JP2009139183A - Angle measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電波干渉計により目標を測角する測角装置に関し、特に偏波による測角精度の劣化を防止する技術に関する。 The present invention relates to an angle measuring device for measuring an angle of a target with a radio wave interferometer, and more particularly to a technique for preventing deterioration in angle measuring accuracy due to polarization.
従来のレドームを装着した電波干渉計においては、レドームの影響により各アンテナ素子から得られる信号の位相が乱れ、計測精度が劣化するという問題があった。この問題を解消するために、角度特性を予めテーブル化しておき、このテーブルを用いてアンテナ素子からの信号を補正する技術が知られている。 A conventional radio interferometer equipped with a radome has a problem that the phase of a signal obtained from each antenna element is disturbed due to the influence of the radome and the measurement accuracy is deteriorated. In order to solve this problem, a technique is known in which angle characteristics are tabulated in advance and signals from antenna elements are corrected using this table.
図12は、このような技術を用いた従来のインタフェロメータ方式(非特許文献1参照)を採用した電波干渉計により目標を測角する測角装置の構成を示すブロック図である。この測角装置は、レドーム1、アンテナ素子21、22および23、受信器31、32および33、測角部4および位相補正テーブル7を備えている。
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of an angle measuring device for measuring a target with a radio wave interferometer employing a conventional interferometer method (see Non-Patent Document 1) using such a technique. This angle measuring device includes a
アンテナ素子21、22および23は、電波を受信して電気信号に変換し、受信器31、32および33にそれぞれ送る。これらアンテナ素子21、22および23は、レドーム1によって覆われている。
The
受信器31、32および33は、アンテナ素子21、22および23から送られてくる信号に所定の処理をそれぞれ施し、測角部4に送る。測角部4は、受信器31、32および33から送られてくる信号の位相を、位相補正テーブル7から取得した補正値を用いて補正し、補正後の信号に基づき測角を行う。
The
位相補正テーブル7には、角度特性を表す情報が記憶されている。具体的には、図13に示すように、周波数fm(m=1、2、・・・、M;Mは正の整数)の各々について、到来角度Φl(l=1、2、・・・、L;Lは正の整数)に対する補正値cmlが予め測定されて記憶されている。この位相補正テーブル7の内容は、上述したように測角部4によって参照される。 The phase correction table 7 stores information representing angle characteristics. Specifically, as shown in FIG. 13, the arrival angle Φl (l = 1, 2,...) For each of the frequencies fm (m = 1, 2,..., M; M is a positive integer). , L; L is a positive integer), and a correction value cml is measured and stored in advance. The contents of the phase correction table 7 are referred to by the angle measuring unit 4 as described above.
上記のように構成される従来の測角装置の動作を説明する。図14は、測角装置における測角処理を示すフローチャートである。測角処理では、まず、補正テーブル抽出が行われる(ステップS51)。すなわち、測角部4は、位相補正テーブル7の中から受信する電波の周波数および到来方向に応じた補正値を選定する。 The operation of the conventional angle measuring device configured as described above will be described. FIG. 14 is a flowchart showing angle measurement processing in the angle measuring apparatus. In the angle measurement process, first, a correction table is extracted (step S51). That is, the angle measuring unit 4 selects a correction value according to the frequency and direction of arrival of the radio wave received from the phase correction table 7.
次いで、粗測角が行われる(ステップS52)。すなわち、測角部4は、ステップS51で選定した補正値を用いて受信器31、32および33から送られてくる信号を補正した後に、粗い測角を実行する。この場合、精度は低いが角度アンビギュイティの生じない測角値が得られる。
Next, rough measurement is performed (step S52). That is, the angle measuring unit 4 performs coarse angle measurement after correcting the signals sent from the
次いで、精測角が行われる(ステップS53)。すなわち、測角部4は、ステップS52で粗測角処理を行うことにより得られた値を用いて精密な測角値を計算する。この場合には、角度アンビギュイティが発生する。そこで、測角部4は、ステップS52で得られた測角値から所定範囲を目標範囲として設定し、この目標範囲に存在する角度を測角値として特定し、測角情報として外部に出力する。
上述した従来の測角装置においては、偏波によらず、一定の角度特性を有するように構成された位相補正テーブルが用いられている。ところが、角度特性は、偏波に応じて変化するため、偏波が不明な場合には、適切な補正値を得ることができず、補正誤差が生じている。また、位相の乱れが大きくなり、測角曲線にアンビギュイティが発生するという問題もある。 In the conventional angle measuring device described above, a phase correction table configured to have a constant angle characteristic is used regardless of polarization. However, since the angle characteristics change according to the polarization, when the polarization is unknown, an appropriate correction value cannot be obtained, and a correction error occurs. There is also a problem that the phase disturbance becomes large and ambiguity occurs in the angle measurement curve.
本発明は、上述した問題を解消するためになされたものであり、その課題は、レドームによる位相の乱れが存在する場合でも、より高精度に目標を測角できる測角装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to provide an angle measuring device capable of measuring a target with higher accuracy even when there is a phase disturbance due to a radome. is there.
上記課題を解決するために、第1の発明は、直線偏波の向きが異なるように配置された複数のアンテナ素子と、複数のアンテナ素子で受信された信号のレベルに基づき偏波を特定して偏波角度を算出する偏波特定部と、位相を補正するための補正値を偏波角度毎に格納した位相補正テーブルと、偏波特定部からの偏波角度に応じた補正値を位相補正テーブルから取得し、取得した補正値に用いて複数のアンテナ素子で受信された信号の位相を補正し、補正後の信号の位相差による測角曲線を用いて目標方向を測角する測角部を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problem, the first invention specifies a plurality of antenna elements arranged so that the directions of linearly polarized waves are different from each other, and specifies the polarization based on the levels of signals received by the plurality of antenna elements. The polarization specifying unit that calculates the polarization angle using the phase, the phase correction table that stores the correction value for correcting the phase for each polarization angle, and the correction value according to the polarization angle from the polarization specifying unit are phased. Angle measurement that acquires from the correction table, corrects the phase of the signal received by multiple antenna elements using the acquired correction value, and measures the target direction using the angle measurement curve based on the phase difference of the corrected signal It has the part.
また、第2の発明は、複数のアンテナ素子と、複数のアンテナ素子で受信された信号の位相差による測角曲線を用いて目標方向を測角する測角部と、測角部における測角に用いる測角曲線が角度アンビギュイティを有することを示している場合に、複数のアンテナ素子の中の複数のアンテナ素子対で受信された信号の位相差による複数の測角曲線の中から単調変化する部分を選定することにより新たな測角曲線を形成し、成した測角曲線を用いて測角部における測角結果を補正する測角補正処理部を備えたことを特徴とする。 Further, the second invention provides a plurality of antenna elements, a angle measuring unit that measures a target direction using a angle measuring curve based on a phase difference of signals received by the plurality of antenna elements, and a angle measuring unit in the angle measuring unit. When the angle measurement curve used in the above shows that it has angle ambiguity, it is monotonic from among the angle measurement curves due to the phase difference of the signals received by the multiple antenna element pairs of the multiple antenna elements. A new angle measurement curve is formed by selecting a changing portion, and an angle measurement correction processing unit for correcting an angle measurement result in the angle measurement unit using the formed angle measurement curve is provided.
また、第3の発明は、第1の発明において、測角部における測角に用いる測角曲線が角度アンビギュイティを有することを示している場合に、複数のアンテナ素子の中の複数のアンテナ素子対で受信された信号の位相差による複数の測角曲線の中から単調変化する部分を選定することにより新たな測角曲線を形成し、形成した測角曲線を用いて前記測角部における測角結果を補正する測角補正処理部を備えたことを特徴とする。 The third invention provides a plurality of antennas in a plurality of antenna elements when the angle measurement curve used for angle measurement in the angle measurement unit indicates that the angle measurement has an angle ambiguity in the first invention. A new angle measurement curve is formed by selecting a monotonically changing portion from a plurality of angle measurement curves due to the phase difference of the signals received by the element pair, and the angle measurement unit uses the formed angle measurement curve. An angle measurement correction processing unit for correcting the angle measurement result is provided.
本発明によれば、レドームによりアンテナ素子からの信号の位相に乱れが存在する場合でも、より高精度に目標を測角することができる。 According to the present invention, even when there is a disturbance in the phase of the signal from the antenna element due to the radome, the target angle can be measured with higher accuracy.
具体的には、第1の発明によれば、複数のアンテナ素子で受信された信号のレベルに基づき偏波を特定して偏波角度を算出し、この偏波角度に応じた補正値を位相補正テーブルから取得して複数のアンテナ素子で受信された信号の位相を補正し、補正後の信号の位相差による測角曲線を用いて目標方向を測角するので、偏波に応じた適切な補正値を使用することができ、高精度に目標方向を測角できる。 Specifically, according to the first invention, the polarization angle is calculated by specifying the polarization based on the levels of the signals received by the plurality of antenna elements, and the correction value corresponding to the polarization angle is set as the phase. Since the phase of the signal obtained from the correction table and received by multiple antenna elements is corrected and the target direction is measured using the angle measurement curve based on the phase difference of the corrected signal, an appropriate value according to the polarization is obtained. A correction value can be used, and the target direction can be measured with high accuracy.
また、第2の発明によれば、複数の測角曲線の中の角度アンビギュイティの影響の少ない測角曲線の単調変化する部分を選定して測角値を補正するので、レドームによる位相の乱れによって発生する角度アンビギュイティを低減し、高精度に目標方向を測角することができる。 Further, according to the second aspect of the invention, the angle measurement value is corrected by selecting a monotonically changing portion of the angle measurement curve that is less affected by the angle ambiguity among the plurality of angle measurement curves. The angle ambiguity generated by the disturbance can be reduced, and the target direction can be measured with high accuracy.
また、第3の発明によれば、第1の発明の効果および第2の発明の効果を併せた効果が得られる。 Further, according to the third invention, an effect obtained by combining the effects of the first invention and the effect of the second invention can be obtained.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1に係る測角装置の構成を示すブロック図である。この測角装置は、図11に示した測角装置に、偏波特定部5が追加されるとともに、位相補正テーブル7が他の位相補正テーブル6に変更されて構成されている。以下、従来の測角装置と異なる部分を中心に説明する。
FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of the angle measuring device according to the first embodiment of the present invention. This angle measuring device is configured by adding a
図2は、アンテナ素子21、22および23の配置を示す。偏波を特定するために、図3に示すように、偏波の向きが異なるように配置されたアンテナ素子21、22および23が用いられる。
FIG. 2 shows the arrangement of the
図3に示す例では、垂直方向を0度とした場合に、アンテナ素子21の偏波の向きは0度、アンテナ素子22の偏波の向きは60度、アンテナ素子23の偏波の向きは120度に設定されている。なお、図3では、3個のアンテナ素子が用いられる場合を示しているが、一般に、N素子(Nは正の整数)が用いられる場合は、偏波の向きは、180度をN分割した角度とすることができる。
In the example shown in FIG. 3, when the vertical direction is 0 degree, the polarization direction of the
偏波特定部5は、偏波を特定して偏波角度を算出する。図4は、偏波を特定する原理を説明するための図である。偏波の特定は、偏波の向きを変えたアンテナ素子21、22および23から出力される信号のレベル(以下、「受信レベル」という)を用いて行われる。直線偏波の場合は、次の重心演算により偏波角度が算出される。
ここで、
θn;n番目のアンテナ素子の偏波の角度
0,180/N、180/N×2、・・・180/N×(N−1)
An;n番目のアンテナ素子の受信レベル
N ;アンテナ素子数(n=1〜N)
図4(a)の場合には、アンテナ素子21の受信レベルAnのみが高いので、直線偏波と判断され、(1)式の重心演算により偏波角度は0度と算出される。図4(b)の場合には、アンテナ素子22の受信レベルAnのみが高いので、直線偏波と判断され、(1)式の重心演算により偏波角度は60度と算出される。図4(c)の場合には、アンテナ素子22およびアンテナ素子23の受信レベルAnが高いので、直線偏波と判断され、(1)式の重心演算により偏波角度は90度と算出される。
here,
θn: angle of polarization of the nth antenna element
0, 180 / N, 180 / N × 2,... 180 / N × (N−1)
An: reception level of n-th antenna element N: number of antenna elements (n = 1 to N)
In the case of FIG. 4A, since only the reception level An of the
なお、図4(d)に示すように、受信レベルAnがいずれも、ほぼ同一レベルであれば、円偏波と判断される。この偏波特定部5で算出された偏波角度は、位相補正テーブル6に送られる。
As shown in FIG. 4D, if the reception levels An are almost the same level, it is determined as circularly polarized waves. The polarization angle calculated by the
位相補正テーブル6には、角度特性を表す情報が記憶されている。具体的には、図5に示すように、偏波角度Θn(n=1、2、・・・、N;Nは正の整数)毎に、周波数fm(m=1、2、・・・、M;Mは正の整数)の各々について、到来角度Φl(l=1、2、・・・、L;Lは正の整数)に対する補正値cnmlが予め測定されて記憶されている。この位相補正テーブル6の内容は、測角部4によって参照される。 The phase correction table 6 stores information representing angle characteristics. Specifically, as shown in FIG. 5, for each polarization angle Θn (n = 1, 2,..., N; N is a positive integer), the frequency fm (m = 1, 2,... , M; M is a positive integer), a correction value cnml for the arrival angle Φl (l = 1, 2,..., L; L is a positive integer) is measured and stored in advance. The contents of the phase correction table 6 are referred to by the angle measuring unit 4.
次に、上記のように構成される本発明の実施例1に係る測角装置の動作を説明する。図6は、N個の受信器を備えた測角装置で行われる測角処理を示すフローチャートである。ここでは、N=3として説明する。 Next, the operation of the angle measuring device according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described. FIG. 6 is a flowchart showing the angle measurement process performed by the angle measuring device including N receivers. Here, it is assumed that N = 3.
この測角処理では、まず、アンテナ素子受信レベルが取得される(ステップS11)。すなわち、受信器31、32および33は、アンテナ素子21、22および23から送られてくる信号に所定の処理をそれぞれ施した後に、受信信号として測角部4および偏波特定部5に送る。
In this angle measurement process, first, the antenna element reception level is acquired (step S11). That is, the
次いで、偏波特定処理が行われる(ステップS12)。すなわち、偏波特定部5は、受信器31、32および33から送られてくる受信信号の受信レベルに基づき偏波を特定して偏波角度を算出し、位相補正テーブル6に送る。
Next, polarization specifying processing is performed (step S12). That is, the
次いで、偏波に対応した補正テーブル抽出が行われる(ステップS13)。すなわち、測角部4は、位相補正テーブル6の中から、受信された電波の偏波角度、周波数および到来方向に応じた補正値を抽出する。 Next, correction table extraction corresponding to the polarization is performed (step S13). That is, the angle measuring unit 4 extracts a correction value corresponding to the polarization angle, frequency, and arrival direction of the received radio wave from the phase correction table 6.
次いで、粗測角が行われる(ステップS14)。図2に示すアンテナ素子の配置の場合、測角部4は、間隔の小さな一対のアンテナ素子(以下、「ペア素子」という)から受信器を介して得られる受信信号を、ステップS13で抽出された補正値でそれぞれ補正し、補正後の一対の受信信号の位相差による測角曲線を用いて粗測角を実施し、大まかな角度を算出する。この場合、図7(b)に示すように、精度は低いが角度アンビギュイティの生じない測角値が得られる。 Next, rough measurement is performed (step S14). In the case of the arrangement of antenna elements shown in FIG. 2, the angle measuring unit 4 extracts received signals obtained from a pair of antenna elements having a small interval (hereinafter referred to as “pair elements”) via the receiver in step S13. Each of the correction values is corrected, and a rough angle measurement is performed using an angle measurement curve based on a phase difference between the pair of received signals after correction, thereby calculating a rough angle. In this case, as shown in FIG. 7B, an angle measurement value with low accuracy but no angular ambiguity is obtained.
次いで、精測角が行われる(ステップS15)。すなわち、測角部4は、間隔の大きなペア素子から受信器を介して得られる受信信号を、ステップS13で抽出された補正値でそれぞれ補正し、補正後の一対の受信信号の位相差による測角曲線を用いて精測角を実施し、高精度の角度を算出する。この場合は、図7(a)に示すように、角度アンビギュイティが発生する。そこで、測角部4は、ステップS14で得られた測角値から所定範囲を目標範囲として設定し、この目標範囲に存在する角度を測角値として特定する。この特定された測角値が、測角情報として外部に出力される。 Next, a precise angle is performed (step S15). That is, the angle measuring unit 4 corrects the received signals obtained from the pair elements having a large interval via the receiver with the correction values extracted in step S13, and measures the phase difference between the corrected pair of received signals. A precise angle is calculated using an angular curve, and a highly accurate angle is calculated. In this case, as shown in FIG. 7A, angular ambiguity occurs. Therefore, the angle measuring unit 4 sets a predetermined range as a target range from the angle measurement value obtained in step S14, and specifies an angle existing in the target range as the angle measurement value. The specified angle measurement value is output to the outside as angle measurement information.
上記ステップS14およびS15における測角処理において、AZ面およびEL面の各々で、仮に位相補正を行わないで、つまり偏波を無視して測角を実施するとすれば、次式により目標角度を算出できる。
ここで、
λ ;波長
di ;アンテナ素子iの位相中心からの位置
dj ;アンテナ素子jの位相中心からの位置
Φ ;目標角度
Δψij;ペア素子の位相差
これに対し、位相補正を行って、つまり偏波を考慮して測角を実施する場合は、Δψijと位相補正テーブル6の補正値を用いて、下式により目標角度が算出される。
λ; wavelength di; position dj from antenna element i from phase center; position from antenna element j from phase center; Φ; target angle Δψij; phase difference between paired elements. When performing angle measurement in consideration, the target angle is calculated by the following equation using Δψij and the correction value of the phase correction table 6.
ここで、
Cnml ;補正値
偏波角度θ;n=1〜N
周波数f ;m=1〜M
到来角度Φ;l=1〜L
なお、図6に示すフローチャートは、N個の受信器を備えた測角装置の測角処理を示しているが、N個に満たない数の受信器を備えた測角装置であっても、測角処理は可能である。図8は、このような測角装置で行われる測角処理を示すフローチャートである。ここでは、N=2とし、受信器33は存在しないものとして説明する。
here,
Cnml: Correction value Polarization angle θ: n = 1 to N
Frequency f; m = 1 to M
Arrival angle Φ; l = 1 to L
In addition, although the flowchart shown in FIG. 6 shows the angle measurement processing of the angle measuring device provided with N receivers, even if the angle measuring device includes less than N receivers, Angle measurement processing is possible. FIG. 8 is a flowchart showing angle measurement processing performed by such an angle measuring device. Here, it is assumed that N = 2 and the
この測角処理では、まず、アンテナ素子受信レベルが取得される(ステップS21)。すなわち、受信器31および32は、アンテナ素子21、22および23から送られてくる信号に所定の処理をそれぞれ施した後に、受信信号として測角部4および偏波特定部5に送る。
In this angle measurement process, first, the antenna element reception level is acquired (step S21). That is, the
次いで、全てのアンテナ素子からの受信信号の取得が終了したかどうかが調べられる(ステップS22)。ステップS22において、全てのアンテナ素子からの受信信号の取得が終了していないことが判断されると、アンテナ素子の変更が行われる(ステップS23)。例えば、受信器32に接続されるアンテナ素子が、アンテナ素子22からアンテナ素子23に切り替えられる。その後、ステップS21に戻り、上述した処理が繰り返される。
Next, it is checked whether or not acquisition of reception signals from all antenna elements has been completed (step S22). If it is determined in step S22 that acquisition of reception signals from all antenna elements has not been completed, the antenna elements are changed (step S23). For example, the antenna element connected to the
一方、ステップS22において、全てのアンテナ素子からの受信信号の取得が終了したことが判断されると、ステップS12に進む。ステップS12以下の処理は、上述したN個の受信器を備えた測角装置で行われる測角処理と同じである。 On the other hand, if it is determined in step S22 that acquisition of received signals from all antenna elements has been completed, the process proceeds to step S12. The processing after step S12 is the same as the angle measurement processing performed by the angle measuring device including the N receivers described above.
以上説明したように、本発明の実施例1に係る測角装置によれば、複数のアンテナ素子21、22および23で受信された信号のレベルに基づき偏波を特定して偏波角度を算出し、偏波角度に応じた補正値を位相補正テーブル6から取得して複数のアンテナ素子21、22および23で受信された信号の位相を補正し、補正後の信号の位相差による測角曲線を用いて目標方向を測角するので、偏波に応じた適切な補正値を使用することができ、高精度に目標方向を測角できる。
As described above, according to the angle measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention, the polarization angle is calculated by specifying the polarization based on the levels of the signals received by the plurality of
本発明の実施例2に係る測角装置は、レドームによる位相の乱れによって発生する角度アンビギュイティを低減するようにしたものである。 The angle measuring device according to the second embodiment of the present invention is configured to reduce the angular ambiguity generated by the phase disturbance caused by the radome.
図9は、本発明の実施例2に係る測角装置の構成を示すブロック図である。この測角装置は、図1に示した実施例1に係る測角装置に測角補正処理部8が追加されて構成されている。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of the angle measuring device according to the second embodiment of the present invention. This angle measuring device is configured by adding an angle measuring
測角補正処理部8は、測角部4における測角に用いられる測角曲線が角度アンビギュイティを有することを示している場合に、アンテナ素子21、22および23の中の複数のペア素子(アンテナ素子対)で受信された信号の位相差による複数の測角曲線の中から、単調変化(単調増加または単調減少)する部分を選定することにより新たな測角曲線を形成し、形成した測角曲線を用いて測角部4における測角結果を補正する。
The angle measurement
なお、測角曲線の単調変化する部分を選定する場合に、複数の単調変化する部分が存在する場合は、傾きの大きい方を選定するのが好ましい。 When selecting a monotonically changing portion of the angle measurement curve, if there are a plurality of monotonically changing portions, it is preferable to select the one having a larger slope.
今、図10(a)に示すように、3個のアンテナ素子A、BおよびCを備えている測角装置を考える。この場合、AZ面に関しては、精測角に用いる位置が離れたペア素子として、アンテナ素子AとC、および、アンテナ素子BとCといった2通りを選定することができる。なお、EL面についても同様であるので、以下ではAZ面についてのみ説明する。 Now, consider an angle measuring device having three antenna elements A, B and C as shown in FIG. In this case, with respect to the AZ plane, two types of antenna elements A and C and antenna elements B and C can be selected as the pair elements that are separated from each other for use in the precise measurement angle. Since the same applies to the EL plane, only the AZ plane will be described below.
各ペア素子において、あらかじめ測角曲線を描いた場合、位相の乱れによっては、図10(b)および図10(c)に示すように、角度に対してペア素子の位相差が単調変化にならず、その結果、角度アンビギュイティを持つ場合がある。 When angle measurement curves are drawn in advance for each pair element, depending on the phase disturbance, the phase difference of the pair element changes monotonously with respect to the angle, as shown in FIGS. 10 (b) and 10 (c). As a result, there may be an angular ambiguity.
この対策として、ペア素子によっては、角度アンビギュイティを持つ角度範囲が異なることを利用して、角度範囲に応じて、角度アンビギュイティの少ない測角曲線を選定する。図10(b)に示すアンテナ素子AとCとの対では、測角可能な角度範囲として測角曲線の一部分T1を選定し、図10(c)に示すアンテナ素子BとCとの対では、測角可能な角度範囲として測角曲線の一部分T2を選定する。 As a countermeasure, an angle measurement curve having a small angle ambiguity is selected according to the angle range by utilizing the fact that the angle range having the angle ambiguity varies depending on the paired elements. In the pair of antenna elements A and C shown in FIG. 10B, a part T1 of the angle measurement curve is selected as an angle range in which the angle can be measured, and in the pair of antenna elements B and C shown in FIG. A part T2 of the angle measurement curve is selected as an angle range in which the angle can be measured.
そして、これら選定した測角曲線の一部分T1およびT2を、図10(d)に示すように結合し、測角に使用する。これにより、角度アンビギュイティを低減した測角曲線により、測角することができる。 Then, a part of the selected angle measurement curves T1 and T2 are combined as shown in FIG. 10D and used for angle measurement. As a result, the angle can be measured by the angle measurement curve with reduced angle ambiguity.
なお、仮に測角可能な角度範囲の測角曲線を選定できなければ、ペアを形成するアンテナ素子の位置を変えて、選定できるように構成することができる。 In addition, if the angle measurement curve in the angle range in which the angle can be measured cannot be selected, the position can be selected by changing the position of the antenna element forming the pair.
次に、実施例2に係る測角装置の動作を説明する。図11は、N個の受信器を備えた測角装置で行われる測角処理を示すフローチャートである。ここでは、N=3として説明する。 Next, the operation of the angle measuring device according to the second embodiment will be described. FIG. 11 is a flowchart showing an angle measurement process performed by an angle measuring device including N receivers. Here, it is assumed that N = 3.
なお、以下の説明においては、図6に示した実施例1に係る測角装置における測角処理と同じ処理を行うステップには、実施例1で用いた符号と同じ符号を付し、説明を簡略化する。 In the following description, steps that perform the same process as the angle measurement process in the angle measuring apparatus according to the first embodiment shown in FIG. Simplify.
この測角処理では、まず、アンテナ素子受信レベルが取得される(ステップS11)。次いで、偏波特定処理が行われる(ステップS12)。次いで、偏波に対応した補正テーブル抽出が行われる(ステップS13)。 In this angle measurement process, first, the antenna element reception level is acquired (step S11). Next, polarization specifying processing is performed (step S12). Next, correction table extraction corresponding to the polarization is performed (step S13).
次いで、測角が行われる(ステップS31)。すなわち、測角部4は、実施例1に係る測角装置で行われる測角処理の中のステップS14およびステップS15の処理と同様の処理を実行する。 Next, angle measurement is performed (step S31). That is, the angle measuring unit 4 executes the same processing as the processing of step S14 and step S15 in the angle measuring processing performed by the angle measuring device according to the first embodiment.
次いで、全てのペア素子に対する測角が終了したかどうかが調べられる(ステップS32)。例えば、アンテナ素子AとCとの対、および、アンテナ素子BとCとの対といった2通りの測角が終了したかどうかが調べられる。ステップS32において、全てのペア素子に対する測角が終了していないことが判断されると、ペア変更が行われる(ステップS33)。例えば、アンテナ素子AとCとの対の測角が終了し、アンテナ素子BとCとの対の測角が終了していない場合は、アンテナ素子BとCとの対の測角を行うように設定が変更される。その後、ステップS31に戻る。 Next, it is checked whether or not the angle measurement for all the pair elements has been completed (step S32). For example, it is checked whether or not two kinds of angle measurement such as a pair of antenna elements A and C and a pair of antenna elements B and C are completed. If it is determined in step S32 that the angle measurement for all the pair elements has not been completed, pair change is performed (step S33). For example, when the angle measurement of the pair of antenna elements A and C is completed and the angle measurement of the pair of antenna elements B and C is not completed, the angle measurement of the pair of antenna elements B and C is performed. The setting is changed. Then, it returns to step S31.
一方、ステップS32において、全てのペア素子に対する測角が終了したことが判断されると、測角値選定が行われる(ステップS34)。即ち、測角補正処理部8は、複数の測角曲線の中から、単調変化する部分を選定して新たな測角曲線を形成し、形成した測角曲線を用いて測角部4における測角結果を補正する。
On the other hand, if it is determined in step S32 that the angle measurement for all the paired elements has been completed, angle measurement value selection is performed (step S34). That is, the angle measurement
以上説明したように、本発明の実施例2に係る測角装置によれば、複数の測角曲線の中の角度アンビギュイティの影響の少ない測角曲線の単調変化する部分を選定して測角値を補正するので、レドームによる位相の乱れによって発生する角度アンビギュイティを低減し、高精度に目標方向を測角することができる。 As described above, according to the angle measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention, measurement is performed by selecting a monotonically changing portion of the angle measurement curve that is less affected by the angle ambiguity among the plurality of angle measurement curves. Since the angle value is corrected, it is possible to reduce the angle ambiguity caused by the phase disturbance caused by the radome and to measure the target direction with high accuracy.
なお、上述した実施例2に係る測角装置は、実施例1に係る測角装置に測角補正処理部8を追加して構成したが、従来の測角装置のように偏波特定部を備えていない測角装置に測角補正処理部8を追加して構成することもできる。この場合、図11のフローチャートに示したステップS11〜S13は省略することができる。この構成の場合も、実施例2に係る測角装置と同様に、レドームによる位相の乱れによって発生する角度アンビギュイティを低減することができる。
Note that the angle measuring device according to the second embodiment described above is configured by adding the angle measurement
また、実施例2に係る測角装置では、3個のアンテナ素子を備えている場合について説明したが、4個以上のアンテナ素子を備えている場合でもよい。逆に、角度アンビギュイティが生じないのであれば、2個のアンテナ素子を備えている場合でもよい。 Further, in the angle measuring device according to the second embodiment, the case where the three antenna elements are provided has been described, but the case where four or more antenna elements are provided may be used. Conversely, if no angular ambiguity occurs, two antenna elements may be provided.
さらに、実施例2に係る測角装置では、粗測角と精測角とを組み合わせて測角を行うようにしたが、粗測角と精測角の組み合わせた測角でなくてもよい。 Furthermore, in the angle measuring device according to the second embodiment, the angle measurement is performed by combining the coarse angle and the precise angle, but the angle measurement may not be a combination of the coarse angle and the precise angle.
本発明は、レドームを備えた電波干渉計、レーダ装置などに適用することができる。 The present invention can be applied to a radio wave interferometer, a radar apparatus, and the like provided with a radome.
1 レドーム
21〜23 アンテナ素子
31〜33 受信器
4 測角部
5 偏波特定部
6,7 位相補正テーブル
8 測角補正処理部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記複数のアンテナ素子で受信された信号のレベルに基づき偏波を特定して偏波角度を算出する偏波特定部と、
位相を補正するための補正値を偏波角度毎に格納した位相補正テーブルと、
前記偏波特定部からの偏波角度に応じた補正値を前記位相補正テーブルから取得し、取得した補正値に用いて前記複数のアンテナ素子で受信された信号の位相を補正し、補正後の信号の位相差による測角曲線を用いて目標方向を測角する測角部と、
を備えたことを特徴とする測角装置。 A plurality of antenna elements arranged so that the directions of linearly polarized waves are different;
A polarization specifying unit that calculates a polarization angle by specifying a polarization based on a level of a signal received by the plurality of antenna elements;
A phase correction table storing a correction value for correcting the phase for each polarization angle;
A correction value corresponding to the polarization angle from the polarization specifying unit is acquired from the phase correction table, and the phase of the signal received by the plurality of antenna elements is corrected using the acquired correction value, and the corrected An angle measurement unit that measures the target direction using an angle measurement curve based on the phase difference of the signal,
An angle measuring device comprising:
前記複数のアンテナ素子で受信された信号の位相差による測角曲線を用いて目標方向を測角する測角部と、
前記測角部における測角に用いる測角曲線が角度アンビギュイティを有することを示している場合に、前記複数のアンテナ素子の中の複数のアンテナ素子対で受信された信号の位相差による複数の測角曲線の中から単調変化する部分を選定することにより新たな測角曲線を形成し、形成した測角曲線を用いて前記測角部における測角結果を補正する測角補正処理部と、
を備えたことを特徴とする測角装置。 A plurality of antenna elements;
An angle measuring unit for measuring an angle of a target direction using an angle measurement curve based on a phase difference of signals received by the plurality of antenna elements;
When the angle measurement curve used for angle measurement in the angle measurement unit indicates that the angle measurement ambiguity has an angle ambiguity, a plurality of signals are obtained due to phase differences of signals received by a plurality of antenna element pairs in the plurality of antenna elements. A new angle measurement curve by selecting a monotonically changing portion from the angle measurement curve, and an angle measurement correction processing unit that corrects the angle measurement result in the angle measurement unit using the formed angle measurement curve; and ,
An angle measuring device comprising:
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