JP2005172760A - Direction finder - Google Patents

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松本  泰彦
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem in a conventional device that an increase in number of receiving antennas is needed in case of a wide frequency band to be received or in order to raise the precision of measured direction, and the numbers of receivers, A/D converters and cross spectrum calculating circuits are also increased according to it, resulting in an enlarged device scale. <P>SOLUTION: In this direction finder, the arrival direction is calculated by three receiving antennas 1 for receiving radio waves; a selector 2 for selecting the receiving antennas 1; a receiver 4 for amplifying and IF-converting a received signal; an A/D converter 5 for converting IF signal; an antenna switch part 3 for comparing digital data with a threshold to detect the presence/absence of input signal, and switching the receiving antennas 1; a waveform memory 6 for recording switching-by-switching digital data; a cross spectrum arithmetic part 7 for determining a cross spectrum from the switching-by-switching digital data in the waveform memory and recording the result; a time difference detection part 8 for determining an arrival time difference based on the switching-by-switching cross spectrum; and a direction calculation part 9 for determining the direction of the arrived signal from the switching-by-switching arrival time difference. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は方位探知装置、特に電波の到来時間差を用いて方位を探知する装置に関する。 The present invention relates to an azimuth detection apparatus, and more particularly to an apparatus for detecting an azimuth using a difference in arrival time of radio waves.

電波の到来時間差により方位を算出する装置として、特開平9−257902号公報図1及び図12にはそれぞれ1組2個の受信アンテナと2組3個の受信アンテナを使用した方位探知装置が開示されている。また、特開2003−35761号公報図1には各受信アンテナ毎に受信機やA/D変換器を配置し、到来時間差の平均値に基づき到来方位を求める1組2個の受信アンテナを用いた方位探知装置が開示されている。 As an apparatus for calculating an azimuth based on a difference in arrival time of radio waves, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-257902 discloses an azimuth detecting apparatus using one set of two receiving antennas and two sets of three receiving antennas, respectively. Has been. In FIG. 1, a receiver and an A / D converter are arranged for each receiving antenna, and a set of two receiving antennas for determining the arrival direction based on the average value of the arrival time differences is used. An azimuth finding device has been disclosed.

本明細書の図12及び図13は、それぞれ特開平9−257902号公報図12及び図11に記載の従来の方位探知装置を説明用に転記した構成図と処理内容説明図である。図12において、1−1〜1−3は到来信号を受信する受信アンテナ、4−1〜4−3は受信信号の増幅及びIF信号に周波数変換を行う受信機、5−1〜5−3はIF信号をデジタルデータに変換するA/D変換器、7−1及び7−2はデジタルデータのクロススペクトルを計算するクロススペクトル計算回路、8はクロススペクトルから電波の到来時間差を求める時間差検出回路、9は到来時間差から電波の到来方位を求める方位算出回路である。 12 and 13 of the present specification are a configuration diagram and a processing content explanatory diagram in which the conventional azimuth detecting device described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-257902 is transferred for explanation. In FIG. 12, 1-1 to 1-3 are receiving antennas that receive incoming signals, 4-1 to 4-3 are receivers that amplify the received signals and perform frequency conversion to IF signals, and 5-1 to 5-3. Is an A / D converter that converts IF signals into digital data, 7-1 and 7-2 are cross spectrum calculation circuits that calculate the cross spectrum of the digital data, and 8 is a time difference detection circuit that obtains the arrival time difference of radio waves from the cross spectrum. , 9 is an azimuth calculating circuit for obtaining the arrival azimuth of the radio wave from the arrival time difference.

クロススペクトル計算回路7−1は、入力したそれぞれの受信信号を高速フーリエ変換するFFT(Fast Fourier Transform)回路101−1、101−2及びフーリエ変換した信号のクロススペクトルを計算する複素乗算回路102−1から構成されている。クロススペクトル計算回路7−2は、入力したそれぞれの受信信号を高速フーリエ変換するFFT回路101−2、101−3及びフーリエ変換した信号のクロススペクトルを計算する複素乗算回路102−2から構成されている。 The cross spectrum calculation circuit 7-1 includes FFT (Fast Fourier Transform) circuits 101-1 and 101-2 that perform fast Fourier transform on each input received signal, and a complex multiplication circuit 102− that calculates a cross spectrum of the Fourier-transformed signal. 1 is comprised. The cross spectrum calculation circuit 7-2 includes FFT circuits 101-2 and 101-3 that perform fast Fourier transform on each input received signal, and a complex multiplication circuit 102-2 that calculates a cross spectrum of the Fourier-transformed signal. Yes.

次に動作について説明する。図12の方位探知装置に電波が到来した場合、受信アンテナ1−1〜1−3で受信され、受信機4−1〜4−3に出力される。受信機4−1〜4−3では入力された受信信号を増幅し、さらに所定の周波数に変換してA/D変換器5−1〜5−3に出力する。A/D変換器5−1〜5−3では所定のサンプリングタイミングで入力した受信信号をデジタルデータに変換し、クロススペクトル計算回路7−1及びクロススペクトル計算回路7−2に出力する。 Next, the operation will be described. When a radio wave arrives at the azimuth detecting device of FIG. 12, it is received by the receiving antennas 1-1 to 1-3 and output to the receivers 4-1 to 4-3. The receivers 4-1 to 4-3 amplify the input received signal, further convert it to a predetermined frequency, and output it to the A / D converters 5-1 to 5-3. The A / D converters 5-1 to 5-3 convert the received signal input at a predetermined sampling timing into digital data and output the digital data to the cross spectrum calculation circuit 7-1 and the cross spectrum calculation circuit 7-2.

クロススペクトル計算回路7−1では、まず入力されたデジタル信号を高速フーリエ変換し、振幅と位相が計算される。高速フーリエ変換して得られた信号をそれぞれXA、XBとすると、XA、XBは掛け算回路に入力され、XAとXBの複素共役XB*を掛け算することによりクロススペクトルが算出される。クロススペクトル計算回路7−2では、入力されたデジタル信号を高速フーリエ変換し、振幅と位相が計算される。高速フーリエ変換して得られた信号をそれぞれXB、XCとすると、XB、XCは掛け算回路に入力され、XBとXCの複素共役XC*を掛け算することによりクロススペクトルが算出される。 In the cross spectrum calculation circuit 7-1, first, the input digital signal is subjected to fast Fourier transform, and the amplitude and phase are calculated. Assuming that the signals obtained by the fast Fourier transform are XA and XB, respectively, XA and XB are input to a multiplication circuit, and a cross spectrum is calculated by multiplying the complex conjugate XB * of XA and XB. The cross spectrum calculation circuit 7-2 performs fast Fourier transform on the input digital signal, and calculates the amplitude and phase. Assuming that the signals obtained by the fast Fourier transform are XB and XC, respectively, XB and XC are input to a multiplication circuit, and a cross spectrum is calculated by multiplying the complex conjugate XC * of XB and XC.

図13は、クロススペクトル計算回路7−1、7−2の処理内容を示す。図13(A)、(B)、(C)はクロススペクトル計算回路7−1の処理であり、それぞれ受信信号波形Aの高速フーリエ変換処理、受信信号波形Bの高速フーリエ変換処理、両者のクロススペクトルの結果である。また、図13(B)、(D)、(E)はクロススペクトル計算回路7−2の処理であり、それぞれ受信信号波形Bの高速フーリエ変換処理、受信信号波形Cの高速フーリエ変換処理、両者のクロススペクトルの結果である。そして、図13(C)に示すコヒーレンスと位相及び図13(E)に示すコヒーレンスと位相はともに時間差検出回路8に出力される。 FIG. 13 shows the processing contents of the cross spectrum calculation circuits 7-1 and 7-2. FIGS. 13A, 13B, and 13C are processes of the cross spectrum calculation circuit 7-1. The fast Fourier transform process of the received signal waveform A, the fast Fourier transform process of the received signal waveform B, and the cross between them, respectively. It is a result of a spectrum. FIGS. 13B, 13D, and 13E show the processing of the cross spectrum calculation circuit 7-2. The fast Fourier transform processing of the received signal waveform B, the fast Fourier transform processing of the received signal waveform C, both It is a result of a cross spectrum. The coherence and phase shown in FIG. 13C and the coherence and phase shown in FIG. 13E are both output to the time difference detection circuit 8.

時間差検出回路8では、クロススペクトル計算回路7−1から出力されたコヒーレンスのレベルの高い周波数帯f(f1)及びそのときの位相の傾きa(a1)と、クロススペクトル計算回路7−2から出力されたコヒーレンスのレベルの高い周波数帯f(f2)とそのときの位相の傾きa(a2)を求める。そして、n=0、1、2・・として
Δt=a/2π+n/f ・・・(1)
の中から可能性のある時間差Δt1 及びΔt2 を複数求める。求めた到来時間差候補は方位算出回路9に出力される。方位算出回路9では、時間差検出回路8から出力された到来時間差Δt1、Δt2及び受信アンテナ1−1と受信アンテナ1−2との間隔、また受信アンテナ1−2と受信アンテナ1−3との間隔に基づき、下記(2)式を用いて到来の可能性がある方位の候補をそれぞれ求める。
sinθ=cΔt/d ・・・(2)
dは受信アンテナの間隔、θは到来方位、Δtは到来時間差、cは電波の伝播速度
そして、これら2系統でそれぞれ算出された候補方位に共通に含まれる方位を抽出し、本来の電波の到来方位を得る。
In the time difference detection circuit 8, the frequency band f (f1) having a high coherence level output from the cross spectrum calculation circuit 7-1 and the phase gradient a (a1) at that time, and the output from the cross spectrum calculation circuit 7-2. A frequency band f (f2) having a high coherence level and a phase gradient a (a2) at that time are obtained. And, n = 0, 1, 2,... Δt = a / 2π + n / f (1)
A plurality of possible time differences .DELTA.t1 and .DELTA.t2 are obtained from the above. The obtained arrival time difference candidates are output to the bearing calculation circuit 9. In the azimuth calculation circuit 9, the arrival time differences Δt1 and Δt2 output from the time difference detection circuit 8, the interval between the reception antenna 1-1 and the reception antenna 1-2, and the interval between the reception antenna 1-2 and the reception antenna 1-3. Based on the above, each of the azimuth candidates having the possibility of arrival is obtained using the following equation (2).
sin θ = cΔt / d (2)
d is the distance between the receiving antennas, θ is the arrival azimuth, Δt is the arrival time difference, c is the propagation speed of the radio wave, and the azimuth included in the candidate azimuth calculated in each of these two systems is extracted, and the arrival of the original radio wave Get the bearing.

特開平9−257902号公報 特開2003−35761号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-257902 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-35761

従来の方位探知装置は以上のように構成されているので、受信する周波数帯域が広範囲である場合や、測定方位の精度を上げるためには受信アンテナを増やす必要があり、それに伴い受信機、A/D変換器、クロススペクトル計算回路も増やす必要があり装置規模が大きくなるという問題があった。 Since the conventional azimuth detection apparatus is configured as described above, it is necessary to increase the number of reception antennas when the frequency band to be received is wide, or to increase the accuracy of the measurement azimuth. There is a problem that the device scale becomes large because the number of / D converters and cross spectrum calculation circuits need to be increased.

この発明に関わる方位探知装置は、所定の距離を隔てて到来電波を受信する3つの受信アンテナと、3つの受信アンテナから2つの受信アンテナを選択するセレクタと、選択された受信アンテナからの受信信号を増幅及びIF信号への周波数変換を行う受信機と、IF信号をデジタルデータに変換するA/D変換器と、デジタルデータと閾値とを比較し入力信号の有無を検出する信号検出回路と、信号検出した信号のパルス幅及びパルス間隔をもとにシミュレータパルスを発生させるシミュレータパルス発生回路と、シミュレータパルス毎にアンテナを切替るアンテナ切替器と、切替毎のデジタルデータを記録する波形メモリと、切替毎の波形メモリのデジタルデータからクロススペクトルを求めて結果を記録するクロススペクトル演算部と、切替毎のクロススペクトルに基づいて到来時間差を求める時間差検出部と、切替毎の到来時間差に基づいて到来信号の到来方位を求める方位算出部とを備えたものである。 An azimuth detection apparatus according to the present invention includes three reception antennas that receive incoming radio waves at a predetermined distance, a selector that selects two reception antennas from the three reception antennas, and a reception signal from the selected reception antenna A receiver that performs amplification and frequency conversion to an IF signal, an A / D converter that converts the IF signal into digital data, a signal detection circuit that compares the digital data with a threshold value to detect the presence of an input signal, A simulator pulse generating circuit for generating a simulator pulse based on the pulse width and pulse interval of the detected signal, an antenna switch for switching the antenna for each simulator pulse, a waveform memory for recording digital data for each switching, A cross spectrum calculation unit that obtains the cross spectrum from the digital data of the waveform memory at each switching and records the result; And time difference detection unit for determining the arrival time difference based on the cross-spectrum for each switch, in which a bearing calculation unit to obtain the arrival direction of the incoming signal on the basis of the arrival time differences for each switch.

また、この発明に関わる方位探知装置は、CW信号(連続波)を検出するCW検出回路と、CW信号受信時は一定時間毎にシミュレータパルスを一旦無効にしてから有効にするシミュレータパルス発生回路を備えたものである。 The azimuth detecting apparatus according to the present invention includes a CW detection circuit for detecting a CW signal (continuous wave), and a simulator pulse generation circuit for invalidating a simulator pulse once every predetermined time when receiving the CW signal. It is provided.

また、この発明に関わる方位探知装置は、複数の電波元からの到来電波をPW(パルス幅)、PRI(パルス繰り返し間隔)などで分離するパルス分離回路と、パルス分離をした所定の一目標の信号のみシミュレータパルスを発生するシミュレータパルス回路を備えたものである。 In addition, an azimuth detection apparatus according to the present invention includes a pulse separation circuit that separates incoming radio waves from a plurality of radio wave sources by PW (pulse width), PRI (pulse repetition interval), and the like, and a predetermined target that performs pulse separation. A simulator pulse circuit for generating a simulator pulse only for a signal is provided.

また、この発明に関わる方位探知装置は、パルス分離をした複数目標の信号のシミュレータパルスを発生するシミュレータパルス回路と、シミュレータパルスが重なった場合は優先順位により受信アンテナを切替るアンテナ切替器を備えたものである。 The azimuth detecting apparatus according to the present invention also includes a simulator pulse circuit that generates simulator pulses of a plurality of target signals that have undergone pulse separation, and an antenna switch that switches a receiving antenna according to priority when the simulator pulses overlap. It is a thing.

また、この発明に関わる方位探知装置は、所定の距離を隔てて到来電波を受信するn個の受信アンテナと、n個の受信アンテナから2個の受信アンテナを選択するアンテナ切替器を備えたものである。 The azimuth detecting apparatus according to the present invention includes n receiving antennas that receive incoming radio waves at a predetermined distance and an antenna switch that selects two receiving antennas from the n receiving antennas. It is.

また、この発明に関わる方位探知装置は、複数の電波元からの到来電波毎にFFT処理して得られた周波数に基づいて最適な受信アンテナの組を選択し切替るアンテナ切替器を備えたものである。 The azimuth detecting apparatus according to the present invention further includes an antenna switch for selecting and switching an optimum set of receiving antennas based on the frequency obtained by performing FFT processing for each incoming radio wave from a plurality of radio wave sources. It is.

また、この発明に関わる方位探知装置は、移動する電波元からの到来電波に対して、切替毎の方位を予測する方位推定回路と、予測方位に基づいて受信アンテナを切替るアンテナ切替器を備えたものである。 An azimuth detection apparatus according to the present invention includes an azimuth estimation circuit that predicts an azimuth for each switching with respect to an incoming radio wave from a moving radio wave source, and an antenna switch that switches a receiving antenna based on the predicted azimuth. It is a thing.

この発明の実施例1においては、所定の距離を隔てて到来電波を受信する3つの受信アンテナと、3つの受信アンテナから2つの受信アンテナを選択するセレクタと、選択された受信アンテナからの受信信号を増幅及びIF信号への周波数変換を行う受信機と、IF信号をデジタルデータに変換するA/D変換器と、デジタルデータとあらかじめ決められた閾値とを比較し入力信号の有無を検出する信号検出回路と、信号検出した信号のパルス幅及びパルス間隔をもとにシミュレータパルスを発生させるシミュレータパルス発生回路と、シミュレータパルス毎にアンテナを切替るアンテナ切替器と、切替毎のデジタルデータを記録する波形メモリと、切替毎の波形メモリのデジタルデータからクロススペクトルを求めて結果を記録するクロススペクトル演算部と、切替毎のクロススペクトルに基づいて到来時間差を求める時間差検出部と、切替毎の到来時間差に基づいて到来信号の到来方位を求める方位算出部とを備えており、特に受信機、A/D変換器などはセレクタを使用することにより2系統で構成可能となり装置規模をコンパクトに構成することができると共に簡便な方位探知装置を得る利点がある。 In Embodiment 1 of the present invention, three receiving antennas that receive incoming radio waves at a predetermined distance, a selector that selects two receiving antennas from the three receiving antennas, and a received signal from the selected receiving antenna A signal that amplifies and converts the frequency of the IF signal into an IF signal, an A / D converter that converts the IF signal into digital data, and a signal that compares the digital data with a predetermined threshold to detect the presence of an input signal A detection circuit, a simulator pulse generation circuit for generating a simulator pulse based on the pulse width and pulse interval of the detected signal, an antenna switch for switching an antenna for each simulator pulse, and digital data for each switching are recorded. Cross that obtains the cross spectrum from the waveform memory and the digital data of the waveform memory for each switching and records the result It comprises a spectrum calculation unit, a time difference detection unit for obtaining an arrival time difference based on the cross spectrum for each switching, and an azimuth calculation unit for obtaining the arrival direction of the incoming signal based on the arrival time difference for each switching, particularly a receiver, An A / D converter or the like can be configured in two systems by using a selector, so that the scale of the apparatus can be made compact and a simple azimuth detecting apparatus can be obtained.

この発明の実施例2においては、CW信号(連続波)を検出するCW検出回路と、CW信号検出時は一定時間毎にシミュレータパルスを一旦無効にしてから有効にするシミュレータパルス発生回路を備えており、入力期間が長い信号に対しても対応できる方位探知装置を得ることが可能である。 In the second embodiment of the present invention, a CW detection circuit for detecting a CW signal (continuous wave) and a simulator pulse generation circuit for invalidating the simulator pulse once every predetermined time and detecting the CW signal are provided. Thus, it is possible to obtain an azimuth detecting device that can cope with a signal having a long input period.

この発明の実施例3においては、複数の電波元からの到来電波をPW(パルス幅)、PRI(パルス繰り返し間隔)で分離するパルス分離回路と、パルス分離をした所定の一目標の信号のみシミュレータパルスを発生するシミュレータパルス発生回路を備えており、複数の電波元に対して所定の信号を分離して方位探知可能な方位探知装置を得ることが可能である。 In Embodiment 3 of the present invention, a pulse separation circuit that separates incoming radio waves from a plurality of radio wave sources by PW (pulse width) and PRI (pulse repetition interval), and a simulator for only a predetermined target signal that has undergone pulse separation A simulator pulse generation circuit that generates a pulse is provided, and it is possible to obtain an azimuth detecting device that can detect an azimuth by separating predetermined signals from a plurality of radio wave sources.

この発明の実施例4においては、パルス分離をした複数目標の信号のシミュレータパルスを発生するシミュレータパルス発生回路と、シミュレータパルスが重なった場合は優先順位により受信アンテナを切替るアンテナ切替器を備えており、複数の電波元に対して精度良く方位探知が可能である。 The fourth embodiment of the present invention includes a simulator pulse generation circuit that generates simulator pulses of a plurality of target signals that have undergone pulse separation, and an antenna switch that switches reception antennas according to priority when the simulator pulses overlap. Therefore, it is possible to accurately detect the direction of a plurality of radio wave sources.

この発明の実施例5においては、所定の距離を隔てて到来電波を受信するn個の受信アンテナと、n個の受信アンテナから2個の受信アンテナを選択するアンテナ切替器を備えており、受信周波数の広帯域化、測定方位の高精度化が可能な方位探知装置を得ることが可能である。また受信アンテナ群が比較的多い場合であっても受信機、A/D変換器は完全2系統であり、簡便な構成とすることができる。 The fifth embodiment of the present invention includes n receiving antennas that receive incoming radio waves at a predetermined distance and an antenna switch that selects two receiving antennas from the n receiving antennas. It is possible to obtain an azimuth detecting device capable of widening the frequency and increasing the accuracy of the measurement azimuth. Even when the number of receiving antenna groups is relatively large, the receiver and the A / D converter are completely two systems, and a simple configuration can be achieved.

この発明の実施例6においては、複数の電波元からの到来電波毎にFFT処理して得られた周波数に基づいて最適な受信アンテナの組を選択切替するアンテナ切替器を備えており、受信アンテナの順次切替の周期を短縮したり、切替アンテナグループ数を少なくすることができ、結果、方位算出時間を短縮できる利点がある。 In the sixth embodiment of the present invention, an antenna switch for selecting and switching an optimum set of receiving antennas based on the frequency obtained by performing the FFT process for each incoming radio wave from a plurality of radio wave sources is provided. There is an advantage that it is possible to shorten the period of sequential switching and to reduce the number of switching antenna groups, and as a result, it is possible to shorten the direction calculation time.

この発明の実施例7においては、移動する電波元からの到来電波に対して、切替毎の方位を予測する方位推定回路と、予測方位に基づいて受信アンテナを切替るアンテナ切替器とを備えており、移動する電波元に対して高精度で追従できる方位探知装置を得ることが可能である。 The seventh embodiment of the present invention includes an azimuth estimation circuit that predicts an azimuth for each switching with respect to an incoming radio wave from a moving radio wave source, and an antenna switch that switches a receiving antenna based on the predicted azimuth. Therefore, it is possible to obtain an azimuth detecting device that can follow a moving radio wave source with high accuracy.

実施例1.
図1は、本発明の実施例1による方位探知装置を示すブロック図である。図において図12と同一符号は同一又は相当部分を示す。2は3つの受信アンテナ1から2つの受信アンテナを選択するセレクタ(受信アンテナセレクタ)、201はデジタルデータとあらかじめ設定された閾値とを比較し入力信号の有無を検出する信号検出回路、202は信号検出した信号のパルス幅及びパルス間隔をもとにシミュレータパルスを発生させるシミュレータパルス発生回路、203はシミュレータパルス毎にアンテナを切替るアンテナ切替器、6−1及び6−2は切替毎のデジタルデータを記録する波形メモリ、7は切替毎の波形メモリ6のデジタルデータからクロススペクトルを求めて結果を記録するクロススペクトル演算部(クロススペクトル計算回路)であり、FFT回路101や複素乗算回路102のほかにそれらの演算結果を一時的に記憶する演算結果メモリ103を内蔵している。8は切替毎のクロススペクトルに基づいて到来時間差を求める時間差検出部(時間差検出回路)、9は切替毎の到来時間差に基づいて到来信号の到来方位を求める方位算出部(方位算出回路)である。
Example 1.
FIG. 1 is a block diagram showing an azimuth detection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 12 denote the same or corresponding parts. 2 is a selector (receiving antenna selector) that selects two receiving antennas from three receiving antennas 1, 201 is a signal detection circuit that compares the digital data with a preset threshold value and detects the presence or absence of an input signal, and 202 is a signal A simulator pulse generating circuit for generating a simulator pulse based on the pulse width and pulse interval of the detected signal, 203 an antenna switch for switching antennas for each simulator pulse, and 6-1 and 6-2 for digital data for each switching 7 is a cross spectrum calculation unit (cross spectrum calculation circuit) that obtains the cross spectrum from the digital data of the waveform memory 6 for each switching and records the result. In addition to the FFT circuit 101 and the complex multiplication circuit 102, The operation result memory 103 for temporarily storing these operation results It is. 8 is a time difference detection unit (time difference detection circuit) for obtaining the arrival time difference based on the cross spectrum for each switching, and 9 is an orientation calculation unit (azimuth calculation circuit) for obtaining the arrival direction of the incoming signal based on the arrival time difference for each switching. .

なお、3は信号検出回路201、シミュレータパルス発生回路202及びアンテナ切替器203などを総称したものであってアンテナ切替部と呼ぶ。 Reference numeral 3 is a generic name for the signal detection circuit 201, the simulator pulse generation circuit 202, the antenna switch 203, and the like, and is referred to as an antenna switching unit.

次に動作について説明する。まず、アンテナ切替部3により受信アンテナ1−1と受信機4−1を選択し入力信号(到来電波)の有無を信号検出回路201にて閾値を参照し2値化判定する。入力信号がある場合には、その検出信号のPW(パルス幅)、PRI(パルス到来時間間隔)をシミュレータパルス発生回路202で測定し、このPW,PRIに基づきシミュレータパルス発生回路202出力としてシミュレータパルスを発生させる。立上り時間、遅延時間などの問題でシミュレータパルスと入力信号との時間的ずれが生じると予想される時はシミュレータパルス発生回路202にてそのずれ予想分をあらかじめ考慮してシミュレータパルス幅を補正しておく。アンテナ切替器203は図2に示すタイミングチャートのようにシミュレータパルス毎に受信アンテナ1を切替る。すなわち2系統3個の受信アンテナであるので受信アンテナ1−1と受信アンテナ1−2、受信アンテナ1−1と受信アンテナ1−3、受信アンテナ1−2と受信アンテナ1−3の組合せの順番で順次セレクタ2に切替信号を送出する。一方、A/D変換されたデジタルデータは並行して波形メモリ6−1及び波形メモリ6−2で切替毎のデジタルデータとして記録する。クロススペクトル演算部7は波形メモリ6−1及び波形メモリ6−2から切替毎のデジタルデータを読み出してクロススペクトルを求めて切替毎の結果を演算結果メモリ103に記録する。時間差検出部8は切替毎のクロススペクトル結果から到来時間差を求める。最後に方位算出部9により到来信号の到来方位を算出する。 Next, the operation will be described. First, the receiving antenna 1-1 and the receiver 4-1 are selected by the antenna switching unit 3, and the presence or absence of an input signal (arrival radio wave) is binarized by the signal detection circuit 201 with reference to a threshold value. If there is an input signal, the PW (pulse width) and PRI (pulse arrival time interval) of the detected signal are measured by the simulator pulse generation circuit 202, and the simulator pulse is output as the simulator pulse generation circuit 202 based on the PW and PRI. Is generated. When a time lag between the simulator pulse and the input signal is expected to occur due to problems such as rise time and delay time, the simulator pulse generator 202 corrects the simulator pulse width in consideration of the expected lag. deep. The antenna switch 203 switches the reception antenna 1 for each simulator pulse as shown in the timing chart of FIG. That is, since there are three antennas in two systems, the combination of the receiving antenna 1-1 and the receiving antenna 1-2, the receiving antenna 1-1 and the receiving antenna 1-3, and the combination of the receiving antenna 1-2 and the receiving antenna 1-3 is performed. Then, a switching signal is sequentially sent to the selector 2. On the other hand, the A / D converted digital data is recorded in parallel as digital data for each switching in the waveform memory 6-1 and the waveform memory 6-2. The cross spectrum calculation unit 7 reads the digital data for each switching from the waveform memory 6-1 and the waveform memory 6-2, obtains the cross spectrum, and records the result for each switching in the calculation result memory 103. The time difference detection unit 8 obtains the arrival time difference from the cross spectrum result for each switching. Finally, the direction calculation unit 9 calculates the arrival direction of the incoming signal.

以上から、本実施例では、3個の受信アンテナ1に対して2系統の受信機、A/D変換器で方位探知が可能となり装置規模をコンパクトにすることができる。 From the above, in this embodiment, it is possible to detect the direction with two receivers and A / D converters with respect to the three receiving antennas 1, and the apparatus scale can be made compact.

なお、上記実施例1においてCW信号を対象として方位探知を行う場合について実施例2で説明する。 A case where direction detection is performed on the CW signal in the first embodiment will be described in the second embodiment.

実施例2.
図3は、本発明の実施例2による方位探知装置を示すブロック図である。図において図1と同一符号は同一又は相当部分を示す。204はCW信号を検出するCW検出回路、202はCW信号継続時は一定時間毎にシミュレータパルスを一旦無効にしてから有効にするシミュレータパルス発生回路である。
Example 2
FIG. 3 is a block diagram showing an azimuth detection apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. Reference numeral 204 denotes a CW detection circuit that detects a CW signal. Reference numeral 202 denotes a simulator pulse generation circuit that disables the simulator pulse once every predetermined time and makes it valid when the CW signal continues.

次に動作について説明する。信号検出回路201の分岐出力をCW検出回路204に入力し、一定期間以上信号検出が継続している場合にはCW検出回路204はCW検出信号をシミュレータパルス発生回路202に送出する。シミュレータパルス発生回路202ではCW検出信号があった時にはCW検出信号に同期して一定時間毎にシミュレータパルスを一旦無効にしてから有効にする。すなわち継続していたシュミレータパルスは一旦リセットされその後自動的にもとの状態に復帰させる。アンテナ切替器203は図4に示すタイミングチャートのようにシミュレータパルス毎に受信アンテナ1を切替る。 Next, the operation will be described. The branch output of the signal detection circuit 201 is input to the CW detection circuit 204. When the signal detection continues for a certain period or longer, the CW detection circuit 204 sends the CW detection signal to the simulator pulse generation circuit 202. In the simulator pulse generation circuit 202, when there is a CW detection signal, the simulator pulse is once invalidated and validated at regular intervals in synchronization with the CW detection signal. That is, the continuing simulator pulse is once reset and then automatically restored to its original state. The antenna switch 203 switches the receiving antenna 1 for each simulator pulse as shown in the timing chart of FIG.

すなわち2系統3個の受信アンテナであるので受信アンテナ1−1と受信アンテナ1−2、受信アンテナ1−1と受信アンテナ1−3、受信アンテナ1−2と受信アンテナ1−3の組合せ順番で切替えるための切替信号をセレクタ2に送出する。並行して波形メモリ6−1及び波形メモリ6−2は切替毎のデジタルデータを記録する。クロススペクトル演算部7は波形メモリ6−1及び波形メモリ6−2から切替毎のデジタルデータを読み出してクロススペクトルを求めて切替毎の結果を記録する。時間差検出部8は切替毎のクロススペクトル結果から到来時間差を求める。最後に方位算出回路9により到来信号の到来方位を算出する。 That is, since there are 3 antennas in 2 systems, the receiving antenna 1-1 and the receiving antenna 1-2, the receiving antenna 1-1 and the receiving antenna 1-3, and the receiving antenna 1-2 and the receiving antenna 1-3 in the order of combination. A switching signal for switching is sent to the selector 2. In parallel, the waveform memory 6-1 and the waveform memory 6-2 record digital data for each switching. The cross spectrum calculation unit 7 reads the digital data for each switching from the waveform memory 6-1 and the waveform memory 6-2, obtains the cross spectrum, and records the result for each switching. The time difference detection unit 8 obtains the arrival time difference from the cross spectrum result for each switching. Finally, the arrival direction of the incoming signal is calculated by the direction calculation circuit 9.

本実施例では、3個の受信アンテナ1に対して2系統の受信機、A/D変換器でCW信号などの入力信号期間が長い信号に対しても方位探知が可能とすることができる。 In the present embodiment, it is possible to detect a direction even for a signal having a long input signal period such as a CW signal by two receivers and three A / D converters for the three receiving antennas 1.

なお、上記実施例1において複数の電波元からの到来電波を分離して1目標を対象として方位探知を行う場合について実施例3で説明する。 A case where the direction detection is performed for one target by separating the incoming radio waves from a plurality of radio wave sources in the first embodiment will be described in the third embodiment.

実施例3.
図5は、本発明の実施例3による方位探知装置を示すブロック図である。図において図1と同一符号は同一又は相当部分を示す。205は複数の電波元からの到来電波をPW(パルス幅)、PRI(パルス繰り返し間隔)で分離するパルス分離回路、202はパルス分離された所定の一目標の信号のみシミュレータパルスを発生するシミュレータパルス発生回路である。
Example 3
FIG. 5 is a block diagram showing an azimuth detection apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. 205 is a pulse separation circuit that separates incoming radio waves from a plurality of radio wave sources by PW (pulse width) and PRI (pulse repetition interval), and 202 is a simulator pulse that generates a simulator pulse only for a predetermined target signal that has been pulse-separated. It is a generation circuit.

次に動作について説明する。信号検出回路201から検出された複数の種類の異なる検出信号に対してパルス分離回路205では複数の電波元からの到来電波に相当する検出信号をそれぞれのPW(パルス幅)、PRI(パルス繰り返し間隔)で分離し、あらかじめ設定したPWやPRIの条件を満たす検出信号の一方をシミュレータパルス発生回路202に出力する。シミュレータパルス発生回路202では所定の一目標の信号のみのシミュレータパルスを発生することになる。アンテナ切替器203は図6に示すタイミングチャートのようにシミュレータパルス毎にアンテナを切替える。 Next, the operation will be described. For a plurality of different types of detection signals detected from the signal detection circuit 201, the pulse separation circuit 205 converts detection signals corresponding to incoming radio waves from a plurality of radio wave sources into respective PW (pulse width) and PRI (pulse repetition intervals). ), And outputs one of the detection signals satisfying the preset PW and PRI conditions to the simulator pulse generation circuit 202. The simulator pulse generation circuit 202 generates a simulator pulse of only a predetermined target signal. The antenna switch 203 switches the antenna for each simulator pulse as shown in the timing chart of FIG.

本実施例では3個の受信アンテナであるので受信アンテナ1−1と受信アンテナ1−2、受信アンテナ1−1と受信アンテナ1−3、受信アンテナ1−2と受信アンテナ1−3の組合せ順番で切替る。並行して波形メモリ6−1、波形メモリ6−2は切替毎のデジタルデータを記録する。クロススペクトル演算部7は波形メモリ6−1及び波形メモリ6−2から切替毎のデジタルデータを読み出してクロススペクトルを求めて切替毎の結果を記録する。時間差検出部8は切替毎のクロススペクトル結果から到来時間差を求める。最後に方位算出回路9により到来信号の到来方位を算出する。 In this embodiment, since there are three reception antennas, the combination order of the reception antenna 1-1 and the reception antenna 1-2, the reception antenna 1-1 and the reception antenna 1-3, and the reception antenna 1-2 and the reception antenna 1-3. Switch with. In parallel, the waveform memory 6-1 and the waveform memory 6-2 record digital data for each switching. The cross spectrum calculation unit 7 reads the digital data for each switching from the waveform memory 6-1 and the waveform memory 6-2, obtains the cross spectrum, and records the result for each switching. The time difference detection unit 8 obtains the arrival time difference from the cross spectrum result for each switching. Finally, the arrival direction of the incoming signal is calculated by the direction calculation circuit 9.

本実施例では、3個の受信アンテナ1に対し2系統の受信機、A/D変換器で複数の電波元からの到来電波を分離して所望の1目標を特定して方位探知することができる。 In this embodiment, two receivers and three A / D converters for three receiving antennas 1 separate incoming radio waves from a plurality of radio wave sources, specify a desired target, and detect a direction. it can.

なお、上記実施例3において複数の電波元からの到来電波を分離して複数目標を対象として方位探知を行う場合について実施例4で説明する。 In the third embodiment, a case where direction detection is performed for a plurality of targets by separating incoming radio waves from a plurality of radio wave sources will be described in a fourth embodiment.

実施例4.
図7は、本発明の実施例4による方位探知装置を示すブロック図である。図において図1と同一符号は同一又は相当部分を示す。205はパルス分離回路であり、パルス分離された個々の信号をシュミレータパルス発生回路202−1〜202−Nへ出力する。202−1〜202−Nはパルス分離された複数の目標の信号に対応するシミュレータパルスを発生するシミュレータパルス発生回路、203はシミュレータパルスが重なった場合は優先順位により受信アンテナ1を切替るアンテナ切替器である。
Example 4
FIG. 7 is a block diagram showing an azimuth detection apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. Reference numeral 205 denotes a pulse separation circuit which outputs individual signals subjected to pulse separation to the simulator pulse generation circuits 202-1 to 202-N. 202-1 to 202-N are simulator pulse generating circuits that generate simulator pulses corresponding to a plurality of pulse-separated target signals, and 203 is an antenna switching that switches the receiving antenna 1 according to priority when the simulator pulses overlap. It is a vessel.

次に動作について説明する。パルス分離回路205により分離された複数目標の電波元に対して、シミュレータパルス発生回路202−1〜202−Nは各目標からの電波元に対応するシミュレータパルスを発生する。アンテナ切替器203は図8に示すタイミングチャートのようにシミュレータパルス毎に受信アンテナ1を切替える。本実施例では3個の受信アンテナであるので受信アンテナ1−1と受信アンテナ1−2、受信アンテナ1−1と受信アンテナ1−3、受信アンテナ1−2と受信アンテナ1−3の組合せ順番で切替える。 Next, the operation will be described. For a plurality of target radio wave sources separated by the pulse separation circuit 205, simulator pulse generation circuits 202-1 to 202-N generate simulator pulses corresponding to the radio wave sources from the respective targets. The antenna switch 203 switches the receiving antenna 1 for each simulator pulse as shown in the timing chart of FIG. In this embodiment, since there are three reception antennas, the combination order of the reception antenna 1-1 and the reception antenna 1-2, the reception antenna 1-1 and the reception antenna 1-3, and the reception antenna 1-2 and the reception antenna 1-3. Switch with.

ところでシミュレータパルスが重なった場合はあらかじめ設定した優先順位により受信アンテナ1を切替える。図8では目標からの電波元のひとつである入力信号2を入力信号1より優先させているので入力信号2を継続させてアンテナ切替器203は受信アンテナ1−2と受信アンテナ1−3の組合せの選択信号をセレクタ2に送出している。並行して波形メモリ6−1及び波形メモリ6−2は切替毎のデジタルデータを記録する。クロススペクトル演算部7は波形メモリ6−1及び波形メモリ6−2から切替毎のデジタルデータを読み出してクロススペクトルを求めて切替毎の結果を記録する。時間差検出部8は切替毎のクロススペクトル結果から到来時間差を求める。最後に方位算出回路9により到来信号の到来方位を算出する。 By the way, when the simulator pulse overlaps, the receiving antenna 1 is switched according to the priority order set in advance. In FIG. 8, since the input signal 2 which is one of the radio wave sources from the target is prioritized over the input signal 1, the input signal 2 is continued and the antenna switch 203 is a combination of the receiving antenna 1-2 and the receiving antenna 1-3. Is sent to the selector 2. In parallel, the waveform memory 6-1 and the waveform memory 6-2 record digital data for each switching. The cross spectrum calculation unit 7 reads the digital data for each switching from the waveform memory 6-1 and the waveform memory 6-2, obtains the cross spectrum, and records the result for each switching. The time difference detection unit 8 obtains the arrival time difference from the cross spectrum result for each switching. Finally, the arrival direction of the incoming signal is calculated by the direction calculation circuit 9.

本実施例では、3個の受信アンテナ1に対し2系統の受信機、A/D変換器で複数の電波元からの到来電波を分離して複数目標を対象として方位探知することができる。 In the present embodiment, it is possible to detect azimuths for a plurality of targets by separating incoming radio waves from a plurality of radio wave sources with two receivers and A / D converters for the three receiving antennas 1.

なお、上記実施例1乃至4では3個の受信アンテナ1に対する方位探知について説明したが、n個の受信アンテナに対して方位探知を行う場合について実施例5で説明する。 In the first to fourth embodiments, the direction detection for the three reception antennas 1 has been described. However, the case where the direction detection is performed for n reception antennas will be described in the fifth embodiment.

実施例5.
図9は本発明の実施例5による方位探知装置を示すブロック図である。図において図1と同一符号は同一又は相当部分を示す。2はn個の受信アンテナ1を切替選択するセレクタ、3はn個の受信アンテナ1を切替えるアンテナ切替部である。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 9 is a block diagram showing an azimuth detection apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. Reference numeral 2 denotes a selector that switches and selects n reception antennas 1, and reference numeral 3 denotes an antenna switching unit that switches n reception antennas 1.

次に動作について説明する。アンテナ切替部3により受信アンテナ1−1と受信機4−1を選択し入力信号の有無を信号検出回路201にて検出する。入力信号がある場合には、その検出信号のPW、PRIをシュミレータパルス発生回路202で測定し、このPW,PRIに基づきシミュレータパルス発生回路202出力としてシミュレータパルスを発生させる。実施例1で述べたようにシミュレータパルスと入力信号が時間的にずれている場合はシミュレータパルス発生回路202にてずれを補正する。アンテナ切替部3はシミュレータパルス毎にアンテナを切替える。本実施例ではn個の受信アンテナであるので受信アンテナ1−1と受信アンテナ1−2、受信アンテナ1ー1と受信アンテナ1−3、・・・n−1番目の受信アンテナとn番目の受信アンテナまでの全ての組合せ順番で切替える。 Next, the operation will be described. The antenna switching unit 3 selects the receiving antenna 1-1 and the receiver 4-1, and the signal detection circuit 201 detects the presence or absence of an input signal. When there is an input signal, the PW and PRI of the detection signal are measured by the simulator pulse generation circuit 202, and a simulator pulse is generated as an output of the simulator pulse generation circuit 202 based on the PW and PRI. As described in the first embodiment, when the simulator pulse and the input signal are shifted in time, the simulator pulse generation circuit 202 corrects the shift. The antenna switching unit 3 switches the antenna for each simulator pulse. In this embodiment, since there are n receiving antennas, the receiving antenna 1-1 and the receiving antenna 1-2, the receiving antenna 1-1 and the receiving antenna 1-3,..., The (n-1) th receiving antenna and the nth receiving antenna are used. Switch in order of all combinations up to the receiving antenna.

並行して波形メモリ6−1及び波形メモリ6−2は切替毎のデジタルデータを記録する。クロススペクトル演算部7は波形メモリ6−1及び波形メモリ6−2から切替毎のデジタルデータを読み出してクロススペクトルを求めて切替毎の結果を記録する。時間差検出部8は切替毎のクロススペクトル結果から到来時間差を求める。最後に方位算出回路9により到来信号の到来方位を算出する。なお、本実施例におけるアンテナ切替部3は実施例1と同一の構成としたが複数目標の方位探知の場合は実施例3又は実施例4の構成のアンテナ切替部3となる。また、本実施例ではn個の受信アンテナに対して2系統の受信機、A/D変換器の組としたがn個より少ない受信機、A/D変換器の組としても良い。 In parallel, the waveform memory 6-1 and the waveform memory 6-2 record digital data for each switching. The cross spectrum calculation unit 7 reads the digital data for each switching from the waveform memory 6-1 and the waveform memory 6-2, obtains the cross spectrum, and records the result for each switching. The time difference detection unit 8 obtains the arrival time difference from the cross spectrum result for each switching. Finally, the arrival direction of the incoming signal is calculated by the direction calculation circuit 9. Although the antenna switching unit 3 in the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, in the case of multi-target azimuth detection, the antenna switching unit 3 having the configuration of the third or fourth embodiment is used. In this embodiment, two receivers and A / D converters are set for n receiving antennas. However, the number of receivers and A / D converters may be less than n.

本実施例では、n個の受信アンテナ1に対し2系統の受信機、A/D変換器で構成しているので受信周波数の広帯域化や測定精度の高精度化などのため多数の受信アンテナ1の設置があってもアンテナ切替部3とセレクタ2を使用することにより、装置規模をコンパクトに抑えることができる。また複数の電波元からの到来電波を分離して複数目標を方位探知するので高性能な方位探知も可能である。 In this embodiment, since n receiver antennas 1 are constituted by two receivers and A / D converters, a large number of receive antennas 1 can be used for widening the reception frequency and increasing the measurement accuracy. However, the use of the antenna switching unit 3 and the selector 2 makes it possible to keep the device scale compact. In addition, since the incoming radio waves from a plurality of radio wave sources are separated to detect a plurality of targets, high-performance direction detection is possible.

なお、上記実施例5ではn個の受信アンテナ1に対して全ての組合せを順番に切替えて方位探知するようにしたが、目標からの受信周波数情報を基にアンテナ切替部3で最適な受信アンテナ1を選択して方位探知を行う場合について実施例6で説明する。 In the fifth embodiment, all combinations are sequentially switched for the n receiving antennas 1 to detect the direction. However, the antenna switching unit 3 selects the optimum receiving antenna based on the received frequency information from the target. A case where direction detection is performed by selecting 1 will be described in a sixth embodiment.

実施例6.
図10は、本発明の実施例6による方位探知装置を示すブロック図である。図において図1と同一符号は同一又は相当部分を示す。本図において、3はFFT回路101−1において得られた受信信号の周波数を分岐出力した信号を識別して受信アンテナ1の間隔が受信周波数波長(λ)の半波長以下となる受信アンテナ1の組合せを選択して受信アンテナ1を切替えるアンテナ切替部である。
Example 6
FIG. 10 is a block diagram showing an azimuth detection apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. In this figure, 3 identifies a signal obtained by branching and outputting the frequency of the received signal obtained in the FFT circuit 101-1, and the interval between the receive antennas 1 is less than a half wavelength of the receive frequency wavelength (λ). This is an antenna switching unit that switches the reception antenna 1 by selecting a combination.

次に動作について説明する。アンテナ切替部3の機能としてあらかじめ受信周波数波長に合った受信アンテナ1の間隔がλ/2以下となる受信アンテナ1の組合せを設定しておき順番に切替える。すなわち受信アンテナ1がアレイアンテナの場合、多数のアレイアンテナを千鳥状に2列配列し、個々の列のアンテナ間隔をλ/2とし、近接するアレイアンテナの組合せのみをあらかじめ設定しておき、それ以外の組み合わせはアンテナ切替器203で間引くようにする。これは受信アンテナ1の間隔が受信対象電波の1波長以上あると電波の到来方位によっては位相のアンビギュティ(あいまいさ)が発生する場合の処置である。なお、本実施例ではFFT回路101−1の分岐信号はあらかじめ周波数帯域をコード化しておき、アンテナ切替器203では周波数コード信号を識別している。 Next, the operation will be described. As a function of the antenna switching unit 3, a combination of the receiving antennas 1 is set in advance so that the interval of the receiving antennas 1 corresponding to the reception frequency wavelength is λ / 2 or less, and the antenna switching unit 3 switches the order. That is, when the receiving antenna 1 is an array antenna, a large number of array antennas are arranged in two rows in a staggered manner, the antenna spacing of each column is λ / 2, and only combinations of adjacent array antennas are set in advance. Other combinations are thinned out by the antenna switch 203. This is a measure for the case where phase ambiguity occurs depending on the arrival direction of radio waves when the interval between the reception antennas 1 is one wavelength or more of the radio waves to be received. In the present embodiment, the branch signal of the FFT circuit 101-1 is coded in advance in the frequency band, and the antenna switch 203 identifies the frequency code signal.

本実施例では、n個の受信アンテナ1に対し2系統の受信機、A/D変換器で受信信号の周波数に基づき最適な受信アンテナ1の組を選択切替することによりアンビギュティを軽減するとともに方位算出時間を短縮した方位探知が可能である。 In this embodiment, the ambiguity is reduced and the azimuth is reduced by selecting and switching the optimum set of the receiving antennas 1 based on the frequency of the received signal by the two receivers and the A / D converter for the n receiving antennas 1. Direction detection with reduced calculation time is possible.

なお、上記実施例1乃至6において移動する電波元からの到来電波に対して、切替毎の方位を予測して受信アンテナ1を切替える場合について実施例7で説明する。 The case where the receiving antenna 1 is switched by predicting the azimuth for each switching with respect to the incoming radio wave from the moving radio wave source in the first to sixth embodiments will be described in the seventh embodiment.

実施例7.
図11は、本発明の実施例7による方位探知装置を示すブロック図である。図において図1と同一符号は同一又は相当部分を示す。10は切替毎の方位を予測する方位推定回路、3は予測方位に基づいて受信アンテナ1を切替るアンテナ切替部である。
Example 7
FIG. 11 is a block diagram showing an azimuth detection apparatus according to Embodiment 7 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. Reference numeral 10 denotes an azimuth estimation circuit that predicts the azimuth for each switching, and 3 an antenna switching unit that switches the receiving antenna 1 based on the predicted azimuth.

次に動作について説明する。時間差検出部8で切替毎の到来時間差を求め、方位算出回路9において到来方位が算出される。この到来方位情報を分岐出力し、分岐出力を方位推定回路10で処理する。全方位に対して多数設置されたアレイアンテナの場合、それらの設置環境(地理環境)や到来方位に対する死角などを考慮し、不要な方向からの受信情報を除去する。すなわち方位算出回路9で得られた到来時間差や角度情報から具体的目標の東西南北、仰角(俯角)を方位推定回路10で推定する。 Next, the operation will be described. The time difference detection unit 8 obtains the arrival time difference for each switching, and the direction calculation circuit 9 calculates the arrival direction. The arrival direction information is branched and output, and the branch output is processed by the direction estimation circuit 10. In the case of a large number of array antennas installed in all directions, reception information from unnecessary directions is removed in consideration of the installation environment (geographic environment), the dead angle with respect to the arrival direction, and the like. That is, the azimuth estimation circuit 10 estimates the specific target east-west north-south and elevation angle (decline) from the arrival time difference and angle information obtained by the azimuth calculation circuit 9.

次にこの方位推定信号をアンテナ切替部3のアンテナ切替器203に送出する。アンテナ切替器203ではあらかじめ設定された東西南北の方位アンテナ群を選択するため方位推定信号と方位アンテナ群リスト(記憶回路データ)とを照合し、それ以外の方位アンテナ群や順番に切り替える受信アンテナ1の組合せは間引く。すなわちアンテナ切替部3は到来電波の時間差や角度情報に基づく方位推定回路10からの方位予測信号から最適なn個の受信アンテナの選択切替信号をセレクタ2に送出する。 Next, this azimuth estimation signal is sent to the antenna switching unit 203 of the antenna switching unit 3. The antenna switch 203 collates the azimuth estimation signal with the azimuth antenna group list (memory circuit data) in order to select the east, west, north, and west azimuth antenna groups set in advance, and receives the other azimuth antenna groups and the receiving antenna 1 that switches in order. Thin out the combination. That is, the antenna switching unit 3 sends an optimal selection switch signal of n receiving antennas to the selector 2 from the direction prediction signal from the direction estimation circuit 10 based on the time difference of incoming radio waves and angle information.

本実施例では、n個の受信アンテナに対し2系統の受信機、A/D変換器で移動する電波元からの到来電波に対して、切替毎の方位を予測して受信に最適な受信アンテナ1でもって目標を追従するように受信アンテナ1をアンテナ切替部3で操作するため高精度な方位探知が可能となる。 In the present embodiment, two receiving systems for n receiving antennas, and receiving antennas that are optimal for reception by predicting the azimuth for each switching with respect to incoming radio waves from a radio wave source that is moved by an A / D converter Since the receiving antenna 1 is operated by the antenna switching unit 3 so as to follow the target with 1, the direction detection with high accuracy becomes possible.

この発明の実施例1による方位探知装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the azimuth | direction detection apparatus by Example 1 of this invention. この発明の実施例1による受信アンテナの切替えタイミングチャートである。It is a switching timing chart of the receiving antenna by Example 1 of this invention. この発明の実施例2による方位探知装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the azimuth | direction detection apparatus by Example 2 of this invention. この発明の実施例2による受信アンテナの切替えタイミングチャートである。It is a switching timing chart of the receiving antenna by Example 2 of this invention. この発明の実施例3による方位探知装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the azimuth | direction detection apparatus by Example 3 of this invention. この発明の実施例3による受信アンテナの切替えタイミングチャートである。It is a switching timing chart of the receiving antenna by Example 3 of this invention. この発明の実施例4による方位探知装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the azimuth | direction detection apparatus by Example 4 of this invention. この発明の実施例4による受信アンテナの切替えタイミングチャートである。It is a switching timing chart of the receiving antenna by Example 4 of this invention. この発明の実施例5による方位探知装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the azimuth | direction detection apparatus by Example 5 of this invention. この発明の実施例6による方位探知装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the azimuth | direction detection apparatus by Example 6 of this invention. この発明の実施例7による方位探知装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the azimuth | direction detection apparatus by Example 7 of this invention. 従来の方位探知装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the conventional azimuth | direction detection apparatus. 従来の方位探知装置の処理内容を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the processing content of the conventional azimuth | direction detection apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 受信アンテナ、 2 受信アンテナセレクタ、 3 アンテナ切替部、 4 受信機、 5 A/D変換器、 6 波形メモリ、 7 クロススペクトル演算部(クロススペクトル計算回路)、 8 時間差検出回路、 9 方位算出回路、 10 方位推定回路、 101 FFT回路、102 複素乗算回路、 103 演算結果メモリ、 201 信号検出回路、 202 シミュレータパルス発生回路、 203 アンテナ切替器、204 CW検出回路、205 パルス分離回路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reception antenna, 2 Reception antenna selector, 3 Antenna switching part, 4 Receiver, 5 A / D converter, 6 Waveform memory, 7 Cross spectrum calculation part (cross spectrum calculation circuit), 8 Time difference detection circuit, 9 Direction calculation circuit , 10 azimuth estimation circuit, 101 FFT circuit, 102 complex multiplication circuit, 103 operation result memory, 201 signal detection circuit, 202 simulator pulse generation circuit, 203 antenna switch, 204 CW detection circuit, 205 pulse separation circuit.

Claims (6)

所定の距離を隔てて到来電波を受信するn+2(nは自然数)の受信アンテナと、n+2個の受信アンテナからn+1個以下の受信アンテナを選択するセレクタと、選択されたn+1個の受信アンテナからのそれぞれの受信信号を周波数変換する受信機と、前記受信機で周波数変換された信号をデジタルデータに変換するA/D変換器と、前記A/D変換器出力から分岐されたデジタルデータ信号を基準値と比較し2値化する信号検出回路と、この信号検出回路で検出された信号のパルス幅及びパルス間隔に基づきシミュレータパルスを発生するシミュレータパルス発生回路と、前記シミュレータパルス毎に前記セレクタに受信アンテナ切替信号を送出するアンテナ切替器と、前記A/D変換器出力のそれぞれのデジタルデータ信号であって、受信アンテナ切替毎のデジタルデータを記録する波形メモリと、前記受信アンテナ切替毎の前記波形メモリのデジタルデータからクロススペクトルを求めてその結果を記録するクロススペクトル演算部と、前記受信アンテナ切替毎のクロススペクトルのコヒーレンスとその位相傾きから到来時間差を求める時間差検出部と、前記受信アンテナ切替毎の到来時間差と受信アンテナ間の間隔から到来信号の方位を求める方位算出部とを備えたことを特徴とする方位探知装置。 N + 2 (n is a natural number) receiving antennas that receive incoming radio waves at a predetermined distance, a selector that selects n + 1 or less receiving antennas from n + 2 receiving antennas, and n + 1 selected receiving antennas A receiver that converts the frequency of each received signal, an A / D converter that converts the signal frequency-converted by the receiver into digital data, and a digital data signal branched from the output of the A / D converter A signal detection circuit that compares and binarizes the value, a simulator pulse generation circuit that generates a simulator pulse based on a pulse width and a pulse interval of the signal detected by the signal detection circuit, and a signal received by the selector for each simulator pulse An antenna switch for transmitting an antenna switching signal and a digital data signal output from the A / D converter; A waveform memory that records digital data for each switching of the receiving antenna, a cross spectrum calculation unit that obtains a cross spectrum from the digital data in the waveform memory for each switching of the receiving antenna and records the result, and a cross for each switching of the receiving antenna A time difference detection unit that obtains an arrival time difference from spectrum coherence and its phase inclination, and an azimuth calculation unit that obtains an azimuth of an arrival signal from the arrival time difference at each reception antenna switching and the interval between the reception antennas. Direction finding device. 信号検出回路からの分岐信号により連続波の有無を検出するCW検出回路と、前記CW検出回路の連続波信号情報により、一定時間毎にシミュレータパルスを一旦無効にしてから有効にするシミュレータパルス発生回路とを備えたことを特徴とする請求項1記載の方位探知装置。 CW detection circuit for detecting presence / absence of continuous wave by branch signal from signal detection circuit, and simulator pulse generation circuit for invalidating and validating simulator pulse once every predetermined time by continuous wave signal information of the CW detection circuit The azimuth detecting device according to claim 1, further comprising: 複数の到来電波に対して、信号検出した種類の異なる信号をそれぞれのパルス幅及びパルス間隔に基づき信号分離するパルス分離回路を介してパルス分離された信号をシュミレータ発生回路に送出することを特徴とする請求項1記載の方位探知装置。 It is characterized in that, for a plurality of incoming radio waves, a signal that has been subjected to pulse separation is sent to a simulator generation circuit via a pulse separation circuit that separates different types of signals detected based on the respective pulse widths and pulse intervals. The azimuth detecting device according to claim 1. 相互にパルス発生期間が重複するシュミレータパルス信号に対しては、一方のシュミレータパルス信号を優先して切り替えるための信号を送出するアンテナ切替器を備えたことを特徴とする請求項3記載の方位探知装置。 4. An azimuth detecting device according to claim 3, further comprising an antenna switch for sending a signal for switching one of the simulator pulse signals with priority to a simulator pulse signal having mutually overlapping pulse generation periods. apparatus. クロススペクトル演算部で得られた到来電波の周波数から前記到来電波の周波数の半波長間隔以内に設置された受信アンテナの組を選択的に切り替えるアンテナ切替器を備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の方位探知装置。 2. An antenna switch that selectively switches a set of receiving antennas installed within a half wavelength interval of the frequency of the incoming radio wave from the frequency of the incoming radio wave obtained by the cross spectrum calculation unit. The azimuth | direction detection apparatus of any one of thru | or 3. 移動する電波元からの到来電波に対して、方位算出部からの分岐信号により受信アンテナ切替毎の方位を予測する方位推定回路と、予測された方位信号に基づき方位アンテナ群リストを選択し、前記方位アンテナ群リストの中の前記受信アンテナを選択的に切替るアンテナ切替器とを備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の方位探知装置。
For an incoming radio wave from a moving radio wave source, select an azimuth antenna group list based on the predicted azimuth signal, an azimuth estimation circuit that predicts the azimuth for each reception antenna switching by a branch signal from the azimuth calculation unit, and The azimuth detection apparatus according to claim 1, further comprising an antenna switch that selectively switches the reception antenna in the azimuth antenna group list.
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