JP2839406B2 - 方位測定装置 - Google Patents

方位測定装置

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JP2839406B2
JP2839406B2 JP4623292A JP4623292A JP2839406B2 JP 2839406 B2 JP2839406 B2 JP 2839406B2 JP 4623292 A JP4623292 A JP 4623292A JP 4623292 A JP4623292 A JP 4623292A JP 2839406 B2 JP2839406 B2 JP 2839406B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、レーダ波等のパルス
変調された高周波信号の到来方位を高精度に測定する方
位測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3(a) は従来の方位測定装置のブロッ
ク構成を示す図であり、図において、1a,1bはアン
テナ、2a,2bは検波器、8a,8bは立上り検出
器、9はクロック発生器、10はカウンタである。
【0003】次に動作について図3(b) の動作波形図を
用いて説明する。アンテナ1a,1bで受信した、パル
ス変調された高周波信号には、アンテナ間距離dと入射
角度θで表わされる時間差T
【0004】T= (d/c)sinθ (c=光速)
【0005】が生ずる。このアンテナ受信信号を検波器
2a,2bで検波すると、図3(b) に示す2a出力,2
b出力が得られ、これを立上り検出器8a,8bでクロ
ック9に同期して立上り検出する。立上り検出器8a,
8bの各々の出力に生ずる時間差をカウンタ10で計数
すると、アンテナ間の到来時間差Tが測定できたことに
なり、この結果を上式にあてはめることで到来方位を決
定できる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の方位測定装置は
以上のように構成されているので、クロックの1周期が
時間差測定の最小単位となるため、測定精度を向上する
にはクロック周期を非常に短くしなければならなかっ
。また、立上り検出器8a,8b同士の遅延時間差が
直接誤差として影響するなどの問題点があった。
【0007】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、クロック周期以下の分解能で
時間差を測定できるとともに、立上り検出器を用いずに
時間差を測定して方位を測定できる方位測定装置を得る
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る方位測定
装置は、パルス変調された高周波信号の到来方位を測定
する方位測定装置において、高周波信号を異なる位置で
受信する複数のアンテナ手段と、これらのアンテナで受
信した信号をそれぞれ検波する複数の検波手段と、
れらの検波手段より得られたビデオ信号のうちの2つ
差動増幅してパルス信号を得る差動増幅手段と、この差
動増幅手段の上記パルス信号出力をA/D変換する手段
、上記A/D変換手段の出力のパルス幅を演算する手
、上記演算したパルス幅から前記アンテナ手段間
の到来時間差を計算し、到来方位を求める方位検出手段
備えたものである。
【0009】また、この発明に係る方位測定装置は、
ルス変調された高周波信号の到来方位を測定する方位測
定装置において、高周波信号を異なる位置で受信する複
数のアンテナ手段、これらのアンテナで受信した
号をそれぞれ検波する複数の検波手段、これらの検波
手段より得られたビデオ信号のうちの2つを差動増幅
てパルス信号を得る差動増幅手段、上記検波手段より
得られたビデオ信号のそれぞれのパルス幅を検出する手
、上記差動増幅手段の上記パルス信号出力をA/D
変換する手段、上記A/D変換手段の出力のパルス幅
を演算する,あるいは上記パルス幅検出手段の出力の立
ち上がりの時間差からパルス間隔を演算する手段、上
記演算したパルス幅,あるいはパルス間隔から前記
ンテナ手段間の到来時間差を計算し、到来方位を求める
方位検出手段備えたものである。
【0010】
【作用】この発明に係る方位測定装置においては、パル
ス変調された高周波信号の到来方位を測定する方位測定
装置において、高周波信号を異なる位置で受信する複数
のアンテナ手段と、これらのアンテナで受信した各信号
をそれぞれ検波する複数の検波手段と、これらの検波手
段より得られたビデオ信号のうちの2つを差動増幅して
パルス信号を得る差動増幅手段と、この差動増幅手段の
上記パルス信号出力をA/D変換する手段と、上記A/
D変換手段の出力のパルス幅を演算する手段と、上記演
算したパルス幅から前記各アンテナ手段間の到来時間差
を計算し、到来方位を求める方位検出手段とを備えたの
で、上記差動増幅手段は、アンテナで受信した信号同士
が到来時間は異なるが、振幅は同じであることを利用
し、差動増幅により時間差に対応したパルスを発生させ
るとともに、このパルス幅を測定するために一度A/D
変換した上でそのパルス幅を測定することにより、時間
内挿が可能となり、高精度な時間差測定が可能となる。
【0011】また、この発明に係る方位測定装置におい
ては、パルス変調された高周波信号の到来方位を測定す
る方位測定装置において、高周波信号を異なる位置で受
信する複数のアンテナ手段と、これらのアンテナで受信
した各信号をそれぞれ検波する複数の検波手段と、これ
らの検波手段より得られたビデオ信号のうちの2つを差
動増幅してパルス信号を得る差動増幅手段と、上記検波
手段より得られたビデオ信号のそれぞれのパルス幅を検
出する手段と、上記差動増幅手段の上記パルス信号出力
をA/D変換する手段と、上記A/D変換手段の出力の
パルス幅を演算する,あるいは上記パルス幅検出手段の
出力の立ち上がりの時間差からパルス間隔を演算する手
段と、上記演算したパルス幅,あるいはパルス間隔から
前記各アンテナ手段間の到来時間差を計算し、到来方位
を求める方位検出手段とを備えることにより、検波手段
の出力同士を差動増幅手段で差動増幅して到来時間差に
対応したパルスを発生するとともに、このパルスをA/
D変換手段で振幅をサンプルするか、あるいは上記検波
手段の出力のパルス幅を検出する手段のパルスの立ち上
がりの時間差から時間差を演算するようにしたので、到
来パルスに依存することなく、より高精度な時間差測定
が可能となる。
【0012】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図1(a) は本発明の一実施例による方位測定装置の
ブロック構成を示す図であり、図において、1a,1b
は受信用のアンテナ、2a,2bは検波器、3は差動増
幅器、4はA/D変換器、5はパルス幅演算器である。
図1(b) は上記検波器2a,2b,差動増幅器3の出力
を示す波形図である。また図4(a),(b) は上記パルス幅
演算器5の動作を説明するための波形図である。
【0013】次に動作を図1(b) の波形図を用いて説明
する。アンテナ1a,1bで受信した信号は、検波器2
a,2bで検波されビデオ信号となる。このビデオ信号
を差動増幅器3で差動増幅すると、差動増幅器3の出力
として到来時間差と同じ幅のパルスが出力される。
お、この差動増幅器3は検波器2a,2bの出力信号の
立ち上り時間の差のみを検出すればよいため、図1(b)
に示すように、出力が負になる場合はこれに代えて
“0”(ロウレベル)を出力するようになっている。
のパルスをA/D変換器4でA/D変換し、パルス幅演
算器5で時間内挿を行いながらパルス幅を測定すること
で到来時間差を測定できる。即ち図4(a),(b)に示すよ
うに、パルス幅演算器5でA/D変換器4出力をもとに
パルス幅を演算するには、まず図4(a) のようにA/D
変換器4出力に対しA/Dサンプルポイント毎に時間内
挿し、該内挿値を用いて図4(b) に示すようにパルス幅
を演算するようにすればよい。この時間内挿をより詳し
く説明すると、図4(a) に示すように、A/Dサンプル
ポイントが0(ロウレベル)となっている最後のポイン
トとA/Dサンプルポイントが1(ハイレベル)に立ち
上がった最初のポイントとの間を結び、かつその値が0
(ロウレベル)と1(ハイレベル)との中間の値となる
第1の時間を求め、かつA/Dサンプルポイントが1
(ハイレベル)となっている最後のポイントとA/Dサ
ンプルポイントが0(ロウレベル)に立ち下がった最初
のポイントとの間を結び、かつその値が0(ロウレベ
ル)と1(ハイレベル)との中間の値となる第2の時間
を求めるものである。そして、図4(b) に示すように、
これら第1の時間と第2の時間との時間幅を求めること
により、検波器2a,2bの出力信号の立ち上り時間の
差に応じたパルスのパルス幅を、その立ち上がりや立ち
下がりの時間をA/Dサンプルポイントの分解能以下の
精度で反映し、これを測定できるため、時間内挿を行わ
ない場合に比べ高精度な時間差測定が可能になる。
【0014】このように本実施例では、差動増幅手段
は、アンテナで受信した信号同士は到来時間は異なる
が、振幅は同じであることを利用し、差動増幅により時
間差に対応したパルスを発生させるとともに、このパル
ス幅を測定するために一度A/D変換した上でそのパル
ス幅を測定することにより、時間内挿が可能となり、よ
り高精度な時間差測定が可能となる。
【0015】なお、上記実施例では到来時間差が到来パ
ルス幅より短い場合(図1(b) 参照)を例にとって説明
したが、図2(a) に示す、本発明の第2の実施例のよう
に、パルス幅検出器6a,6bで到来パルス幅を測定
し、到来時間差が到来パルス幅より短い場合には上記と
同じ方法で到来時間差を測定し、到来時間差が到来パル
ス幅より長い場合にはパルス幅検出器6a,6bの出力
から立上りのトリガ(図2(b) 参照)を受け、両者の時
間差を時間差演算器7で測定することで到来パルス幅に
依存せず到来時間差を測定できる構成を得ることが可能
となる。この場合のパルス幅検出器6a,6bの動作と
しては、パルスの立ち上がり,立ち下がりを容易に検出
するために、図5(a) に示す入力波形の立ち上がり,立
ち下がりでロジックレベルのLow とHighを切り換え、図
5(b) に示す出力波形が得られる装置構成とすればよ
い。
【0016】このように第2の実施例では、検波器2
a,2bの出力同士を差動増幅器3で差動増幅して到来
時間差に対応したパルスを発生するとともに、このパル
スをA/D変換器4で振幅をサンプルするか、あるいは
上記両検波器2a,2bの出力のパルス幅をそれぞれ検
出するパルス幅検出器6a,6bの2つのパルスの立ち
上がりの時間差から到来時間差を演算する構成としたの
で、到来パルスに依存することなく、より高精度な時間
差測定が可能となる。
【0017】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る方位測定
装置によれば、パルス変調された高周波信号の到来方位
を測定する方位測定装置において、高周波信号を異なる
位置で受信する複数のアンテナ手段と、これらのアンテ
ナで受信した各信号をそれぞれ検波する複数の検波手段
と、これらの検波手段より得られたビデオ信号のうちの
2つを差動増幅して到来時間差と同じ時間幅のパルス
号を得る差動増幅手段と、この差動増幅手段の上記パル
ス信号出力を時間内挿しながらA/D変換する手段と、
上記A/D変換手段の出力のパルス幅を演算する手段
と、上記演算したパルス幅から前記各アンテナ手段間の
到来時間差を計算し、到来方位を求める方位検出手段と
を備え、パルス幅測定精度を向上するようにしたので、
精度の高い方位測定が行える効果がある。
【0018】また、この発明に係る方位測定装置によれ
ば、パルス変調された高周波信号の到来方位を測定する
方位測定装置において、高周波信号を異なる位置で受信
する複数のアンテナ手段と、これらのアンテナで受信し
た各信号をそれぞれ検波する複数の検波手段と、これら
の検波手段より得られたビデオ信号のうちの2つを差動
増幅して到来時間差に対応したパルス信号を得る差動増
幅手段と、上記検波手段より得られたビデオ信号のそれ
ぞれのパルス幅を検出する手段と、上記差動増幅手段の
上記パルス信号出力をA/D変換する手段と、上記A/
D変換手段の出力のパルス幅を演算する,あるいは上
ルス幅検出手段の出力の立ち上がりの時間差からパル
ス間隔を演算する手段と、上記演算したパルス幅,ある
いはパルス間隔から前記各アンテナ手段間の到来時間差
を計算し、到来方位を求める方位検出手段とを備えたの
で、到来パルスに依存することなく、より高精度な時間
差測定が行える効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による方位測定装置のブロ
ック構成及びその動作波形図である。
【図2】この発明の他の実施例による方位測定装置のブ
ロック構成及びその動作波形図である。
【図3】従来の方位測定装置のブロック構成を示すブロ
ック構成図である。
【図4】図1のパルス幅演算器の動作を説明する説明図
である。
【図5】図2のパルス幅検出器の動作を説明する説明図
である。
【符号の説明】
1a,1b アンテナ 2a,2b 検波器 3 差動増幅器 4 A/D変換器 5 パルス幅演算器 6a,6b パルス幅検出器 7 時間差演算器 8a,8b 立上り検出器 9 クロック 10 カウンタ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 3/00 - 3/74 G01S 3/80 - 3/86

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パルス変調された高周波信号の到来方位
    を測定する方位測定装置において、 高周波信号を異なる位置で受信する複数のアンテナ手段
    と、 これらのアンテナで受信した信号をそれぞれ検波する
    複数の検波手段と、 これらの検波手段より得られたビデオ信号のうちの2つ
    を差動増幅してパルス信号を得る差動増幅手段と、 この差動増幅手段の上記パルス信号出力をA/D変換す
    る手段と、 上記A/D変換手段の出力のパルス幅を演算する手段
    と、 上記演算したパルス幅から前記アンテナ手段間の到来
    時間差を計算し、到来方位を求める方位検出手段とを備
    えたことを特徴とする方位測定装置。
  2. 【請求項2】 パルス変調された高周波信号の到来方位
    を測定する方位測定装置において、 高周波信号を異なる位置で受信する複数のアンテナ手段
    と、 これらのアンテナで受信した信号をそれぞれ検波する
    複数の検波手段と、 これらの検波手段より得られたビデオ信号のうちの2つ
    を差動増幅してパルス信号を得る差動増幅手段と、 上記検波手段より得られたビデオ信号のそれぞれのパル
    ス幅を検出する手段と、 上記差動増幅手段の上記パルス信号出力をA/D変換す
    る手段と、 上記A/D変換手段の出力のパルス幅を演算する,ある
    いは上記パルス幅検出手段の出力の立ち上がりの時間差
    からパルス間隔を演算する手段と、 上記演算したパルス幅,あるいはパルス間隔から前記
    アンテナ手段間の到来時間差を計算し、到来方位を求め
    る方位検出手段とを備えたことを特徴とする方位測定装
    置。
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KR19990054189A (ko) * 1997-12-26 1999-07-15 전주범 음탐기의 방위 감지부
JP2007127503A (ja) * 2005-11-02 2007-05-24 Nippon Soken Inc 物体位置検出装置

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