JP2817099B2 - 方向探知機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、同一受信周波数帯に混
信する２波の到来方向を個別に測定すると同時に通信内
容を分離聴取することのできる方向探知機に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電波の到来方向を測定する方
向探知機は、直交ループアンテナ等８字型指向性を有す
るアンテナとセンス決定用の無指向性アンテナを使用し
て自動的に指針表示するもの、或はブラウン管上にプロ
ペラ図形を描かせるもの等、多種多様の方式のものが実
用されている。しかしながら、同一受信周波数帯に混信
する２電波の到来方向を分離測定できる、または、２電
波の通信内容を分離取得できる方向探知機は未だ発表さ
れていない。

【０００３】近年になって、ディジタル技術が進歩して
きたので、アンテナアレーを構成する各アンテナ素子出
力を個別にディジタル処理可能なレベルまで増幅したの
ちＡＤ変換し、得られた各アンテナ出力のデータをミュ
ージック法（ＭＵＳＩＣ；Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｉｇｎ
ａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等で処理するこ
とによって、複数の混信波の到来方向を個別に探知する
方法が開発されている。しかしながら、このディジタル
処理方式においても、複雑な演算・処理に長時間を要
し、短時間で変化する通信内容を個別に分離抽出するこ
とは困難である。

【０００４】以上のように現在の方法では、同一受信周
波数帯に混信する２波の到来方向を個別に探知すると同
時に、電波の通信内容を分離取得して探知した方向に対
応付けて認知するとこはできない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】方向探知業務において
は、混信波が存在する場合でも通信内容と電波の到来方
向を対応付けて認知する必要があるので、混信する電波
の到来方向を分離測定すると同時に、その通信内容をも
リアルタイムで分離取得できる装置を実現することが課
題となる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】直交して配置した８字型
指向性を有するアンテナ、例えば直交ループアンテナの
出力を直交して捲線されたゴニオメータの固定捲線にそ
れぞれ印加したとき捜索線輪を回転することによって、
その出力が零となる点を求めることができると同時に、
そのときの捜索線輪の角度から受信した電波の到来方向
を知ることができる。本発明に係わる方向探知機は、こ
の性質を利用したものであって、前記アンテナ系の出力
端に並列に第１、第２の２個のゴニオメータを接続し、
混信する２波の信号をそれぞれのゴニオメータで互いに
１波づつ消去して、それぞれの電波の到来方向を求める
と同時に、残余の信号を取り出すようにするものであ
る。

【０００７】本発明においては、上記動作をサーボ機構
を用いて自動的に行わせるものであって、第１のゴニオ
メータを第１、第２のゴニオメータの指示角の平均値が
受信した２波の到来角の平均値と等しくなるように制御
し、第２のゴニオメータは、第１、第２のゴニオメータ
の指示角の差が受信した２波の到来角の差と等しくなる
ように、第１のゴニオメータの制御速度より若干遅い制
御速度で制御する。

【０００８】第１のゴニオメータの制御信号は、次のよ
うにして作られる。 すなわち； １）前記アンテナ系の中心に設置した無指向性アンテナ
の出力（またはこれと等価なアンテナ出力）をサーボ機
構の動作周波数の低周波信号で平衡変調する。 ２）第１、第２のゴニオメータの出力の差をとり、上記
平衡変調波と合成する。 ３）この合成出力を増幅・検波して得られる前記低周波
成分を制御信号とする。

【０００９】第２のゴニオメータの制御信号は、次のよ
うにして作られる。すなわち； ４）第１、第２のゴニオメータの出力の和をとり、上記
平衡変調波と合成する。 ５）直交配置した一方のアンテナ出力を前記低周波信号
で平衡変調する。 ６）直交配置したアンテナの他方の出力を９０度移相し
て、上記平衡変調波と合成する。 ７）この合成出力を増幅・検波して得られる前記低周波
成分を制御信号とする。

【００１０】

【作用】上記の手段によると、第１のゴニオメータは、
第１、第２のゴニオメータの指示角の平均値が受信した
２波の到来角の平均値と等しくなる位置で、また、第２
のゴニオメータは、第１、第２のゴニオメータの指示角
の差が受信した２波の到来角の差と等しくなる位置で停
止する。 すなわち、上記２条件が満足されたとき、各
ゴニオメータの指示角は、混信する２波の到来角を指示
しており、互いに逆の電波を消去した状態となってい
る。この結果、混信する２波の到来角を個別に探知する
ことができる。また、第１、第２のゴニオメータの出力
を直接増幅・検波すれば、混信する２波の通信内容を分
離して個別に実時間で取得することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は、本発明による方向探知機の構成
を示す図である。図１において、１は、アンテナ系で１
ｎｓ、１ｅｗはそれぞれ南北方向、東西方向に向けて設
置したループアンテナで構成され、直交した８字型指向
性を持っている。 また、それぞれのループアンテナの
出力端に接続された変圧器の中点から無指向性の出力を
取り出すようにしてある。 ２ａ、２ｂは、ゴニオメー
タでループアンテナの出力に並列に接続されている。
３ａ、３ｂは、ゴニオメータ２ａ、２ｂの出力に接続さ
れた合成器で、合成器３ａは、一方の極性を入れ換えて
合成して差出力を取り出すようにし、合成器３ｂは、同
極性のまま合成して和出力を取り出すようにしてある。
４ａは、平衡変調器であって、アンテナ系１で得られ
た無指向性出力を低周波発振器１０の出力である制御低
周波信号で平衡変調する。

【００１２】次に第１のサーボ機構について説明する。
３ｃは、合成器で合成器３ａの出力と平衡変調器４ａの
出力を合成する。 ５ａは、増幅・検波器で合成器３ｃ
の出力である合成波を増幅検波してその包絡線信号を出
力する。 この包絡線信号には、低周波発振器１０で発
生した制御低周波信号と同期した低周波成分が含まれて
いる。 ６ａは、前記低周波信号の周波数を中心周波数
とする帯域濾波器で、上記包絡線出力に含まれる低周波
成分を抽出する。 ７ａは、電力増幅器で、帯域濾波器
６ａで抽出した低周波成分を電力増幅する。 ８ａは、
ゴニオメータ２ａの回転軸に直結されたサーボモータで
予め低周波発振器１０の出力で励磁されており、電力増
幅器６ａの出力で駆動される。 この電力増幅器７ａの
低周波出力は、アンテナ系１で得られる無指向性出力と
合成器３ａの合成出力の搬送波の位相差が丁度９０度に
なったとき零になる。 したがって、ゴニオメータ２ａ
を回転したとき、この零点を境に位相が反転するから、
サーボモータ８ａは、この点を追尾することになる。無
指向性アンテナ出力と合成器３ａの合成出力の搬送波の
位相差が丁度９０度となる条件は、混信する２波の到来
角の平均値と、両ゴニオメータの指示角の平均値が等し
くなることであるから、サーボモータ８ａは、両ゴニオ
メータ２ａ、２ｂの指示角が到来角の平均値の前後に等
角度なる位置で停止する。

【００１３】次に第２のサーボ機構について説明する。
３ｄは、合成器で合成器３ｂの出力と平衡変調器４ａの
出力を合成する。 ９は、移相器でループアンテナ１ｎ
ｓの出力を受けて、搬送波の位相を９０度移相する。
３ｅは、合成器でループアンテナ１ｅｗの出力と移相器
９の出力を合成する。 ３ｆも合成器で前記合成器３ｄ
の出力と、３ｅの出力を差動的に合成する。 ５ｂは、
増幅・検波器で合成器３ｆの出力である合成波を増幅検
波してその包絡線信号を出力する。 この包絡線信号に
は、低周波発振器１０で発生した制御低周波信号と同期
した低周波成分が含まれている。 ６ｂは、前記低周波
信号の周波数を中心周波数とする帯域濾波器で、上記包
絡線出力に含まれる低周波成分を抽出する。 ７ｂは、
電力増幅器で、帯域濾波器６ｂで抽出した低周波成分を
電力増幅する。 ８ｂは、ゴニオメータ２ｂの回転軸に
直結されたサーボモータで予め低周波発振器１０の出力
で励磁されており、電力増幅器７ｂの出力で駆動され
る。 この電力増幅器７ｂの低周波出力は、合成器３ｄ
及び３ｅの包絡線に含まれる低周波成分の振幅が等しく
なったとき零となる。 したがって、ゴニオメータ２ｂ
を回転したとき、この零点を境に位相が反転するから、
サーボモータ８ｂは、この点を追尾することになる。合
成器３ｅの出力の包絡線に含まれる低周波成分の振幅
は、ゴニオメータの位置に関係なく一定であるが、合成
器３ｄの出力の包絡線に含まれる低周波成分は、ゴニオ
メータの位置によって変化する。 この低周波成分の振
幅は、第１、第２のゴニオメータの位置が第１のサーボ
機構によって、混信する２波の到来角の平均値の前後に
等角度になるように制御されているとすると、混信する
２波の到来角の差と、両ゴニオメータの指示角の差が等
しくなるとき合成器３ｅの出力の包絡線に含まれる低周
波成分の振幅と等しくなり、その前後で増減する。
したがって、サーボモータ８ｂは、両ゴニオメータ２
ａ、２ｂの指示角の差が到来角の差と等しくなる位置で
停止する。

【００１４】上記の関係は、第１のサーボ機構の制御動
作が完了したのち、第２のサーボ機構の制御が行われな
ければならないから、第２のサーボ機構の動作時定数を
第１のサーボ機構の動作時定数より長くしてある。

【００１５】以上のように、両サーボ機構の制御動作が
完了したしたときには、両ゴニオメータの指示角の平均
値は混信する２波の到来角の平均値に等しく、かつ指示
角の差は混信する２波の到来角の差に等しい。 すなわ
ち、二つの指示角は混信する２波の到来角を指示してい
ることになる。

【００１６】また、ゴニオメータが到来角を指示してい
るということは、その到来角の電波は消去されているこ
とになっているから、各ゴニオメータは互いに混信する
２波

【発明の効果】の内の一方を消去し、他方を分離された
残余の信号として出力する。したがって、各ゴニオメー
タの出力端に直接受信器１１を接続すれば、混信する２
波の通信内容を互いに到来角と対応付けて、分離取得す
ることができる。以上説明してきたように本発明の方向
探知機によれば、同一受信帯域に混信する２波の到来方
向を自動的に、かつ同時に測定することができる。ま
た、混信して互いに妨害されて意味不明となっている通
信内容を分離抽出して明瞭な信号として、同時に、かつ
電波の到来方向と対応付けて取得することができるの
で、方向探知、妨害電波の監視等の業務の効率的運用が
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による方向探知機の構成を示
す図である。

【符号の説明】

１ アンテナ系 ２ ゴニオメータ ３ 合成器 ４ 平衡変調器 ５ 増幅・検波器 ６ 濾波器 ７ 電力増幅器 ８ サーボモータ ９ 移相器 １０ 低周波発振器 １１ 受信器

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01S 1/00 - 3/74

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直交して配置した８字型指向性を有する
   ２系統のアンテナで構成したアンテナ系と、ゴニオメー
   タ、サーボモータおよび受信増幅器で構成され、前記ア
   ンテナ系の出力端に並列に接続される第１、第２の２組
   のサーボ機構で構成した電波方向探知機において； ａ）第１のサーボ機構は、アンテナ系に並列に接続され
   た第１、第２のゴニオメータの差出力を取り出す第１の
   合成器と、前記アンテナ系の中心に設けた無指向性アン
   テナと、その出力を所定の低周波信号で平衡変調する第
   １の平衡変調器と、前記第１の合成器の出力であるゴニ
   オメータの差出力と第１の平衡変調器の出力とを合成す
   る第２の合成器と、第２の合成器の出力を増幅・検波す
   る第１の受信増幅器と、第１の受信増幅器の検波出力に
   含まれる変調に用いた低周波信号に同期した低周波成分
   を抽出する第１の濾波器と、第１の濾波器で抽出した低
   周波成分で駆動される第１のサーボモータとで構成し、 ｂ）第２のサーボ機構は、アンテナ系に接続された第
   １、第２のゴニオメータの和出力を取り出す第３の合成
   器と、前記第１の平衡変調器の出力を合成する第４の合
   成器と、前記２系統のアンテナ出力の内の１方を９０度
   移相する移相器と、他方のアンテナ出力を前記低周波信
   号で平衡変調する第２の平衡変調器と、前記移相器の出
   力と第２の平衡変調器の出力とを合成する第５の合成器
   と、第５の合成器の出力を増幅・検波する第２の受信増
   幅器と、第２の受信増幅器の検波出力に含まれる変調に
   用いた低周波信号に同期した低周波成分を抽出する第２
   濾波器と、第２の濾波器で抽出した低周波出力で駆動さ
   れる第２のサーボモータで構成し、混信する２信号の到
   来方向を両ゴニオメータの停止角度で表示するようにし
   たことを特徴とする方向探知機
2. 【請求項２】 請求項１の方向探知機において、第１、
   第２のゴニオメータの出力を直接増幅・検波する受信増
   幅器を設け、混信する２信号の通信内容を分離して取得
   するようにしたことを特徴とする方向探知機
3. 【請求項３】 アンテナ系の３出力をそれぞれ周波数変
   換して得られる中間周波信号をアンテナ出力として入力
   するようにした、前記請求項１に記載の方向探知機