JP3283952B2 - 簡易型方向探知装置 - Google Patents

簡易型方向探知装置

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JP3283952B2
JP3283952B2 JP06466593A JP6466593A JP3283952B2 JP 3283952 B2 JP3283952 B2 JP 3283952B2 JP 06466593 A JP06466593 A JP 06466593A JP 6466593 A JP6466593 A JP 6466593A JP 3283952 B2 JP3283952 B2 JP 3283952B2
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武彦 大久保
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主としてVHF・UH
F帯の電波の到来方向を測定するための簡易な方向探知
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】アンテナ切替えによる方向探知装置とし
ては、本願出願人によるVHF・UHF帯の簡易な方向
探知機で、携帯型のドップラー方式による、間隔配置し
た2つのダブレットアンテナの出力を交互に切替えて得
られる、ドップラー偏移量の検出出力をメータ指示によ
り方位を判断するもの、同様にドップラー偏移量の検出
出力を可聴周波信号に変換し、音色の変化により方位を
判断するものが、特開昭61−139770、実開昭6
2−163775などに開示されている。
【0003】また間隔配置した2つの無指向性アンテナ
の受信信号のうちの1つの受信信号を遅延させた信号
と、2つの無指向性アンテナの受信信号を切替え受信
し、最初に2つの無指向性アンテナの受信信号をのみを
切替える状態で、アンテナを回動して得られる信号中に
含まれる受信信号の位相差によって得られる可聴周波信
号により電波の到来方向を検知し、次に2受信信号・遅
延信号を含めて所定の切替え順で切替えを行い、センス
を決定するようにしているものが、特公平3−6039
1などに開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記本願出願人の提示
した特開昭61−139770、実開昭62−1637
75などの方向探知機は、アンテナ中心を結ぶ軸上に2
つのダブレットアンテナを平行に間隔をおいて配置し、
前記軸に直角方向に到来する受信電波により両方のアン
テナに誘起される信号は位相差が零であるが、軸方向に
到来する受信電波に対して、最大の位相差が生ずること
を利用したものである。すなわち、低周波信号でアンテ
ナを切替え、2つのアンテナ受信信号を交替して、選択
増幅器を介して位相検出部に導くと、アンテナ切替え時
点で、2つのアンテナ受信信号の位相差があるので、切
替え低周波成分を含む位相差信号がえられる。この位相
差信号を測定しつつ、アンテナを回動して、電波の方位
決定を行う。可聴周波数信号の音色変化による考案も同
じ原理である。
【0005】上記方向探知機では、位相差信号を量的に
把握するため、位相検波された信号をアンテナ切替え周
波数を中心とする帯域濾波器で濾波し、さらに上記周波
数と同期させた同期整波回路・平滑回路を介して位相差
電圧を得ることができるが、同期整波回路、また同期整
波回路の同期をとるための同期信号の位相調整、帯域濾
波器などが必要である。
【0006】また特公平3−60391においては、間
隔配置した2つの無指向性アンテナの受信信号のうちの
1つの受信信号を遅延させた信号と、2つの無指向性ア
ンテナの受信信号を切替え受信し、最初に2つの無指向
性アンテナの受信信号をのみを切替える状態で、アンテ
ナを回動して得られる信号中に含まれる受信信号の位相
差によって得られる2つの無指向性アンテナの受信信号
とを切替え受信し、この信号を検波して得られる信号中
に含まれる受信信号の位相差によって得られる出力を、
可聴周波信号により電波の到来方向を検知し、次に2受
信信号・遅延信号を含めて所定の切替え順で切替えを行
い、センスを決定している。当該発明においては、電波
の到来方向を決定するために、アンテナ中心を結ぶ軸線
を電波の到来方向におき、2受信信号・遅延信号を含め
て所定の切替え順で切替えを行い、聴音出力の音色が2
受信信号のみ切替える状態に対して変化するか否かによ
って、電波の到来方向のセンスを決定する必要がある。
このため、同期整波回路などを不要にすると同時に、電
波の到来方向のセンス決定操作を不要にした、簡易型の
方向探知機を提供するという課題がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、3つの無指向
性アンテナを二等辺三角形の各頂点に配設し、二等辺に
はさまれた頂点に配設したアンテナの受信信号を、二等
辺三角形の高さに相当する距離を、電波が伝播する時間
に相当する時間の遅延器を挿入して遅延させた信号と、
他の2つの頂点に配設したアンテナの受信信号とを、受
信出力信号として得る受信手段と、前記受信出力信号の
各々を順番に切替えて得られる信号を切替え受信信号と
して出力する切替え手段と、前記切替え受信信号を検波
して得られる信号中に含まれた前記切替えの各時点の前
記受信出力信号の位相差によって得られる出力を聴音信
号として得る聴音出力手段と、前記配設された3つの無
指向性アンテナを、配置状態を変えずに、回転させる手
段とを備えている。
【0008】
【作用】図2のように3つの無指向性アンテナA,B,
Cを二等辺三角形の各頂点に配設し、アンテナAの受信
信号をAHの距離hを、電波が伝播する時間に相当する
時間の遅延器を挿入して遅延させる。いま図2でAHの
軸に対してφ(0°〜360°)の角度差をもって到来
する電波のアンテナAでの誘起電圧を e=sinωt(ω=2πf,f:周波数、c:光速) とする。この時、l1およびl2はそれぞれ l1=dsinφ+hcosφ、 l2=hcosφ−dsinφ となる。また、アンテナAで受信され、距離hの時間に
相当する時間の遅延をされた信号は、 eA′=sin(ωt+α)、α=(2πf/c)h アンテナBでは、 eB=sin(ωt+β)、β=(2πf/c)l1 アンテナCでは、 eC=sin(ωt+γ)、γ=(2πf/c)l2 とそれぞれ誘起電圧が表される。ここで、遅延させた信
号eA′とアンテナBでの受信信号eBとの位相差は、 α−β=(2πf/c)(h−dsinφ−hcos
φ) アンテナBでの受信信号eBとアンテナCでの受信信号
eCとの位相差は、 β−γ=(2πf/c)dsinφ アンテナCでの受信信号eCと遅延させた信号eA′と
の位相差は、 γ−α=(2πf/c)(hcosφ−dsinφ−
h) として表すことができる。
【0009】図2のようにアンテナB,アンテナCを結
ぶ線の中点HからアンテナAを見た方向(HAの延長
線)を0゜として、アンテナAの遅延信号A′,アンテ
ナBの受信信号B,アンテナCの受信信号Cを、B→C
→A→B・・・の順に切替えると、各信号を切替えた瞬
時の位相差が図3の1,2,3の信号として得られる。
この位相差をもった信号はアンテナ切替え周期で繰り返
し発生する。切替えは可聴周波数帯の周期で行うから、
この位相差をもった信号を位相検波すると、切替え周波
数を基本波とする高調波の多い音として聴くことができ
る。この位相差をもった信号の位相検波出力の振幅値
は、音の大小として認知される。ここで、電波の全到来
方向に対して、各アンテナの受信信号の切替え時に位相
差が零となるのは、0゜方向だけである。このため0゜
方向においては、音がほとんど聞こえなくなる。アンテ
ナを回動して最小音点を求めれば、電波の到来方向を求
めることができる。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。図5および図6は本発明の一実施例の方
向探知装置の上面図、および側面図であり、ダブレット
アンテナ10A,10B,10Cを、それぞれアンテナ
支持棒20A、20B,20Cの先端に配設してある。
アンテナ支持棒20A、20B,20Cは、その内部に
各アンテナの信号ケーブルが配線してあり、コネクタを
介して制御箱30内の切替器12に接続されている。握
手部40を持ってアンテナを回動することができる構造
となっている。
【0011】ダブレットアンテナ10A,10B,10
Cを、二等辺三角形の各頂点の位置に配設してある。こ
こでアンテナ10Aは二等辺にはさまれた頂点の位置に
配設され、前記二等辺三角形の大きさは、アンテナ10
B,10C間の長さを、方向探知する電波の最高周波数
の波長の1/2未満とし、またアンテナ10Aとアンテ
ナ10B,10Cとを結ぶ線の中点までの長さ(以降二
等辺三角形の高さとする。)を、二等辺三角形の高さと
二等辺の1辺の長さ(アンテナ10A、10C間または
アンテナ10A、10B間の長さ。)を加えた長さが方
向探知する電波の最高周波数の波長の1/2未満とする
ようにしている。
【0012】図1は回路ブロック図で、アンテナ10A
には、二等辺三角形の高さの距離を、電波が伝播する時
間に相当する時間の遅延器11を接続する。アンテナ1
0B,10Cおよび遅延器11は、切替器12において
選択増幅器14に切替え接続される。この切替えは可聴
周波数帯の周期の発振器13の出力によって、電子的に
行われる。
【0013】切替え順序は、切替器12の入力abcを
abcabc・・・と一定周期ごとに行うので、アンテ
ナ10A,10B,10Cの受信信号が交互に選択増幅
器14に導かれる。選択増幅器14は到来電波を選択増
幅し、一定振幅として、その出力を周波数検波器(PL
L検波器などによるFM検波器、以下単にFM検波器と
する。)15でFM検波する。切替器12の入力abc
の切替え時点で受信信号が変わり、受信信号に位相差が
あるので、図4の2のように位相差の信号が発生する。
位相差の信号は切替器12の繰返し周波数を基本波と
し、高調波を多く含むので、直接スピーカ17で聴くと
クリック状の音として聴取できる。また、FM検波器1
5の出力を切替器12の切替え周波数を中心周波数とす
る帯域通過フィルタ16に入力して、スピーカ17で聴
くと到来電波の変調などによる影響を少なくすることが
できる。
【0014】ここで、スピーカ17でクリック状の音を
聴きながら、二等辺三角形の各頂点に配設されたアンテ
ナ10A、10B,10Cを二等辺三角形の形状を維持
したまま回動する。すなわち、握手部40を持って自ら
が回転することにより、アンテナ10A、10B,10
Cを回動することができる。このとき、スピーカ17か
らのクリック状の音の出力がなくなる点がある。この点
が受信信号の位相差が零となるところで、アンテナ10
Bとアンテナ10Cとを結ぶ線の中点と、アンテナ10
Aとを結ぶ線のアンテナ10Aの側の延長線が電波の到
来方向となる。
【0015】
【発明の効果】本実施例に示すように、アンテナを二等
辺三角形の各頂点に配設して、二等辺にはさまれた頂点
に配設したアンテナの受信信号を、二等辺三角形の高さ
の距離を、電波が伝播する時間に相当する時間の遅延を
して得た信号と、他の2つのアンテナの受信信号とを一
定周期ごとに切替えて生ずる位相差信号を、音声信号と
して聴くものであるから、その位相差を定量的に求める
ことはできないが、二等辺三角形に配設されたアンテナ
を回動することにより、音声の最小点を見つけるだけで
電波の到来方位を決定することができる。
【0016】本発明は、電波の強弱・変動に関係せず、
確実な方向探知ができることはいうまでもないが、位相
差信号の大きさを数値的に求める必要がないので、従来
のように同期整波回路・同期信号の作成・帯域濾波回路
などが不要である。またアンテナの切替えも、一定の順
番に行えばよく、センス決定のためにアンテナの切替え
順を変更する必要がない。このため回路はきわめて簡単
化され、受信機としてFM受信機(選択増幅機・FM検
波器を含む)を用いるだけで、その出力音を聴いてアン
テナを回動するだけで方向探知の機能を果たすことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を説明するためのブロック
図。
【図2】本発明の作用を説明するためのアンテナ配置と
電波の到来方向の関係を示す図。
【図3】切替器12への入力信号を切替えた時の各入力
信号の位相差を示した図。
【図4】切替器12への入力信号を切替えた時の各入力
信号の位相差により出力される信号を示す図。
【図5】本発明の一実施例を示す方向探知装置の上面
図。
【図6】本発明の一実施例を示す方向探知装置の側面
図。
【符号の説明】
10A、10B,10C アンテナ 11 遅延器 12 切替器 13 切替用発振器 14 選択増幅器 15 FM検波器 16 帯域通過フィルタ 17 スピーカ 20A、20B,20C アンテナ支持棒 30 制御箱 40 握手部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−50770(JP,A) 特開 昭63−38191(JP,A) 特開 平3−237378(JP,A) 特開 平4−48283(JP,A) 特開 平3−264876(JP,A) 特開 昭59−105575(JP,A) 実開 昭63−31381(JP,U) 特公 平3−60392(JP,B2) 特許2823468(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 3/00 - 7/74

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】二等辺三角形の各頂点に3つの無指向性ア
    ンテナを配設する手段と、 二等辺にはさまれた頂点の位置に配設したアンテナの受
    信信号を、二等辺三角形の高さに相当する距離を、電波
    が伝播する時間に相当する時間の遅延器を挿入し遅延さ
    せる遅延手段と、 他の2つの頂点に配設アンテナの受信信号と前述遅延手
    段で遅延された信号とを切替え受信する手段と、前記配設された3つの無指向性アンテナを、配置状態を
    変えずに、回転させる手段と、 を具備することを特徴とする方向探知機。
  2. 【請求項2】二等辺三角形の各頂点に配設した3つの無
    指向性アンテナの各受信信号のうち、二等辺にはさまれ
    た頂点の位置に配設したアンテナの受信信号を、二等辺
    三角形の高さに相当する距離を、電波が伝播する時間に
    相当する時間の遅延器を挿入して遅延させた信号と、他
    の2つの頂点に配設したアンテナの受信信号とを、受信
    出力信号として得る受信手段と、 前記受信出力信号の各々を順番に切替えて得られる信号
    を切替え受信信号として出力する切替え手段と、 前記切替え受信信号を検波して得られる信号中に含まれ
    た前記切替えの各時点の前記受信出力信号の位相差によ
    って得られる出力を聴音信号として得る聴音出力手段と前記配設された3つの無指向性アンテナを、配置状態を
    変えずに、回転させる手段と、 を具備することを特徴とする方向探知機。
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