JPH01318896A - 角回転位置算定システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は軸のまわりを回転する物標の角回転位置決定シ
ステムに関するものである。この場合、物標は、あるタ
ーゲットに的中させるため、そのコースを修正すべき発
射体であることが多い。

〔従来の技術〕

この種システムに関しては、オランダ国特許ＮＬ−＾８
６００７１０号およびＮＬ−Ａ　８８０１２０３号によ
り公知である。これらのシステムにおいては、アンテナ
ユニットにリンクさせた送信機ユニットとともにアンテ
ナ　ユニットにより少なくとも１つの偏波搬送波を送信
するようにし、物標には受信アンテナ手段および該受信
アンテナ手段に連結した受信システムを装着している。

システムは、アンテナに対する物標の角回転位置の測定
が行われるような配置とする。したがって、この場合は
、アンテナ　ユニットの方位（オリエンテーション）が
基準として機能するので、この目的のため偏波搬送波を
物標のまわりに存在させるよう配慮している。

また、物標の照射用として、しばしばペンシルビームを
使用している。１つの偏波搬送波を送信する場合には、
物標の角回転位置は１８０°の不確実性で決定すること
ができる。１８０°の不確実性を回避する方法に関して
は種々の方法が既知である。これらの方法のいくつかは
、上述のオランダ国特許においても議論されているが、
本発明は、１８０°の不確実性で物標の角回転位置を決
定するようなシステムにおける使用をも見出そうとする
ものである。

物標のアンテナ　ユニットに対する角回転位置を測定す
るようにしているので、宇宙空間（地面）に対する物標
の角位置決定のためには、アンテナユニットの地面（ス
ペース）に対する方位を決定し、かつ、それを一定に保
持することが必要となる。

また、前記システムは、物標のスペース（地面）に対す
る角回転位置を決定するのに、２つの測定、すなわち、
アンテナ　ユニットに対する物標の角回転位置の測定と
スペース（地面）に対するアンテナ　ユニットの方位の
測定をベースにした計算を行わなければならないという
観点を有する。また、このように角回転位置を計算する
のに２つの測定を使用することにより、計算の確度が低
下するという欠点を生ずる。

さらに、物標の地面に対する角回転位置の計算のために
必要なソフトウェアが複雑となり、したがって高価なも
のとなる。

また、アンテナ　ユニットを船舶上に配置する場合は、
船舶が動いたとき、スペース（海面）に対するアンテナ
　ユニットの方位を一定に保持するため、その上にアン
テナ　ユニットを設置するための安定形プラットフォー
ムを使用することが必要となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、上記の欠点を取除き、物標のスペース
（地面）に対する角回転位置を正確に決定しうるほか、
アンテナ　ユニットを簡単かつ、より廉価とし、ソフト
ウェアをより簡易かつ、廉価となるよう構成した前述形
式のシステムを提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるときは、該システムは送信機ユニットおよ
び該送信機ユニットにリンクさせたアンテナ　ユニット
を具え、該アンテナ　ユニットは、物標の上方およびそ
のまわりをカバーし、該天体面にまで到達するような少
なくとも１つの搬送波を生成するようにしたこと、さら
に、該システムは物標に装着した方向性受信アンテナ手
段および該受信アンテナ手段に連結させた受信手段を具
え、該受信手段は搬送波を受信し、搬送波の偏波方向に
対する物標の角回転位置をベースにして核間に対する物
標の角回転位置を決定するようにしたこと、接面に対す
るアンテナ　ユニットの位置および方位を決めないよう
にしたことを特徴とする。

アンテナ　ユニットは、第１に天体の表面、この場合に
は地面が照射され、第２に、物標が照射されるようなビ
ーム幅を有する。しかし、地面が照射されるため、特に
海面の場合には、それは送信搬送波に対して平坦な導電
金属板として機能する。その結果、地面近くの電界は実
際上地面に垂直に配置される。この垂直偏波は、１最送
波の周波数に従属して、ある範囲内で、地面上相当な高
さにまで到達する。このように、搬送波の偏波は地面と
の相互作用の結果として得られるため、この垂直偏波は
アンテナ　ユニットの方位（オリエンテーション）に従
属しない。この場合の付加的条件は、搬送波の周波数を
充分低くすることである。

本発明の特別な利点はアンテナ　ユニットに所要の方位
を与える必要性をυＦ除したことである。

、：れはシステムに大幅な簡略化と改善をもたらすこと
を意味するほか、さらにシステム構造の相当な低廉価を
はかることを可能にする。

例えば、スペース（地面）に対してアンテナユニットの
方位を決めるための手段を必要とせず、その結果、物標
の角回転位置を計算するためのこの方位を処理するソフ
トウェアを必要としないので、システムの作動がより迅
速かつ正確なものとなる。

特に、本発明によるときは、アンテナ　ユニットを船舶
上に配置する場合、それを安定化する手段を必要としな
いので、安定形プラットフォームに要する全経費を節減
することができる。

本発明の特別な実施例の場合は、搬送波の送信用として
、乗物上に既に存在する通信アンテナを使用することさ
え可能である。それは、本発明によれば、アンテナ　ユ
ニットは任意の特別な要求を満足するを要しないことに
よる。船舶上の場合は、このような通信アンテナは通常
シングル　ワイヤである。さらに、本発明システムは、
より広い送信アンテナ　ビームにより、複数の物標を同
時に照射し、地面に対するそれらの方位を決定すること
ができるという利点を有する。

電界の垂直方向および磁界の水平方向は、周波数が低く
なる程またはアンテナ　ユニットを地表面に近く配置す
る程、地面上でさらに遠くに到達する。したがって、少
なくとも１つの搬送波の周波数は、例えば、５０ｋＨｚ
のオーダーのような低い値に選定するを可とする。搬送
波の偏波方向は、電界の方向、磁界の方向または双方の
組合せをベースにして、物標の受信システムにより決定
することができる。ここでは、受信アンテナ手段は例え
ば２つのダイポール　アンテナにより形成し、受信シス
テムを電界に対する物標の方位決定用として通するよう
形成している。電界は地面に垂直に配置されるので、磁
界は地面に平行となり、その結果、電磁界の磁界成分に
対する物標の方位を決定することもできる。この目的の
ため、受信アンテナ手段は例えば、２つのループ　アン
テナを具える。さらに、物標の方位を決定するため、偏
波電磁界の双方の成分を組合せて使用することができる
。この目的のため、物標は相互に垂直でない配置の少な
くとも１つのダイポール　アンテナおよび少なくとも１
つのループ　アンテナを貝えるを可とする。

〔実施例〕

以下図面により本発明を説明する。

第１図において、発射体１は、発射体１の角回転位置を
決定する必要がある地表面２　、Ｊ：に存在する。この
場合、地面２は海面としているが、ある程度湿った地面
であってもよい。船舶３は、線５を介してアンテナ　ユ
ニット６とリンクさせた送信機ユニット４を具える。ア
ンテナ　ユニット６は任意の位置において船舶上に装着
でき、かつ任意の方位（オリエンテーション）を有する
シングルワイヤ状とし、送信機システム４はω。の周波
数を有する搬送波を受信するに適するよう構成する。

アンテナ　ユニット６は、第１に搬送波が下方に地面２
まで達し、第２に搬送波が地面２の上方に高く到達し、
かくして物標１が搬送波の電磁界内に存在するような形
式のものとする。また、第３に、搬送波の周波数を例え
ば約５０ｋＨｚのようにかなり低い値とすることにより
、偏波方向が知られていない偏波搬送波をアンテナ　ユ
ニットから送信していても、搬送波を船舶から任意の距
離において垂直偏波形とすることができる。

上述のような状態は、搬送波周波数が充分低い場合には
、地面が平坦な導電プレートとして機能するという事実
に起因する。この場合、搬送波の電界成分７は垂直方向
を有し、電界成分８は水平方向を有する。偏波は、搬送
波の周波数を低くし、アンテナ　ユニットの地面に対す
る距離を減少させるにしたがって、さらに地面２より上
方に達する。また、水平または垂直偏波の確度は使用電
磁界において±３″である。

アンテナ　ユニッ［・６は特に簡単かつ廉価な形式、す
なわち、シングル　ワイヤとする。この場合は、一般の
システムの場合のように、その上にアンテナ　ユニット
を設置すべき安定形プラットフォームを使用するを要せ
ず、したがって、アンテナ　ユニットは船のローリング
運動の結果、絶えず方位を変えることになる。さらに、
このアンテナ　ユニットは、アンテナ　ユニットの長さ
を制限できるという利点をもたせ、偏波搬送波を送信す
るには不適当である。この場合には、アンテナ　ユニッ
ト６を既に船舶上にある通信アンテナとする。

さらに、第１図においては、発射体として機能する物標
ｌはターゲット９に的中させるよう発射されたものとす
る。ターゲットのコースは追跡手段１０を用いて地上か
ら追跡する。この目的のため、Ｋバンドで作動可能なモ
ノパルス　レーダ追跡ユニットまたは遠赤外線領域で作
動可能なパルス式レーザ追跡手段を使用することができ
る。発射体ｌのコース（軌道）は同等のターゲット追跡
手段１１によって追跡することもできる。コンピュータ
１２は、ターゲット追跡手段ＩＯにより決定された供給
ターゲット位置の情報およびターゲット追跡手段１１に
より決定された供給ターゲット位置から、どのような発
射体のコース修正が必要かを決定する。また、任意のコ
ース修正を行うため、発射体１はガス放出ユニット１３
を具える。発射体はその軸のまわりを回転するので、コ
ース修正には、発射体が正しい位置をとる時間にガス放
出ユニットを作動させることが必要である。

正しい位置を決定するため、送信機ユニット４およびア
ンテナ　ユニット６により送信される搬送波を使用する
。コンピュータ１２は発射体位置における搬送波の偏波
電磁界パターンに関して、ガス放出が行われるべき発射
体の所要角回転位置ψ。

を決定する。

本発明によるときは、この値ψ９の決定は地面に対する
アンテナの瞬時位置および方位に無関係である。これは
船舶の動きを修正する必要がないことを意味する。かく
して、安定形プラットフォームに関する必要性を回避し
て、アンテナ　ユニット６を船に直接取付けることが可
能となる。計算されたψ９は送信機１４により送信する
ようにする。この送信機はアンテナ　ユニット６を使用
する。発射体に内蔵した受信機１５は受信アンテナ手段
１６を介して、送信ａ１４により伝送される値ψ９を受
信する。受信された値ψ９は線１７を介して比較器１８
に供給するようにする。受信アンテナ手段１６内に含ま
れる２つの方向性アンテナのアンテナ信号を供給される
受信システム１９は、受信アンテナ手段における電磁界
に関する発射体の瞬時位置ψ、　（１）を決定する。前
記瞬時位置ψ、（ｔ）は、搬送波の電界成分７が垂直方
向を有し、磁界成分８が水平方向を有するため、地表面
に対して決められる。瞬時値ψ□（１）は線２０を介し
て比較器１８に供給され、条件ψ、（ｔ）−ψ９が満足
されたとき、比較器１８から信号を導出し、ガス放出ユ
ニッ目３を作動させ、この瞬間にコース修正が行われる
。その後は、第２のコース修正を必要とする場合、この
全プロセスが繰返される。

第２図および第３図は受信アンテナ手段１６の一部を形
成する２つの垂直配置方向性アンテナ２１および２２を
示す。受信アンテナ手段はＢフィールドアンテナまたは
Ｅフィールド　アンテナにより形成するを可とする。ま
た、垂直でなく並列に配置するを可とする１つのＥフィ
ールド　アンテナおよび１つのＢフィールド　アンテナ
を使用することもできる。第２図に示すように、２つの
Ｂフィールド　アンテナにより形成した場合は、電磁界
の磁界成分Ｂが検出され、また、第３図に示すように、
２つのＥフィールド　アンテナとした場合は電磁界の電
界成分Ｅが検出される。また、１つのＢフィールド　ア
ンテナと１つのＥフィールドアンテナを使用する場合は
、フィールド′成分Ｅの１つの副成分とフィールド成分
Ｂの１つの副成分が検出される。フィールド成分Ｅおよ
びＢは、いわゆるマクスウェルの関係により関連づけら
れるので、成分ＥまたはＢの少なくとも１つあるいはＥ
成分の１つの副成分および百成分の１つの副成分の少な
くとも１つの測定で十分である。

）３（副）成分を測定するには、ループ　アンテナを使
用することができ、Ｅ（副）成分を測定するには、ダイ
ポール　アンテナを使用することができる。いま、ルー
プ　アンテナの１つにｘ、ｙ。

Ｚ座標系を結合し、発射体の伝搬方向をｚ軸に平行とす
る。この場合、送信機１４により送信される磁界成分Ｂ
はループ　アンテナの場所において大きさおよび方向Ｂ
　（ｒｏ）を有する。ここで、Ｔ。

は送信機ユニント４を原点とし、ｘ、ｙ、ｚ座標系の原
点を端点（エンド　゛ポイント）とするベクトルである
。発射体の角回転位置を決定するための基準としては、
Ｘ軸と磁界成分Ｂとの間の角ψ１（ｔ）を使用する。こ
れは、ψ、（Ｌ）がＸ軸と地面との間の角を表わすこと
を意味する。磁界成分Ｂ　ｂ。）は成分Ｂ　（ｒｏ）　
／／　（ｚ軸に平行）および成分Ｂ　（ｒｏ）土（ｚ軸
に垂直）に分解することができ（第４図参照）、成分Ｂ
　（ｒ、）土のみが２つのループ　アンテナに誘導電圧
を発生することができる。船舶の両サイド上の領域に対
してはＢ　（ｒｏ）は常に地面に平行である。Ｂ　（ｒ
、）の大きさのみが７゜の関数として変化するが、この
ことは位置決定に関して重要ではない。

第５図は受信システム１９の概要図である。第６図に示
すシステム１９の実施例において、送信機は周波数ω。

を存する偏波搬送波よりなる電磁界を送出するものとす
れば、磁界成分Ｂ土（ｒｏ）は次式のように定義するこ
とができる。

Ｂ±（ｒｏ）　＝　（ａ　　ｓｉｎ　　ω、Ｌ）　ｅ。

また、ループ　アンテナ２１を通るｉｆｆ東φ２Ｉは次
式のように定義される。

φｚ＋＝　（ａ　　ｓｉｎ　　ωｏｔ）　　・Ｓ　φｃ
ｏｓ　ψ１（ｔ）・・・　（２） この式において、Ｓはループ　アンテナ２１の面積に等
しい。また、ループ　アンテナ２２を通る磁束φ２□は
次式で表わされる。

φｚｚ＝　（ａ　ｓｉｎ　　ωａｔ）　　ＨＳ　−５ｉ
ｎ　ｐ、（１）・・・　（３） そこで、ループ　アンテナ２１内の誘導電圧は次のよう
になる。

ｔ ・・・　（４） ここで、（は使用するループ　アンテナ２１および２２
に従属する定数である。発射体の回転速度５ｏｆｆｉ ｍ−は角周波数ω。よりはるかに小であるからｔ 次のような近似式が成立する。

ＶｉＩ、ｄ２１　　＝　　Ｅ　（ａωｏｃＯ３ωｏｔ）
　　ω、ｔＳ’ｃｏｓ　　ψ１Ｉ（ｔ）＝（Ａｃｏｓω
ａｔ）　　・ｃｏｓ　　ψ、（１）　　　−・・　（５
）同様に、ループ　アンテナ２２に対しては、Ｖｉ、１
ｄ２２　＝（Ａ　ｃｏｓωｏｔ）　　・ｓｉｎψ、（ｔ
）　　・（６）また、（５）式および（６）式から、 かくして、ψ、（ｔ）は１８０°の不確実性をもって決
定することができる。１８０°の不確実性を除去するた
め、いわゆるテスト　コース修正を行うことができる。

ここで、ψ、（ｔ）は既知であるものとすれば、送信機
ユニット４はコース修正を行う値ψ９を生成する。この
目的のため、送信［１４によりψ９の値を送信し、結果
として、発射体がコース修正を実施する場合は、ターゲ
ット追跡手段１０、１１を使用して、修正をψ９の方向
またはψ９十１８０°の方向のいずれで行うかを設定し
、その後に適正なコース修正を行うことができる。

しかし、テスト　コース修正を行わないで１８０°不確
実性を回避することも可能である。これがため、送信機
１４も次式で示すような電磁波Ｅを送信する。

Ｅ（ｔ）＝Ｃ（ｔ）ｃｏｓ　（１）、ｔ〔ただし、Ｇ（
Ｌ）−〇・（１−βω。１）　）この式において、Ｄは
定数、βは変調の深さである。したがって、Ｏくβ＜ｌ
、またω１〉〉ω０である。この実施例の場合、周波数
ω１はＦＭ変調され、ψ９に関する情報を含む。かくし
て、電磁波はｃｏｓω。Ｌで変調され、したがって、ア
ンテナユニット６により送信される信号の位相情報を含
む。受信アンテナ手段１６は信号［（ｔ）を受信するた
めのアンテナ２３を具える。アンテナ２３は基準ユニッ
ト２４とリンクさせる。前記基準ユニット２４は受信信
号Ｅ（ｔ）から次式のような基準信号Ｕ　ｒａｔを発生
する。

Ｕ　ｒａｔ　＝ＣＣＯＳ　（Ｊ）　ｏｔ　　　　　　　
　　　・・’　　（８）ここで、Ｃは基準ユニット２４
の特定実施例、に従属する定数である。Ｕ　ｒａｔ信号
は線２５を介して混合器２６および２７に供給する。ま
た、信号Ｖ　ｉｎｄよ、（ｔ）も線２８を介して混合器
２６に供給する。前記混合器２６の出力信号は線２９を
介して低域通過フィルタ３０に供給する。前記フィルタ
３０の出力信号Ｕ３゜（１）を 同じようにして、信号Ｖ　ｉ＋＋ｄ２□（１）を線３１
を介して混合器２７に供給し、前記混合器２７の出力信
号を線３２を介して低域通過フィルタ３３に供給する。

低域通過フィルタ３３の出力信号Ｔｏｚ（ｔ）は次のよ
うになる。

Ｃ ｔＪ＋５（ｔ）　　＝　　　　　ｓｉｎ　　ψ−（ｔ）
　　　　　　　−００）式（９）および０ωから、所定
のＵｉｏ（ｔ）およびｕ３ｉ（ｔ）に対してψ１（ｔ）
を決めることば節単である。この目的のため、信号Ｕｚ
ｏ（ｔ）およびＵ：＋：＋（ｔ）を線３４および３５を
介して三角法ユニット３６に供給する。前記ユニット３
６はこれらの信号に応じてψ、（ｔ）を発生する。三角
法ユニット３６は、例えばテーブルルンク　アップ　ユ
ニットとして機能させることができる。また、前記三角
法ユニットをあるアルゴリズムを介してψ１（ｔ）を生
成するコンピュータとして機能させるようにすることも
できる。

第６図は基準ユニット２４の一実施例を示す。アンテナ
信号Ｅ（ｔ）は線３７を介して帯域フィルタ３８に供給
する。帯域フィルタ３８はほぼω、の周波数を有する信
号のみを通過させ、したがって、信号Ｂ（【）は通過さ
せない。ついで、信号Ｅ（ｔ）は線３９を介して、ＡＭ
復調器４０に供給され、線２５上にｃ、ｒｅｆを得る。

前記基準ユニットはさらにＦＭ復調器４１およびビット
復調器４２を具える。その場合には、信号Ｅ（ｔ）は情
報チャネルとしても使用される。情報はＦＭｌｊ調され
、信号Ｅ（ｔ）とともに伝送される。これは発射体の修
正を行うべき所要角ψ９を受信して信号Ｅ（ｔ）からＦ
Ｍ復調し、ビット復調することを可能にする。この場合
には、基準ユニット２４はそれ自体で９９を決定するた
め、第１図の受信機１５はこれを必要としない。

第７図は基準ユニット２４の特別の実施例を示す。

この実施例の場合、アンテナ２３の仕事は双方のアンテ
ナ２１および２２により代替される。これがため、基準
ユニット２４は第６図示帯域フィルタ３８と同一機能を
有する２つの帯域フィルタ３８八および３８Ｂを具える
。帯域フィルタ３８Ｂの出力信号は９０°移相器４３に
供給し、前記移相器の出力信号は線４４を介して加算ユ
ニット４６に供給する。９０°移相器４３の存在により
、信号は加算された際、和瓦に補足し合い、一定振幅を
有する出力信号が得られる。

加算ユニット４６の出力信号は第６図に関し前述したよ
うに線３９」二の信号に等しい。前記加算回路４６の出
力信号は第６図に関して前述したと同じようにしてＡＭ
復調器４０、回復調器４１およびピント復調器４２によ
り処理されるようにする。

第２図において、方向性アンテナは２つのループ　アン
テナとして示しであるが、２つの垂直配置ダイポール　
アンテナを使用することもでき、その場合には、電もｎ
界のＢフィールドの代わりにＥフィートが測定される。

ここで、Ｅフィールドは地面に対し垂直であるので、発
射体の角回転位置は地面に対し直接測定される。ダイポ
ール　アンテナは前のループ　アンテナの面に垂直に配
置するを可とする（第３図参照）。

第３図はＢフィールドのみならず、Ｅフィールドをも示
している。この場合には、第２図に示すようなりフィー
ルドの代わりに、Ｅフィールドが発射体の瞬時角位置ψ
’　、　（ｔ）測定のための基準として機能する。この
目的のため、第１ダイポール　アンテナをｙ軸と平行に
配置し、第２ダイポール　アンテナをｙ軸と平行に配置
する。

ダイポール　アンテナにおけるＥフィールドはＥ（ｒｏ
）によりあられされる（第３図）。Ｅフィールドは第８
図に示すように、２つの成分）Ｆ、（ｒｏ）／／および
Ｅ（ｒｏ）、Ｌに区別でき、Ｂ（ｒｏ）生成分のみがダ
イポール　アンテナ内で電圧を発生する。

ｒＥ（ｒｏ）土フィールド成分は次のように表わすこと
ができる。

ｙ軸と平行なダイポール　アンテナ内の電圧Ｖ′２゜は
次のように表わされる。

Ｖ　’　２−　＝　Ｅ　（ｒｏ）土ｃｏｓ　ψ’、（ｔ
）・ｈＸ・・・　（＋３） ここで、ｈＸはダ・イポール　アンテナの長さ、またψ
’　、　（ｔ）はｙ軸とＥ　（ｒｏ）土との間の角で、
この角はｙ軸とＥ　（ｒ、）間の角に等しい。同じよう
に、ｙ軸に沿うダイポール　アンテナ内の電圧Ｖ′２２
は、 ｖ’　ｚｚ−Ｅ（ｒｏ）土ｓｉｎ　ψ’　、、（ｔ）　
　−ｈ、−（１４）ここで、ｈｙはｙ軸に沿うダイポー
ル　アンテナの長さである。式（＋１）、　（１３）お
よび側を組合せると、次式が得られる。

Ｖ’　２．＝ａ’　ｈ、　ｃｏｓ　ωｏしｃｏｓ　ｐ’
　＋ａ　（ｔ）・・・　０５） Ｖ’　ｚｚ＝ｂ’　　ｈ、　ｃｏｓ　　ωｏＬ・ｓｉｎ
　　ψ’　、　（ｔ）・・・　（１０ 弐０２）および０３）の場合と同じように、角ψ’　、
　（ｔ）は、代（８）の基準信号を用いて弐〇５）およ
び０６）から決めることができる。かくして、Ｅフィー
ルドが既知であるので、発射体の瞬時位置が決定される
。

第９図はダイポール　アンテナの特殊な実施例を示す。

第９図示発射体４７は２対のひれ状部（安定板）４８＾
、　４８Ｂ、　４９Ａおよび４９Ｂを有する。ひれ状部
４８Ａ、　４８Ｂ、同様にひれ状部４９Ａ、　４９Ｂは
それぞれ正反対の位置に配置し、また一方では、４８八
および４９Ａ１他方では４８Ｂおよび４９Ｂをそれぞれ
垂直に配置する。かくすれば、ひれ状部４８Ａおよび４
８Ｂはともに第１ダイポール　アンテナ２１を形成し、
ひれ状部４９Ａおよび４９Ｂは前記ダイポールアンテナ
２１と垂直な第２ダイポール　アンテナ２２を形成する
。また、この場合、ひれ状部はデータ信号を受信するア
ンテナとしても機能する。信号Ｖ′２１＋　Ｖ′２２＋
　ψ’　１％（ｔ）　、　Ｕｒａｆおよびψ９は第７図
に関して上述したと同様に、ひれ状部により決定するこ
とができる。

ダイポール　アンテナ、ループ　アンテナもしくはひれ
状部アンテナは必ずしも垂直に配置するを要しないこと
明らかであり、また、２つ以上のアンテナを使用するこ
ともできる。したがって、例えば、６つのひれ状部を６
０°の角で取付けるようにすることもできる。

垂直配置でない１つのダイポール　アンテナと１つのル
ープ　アンテナを使用する場合にも、物標の瞬時角回転
位置を決定することができる。１つのダイポール　アン
テナ２１をループ　アンテナ２２と平行（Ｘ軸と平行）
に配置した場合は、前述の場合と同様に、 Ｖ’　２１−ａ　’　　ｈｘ　ＣＯ３ωｏＬ−ｃｏｓ　
ψ’　、　（Ｌ）・・・　０力 Ｖｉｌ１２２　−八　ＣＯ５ωｏｔ　−ＣＯ３ψ、　　
（ｔ）　　　　・０８）Ｅ、ｌ！：Ｂは垂直に位置する
ため、 ψ’　Ｍ　（ｔ）　＝９０″−ψ、（ｔ）　　　　　　
　・・・　０９）上式０９）を弐〇力に代入すると、 Ｖ　’　ｚ＋＝　ａ　’　　ｈ　Ｘ　ＣＯ５ωｏ（Ｅ）
　・Ｓｉｎ　ψ、（Ｌ）・・・　Ｃ！０ この場合にも、ａ’、ｈｘおよびＡは既知であるので、
式Ｃωおよび０８）をベースにして、上述のようにψ１
（ｔ）の値を決定することができる。

角回転位置を決定する他の方法は、フェーズロック搬送
波および非偏波搬送波の２つを重置させて送信する方法
で、この場合の磁界の状況は第４図に示すとおりである
。

第１搬送波は周波数ｎω′。を有し、第２搬送波は周波
数（ｎ＋１）ω＋。　（ただし、ｎ−１゜２、・・・）
を有する。この場合、磁界成分Ｂ±（ｒｏ）は次のよう
に表わすことができる。

Ｅ土（ｒｏ）＝　（ａ　ｓｉｎ　ｎ　（＋３’　＠ｔ＝
ｂ　５ｉｎ（ｎ＋１）ω’　、）ｔ）ｅループ　アンテ
ナ２１を通る磁束φ２１は次のように表わすことができ
る。

φ　２１＝　　（ａ　　ｓｉｎ　　ｎ　　（１１’　　
Ｏｔ＋ｂ　　５ｉｎ（ｎ＋１）　　　ω’　　ａｔ）　
　　。

０゛ｃｏｓ　ψ１Ｉ（１）　　　　　　　　　・・・（
２Ｉ）ここで、Ｏはループ　アンテナ２１の表面積（ｓ
ｕｒｆａｃｅ）である。また、ループ　アンテナ２２を
通る磁束φ２□は次のように表わされる。

φ２２＝　（ａ　ｓｉｎ　ｎ　ω’　。ｔ＋ｂ　５ｉｎ
（ｎ＋］）ω’　ｏｔ）　　・ｃ、５ｉｎψ、　（ｔ）
　　　’　　　　　　−（２２）また、ループ　アンテ
ナ２１内の誘導電圧は、ｄφ ＶｉｎｄＺＩ　　”’−ε□ミーε（ａｎ　　ω’　、
ｃｏｓｎ　　ω’　、Ｌ＋ｂ（ｎ＋１ｔ ω’　ａｃｏｓ（ｎ＋１）ω’　ｏｔ）　　−０・ｃｏ
ｓψ、％　（ｔ）　＋Ｌ ・・・（２３） ただし、Ｃは使用されるループ　アンテナ２Ｉおよび２
２に従属する定数である。

しかしながら、ここで、発射体の回転速度ｄψ。

−〜は角周波数ωに比し相当率であるので、次ｔ のような近似式が成立する。

ＶｉｎｄＺＩ　　　””　　　　Ｅ　　（ａｎ　　　ω
　’　　ｏｃｏｓｎ　　　ω　’　　６ｔ　＋　ｂ（ｒ
＋＋２）　　ω　’　　ａｃｏｓ（ｎ＋１）ω　’　　
ｏｔ）　　　・　０　−　ｃｏｓ　　ψ１　（υ＝（Ａ
　ｃｏｓｎ　（ＩＪ’　、ｔ＋Ｂ　ｃｏｓ（ｎ＋Ｌ）ω
’　ｏｔ）　　・ｃｏｓψ１（し）　　　　　　　　　
　・・・（２４）同様に、ループ　アンテナ２２に対し
て、ν１ｎｄ２２　　＝（Ａ　　Ｃ０５ｎ　　ωｏＬ＋
Ｂ　　ｃｏｓ（ｎ＋１）ω’　　ｏｔ）　　　’ｓｉｎ
ψＩＩ（ｔ）　　　　　　　　　　−（２５）受信シス
テム１９（第５図参照）においては、誘導電圧Ｖ　１ｎ
ｄ２１および■、□２□が基準ユニット２４に供給され
、基準ユニット２４は信号Ｖｉｎｄ２１および■１．２
□により、次式のような基準信号Ｖ　ｒａｔを発生する
。

Ｖｒｅｆ　　＝ｃ　　ＣＯ３ｎω’　　、ｃ　　　　　
　　　　　　＋＋・　（２６）ただし、Ｃは基準ユニッ
ト２４の特定実施例に従属する定数である。このような
基準ユニットの一実施例については第１０図に関し後述
することにする。

信号Ｖ　ｒａｔは線２５を介して混合器２６および２７
に供給される（第５図参照）。また、混合器２６には線
２８を介して信号Ｌｎ、ｔ　（ｔ）をも供給するように
する。前記混合器２６の出力信号は線２９を介して低域
フィルタ３０に供給する。この場合、低域フィルｔ 成分）は次のようになる。

八〇 Ｕｒｏ（ｔ）　　＝　　−ｃｏｓ　　ψ、　　（ｔ）　
　　　　　　・（２７）同様にして、混合器２７には線
３１を介して信号■、。

、２□（１）を供給するようにし、前記混合器２７の出
力信号を線３２を介して低域フィルタ３３に供給する。

かくすれば、低域フィルタ３３の出力信号Ｌｈ３（Ｌ）
は次のようになる。

Ｃ Ｕｚｚ（ｔ）　−５ｉｎψ、　（ｔ）　　　　　　・（
２８）前述したように、所定のＵ３゜（１）およびＵ：
＋３（ｔ）の場合、式（２７）および（２８）から、容
易にψ、（ｔ）を決定することができる。

第１０図は２つの重うされ、フェーズ　ロックされた搬
送波を送信する場合に通用可能な基準ユニット２４の実
施例を示す。図示基準ユニット２４は副基準ユニット５
０およびフェーズ　ロック　ループユニノ１−５１によ
り形成する。副基準ユニット５０はＶ　；ｆｉｄｚ＋　
（ｔ）およびＶｔ、、ｄｚｚ（ｔ）から信号Ｕ　ｒＱｒ
　’　−ＡＢ −□　ｃｏｓω′。ｔを生成し、また、フェーズ　ロツ
り　ループ　ユニット５１は信号Ｕ　ｒｏｔ′により上
へＢ 述の信号Ｕｒｅｆ−ＣＯ５ω′。ｔを生成する。

前記副基準ユニット５０は、それぞれ信号■１ｎｄｚ＋
（ｊ）および■、□２□（１）を２乗する２つの２乗ユ
ニット５２および５３を具える。したがって、２乗ユニ
ット５２は次の信号Ｕ５□（１）を発生する。

Ｕｓｚ（ｔ）　＝Ｖ２ｔｎ４ｚ＋（ｔ）−Ａ２ｓ＋ｎ２
ψ１Ｉ（ｔ）　（１／２＋１／２ｃｏｓ　２ｎω’　ａ
ｔ）　　＋ 」−八Ｂ　　５ｉｎ２　ψｌＩ　（Ｌ）（１／２ｃｏｓ
ω’　　ｏｔ（ｌ／２ｃｏｓ（２ｎ＋１）ω’　ｏｔ）
　　＋十８２ｓｉｎ”１１％（ｔ）（１／２＋１／２　
ｃｏｓ（２ｎ＋２）ω’　ｏｔ）　　　　　　　　　　
　　・・・（２９）また、２乗ユニット５３は次の信号
Ｕｓ３（ｔ）を発生する。

Ｕｓ３（ｔ）　　−ν　１ｎｄ２２（Ｌ）−八２ｃｏｓ
２ψ、　　（ｔ）（１／２＋１／２ｃｏｓ　２ｎω’　
ｏｔ）　十 ＋ＡＢ　ｃｏｓ２　ψａ　（ｔ）（１／２　ｃｏｓ　ω
’　ｏｔ＋１／２ｃｏｓ　（２ｎ＋　１）ω’ｏｔ）十
十Ｂ”５ｉｎ２ψ、　（ｔ）（１／２＋１／２　ｃｏｓ
（２ｎ＋２）ω’　ａｔ）　　　　　　　　　　　　　
・・・　（３０）２乗ユニット５２および５３の出力信
号はそれぞれ線５４および５５を介して帯域フィルタ５
６および５７に供給する。前記帯域フィルタ５６および
５７はω。に等しいか、はぼ等しい周波数を有する信号
のみを通過させる。したがって、帯域フィルタ５６はそ
の出力に次の信号Ｕｓｂ（ｔ）を導出する。

Ｕｓ６（ｔ）　−ＡＢ　５ｉｎ２ψａ　（ｔ）　　・１
／２　ｃｏｓ　ω’　ｏｔ・・・（３１） ｔ でいる。同様にして、帯域フィルタ５７はその出力に次
のような信号を供給する（式（３０）参照）。

Ｕｓ７（ｔ）　＝＾Ｂ　ｃｏｓ”ψｖｓ　（ｔ）　　・
１／２　ＣＯ３（＋）’　ｏＬ・・・（３２） 信号Ｕｓ６（ｔ）およびＵｓｔ（ｔ）はそれぞれ線５８
および５９を介して加算ユニット６０に供給し、前記加
算ユニットの出力から次のような加算信号を導出させる
。

八Ｂ Ｕｒｌｌｒ　　’　　（Ｌ）　　−Ｕａｏ（ｔ）　　＝
　　−ｃｏｓ　　ω’　　、ｔ・・・　（３３） 信号Ｕｒａｔ’　（ｔ）は線６１を介してフェーズ、ロ
ック　ループ　ユニット５１に供給するようにする。

前記ユニット５１の入力信号Ｕ、、ｒ’　（ｔ）は線６
１を介して混合器６２に供給する。また、混合器６２の
第２人力信号としては、ω′。に等しいか、はぼ等しい
周波数を有する信号のみを通過させる帯域フィルタ６３
の次式で表わされるような出力信号Ｕ。

（【）を線６２を介して供給するものとする。

Ｕａ３（ｔ）　＝Ｄ　ｃｏｓ　　ｏｔ　　　　　　　　
　−（３４）ただし、Ｄはランダム定数である。かくす
れば、混合器６２の出力信号は次式のようになる。

・・・（３５） この信号Ｕｂ□（１）は線６５を介してループ　フィル
タ６６に供給するようにする。ループ　フィルタ６６は
次式で表わされるような出力信号Ｕ６ｂ（ｔ）を導出す
る。

Ｕｉ６（ｔ）　　−Ｅ　　（ω′　。−ω）　　　　　
　　・・・　（３６）ただし、Ｅは使用するフィルタに
従属する定数である。信号Ｕｈ６（ｔ）は線６７を介し
てｖＣＯユニット６８に供給する。前記ｖＣＯユニット
６８は次式で表わされるような出力信号を導出する。

Ｕｂａ（ｔ）＝にＣ０５（ω”６　＋　ｋＥ　（（ＩＪ
　’　Ｏ−（ｃ＋））　ｔ・・・　（３７） この弐において、ω＃、、におよびＫは定数である。た
だし、ω″。−ω　ｏｎである。信号Ｕｂｅ（ｔ）は線
６９を介して分周器（ｎ）７０に供給する。かくすれば
、分周器の出力信号は次式のように表わすことができる
。

ｋＥ ０７＋１（Ｌ）　＝Ｋ　ｃｏｓ（ωｌ　ｏ＋　　　　　
（ω′０−ω））Ｌ・・・（３８） この出力信号Ｕ、。（１）は線７１を介して、ω′。に
等しいか、はぼ等しい周波数を有する信号のみを通過さ
せる帯域フィルタ６３に供給する。帯域フィＥ Ｕ６：＋（ｔ）　＝Ｋ　ｃｏｓ（ω’　　６＋　−（（
１）　’　　ｏ−ω））　ｔ・・・　（３９） 上式（３９）を式（３４）と比較すると、Ｄ＝に；（１
）０−ω′。であることが分る。かくして、シＣＯユニ
ント６８の出力信号（式（３７）参照）に関して、次式
が真であることが証明された。

’／ｒａｒ　＝　Ｕ６ａ（ｔ）　＝Ｋ　ｃｏｓ　ｎ　ω
’　ｏｔ　　　　−（４０）ψ、　＜１＞　は、Ｖ　ｒ
ａｆにより前述のように地面に対して計算することがで
きる。

その位置およびオリエンテーションが決まっていない送
信アンテナから送信される＋１搬送波により物標の角回
転位置を決定するには、多くの可能性が存在すること明
らかである。さらに、送信搬送波は必ずしも偏波送信ア
ンテナにより送信するを要しない。したがって、上述の
発射体のコース修正のための角回転位置の決定はその一
例にすぎない。

【図面の簡単な説明】

第１図はシステムの送信機およびアンテナ　ユニットを
船舶上に配置するようにしたシステムの特殊な実施例を
示す図、 第２図は電磁界内に配置した２一つの垂直配置ループ　
アンテナの概要図、 第３図は電磁界内に配置した２つの垂直配置ダイポール
　アンテナの概要図、 第４図はループ　アンテナの場所における磁界を示す図
、 第５図は発射体の角回転位置を決定するため発射体内に
内蔵させた受信システムの概要図、第６図は第５図示基
準ユニットの第１実施例のブロック図、 第７図は第５図示基（Ｖユニットの第２実施例の）′ロ
ンク図、 第８図はダイポール　アンテナの場所における電界を示
す図、 第９図はダイポール　アンテナを有する発射体の実施例
を示す図、 第１０図は第５図示基準ユニットの特殊な実力缶例を示
す図である。 １．４７・・・発射体 ２・・・地面 ３・・・船舶 ４・・・送信機ユニット ６・・・アンテナ　ユニット ７・・・電界成分 ８・・・磁界成分 ９・・・ターゲット（目標） １０、１１・・・クーゲット追跡手段 １２・・・：Ｊンピューク（計算手段）１３・・・ガス
放出ユニット １４・・・送信機 １５・・・受信機 １６・・・受信アンテナ手段 １８・・・比較器 １９・・・受信システム ２１、２２・・・方向性アンテナ ２３・・・アンテナ ２４・・・基準ユニット ２６、２７．６２・・・混合器 ３０、３３・・・低域通過フィルタ ３６・・・三角法ユニット ３Ｂ、　３８Ａ、　３８Ｂ、　５６．５７．６３・・・
帯域フィルタ４０・・−Ａ門復調器 旧・・・ＦＭ復調器 ４２・・・ビット復調器 ４３・・・９０°移相器 ４６、６０・・・加算ユニット ４８八、　４８Ｂ、　４９Ａ、　４９Ｂ・・・ひれ状部
（安定板）５０・・・副基準ユニ・ント ５Ｉ・・・フェーズ　ロック　ループ　ユニット５２、
５３・・・２乗ユニット ６６・・・ループ　フィルタ ６８・・・ｖＣＯユニット ７０・・・分周器 し−一。−一一。−７−一一ゆ−−−−−−一Ｆｉｇ、
　８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、天体の表面の近傍の、ある範囲内に位置する軸のま
   わりを回転する物標の角回転位置を決定するシステムに
   おいて、 該システムは送信機ユニットおよび該送信機ユニットに
   リンクさせたアンテナユニットを具え、該アンテナユニ
   ットは物標の上方およびそのまわりをカバーし、かつ天
   体面にまで到達するような少なくとも１つの搬送波を生
   成するようにしたこと、さらに該システムは物標に装着
   した方向性受信アンテナ手段および該受信アンテナ手段
   に連結させた受信手段を具え、該受信手段は搬送波を受
   信し、搬送波の偏波方向に対する物標の角回転位置をベ
   ースにして該天体面に対する物標の角回転位置を決定す
   るようにしたこと、該天体面に対するアンテナユニット
   の位置および方法を決めないようにしたことを特徴とす
   る物標の角回転位置決定システム。 ２、アンテナユニットは該面に対して決められた位置お
   よび方位を有しないことを特徴とする請求項１記載のシ
   ステム。 ３、アンテナユニットを乗物に機械的に連接したことを
   特徴とする請求項１記載のシステム。 ４、乗物を船舶としたことを特徴とする請求項３記載の
   システム。 ５、アンテナユニットを実用上堅固に乗物に連接するよ
   うにしたことを特徴とする請求項３または４に記載のシ
   ステム。 ６、アンテナユニットは可動性かつ可撓性のワイヤを具
   えたことを特徴とする請求項３または４に記載のシステ
   ム。 ７、アンテナユニットとしても機能する通信送受信アン
   テナを含む通信システムを具えたことを特徴とする請求
   項１ないし６のいずれかに記載のシステム。 ８、送信機ユニットを、異なる搬送波周波数を有する２
   つのフェーズロックされ、重畳された搬送波を送信する
   のに適するよう形成したことを特徴とする請求項１ない
   し７のいずれかに記載のシステム。 ９、受信アンテナ手段は第１および第２方向性アンテナ
   を具えたこと、受信システムは ａ、第１および第２アンテナにより受信した重畳搬送波
   から該搬送波の周波数の１つに等しい周波数を有する基
   準信号を得るための基準ユニットと、 ｂ、第１または第２アンテナにより受信した重畳搬送波
   の少なくとも１つの搬送波成分を該基準信号と混合する
   ための第１および第２混合器と、 ｃ、該第１および第２混合器の出力信号を濾波するため
   、ゼロに等しいか、ゼロにほぼ等しい周波数成分のみを
   通過させるよう形成した第１および第２フィルタユニッ
   トと、 ｄ、該第１および第２フィルタの出力信号の制御を受け
   、ループアンテナの１つと重畳搬送波の偏波方向との間
   の瞬時角を表わす信号を生成するよう形成した三角法ユ
   ニットと を具えたことを特徴とする請求項８記載のシステム。 １０、送信機ユニットを少なくとも１つの第１搬送波お
   よび該第１搬送波の周波数の位相に対して所定の位相関
   係を含む変調を有する第２搬送波を送信するに適するよ
   う形成したことを特徴とする請求項１ないし７のいずれ
   かに記載のシステム。 １１、変調を振幅変調により形成したことを特徴とする
   請求項１０記載のシステム。 １２、該受信アンテナ手段は第１および第２方向性アン
   テナを具えたこと、該受信システムは、 ａ、該受信アンテナ手段により受信した第２搬送波から
   、その位相が該第１搬送波の周波数の位相と所定の関係
   を有するような基準信号を得るよう形成した基準ユニッ
   トと、 ｂ、第１または第２アンテナにより受信した第１搬送波
   を該基準信号と混合するための第１および第２混合器と
   、 ｃ、該第１および第２混合器の出力信号を濾波するため
   ゼロに等しいか、ゼロにほぼ等しい周波数成分のみを通
   過させるよう形成した第１および第２フィルタユニット
   と、 ｄ、第１および第２フィルタの出力信号の制御を受け、
   １８０°の不確実性で、受信アンテナユニットに対する
   搬送波の偏波方向の瞬時角を表わす信号を生成するよう
   形成した三角法ユニットと を具えたことを特徴とする請求項１０または１１に記載
   のシステム。 １３、受信アンテナ手段は少なくとも第２搬送波を受信
   するための第３アンテナを含むことを特徴とする請求項
   １２記載のシステム。 １４、第２搬送波を第１および第２方向性アンテナによ
   り受信するようにしたことを特徴とする請求項１２記載
   のシステム。 １５、受信アンテナ手段は、電磁界の電界成分の方向を
   ベースにして物標の角回転位置を決定するため、異なる
   方位を有する少なくとも２つのダイポールアンテナを含
   むことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記
   載のシステム。 １６、受信アンテナ手段は、電磁界の磁界成分の方向を
   ベースにして、物標の角回転位置を決定するため、異な
   る方位を有する少なくとも２つのダイポールアンテナを
   含むことを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに
   記載のシステム。 １７、受信アンテナ手段は電磁界の副電界成分および副
   磁界成分の方向をベースにして物標の角回転位置を決定
   するため、少なくとも１つのダイポールアンテナおよび
   該ダイポールアンテナと垂直でない配置を有する少なく
   とも１つのループアンテナを含むことを特徴とする請求
   項１ないし１４のいずれかに記載のシステム。 １８、少なくとも１つの搬送波は約５０ｋＨｚの周波数
   を有することを特徴とする請求項１ないし１７のいずれ
   かに記載のシステム。 １９、請求項１ないし１８のいずれかに記載の用途に適
   するアンテナユニット。 ２０、請求項１ないし１８のいずれかに記載の用途に適
   する送信ユニット。 ２１、請求項１ないし１８のいずれかに記載の用途に適
   する物標。 ２２、請求項１ないし１８のいずれかに記載の用途に適
   する方向性受信アンテナ手段。 ２３、請求項１ないし１８のいずれかに記載の用途に適
   する受信システム。 ２４、請求項２１に記載の物標として機能する発射体。 ２５、請求項１ないし１８のいずれかに記載のアンテナ
   ユニットおよび送信機ユニットを具えた乗物。