JPH086306Y2 - 方向探知装置 - Google Patents

方向探知装置

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JPH086306Y2
JPH086306Y2 JP1687291U JP1687291U JPH086306Y2 JP H086306 Y2 JPH086306 Y2 JP H086306Y2 JP 1687291 U JP1687291 U JP 1687291U JP 1687291 U JP1687291 U JP 1687291U JP H086306 Y2 JPH086306 Y2 JP H086306Y2
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恒雄 古川
昌義 清野
良夫 小林
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株式会社光電製作所
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この考案は、例えば、船舶または
地上の電波監視に用いる電波の方向探知装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】この種の方向探知装置としては、直交座
標N・E・S・Wの直交万向に一致させて配置したルー
プアンテナまたはアドコックアンテナなどから得られる
各アンテナの出力と、単方向を決定するために遅延した
出力またはセンスアンテナの出力とを合成して得られる
ところの電波の到来方位に対応して変化する方位成分を
もつ受信信号、つまり、電波の到来方位の変化に従って
変化する受信信号から直交座標N・E・S・Wの各座標
に対応する各出力を得るとともに、この各出力にもとづ
いて到来方位の角度値を表示するものが、昭和32年コ
ロナ社発行「無線方位測定機」、特開昭58−2116
75、特開昭52−155091などにより開示されて
いる。
【0003】そして、上記の直交座標N・E・S・Wの
各座標に対応する各出力を得る手段として、各アンテナ
による各受信信号を2チャンネルの増幅回路で増幅して
得られる出力により上記の直交座氷N・E・S・Wの各
座標に対応する各出力を得る構成(以下、第1従来技術
という)と、各アンテナによる各受信信号を時分割的に
直列にした信号を1チャンネルの増幅回路で増幅して得
られる出力を上記の時分割と同期分割して取り出すこと
により上記の直交座標N・E・S・Wの各座標に対応す
る各出力を得る構成(以下、第2従来技術という)など
があり、また、電波の到来方位の角度値を表示する手段
として、上記の各出力を、ブラウン管の直交偏向電極に
与えて指針線状の方位映像でアナログ的に表示する構成
と、指針型指示計の直交磁極に与えて指針の回転角度で
アナログ的に表示する構成などがあることが、上記のコ
ロナ社発行「無線方位測定機」の§42.[D]振幅比
較方式(第133〜152頁)に開示されている。
【0004】さらに、方向探知における誤差として、ア
ンテナなどの非対称性などに基づく機器誤差その他の誤
差を、予め、いわゆる送信機の持ち回り試験による誤差
測定によって到来方位の各角度値に対する誤差値を測定
しておき、この誤差値を方向探知して得られた角度値に
対して+または−する演算を行うことにより、誤差補正
後の到来方位の角度値を得る方法(以下、第3従来技術
という)が上記のコロナ社発行「無線方位測定機」の第
5章「方探誤差の諸問題」に開示されている。
【0005】
【考案が解決しようとする課題】上記の従来技術におけ
るアナログ的な表示では、方位の記録や統計処理などを
行う場合には、表示された方位映像または指針の方向を
方位目盛で読み取って角度値により方位のディジタル値
を得なければならないので、作業者の介在が必要である
ほか、作業者による読取誤差が生ずるという不都合があ
る。
【0006】また、上記の直交座標N・E・S・Wの各
座標に対応する各出力は増幅回路構成の都合上、正負両
極性の値に振り分けた出力が得にくく、例えば、正極性
電圧のみによる各出力しか得られないので、全方向の角
度値を直接的には演算し得ないという不都合がある。
【0007】このため、上記の直交座標N・E・S・W
のうちの座標Nと座標Eに対応する各出力から三角関数
のtanを用いて変換した角度値により、電波の方位の
角度値で得る構成(以下、第4従来技術という)が特開
昭58−211675などにより開示されている。しか
しながら、この第4従来技術では、演算されるtanの
角度値が180°分であり、変換した角度値をそのまま
の電波の到来方位の角度値とするか、180°を加算し
た正反対方向の角度値を電波の到来方位の角度値とする
かの決定、つまり、正・反に対するセンス決定のみしか
行っていないため、この角度値をディジタル値によって
演算するとしても、少なくとも、180°分の三角関数
の変換データを記憶させたメモリを設ける必要がある。
このため、構成が複雑になり安価に提供し得ないという
不都合がある。
【0008】そこで、1つの象限のみの三角関数、つま
り、0〜90°の三角関数の変換データのみを記憶させ
たメモリにより全方向における電波の到来方位の角度値
を演算可能にすれば至極便利であり、このための構成を
どのようにすれば、簡便安価な構成にして提供し得るか
という課題がある。
【0009】
【課題を解決するための手段】この考案は、上記のよう
な電波を受信して直交座標N・E・S・Wの各座標に対
応する各出力を得るとともに、この各出力をAD変換し
た各値V・V・V・Vにもとづいて求めた三角
関数のtanの角度値θから上記の電波の到来方位の角
度値Θを得るようにした方向探知装置において、
【0010】上記のtanの0°〜90°の範囲のみの
上記の角度値θに対する三角関数の変換データを記憶し
た読出専用メモリを設けるとともに、
【0011】上記の直交座標N・E・S・Wの座標軸E
と座標軸Nの間を第1象限、座標軸Nと座標軸Wの間を
第2象限、座標軸Wと座標軸Sの間を第3象眼、座標軸
Sと座標軸Eの間を第4象限として、上記の各値V
・V・Vの値から V−V>0で、かつ、V−V>0のときは上記の第1象限、 V−V>0で、かつ、V−V<0のときは上記の第2象限、 V−V<0で、かつ、V−V<0のときは上記の第3象限、 V−V<0で、かつ、V−V>0のときは上記の第4象限 として決定する演算、つまり、決定演算と、
【0012】上記の各値V・V・V・Vから K=(V−V)/(V−V)を演算して値Kを
得る演算と、上記の変換データにより上記の値Kに対応
する上記の角度値θを求める変換と
【0013】上記の変換により求めた角度値θから上記
の決定演算により決定した象限における上記の到来方位
の角度値Θを求める演算とを行う演算部分を設けた演算
器を設ける構成によって、上記の課題を解決し得るよう
にしたものである。
【0014】
【作用】直交座標N・E・S・Wの各座標に対応する各
値V・V・V・Vから求めた値Kは、三角函数
のtanの真数値に相当する。直交座標N・E・S・W
の各座標軸で仕切られた4つの象限のうちの1象限分の
み、つまり、0〜90°の範囲のみのtanの変換デー
タで、値Kから角度値θを求めるとともに、各値V
・V・Vから決定した4つの象限のいずれに相
当するかによって、0〜90°の範囲の角度値θから全
方向に対する到来方位の角度値Θを求めるようにしてい
る。このため、180°分や360°分にわたる三角関
数の変換データを設ける必要がなく、90°分の少量み
で済み、装置を簡便な構成にするように作用する。
【0015】
【実施例】以下、図により実施例を説明する。この実施
例は、上記の第2従来技術による構成と同様に、直交座
標N・E・S・Wの各座標に対応する各出力を得る構成
を用いているものであり、図1において、INSとIE
Wは、例えば、ループアンテナまたはアドコックアンテ
ナのような指向性を持つアンテナを示す。
【0016】直交座標N・E・S・Wの中心からみる
と、指向性アンテナINSは、北に相当する座標軸N
と、南に相当する座標軸Sとの方向に指向性をもち、I
EWは、東に相当する座標軸Eと、西に相当する座標軸
Wとの方向に指向性をもつように互に直交して配置され
ている。ICは無指向性のセンスアンテナを示す。
【0017】これら指向性アンテナINSとIEWと
は、アンテナ切替器2に接続される。アンテナ切替器2
は、例えば、2つのダイオードスイッチ回路2A・2B
を有し、この2つのダイオードスイッチ回路2A・2B
をタイミング信号発生器3から出力される図2B〜Eに
示すようなタイミング信号、例えば、40Hzの周波数
をもつタイミング信号により切替制御し、アンテナIN
SとIEWに誘起された電圧の極性を切替えて得られる
各信号、つまり、例えば、最初に、ダイオードスイッチ
回路2Aを平行な点線で示す経路で接続し、次に、ダイ
オードスイッチ回路2Bを平行な点線で示す経路で接続
し、次に、ダイオードスイッチ回路2Aを交差する点線
で示す経路で接続し、次に、ダイオードスイッチ回路2
Bを交差する点線で示す経路で接続することを一巡とし
て、順次に繰り返し接続することにより得られる各信号
N−S、E−W、S−N、W−Eに、センスアンテナI
Cの誘起電圧Cを加算回路2Cで加算することにより、
直交座標N・E・S・Wの各座標に対応する各出力とし
て、(V)=C+(N−S)と、(V)=C+(E
−W)と、(V)=C+(S−N)と、(V)=C
+(W−E)との4種類の電圧(V)・(V)・
(V)・(V)を時分割して得る回路である。アン
テナ切替器2により上記のように、直交座標N・E・S
・Wの各座標に対応する各出力(V)・(V)・
(V)・(V)を得る構成は、上記の第2従来技術
における時分割形方向探知機の構成に示されているもの
と同様のものである。
【0018】つまり、ここで言う「アンテナINSとI
EWに誘起された電圧の極性を切替え」とは、上記の第
2従来技術により明らかなように、「−」の符号を付し
た側の電圧の極性を反転させて加算した同様の信号が得
られるような切替えを行うことを指しているものであ
る。つまり、切り替えの結果によって得られる電圧が、
その出力で見た場合に、「N−S,E−W,S−N,W
−E」として見做せる出力が得られるように切替えるこ
とを指しているものである。
【0019】そして、4種の電圧(V)・(V)・
(V)・(V)は受信機4に与えられる。受信機4
は高周波回路4A、検波器4B、低周波増幅器4Cおよ
びスピーカ4Dによって構成された周知の回路構成であ
り、必要に応じて、スピーカ4Dから受信信号を音によ
って聴くことができる。
【0020】増幅した4種の電圧(V)・(V)・
(V)・(V)は検波器4Bから得られ、ピークホ
ールド回路7A・7B・7C・7D、マルチプレクサ8
およびAD変換器9を介して、ディジタル値にした各値
・V・V・Vしたディジタル信号を演算器5
に取込む。したがって、各値V・V・V・V
は、電波を受信して得られた直交座標N・E・S・W
の各座標に対応する各出力をAD変換した各値に相当し
ているものである。そして、この各値V・V・V
・Vを演算器5に取込み、演算器5で演算して、三角
関数のtanの角度値θを求めた後に、電波の到来方位
の角度値Θに変換する処理を行い、その処理結果を表示
器6に表示させるものである。
【0021】演算器5は、この実施例では、マイクロコ
ンピュータによって構成した例を示す。マイクロコンピ
ュータは、中央処理装置5Aと、読出専用メモリ5B
と、書込読出可能なメモリ5Cと、入力ポート5Dと、
出力ポート5Eとによる周知の構成とすることができ
る。これらの各部分は、バスラインによって相互に接続
され、読出専用メモリ5Bに記憶したプログラムに従っ
て中央処理装置5Aが動作し、以下に説明する処理動作
を行うための演算部分を構成している。
【0022】タイミング発生器3は、演算器5の出力ポ
ート5Eからクロック信号CPの供給を受けてタイミ
ング信号Pa〜PdとクロックCPとを作る。したが
って、演算器5の動作とDA変換器9から入力されるデ
ィジタル信号とは同期がとれているので、演算器5は、
各値V・V・V・Vの信号を、それぞれ、判別
して取込むことができる。
【0023】入力ポート5Dを介して取込んだ信号によ
る各値V・V・V・Vは、それぞれ、メモリ5
Cに設けた各領域に記憶される。メモリ5Cに取込まれ
た各値V・V・V・Vは、図3に示すようなフ
ローチャートのステップによって処理される。
【0024】〔フローチャートの説明〕 ◆ステップ(1)〜(3)では、電波の到来方位の角度
値Θが直交座標N・E・S・Wの各座標軸で仕切られた
各象限、つまり、図4に示す各象限のうちのいずれ象限
にあるかを決定する。
【0025】そして、各象限の決定は、各値V
,V,Vから、 V−V>0で、かつ、V−V>0のときは第1象限、 V−V>0で、かつ、V−V<0のときは第2象限、 V−V<0で、かつ、V−V<0のときは第3象限、 V−V<0で、かつ、V−V>0のときは第4象限 として決定する決定演算を行う。上記のように、象限を
決定し得るのは、上記の第2従来技術により周知のよう
に、電波の到来方位の角度値Θの方向にあるベクトル成
分を各座標軸上にベクトル分解した際のそれと同様の出
力が、角度値Θの含まれる象限の各座標軸上に現れるた
めであり、具体的には、図4のように、第1象限内の角
度値Θの方向から電波が到来する場合には、アンテナ
INSの座標軸Nの方向の指向性による出力に相当する
値VN1と、アンテナIEWの座標軸Eの方向の指向性
による出力に相当する値VE1との座標値に分解されて
現れる。同様にして、第2象限内の角度値Θの方向か
ら電波が到来するときは、座標軸Nの値VN2と座標軸
Wの値VW2の各座標値に分解され、第3象限内の角度
値Θの方向から電波が到来するときは、座標軸Sの値
S3と座標軸Wの値VW3の各座標値に分解され、第
4象限内の角度値Θの方向から電波が到来するとき
は、座標軸Sの値VS4と座標軸Eの値VE4の各座標
値に分解されて現れることになるためである。
【0026】ここで、慣用的な表示によれば、直交座標
N・E・S・Wに対する電波の到来方位の角度値Θは時
計方向の角度値をとり、また、座標軸Nが0°方向、座
標軸Eが90°方向、座標軸Sが180°方向、座標軸
Wが270°方向をとるが、三角関数の角度値θは反時
計方向の角度値をとることになる。
【0027】◆ステップ(4)〜(7)では、ステップ
(1)〜(3)で得られた決定結果を、それぞれ、メモ
リ5Cに記憶する。
【0028】◆ステップ(8)では、(V−V)/
(V−V)の値K、つまり、K=(V−V)/
(V−V)を演算する。
【0029】◆ステップ(9)では、値Kに対応する三
角関数のtanの角度値θを求める。この値kから角度
値θへの変換は、値Kをtan−1θとして考え、例え
ば、読出専用メモリ5Bとは別に演算器5に設けた数値
−角度値変換表の読出専用メモリ5Gに、三角関数のt
anの換算表、つまり、三角関数のtanの真数値と角
度値の変換表を変換データとして記憶しておき、値Kを
メモリ5Gにアドレスとして与えることにより、そのア
ドレスに記憶された値Kを真数値とするtanの角度値
θを読出すように構成することができる。
【0030】メモリ5Gに記憶した三角関数のtanの
数値−角度値変換表は、三角函数のtanの0〜90°
の範囲を、例えば、0.5°毎の分解能で記憶しておく
ようにしてある。つまり、tanの0°〜90°の範囲
のみの角度値θに対する三角関数の変換データを記憶し
た読出専用メモリ5Gを設けていることになる。なお、
数値−角度値変換表がtanの0〜90°の範囲のみで
あるので、値Kは、正負には無関係に、その数値部分だ
けを用いて角度値に変換することになるのは言うまでも
ない。
【0031】◆ステップ(10)では、ステップ(4)
〜(7)で記憶した各象限に応じて、角度値θから電波
の到来方位の角度値Θを得る演算を行う。つまり、メモ
リ5Gの変換データにより求めた角度値θから上記の決
定演算により決定した象限における到来方位の角度値Θ
を求める演算を行う。この演算の一例として、上記の変
換データで得られた角度値θの0°と、電波の到来方位
の角度値Θの0°との方向を、共に図5のように、座標
軸Eの方向にとった場合を説明すると、上記の決定演算
で決定した象限と角度値θとが、第1象限であって、角
度値θのときは、 Θ=360°−θとし、 第2象限であって、角度値θのときは、 Θ=180°+θとし、 第3象眼であって、角度値θのときは、 Θ=180°−θとし、 第4象限であって、角度値θのときは、 Θ=θとして演算すれば、各象限における角度値Θが
得られることになるわけである。ここで、例えば、座標
軸Nの方向を角度値Θが0°の方向とするときには、図
から明らかなように、90°ずらせた角度値、例えば、
90°を加算した角度値にすればよいことなどは説明を
要しないことであろう。
【0032】◆ステップ(11)では、電波の到来方位
の角度値Θを、書込読出可能なメモリ5Cに、複数回、
例えば、20回または40回分記憶し、その平均値を算
出する。平均値を求めるためのデータ数は、図1の入力
手段11により入力して、20回または40回の何れか
一方を設定できる構造にしてあり、最も古い角度値Θを
除去して、最も新しい20回分または40回分の角度値
Θをメモリ5Cに取込んでおき、その平均値を算出す
る。
【0033】◆ステップ(12)では、角度指示停止命
令の有無を判定し、停止命令が無い場合は、必要に応じ
て、アンテナINS・IEW.ICの配置等によって生
じる機器誤差分を、ステップ(13)で補正し角度値を
ステップ(14)で表示器6に表示させた後にステップ
(1)に戻る。なお、上記の機器誤差分の補正は、一般
的に周知な補正方法、つまり、上記の第3従来技術の補
正方法によるものであり、あえて説明を要しないであろ
う。
【0034】また、ステップ(12)において、表示停
止指令が出されていることを検出した場合は、ステップ
(15)で表示器6の表示を消去させ動作を停止させ
る。
【0035】〔変形実施〕 (1) 数値−角度値変換表の読出専用メモリ5Gは、
プログラムを記憶した読出専用メモリ5Bの一部の領域
を利用するようにしてもよい。 (2)上記の実施例では、ステップ(11)で、角度値
Θの複数回分を平均したが、この平均に代えて、各値V
・V・V・Vを複数回分にわたって記憶したも
のを平均するように構成してもよい。
【0036】
【考案の効果】この考案によれば、以上のように、直交
座標N・E・S・Wの各座標に対応する各値V・V
・V・Vの値から三角関数の0〜90°の範囲の1
象限分に相当するtanの変換で求めた三角関数の角度
値θと、各値V・V・V・Vの各値の差の値か
ら決定した象限とによって、全方向に対する到来方位の
角度値Θを求めているため、180°や360゜にわた
る三角関数の変換データをもつ必要がなく、90°分の
三角関数の変換データのみで、全方向の角度の変換を済
ませ得るので、簡便安価な方向探知装置を提供し得るな
どの特長がある。
【図面の簡単な説明】
図面は、実施例を示し、各図の内容は次のとおりであ
る。
【図1】ブロック構成図
【図2】要部信号波形図
【図3】処理フローチャート
【図4】各象限決定図
【符号の説明】
INS 指向性アンテナ IEW 指向性アンテナ IC センスアンテナ 2 アンテナ切替器 3 タイミング信号発生器 4 受信機 5 演算器 5A 中央処理装置 5B 読出専用メモリ 5C 書込読出可能なメモリ 5D 入力ポート 5E 出力ポート 5F バスライン 5G 読出専用メモリ

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電波を受信して直交座標N・E・S・W
    の各座標に対応する各出力を得るとともに、前記各出力
    をAD変換した各値V ・V ・V ・V にもとづい
    て求めた三角関数のtanの角度値θから前記電波の到
    来方位の角度値Θを得るようにした方向探知装置であっ
    て、 前記tanの0°〜90°の範囲のみの前記角度値θに
    対する三角関数の変換データを記憶した読出専用メモリ
    を設けるとともに、前記直交座標N・E・S・Wの座標軸Eと座標軸Nの間
    を第1象限、座標軸Nと座標軸Wの間を第2象限、座標
    軸Wと座標軸Sの間を第3象限、座標軸Sと座標軸Eの
    間を第4象限として、 前記各値V・V・V・Vの値から V−V>0で、かつ、V−V>0のときは前記第1象限、 V−V>0で、かつ、V−V<0のときは前記第2象限、 V−V<0で、かつ、V−V<0のときは前記第3象限、 V−V<0で、かつ、V−V>0のときは前記第4象限 として決定する演算(以下、決定演算という)と、 前記各値V ・V ・V ・V から K=(V−V)/(V−V)を演算して値Kを得る演算と、 前記変換データにより前記値Kに対応する前記角度値θ
    を求める変換と、前記変換により求めた前記角度値θか
    ら前記決定演算により決定した象限における前記到来方
    位の角度値Θを求める演算とを行う演算部分を設けた演
    算器を具備することを特徴とする方向探知装置。
JP1687291U 1991-03-20 1991-03-20 方向探知装置 Expired - Lifetime JPH086306Y2 (ja)

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