JP3422892B2 - 方位測定装置 - Google Patents
方位測定装置Info
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- antenna
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電波信号が到来す
る方位角や仰角などを測定する方位測定装置に関する。
る方位角や仰角などを測定する方位測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の方位測定装置について、図５を参
照して説明する。図５は、インタフェロメータ方式を利
用した方法で、例えば、正方形状の各頂点に位置するよ
うに４個の測定アンテナ＃１〜＃４が配置されている。
なお、矢印Ｙは基準方位を示す。このような構成で、外
部から到来する電波信号が各測定アンテナ＃１〜＃４で
受信される。このとき、測定アンテナ＃１と測定アンテ
ナ＃３の間隔がＤ1 、また、測定アンテナ＃２と測定ア
ンテナ＃４の間隔がＤ2 とする。そして、測定アンテナ
＃１と測定アンテナ＃３で受信された電波信号の位相差
がΦ１、測定アンテナ＃２と測定アンテナ＃４で受信さ
れた電波信号の位相差がΦ２、また、受信された電波信
号の波長がλとする。このとき、電波信号が到来する方
向、例えば方位角φや仰角θは次の式（１）（２）で示
される。
照して説明する。図５は、インタフェロメータ方式を利
用した方法で、例えば、正方形状の各頂点に位置するよ
うに４個の測定アンテナ＃１〜＃４が配置されている。
なお、矢印Ｙは基準方位を示す。このような構成で、外
部から到来する電波信号が各測定アンテナ＃１〜＃４で
受信される。このとき、測定アンテナ＃１と測定アンテ
ナ＃３の間隔がＤ1 、また、測定アンテナ＃２と測定ア
ンテナ＃４の間隔がＤ2 とする。そして、測定アンテナ
＃１と測定アンテナ＃３で受信された電波信号の位相差
がΦ１、測定アンテナ＃２と測定アンテナ＃４で受信さ
れた電波信号の位相差がΦ２、また、受信された電波信
号の波長がλとする。このとき、電波信号が到来する方
向、例えば方位角φや仰角θは次の式（１）（２）で示
される。
【０００３】
【数１】
ところで、インタフェロメータ方式を利用して電波信号
の到来方向を測定する場合、測定アンテナ＃１と測定ア
ンテナ＃３の距離Ｄ1 や、測定アンテナ＃２と測定アン
テナ＃４の距離Ｄ2 が電波信号の１／２波長より長い
と、測定アンテナ＃１、＃３間、あるいは測定アンテナ
＃２、＃４間で受信された電波信号の位相差が正確に測
定できない。このため、各測定アンテナ間の距離Ｄ1 、
Ｄ2 は、到来方向を測定しようとする電波信号の１／２
波長より短い値に選ばれる。
の到来方向を測定する場合、測定アンテナ＃１と測定ア
ンテナ＃３の距離Ｄ1 や、測定アンテナ＃２と測定アン
テナ＃４の距離Ｄ2 が電波信号の１／２波長より長い
と、測定アンテナ＃１、＃３間、あるいは測定アンテナ
＃２、＃４間で受信された電波信号の位相差が正確に測
定できない。このため、各測定アンテナ間の距離Ｄ1 、
Ｄ2 は、到来方向を測定しようとする電波信号の１／２
波長より短い値に選ばれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電波信号の
到来方向を精度よく測定するためには、測定アンテナの
間隔が大きい方が望まれる。しかし、上記した理由で、
測定アンテナ間の距離を１／２波長以上にすることはで
きない。
到来方向を精度よく測定するためには、測定アンテナの
間隔が大きい方が望まれる。しかし、上記した理由で、
測定アンテナ間の距離を１／２波長以上にすることはで
きない。
【０００５】また、測定アンテナ間の距離を１／２波長
以下にしても、金属など電波を反射する障害物が測定ア
ンテナの近くにあると、外部から到来する電波が障害物
で散乱し、測定アンテナで受信される電波信号の位相に
影響を与える。この影響で電波の到来方向を正しく測定
できないことがある。
以下にしても、金属など電波を反射する障害物が測定ア
ンテナの近くにあると、外部から到来する電波が障害物
で散乱し、測定アンテナで受信される電波信号の位相に
影響を与える。この影響で電波の到来方向を正しく測定
できないことがある。
【０００６】ここで、受信される電波信号の位相が、電
波の散乱によって影響される模様を図６で説明する。
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは測定アンテナで、正方形の各頂点に位
置している。なお、矢印Ｙは基準方位を示す。６１は障
害物で、測定アンテナＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの中央に位置し、
電波を反射する例えば金属などの物体である。この場
合、到来方向を測定しようとする電波信号は測定アンテ
ナＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄで受信される。その際、電波信号は障
害物６１によって散乱する。このような電波信号の散乱
があると、測定アンテナＡ、Ｂ間、あるいは、測定アン
テナＣ、Ｄ間で受信される電波信号の位相差が変化す
る。位相差が変化する大きさは、障害物６１で散乱する
電波信号の強さなどで変わる。ここでは、測定アンテナ
Ａ、Ｂ間の位相差をα、また、測定アンテナＣ、Ｄ間の
位相差をβとした場合、電波の散乱で変化する両位相差
α、βには例えば次の関係が成立するものとする。
波の散乱によって影響される模様を図６で説明する。
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは測定アンテナで、正方形の各頂点に位
置している。なお、矢印Ｙは基準方位を示す。６１は障
害物で、測定アンテナＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの中央に位置し、
電波を反射する例えば金属などの物体である。この場
合、到来方向を測定しようとする電波信号は測定アンテ
ナＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄで受信される。その際、電波信号は障
害物６１によって散乱する。このような電波信号の散乱
があると、測定アンテナＡ、Ｂ間、あるいは、測定アン
テナＣ、Ｄ間で受信される電波信号の位相差が変化す
る。位相差が変化する大きさは、障害物６１で散乱する
電波信号の強さなどで変わる。ここでは、測定アンテナ
Ａ、Ｂ間の位相差をα、また、測定アンテナＣ、Ｄ間の
位相差をβとした場合、電波の散乱で変化する両位相差
α、βには例えば次の関係が成立するものとする。
【０００７】tan α＝tan β ……（３）
このとき、α＝β、またはβ±１８０°である。したが
って、電波の散乱で理論値から例えば±１８０°変化す
る。このように理論値から±１８０°だけ変化する場合
を１８０°擾乱と呼ぶ。
って、電波の散乱で理論値から例えば±１８０°変化す
る。このように理論値から±１８０°だけ変化する場合
を１８０°擾乱と呼ぶ。
【０００８】このような１８０°擾乱が生ずると、測定
アンテナの間隔が１／２波長以下の場合でも正確な位相
差の検出ができなくなる。例えば、測定アンテナの間隔
が、探知する電波の周波数の１／３波長の場合、測定ア
ンテナで検出できる信号の位相差は＋１２０°〜−１２
０°の範囲である。この範囲は図７（ａ）の斜線部分で
示される。そして、障害物による電波の散乱がない場
合、図７（ｂ）で示すように、測定アンテナＡで受信さ
れる信号の位相が例えば５０°、測定アンテナＢで受信
される信号の位相が例えば１５０°で、両測定アンテナ
Ａ、Ｂ間で１００°の位相差があるとする。このとき、
１８０°擾乱があると、測定アンテナＢで受信される信
号の位相が±１８０°変化し、−３０°になる。したが
って、測定アンテナＡ、Ｂ間の位相差＋１００°（図７
のＰ）が−８０°（図７のＱ）へと１８０°変化する。
この場合、位相差の理論値が取り得る範囲は図３の斜線
部分となるため、擾乱のない状態＋１００°（図７の
Ｐ）も、１８０°擾乱を受けた状態−８０°（図７の
Ｑ）も斜線部分に含まれてしまう。この結果、ＰとＱの
どちらが正しい位相状態を示しているか判断できなくな
る。
アンテナの間隔が１／２波長以下の場合でも正確な位相
差の検出ができなくなる。例えば、測定アンテナの間隔
が、探知する電波の周波数の１／３波長の場合、測定ア
ンテナで検出できる信号の位相差は＋１２０°〜−１２
０°の範囲である。この範囲は図７（ａ）の斜線部分で
示される。そして、障害物による電波の散乱がない場
合、図７（ｂ）で示すように、測定アンテナＡで受信さ
れる信号の位相が例えば５０°、測定アンテナＢで受信
される信号の位相が例えば１５０°で、両測定アンテナ
Ａ、Ｂ間で１００°の位相差があるとする。このとき、
１８０°擾乱があると、測定アンテナＢで受信される信
号の位相が±１８０°変化し、−３０°になる。したが
って、測定アンテナＡ、Ｂ間の位相差＋１００°（図７
のＰ）が−８０°（図７のＱ）へと１８０°変化する。
この場合、位相差の理論値が取り得る範囲は図３の斜線
部分となるため、擾乱のない状態＋１００°（図７の
Ｐ）も、１８０°擾乱を受けた状態−８０°（図７の
Ｑ）も斜線部分に含まれてしまう。この結果、ＰとＱの
どちらが正しい位相状態を示しているか判断できなくな
る。
【０００９】上記したように、従来の方位測定装置は、
測定アンテナの間隔を１／２波長以上にできないため、
測定精度をあげることができなかった。また、１／２波
長以下の場合でも、障害物による電波の散乱があると電
波の到来方向を正しく測定できなかった。
測定アンテナの間隔を１／２波長以上にできないため、
測定精度をあげることができなかった。また、１／２波
長以下の場合でも、障害物による電波の散乱があると電
波の到来方向を正しく測定できなかった。
【００１０】本発明は、上記した欠点を解決するもの
で、障害物などによって電波が散乱した場合でも到来方
向を測定でき、また、測定精度を向上した方位測定装置
を提供することを目的とする。
で、障害物などによって電波が散乱した場合でも到来方
向を測定でき、また、測定精度を向上した方位測定装置
を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の方位測定装置
は、到来方向を測定する信号の１／２波長以上の間隔で
位置する測定アンテナおよびこの測定アンテナ間に位置
する補助アンテナから構成され、受信される信号の位相
差が求められるアンテナ間の距離が１／４波長以下であ
る第１のアンテナ群と、前記信号の１／２波長以上の間
隔で位置する測定アンテナおよびこの測定アンテナ間に
位置する補助アンテナから構成され、受信される信号の
位相差が求められるアンテナ間の距離が１／４波長以下
で、かつ、前記第１のアンテナ群を構成するアンテナの
位置と少なくとも一部のアンテナの位置が相違する第２
のアンテナ群と、前記第１および第２のアンテナ群それ
ぞれを構成するアンテナ間で受信される前記信号の位相
差を検出する位相差検出手段と、この位相差検出手段で
検出された位相差を、前記第１および第２のアンテナ群
それぞれの測定アンテナ間で累積する位相差累積手段
と、この位相差累積手段で累積された位相差のデータお
よび前記第１および第２のアンテナ群それぞれの測定ア
ンテナ間の距離のデータを用いて、前記信号の到来方向
を測定する方位検出手段とで構成されている。
は、到来方向を測定する信号の１／２波長以上の間隔で
位置する測定アンテナおよびこの測定アンテナ間に位置
する補助アンテナから構成され、受信される信号の位相
差が求められるアンテナ間の距離が１／４波長以下であ
る第１のアンテナ群と、前記信号の１／２波長以上の間
隔で位置する測定アンテナおよびこの測定アンテナ間に
位置する補助アンテナから構成され、受信される信号の
位相差が求められるアンテナ間の距離が１／４波長以下
で、かつ、前記第１のアンテナ群を構成するアンテナの
位置と少なくとも一部のアンテナの位置が相違する第２
のアンテナ群と、前記第１および第２のアンテナ群それ
ぞれを構成するアンテナ間で受信される前記信号の位相
差を検出する位相差検出手段と、この位相差検出手段で
検出された位相差を、前記第１および第２のアンテナ群
それぞれの測定アンテナ間で累積する位相差累積手段
と、この位相差累積手段で累積された位相差のデータお
よび前記第１および第２のアンテナ群それぞれの測定ア
ンテナ間の距離のデータを用いて、前記信号の到来方向
を測定する方位検出手段とで構成されている。
【００１２】また、到来方向を測定する信号の１／２波
長以上の間隔で位置する測定アンテナおよびこの測定ア
ンテナ間に位置する補助アンテナから構成され、隣接す
るアンテナ間の距離が１／４波長以下である第１のアン
テナ群と、前記信号の１／２波長以上の間隔で位置する
測定アンテナおよびこの測定アンテナ間に位置する補助
アンテナから構成され、隣接するアンテナ間の距離が１
／４波長以下で、かつ、前記第１のアンテナ群を構成す
るアンテナの位置と少なくとも一部のアンテナの位置が
相違する第２のアンテナ群と、前記第１および第２のア
ンテナ群それぞれの隣接するアンテナで受信される前記
信号の位相差を検出する位相差検出手段と、この位相差
検出手段で検出された位相差を、前記第１および第２の
アンテナ群それぞれの測定アンテナ間で累積する位相差
累積手段と、この位相差累積手段で累積された位相差の
データおよび前記第１および第２のアンテナ群それぞれ
の測定アンテナ間の距離のデータを用いて、前記信号の
到来方向を測定する方位検出手段とで構成されている。
長以上の間隔で位置する測定アンテナおよびこの測定ア
ンテナ間に位置する補助アンテナから構成され、隣接す
るアンテナ間の距離が１／４波長以下である第１のアン
テナ群と、前記信号の１／２波長以上の間隔で位置する
測定アンテナおよびこの測定アンテナ間に位置する補助
アンテナから構成され、隣接するアンテナ間の距離が１
／４波長以下で、かつ、前記第１のアンテナ群を構成す
るアンテナの位置と少なくとも一部のアンテナの位置が
相違する第２のアンテナ群と、前記第１および第２のア
ンテナ群それぞれの隣接するアンテナで受信される前記
信号の位相差を検出する位相差検出手段と、この位相差
検出手段で検出された位相差を、前記第１および第２の
アンテナ群それぞれの測定アンテナ間で累積する位相差
累積手段と、この位相差累積手段で累積された位相差の
データおよび前記第１および第２のアンテナ群それぞれ
の測定アンテナ間の距離のデータを用いて、前記信号の
到来方向を測定する方位検出手段とで構成されている。
【００１３】また、第１のアンテナ群の２個の測定アン
テナ間を結ぶ直線と第２のアンテナ群の２個の測定アン
テナ間を結ぶ直線が平行に構成されていない。
テナ間を結ぶ直線と第２のアンテナ群の２個の測定アン
テナ間を結ぶ直線が平行に構成されていない。
【００１４】また、第１のアンテナ群の２個の測定アン
テナおよび第２のアンテナ群の２個の測定アンテナが、
正方形の各頂点に位置するように配置されている。
テナおよび第２のアンテナ群の２個の測定アンテナが、
正方形の各頂点に位置するように配置されている。
【００１５】また、４個の測定アンテナの配置で形成さ
れる正方形の辺に相当する直線上に、補助アンテナが配
列されている。
れる正方形の辺に相当する直線上に、補助アンテナが配
列されている。
【００１６】また、第１のアンテナ群の２個の測定アン
テナおよび第２のアンテナ群の２個の測定アンテナが正
方形の各頂点に位置するように配置され、かつ、第１の
アンテナ群の２個の測定アンテナおよび第２のアンテナ
群の２個の測定アンテナがそれぞれ前記正方形の対角線
上の頂点に配置されている。
テナおよび第２のアンテナ群の２個の測定アンテナが正
方形の各頂点に位置するように配置され、かつ、第１の
アンテナ群の２個の測定アンテナおよび第２のアンテナ
群の２個の測定アンテナがそれぞれ前記正方形の対角線
上の頂点に配置されている。
【００１７】また、４個の測定アンテナで形成される正
方形の対角線上に、補助アンテナが配列されている。
方形の対角線上に、補助アンテナが配列されている。
【００１８】上記した構成によれば、１／４波長以下の
間隔で配列されたアンテナ間で受信信号の位相差を求
め、そして、これらの位相差を１／２波長以上の間隔で
位置する測定アンテナ間で累積することにより、第１お
よび第２のアンテナ群の測定アンテナ間の位相差データ
としている。そして、これらの位相差データや、第１お
よび第２のアンテナ群の測定アンテナ間の距離、信号の
波長から電波の到来方向を測定している。したがって、
位相差を求めるアンテナ間の距離が１／４波長以下であ
るため、電波の散乱に関係なく位相差が検出できる。ま
た、測定アンテナ間の距離を１／２波長以上にできるた
め、測定精度を向上できる。
間隔で配列されたアンテナ間で受信信号の位相差を求
め、そして、これらの位相差を１／２波長以上の間隔で
位置する測定アンテナ間で累積することにより、第１お
よび第２のアンテナ群の測定アンテナ間の位相差データ
としている。そして、これらの位相差データや、第１お
よび第２のアンテナ群の測定アンテナ間の距離、信号の
波長から電波の到来方向を測定している。したがって、
位相差を求めるアンテナ間の距離が１／４波長以下であ
るため、電波の散乱に関係なく位相差が検出できる。ま
た、測定アンテナ間の距離を１／２波長以上にできるた
め、測定精度を向上できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図１
を参照して説明する。４つの測定アンテナ＃１〜＃４
が、例えば、正方形の各頂点の位置に配置されている。
そして、測定アンテナ＃１、＃２間に補助アンテナａ１
〜ａｎ-1が、また測定アンテナ＃２、＃３間に補助アン
テナｂ１〜ｂｎ-1が、また測定アンテナ＃３、＃４間に
補助アンテナｃ１〜ｃｎ-1が、そして測定アンテナ＃
４、＃１間に補助アンテナｄ１〜ｄｎ-1がそれぞれ配置
されている。この場合、測定アンテナ＃１や補助アンテ
ナａ１〜ａｎ-1、測定アンテナ＃２、補助アンテナｂ１
〜ｂｎ-1、測定アンテナ＃３が１つのアンテナ群を構成
している。
を参照して説明する。４つの測定アンテナ＃１〜＃４
が、例えば、正方形の各頂点の位置に配置されている。
そして、測定アンテナ＃１、＃２間に補助アンテナａ１
〜ａｎ-1が、また測定アンテナ＃２、＃３間に補助アン
テナｂ１〜ｂｎ-1が、また測定アンテナ＃３、＃４間に
補助アンテナｃ１〜ｃｎ-1が、そして測定アンテナ＃
４、＃１間に補助アンテナｄ１〜ｄｎ-1がそれぞれ配置
されている。この場合、測定アンテナ＃１や補助アンテ
ナａ１〜ａｎ-1、測定アンテナ＃２、補助アンテナｂ１
〜ｂｎ-1、測定アンテナ＃３が１つのアンテナ群を構成
している。
【００２０】また、測定アンテナ＃２や補助アンテナｂ
１〜ｂｎ-1、測定アンテナ＃３、補助アンテナｃ１〜ｃ
ｎ-1が、もう１つのアンテナ群を構成している。なお、
測定アンテナ＃１と測定アンテナ＃３の間隔Ｄ１、そし
て測定アンテナ＃１と測定アンテナ＃３の間隔Ｄ２は、
到来方向を検出する電波信号の１／２波長以上に設定さ
れている。また、測定アンテナや補助アンテナは、隣接
する同士は全て１／４波長以下の間隔、例えば１／４波
長に設定されている。なお、アンテナ間隔が１／４波長
の場合、隣接するアンテナで検出される信号の位相差は
＋９０°〜−９０°の範囲である。この模様を示すと図
２（ａ）の斜線部分となる。
１〜ｂｎ-1、測定アンテナ＃３、補助アンテナｃ１〜ｃ
ｎ-1が、もう１つのアンテナ群を構成している。なお、
測定アンテナ＃１と測定アンテナ＃３の間隔Ｄ１、そし
て測定アンテナ＃１と測定アンテナ＃３の間隔Ｄ２は、
到来方向を検出する電波信号の１／２波長以上に設定さ
れている。また、測定アンテナや補助アンテナは、隣接
する同士は全て１／４波長以下の間隔、例えば１／４波
長に設定されている。なお、アンテナ間隔が１／４波長
の場合、隣接するアンテナで検出される信号の位相差は
＋９０°〜−９０°の範囲である。この模様を示すと図
２（ａ）の斜線部分となる。
【００２１】ここで、アンテナ間隔が１／４波長の場合
に、障害物による電波の散乱が発生した際の動作につい
て図２（ｂ）で説明する。アンテナＡとアンテナＢは１
／４波長の間隔で配置され、電波の散乱がない場合にア
ンテナＡには５０°の位相で、またアンテナＢには１１
０°の位相でそれぞれ受信され、両アンテナＡ、Ｂ間で
６０°の位相差があるものとする。そして、電波の散乱
で１８０°擾乱が発生したとする。このとき、アンテナ
Ｂで受信される位相１１０°が−７０°に変化する。し
たがって、アンテナＡ、Ｂ間の位相差は＋６０°（図２
のＰ）が−１２０°（図２のＱ）と１８０°変化する。
に、障害物による電波の散乱が発生した際の動作につい
て図２（ｂ）で説明する。アンテナＡとアンテナＢは１
／４波長の間隔で配置され、電波の散乱がない場合にア
ンテナＡには５０°の位相で、またアンテナＢには１１
０°の位相でそれぞれ受信され、両アンテナＡ、Ｂ間で
６０°の位相差があるものとする。そして、電波の散乱
で１８０°擾乱が発生したとする。このとき、アンテナ
Ｂで受信される位相１１０°が−７０°に変化する。し
たがって、アンテナＡ、Ｂ間の位相差は＋６０°（図２
のＰ）が−１２０°（図２のＱ）と１８０°変化する。
【００２２】この場合、位相差の理論値が取り得る範囲
は図２の斜線部分であるため、１８０°擾乱を受けた状
態、即ち−１２０°（図２のＱ）は斜線部分から外れ
る。したがって、アンテナＡ、Ｂ間の位相差６０°が正
しい値と判断される。
は図２の斜線部分であるため、１８０°擾乱を受けた状
態、即ち−１２０°（図２のＱ）は斜線部分から外れ
る。したがって、アンテナＡ、Ｂ間の位相差６０°が正
しい値と判断される。
【００２３】次に、図１の測定アンテナ＃１と測定アン
テナ＃３で受信される信号の位相差を求める構成につい
て、図３で説明する。図３の＃１、＃２、＃３やａ１〜
ａｎ-1、ｂ１、…は、同じ符号が付された図１の測定ア
ンテナや補助アンテナに対応している。そして、測定ア
ンテナや補助アンテナは隣接する同士は１／４波長以下
の間隔になっている。
テナ＃３で受信される信号の位相差を求める構成につい
て、図３で説明する。図３の＃１、＃２、＃３やａ１〜
ａｎ-1、ｂ１、…は、同じ符号が付された図１の測定ア
ンテナや補助アンテナに対応している。そして、測定ア
ンテナや補助アンテナは隣接する同士は１／４波長以下
の間隔になっている。
【００２４】このような構成で、まず、測定アンテナ＃
１、＃２間において、隣接するアンテナで受信された信
号同士が、例えば乗算器ｍ１〜ｍｎで乗算され、隣接す
るアンテナで受信された信号の位相差α１、…αｎが求
められる。この場合、隣接するアンテナ同士は１／４波
長以下の間隔であるため、電波の散乱の有無に関係なく
隣接するアンテナ間の位相差α１、…αｎが決定され
る。そして、それぞれの位相差α１、…αｎが加算器ｐ
１で加算され、測定アンテナ＃１、＃２間の位相差Φａ
が求められる。
１、＃２間において、隣接するアンテナで受信された信
号同士が、例えば乗算器ｍ１〜ｍｎで乗算され、隣接す
るアンテナで受信された信号の位相差α１、…αｎが求
められる。この場合、隣接するアンテナ同士は１／４波
長以下の間隔であるため、電波の散乱の有無に関係なく
隣接するアンテナ間の位相差α１、…αｎが決定され
る。そして、それぞれの位相差α１、…αｎが加算器ｐ
１で加算され、測定アンテナ＃１、＃２間の位相差Φａ
が求められる。
【００２５】このような演算が測定アンテナ＃２、＃３
間でも行われ、測定アンテナ＃２、＃３間の位相差Φｂ
が求められる。その後、測定アンテナ＃１、＃２間の位
相差Φａと測定アンテナ＃２、＃３間の位相差Φｂが加
算器ｐ２で加算され、測定アンテナ＃１、＃３間の位相
差Φ１が決定される。
間でも行われ、測定アンテナ＃２、＃３間の位相差Φｂ
が求められる。その後、測定アンテナ＃１、＃２間の位
相差Φａと測定アンテナ＃２、＃３間の位相差Φｂが加
算器ｐ２で加算され、測定アンテナ＃１、＃３間の位相
差Φ１が決定される。
【００２６】例えば、図１において、測定アンテナ＃１
と測定アンテナ＃２間で、隣接するアンテナ間の位相差
が測定アンテナ＃１の側から順にα１、α２、……αｎ
とし、同様に、測定アンテナ＃２と測定アンテナ＃３間
で隣接するアンテナ間の位相差がβ１、β２、…、βｎ
で、また、測定アンテナ＃３と測定アンテナ＃４間で隣
接するアンテナ間の位相差がγ１、γ２、…、γｎで、
測定アンテナ＃４と測定アンテナ＃１間で隣接するアン
テナ間の位相差がδ１、δ２、…δｎとする。
と測定アンテナ＃２間で、隣接するアンテナ間の位相差
が測定アンテナ＃１の側から順にα１、α２、……αｎ
とし、同様に、測定アンテナ＃２と測定アンテナ＃３間
で隣接するアンテナ間の位相差がβ１、β２、…、βｎ
で、また、測定アンテナ＃３と測定アンテナ＃４間で隣
接するアンテナ間の位相差がγ１、γ２、…、γｎで、
測定アンテナ＃４と測定アンテナ＃１間で隣接するアン
テナ間の位相差がδ１、δ２、…δｎとする。
【００２７】このとき、測定アンテナ＃１と測定アンテ
ナ＃３の位相差Φ１、測定アンテナ＃２と測定アンテナ
＃４の位相差Φ2 は、 Φ１＝（α１＋…＋αｎ）＋（β１＋…＋βｎ） または、＝（γ１＋…＋γｎ）＋（δ１＋…＋δｎ） Φ２＝（β１＋…＋βｎ）＋（γ１＋…＋γｎ） または、（δ１＋…＋δｎ）＋（α１＋…＋αｎ）とな
る。
ナ＃３の位相差Φ１、測定アンテナ＃２と測定アンテナ
＃４の位相差Φ2 は、 Φ１＝（α１＋…＋αｎ）＋（β１＋…＋βｎ） または、＝（γ１＋…＋γｎ）＋（δ１＋…＋δｎ） Φ２＝（β１＋…＋βｎ）＋（γ１＋…＋γｎ） または、（δ１＋…＋δｎ）＋（α１＋…＋αｎ）とな
る。
【００２８】この場合、隣接するアンテナの間隔は全て
１／４波長以下である。したがって、障害物による電波
の散乱に関係なく位相差が検出される。この結果、測定
アンテナ＃１と測定アンテナ＃３の位相差Φ１や、測定
アンテナ＃２と測定アンテナ＃４の位相差Φ2 も擾乱の
影響なしに位相差が決定される。そして、測定アンテナ
＃１と測定アンテナ＃３の間隔Ｄ１や、測定アンテナ＃
２と測定アンテナ＃４の間隔Ｄ２、そして別途検出され
る受信信号の波長をもとに、従来技術で説明した式
（１）（２）から電波の到来方向が測定される。
１／４波長以下である。したがって、障害物による電波
の散乱に関係なく位相差が検出される。この結果、測定
アンテナ＃１と測定アンテナ＃３の位相差Φ１や、測定
アンテナ＃２と測定アンテナ＃４の位相差Φ2 も擾乱の
影響なしに位相差が決定される。そして、測定アンテナ
＃１と測定アンテナ＃３の間隔Ｄ１や、測定アンテナ＃
２と測定アンテナ＃４の間隔Ｄ２、そして別途検出され
る受信信号の波長をもとに、従来技術で説明した式
（１）（２）から電波の到来方向が測定される。
【００２９】なお、図１では、測定アンテナ＃１や測定
アンテナ＃３、そしてこれら測定アンテナ＃１、＃３間
に挟まれた補助アンテナが１つのアンテナ群を構成して
いる。このアンテナ群の中では、測定アンテナ＃２は補
助アンテナとして機能している。また、測定アンテナ＃
２から測定アンテナ＃４までのアンテナで構成されるア
ンテナ群においては、測定アンテナ＃３は補助アンテナ
として機能している。
アンテナ＃３、そしてこれら測定アンテナ＃１、＃３間
に挟まれた補助アンテナが１つのアンテナ群を構成して
いる。このアンテナ群の中では、測定アンテナ＃２は補
助アンテナとして機能している。また、測定アンテナ＃
２から測定アンテナ＃４までのアンテナで構成されるア
ンテナ群においては、測定アンテナ＃３は補助アンテナ
として機能している。
【００３０】次に、本発明の他の実施形態について、図
４を参照して説明する。図４の場合も、測定アンテナ＃
１〜＃４は、例えば、正方形の各頂点に対応する位置に
それぞれ１／２波長以上の間隔で配置されている。そし
て、この実施形態では、測定アンテナ＃１と測定アンテ
ナ＃３を結ぶ任意の線上や、測定アンテナ＃２と測定ア
ンテナ＃４を結ぶ任意の線上に、隣接するアンテナ同士
が１／４波長以下の間隔となるように補助アンテナａ１
〜ａｎ-1、ｂ１〜ｂｎ-1が配列される。このとき、測定
アンテナ＃１から測定アンテナ＃３間の各アンテナａ１
〜ａｎ-1が１つのアンテナ群を構成し、また、測定アン
テナ＃２から測定アンテナ＃４間の各アンテナｂ１〜ｂ
ｎ-1がもう１つのアンテナ群を構成している。この構成
の場合、例えばアンテナａ５〜ａ８（ｂ５〜ｂ８）は２
つのアンテナ群に共通に利用されている。そして、隣接
するアンテナ間の位相差がそれぞれ累積され、測定アン
テナ＃１、＃３間、あるいは＃２、＃４間の位相差が決
定される。そして、測定アンテナ＃１、＃３間、あるい
は＃２、＃４間の位相差や、測定アンテナ＃１、＃３
間、あるいは＃２、＃４間の距離Ｄ１、Ｄ２などから、
電波の到来方向が測定される。
４を参照して説明する。図４の場合も、測定アンテナ＃
１〜＃４は、例えば、正方形の各頂点に対応する位置に
それぞれ１／２波長以上の間隔で配置されている。そし
て、この実施形態では、測定アンテナ＃１と測定アンテ
ナ＃３を結ぶ任意の線上や、測定アンテナ＃２と測定ア
ンテナ＃４を結ぶ任意の線上に、隣接するアンテナ同士
が１／４波長以下の間隔となるように補助アンテナａ１
〜ａｎ-1、ｂ１〜ｂｎ-1が配列される。このとき、測定
アンテナ＃１から測定アンテナ＃３間の各アンテナａ１
〜ａｎ-1が１つのアンテナ群を構成し、また、測定アン
テナ＃２から測定アンテナ＃４間の各アンテナｂ１〜ｂ
ｎ-1がもう１つのアンテナ群を構成している。この構成
の場合、例えばアンテナａ５〜ａ８（ｂ５〜ｂ８）は２
つのアンテナ群に共通に利用されている。そして、隣接
するアンテナ間の位相差がそれぞれ累積され、測定アン
テナ＃１、＃３間、あるいは＃２、＃４間の位相差が決
定される。そして、測定アンテナ＃１、＃３間、あるい
は＃２、＃４間の位相差や、測定アンテナ＃１、＃３
間、あるいは＃２、＃４間の距離Ｄ１、Ｄ２などから、
電波の到来方向が測定される。
【００３１】上記した構成によれば、測定アンテナ間の
距離が到来方向を測定する電波信号の周波数の１／２波
長以上に設定されている。したがって、方位測定の精度
を高めることができる。また、互いに隣接するアンテナ
間で得られる複数の位相差データを累積する構成である
ため、電波の散乱で擾乱が生じても全体で平均化され、
測定アンテナ間で精度のよい位相差データを得ることが
できる。
距離が到来方向を測定する電波信号の周波数の１／２波
長以上に設定されている。したがって、方位測定の精度
を高めることができる。また、互いに隣接するアンテナ
間で得られる複数の位相差データを累積する構成である
ため、電波の散乱で擾乱が生じても全体で平均化され、
測定アンテナ間で精度のよい位相差データを得ることが
できる。
【００３２】また、受信された信号の位相差が求められ
るアンテナ間の距離が電波信号の１／４波長以下となっ
ている。このため、隣接するアンテナ間の位相差が、そ
れぞれ−９０°〜９０°の範囲から外れている場合は、
該当するアンテナが電波の散乱による影響を受けている
ことが分かる。このことから、電波の散乱による影響を
受けたアンテナを選別することもできる。
るアンテナ間の距離が電波信号の１／４波長以下となっ
ている。このため、隣接するアンテナ間の位相差が、そ
れぞれ−９０°〜９０°の範囲から外れている場合は、
該当するアンテナが電波の散乱による影響を受けている
ことが分かる。このことから、電波の散乱による影響を
受けたアンテナを選別することもできる。
【００３３】なお、上記した実施形態では、位相が１８
０°変化する１８０°擾乱の場合で説明し、補助アンテ
ナ間隔は１／４波長以下に設定されている。しかし、電
波の散乱によるアンテナ間の位相差の変化が１８０°よ
り小さいときは、補助アンテナの間隔をより短くするこ
とにより、アンテナ間の位相差を検出できる。そして、
このようにして求められたアンテナ間の位相差が測定ア
ンテナ間で累積され、測定アンテナ間の位相差が決定さ
れる。
０°変化する１８０°擾乱の場合で説明し、補助アンテ
ナ間隔は１／４波長以下に設定されている。しかし、電
波の散乱によるアンテナ間の位相差の変化が１８０°よ
り小さいときは、補助アンテナの間隔をより短くするこ
とにより、アンテナ間の位相差を検出できる。そして、
このようにして求められたアンテナ間の位相差が測定ア
ンテナ間で累積され、測定アンテナ間の位相差が決定さ
れる。
【００３４】また、上記した実施形態では、測定アンテ
ナ間を結ぶ直線上に補助アンテナが配列されている。し
かし、補助アンテナは、測定アンテナ間を結ぶ直線上に
配列する必要はなく、測定アンテナ間を結ぶ曲線上な
ど、測定アンテナ間を結ぶ自由な線上に配置することが
できる。
ナ間を結ぶ直線上に補助アンテナが配列されている。し
かし、補助アンテナは、測定アンテナ間を結ぶ直線上に
配列する必要はなく、測定アンテナ間を結ぶ曲線上な
ど、測定アンテナ間を結ぶ自由な線上に配置することが
できる。
【００３５】また、上記した実施形態では、各アンテナ
間の位相差を求める場合に、隣接するアンテナ間で位相
差を求めている。しかし、１つおきあるいは２つおきな
どある間隔で位置するアンテナ間で位相差を求め、これ
らの位相差を累積して測定アンテナ間の位相差を求める
ようにすることもできる。なお、この場合、位相差が求
められるアンテナ間の距離は１／４波長以下になってい
ることが必要である。また、隣接するアンテナで受信さ
れた信号同士を乗算して測定アンテナ間の位相差を求め
ているが、測定アンテナ間の位相差は乗算以外の方法で
求めることもできる。
間の位相差を求める場合に、隣接するアンテナ間で位相
差を求めている。しかし、１つおきあるいは２つおきな
どある間隔で位置するアンテナ間で位相差を求め、これ
らの位相差を累積して測定アンテナ間の位相差を求める
ようにすることもできる。なお、この場合、位相差が求
められるアンテナ間の距離は１／４波長以下になってい
ることが必要である。また、隣接するアンテナで受信さ
れた信号同士を乗算して測定アンテナ間の位相差を求め
ているが、測定アンテナ間の位相差は乗算以外の方法で
求めることもできる。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、障害物などによって電
波が散乱した場合でも到来方向を測定でき、また、測定
精度を向上した方位測定装置を実現できる。
波が散乱した場合でも到来方向を測定でき、また、測定
精度を向上した方位測定装置を実現できる。
【図１】本発明の実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態を説明する図である。
【図３】本発明の動作を説明する図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す構成図である。
【図５】従来例を説明する構成図である。
【図６】従来例の動作を説明する図である。
【図７】従来例の動作を説明する図である。
＃１〜＃４…測定アンテナ
ａ１〜ａn-1 、ｂ１〜ｂn-1 、ｃ１〜ｃn-1 、ｄ１〜ｄ
n-1 …補助アンテナ
n-1 …補助アンテナ
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭63−214005（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−166305（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−166304（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−150304（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−61965（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01S 3/00 - 3/74
Claims (7)
- 【請求項１】 到来方向を測定する信号の１／２波長以
上の間隔で位置する測定アンテナおよびこの測定アンテ
ナ間に位置する補助アンテナから構成され、受信される
信号の位相差を求めるアンテナ間の距離が１／４波長以
下である第１のアンテナ群と、前記信号の１／２波長以
上の間隔で位置する測定アンテナおよびこの測定アンテ
ナ間に位置する補助アンテナから構成され、受信される
信号の位相差を求めるアンテナ間の距離が１／４波長以
下で、かつ、前記第１のアンテナ群を構成するアンテナ
の位置と少なくとも一部のアンテナの位置が相違する第
２のアンテナ群と、前記第１および第２のアンテナ群そ
れぞれを構成するアンテナ間で受信される前記信号の位
相差を検出する位相差検出手段と、この位相差検出手段
で検出された位相差を、前記第１および第２のアンテナ
群それぞれの測定アンテナ間で累積する位相差累積手段
と、この位相差累積手段で累積された位相差のデータお
よび前記第１および第２のアンテナ群それぞれの測定ア
ンテナ間の距離のデータを用いて、前記信号の到来方向
を測定する方位検出手段とを具備した方位測定装置。 - 【請求項２】 到来方向を測定する信号の１／２波長以
上の間隔で位置する測定アンテナおよびこの測定アンテ
ナ間に位置する補助アンテナから構成され、隣接するア
ンテナ間の距離が１／４波長以下である第１のアンテナ
群と、前記信号の１／２波長以上の間隔で位置する測定
アンテナおよびこの測定アンテナ間に位置する補助アン
テナから構成され、隣接するアンテナ間の距離が１／４
波長以下で、かつ、前記第１のアンテナ群を構成するア
ンテナの位置と少なくとも一部のアンテナの位置が相違
する第２のアンテナ群と、前記第１および第２のアンテ
ナ群それぞれの隣接するアンテナで受信される前記信号
の位相差を検出する位相差検出手段と、この位相差検出
手段で検出された位相差を、前記第１および第２のアン
テナ群それぞれの測定アンテナ間で累積する位相差累積
手段と、この位相差累積手段で累積された位相差のデー
タおよび前記第１および第２のアンテナ群それぞれの測
定アンテナ間の距離のデータを用いて、前記信号の到来
方向を測定する方位検出手段とを具備した方位測定装
置。 - 【請求項３】 第１のアンテナ群の２個の測定アンテナ
間を結ぶ直線と第２のアンテナ群の２個の測定アンテナ
間を結ぶ直線が平行になっていないことを特徴とする請
求項１または請求項２記載の方位測定装置。 - 【請求項４】 第１のアンテナ群の２個の測定アンテナ
および第２のアンテナ群の２個の測定アンテナが、正方
形の各頂点に位置するように配置されることを特徴とす
る請求項１または請求項２記載の方位測定装置。 - 【請求項５】 ４個の測定アンテナの配置で形成される
正方形の辺に相当する直線上に、補助アンテナが配列さ
れていることを特徴とする請求項３記載の方位測定装
置。 - 【請求項６】 第１のアンテナ群の２個の測定アンテナ
および第２のアンテナ群の２個の測定アンテナが正方形
の各頂点に位置するように配置され、かつ、第１のアン
テナ群の２個の測定アンテナおよび第２のアンテナ群の
２個の測定アンテナがそれぞれ前記正方形の対角線上の
頂点に配置されていることを特徴とする請求項１または
請求項２記載の方位測定装置。 - 【請求項７】 ４個の測定アンテナで形成される正方形
の対角線上に、補助アンテナが配列されていることを特
徴とする請求項５記載の方位測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07598096A JP3422892B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 方位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07598096A JP3422892B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 方位測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09264941A JPH09264941A (ja) | 1997-10-07 |
| JP3422892B2 true JP3422892B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=13591926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07598096A Expired - Fee Related JP3422892B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 方位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3422892B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105699918A (zh) * | 2016-01-28 | 2016-06-22 | 宁波兴隆磁性技术有限公司 | 一种用于磁偏角设备中测试基准面的校准方法 |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP07598096A patent/JP3422892B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09264941A (ja) | 1997-10-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |