JP2689052B2 - 方向探知機 - Google Patents
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- JP2689052B2 JP2689052B2 JP4205521A JP20552192A JP2689052B2 JP 2689052 B2 JP2689052 B2 JP 2689052B2 JP 4205521 A JP4205521 A JP 4205521A JP 20552192 A JP20552192 A JP 20552192A JP 2689052 B2 JP2689052 B2 JP 2689052B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は複数のアンテナを用
い、各アンテナからの出力を、ミュージック法により処
理して、同時に到来する複数方向からの電波の到来を探
知する方向探知機に関する。
い、各アンテナからの出力を、ミュージック法により処
理して、同時に到来する複数方向からの電波の到来を探
知する方向探知機に関する。
【０００２】
【従来の技術】アンテナの指向方向を回転することな
く、３本以上の無指向性アンテナを用いて、これらアン
テナに受信される受信電波の位相差を検出することによ
り、瞬時的電波の到来方向も探知可能としたものがあ
る。しかしこれは複数の方向から同時に到来する電波の
到来方向を探知することはできない。
く、３本以上の無指向性アンテナを用いて、これらアン
テナに受信される受信電波の位相差を検出することによ
り、瞬時的電波の到来方向も探知可能としたものがあ
る。しかしこれは複数の方向から同時に到来する電波の
到来方向を探知することはできない。
【０００３】３つ以上のアンテナを用いて各アンテナか
ら受信出力をミュージック（ＭＵＳＩＣ；Multiple Sig
nal Classification）法により処理することにより複数
方向から同時に到来する電波の各方向を探知できること
が、IEEE・Trans.ANTENA ANDPROPAGATION vol, AP-34，
No.3,March 1986,Ｐ276 〜280 に提案されている。しか
しこの方法を実施した方向探知機はいまだ実現されてい
ない。
ら受信出力をミュージック（ＭＵＳＩＣ；Multiple Sig
nal Classification）法により処理することにより複数
方向から同時に到来する電波の各方向を探知できること
が、IEEE・Trans.ANTENA ANDPROPAGATION vol, AP-34，
No.3,March 1986,Ｐ276 〜280 に提案されている。しか
しこの方法を実施した方向探知機はいまだ実現されてい
ない。
【０００４】この発明の目的はミュージック法による処
理を用いた方向探知機を実現することにある。
理を用いた方向探知機を実現することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれば
Ｎ個（Ｎは３以上の整数）の無指向性又は指向性アンテ
ナの受信出力はそれぞれＮ個の受信器に供給され、Ｎ個
の受信器の各出力はそれぞれＮ個のＡ／Ｄ変換器でデジ
タル信号に変換され、これらＡ／Ｄ変換器の出力はそれ
ぞれＮ個のフーリエ変換器でフーリエ変換され、これら
フーリエ変換出力はデータ処理部でミュージック法で処
理されて、アンテナに受信された電波の到来方向が演算
される。
Ｎ個（Ｎは３以上の整数）の無指向性又は指向性アンテ
ナの受信出力はそれぞれＮ個の受信器に供給され、Ｎ個
の受信器の各出力はそれぞれＮ個のＡ／Ｄ変換器でデジ
タル信号に変換され、これらＡ／Ｄ変換器の出力はそれ
ぞれＮ個のフーリエ変換器でフーリエ変換され、これら
フーリエ変換出力はデータ処理部でミュージック法で処
理されて、アンテナに受信された電波の到来方向が演算
される。
【０００６】アンテナの数Ｎとしては奇数が望ましい。
【０００７】請求項１の発明によれば、各アンテナ受信
信号ごとのフーリエ変換出力をデータ処理部でミュージ
ック法により処理してアンテナに受信された電波の到来
方向を演算し、この演算して得られた電波到来方向の仰
角を中心に対する半径方向の距離で、方位を上記中心を
中心とする周方向の角度で表示器に表示し、かつ横軸に
方位角度が、縦軸にその各方位角度についての受信度数
がそれぞれとられた受信方位角度数分布表示と、上記縦
軸に仰角度が、上記横軸にその仰角度についての受信度
数がそれぞれとられた受信仰角度数分布表示とが、その
ほゞ表示中心を上記中心と一致させて上記表示器になさ
れる。また、上記表示器は横軸に方位角度が、縦軸にそ
の各方位角度についての受信度数がそれぞれとられた受
信方位角度数分布表示が、上記仰角及び方位表示と並べ
てなされる。あるいは表示器は縦軸に仰角度が、横軸に
その仰角度についての受信度数がそれぞれとられた受信
仰角度数分布表示が、上記仰角及び方位表示と並べてな
される。請求項４の発明によれば、各アンテナ受信信号
ごとにフーリエ変換出力をデータ処理部でミュージック
法により処理して上記アンテナに受信された電波の到来
方向を演算し、上記演算して得られた電波到来方向の仰
角及び方位を表示器にアナログ表示し、その表示器に任
意の方位角度及び仰角度の一方を指示するカーソルを設
定し、そのカーソルにより指示された角度の数値表示、
及びその支持された角度が方位角度であればその方位角
度における最も高い受信度数の仰角度を、上記指示角度
が仰角度であればその仰角度における最も高い受信度数
の方位角度を数値表示する。請求項５の発明によれば、
各アンテナ受信信号ごとのフーリエ変換出力をデータ処
理部でミュージック法により処理して上記アンテナに受
信された電波の到来方向を演算し、上記演算して得られ
た電波到来方向の仰角及び方位を表示器にアナログ表示
し、その表示器に任意の方位角度及び仰角度の一方を指
示するカーソルを設定し、そのカーソルにより指示され
た角度の数値表示、及びその支持角度が方位ならばその
方位角度における仰角の受信度数分布を、支持角度が仰
角ならその仰角における方位の受信度数分布を上記表示
器に表示する。請求項４，５において、更に上記演算さ
れた仰角を中心に対する半径方向の距離で、方位を上記
中心を中心とする角度で表示する円形表示部と、各方位
角度又は仰角度に対する受信度数を表示する受信度数分
布表示部とが設けられ、両表示部にそれぞれ上記カーソ
ルが表示され、その一方のカーソル指示を変更すると他
方のカーソル指示が連動して変更する。請求項７の発明
によれば、各アンテナ受信信号ごとにフーリエ変換出力
をデータ処理部でミュージック法により処理して上記ア
ンテナに受信された電波の到来方向を演算し、上記デー
タ処理部における処理により得られる固有ベクトルとア
ンテナ受信電圧ベクトルとの内積の逆数を、仰角又は方
位をパラメータとして、各方位角又は各仰角について計
算した値を縦軸又は横軸とし、その方位角又は仰角を横
軸又は縦軸としたＰMU曲線を表示器に表示する。更に上
表示手段は方位又は仰角軸を共通として、その各方位角
又は仰角での受信度数を示す受信度数分布表示を、上記
ＰMU曲線表示と並べて表示するものである。
信号ごとのフーリエ変換出力をデータ処理部でミュージ
ック法により処理してアンテナに受信された電波の到来
方向を演算し、この演算して得られた電波到来方向の仰
角を中心に対する半径方向の距離で、方位を上記中心を
中心とする周方向の角度で表示器に表示し、かつ横軸に
方位角度が、縦軸にその各方位角度についての受信度数
がそれぞれとられた受信方位角度数分布表示と、上記縦
軸に仰角度が、上記横軸にその仰角度についての受信度
数がそれぞれとられた受信仰角度数分布表示とが、その
ほゞ表示中心を上記中心と一致させて上記表示器になさ
れる。また、上記表示器は横軸に方位角度が、縦軸にそ
の各方位角度についての受信度数がそれぞれとられた受
信方位角度数分布表示が、上記仰角及び方位表示と並べ
てなされる。あるいは表示器は縦軸に仰角度が、横軸に
その仰角度についての受信度数がそれぞれとられた受信
仰角度数分布表示が、上記仰角及び方位表示と並べてな
される。請求項４の発明によれば、各アンテナ受信信号
ごとにフーリエ変換出力をデータ処理部でミュージック
法により処理して上記アンテナに受信された電波の到来
方向を演算し、上記演算して得られた電波到来方向の仰
角及び方位を表示器にアナログ表示し、その表示器に任
意の方位角度及び仰角度の一方を指示するカーソルを設
定し、そのカーソルにより指示された角度の数値表示、
及びその支持された角度が方位角度であればその方位角
度における最も高い受信度数の仰角度を、上記指示角度
が仰角度であればその仰角度における最も高い受信度数
の方位角度を数値表示する。請求項５の発明によれば、
各アンテナ受信信号ごとのフーリエ変換出力をデータ処
理部でミュージック法により処理して上記アンテナに受
信された電波の到来方向を演算し、上記演算して得られ
た電波到来方向の仰角及び方位を表示器にアナログ表示
し、その表示器に任意の方位角度及び仰角度の一方を指
示するカーソルを設定し、そのカーソルにより指示され
た角度の数値表示、及びその支持角度が方位ならばその
方位角度における仰角の受信度数分布を、支持角度が仰
角ならその仰角における方位の受信度数分布を上記表示
器に表示する。請求項４，５において、更に上記演算さ
れた仰角を中心に対する半径方向の距離で、方位を上記
中心を中心とする角度で表示する円形表示部と、各方位
角度又は仰角度に対する受信度数を表示する受信度数分
布表示部とが設けられ、両表示部にそれぞれ上記カーソ
ルが表示され、その一方のカーソル指示を変更すると他
方のカーソル指示が連動して変更する。請求項７の発明
によれば、各アンテナ受信信号ごとにフーリエ変換出力
をデータ処理部でミュージック法により処理して上記ア
ンテナに受信された電波の到来方向を演算し、上記デー
タ処理部における処理により得られる固有ベクトルとア
ンテナ受信電圧ベクトルとの内積の逆数を、仰角又は方
位をパラメータとして、各方位角又は各仰角について計
算した値を縦軸又は横軸とし、その方位角又は仰角を横
軸又は縦軸としたＰMU曲線を表示器に表示する。更に上
表示手段は方位又は仰角軸を共通として、その各方位角
又は仰角での受信度数を示す受信度数分布表示を、上記
ＰMU曲線表示と並べて表示するものである。
【０００８】
【実施例】図１にこの発明の実施例を示す。Ｎ個のアン
テナ１１1 〜１１N は例えばモノポールアンテナであっ
て、同一円上に等間隔に設けられている。これらアンテ
ナ１１1 〜１１N の受信出力はそれぞれ受信器１２1 〜
１２N へ供給される。受信器１２1 〜１２N は同一構成
であり、その１つの受信器１２1 について述べれば例え
ば減衰器１３−高周波増幅器１４−第１周波数変換器１
５−第１中間周波増幅器１６−第２周波数変換器１７−
第２中間周波増幅用の対数増幅器１８−バッファ増幅器
１９よりなっている。対数増幅器１８は入出力特性が対
数関数となってるものであり、大きな入力は飽和する傾
向を示す。
テナ１１1 〜１１N は例えばモノポールアンテナであっ
て、同一円上に等間隔に設けられている。これらアンテ
ナ１１1 〜１１N の受信出力はそれぞれ受信器１２1 〜
１２N へ供給される。受信器１２1 〜１２N は同一構成
であり、その１つの受信器１２1 について述べれば例え
ば減衰器１３−高周波増幅器１４−第１周波数変換器１
５−第１中間周波増幅器１６−第２周波数変換器１７−
第２中間周波増幅用の対数増幅器１８−バッファ増幅器
１９よりなっている。対数増幅器１８は入出力特性が対
数関数となってるものであり、大きな入力は飽和する傾
向を示す。
【０００９】受信器１２1 〜１２N の各第１周波数変換
器１５には周波数可変の局部発振器２１からの局部信号
が共通に供給され、各第２周波数変換器１７には周波数
固定の局部発振器２２から局部信号が共通に供給され
る。受信器１２1 〜１２N の各出力はそれぞれデジタル
処理部２３1 〜２３N でそれぞれデジタル値に変換され
て処理された後、データ処理部２４へ供給されてミュー
ジック法により処理がなされて表示器２５に表示され
る。
器１５には周波数可変の局部発振器２１からの局部信号
が共通に供給され、各第２周波数変換器１７には周波数
固定の局部発振器２２から局部信号が共通に供給され
る。受信器１２1 〜１２N の各出力はそれぞれデジタル
処理部２３1 〜２３N でそれぞれデジタル値に変換され
て処理された後、データ処理部２４へ供給されてミュー
ジック法により処理がなされて表示器２５に表示され
る。
【００１０】デジタル処理部２３1 〜２３N はほゞ同一
構成であり、デジタル処理部２３1 は図２に示すよう
に、受信器１２1 の出力がＡＤ変換器２６でデジタル信
号に変換される。例えば入力される信号は５００ｋＨｚ
であり、その１周期を８〜３２標本化してそれぞれを８
ビットのデジタル信号に変換する。ＡＤ変換器２６の出
力は対数−直線性変換器２７に入力されて対数特性が直
線性特性に変換され、つまり対数増幅器１８の入力信号
と直線的に対応したデジタル信号とされる。この変換は
例えばその変換特性を記憶したＲＯＭにより行われる。
対数−直線性変換器２７の出力はフーリエ変換器２８で
離散的フーリエ変換（ＤＦＴ）がなされる。フーリエ変
換器２８はｓｉｎ，ｃｏｓデータＲＯＭ２９と乗算累積
器３１とで構成され、乗算累積器３１はＤＦＴ演算用Ｌ
ＳＩとして市販されているものを用いることができる。
構成であり、デジタル処理部２３1 は図２に示すよう
に、受信器１２1 の出力がＡＤ変換器２６でデジタル信
号に変換される。例えば入力される信号は５００ｋＨｚ
であり、その１周期を８〜３２標本化してそれぞれを８
ビットのデジタル信号に変換する。ＡＤ変換器２６の出
力は対数−直線性変換器２７に入力されて対数特性が直
線性特性に変換され、つまり対数増幅器１８の入力信号
と直線的に対応したデジタル信号とされる。この変換は
例えばその変換特性を記憶したＲＯＭにより行われる。
対数−直線性変換器２７の出力はフーリエ変換器２８で
離散的フーリエ変換（ＤＦＴ）がなされる。フーリエ変
換器２８はｓｉｎ，ｃｏｓデータＲＯＭ２９と乗算累積
器３１とで構成され、乗算累積器３１はＤＦＴ演算用Ｌ
ＳＩとして市販されているものを用いることができる。
【００１１】同期タイミング回路３２からのクロックで
ＡＤ変換器２６に対するクロックや、乗算累積器３１の
累積制御や、ｓｉｎ，ｃｏｓデータＲＯＭ２９の読み出
しアドレスの発生や、フーリエ変換結果のラッチ回路３
３へのラッチ指令や、そのラッチ時における対数−直線
性変換器２７の出力停止指令や、１つのデータ分、例え
ば５００ｋＨｚ信号の６４〜５１２波分をフーリエ変換
した時の終了信号などを出力する。また同期信号ＳＹＮ
Ｃとクロック信号ＣＫとを出力し、他のデジタル処理部
２３2 〜２３N の同期タイミング回路３２へ供給して、
すべてのデジタル処理部２３1 〜２３N が同期して動作
するようにされている。
ＡＤ変換器２６に対するクロックや、乗算累積器３１の
累積制御や、ｓｉｎ，ｃｏｓデータＲＯＭ２９の読み出
しアドレスの発生や、フーリエ変換結果のラッチ回路３
３へのラッチ指令や、そのラッチ時における対数−直線
性変換器２７の出力停止指令や、１つのデータ分、例え
ば５００ｋＨｚ信号の６４〜５１２波分をフーリエ変換
した時の終了信号などを出力する。また同期信号ＳＹＮ
Ｃとクロック信号ＣＫとを出力し、他のデジタル処理部
２３2 〜２３N の同期タイミング回路３２へ供給して、
すべてのデジタル処理部２３1 〜２３N が同期して動作
するようにされている。
【００１２】前記終了信号ごとにデジタル処理部２３1
〜２３N よりの各フーリエ変換結果はすべてデータ処理
部２４に取込まれてミュージック法により演算処理され
てアンテナ１１1 〜１１N に受信された電波の到来方向
が演算される。ミュージック法による処理は前記文献に
記載されているが、これを図３を参照して簡単に述べ
る。まず前述したようにしてＮ本のアンテナから時間デ
ータが取り込まれる（Ｓ1 ）。いまＭ個の到来電波があ
り、その第ｍ番目の電波の振幅をＳm （ｔ），到来方向
をφm ，θm （φ仰角，θ水平角）としてそれが第ｎ番
目のアンテナで受信された時の出力電圧を、 ∫Ｓm （τ）βn （φm ，θm ，ｔ−τ）ｄτ とする。∫は−∞から＋∞までである。この時、第ｎ番
目のアンテナで受信される全電圧は Ｖn （ｔ）＝Σ∫Ｓm （τ）βn （φm ，θm ，ｔ−
τ）ｄτ＋ｎn （ｔ）…（１） と表される。ｎn は雑音、Σはｍ＝１からＭまで、∫は
−∞から＋∞までである。これをフーリエ変換器２８で
離散的フーリエ変換する（Ｓ2 ）。そのサンプリング周
期をΔｔとし、Ｖn （ｔ）のデータ長Ｑに対するフーリ
エ変換の結果は次式となる。
〜２３N よりの各フーリエ変換結果はすべてデータ処理
部２４に取込まれてミュージック法により演算処理され
てアンテナ１１1 〜１１N に受信された電波の到来方向
が演算される。ミュージック法による処理は前記文献に
記載されているが、これを図３を参照して簡単に述べ
る。まず前述したようにしてＮ本のアンテナから時間デ
ータが取り込まれる（Ｓ1 ）。いまＭ個の到来電波があ
り、その第ｍ番目の電波の振幅をＳm （ｔ），到来方向
をφm ，θm （φ仰角，θ水平角）としてそれが第ｎ番
目のアンテナで受信された時の出力電圧を、 ∫Ｓm （τ）βn （φm ，θm ，ｔ−τ）ｄτ とする。∫は−∞から＋∞までである。この時、第ｎ番
目のアンテナで受信される全電圧は Ｖn （ｔ）＝Σ∫Ｓm （τ）βn （φm ，θm ，ｔ−
τ）ｄτ＋ｎn （ｔ）…（１） と表される。ｎn は雑音、Σはｍ＝１からＭまで、∫は
−∞から＋∞までである。これをフーリエ変換器２８で
離散的フーリエ変換する（Ｓ2 ）。そのサンプリング周
期をΔｔとし、Ｖn （ｔ）のデータ長Ｑに対するフーリ
エ変換の結果は次式となる。
【００１３】
【数１】 ωは角周波数である。このＶnpは第ｎ番目のアンテナの
時間ｔp からｔp ＋（Ｑ−１）Δｔまでの時間データに
対する周波数成分である。この次に周波数成分（デー
タ）から相関行列を作る（Ｓ3 ）。次の定義をする。
時間ｔp からｔp ＋（Ｑ−１）Δｔまでの時間データに
対する周波数成分である。この次に周波数成分（デー
タ）から相関行列を作る（Ｓ3 ）。次の定義をする。
【００１４】
【数２】 この時、各アンテナの受信電圧の周波数データは次式で
近似できる。
近似できる。
【００１５】 Ｖnp（ω）＝ΣＳmp（ω）Ｂ n （φm ，θm ，ω）＋Ｗnp（ω）…（３） Σはｍ＝１からＭまでである。Ｓmp（ω）は信号の周波
数スペクトル、Ｂ n （φm ，θm ，ω）はアンテナ応答
の周波数スペクトル、Ｗnp（ω）は雑音の周波数スペク
トルにそれぞれ対応する。次式のベクトルを定義する。 Ｔは転置を示す。この時（３）式は次式となる。
数スペクトル、Ｂ n （φm ，θm ，ω）はアンテナ応答
の周波数スペクトル、Ｗnp（ω）は雑音の周波数スペク
トルにそれぞれ対応する。次式のベクトルを定義する。 Ｔは転置を示す。この時（３）式は次式となる。
【００１６】Ｖp ＝ＡＳp ＋ｎp （４） 前記相関行列Ｒは次式で定義される。
【００１７】
【数３】 ＊は共役転置を示す。この相関行列はｐ回のデータを平
均したものである。
均したものである。
【００１８】つぎに相関行列の固有値と固有ベクトルと
を求める（Ｓ4 ）。つまり相関行列Ｒを固有値分解す
る。Ｎ×Ｎの正方行列ＡがＡ＝Ａ* を満す時はエルミー
ト行列と呼ばれ、相関行列Ｒは、エルミート行列であ
り、その性質としてＡＶi ＝λi Ｖi を満す固有値
λi と固有ベクトルＶi とがＮ組ある。
を求める（Ｓ4 ）。つまり相関行列Ｒを固有値分解す
る。Ｎ×Ｎの正方行列ＡがＡ＝Ａ* を満す時はエルミー
ト行列と呼ばれ、相関行列Ｒは、エルミート行列であ
り、その性質としてＡＶi ＝λi Ｖi を満す固有値
λi と固有ベクトルＶi とがＮ組ある。
【００１９】
【数４】 と表わすことを固有値分解という。この固有値を大きい
順に並べる。
順に並べる。
【００２０】 λ1 ＞λ2 ＞…＞λM ＞λM+1 ≒λM+2 ≒…≒λN ＝δ2 （６） このようにＭ個の電波が到来している状態ではＭ番目に
小さい固有値λM より小さい固有値λM+1 以下のものは
ほぼ等しくなる。対応する固有ベクトルをｅ1 ，ｅ2 ，
…，ｅN とする。このようにして得られた固有値の大き
さから信号の数Ｍを求める（Ｓ5 ）。つまり固有値の大
きさがほぼ等しくなるまでの固有値の信号の数Ｍが推定
され、これが到来電波の数と推定される。
小さい固有値λM より小さい固有値λM+1 以下のものは
ほぼ等しくなる。対応する固有ベクトルをｅ1 ，ｅ2 ，
…，ｅN とする。このようにして得られた固有値の大き
さから信号の数Ｍを求める（Ｓ5 ）。つまり固有値の大
きさがほぼ等しくなるまでの固有値の信号の数Ｍが推定
され、これが到来電波の数と推定される。
【００２１】固有値の小さい方からＮ−Ｍ個に対応する
固有ベクトルを選ぶ（Ｓ6 ）。つまり固有値λM+1 ，λ
M+2 ，…，λN に対応する固有ベクトルｅM+1 ，
ｅM+2 ，…，ｅN を取り出して、行列ＥN ≡〔ｅM+1 ，
ｅM+2 ，…，ｅN 〕を作る。このようにして選んだ固有
ベクトルＥN とある方位、仰角から到来した電波のアン
テナ受信電圧ベクトルとの内積を計算して、逆数をとる
（Ｓ7 ）。つまりある方位、仰角から電波が到来したと
きのアンテナ電圧ベクトルをａ（φ，θ）とすれば、
つぎの量を各（φ，θ）について求める。
固有ベクトルを選ぶ（Ｓ6 ）。つまり固有値λM+1 ，λ
M+2 ，…，λN に対応する固有ベクトルｅM+1 ，
ｅM+2 ，…，ｅN を取り出して、行列ＥN ≡〔ｅM+1 ，
ｅM+2 ，…，ｅN 〕を作る。このようにして選んだ固有
ベクトルＥN とある方位、仰角から到来した電波のアン
テナ受信電圧ベクトルとの内積を計算して、逆数をとる
（Ｓ7 ）。つまりある方位、仰角から電波が到来したと
きのアンテナ電圧ベクトルをａ（φ，θ）とすれば、
つぎの量を各（φ，θ）について求める。
【００２２】
【数５】 アンテナ電圧ベクトルａ（φ，θ）は、 〔Ｂ1 （φ，θ，ω）Ｂ2 （φ，θ，ω）…ＢN （φ，θ，ω）〕T で定義される。この（７）式は到来電波の方向において
ピークが生じる。（７）式における分母の項はアンテナ
指向性のため（φ，θ）でアンテナ出力が変化する影響
をなくす規格化のための項である。
ピークが生じる。（７）式における分母の項はアンテナ
指向性のため（φ，θ）でアンテナ出力が変化する影響
をなくす規格化のための項である。
【００２３】ＰMU（φ，θ）のピークの大きい順にＭ個
を選んで、そのときの方位、仰角を到来電波の推定方
位、仰角とする（Ｓ8 ）。つまりＭ個の電波が到来して
いる時は、Ｍ個のピークが現われ、そのピークが現われ
たφm ，θm が到来電波の推定方位、仰角になる。次に
各到来電波の強度を求める（Ｓ9 ）。到来電波の強度は （Ａ* Ａ）-1（Ｒ−δ2 Ｒ0 ）（Ａ* Ａ）-1 の対角成分に並ぶ。つまりＭ個の方向（φ1 θ1 ），
（φ2 θ2 ），…（φM ，θM ）を推定した後で行列 Ａ＝〔ａ（φ1 ，θ1 ）ａ（φ2 ，θ2 ）…ａ
（φM ，θM ）を得る。 ここで（φm ，θm ）到来電波の強度は第ｍ番目の対角
成分になる。
を選んで、そのときの方位、仰角を到来電波の推定方
位、仰角とする（Ｓ8 ）。つまりＭ個の電波が到来して
いる時は、Ｍ個のピークが現われ、そのピークが現われ
たφm ，θm が到来電波の推定方位、仰角になる。次に
各到来電波の強度を求める（Ｓ9 ）。到来電波の強度は （Ａ* Ａ）-1（Ｒ−δ2 Ｒ0 ）（Ａ* Ａ）-1 の対角成分に並ぶ。つまりＭ個の方向（φ1 θ1 ），
（φ2 θ2 ），…（φM ，θM ）を推定した後で行列 Ａ＝〔ａ（φ1 ，θ1 ）ａ（φ2 ，θ2 ）…ａ
（φM ，θM ）を得る。 ここで（φm ，θm ）到来電波の強度は第ｍ番目の対角
成分になる。
【００２４】上述においてアンテナ１１1 〜１１N とし
て水平面内で無指向性のものを用いたが、指向性をもつ
アンテナでもよい。特に垂直偏波に対してはループアン
テナやアドコックアンテナのように、水平偏波に対して
は水平ダイポールのように８字指向特性をもつアンテナ
を用いれば、２個のアンテナでもよく、かつその２個の
アンテナを、各８字指向特性が同一位置で水平面内にお
いて９０°だけ角度的にずらされたものとしてもよい。
これは８字指向特性の一方の指向方向と、反対の指向方
向とで受信出力の位相が反転していることから、この関
係を利用することにより２個のアンテナでもミュージッ
ク法により電波の到来方向を測定することができる。所
でＮ個のアンテナ円形配置の中心と、アンテナ１１1 と
を結ぶ線を基準線とし、そのアンテナ１１1 からｉ番目
のアンテナ１１i と前記中心とを結ぶ線の前記基準線に
対する角度をαi とすると、ｉ番目のアンテナ１１i の
受信電圧Ｂi は下記のようになる。
て水平面内で無指向性のものを用いたが、指向性をもつ
アンテナでもよい。特に垂直偏波に対してはループアン
テナやアドコックアンテナのように、水平偏波に対して
は水平ダイポールのように８字指向特性をもつアンテナ
を用いれば、２個のアンテナでもよく、かつその２個の
アンテナを、各８字指向特性が同一位置で水平面内にお
いて９０°だけ角度的にずらされたものとしてもよい。
これは８字指向特性の一方の指向方向と、反対の指向方
向とで受信出力の位相が反転していることから、この関
係を利用することにより２個のアンテナでもミュージッ
ク法により電波の到来方向を測定することができる。所
でＮ個のアンテナ円形配置の中心と、アンテナ１１1 と
を結ぶ線を基準線とし、そのアンテナ１１1 からｉ番目
のアンテナ１１i と前記中心とを結ぶ線の前記基準線に
対する角度をαi とすると、ｉ番目のアンテナ１１i の
受信電圧Ｂi は下記のようになる。
【００２５】 Ｂi ＝Ｄ exp〔ｊωｒ cos( θ−αi ) sin φ〕 （８） Ｄ：アンテナ係数、ｒ：アンテナ配置円の半径ループア
ンテナのアンテナ係数ＤL は下記で与えられる。 ＤL ＝−ｊωＮ he cos（θ−αi ) he：アンテナ実効長、Ｎ：巻数 アドコックアンテナのアンテナ係数ＤA は下記で与えら
れる。
ンテナのアンテナ係数ＤL は下記で与えられる。 ＤL ＝−ｊωＮ he cos（θ−αi ) he：アンテナ実効長、Ｎ：巻数 アドコックアンテナのアンテナ係数ＤA は下記で与えら
れる。
【００２６】ＤA ＝−ｊω he Ｓ cos（θ−αi ) Ｓ：アンテナ間隔 水平ダイポールアンテナのアンテナ係数ＤD は下記で与
えられる。 ＤD ＝ he sin （θ−αi ) 使用するアンテナ係数Ｄを（８）式に代入し、この
（８）式についてＢ1 （φ，θ，ω），Ｂ2 （φ，θ，
ω），…ＢN （φ，θ，ω）を求め、これらを用いて
（７）式の定義で示したようにアンテナ電圧ベクトルａ
（φ，θ）を求めることにより、（７）式の演算を行う
ことができる。
えられる。 ＤD ＝ he sin （θ−αi ) 使用するアンテナ係数Ｄを（８）式に代入し、この
（８）式についてＢ1 （φ，θ，ω），Ｂ2 （φ，θ，
ω），…ＢN （φ，θ，ω）を求め、これらを用いて
（７）式の定義で示したようにアンテナ電圧ベクトルａ
（φ，θ）を求めることにより、（７）式の演算を行う
ことができる。
【００２７】８字特性のアンテナ２個を用いる場合は、
ｒ＝０，Ｎ＝２，α2 ＝９０°となり、Ｂi ＝Ｄとな
り、電波到来仰角φを求めることはできないが、電波到
来方位θを求めることができる。（７）式の計算におい
て電波の到来方向を高い精度で検出したい場合に、その
所望精度で（φ，θ）の各点について（７）式をすべて
演算すると演算量が著しく多くなり、処理時間も長くな
る。この点から次のようにすればよい。即ち仰角φ，方
位θの何れかにおいて（φ，θ）領域を複数の領域に分
割する。例えば仰角方向を１８°ずつ５つに分けてこの
５つの領域を並列に処理する。その処理例を図４に示
す。まずφ，θについて所定角度α°ごとに固有ベクト
ルとアンテナ電圧ベクトルとの内積、つまり（７）式の
分母（以下単に内積Ｆと記す）を演算する。例えばα＝
δの場合図５Ａに示すα°＝δ°を単位とするφ，θ座
標の各点のφ，θについて内積Ｆを演算する（Ｓ1 ）。
ｒ＝０，Ｎ＝２，α2 ＝９０°となり、Ｂi ＝Ｄとな
り、電波到来仰角φを求めることはできないが、電波到
来方位θを求めることができる。（７）式の計算におい
て電波の到来方向を高い精度で検出したい場合に、その
所望精度で（φ，θ）の各点について（７）式をすべて
演算すると演算量が著しく多くなり、処理時間も長くな
る。この点から次のようにすればよい。即ち仰角φ，方
位θの何れかにおいて（φ，θ）領域を複数の領域に分
割する。例えば仰角方向を１８°ずつ５つに分けてこの
５つの領域を並列に処理する。その処理例を図４に示
す。まずφ，θについて所定角度α°ごとに固有ベクト
ルとアンテナ電圧ベクトルとの内積、つまり（７）式の
分母（以下単に内積Ｆと記す）を演算する。例えばα＝
δの場合図５Ａに示すα°＝δ°を単位とするφ，θ座
標の各点のφ，θについて内積Ｆを演算する（Ｓ1 ）。
【００２８】これら内積Ｆの演算結果の小さい方からａ
個を選ぶ（Ｓ2 ）。そのａ個に対する各点（θ，φ）に
ついて、α°／２小さい（θ，φ）の点の各内積Ｆを計
算する（Ｓ3 ）。つまり例えば図５Ｂに示すように、α
＝δの場合は、ａ個選択されたうちの１つの点（φ1 ，
θ1 ）に対し、（φ1 −３，θ1 ）と、（φ1 ，θ1 −
３）と（φ1 −３，θ1 −３）とについてその点の内積
Ｆをそれぞれ計算する。
個を選ぶ（Ｓ2 ）。そのａ個に対する各点（θ，φ）に
ついて、α°／２小さい（θ，φ）の点の各内積Ｆを計
算する（Ｓ3 ）。つまり例えば図５Ｂに示すように、α
＝δの場合は、ａ個選択されたうちの１つの点（φ1 ，
θ1 ）に対し、（φ1 −３，θ1 ）と、（φ1 ，θ1 −
３）と（φ1 −３，θ1 −３）とについてその点の内積
Ｆをそれぞれ計算する。
【００２９】ステップＳ2 で選んだａ個の内積と、ステ
ップＳ3 で計算した３ａ個の内積との計４ａ個の内積中
の小さい方からｂ個を選ぶ（Ｓ4 ）。そのｂ個に対する
各点（θ，φ）について、これを中心とするα°×α°
よりも所望精度単位だけ内側の領域中の所望精度の各点
の（φ，θ）について内積Ｆを計算する（Ｓ5 ）。α＝
δで、所望精度が１度の場合、ｂ個中の１つが図５Ｂに
おいて（φ1 −３，θ 1 ）であるとすると、（φ1 −
３，θ1 ）を中心とする（δ−１）°×（δ−１）°の
領域内について、１度の単位精度の点つまり、（φ1 −
３，θ1 ）に対し、１度離れた点、即ちφ1 ，θ1 の少
なくとも一方を１変えた各点の８点と、（φ1 −３，θ
1 ）に対し、２度離れた点、即ちφ1 ，θ1 の少くとも
一方を２変えた各点の１０点との計２４点（図５Ｂに×
印を付けた点）について内積Ｆをそれぞれ計算する。
ップＳ3 で計算した３ａ個の内積との計４ａ個の内積中
の小さい方からｂ個を選ぶ（Ｓ4 ）。そのｂ個に対する
各点（θ，φ）について、これを中心とするα°×α°
よりも所望精度単位だけ内側の領域中の所望精度の各点
の（φ，θ）について内積Ｆを計算する（Ｓ5 ）。α＝
δで、所望精度が１度の場合、ｂ個中の１つが図５Ｂに
おいて（φ1 −３，θ 1 ）であるとすると、（φ1 −
３，θ1 ）を中心とする（δ−１）°×（δ−１）°の
領域内について、１度の単位精度の点つまり、（φ1 −
３，θ1 ）に対し、１度離れた点、即ちφ1 ，θ1 の少
なくとも一方を１変えた各点の８点と、（φ1 −３，θ
1 ）に対し、２度離れた点、即ちφ1 ，θ1 の少くとも
一方を２変えた各点の１０点との計２４点（図５Ｂに×
印を付けた点）について内積Ｆをそれぞれ計算する。
【００３０】選んだｂ個の各点について、それを中心と
する領域α°×α°内における内積Ｆの極小値（最小値
ではない）を求める（Ｓ6 ）。図５Ｂの例では極小値が
存在し得る点は（φ1 −１，θ1 ）とこれに対して１だ
け離れた点との計９点となる。このようにして所望精
度、つまりこの例では１度の精度で内積Ｆの落込み点が
求まる。次に選んだｂ個の点について求めた極小値の小
さい方からＮ−１個（Ｎ：アンテナ本数）を選ぶ（Ｓ
7 ）。
する領域α°×α°内における内積Ｆの極小値（最小値
ではない）を求める（Ｓ6 ）。図５Ｂの例では極小値が
存在し得る点は（φ1 −１，θ1 ）とこれに対して１だ
け離れた点との計９点となる。このようにして所望精
度、つまりこの例では１度の精度で内積Ｆの落込み点が
求まる。次に選んだｂ個の点について求めた極小値の小
さい方からＮ−１個（Ｎ：アンテナ本数）を選ぶ（Ｓ
7 ）。
【００３１】このようにして各分割領域に対して並列処
理して得られた各Ｎ−１個の極小値の全体、この例では
５×（Ｎ−１）中の小さい方から信号の数、つまり推定
されたＭだけ選び、それぞれ到来信号の方位とする。こ
のように（φ，θ）領域を複数（前記例では５）に分割
しているため、ａの数を比較的小さくすることができ
る。つまり、弱い電波は内積Ｆの落込み角度範囲が小さ
く、強い電波は内積Ｆの落込み角度範囲が広く、特に波
長が長いと落込み角度範囲が一層長くなるため、１つの
電波の落込み範囲に対し、複数点がａの数内に選ばれて
しまい、弱い電波による落込みが外ずされてしまうおそ
れがある。しかし上記分割により比較的小さいａでもそ
のおそれがなくなる。また探知電波波長に応じて波長が
長い程αを大とするように、αを変更してもよい。
理して得られた各Ｎ−１個の極小値の全体、この例では
５×（Ｎ−１）中の小さい方から信号の数、つまり推定
されたＭだけ選び、それぞれ到来信号の方位とする。こ
のように（φ，θ）領域を複数（前記例では５）に分割
しているため、ａの数を比較的小さくすることができ
る。つまり、弱い電波は内積Ｆの落込み角度範囲が小さ
く、強い電波は内積Ｆの落込み角度範囲が広く、特に波
長が長いと落込み角度範囲が一層長くなるため、１つの
電波の落込み範囲に対し、複数点がａの数内に選ばれて
しまい、弱い電波による落込みが外ずされてしまうおそ
れがある。しかし上記分割により比較的小さいａでもそ
のおそれがなくなる。また探知電波波長に応じて波長が
長い程αを大とするように、αを変更してもよい。
【００３２】以上のようにして得られた電波到来方向
（φ，θ）とその強度とを表示器２５に表示するが、そ
の表示は例えば図６に示すようにする。即ち縦の基線４
１に対し、右まわりの角度でθを、その中心４２に対す
る距離でφを表示する。表示面の半径をｒとする時、デ
ータ処理部２４で得られた角度（φ，θ）について ｙ＝ｒcos φcos θ ｘ＝ｒcos φsin θ をそれぞれ演算し、このｘ，ｙ座標（中心４２からの相
対座標）の点に、表示器２５中の表示面と対応したビデ
オＲＡＭに到来電波の存在を示す“１”又はその電波強
度を書込む。マーカや目盛は固定表示用ビデオＲＡＭに
書込んでおく。到来電波の強度が強く、かつ到来方向が
安定していれば、その電波については１点で表示され、
正しく方位、仰角を読取ることができる。到来電波の強
度が弱いと、検出方向（φ，θ）が一定とならずふらつ
き、分布して表示される。表示器２５がＣＲＴの場合は
時間的に積分されるため、確からしい到来方向の輝度が
強くなる。
（φ，θ）とその強度とを表示器２５に表示するが、そ
の表示は例えば図６に示すようにする。即ち縦の基線４
１に対し、右まわりの角度でθを、その中心４２に対す
る距離でφを表示する。表示面の半径をｒとする時、デ
ータ処理部２４で得られた角度（φ，θ）について ｙ＝ｒcos φcos θ ｘ＝ｒcos φsin θ をそれぞれ演算し、このｘ，ｙ座標（中心４２からの相
対座標）の点に、表示器２５中の表示面と対応したビデ
オＲＡＭに到来電波の存在を示す“１”又はその電波強
度を書込む。マーカや目盛は固定表示用ビデオＲＡＭに
書込んでおく。到来電波の強度が強く、かつ到来方向が
安定していれば、その電波については１点で表示され、
正しく方位、仰角を読取ることができる。到来電波の強
度が弱いと、検出方向（φ，θ）が一定とならずふらつ
き、分布して表示される。表示器２５がＣＲＴの場合は
時間的に積分されるため、確からしい到来方向の輝度が
強くなる。
【００３３】この例ではｘ軸にθの０〜３６０°をと
り、到来方向のθについての受信度数をｙ軸方向に表示
４３として表示し、到来方向のφをｙ軸方向にとり、そ
の受信度数をｘ軸方向にとって表示４４として表示して
いる。この場合、表示面をオーバーした場合はその分を
表示色を変えて表示４３′として表示している。この度
数分布により到来方向の確からしさを知ることができ
る。
り、到来方向のθについての受信度数をｙ軸方向に表示
４３として表示し、到来方向のφをｙ軸方向にとり、そ
の受信度数をｘ軸方向にとって表示４４として表示して
いる。この場合、表示面をオーバーした場合はその分を
表示色を変えて表示４３′として表示している。この度
数分布により到来方向の確からしさを知ることができ
る。
【００３４】図７Ａに示すように、方位θと仰角φとを
図６に示したと同様に点４２を中心とする基線４１に対
する角度で方位θを、中心４２から半径方向の距離で仰
角φを表示する部分（以下円形表示部と記す）４６と、
横軸に方位角度をとり、縦軸に各方位角度に対する受信
度数を表示する度数分布表示部（以下横軸、縦軸の一方
は変数を、他方は結果をそれぞれとって表示する表示部
を方形表示部と記す）４７とを表示面４８に並べて表示
してもよい。
図６に示したと同様に点４２を中心とする基線４１に対
する角度で方位θを、中心４２から半径方向の距離で仰
角φを表示する部分（以下円形表示部と記す）４６と、
横軸に方位角度をとり、縦軸に各方位角度に対する受信
度数を表示する度数分布表示部（以下横軸、縦軸の一方
は変数を、他方は結果をそれぞれとって表示する表示部
を方形表示部と記す）４７とを表示面４８に並べて表示
してもよい。
【００３５】円形表示部４６に中心４２から半径方向に
延長した直線で方位カーソル４９が表示され、この方位
カーソル４９が指示する方位角度θに方形表示部４７に
おいて縦線の方位カーソル５１が表示される。表示器２
５に方位カーソル設定手段が設けられ、指示させたい方
位角度θを入力すると、これと対応してカーソル４９，
５１が表示される。つまり設定された方位角度θに対
し、ｒ sinθ，ｒ cosθを演算し、この点と中心４２と
を結ぶ線を描画させればカーソル４９が表示される。ま
たカーソル５１は方形表示部４７における方位角度θの
位置から縦軸と平行した線を上側に画けば表示される。
このように方位カーソル４９又は５１を任意の方位角度
θに指示させると、その方位角度θが表示面４８の一
部、図では下部に数値表示され、またこの例ではその方
位角θにおいて最も受信度数が高い仰角度φも数値表示
される。
延長した直線で方位カーソル４９が表示され、この方位
カーソル４９が指示する方位角度θに方形表示部４７に
おいて縦線の方位カーソル５１が表示される。表示器２
５に方位カーソル設定手段が設けられ、指示させたい方
位角度θを入力すると、これと対応してカーソル４９，
５１が表示される。つまり設定された方位角度θに対
し、ｒ sinθ，ｒ cosθを演算し、この点と中心４２と
を結ぶ線を描画させればカーソル４９が表示される。ま
たカーソル５１は方形表示部４７における方位角度θの
位置から縦軸と平行した線を上側に画けば表示される。
このように方位カーソル４９又は５１を任意の方位角度
θに指示させると、その方位角度θが表示面４８の一
部、図では下部に数値表示され、またこの例ではその方
位角θにおいて最も受信度数が高い仰角度φも数値表示
される。
【００３６】図７Ｂに示すように円形表示部４６と方形
表示部４７とを並べて表示するが、この例では方形表示
部４７として、縦軸に仰角度０〜９０°を、横軸に各仰
角度における受信度数をとって仰角受信数分布を表示さ
せてもよい。またこの例では方位カーソル４９と直角に
交差する仰角カーソル５２が表示され、方形表示部４７
に横方向直線により仰角カーソル５３が表示される。表
示器２５に仰角カーソル設定手段が設けられ、任意の仰
角φを設定すると、（ｒ sinθ cosφ，ｒ cosθ cos
φ）の点、つまり方位カーソル４９と仰角カーソル５２
との交点と、これから±（Ｌ cosθ，−Ｌ sinθ）（Ｌ
は仰角カーソル５２長さの２分の１）だけ離れた２点と
を結ぶ線を描画することにより仰角カーソル５２が表示
される。仰角カーソル５３は縦軸の０〜９０°中の設定
された仰角度φから横線を右に画けば表示される。更に
仰角カーソル５２により指示された仰角度φと、方位カ
ーソル４９の指示方位角度θとが表示面４８の一部に数
値表示される。
表示部４７とを並べて表示するが、この例では方形表示
部４７として、縦軸に仰角度０〜９０°を、横軸に各仰
角度における受信度数をとって仰角受信数分布を表示さ
せてもよい。またこの例では方位カーソル４９と直角に
交差する仰角カーソル５２が表示され、方形表示部４７
に横方向直線により仰角カーソル５３が表示される。表
示器２５に仰角カーソル設定手段が設けられ、任意の仰
角φを設定すると、（ｒ sinθ cosφ，ｒ cosθ cos
φ）の点、つまり方位カーソル４９と仰角カーソル５２
との交点と、これから±（Ｌ cosθ，−Ｌ sinθ）（Ｌ
は仰角カーソル５２長さの２分の１）だけ離れた２点と
を結ぶ線を描画することにより仰角カーソル５２が表示
される。仰角カーソル５３は縦軸の０〜９０°中の設定
された仰角度φから横線を右に画けば表示される。更に
仰角カーソル５２により指示された仰角度φと、方位カ
ーソル４９の指示方位角度θとが表示面４８の一部に数
値表示される。
【００３７】なお、仰角カーソル５３を方位カーソル４
９と連動させることなく、仰角カーソル５３を基準線４
１上を移動させて任意の仰角度を指示させるようにして
もよい。この場合は数値表示として方位（θ）にはその
指定された仰角度φにおいて最も受信度数の多い方位が
表示される。図８Ａに示すように、方位カーソル４９が
指示している方位角θにおける仰角０〜９０°に対する
受信度数分布が方形表示部４７に表示されるようにして
もよい。図８Ｂに示すように、仰角カーソル５２を基準
線４１上で指示させ、その指示した仰角φにおける方位
０〜３６０°に対する受信度数分布が方形表示部４７に
表示されるようにしてもよい。
９と連動させることなく、仰角カーソル５３を基準線４
１上を移動させて任意の仰角度を指示させるようにして
もよい。この場合は数値表示として方位（θ）にはその
指定された仰角度φにおいて最も受信度数の多い方位が
表示される。図８Ａに示すように、方位カーソル４９が
指示している方位角θにおける仰角０〜９０°に対する
受信度数分布が方形表示部４７に表示されるようにして
もよい。図８Ｂに示すように、仰角カーソル５２を基準
線４１上で指示させ、その指示した仰角φにおける方位
０〜３６０°に対する受信度数分布が方形表示部４７に
表示されるようにしてもよい。
【００３８】あるいは図８Ｃに示すように、方位角に対
する受信度数分布を方形表示部４７で行い、その方位カ
ーソル５１で指示した方位角度における仰角に対する受
信度数分布を方形表示部５４として方形表示部４７と並
べて表示してもよい。更に表示器２５に（７）式のＰMU
（φ，θ）（固有ベトクルとアンテナ受信電圧ベクトル
との内積の逆数）を、φをパラメータとして表示するよ
うにすることができる。例えば図９Ａに示すように、φ
＝０°，φ＝２０°，φ＝４０°，φ＝８０°について
ＰMU曲線を０〜３６０°にわたって表示した場合であ
る。横軸は方位角を、縦軸はＰMUのレベルをそれぞれ示
している。１回の測定（例えば１秒に数回）で各ＰMU曲
線が表示され、そのピークの現れる状態、つまり計算に
よる到来方向の推定状態がその都度現れ、測定結果の表
示が正しいことを確認することができる。またこの表示
から鋭いピークが接近して現れて接近した方位が表示さ
れる場合と、１つの比較的ブロードのピークのため、接
近した方位が表示される場合とが区別できる。つまり前
者は２つの電波が接近した方位から到来し、後者の場合
は同一電波であるが受信レベルが低く、不安定のために
接近した方位が表示されていることが理解される。
する受信度数分布を方形表示部４７で行い、その方位カ
ーソル５１で指示した方位角度における仰角に対する受
信度数分布を方形表示部５４として方形表示部４７と並
べて表示してもよい。更に表示器２５に（７）式のＰMU
（φ，θ）（固有ベトクルとアンテナ受信電圧ベクトル
との内積の逆数）を、φをパラメータとして表示するよ
うにすることができる。例えば図９Ａに示すように、φ
＝０°，φ＝２０°，φ＝４０°，φ＝８０°について
ＰMU曲線を０〜３６０°にわたって表示した場合であ
る。横軸は方位角を、縦軸はＰMUのレベルをそれぞれ示
している。１回の測定（例えば１秒に数回）で各ＰMU曲
線が表示され、そのピークの現れる状態、つまり計算に
よる到来方向の推定状態がその都度現れ、測定結果の表
示が正しいことを確認することができる。またこの表示
から鋭いピークが接近して現れて接近した方位が表示さ
れる場合と、１つの比較的ブロードのピークのため、接
近した方位が表示される場合とが区別できる。つまり前
者は２つの電波が接近した方位から到来し、後者の場合
は同一電波であるが受信レベルが低く、不安定のために
接近した方位が表示されていることが理解される。
【００３９】また異なる仰角からの到来を知ることがで
きる。パラメータの仰角φを例えば０°から２０°ごと
の値を用いるが、到来電波の周波数が高いと、その到来
仰角方向が、パラメータ値からかなりずれていると、Ｐ
MU曲線に十分現れない。よって、推定された到来仰角方
向についても、そのφをパラメータとしてＰMU曲線を表
示するとよい。なおＰMU曲線の表示は円形表示部４６に
よる表示と並べて方形表示部４７に常時表示してもよ
く、あるいは、方形表示部４７に常時、方位方向受信度
数分布を表示し、ボタン操作することにより一時的にそ
の度数分布表示の代わりにＰMU曲線を表示してもよい。
又は常時円形表示部４６による表示を行い、必要に応じ
てこれにかえてＰMU曲線を表示してもよい。更に図９Ｂ
に示すように方位方向受信度数分布表示とＰMU曲線表示
とを、方位角度軸を共通として上下に並べて表示し、か
つ、共通の方位カーソル４８を表示させることもでき
る。
きる。パラメータの仰角φを例えば０°から２０°ごと
の値を用いるが、到来電波の周波数が高いと、その到来
仰角方向が、パラメータ値からかなりずれていると、Ｐ
MU曲線に十分現れない。よって、推定された到来仰角方
向についても、そのφをパラメータとしてＰMU曲線を表
示するとよい。なおＰMU曲線の表示は円形表示部４６に
よる表示と並べて方形表示部４７に常時表示してもよ
く、あるいは、方形表示部４７に常時、方位方向受信度
数分布を表示し、ボタン操作することにより一時的にそ
の度数分布表示の代わりにＰMU曲線を表示してもよい。
又は常時円形表示部４６による表示を行い、必要に応じ
てこれにかえてＰMU曲線を表示してもよい。更に図９Ｂ
に示すように方位方向受信度数分布表示とＰMU曲線表示
とを、方位角度軸を共通として上下に並べて表示し、か
つ、共通の方位カーソル４８を表示させることもでき
る。
【００４０】前述したように８字指向特性のアンテナ２
個を用いて電波到来方向を求める場合は、方位方向のみ
（又は仰角方向のみ）しか求まらないが、その表示方法
は前述した各種の場合を適用でき、たゞ仰角（方位）の
表示を省略すればよい。図６に示した表示にもカーソル
により任意の方位（仰角）を指示させるようにしてもよ
い。
個を用いて電波到来方向を求める場合は、方位方向のみ
（又は仰角方向のみ）しか求まらないが、その表示方法
は前述した各種の場合を適用でき、たゞ仰角（方位）の
表示を省略すればよい。図６に示した表示にもカーソル
により任意の方位（仰角）を指示させるようにしてもよ
い。
【００４１】図１０に垂直アンテナを等角度円周配列し
た場合のアンテナ本数に対する測定可能なアンテナ最大
間隔（スパン）を求めた実験データを示す。この図７か
らアンテナ本数Ｎが奇数の場合は、偶数の場合より、最
大スパンが大きく、同一システムの場合は、広い周波数
帯域の電波を探知できることがわかる。上述においては
電波の到来方向を仰角φと方位θとについて求めたが、
その一方のみを求める場合にもこの発明を適用すること
ができる。受信器１２1 〜１２N に共通の試験信号を入
力して、Ｎ個の系間における位相、振幅のばらつきをソ
フトウェアで補正するようにできる。
た場合のアンテナ本数に対する測定可能なアンテナ最大
間隔（スパン）を求めた実験データを示す。この図７か
らアンテナ本数Ｎが奇数の場合は、偶数の場合より、最
大スパンが大きく、同一システムの場合は、広い周波数
帯域の電波を探知できることがわかる。上述においては
電波の到来方向を仰角φと方位θとについて求めたが、
その一方のみを求める場合にもこの発明を適用すること
ができる。受信器１２1 〜１２N に共通の試験信号を入
力して、Ｎ個の系間における位相、振幅のばらつきをソ
フトウェアで補正するようにできる。
【００４２】
【発明の効果】以上述べたように請求項１の発明によれ
ば探知方向の仰角φと方位θとが比較的直観的に見易
い。特に実施例のように、φ＝０°が外周、φ＝９０°
が中心となるように表示すると、もともと、φ＝９０°
に近づくに従って、方位分解能を上げることが困難であ
り、φ＝０°に近づくに従って方位分解能を上げること
ができ、これとマッチした表示が得られる。
ば探知方向の仰角φと方位θとが比較的直観的に見易
い。特に実施例のように、φ＝０°が外周、φ＝９０°
が中心となるように表示すると、もともと、φ＝９０°
に近づくに従って、方位分解能を上げることが困難であ
り、φ＝０°に近づくに従って方位分解能を上げること
ができ、これとマッチした表示が得られる。
【００４３】また、各方位、仰角について受信度数がわ
かり測定した到来電波の方向の確からしさがよく理解で
き、また雑音電波か、一次的な電波かの判定も可能とな
る。請求項２，３の発明によれば、それぞれ測定した到
来電波の方位、仰角の確からしさを知ることができる。
かり測定した到来電波の方向の確からしさがよく理解で
き、また雑音電波か、一次的な電波かの判定も可能とな
る。請求項２，３の発明によれば、それぞれ測定した到
来電波の方位、仰角の確からしさを知ることができる。
【００４４】請求項４〜６の発明によればカーソルを用
いることにより、方位あるいは仰角を数値表示させるこ
とができ、かつその方位あるいは仰角における、仰角あ
るいは方位受信度数分布を表示させたり、その最大受信
度数の仰角あるいは方位を表示させることができる。請
求項７，８の発明によればＰMU曲線が表示され、測定表
示方位、仰角の確からしさや近接電波か不安定電波かの
区別などをすることができる。
いることにより、方位あるいは仰角を数値表示させるこ
とができ、かつその方位あるいは仰角における、仰角あ
るいは方位受信度数分布を表示させたり、その最大受信
度数の仰角あるいは方位を表示させることができる。請
求項７，８の発明によればＰMU曲線が表示され、測定表
示方位、仰角の確からしさや近接電波か不安定電波かの
区別などをすることができる。
【００４５】請求項９の発明によればアンテナを奇数と
することにより、ほぼ同一規模でも偶数の場合よりも検
出可能周波数帯域が広い。
することにより、ほぼ同一規模でも偶数の場合よりも検
出可能周波数帯域が広い。
【００４６】以上述べたように対数増幅器を用いて受信
する場合は、受信電波のレベル範囲が広く、かつデジタ
ル処理は直線性特性に戻しているため、演算処理が容易
である。つまり従来の通常の方向探知機において位相の
みを検出するものはリミッタ増幅をすることができ、受
信電波のレベル範囲が広く、また振幅を検出するものは
受信器にＡＧＣ回路が付けられているため、受信電波の
レベル範囲が比較的大きいが、この発明では位相と振幅
とを検出する必要があり、図１において各受信器１２1
〜１２N にＡＧＣ回路を付加すると、受信器１２1 〜１
２N の各出力間において振幅の差がなくなるように作用
してしまい、方位検出を行うことができない。しかしこ
の発明では対数増幅器を用いているため、弱い電波と強
い電波との同時受信を検出でき、しかもそのレベル差が
大きくても測定可能である。
する場合は、受信電波のレベル範囲が広く、かつデジタ
ル処理は直線性特性に戻しているため、演算処理が容易
である。つまり従来の通常の方向探知機において位相の
みを検出するものはリミッタ増幅をすることができ、受
信電波のレベル範囲が広く、また振幅を検出するものは
受信器にＡＧＣ回路が付けられているため、受信電波の
レベル範囲が比較的大きいが、この発明では位相と振幅
とを検出する必要があり、図１において各受信器１２1
〜１２N にＡＧＣ回路を付加すると、受信器１２1 〜１
２N の各出力間において振幅の差がなくなるように作用
してしまい、方位検出を行うことができない。しかしこ
の発明では対数増幅器を用いているため、弱い電波と強
い電波との同時受信を検出でき、しかもそのレベル差が
大きくても測定可能である。
【図１】この発明の実施例を示すブロック図。
【図２】図１中のディジタル処理部２３1 の具体例を示
すブロック図。
すブロック図。
【図３】データ処理部２４における処理例を示す流れ
図。
図。
【図４】データ処理部２４中における内積処理を高速化
する例を示す流れ図。
する例を示す流れ図。
【図５】図４の処理における各内積計算点を説明するた
めの図。
めの図。
【図６】表示器２５の表示例を示す図。
【図７】円形表示と方形表示との並列表示例を示す図。
【図８】カーソルの指定に基づく、方位（仰角）受信度
数分布表示が表れる例を示す図。
数分布表示が表れる例を示す図。
【図９】ＰMU曲線の表示例を示す図。
【図１０】アンテナ本数と測定可能最大スパンとの関係
を示す実験データ図。
を示す実験データ図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海賀 和彦 千葉県船橋市本中山４−13−２ 富士見 荘103 (56)参考文献 特開 昭62−233781（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−51371（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−100485（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−101480（ＪＰ，Ａ) 特公 昭55−28514（ＪＰ，Ｂ２) ＲＡＬＰＨ Ｏ．ＳＣＨＭＩＤＴ，" ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＥＭＩＴＴＥＲ Ｌ ＯＣＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＳＩＧＮＡＬ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＥＳＴＩＭＡＴ ＩＯＮ”ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴ ＩＯＮ ＯＮ ＡＮＴＥＮＡＳ ＡＮＤ ＰＲＯＰＡＧＡＴＩＯＮ，ＶＯＬ．Ａ Ｐ−34，ＮＯ．３，ＭＡＲＣＨ 1986, Ｐ．276−Ｐ．280 ＲＡＬＰＨ Ｏ．ＳＣＨＭＩＤＴ，" ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＳＯＵＲＣＥ ＤＦ ＳＩＧＮＡＬ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮ Ｇ：ＡＮ ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＬ ＳＹＳＴＥＭ”，ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳ ＡＣＴＩＯＮ ＯＮ ＡＮＴＥＮＡＳ ＡＮＤ ＰＲＯＰＡＧＡＴＩＯＮ，ＶＯ Ｌ．ＡＰ−34，ＮＯ．３，ＭＡＲＣＨ 1986，Ｐ．281−Ｐ290
Claims (9)
- 【請求項１】 Ｎ個（Ｎは３以上の整数）のアンテナ
と、 これら各アンテナの出力をそれぞれ入力するＮ個の受信
器と、 これら各受信器の出力をそれぞれデジタル信号に変換す
るＮ個のＡＤ変換器と、 これらＡＤ変換器の出力をそれぞれフーリエ変換するＮ
個のフーリエ変換器と、 これらフーリエ変換器の出力をミュージック法で処理し
て上記アンテナに受信された電波の到来方向を演算する
データ処理部と、 上記演算して得られた電波到来方向の仰角を中心に対す
る半径方向の距離で、方位を上記中心を中心とする周方
向の角度で表示し、 かつ 横軸に方位角度が、縦軸にその各方位角度について
の受信度数がそれぞれとられた受信方位角度数分布表示
と、上記縦軸に仰角度が、上記横軸にその仰角度につい
ての受信度数がそれぞれとられた受信仰角度数分布表示
とが、そのほゞ表示中心を上記中心と一致させて行なわ
れる表示器とを有する方向探知機。 - 【請求項２】 上記表示器は横軸に方位角度が、縦軸に
その各方位角度についての受信度数がそれぞれとられた
受信方位角度数分布表示が、上記仰角及び方位表示と並
べてなされることを特徴とする請求項１記載の方向探知
機。 - 【請求項３】 上記表示器は縦軸に仰角度が、横軸にそ
の仰角度についての受信度数がそれぞれとられた受信仰
角度数分布表示が、上記仰角及び方位表示と並べてなさ
れることを特徴とする請求項１記載の方向探知機。 - 【請求項４】 Ｎ個（Ｎは３以上の整数）のアンテナ
と、 これら各アンテナの出力をそれぞれ入力するＮ個の受信
器と、 これら各受信器の出力をそれぞれデジタル信号に変換す
るＮ個のＡＤ変換器と、 これらＡＤ変換器の出力をそれぞれフーリエ変換するＮ
個のフーリエ変換器と、 これらフーリエ変換器の出力をミュージック法で処理し
て上記アンテナに受信された電波の到来方向を演算する
データ処理部と、 上記演算して得られた電波到来方向の仰角及び方位をア
ナログ表示する表示器と、 その表示器に任意の方位角度及び仰角度の一方を指示す
るカーソルを設定する手段と、 そのカーソルにより指示された角度の数値表示、及びそ
の支持された角度が方位角度であればその方位角度にお
ける最も高い受信度数の仰角度を、上記指示角度が仰角
度であればその仰角度における最も高い受信度数の方位
角度を数値表示する手段と、 を具備する方向探知機。 - 【請求項５】 Ｎ個（Ｎは３以上の整数）のアンテナ
と、 これら各アンテナの出力をそれぞれ入力するＮ個の受信
器と、 これら各受信器の出力をそれぞれデジタル信号に変換す
るＮ個のＡＤ変換器と、 これらＡＤ変換器の出力をそれぞれフーリエ変換するＮ
個のフーリエ変換器と、 これらフーリエ変換器の出力をミュージック法で処理し
て上記アンテナに受信された電波の到来方向を演算する
データ処理部と、 上記演算して得られた電波到来方向の仰角及び方位をア
ナログ表示する表示器と、 その表示器に任意の方位角度及び仰角度の一方を指示す
るカーソルを設定する手段と、 そのカーソルにより指示された角度の数値表示、及びそ
の支持角度が方位ならばその方位角度における仰角の受
信度数分布を、支持角度が仰角ならその仰角における方
位の受信度数分布を上記表示器に表示する手段と、 を具備する方向探知機。 - 【請求項６】 上記演算された仰角を中心に対する半径
方向の距離で、方位を上記中心を中心とする角度で表示
する円形表示部と、各方位角度又は仰角度に対する受信
度数を表示する受信度数分布表示部とが設けられ、両表
示部にそれぞれ上記カーソルが表示され、その一方のカ
ーソル指示を変更すると他方のカーソル指示が連動して
変更することを特徴とする請求項４又は５記載の方向探
知機。 - 【請求項７】 Ｎ個（Ｎは３以上の整数）のアンテナ
と、 これら各アンテナの出力をそれぞれ入力するＮ個の受信
器と、 これら各受信器の出力をそれぞれデジタル信号に変換す
るＮ個のＡＤ変換器と、 これらＡＤ変換器の出力をそれぞれフーリエ変換するＮ
個のフーリエ変換器と、 これらフーリエ変換器の出力をミュージック法で処理し
て上記アンテナに受信された電波の到来方向を演算する
データ処理部と、 上記データ処理部における処理により得られる固有ベク
トルとアンテナ受信電圧ベクトルとの内積の逆数を、仰
角又は方位をパラメータとして、各方位角又は各仰角に
ついて計算した値を縦軸又は横軸とし、その方位角又は
仰角を横軸又は縦軸としたＰMU曲線を表示する表示手段
と、 を有する方向探知機。 - 【請求項８】 上記表示手段は方位又は仰角軸を共通と
して、その各方位角又は仰角での受信度数を示す受信度
数分布表示を、上記ＰMU曲線表示と並べて表示するもの
であることを特徴とする請求項７記載の方向探知機。 - 【請求項９】 上記Ｎを奇数とすることを特徴とする請
求項１乃至８の何れかに記載の方向探知機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4205521A JP2689052B2 (ja) | 1991-08-02 | 1992-07-31 | 方向探知機 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-194063 | 1991-08-02 | ||
| JP19406391 | 1991-08-02 | ||
| JP4205521A JP2689052B2 (ja) | 1991-08-02 | 1992-07-31 | 方向探知機 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29397A Division JP2896398B2 (ja) | 1991-08-02 | 1997-01-06 | 方向探知機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05196716A JPH05196716A (ja) | 1993-08-06 |
| JP2689052B2 true JP2689052B2 (ja) | 1997-12-10 |
Family
ID=26508280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4205521A Expired - Lifetime JP2689052B2 (ja) | 1991-08-02 | 1992-07-31 | 方向探知機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2689052B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4810163B2 (ja) * | 2005-08-29 | 2011-11-09 | 三菱電機株式会社 | 電波方向探知装置 |
| EP3809162A4 (en) * | 2018-06-15 | 2022-03-23 | Furuno Electric Co., Ltd. | GNSS RECEIPT DEVICE AND GNSS RECEIPT METHOD |
| WO2023162103A1 (ja) * | 2022-02-24 | 2023-08-31 | 日本電信電話株式会社 | 電波状況出力装置、電波状況出力方法、及び電波状況出力プログラム |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5528514A (en) * | 1978-08-18 | 1980-02-29 | Sony Corp | Tone arm driving invertional lever for record player |
| JPS5951371A (ja) * | 1982-09-17 | 1984-03-24 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
| JPH0766046B2 (ja) * | 1986-04-03 | 1995-07-19 | 経明 大師堂 | 入力波の到来方向測定装置 |
| JP2587957B2 (ja) * | 1987-10-14 | 1997-03-05 | 防衛庁技術研究本部長 | レーダ表示方法及び装置 |
| JPH01101480A (ja) * | 1987-10-15 | 1989-04-19 | Mitsubishi Electric Corp | レーダ表示方法及び装置 |
-
1992
- 1992-07-31 JP JP4205521A patent/JP2689052B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ＲＡＬＰＨ Ｏ．ＳＣＨＭＩＤＴ，"ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＥＭＩＴＴＥＲ ＬＯＣＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＳＩＧＮＡＬ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＥＳＴＩＭＡＴ ＩＯＮ"ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ ＯＮ ＡＮＴＥＮＡＳ ＡＮＤ ＰＲＯＰＡＧＡＴＩＯＮ，ＶＯＬ．ＡＰ−３４，ＮＯ．３，ＭＡＲＣＨ １９８６，Ｐ．２７６−Ｐ．２８０ |
| ＲＡＬＰＨ Ｏ．ＳＣＨＭＩＤＴ，"ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＳＯＵＲＣＥ ＤＦ ＳＩＧＮＡＬ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ：ＡＮ ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＬ ＳＹＳＴＥＭ"，ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ ＯＮ ＡＮＴＥＮＡＳ ＡＮＤ ＰＲＯＰＡＧＡＴＩＯＮ，ＶＯＬ．ＡＰ−３４，ＮＯ．３，ＭＡＲＣＨ １９８６，Ｐ．２８１−Ｐ２９０ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05196716A (ja) | 1993-08-06 |
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