JPH03257388A - 位相差方位探知装置 - Google Patents
位相差方位探知装置Info
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- JPH03257388A JPH03257388A JP5752990A JP5752990A JPH03257388A JP H03257388 A JPH03257388 A JP H03257388A JP 5752990 A JP5752990 A JP 5752990A JP 5752990 A JP5752990 A JP 5752990A JP H03257388 A JPH03257388 A JP H03257388A
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- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 18
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 1
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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。
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〕
この発明は、任意の方向から到来した信号の到来方位を
探知する位相差方位探知装置に関するものである。
探知する位相差方位探知装置に関するものである。
第６図は例えばステファン イー リフスキー（ＳＴＨ
ＰＨｔ！Ｎ Ｅ、 ＬＩＰＳＫＹ）著の「マイクロウェ
ーブパッシブ ダイレクション ファインディング」（
ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ ＰＡＳＳＩＶＨＤＩＲＥＣＴＩＯ
Ｎ ＦＩＮＤＩＮＧ） ニ示された従来の位相差方位探
知装置を示す原理図であり、図において、１は４つの無
指向性のアンテナ、２はこのアンテナ１に接続されたバ
トラマトリクス回路、３はそのバトラマトリクス回路の
出力端８．９の端子間位相差を検出する位相差検出回路
である。
ＰＨｔ！Ｎ Ｅ、 ＬＩＰＳＫＹ）著の「マイクロウェ
ーブパッシブ ダイレクション ファインディング」（
ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ ＰＡＳＳＩＶＨＤＩＲＥＣＴＩＯ
Ｎ ＦＩＮＤＩＮＧ） ニ示された従来の位相差方位探
知装置を示す原理図であり、図において、１は４つの無
指向性のアンテナ、２はこのアンテナ１に接続されたバ
トラマトリクス回路、３はそのバトラマトリクス回路の
出力端８．９の端子間位相差を検出する位相差検出回路
である。
次に動作について説明する。無指向性の４素子のアンテ
ナ１を第２図に示すように同一円周上に９０°間隔で配
置する。ある任意の方位角θにより信号が到来した場合
、４素子の中心を基準にした各アンテナ素子間の行路差
ｄＮ、 ｄｓ、、ｄｔｓ、 ｄｉは、ｄＭ＝ｒｓｉｎθ ｄｓ＝−ｒｓｉｎθ ｄＩＩ＋＝−ｒｃｏｓθ ｄＨ＝ｒｃｏｓ θ となり、そのとき、各アンテナ出力端（またはバトラマ
トリクス回路２０入力端）の電圧Ｖ、４．Ｖｓ。
ナ１を第２図に示すように同一円周上に９０°間隔で配
置する。ある任意の方位角θにより信号が到来した場合
、４素子の中心を基準にした各アンテナ素子間の行路差
ｄＮ、 ｄｓ、、ｄｔｓ、 ｄｉは、ｄＭ＝ｒｓｉｎθ ｄｓ＝−ｒｓｉｎθ ｄＩＩ＋＝−ｒｃｏｓθ ｄＨ＝ｒｃｏｓ θ となり、そのとき、各アンテナ出力端（またはバトラマ
トリクス回路２０入力端）の電圧Ｖ、４．Ｖｓ。
Ｖ、、Ｖ、は４素子の中心における電圧をＶとすると、
ｖＮ −Ｖｅｘｐ （−ｊ２ｉｄ＋＋ ／λ）＝Ｖ
ｅｘｐ （−ｊ２πｒｓ ｉｎθ／λ）Ｖ、 −
Ｖｅｘｐ （−ｊ２πａＳ／λ）−Ｖｅｘｐ （ｊ
２ πｒｓｉｎθ／λ）ｖ、 −Ｖｅｘｐ （−ｊ
２πｄｗ／λ）＝Ｖｅｘｐ （ｊ２ πｒｃｏｓ θ
／λ）Ｖ（−Ｖ ｅ ｘ ｐ （Ｊ ２ πｄＥ／
λ）−Ｖｅｘｐ （−ｊ ２πｒｃＯ３θ／λ）となる
。
ｅｘｐ （−ｊ２πｒｓ ｉｎθ／λ）Ｖ、 −
Ｖｅｘｐ （−ｊ２πａＳ／λ）−Ｖｅｘｐ （ｊ
２ πｒｓｉｎθ／λ）ｖ、 −Ｖｅｘｐ （−ｊ
２πｄｗ／λ）＝Ｖｅｘｐ （ｊ２ πｒｃｏｓ θ
／λ）Ｖ（−Ｖ ｅ ｘ ｐ （Ｊ ２ πｄＥ／
λ）−Ｖｅｘｐ （−ｊ ２πｒｃＯ３θ／λ）となる
。
この４つのアンテナ出力をバトラマトリクス回路２によ
り移相作用を行うと、バトラマトリクス回路の出力端８
（ｎ ＝Ｏ） 、 ９ （ｎ ＝＋１）の出力電圧
Ｖ。、■１．は、 ｖｏ ＝ １ ／２ （ＶＮ ＋ＶＳ ＋ＶＷ ＋ＶＥ
）＝ＶＣＯ３（２πｃｏｓθ／λ） ＋Ｖｃｏｓ（２πｒｓｉｎθ／λ） Ｖ＋１＝１／２ （ＶＮ ＶＳ ｊＶｔｉ
ｊＶｉ ）＝−ｊＶｓ ｉｎ （２πｃｏｓ
θ／λ）＋Ｖｓ ｉｎ （２ｙｃｒｓ ｉｎθ／
λ）となり、位相差検出回路１７ａにより検出される■
、１に対するＶ。の位相差φ、は、 φ＋ ＝ａ ｒ ｇ （Ｖｏ ） ａ ｒ ｇ （
Ｖ＋＋）＝Ｏ−ａｒｃｔａｎ （−ｓｉｎ （２ｙｃｒ
ｓｉｎθ／λ）／５ｉｎ（２πｒｃｏｓθ／λ）） となる。
り移相作用を行うと、バトラマトリクス回路の出力端８
（ｎ ＝Ｏ） 、 ９ （ｎ ＝＋１）の出力電圧
Ｖ。、■１．は、 ｖｏ ＝ １ ／２ （ＶＮ ＋ＶＳ ＋ＶＷ ＋ＶＥ
）＝ＶＣＯ３（２πｃｏｓθ／λ） ＋Ｖｃｏｓ（２πｒｓｉｎθ／λ） Ｖ＋１＝１／２ （ＶＮ ＶＳ ｊＶｔｉ
ｊＶｉ ）＝−ｊＶｓ ｉｎ （２πｃｏｓ
θ／λ）＋Ｖｓ ｉｎ （２ｙｃｒｓ ｉｎθ／
λ）となり、位相差検出回路１７ａにより検出される■
、１に対するＶ。の位相差φ、は、 φ＋ ＝ａ ｒ ｇ （Ｖｏ ） ａ ｒ ｇ （
Ｖ＋＋）＝Ｏ−ａｒｃｔａｎ （−ｓｉｎ （２ｙｃｒ
ｓｉｎθ／λ）／５ｉｎ（２πｒｃｏｓθ／λ）） となる。
ｒ／λ １の場合、すなわち到来した入力信号の波長λ
に対してアンテナ配置の半径ｒが十分に小さい場合、 となり、φ１は周波数（波長）に関係なく到来方位θの
変化と等しい変化をすることになる。よって、この位相
差φ、を検出することにより、信号の到来方位を確定す
ることができる。
に対してアンテナ配置の半径ｒが十分に小さい場合、 となり、φ１は周波数（波長）に関係なく到来方位θの
変化と等しい変化をすることになる。よって、この位相
差φ、を検出することにより、信号の到来方位を確定す
ることができる。
従来のバトラマトリクス回路による方位探知では、方位
探知確度を高めるためには、４つのアンテナ配置の径を
人力信号の波長に対して十分小さくしなければならなか
った。しかし、径を小さくすればする程、アンテナ間隔
が狭くなり、それぞれのアンテナ間の相互結合が強まり
、本来必要な到来電波の位相情報に悪影響を与え、方位
探知確度を悪くするなどの問題点があった。
探知確度を高めるためには、４つのアンテナ配置の径を
人力信号の波長に対して十分小さくしなければならなか
った。しかし、径を小さくすればする程、アンテナ間隔
が狭くなり、それぞれのアンテナ間の相互結合が強まり
、本来必要な到来電波の位相情報に悪影響を与え、方位
探知確度を悪くするなどの問題点があった。
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、より高い精度で信号の到来方位を確定でき
る位相差方位探知装置を得ることを目的とする。
れたもので、より高い精度で信号の到来方位を確定でき
る位相差方位探知装置を得ることを目的とする。
この発明に係る位相差方位探知装置は、従来の装置では
使用していなかったバトラマトリクス回路の出力端の位
相情報をも使用して到来電波の位相情報を忠実に伝送す
るとともに、より高い精度で信号の到来方位を確定でき
るようにしたものである。
使用していなかったバトラマトリクス回路の出力端の位
相情報をも使用して到来電波の位相情報を忠実に伝送す
るとともに、より高い精度で信号の到来方位を確定でき
るようにしたものである。
この発明におけるバトラマトリクス回路を用いた位相差
方探装置では、バトラマトリクス回路の２つの出力端９
．１０の位相差φ２を使用することにより、それぞれの
アンテナ間の相互結合の影響が打ち消されて、周波数特
性を受けない方探アンテナを実現できる。また、位相差
φ２は、φ２ ＝ａ ｒ ｇ （Ｖ−＋） ａ ｒ
ｇ （ｖ、） ＝２θ＋π但し、 Ｖ−＋−１／２ （ＶＮ ＶＳ ＋ ｊＶｗ
ｊＶ）：）＝ ｊＶｓ ｉｎ （２ｙｒｓ ｉｎθ
／λ）Ｖｓｊｎ （２ｙｒｒｃｏｓθ／λ）と表わさ
れるので、電波の到来方位θの２倍の速さで変化するた
め位相差測定確度のほぼ２倍の精度で方位が求まる。す
なわち、従来の位相差φ１による方位探知のほぼ２倍の
精度で方位探知できる。
方探装置では、バトラマトリクス回路の２つの出力端９
．１０の位相差φ２を使用することにより、それぞれの
アンテナ間の相互結合の影響が打ち消されて、周波数特
性を受けない方探アンテナを実現できる。また、位相差
φ２は、φ２ ＝ａ ｒ ｇ （Ｖ−＋） ａ ｒ
ｇ （ｖ、） ＝２θ＋π但し、 Ｖ−＋−１／２ （ＶＮ ＶＳ ＋ ｊＶｗ
ｊＶ）：）＝ ｊＶｓ ｉｎ （２ｙｒｓ ｉｎθ
／λ）Ｖｓｊｎ （２ｙｒｒｃｏｓθ／λ）と表わさ
れるので、電波の到来方位θの２倍の速さで変化するた
め位相差測定確度のほぼ２倍の精度で方位が求まる。す
なわち、従来の位相差φ１による方位探知のほぼ２倍の
精度で方位探知できる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は本発明の一実施例による位相差方位探知装置を
示し、図において、１は第２図のように配列された４つ
のアンテナ素子で、２はこのアンテナ１に接続されたバ
トラマトリクス回路であり、３はそのバトラマトリクス
回路２の出力端８．９及び９．１０の端子間位相差を検
出する位相差検出回路（位相差検出回路７ａ、位相差検
出回路７ｂ）である。
示し、図において、１は第２図のように配列された４つ
のアンテナ素子で、２はこのアンテナ１に接続されたバ
トラマトリクス回路であり、３はそのバトラマトリクス
回路２の出力端８．９及び９．１０の端子間位相差を検
出する位相差検出回路（位相差検出回路７ａ、位相差検
出回路７ｂ）である。
次に動作について説明する。第２図のように、入力信号
に対して十分小さな径の円周上に配列された４つのアン
テナ１に、ある方位角θからの到来電波があった場合、
各アンテナ間に行路差があるため、各アンテナ出力間に
位相差が生じる。この４つの出力をバトラマトリクス回
路により移相伴用を行うと、バトラマトリクス回路の４
つの出力のうち適当な２つの出力を選ぶと、その出力間
の位相差が到来方位の変化と等しい変化をするもの（φ
１ ：粗測系）と、到来方向の変化に対して２倍の変化
をするもの（φ２ ：精測系）が得られる。この位相差
φ２を検出することにより、位相差測定精度のほぼ２倍
の精度で到来方位を求めることができる。但し、第３図
に示すように、ある位相差φ２ ′に相当する到来方位
θは２つあるので、方位角のあいまいさ（Ａｍｂ ｉｇ
ｕ ｉ ｔｙ）が生じる。
に対して十分小さな径の円周上に配列された４つのアン
テナ１に、ある方位角θからの到来電波があった場合、
各アンテナ間に行路差があるため、各アンテナ出力間に
位相差が生じる。この４つの出力をバトラマトリクス回
路により移相伴用を行うと、バトラマトリクス回路の４
つの出力のうち適当な２つの出力を選ぶと、その出力間
の位相差が到来方位の変化と等しい変化をするもの（φ
１ ：粗測系）と、到来方向の変化に対して２倍の変化
をするもの（φ２ ：精測系）が得られる。この位相差
φ２を検出することにより、位相差測定精度のほぼ２倍
の精度で到来方位を求めることができる。但し、第３図
に示すように、ある位相差φ２ ′に相当する到来方位
θは２つあるので、方位角のあいまいさ（Ａｍｂ ｉｇ
ｕ ｉ ｔｙ）が生じる。
このあいまいさを取り除くことのみに位相差φ１を用い
る。またバトラマトリクス回路の通過経路に対称性があ
る出力端９．１０の位相の差をとることにより各アンテ
ナ間の相互結合による影響を打ち消し合うので、周波数
特性の影響を受けにくく、かつ、より精度のよい方位探
知装置を実現できる。
る。またバトラマトリクス回路の通過経路に対称性があ
る出力端９．１０の位相の差をとることにより各アンテ
ナ間の相互結合による影響を打ち消し合うので、周波数
特性の影響を受けにくく、かつ、より精度のよい方位探
知装置を実現できる。
なお、上記実施例では、４素子のアンテナと４×４のバ
トラマトリクス回路を設けたものを示したが、第４図に
示すように、８素子のアンテナと、８×８のバトラマト
リクス回路を設けてもよい。
トラマトリクス回路を設けたものを示したが、第４図に
示すように、８素子のアンテナと、８×８のバトラマト
リクス回路を設けてもよい。
第４図において、１は円周上に等間隔で配列された８素
子のアンテナで、２はこのアンテナ１に接続された８×
８のバトラマトリクス回路、３はそのバトラマトリクス
回路２のある２つの出力端位相差を検出する位相差検出
回路である。このような構成において、バトラマトリク
ス回路の８っの出力のうち、適当な２つの出力を選ぶと
、その出力間の位相差が到来方位の変化と等しい変化を
するもの（φ、）と、到来方位の変化に対して４倍の変
化をするもの（φ２）あるいは６倍の変化をするもの（
φ３）が得られる。この位相差φ２あるいはφ３を検出
することにより、位相差測定精度のほぼ４倍あるいは６
倍の精度で到来方位を求めることができる。但し、ある
位相差φ２ ′あるいはφ３ ′に相当する到来方位θ
は４つあるいは６つあるが、その方位各のあいまいさは
、位相差φ１を用いて取り除くことができる。
子のアンテナで、２はこのアンテナ１に接続された８×
８のバトラマトリクス回路、３はそのバトラマトリクス
回路２のある２つの出力端位相差を検出する位相差検出
回路である。このような構成において、バトラマトリク
ス回路の８っの出力のうち、適当な２つの出力を選ぶと
、その出力間の位相差が到来方位の変化と等しい変化を
するもの（φ、）と、到来方位の変化に対して４倍の変
化をするもの（φ２）あるいは６倍の変化をするもの（
φ３）が得られる。この位相差φ２あるいはφ３を検出
することにより、位相差測定精度のほぼ４倍あるいは６
倍の精度で到来方位を求めることができる。但し、ある
位相差φ２ ′あるいはφ３ ′に相当する到来方位θ
は４つあるいは６つあるが、その方位各のあいまいさは
、位相差φ１を用いて取り除くことができる。
また第５図は８×８のバトラマトリクス回路３を構成す
る１８００ハイブリツド６を一部２分配器８に変換し、
９０°移相器４ａと１８０°ハイブリツド６をそれぞれ
１つずつ削除したものである。第５図において、上記の
変更により小型化されるが、動作及び方探確度は第４図
のものと同等のものが得られる。
る１８００ハイブリツド６を一部２分配器８に変換し、
９０°移相器４ａと１８０°ハイブリツド６をそれぞれ
１つずつ削除したものである。第５図において、上記の
変更により小型化されるが、動作及び方探確度は第４図
のものと同等のものが得られる。
以上のように、この発明に係る位相差方位探知装置によ
れば、バトラマトリクス回路のある適当な２組の出力端
の位相差を測定することにより到来信号の方位を検出す
るように構成したので、周波数特性の影響を受けにくい
、より精度の高い方位探知確度が得られる効果がある。
れば、バトラマトリクス回路のある適当な２組の出力端
の位相差を測定することにより到来信号の方位を検出す
るように構成したので、周波数特性の影響を受けにくい
、より精度の高い方位探知確度が得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるアンテナ装置の原理
図、第２図はその一実施例の場合のアンテナ配置図、第
３図はその一実施例の場合の方位／位相ダイヤグラム図
、第４図、第５図はこの発明の他の実施例を示す原理図
、第６図は従来のアンテナ装置の原理図である。 図において、１はアンテナ、２はバトラマトリクス回路
、３は位相差検出回路、４は９０°移相器、５は９０″
ハイブリツド、６ａ、 ６ｂ、 ６ｃは１８０°ハ
イブリツド、？ａ、７ｂは位相差検出回路、８，９，１
０．１１はバトラマトリクス回路出力端である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
図、第２図はその一実施例の場合のアンテナ配置図、第
３図はその一実施例の場合の方位／位相ダイヤグラム図
、第４図、第５図はこの発明の他の実施例を示す原理図
、第６図は従来のアンテナ装置の原理図である。 図において、１はアンテナ、２はバトラマトリクス回路
、３は位相差検出回路、４は９０°移相器、５は９０″
ハイブリツド、６ａ、 ６ｂ、 ６ｃは１８０°ハ
イブリツド、？ａ、７ｂは位相差検出回路、８，９，１
０．１１はバトラマトリクス回路出力端である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）円周上に配列された無指向性のアンテナ素子と、 このアンテナ素子に接続されたバトラマトリクス回路と
、 このバトラマトリクス回路の出力端の端子間の位相差を
検出する位相差検出回路とを備えた位相差方位探知装置
において、 バトラマトリクス回路のある適当な２組の出力端子間位
相差を検出し、 その２つの位相差の組合せにより信号の到来方位を確定
するようにしたことを特徴とする位相差方位探知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5752990A JPH03257388A (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | 位相差方位探知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5752990A JPH03257388A (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | 位相差方位探知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03257388A true JPH03257388A (ja) | 1991-11-15 |
Family
ID=13058272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5752990A Pending JPH03257388A (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | 位相差方位探知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03257388A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011149916A (ja) * | 2010-01-25 | 2011-08-04 | Toshiba Corp | 電波受信装置及び到来方向測定方法 |
| JP2016092674A (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-23 | 三菱電機株式会社 | ハイブリッドマトリクス回路 |
-
1990
- 1990-03-07 JP JP5752990A patent/JPH03257388A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011149916A (ja) * | 2010-01-25 | 2011-08-04 | Toshiba Corp | 電波受信装置及び到来方向測定方法 |
| JP2016092674A (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-23 | 三菱電機株式会社 | ハイブリッドマトリクス回路 |
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