距離差が充分ない場合には、遅延時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃの間隔が小さくなり、移動体２１の走査側装置では、受信信号が、近接してしまい各参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃからの反射波を個別に識別して受信できない。

そこで、この場合には、図１に示すルーネベルグレンズ２に配置する反射体３の配置箇所を変えた電波反射体を作製して、図１３に示すように、３つの参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃからの反射と透過のタイミングがそれぞれ異なるように、３つの参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃを設定する。

次いで、移動体２１の走査側装置から定型の電波を送信すると、この送信信号は、個別の各参照電波反射体Ａ〜Ｃで反射される。すると、図１３に示すように、各参照電波反射体Ａ〜Ｃからの各反射波（各参照信号）は、それぞれ遅延時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃとして個別に識別して受信することが出来る。従って、移動体２１の走査側装置では、それぞれ３つの参照電波反射体Ａ〜Ｃからの反射波は、遅延時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃに個別に識別受信することが出来る。従って、この各遅延時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃから移動体２１の位置を測定することが出来る。

この発明の第８の実施例について、図１４に基づいて説明する。
図１４は２つの電波反射体４１、４２の中心（進路２２となる）を通る進路平面４０上に進路２２を設定した場合を示す説明図である。

２つの電波反射体４１、４２は、上記各実施例と同様に、いずれもルーネベルグレンズを用いた電波反射体である。２つの電波反射体４１、４２は、進路２２を含む進路平面４０に直交する方向に等距離Ｌ_ｂ離れた位置に設置されており、両電波反射体４１、４２は互いに異なる周波数あるいはタイミングで電波を反射するように設定されている。４３、４４はそれぞれ電波反射体４１及び電波反射体４２の反射パターン、４５、４６はそれぞれ反射パターン４３及び４４の最大反射断面積方向を示している。

そこで、移動体２１の走査側装置から送信された定型の電波（送信信号）は、電波反射体４１、４２によってそれぞれ反射される。この反射波は、移動体２１の走査側装置により受信され、それぞれ異なる周波数あるいはタイミングの反射波の信号強度が個別に測定される。

この２つの反射波の信号強度が一致する点が、進路２２を構成する。従って、移動体２１を２つの反射波の信号強度が一致するように制御すれば、移動体２１は、２つの電波反射体４１、４２の中心を通る進路平面４０上の進路２２に沿って誘導することが出来る。また、両２つの反射波の信号強度の比が一定となる点の集合が双曲線となることから、双曲線航法による進路を設定することが可能となる。

航空機、船舶、車両のような移動体の位置を検出するための移動体の航法分野に利用することが出来る。

この発明の第１及び第２の実施例を示すもので、基本的なルーネベルグレンズ２を用いた電波反射体１の反射原理を示す説明図で、電波を反射する反射体３がルーネベルグレンズ２の焦点４に配置されて電波反射体１を構成した場合を示す説明図である。 この発明の第１及び第２の実施例を示すもので、ルーネベルグレンズ２を用いた電波反射体１を、回転軸５により回転させる場合を示す説明図である。 この発明の第３の実施例を示すもので、ルーネベルグレンズ２の回転軸５と入射波６の方向との為す角θ_１及びθ_２に対して異なるよう、反射体３を配置した場合の説明図である。 この発明の第４の実施例を示すもので、ルーネベルグレンズ２の表面上の２点を導波管１１により接続配置した場合を示す説明図である。 この発明の第５の実施例を示すもので、ルーネベルグレンズ２を用いた電波反射体１を、移動体の航法に利用する場合の基本原理を示す説明図である。 この発明の第５の実施例を示すもので、参照電波反射体Ｒ_１２４、参照電波反射体Ｒ_２２５が基準電波反射体Ｒ_ｂ２３に比較的近い場所に設置されている場合を示す説明図である。 この発明の第５の実施例を示すもので、移動体２１が進路２２上にある場合を示すタイムチャート図である。 この発明の第５の実施例を示すもので、移動体２１が進路２２から外れた場合を示すタイムチャート図である。 この発明の第５の実施例を示すもので、移動体２１の相対位置を測定するための説明図である。 この発明の第６の実施例を示すもので、３つの参照反射体Ｒ_１２４、参照電波反射体Ｒ_２２５及び参照電波反射体Ｒ_３２６を平面的に設置する場合を示す説明図である。 この発明の第７の実施例を示すもので、３つの参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃを設置した場合の概略図である。 この発明の第７の実施例を示すもので、図１１に示す３つの参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃからの反射波が識別可能な程度に充分離間して配置されている場合を示すタイムチャート図である。 この発明の第７の実施例を示すもので、図１１に示す３つの電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃの反射と透過のタイミングが異なるよう設定した場合を示すタイムチャート図である。 この発明の第８の実施例を示すもので、２つの電波反射体４１、４２の中心（進路２２となる）を通る進路平面４０上に進路２２を設定した場合を示す説明図である。

符号の説明

１ 電波反射体
２ ルーネベルグレンズ
３ 反射体
４ 焦点
５ 回転軸
７ 反射波
１１ 導波管
１２ 導波管１１の入射端
１３ 導波管１１の反射端
２０ 進路を含む進路平面
２１ 移動体
２２ 移動体２１の進路
２３ 基準電波反射体
２４ 参照電波反射体Ｒ_１
２５ 参照電波反射体Ｒ_２
２６ 参照電波反射体Ｒ_３
３０ 進路と直交する平面
Ａ、Ｂ、Ｃ 参照電波反射体
４０ 進路（中心）を含む進路平面
４１、４２ 電波反射体

Claims (15)

1. ルーネベルグレンズの表面に電波を反射する反射体を配置してなる電波反射体を、基準電波反射体及び参照電波反射体とし、
   移動体の進路をふくむ進路平面上に、前記基準電波反射体を設置し、
   この基準電波反射体より一定距離離間した前記進路平面上の点において、この点を通る垂線上であって、前記進路平面に対して等しい距離離間して組をなす２つの前記参照電波反射体を設置し、
   前記移動体より定型の電波を送信し、
   この送信された電波の前記基準電波反射体からの反射波（基準信号）と、組をなす２つの前記参照電波反射体によってそれぞれ反射された反射波（参照信号）とを受信し、それらの遅延時間を測定することにより、前記移動体の２次元的な位置と進路とのずれを検出すること
   を特徴とする移動体の航法方法。
2. 前記電波反射体は回転する手段を有すること
   を特徴とする請求項１に記載の移動体の航法方法。
3. 前記移動体は、基準となる進路に沿って移動し、
   前記移動体は、前記参照電波反射体からの反射波を受信して、その遅延時間をそれぞれ測定し、
   この測定した遅延時間差が最小となるように前記移動体を誘導すること
   を特徴とする請求項１〜請求項２にそれぞれ記載の移動体の航法方法。
4. 前記基準電波反射体の代わりに、新たな組をなす２つの参照電波反射体を設置することにより、若しくは組をなす複数の参照電波反射体を設置することにより、前記移動体の３次元的な位置と進路とのずれを検出すること
   を特徴とする請求項１〜請求項３にそれぞれ記載の移動体の航法方法。
5. ルーネベルグレンズの表面に、電波を反射する反射体を配置してなる電波反射体を、基準電波反射体及び参照電波反射体とし、
   移動体の進路上に基準電波反射体を設置し、
   この基準電波反射より一定距離離間し、前記移動体の進路と直交する平面上に、この平面と前記進路との交点から等しい距離離間して少なくとも組をなす３つの参照電波反射体を設置し、
   前記移動体より定型の電波を送信し、
   この送信された送信信号の前記基準電波反射体及び参照電波反射体からそれぞれ反射された反射波を受信し、それらの遅延時間を測定することにより、
   前記移動体の位置と進路とのずれを検出すること
   を特徴とする移動体の航法方法。
6. 前記電波反射体は回転する手段を有すること
   を特徴とする請求項５に記載の移動体の航法方法。
7. 前記少なくとも３つの参照信号が到達する前記遅延時間が等しくなるように前記移動体を誘導すること
   を特徴とする請求項５〜請求項６にそれぞれ記載の移動体の航法方法。
8. 基準電波反射体の代わりに、新たな組をなす２つの参照電波反射体を設置することにより、若しくは組をなす複数の参照電波反射体を設置することにより、前記移動体の３次元的な位置と進路とのずれを検出すること
   を特徴とする請求項５〜請求項６にそれぞれ記載の移動体の航法方法。
9. ルーネベルグレンズの表面に、電波を反射する反射体を配置してなる電波反射体を、参照電波反射体とし、
   この参照電波反射体を少なくとも３つ設置し、
   この３つの参照電波反射体にそれぞれ位置情報を設定し、
   移動体より定型の電波を送信し、
   前記位置情報により変調された反射波（参照信号）を、前記移動体でそれぞれ受信し、
   この反射波の各遅延時間から前記移動体の２次元位置を測定すること
   を特徴とする移動体の航法方法。
10. 前記参照電波反射体には、この参照電波反射体を識別するための識別情報をそれぞれ設定したこと
    を特徴とする請求項９に記載の移動体の航法方法。
11. 前記参照電波反射体からの反射波に、地形情報を付加し、
    この反射波と前記地形情報とから前記移動体の３次元位置を測定すること
    を特徴とする請求項９〜請求項１１にそれぞれ記載の移動体の航法方法。
12. 前記少なくとも３つの参照電波反射体における各反射と透過のタイミングを、それぞれ異なるように設定したこと
    を特徴とする請求項９〜請求項１１にそれぞれ記載の移動体の航法方法。
13. 前記参照電波反射体は、回転する手段を有すること
    を特徴とする請求項９〜請求項１２にそれぞれ記載の移動体の航法方法。
14. 複数の異なる周波数もしくはタイミングで反射と透過を繰り返すように、ルーネベルグレンズの表面に電波を反射する反射体を配置してなる電波反射体を設置し、
    移動体から定型の電波を送信し、
    前記複数の電波反射体からそれぞれ異なる前記周波数もしくはタイミングで変調された２つの反射波を前記移動体側で受信し、
    前記複数の受信信号の信号強度の比を一定とするように前記移動体を制御すること
    を特徴とする移動体の航法方法。
15. 参照電波反射体は、回転する手段を有すること
    を特徴とする請求項１４に記載の移動体の航法方法。