JPH06213989A - Azimuth measuring device and time interval measuring device - Google Patents

Azimuth measuring device and time interval measuring device

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JPH06213989A
JPH06213989A JP2169293A JP2169293A JPH06213989A JP H06213989 A JPH06213989 A JP H06213989A JP 2169293 A JP2169293 A JP 2169293A JP 2169293 A JP2169293 A JP 2169293A JP H06213989 A JPH06213989 A JP H06213989A
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time interval
signal
time
circuit
antenna
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JP2169293A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Nagashima
正浩 長嶋
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
三菱電機株式会社
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enable measuring azinuth three dimensionally in measuring the azimuth of coming RF signals without degradation of measuring accuracy due to the characteristics variation in antenna and receiver. CONSTITUTION:The differences in arrival time of RF signals input in three antennas 101a to 101c placed at constant intervals are measured with a time interval measuring circuit 105 and the arrival direction of the input RF signals is obtained from the intervals of the antennas 101a to 101c and propagation velocity of the RF signals.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】この発明は、入力RF信号の到来方向を測定する方位測定装置及び通信機器、レーダ装置等の分野において利用され2つの入力信号間の時間間隔を測定する時間間隔測定装置に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION This invention, azimuth measurement device and a communication device for measuring the direction of arrival of the input RF signal, the time interval measuring apparatus for measuring the time interval between the utilized two input signals in the fields of radar equipment it relates.

【0002】 [0002]

【従来の技術】図7は、特開平3−59481号公報に示された従来の方位測定装置を示すブロック図であり、 BACKGROUND ART FIG. 7 is a block diagram showing a conventional azimuth measuring device shown in JP-A-3-59481,
図において、101a,101bは2本の空中線、10 In Figure, 101a, 101b is two antenna, 10
2a,102bは空中線101a,101bでとらえたRF信号を受信する2個の受信機、103は受信機10 2a, 102b are two receivers for receiving the RF signals captured by the antenna 101a, 101b, 103 a receiver 10
2a,102bの受信レベルA,Bを比較する振幅比較回路、104は出力端子である。 2a, the reception level A, the amplitude comparator circuit for comparing the B of 102b, 104 denotes an output terminal.

【0003】次に動作について説明する。 [0003] Next, the operation will be described. ある一定距離間隔で設置された2本の指向性空中線101a,101 Two directional antenna 101a placed at a certain distance interval, 101
bに入力したRF信号は、それぞれ後受信機102a, RF signals are received after each machine 102a entered in b,
102bで受信され、各受信レベルA,Bは振幅比較回路103に入力され、方位データに変換されて出力端子104に出力される。 Received at 102b, the reception level A, B are input to the amplitude comparator circuit 103, is output to the output terminal 104 is converted to orientation data.

【0004】例えば、今、2本の空中線101a,10 [0004] For example, now, two of the antenna 101a, 10
1bの指向性利得が図8に示すものである場合、ここにRF信号がある角度θで入力すると受信レベルA,Bに差が生じ、この差を方位データとして後段の回路で処理することにより、上記角度θが求められる。 If directional gain of 1b is as shown in FIG. 8, where the reception level is input at an angle where there is a RF signal theta A, B difference occurs, by treatment with the subsequent circuit the difference as orientation data , the angle θ is required.

【0005】以上のように、方位の測定は2つの入力信号204,205の受信レベルA,Bを比較することによって行っており、その測定精度は各空中線101a, [0005] As described above, the measurement of the azimuth is performed by comparing the reception levels A, B of the two input signals 204 and 205, the measurement accuracy for each antenna 101a,
101bの利得や各受信機102a,102bの利得によって決定される。 101b of the gain and the receiver 102a, is determined by the gain of the 102b.

【0006】図9は他の従来例を示すもので、図7と同一符号は同一または相当部分を示し、108は位相比較回路である。 [0006] Figure 9 shows another conventional example, the same reference numerals as in FIG. 7 designate the same or corresponding parts, 108 is a phase comparator circuit.

【0007】次に動作について説明する。 [0007] Next, the operation will be described. 2本の空中線101a,101bにRF信号がある角度θで入力すると位相差を生じ、この差を後段の回路で処理することにより上記角度θが求められる。 Two antenna 101a, generate a phase difference when input is RF signal angle θ to 101b, the angle θ is obtained by treating the difference in a subsequent circuit.

【0008】以上のように、方位の測定は2つの入力信号の位相を比較することによって行っており、そのためには装置内における伝搬位相を常時一定とする必要がある。 [0008] As described above, the measurement of the azimuth is performed by comparing the phases of two input signals, in order that it is necessary to always constant propagation phase in the apparatus. また、2本の空中線101a,101bを含む平面上での方位測定しかできない。 Further, the two antenna 101a, can only azimuth measurement on a plane including the 101b. すなわち、図10において、x,y,z軸上の垂直角βが小さい場合のx,y平面における水平角θの測定しかできない。 That is, in FIG. 10, x, y, x where vertical angle on the z-axis β is small, can only measure the horizontal angle θ in the y plane.

【0009】図11は、従来の時間間隔測定装置を示すブロック図であり、図において、201は発振回路、2 [0009] Figure 11 is a block diagram showing a conventional time interval measuring device, reference numeral 201 is an oscillation circuit, 2
02は発振回路201の出力に基づいて基準信号を発生する基準時間発生回路、203はゲート回路、206はスタート信号204及びストップ信号205を入力として、上記ゲート回路203の動作を制御するゲート制御回路、207はゲート回路203からの計数パルスを計数するカウンタである。 Reference time generating circuit 02 for generating a reference signal based on the output of the oscillation circuit 201, a gate circuit 203, 206 as input a start signal 204 and stop signal 205, a gate control circuit for controlling the operation of the gate circuit 203 , 207 is a counter for counting the count pulses from the gate circuit 203.

【0010】次に動作について説明する。 [0010] Next, the operation will be described. 図12において、発振回路201の出力信号を基に基準時間発生回路202から基準時間信号となるパルス(図12(d)参照)がゲート回路203に出力されている。 12, a pulse as a reference time signal from the reference time generating circuit 202 an output signal based on the oscillation circuit 201 (see FIG. 12 (d)) is outputted to the gate circuit 203. そしてスタート信号204,ストップ信号205(図12(a), The start signal 204, stop signal 205 (FIG. 12 (a), the
(b))がゲート制御回路206に入力され、ゲート開閉信号(図12(c))に変換される。 (B)) is input to the gate control circuit 206, it is converted into a gate-off signal (FIG. 12 (c)). さらにゲート回路203は、このゲート開閉信号によってスタート信号204が入力されてからストップ信号205が入力されるまでの間でゲート回路203のゲートを開き、カウンタ207に計数パルスを出力する。 Further the gate circuit 203 opens the gate of the gate circuit 203 in a period from the start signal 204 is input by the gating signal to the stop signal 205 is input, it outputs a count pulse to the counter 207. カウンタ207はこの計数パルス(図12(e))を計数し、スタート信号204が入力されてからストップ信号205が入力されるまでの入力時間間隔を表示する。 Counter 207 counts the count pulse (FIG. 12 (e)), and displays the input time interval from the start signal 204 is input to the stop signal 205 is input.

【0011】以上のように時間間隔の測定は基準時間信号のパルス数を計数することによって行っており、そのときの測定分解能は基準時間信号の周期(1/周波数) [0011] measurement of the time interval as described above is carried out by counting the number of pulses of the reference time signal, the period of the measurement resolution of the time the reference time signal (1 / frequency)
によって決定される。 It is determined by.

【0012】 [0012]

【発明が解決しようとする課題】従来の方位測定装置は以上のように構成されているので、図7のように入力R Since INVENTION Problems to be Solved The conventional azimuth measuring device is constructed as described above, the input as shown in FIG. 7 R
F信号の受信レベル差からその到来角を求める場合には、その性能向上のためには各空中線101a,101 When obtaining the angle of arrival from the reception level difference of the F signals, each antenna 101a is for its improved performance, 101
bの利得や各受信機102a,102bの利得を高精度に設定しておき、しかも常時各利得が一定となるようにしなければならないため、装置が複雑化,大型化,高価格化し、信頼性が落ちる等の問題点があった。 For b gain and the receiver 102a, it may be set the gain of 102b with high precision, which moreover the gain constantly must be made constant, device complexity, size, and high cost, reliability there is a problem, such as a fall. また、入力RF信号の位相差からその到来角を求める場合には、 Further, when obtaining the angle of arrival from the phase difference of the input RF signal,
空中線101a,101bから位相比較回路108までの伝搬経路における位相を常時一定とする必要があり、 Antenna 101a, must always constant phase in a propagation path from 101b to phase comparator 108,
装置が高価になるばかりでなく、空中線が1次元配列である場合、RF信号の垂直到来角が大きくなるにつれて水平到来角の測定値の誤差(コーニング誤差)が大きくなるという問題点があった。 Apparatus not only be expensive, antenna is disadvantageously be a one-dimensional array, the error of the measured value of the horizontal angle of arrival as the vertical angle of arrival of the RF signal increases (Corning errors) increases. そのほか、受信周波数による振幅,位相変化のため広帯域化が困難であることや、 In addition, and that by the receiving frequency amplitude, it is difficult to broaden for phase change,
空中線周囲構造物の反射による空中線パターン歪および位相の乱れによって測定精度が低下するという問題点があった。 Measurement accuracy by antenna pattern distortion and the phase disturbance due to reflection of the antenna around the structure is disadvantageously lowered.

【0013】さらに、従来の時間間隔測定装置では、時間間隔の測定分解能を上げるためには、基準時間信号の周波数を高くすることが必要となる。 Furthermore, in the conventional time interval measuring device, in order to increase the measurement resolution of the time interval, it is necessary to increase the frequency of the reference time signal. しかしながら、数ns以下の分解能を得るためには基準時間信号の周波数にUHF〜マイクロ波帯を用いることとなり、ゲート回路203,カウンタ207の実現が困難となるばかりでなく、高価なものとなるなどの問題点があった。 However, in order to obtain a resolution of a few ns will be referred to with the UHF~ microwave band to the frequency of the reference time signal, the gate circuit 203, as well as realization of the counter 207 becomes difficult, like the expensive there was the problem of.

【0014】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、空中線,受信機の利得,位相, [0014] The present invention has been made to solve the above problems, antenna, receiver gain, phase,
周波数,温度が変化してもそれによって測定精度が影響を受けることがなく、3次元的に方位を測定できる方位測定装置を得ることを目的とする。 Frequency, without the measurement accuracy thereby even if the temperature changes affected, and to obtain an azimuth measuring device capable of three-dimensionally measuring the azimuth. また、安価で数ns In addition, the number of low-cost ns
以下の分解能を容易に得ることができる時間間隔測定装置を得ることを目的とする。 And to obtain a time interval measuring apparatus can be easily obtained a resolution of.

【0015】 [0015]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る方位測定装置は、一定距離間隔をへだてて設置された3本の空中線と、各空中線でとらえたRF信号を各々受信する3個の受信機と、各受信機で受信されたRF信号の到達時刻差を求める時間間隔測定回路105と、得られた時間間隔からRF信号の到来方向を求める方位算出回路106とを備えたものである。 Azimuth measuring device according to the invention of claim 1 SUMMARY OF THE INVENTION includes three antenna installed at a predetermined distance interval, three for each receiving an RF signal captured by the antenna a receiver, but with a time interval measuring circuit 105 for determining the arrival time difference of the received RF signal, and an azimuth calculation circuit 106 for obtaining the direction of arrival of the RF signal from the obtained time interval for each receiver .

【0016】請求項2の発明に係る方位測定装置は、請求項1における空中線及び受信機を4つ以上設けたものである。 The azimuth measuring device according to the invention of claim 2, is provided with a antenna and receiver in claims 1 to 4 or more.

【0017】請求項3の発明に係る時間間隔測定装置は、時間的に変化する電圧を発生させる信号発生回路と、この信号発生回路の出力が加えられる2個のA/D [0017] The time interval measuring apparatus according to the invention of claim 3, a signal generating circuit for generating a time varying voltage, two A / D output is applied the signal generating circuit
変換器と、A/D変換器から得られた電圧値から時間間隔を求めるための信号処理回路とを備えたものである。 A converter, in which a signal processing circuit for determining the time interval from a voltage value obtained from the A / D converter.

【0018】請求項4の発明に係る時間間隔測定装置は、上記信号発生回路にのこぎり波発生回路又は正弦波発生回路を用いたものである。 The time interval measuring apparatus according to the invention of claim 4 is one using a sawtooth wave generating circuit or the sine wave generating circuit to the signal generating circuit.

【0019】 [0019]

【作用】請求項1の発明における方位測定装置は、ある方向から到来したRF信号を、一定距離間隔をへだてて設置された複数の空中線で受けることにより生じた到達時間差を時間間隔測定回路で測定し、方位算出回路において空中線の間隔やRF信号の伝搬速度とから、上記R [Action] azimuth measuring device in the invention of claim 1, measures the RF signals arriving from a certain direction, a time interval measuring circuit arrival time difference caused by receiving a plurality of antenna disposed at a predetermined distance interval and, from the propagation speed of the antenna spacing and RF signals in the azimuth calculating circuit, the R
F信号の到来方向を3次元で求めることができる。 The direction of arrival of F signal can be determined in three dimensions.

【0020】請求項2の発明における方位測定装置は、 The azimuth measuring device in the invention of claim 2,
空中線及び受信機を4つ以上設けることで、RF信号がどの方向から到来してもその水平角,垂直角を測定することができる。 By providing the antenna and the receiver 4 or more, even if the incoming RF signal from any direction can be measured horizontal angle thereof, the vertical angle.

【0021】請求項3の発明における時間間隔測定装置は、信号発生回路の時間的に変換する出力電圧を異なる2つの入力信号のタイミングでA/D変換し、信号処理回路から時間データに変換して得るようにしたことにより、上記2つの入力信号の時間間隔を、その間に変化した信号発生回路の出力電圧としてとらえることができ、 The time interval measuring apparatus in the invention of claim 3 is A / D-converts the output voltage to time conversion of the signal generating circuit at the timing of two different input signals, converted from the signal processing circuit to the time data by the so obtained, the time interval between the two input signals can be regarded as the output voltage of the signal generating circuit changes the meantime,
容易に分解能を向上することができる。 It is possible to easily improve the resolution.

【0022】請求項4の発明における時間間隔測定装置は、時間的に変化する電圧として、のこぎり波電圧又は正弦波電圧を用いることにより、2つの入力信号間の時間が連続的なアナログ量としてとらえられ、高周波帯域の信号を用いることなく容易な構成で時間間隔を数ns The time interval measuring apparatus in the invention of claim 4 is a time-varying voltage, by using a sawtooth voltage or a sinusoidal voltage, the time between two input signals is regarded as a continuous analog quantity is, several ns time interval in a simple configuration without using a signal of a high frequency band
以下の分解能で測定することができる。 It can be measured by the following resolution.

【0023】 [0023]

【実施例】 【Example】

実施例1. Example 1. 以下、請求項1の発明の一実施例を図について説明する。 A description is given of an embodiment of the invention of claim 1. 図1は実施例1による方位測定装置を示すブロック図であり、図において、101a,101b, Figure 1 is a block diagram showing an azimuth measuring device according to Embodiment 1, in Fig, 101a, 101b,
101cはある一定距離間隔で設置された3本の空中線102a,102b,102cは各空中線101a〜1 Three of the antenna 102a installed at regular distance interval 101c have a, 102b, 102c each antenna 101a~1
01cでRF信号をとらえるための3個の受信機であり、105は各受信機102a〜102cで受信されたRF信号の到達時刻差を測定する時間間隔測定回路、1 Is three receivers to capture an RF signal at 01c, 105 is the time interval measuring circuit for measuring the arrival time difference of the RF signal received by each receiver 102a to 102c, 1
06は得られた到達時間差から到来RF信号の水平角及び垂直角を出力する方位算出回路である。 06 is an azimuth calculating circuit for outputting a horizontal angle and vertical angle of the incoming RF signals from the arrival time differences obtained. 107a,1 107a, 1
07bはそれぞれ水平角,垂直角の出力端子である。 07b is a horizontal angle, respectively, an output terminal of the vertical angle.

【0024】次に動作について説明する。 [0024] Next, the operation will be described. 図2に示すように、空中線101aの座標Aを(0,0)、空中線1 As shown in FIG. 2, the coordinates A of the antenna 101a (0,0), antenna 1
01b,101cの座標B,Cをそれぞれ(xb,y 01b, the coordinates B of 101c, a C respectively (xb, y
b),(xc,yc)とする座標系を考える。 b), consider a coordinate system with (xc, yc). ただし、 However,
A,B,Cは同一直線上にないものとする。 A, B, C shall not collinear. 今、x−z Now, x-z
平面に対してθ,x−y平面に対してβの角度をもったRF信号が到来した場合、次の関係が成り立つ。 If θ relative to the plane, RF signals having an angle of β with respect to the x-y plane has arrived, the following relation holds. c(ta−tb)cosβ=xbcosθ+ybsinθ ‥‥(1) c(ta−tc)cosβ=xccosθ+ycsinθ ‥‥(2) ここで、ta,tb,tcはそれぞれ空中線101a, c (ta-tb) cosβ = xbcosθ + ybsinθ ‥‥ (1) c (ta-tc) cosβ = xccosθ + ycsinθ ‥‥ (2) where, ta, tb, tc each antenna 101a,
101b,101cでのRF信号到来時刻、cはRF信号の伝搬速度である。 101b, RF signal arrival time at 101c, c is the propagation speed of the RF signals. 従って(1),(2)式からRF Thus (1), RF (2) below
信号の水平到来角θ,垂直到来角βは次の式から求めることができる。 Horizontal angle of arrival of the signal theta, vertical angle of arrival β can be determined from the following equation.

【0025】 θ=tan -1 {xc・(ta−tb)−xb・(ta/tc)} /{yb・(ta−tc)−yc・(ta−tb)}‥‥(3) β=cos -1 (sinθ/c)・{(xc・yb−xb・yc) /{xc・(ta−tb)−xb・(ta−tc)}}‥(4) [0025] θ = tan -1 {xc · ( ta-tb) -xb · (ta / tc)} / {yb · (ta-tc) -yc · (ta-tb)} ‥‥ (3) β = cos -1 (sinθ / c) · {(xc · yb-xb · yc) / {xc · (ta-tb) -xb · (ta-tc)}} ‥ (4)

【0026】(3),(4)式で示されたRF信号到来時間差ta−tb,ta−tcが時間間隔測定回路10 [0026] (3), (4) RF signal arrival time difference ta-tb which formula, ta-tc is the time interval measuring circuit 10
5で得られ、方位算出回路104によりθ,βの算出が行われて出力端子107a,107bに出力される。 5 is obtained, theta by azimuth calculating circuit 104, the calculation of β is performed by an output terminal 107a, and output to 107 b.

【0027】以上のように、本実施例1によれば、一定距離間隔をへだてて設置された3本の空中線101a〜 [0027] As described above, according to the first embodiment, three antenna 101a~ placed at a predetermined distance interval
101cと、各空中線でRF信号をとらえるための3個の受信機102a〜102cと、各受信機で受信されたRF信号の到達時間差を測定する時間間隔測定回路10 101c and, and three receivers 102a~102c to capture an RF signal at each antenna, time interval measurement circuit for measuring the arrival time difference of the RF signal received by each receiver 10
5と、得られた到達時間差から水平角θ,垂直角βを求める方位算出回路106とを備えているために、各空中線,受信機において利得,位相,周波数,温度に変化が生じても、それによって測定精度が影響を受けることがなく、また入力信号の立ち上り時刻のみを計測しているので、周囲構造物による反射信号があっても測定精度が影響されず、高精度の3次元方位測定を行うことができる。 5, the horizontal angle from the arrival time differences obtained theta, to and a direction calculating circuit 106 to obtain the vertical angle beta, the antenna gain in the receiver, phase, frequency, even change in temperature occurs, without undergoing it by the measurement accuracy influence, and because only is measured rise time of the input signal, without being affected the measurement accuracy even if the reflected signal due to surrounding structures, three-dimensional orientation measurement with high precision It can be performed.

【0028】実施例2. [0028] Example 2. 図3は請求項2の発明の一実施例による方位測定装置を示すブロック図であり、この実施例2では、上記実施例1において空中線,受信機をもう1系統設けることで全空間にわたって方位を測定できるようにしたものである。 Figure 3 is a block diagram showing an orientation measuring apparatus according to an embodiment of the invention of claim 2, in the second embodiment, antenna in the first embodiment, the orientation across the entire space receiver by providing another line it is obtained by allowing measurements. 図において、101d,10 In FIG, 101d, 10
2dはそれぞれもう1系統の空中線,受信機である。 2d The other line of the antenna, respectively, it is a receiver.

【0029】次に動作について説明する。 [0029] Next, the operation will be described. 空中線101 Antenna 101
dは空中線101a〜101cの座標により決定される平面外に位置するものとする。 d shall be located outside the plane which is determined by the coordinates of the antenna 101 a to 101 c. RF信号の到来方向により4つの空中線101a〜101dのうち適当な3つを選択することで、RF信号がどの方向から到来してもその水平角,垂直角を測定することができる。 By selecting three suitable of the four aerials 101a~101d by the direction of arrival of the RF signal, even if the incoming RF signal from any direction can be measured horizontal angle thereof, the vertical angle.

【0030】なお、上記実施例2では空中線,受信機を4系統としたが、系統数は4つ以上でもよい。 [0030] In the second embodiment antenna, but the receiver 4 systems, the number of systems may be four or more.

【0031】実施例3. [0031] Example 3. 図4は請求項3,4の発明の一実施例による時間間隔測定装置を示す構成図であり、図において、図9と同一符号は同一または相当部分を示し、208は信号発生回路であり、この実施例3ではのこぎり波発生回路(信号発生回路)が用いられている。 Figure 4 is a block diagram showing the time interval measuring apparatus according to an embodiment of the invention of claim 3 and 4, in the figure, the same reference numerals as FIG. 9 designate the same or corresponding parts, 208 is a signal generating circuit, in example 3 sawtooth wave generating circuit (signal generating circuit) is used.
209a,209bはそれぞれスタート信号204,ストップ信号205の立上がりで作動するA/D変換器、 209a, respectively 209b start signal 204, A / D converter which operates at the rising edge of the stop signal 205,
210はA/D変換器209a,209bの電圧データを時間間隔データに変換する信号処理回路、211は出力端子である。 210 signal processing circuit for converting the A / D converter 209a, a voltage data time interval data 209 b, 211 denotes an output terminal. また、上記のこぎり波発生回路は、例えば、オペレーショナルアンプ208a,コンデンサ20 Also, the sawtooth wave generating circuit is, for example, operational amplifiers 208a, a capacitor 20
8b,208f,トランジスタ208c,抵抗208d 8b, 208f, transistor 208c, resistance 208d
〜e,DC電源208g,パルス発生器208hから構成され、のこぎり波電圧THを出力する。 to e, DC power 208g, is constructed from the pulse generator 208h, and outputs a sawtooth voltage TH. なお、スタート信号204,ストップ信号205は異るタイミングで入力する2つの入力信号である。 Incidentally, the start signal 204, stop signal 205 is a two input signals to be input in different Ru timing.

【0032】次に動作について説明する。 [0032] Next, the operation will be described. 図5に示すように、スタート信号204の立ち上がりで動作したときのA/D変換器209aの出力がVs、ストップ信号2 As shown in FIG. 5, A / D converter output 209a is Vs when the operation at the rising edge of the start signal 204, stop signal 2
05の立ち上がりで動作したときのA/D変換器209 05 when the operation at the rising edge of the A / D converter 209
bの出力がVeであったとすれば、スタート信号20 If b output of was Ve, the start signal 20
4、ストップ信号205間の時間間隔Δtは、以下のように表される。 4, the time interval Δt between the stop signal 205 is represented as follows. Δt=ΔV/α=(Ve−Vs)/α ‥‥‥‥‥(5) ただし、αはのこぎり波の傾きを表す。 Δt = ΔV / α = (Ve-Vs) / α ‥‥‥‥‥ (5) However, alpha represents the slope of the sawtooth wave. (5)式で示した処理が信号処理回路210で行われ、出力端子211 (5) the process shown by the formula is performed in the signal processing circuit 210, an output terminal 211
に時間間隔データが出力される。 Time interval data is output. 信号処理回路210は時間間隔データ算出後、2個のA/D変換器にリセット信号を出力し、次のスタート信号204,ストップ信号205を待ち受ける状態となる。 After the signal processing circuit 210 is the time interval data calculating, outputs a reset signal to the two A / D converters, the next start signal 204, a state of waiting a stop signal 205.

【0033】このように本実施例3によれば、スタート信号204が入力されてからストップ信号205が入力されるまでの間に変化したのこぎり波電圧THから時間データを得るようにしたので、スタート信号204,ストップ信号205間の時間が連続的なアナログ量としてとらえられ、高周波帯域の信号を用いることなく、容易な構成で時間間隔を数ns以下の分解能で測定することができる。 According to the present embodiment 3, since to obtain the time data from the sawtooth wave voltage TH has changed during the period from the start signal 204 is input to the stop signal 205 is input, the start signal 204, the time between the stop signal 205 is captured as a continuous analog quantity, without using the signal of the high frequency band, a time interval with a simple structure can be measured by the following resolution number ns.

【0034】実施例4. [0034] Example 4. 図6は請求項3,4の発明の他の実施例による時間間隔測定装置を示す構成図である。 6 is a block diagram showing another embodiment according to the time interval measuring apparatus of the invention of claim 3, 4.
この実施例4では、のこぎり波発生回路(信号発生回路)として正弦波発生回路(信号発生回路)212を用いると共に、信号処理回路210内に正弦波電圧Sの電圧−時刻の関係に対応して、A/D変換器209a,2 In Example 4, the use of the sine wave generating circuit (signal generating circuit) 212 as a sawtooth wave generating circuit (signal generating circuit), the voltage of the sine-wave voltage S to the signal processing circuit 210 - corresponds to a time relationship , A / D converter 209a, 2
09bから入力する電圧データを時刻データに変換する2個の記憶回路213a,213bを設けたものである。 Two storage circuits 213a for converting the voltage data to the time data input from 09b, is provided with a 213b. また、上記正弦波発生回路(信号発生回路)212 Further, the sine wave generation circuit (signal generating circuit) 212
は、正弦波発振器212a,180°位相変換器212 Is a sine wave oscillator 212a, 180 ° phase converter 212
b,スイッチ212c,コンパレータ212d,DC電源212e及び抵抗212fから構成される。 b, the switch 212c, a comparator 212d, composed of DC power source 212e and a resistor 212f. 尚、正弦波電圧Sとして、ここでは図示のように最大振幅毎に位相が180°反転する波形が用いられている。 Incidentally, as a sine wave voltage S, wherein the waveform phase is 180 ° inverted every maximum amplitude as shown are used.

【0035】次に動作について説明する。 [0035] Next, the operation will be described. スタート信号(入力信号)204,ストップ信号(入力信号)205 Start signal (input signal) 204, a stop signal (input signal) 205
の立ち上がりでそれぞれ動作するA/D変換器209 A / D converter 209 which operates at the rising respectively
a,209bから得られた2つの電圧データを、記憶回路213a,213bで正弦波電圧Sの電圧−時刻の関係に対応して時刻データに変換し、その差を算出することにより、スタート信号204,ストップ信号205間の時間間隔を得ることができる。 a, the two voltage data obtained from the 209 b, the memory circuit 213a, the voltage of the sine wave voltage S at 213b - converted into time data corresponds to a time relationship, by calculating the difference, the start signal 204 , it is possible to obtain a time interval between the stop signal 205.

【0036】以上のように、本実施例4によれば、2つの入力信号間の時間間隔を既知の電圧−時間の関係に対応して変化する電圧としてとらえ、時間データに変換して得るようにしたので、実施例3と同等の分解能で時間間隔を容易に測定することができる。 [0036] As described above, according to the fourth embodiment, two known voltage the time interval between the input signal - regarded as a voltage which varies in response to the time relationship, as obtained by converting the time data since, it is possible to easily measure the time interval with a resolution equivalent to that of example 3. なお、上記実施例3,4では時間的に変化する電圧としてのこぎり波,正弦波を用いたが他の波形でもよい。 Incidentally, sawtooth as a voltage which varies above in Example 3 and 4 hours, although with sinusoidal or other waveforms.

【0037】また、実施例3,4で説明した時間間隔測定装置を、実施例1,2で使用することにより、高精度の3次元方位測定装置を実現することもできる。 Further, the time interval measuring apparatus described in Examples 3 and 4, by using in Examples 1 and 2, it is also possible to realize a three-dimensional direction measuring device with high accuracy.

【0038】 [0038]

【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれば、一定距離間隔をへだてて設置された3本の空中線に到来するRF信号の到達時刻差から、その到来方向を3 As is evident from the foregoing description, according to the first aspect of the invention, from the arrival time difference of the incoming RF signal into three antenna installed at a predetermined distance interval, the arrival direction 3
次元で測定できるように構成したので、各空中線,受信機において、利得,位相,周波数,温度の変化や、周囲構造物の反射信号に対して測定精度が影響されず、コーニング誤差を排除した高精度の3次元方位測定を安価で行うことができる効果がある。 Since it is configured so as to measure the dimension, each antenna at the receiver, the gain, phase, frequency, changes in the temperature, without being affected the measurement accuracy with respect to the reflected signal of the surrounding structure, high to eliminate Corning error there is an effect that it is possible to perform three-dimensional orientation measurement accuracy at low cost.

【0039】請求項2の発明によれば、4つ以上の空中線、受信機を用いるように構成したので、あらゆる方向から到来するRF信号の水平角,垂直角を測定できる効果がある。 [0039] According to the invention of claim 2, 4 or more antenna, since it is configured to use a receiver, a horizontal angle of the RF signals arriving from all directions, there is an effect capable of measuring vertical angles.

【0040】請求項3の発明によれば、2つの入力信号間の時間間隔を、時間的に変化する電圧としてとらえ、 According to the invention of claim 3, capture the time interval between the two input signals, a time-varying voltage,
その電圧を時間に変換して測定するように構成したので、高分解能な時間間隔測定を容易に行うことができる効果がある。 And then, is measured by converting the voltage to time, there is an effect that it is possible to easily perform high-resolution time interval measurement.

【0041】請求項4の発明によれば、2つの入力信号間の時間間隔を、のこぎり波又は正弦波電圧の変化としてとらえ、その電圧を時間に変換して測定するように構成したので、高周波信号を用いることなく高分解能な時間間隔測定装置が安価で得られる効果がある。 [0041] According to the invention of claim 4, the time interval between the two input signals, regarded as a change of the sawtooth wave or sine wave voltage, and then, it is measured by converting the voltage to time, frequency high-resolution time interval measurement apparatus has an effect obtained inexpensive without using the signal.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】請求項1の発明の実施例1による方位測定装置の構成図である。 1 is a configuration diagram of an azimuth measuring device according to a first embodiment of the invention of claim 1.

【図2】上記実施例1による方位測定装置の動作を説明するための説明図である。 FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the operation of the azimuth measuring device according to the first embodiment.

【図3】請求項2の発明の実施例2による方位測定装置の構成図である。 3 is a block diagram of an azimuth measuring device according to a second embodiment of the invention of claim 2.

【図4】請求項3,4の発明の実施例3による時間間隔測定装置の構成図である。 4 is a block diagram of a time interval measuring apparatus according to a third embodiment of the invention of claim 3, 4.

【図5】上記実施例3による時間間隔測定装置の動作を示す波形図である。 5 is a waveform diagram showing the operation of the time interval measuring apparatus according to the third embodiment.

【図6】請求項3,4の発明の実施例4による時間間隔測定装置の構成図である。 6 is a block diagram of a time interval measuring apparatus according to a fourth embodiment of the invention of claim 3, 4.

【図7】従来の方位測定装置のブロック図である。 7 is a block diagram of a conventional azimuth measuring device.

【図8】上記方位測定装置の動作を説明するための特性図である。 8 is a characteristic diagram for explaining the operation of the azimuth measurement device.

【図9】従来の他の方位測定装置のブロック図である。 9 is a block diagram of another conventional azimuth measuring device.

【図10】上記方位測定装置の測定方位を説明するための説明図である。 10 is an explanatory diagram for explaining the measurement direction of the azimuth measuring device.

【図11】従来の時間間隔測定装置のブロック図である。 11 is a block diagram of a conventional time interval measuring device.

【図12】上記時間間隔測定装置の動作を示す波形図である。 12 is a waveform diagram showing operation of the time interval measuring device.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

101a〜101d 空中線 102a〜102d 受信機 105 時間間隔測定回路 106 方位算出回路 204 スタート信号(入力信号) 205 ストップ信号(入力信号) 208 のこぎり波発生回路(信号発生回路) 209a〜209b A/D変換器 210 信号処理回路 212 正弦波発生回路(信号発生回路) 101a~101d antenna 102a~102d receiver 105 hours interval measuring circuit 106 azimuth calculating circuit 204 start signal (input signal) 205 stop signal (input signal) 208 sawtooth wave generating circuit (signal generating circuit) 209a~209b A / D converter 210 signal processing circuit 212 a sine wave generating circuit (signal generating circuit)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 一定距離間隔をへだてて設置された3本の空中線と、上記各空中線でとらえたRF信号を各々受信する3個の受信機と、上記各受信機で受信されたRF 1. A and a distance three spacing was placed in spaced aerials, and three receivers which respectively receive the RF signals captured by each antenna, RF received by the respective receiver
    信号の到達時刻差を求める時間間隔測定回路と、上記時間間隔測定回路から得られる到達時刻差から上記RF信号の到来方向を求める方位算出回路とを備えた方位測定装置。 Azimuth measuring apparatus equipped with a time interval measuring circuit for determining the arrival time difference of the signals, and orientation calculation circuit for obtaining the direction of arrival of the RF signal from the arrival time difference obtained from the time interval measuring circuit.
  2. 【請求項2】 上記空中線及び受信機を4つ以上設けたことを特徴とする請求項1記載の方位測定装置。 2. A direction measuring apparatus according to claim 1, characterized by providing four or more of the above antenna and the receiver.
  3. 【請求項3】 異なるタイミングで入力される2つの入力信号間の時間間隔を測定する時間間隔測定装置において、時間的に変化する電圧を出力する信号発生回路と、 3. A time interval measuring apparatus for measuring the time interval between the two input signals input at different timings, a signal generating circuit for outputting a voltage varying with time,
    上記2つの入力信号のタイミングで動作する2個のA/ It operates at the timing of the two input signals the two A /
    D変換器と、上記各A/D変換器の各々の出力電圧を、 D converter, the output voltage of each of the respective A / D converter,
    上記信号発生回路の出力電圧と時刻との関係に対応して各々時刻に変換し、変換された時刻に基づいて上記2つの入力信号間の時間間隔を求める信号処理回路とを備えたことを特徴とする時間間隔測定装置。 Characterized in that a signal processing circuit for converting each time in response to the relationship between the output voltage and the time of the signal generating circuit, based on the converted time determining the time interval between the two input signals and the time interval measurement device.
  4. 【請求項4】 上記信号発生回路としてのこぎり波発生回路又は正弦波発生回路を用いたことを特徴とする請求項3記載の時間間隔測定装置。 Wherein said signal time interval measuring apparatus according to claim 3, characterized by using a sawtooth wave generating circuit or the sine wave generating circuit as a generator.
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