JPH05157823A - 信号到来方向探知装置 - Google Patents

信号到来方向探知装置

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JPH05157823A
JPH05157823A JP3348364A JP34836491A JPH05157823A JP H05157823 A JPH05157823 A JP H05157823A JP 3348364 A JP3348364 A JP 3348364A JP 34836491 A JP34836491 A JP 34836491A JP H05157823 A JPH05157823 A JP H05157823A
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time axis
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Akio Kagohara
秋穂 籠原
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 到来電波の方位測定を高精度で行うことがで
きる信号到来方向探知装置を得る。 【構成】 所定の間隔をあけて配置された2つのアンテ
ナで受信され、フロントエンドによってそれぞれ増幅、
周波数変換された信号を、時間軸伸長回路にてその時間
軸を引き伸ばした上で時間差検出回路に入力する。 【効果】 アンテナ間隔dおよび時間差Δtの測定誤差
δΔtに対して、方位誤差δθを小さくすることが可能
となるため、到来電波の方位探知の測定精度を大幅に向
上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はマイクロ波帯の未知の
到来電波の到来方位を検出する信号到来方向探知装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】図10は例えば従来の信号到来方向探知
装置を示すブロック図であり、図において1,2は互い
に所定の距離をもって配置されたアンテナであり、3,
4はこれら各アンテナ1あるいは2にて受信された信号
の増幅,周波数変換を行うフロントエンドである。5は
フロントエンド3および4の出力信号の時間差を検出す
る時間差検出回路であり、6は時間差検出回路5により
検出される時間差より方位を算出する方位算出回路であ
る。
【0003】次に動作について説明する。ここで、従来
およびこの発明による方向探知装置の動作原理を示す説
明図である。今、図9に示すように、2つのアンテナ
1,2が間隔dでA点とB点に配置されているものとす
る。第1のアンテナ1とアンテナ2に到来する信号は到
来方位θにより行路差lがあるため到来時刻が異なって
時間差Δtが生ずる。この到来方位θと、アンテナ1と
アンテナ2との間において生ずる時間差Δtの間には、
信号の伝搬速度をcとすれば次式が成立する。
【0004】
【数1】
【0005】従って、アンテナ1とアンテナ2の間に生
ずる信号の時間差Δtを検出することにより、信号の到
来方位を算出することができる。
【0006】このような基本原理が図10に示す回路構
成の方向探知装置によって実現される。ここで、図11
は図10に示す方向探知装置の各部の信号の時間関係を
示すタイムチャートである。図11(a)に示すアンテ
ナ1に入力した信号はフロントエンド3により増幅、周
波数変換されて時間差検出回路5に入力される。同様に
して、図11(b)に示すアンテナ2に入力した信号は
フロントエンド4により増幅周波数変換されて時間差検
出回路5に入力される。時間差検出回路5は入力された
2つの信号を検波して図11(c)および(d)に示す
検波信号を得、例えば、各々の検波信号の立上り部の間
の時間差Δtを図11(e)に示すようにクロックカウ
ンタなどで計測して方位算出回路6へ出力する。方位算
出回路6においては、上記(2)式の関係により、到来
方位θを算出する。
【0007】ここで、上記基本原理による時間差方向探
知方式における方位検出精度の特性を図12に示す。こ
の図12では、(a)および(b)にて時間差Δtと到
来方位θとの関係を、(c)に時間差Δtの測定誤差δ
Δtと方位誤差δθとの関係をそれぞれ示している。
【0008】なお、このような従来の信号到来方向探知
装置の関連技術が記載された文献としては、例えば特開
平3−59481号公報、特開昭59−68678号公
報などがある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の信号到来方向探
知装置は以上の様に構成されているので、図12からも
わかるように、到来方位θが±90°(アンテナ基線方
向)になると時間差Δtの測定誤差δΔtによる方位誤
差δθが大きくなり、到来方位θが0°(アンテナ基線
の垂直方向)になると時間差Δtが小さくなるため、δ
Δt/Δtが大きくなって方位誤差δθが大きくなり、
さらに両アンテナ1,2の間隔dが小さい場合にはδΔ
tに対するδθが大きくなるなどの問題点があった。
【0010】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、アンテナ間隔dおよび時間差Δ
tの測定誤差δΔtに対して方位誤差δθを小さくでき
る信号到来方向探知装置を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
係る信号到来方向探知装置は、各フロントエンドの出力
信号の時間軸をそれぞれ引き伸ばして時間差検出回路に
入力する時間軸伸長回路を設けたものである。
【0012】また、請求項2に記載の発明に係る信号到
来方向探知装置は、各フロントエンドの出力信号の時間
軸をそれぞれ引き伸ばす時間軸伸長回路と、時間軸の引
き伸ばされた両信号のパルス幅を制限するパルス幅制限
回路と、パルス幅が制限された両信号を合成して時間差
検出回路に入力する合成回路とを設けたものである。
【0013】さらに、請求項3に記載の発明に係る信号
到来方向探知装置は、各フロントエンドの出力信号のパ
ルス幅を制限するパルス幅制限回路と、各パルス幅制限
回路からの出力信号を合成する合成回路と、当該合成信
号の時間軸を引き伸ばして時間差検出回路に入力する時
間軸伸長回路とを設けたものである。
【0014】
【作用】請求項1に記載の発明における時間差検出回路
は、時間軸伸長回路によってそれぞれ時間軸が引き伸ば
された各フロントエンドの出力信号に基づいて、両フロ
ントエンドの出力信号相互の時間差を検出することによ
り、アンテナ間隔dおよび時間差Δtの測定誤差δΔt
に対して、方位誤差δθを小さくすることができる信号
到来方向探知装置を実現する。
【0015】また、請求項2に記載の発明における時間
差検出回路は、時間軸伸長回路によって時間軸が引き伸
ばされた各フロントエンドの出力信号を、それぞれパル
ス幅制限を行って合成した合成信号に基づいて、両フロ
ントエンドの出力信号相互の時間差を検出することによ
り、時間差検出回路の負担を軽減することができる信号
到来方向探知装置を実現する。
【0016】さらに、請求項3に記載の発明における時
間差検出回路は、それぞれパルス幅が制限された各フロ
ントエンドの出力信号の合成信号を、時間軸伸長回路に
入力してその時間軸を引き伸ばした信号に基づいて、両
フロントエンドの出力信号相互の時間差を検出すること
により、1系統で形成された時間軸伸長回路の使用を可
能とする信号到来方向探知装置を実現する。
【0017】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1は請求項1に記載の発明の一実施例を示すブ
ロック図である。図において、1,2はアンテナ、3,
4はフロントエンド、5は時間差検出回路、6は方位算
出回路であり、図10に同一符号を付した従来のそれら
と同一、あるいは相当部分であるため詳細な説明は省略
する。7はフロントエンド3の出力信号とフロントエン
ド4の出力信号の時間軸をそれぞれ引き伸ばして時間差
検出回路5に入力する時間軸伸長回路である。
【0018】また、この時間軸伸長回路7内において、
8はフロントエンド3の出力信号を分配する分配器であ
り、9はこの分配器8に接続されたチャープ率μ1 を持
つチャープフィルタ、10はこのチャープフィルタ9に
接続されたミキサ、11はこのミキサ10に接続された
チャープ率−μ3 を持つチャープフィルタ、12はこの
チャープフィルタ11に接続されたミキサである。13
はフロントエンド4の出力信号を分配する分配器であ
り、14〜17は前述の9〜12と同等のチャープフィ
ルタ、およびミキサである。
【0019】18は分配器8および13で分配された信
号の検波を行う検波器であり、19はこの検波器18に
接続されたインパルス発生器である。20はこのインパ
ルス発生器19に接続されたチャープ率−μ2 のチャー
プフィルタ、21はこのチャープフィルタ20に接続さ
れて、その出力信号を前記ミキサ10および15に分配
する分配器であり、22は前記インパルス発生器19に
接続されたチャープ率μ4 のチャープフィルタ、23は
このチャープフィルタ22に接続されて、その出力信号
を前記ミキサ12および17に分配する分配器である。
なお、このミキサ12および17の出力信号は時間差検
出回路5に送出される。
【0020】次に動作について説明する。この実施例で
は、時間軸伸長回路7によって、フロントエンド3とフ
ロントエンド4の出力信号に対して時間軸の引き伸ばし
を行うこと以外は、従来の場合とその動作は基本的に同
等である。従って、ここではまず時間軸伸長回路7の動
作について説明する。
【0021】ここで、チャープフィルタの分散特性を利
用して時間軸の圧伸が可能であることは、例えば電子通
信学会の技術報告資料US−77−39等に示されるよ
うに既知のものであるため、ここでは概略の説明にとど
める。今、図2(a)に示すようなチャープフィルタに
図2(b)に示すチャープ信号を入力すると、その出力
には図2(c)に示すようなチャープ率の異なるチャー
プ信号が得られ、入力チャープ信号のパルス幅が伸長さ
れた出力信号が得られる。
【0022】図3は、図1の時間軸伸長回路7の一系列
を取り出したものである。図3において入力信号f
(t)はパルス変調波であり、分配器8で分配された信
号の一方がインパルス発生器19に入力される。インパ
ルス発生器19は入力信号を微分することによってその
立上り時刻にインパルスを発生する。チャープ率がμ1
のチャープフィルタ9は入力信号の周波数成分の違いに
よる遅延時間差を補正するものであり、チャープ率−μ
2 のチャープフィルタ20は時間軸伸長のためのチャー
プ信号を発生するものである。また、チャープ率−μ3
のチャープフィルタ11は伸長用チャープフィルタであ
り、チャープ率μ4 のチャープフィルタ22は伸長する
為に加えたチャープ信号を取り去るためのもので、その
チャープ率μ4 は、μ4 =μ2 μ3 /μ1 である。従っ
て、このチャープフィルタの構成により、入力信号f
(t)の応答はf(μ3 /μ1 t)となる。すなわちμ
3 /μ1 <1であれば、時間軸がμ1 /μ3 倍に引き伸
ばされたことになる。
【0023】ここで、図4はこの実施例における各部の
信号の時間関係を示すタイムチャートである。図4
(a)に示されるフロントエンド3の出力信号と同図
(b)に示されるフロントエンド4の出力信号は時間軸
伸長回路7に入力され、図4(c)および(d)に示す
ように、前述の動作原理に従ってその時間軸がそれぞれ
引き伸ばされ、時間差検出回路5に入力される。時間差
検出回路5はそれを検波して図4(e)および(f)に
示す信号を得、同図(g)に示すようにクロックカウン
タなどでその時間差を計数することにより、両フロント
エンド3と4の出力信号相互の時間差を検出して方位算
出回路6に送る。
【0024】実施例2.なお、上記実施例1では、時間
軸が引き伸ばされた2系統の信号をそれぞれ時間差検出
回路に入力する場合について述べたが、時間軸の引き伸
ばしを行った各信号をパルス幅制限を行って合成してか
ら時間差検出回路に入力するようにしてもよく、それに
よって時間差検出回路の負担を軽減することが可能とな
る。図5は請求項2に記載されたそのような発明の一実
施例を示すブロック図であり、図1と同一部分には同一
符号を付してその説明を省略する。
【0025】図において、24は時間軸伸長回路7で時
間軸が引き伸ばされたフロントエンド3の出力信号のパ
ルス幅を制限するパルス幅制限回路、25は同じく時間
軸が引き伸ばされたフロントエンド4の出力信号のパル
ス幅を制限するパルス幅制限回路であり、26はこれら
各パルス幅制限回路24と25によってパルス幅の制限
がなされた信号を合成する合成回路である。27はこの
合成回路26からの合成信号に基づいて、フロントエン
ド3と4の出力信号相互の時間差を検出し、方位算出回
路6に出力する時間差検出回路である。
【0026】次に動作について説明する。ここで、図6
はこの実施例における各部の信号の時間関係を示すタイ
ムチャートである。実施例1の場合と同様に、図6
(a)および(b)に示される各フロントエンド3およ
び4の出力信号は、時間軸伸長回路7にて図6(c)お
よび(d)に示すようにその時間軸が引き伸ばされる。
時間軸が引き伸ばされた各信号はパルス幅制限回路24
あるいは25に入力されて、図6(e)および(f)に
示す如く、合成時に互いに重なることがないようにその
パルス幅が制限される。パルス幅が制限された各信号は
合成回路26に入力され、図6(g)に示すように合成
されて時間差検出回路5に送られる。時間差検出回路5
はそれを受け取って検波し、図6(h)に示す信号を得
てクロックカウンタなどを用いて同図(h)に示す如く
その時間差を計数し、それに基づいて両フロントエンド
3および4の出力信号相互の時間差を検出して方位算出
回路6に送る。
【0027】実施例3.次に、この発明の実施例3を図
に基づいて説明する。図7は請求項3に記載の発明の一
実施例を示すブロック図で、図において、28は合成回
路26による合成信号の時間軸を引き伸ばして時間差検
出回路27に入力する時間軸伸長回路であり、その他は
図5に同一符号を付したものと同一または相当部分であ
る。
【0028】次に動作について説明する。ここで、図8
はこの実施例における各部の信号の時間関係を示すタイ
ムチャートである。図8(a)および(b)に示される
各フロントエンド3と4の出力信号は、パルス幅制限回
路24あるいは25に入力されて図8(c)および
(d)に示すように、合成時に互いに重なることがない
ような幅にそのパルス幅が制限される。このパルス幅制
限回路24および25によってパルス幅が制限された信
号は合成回路26に入力されて図8(e)に示すように
合成され、時間軸伸長回路27に入力される。時間軸伸
長回路27ではその合成信号の時間軸を前述の動作原理
に従って引き伸ばし、図8(f)に示す信号を得て時間
差検出回路5に送る。時間差検出回路5はそれを検波し
て得た図8(g)に示す信号より、クロックカウンタな
どで同図(h)の如くその時間差を計数し、それに基づ
いて両フロントエンド3および4の出力信号相互の時間
差を検出して、方位算出回路6に送る。
【0029】
【発明の効果】以上のように、請求項1に記載の発明に
よれば、各フロントエンドの出力信号を、それぞれの時
間軸を引き伸ばしてから時間差検出回路に入力するよう
に構成したので、アンテナ間隔dおよび特性差Δtの測
定誤差δΔtに対して、方位誤差δθを小さくすること
ができ、精度の高い方位測定を行うことができる信号到
来方向探知装置が得られる効果がある。
【0030】また、請求項2に記載の発明によれば、時
間軸が引き伸ばされた各信号をパルス幅制限して合成し
た後、時間差検出回路に入力するように構成したので、
時間差検出回路の負担を軽減することができる効果があ
る。
【0031】さらに、請求項3に記載の発明によれば、
パルス幅の制限および合成を先に行い、その合成信号の
時間軸を引き伸ばして時間差検出回路に入力するように
構成したので、1系統で形成された時間軸伸長回路の使
用が可能になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示すブロック図である。
【図2】上記実施例で用いられるチャープフィルタを示
す説明図である。
【図3】上記実施例における時間軸伸長回路の1系統の
みを取り出して示すブロック図である。
【図4】上記実施例における各部の信号の時間関係を示
すタイムチャートである。
【図5】この発明の実施例2を示すブロック図である。
【図6】上記実施例における各部の信号の時間関係を示
すタイムチャートである。
【図7】この発明の実施例3を示すブロック図である。
【図8】上記実施例における各部の信号の時間関係を示
すタイムチャートである。
【図9】この発明および従来の信号到来方向探知装置の
基本原理を示す説明図である。
【図10】従来の信号到来方向探知装置を示すブロック
図である。
【図11】その各部の信号の時間関係を示すタイムチャ
ートである。
【図12】図9に示した基本原理による方向探知の精度
を示す特性図である。
【符号の説明】
1,2 アンテナ 3,4 フロントエンド 5 時間差検出回路 6 方位算出回路 7 時間軸伸長回路 24,25 パルス幅制限回路 26 合成回路 27 時間差検出回路 28 時間軸伸長回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに所定の間隔があけられて配置さ
    れ、到来電波の受信を行うアンテナと、前記各アンテナ
    のそれぞれが受信した信号の増幅、周波数変換を行うフ
    ロントエンドと、前記各フロントエンドの出力信号の時
    間軸をそれぞれ引き伸ばす時間軸伸長回路と、前記時間
    軸伸長回路にて時間軸が引き伸ばされた前記各フロント
    エンドの出力信号が入力され、前記各フロントエンドの
    出力信号相互の時間差を検出する時間差検出回路と、前
    記時間差検出回路にて検出された時間差に基づいて、前
    記到来電波の到来方位を算出する方位算出回路とを備え
    た信号到来方向探知装置。
  2. 【請求項2】 互いに所定の間隔があけられて配置さ
    れ、到来電波の受信を行うアンテナと、前記各アンテナ
    のそれぞれが受信した信号の増幅、周波数変換を行うフ
    ロントエンドと、前記各フロントエンドの出力信号の時
    間軸をそれぞれ引き伸ばす時間軸伸長回路と、前記時間
    軸伸長回路にて時間軸が引き伸ばされた前記各フロント
    エンドの出力信号のパルス幅を制限するパルス幅制限回
    路と、前記各パルス幅制限回路の出力信号の合成を行う
    合成回路と、前記合成回路より出力される合成信号に基
    づいて、前記各フロントエンドの出力信号相互の時間差
    を検出する時間差検出回路と、前記時間差検出回路にて
    検出された時間差に基づいて、前記到来電波の到来方位
    を算出する方位算出回路とを備えた信号到来方向探知装
    置。
  3. 【請求項3】 互いに所定の間隔があけられて配置され
    て到来電波の受信を行うアンテナと、前記各アンテナの
    それぞれが受信した信号の増幅、周波数変換を行うフロ
    ントエンドと、前記各フロントエンドの出力信号のパル
    ス幅を制限するパルス幅制限回路と、前記各パルス幅制
    限回路の出力信号の合成を行う合成回路と、前記合成回
    路より出力される合成信号の時間軸の引き伸ばしを行う
    時間軸伸長回路と、前記時間軸伸長回路にて時間軸が引
    き伸ばされた合成信号に基づいて、前記各フロントエン
    ドの出力信号相互の時間差を検出する時間差検出回路
    と、前記時間差検出回路にて検出された時間差に基づい
    て、前記到来電波の到来方位を算出する方位算出回路と
    を備えた信号到来方向探知装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008128806A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Matsushita Electric Works Ltd 電波到来方位測定装置および該方法
JP2008128958A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Matsushita Electric Works Ltd 電波到来方位測定装置および該方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008128806A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Matsushita Electric Works Ltd 電波到来方位測定装置および該方法
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