JPH0949870A - 目標追尾方法 - Google Patents
目標追尾方法Info
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- JPH0949870A JPH0949870A JP20345695A JP20345695A JPH0949870A JP H0949870 A JPH0949870 A JP H0949870A JP 20345695 A JP20345695 A JP 20345695A JP 20345695 A JP20345695 A JP 20345695A JP H0949870 A JPH0949870 A JP H0949870A
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- JP
- Japan
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- target
- antenna
- signal
- trajectory
- tracking method
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 一定強度の信号を発信しながら移動する目標
の追尾方法に関し、目標の移動速度が速い場合には適用
できなかったり、複数の一次放射器が必要で、給電部の
構成が複雑なる他、アンテナ特性の劣化を招く等の課題
の解決を図る。 【解決手段】 一定強度の信号を発信しながら移動する
目標の軌跡を求める目標追尾方法において、非対称な指
向特性を持つ受信アンテナで前記目標の信号を捕捉し、
該アンテナからの受信レベル出力の時間的変化を記録
し、これを仮定した目標の軌跡と受信アンテナの指向特
性から得られるアンテナからの受信レベル出力の時間的
変化の計算値と比較することにより目標の軌跡を求める
ように構成する。
の追尾方法に関し、目標の移動速度が速い場合には適用
できなかったり、複数の一次放射器が必要で、給電部の
構成が複雑なる他、アンテナ特性の劣化を招く等の課題
の解決を図る。 【解決手段】 一定強度の信号を発信しながら移動する
目標の軌跡を求める目標追尾方法において、非対称な指
向特性を持つ受信アンテナで前記目標の信号を捕捉し、
該アンテナからの受信レベル出力の時間的変化を記録
し、これを仮定した目標の軌跡と受信アンテナの指向特
性から得られるアンテナからの受信レベル出力の時間的
変化の計算値と比較することにより目標の軌跡を求める
ように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一定強度の電波、
光、音響等の信号を発信しながら移動する目標の追尾方
法に関し、特に、簡潔な構成で実現することが可能で、
高速で移動する物体の追尾を行なうことができる目標追
尾方法に係る。
光、音響等の信号を発信しながら移動する目標の追尾方
法に関し、特に、簡潔な構成で実現することが可能で、
高速で移動する物体の追尾を行なうことができる目標追
尾方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】アンテナの目標追尾方法には目標の予測
軌道データに従ってアンテナを指向させるプログラム制
御方法と、目標からの信号を用いてアンテナを信号到来
方向に追尾させる自動追尾方法とがある。
軌道データに従ってアンテナを指向させるプログラム制
御方法と、目標からの信号を用いてアンテナを信号到来
方向に追尾させる自動追尾方法とがある。
【０００３】プログラム制御方法はある時間における目
標の位置とアンテナ方向とが正確に与えられていること
が必要であり、目標の初期捕捉または目標とアンテナ方
向との誤差補正にあたっては自動追尾方法と同様の手法
によって角度誤差の検出を行なわなければならない。
標の位置とアンテナ方向とが正確に与えられていること
が必要であり、目標の初期捕捉または目標とアンテナ方
向との誤差補正にあたっては自動追尾方法と同様の手法
によって角度誤差の検出を行なわなければならない。
【０００４】自動追尾方法には大きく分けて２種類の方
法がある。１つはアンテナ方向と目標方向との角度誤差
を検出するために複数の一次放射器を設けるものであ
り、もう１つは１個の一次放射器で自動追尾を行なうも
のである。
法がある。１つはアンテナ方向と目標方向との角度誤差
を検出するために複数の一次放射器を設けるものであ
り、もう１つは１個の一次放射器で自動追尾を行なうも
のである。
【０００５】複数の一次放射器を用いる方法は一次放射
器系が大型になると同時に、反射鏡を用いて収束ビーム
給電を行なうように構成される衛星通信用アンテナ等の
用途には適さない。１個の一次放射器で自動追尾を行な
う方法には高次モード追尾方法とステップ追尾方法があ
る。
器系が大型になると同時に、反射鏡を用いて収束ビーム
給電を行なうように構成される衛星通信用アンテナ等の
用途には適さない。１個の一次放射器で自動追尾を行な
う方法には高次モード追尾方法とステップ追尾方法があ
る。
【０００６】高次モード追尾方法〔文献 Cook,J.S. an
d Lowell,R.:"The autotrack system",Bell Syst. Tec
h. J.,p.1283(july 1963)参照〕は円形導波管の高次モ
ードであるＴＭ01モード、ＴＥ01モードなどが正面方向
に信号成分を有せず零点を有することから、これを利用
して常に高次モード成分が零になるようにする方法であ
る。
d Lowell,R.:"The autotrack system",Bell Syst. Tec
h. J.,p.1283(july 1963)参照〕は円形導波管の高次モ
ードであるＴＭ01モード、ＴＥ01モードなどが正面方向
に信号成分を有せず零点を有することから、これを利用
して常に高次モード成分が零になるようにする方法であ
る。
【０００７】アンテナが、衛星方向に完全に正対してい
る場合、受信波により一次放射器内に誘起される電磁界
モードは基本モードのみであるが、アンテナの方向が衛
星からずれた場合に、これらＴＭ01モード、ＴＥ01モー
ドなどの高次モードが発生する。
る場合、受信波により一次放射器内に誘起される電磁界
モードは基本モードのみであるが、アンテナの方向が衛
星からずれた場合に、これらＴＭ01モード、ＴＥ01モー
ドなどの高次モードが発生する。
【０００８】角度誤差の検出は一次放射器にモード結合
器を設け、ＴＭ01モード、ＴＥ01モード等の高次モード
を検出して行なう。複数のモードを組み合わせて検出す
ることによって円偏波及び直線偏波の場合とも任意方向
の角度誤差の検出が可能である。
器を設け、ＴＭ01モード、ＴＥ01モード等の高次モード
を検出して行なう。複数のモードを組み合わせて検出す
ることによって円偏波及び直線偏波の場合とも任意方向
の角度誤差の検出が可能である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述したような、高次
モード追尾方法は、一次放射器にモード結合器を挿入す
る必要があり、これによって、アンテナのサイドローブ
特性や、雑音特性を劣化させるという問題があった。
モード追尾方法は、一次放射器にモード結合器を挿入す
る必要があり、これによって、アンテナのサイドローブ
特性や、雑音特性を劣化させるという問題があった。
【００１０】一方、ステップ追尾方法は、アンテナを試
行錯誤的に定角度駆動し、受信信号レベルが上昇すれば
同方向に、下降すれば逆方向に、次段階で定角度駆動す
るという過程を続けて受信信号の最高点を見いだすもの
である。
行錯誤的に定角度駆動し、受信信号レベルが上昇すれば
同方向に、下降すれば逆方向に、次段階で定角度駆動す
るという過程を続けて受信信号の最高点を見いだすもの
である。
【００１１】この方法は自動追尾のための一次放射器の
改造等が不要である。しかし正確なアンテナ指向調整の
ためには多数回のアンテナ駆動を必要とすることから、
目標が止まっているか移動速度が極めて遅い場合にしか
適用できず、用途は静止衛星などに限られていた。
改造等が不要である。しかし正確なアンテナ指向調整の
ためには多数回のアンテナ駆動を必要とすることから、
目標が止まっているか移動速度が極めて遅い場合にしか
適用できず、用途は静止衛星などに限られていた。
【００１２】このように、従来の目標追尾方法は、目標
の移動速度が極めて遅い場合にしか適用できなかった
り、複数の一次放射器または一次放射器の改造が必要と
なることから給電部構成の複雑化や、アンテナ特性の劣
化を招くという解決すべき課題があった。
の移動速度が極めて遅い場合にしか適用できなかった
り、複数の一次放射器または一次放射器の改造が必要と
なることから給電部構成の複雑化や、アンテナ特性の劣
化を招くという解決すべき課題があった。
【００１３】本発明は追尾のために複数の一次放射器を
必要としたり、一次放射器の改造を必要とすることなし
に、目標が高速で移動する場合についても目標方向の検
出を正確に行なうことのできる目標追尾方法を提供する
ことを目的としている。
必要としたり、一次放射器の改造を必要とすることなし
に、目標が高速で移動する場合についても目標方向の検
出を正確に行なうことのできる目標追尾方法を提供する
ことを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の
課題は前記特許請求の範囲に記載した手段により解決さ
れる。
課題は前記特許請求の範囲に記載した手段により解決さ
れる。
【００１５】すなわち、請求項１の発明は、一定強度の
信号を発信しながら移動する目標の軌跡を求める目標追
尾方法において、非対称な指向特性を持つ受信アンテナ
で前記目標の信号を捕捉し、
信号を発信しながら移動する目標の軌跡を求める目標追
尾方法において、非対称な指向特性を持つ受信アンテナ
で前記目標の信号を捕捉し、
【００１６】該アンテナからの受信レベル出力の時間的
変化を記録し、これを、仮定した目標の軌跡と受信アン
テナの指向特性から得られるアンテナからの受信レベル
出力の時間的変化の計算値と比較することにより目標の
軌跡を求める目標追尾方法である。
変化を記録し、これを、仮定した目標の軌跡と受信アン
テナの指向特性から得られるアンテナからの受信レベル
出力の時間的変化の計算値と比較することにより目標の
軌跡を求める目標追尾方法である。
【００１７】請求項２の発明は、一定強度の信号を発信
しながら移動する目標の軌跡を求める目標追尾方法にお
いて、移動物体に搭載された揺動する受信アンテナで前
記目標の信号を捕捉し、
しながら移動する目標の軌跡を求める目標追尾方法にお
いて、移動物体に搭載された揺動する受信アンテナで前
記目標の信号を捕捉し、
【００１８】該アンテナからの受信レベル出力の時間的
変化と受信アンテナの揺動量の時間的変化を記録し、こ
れを、仮定した目標の軌跡と受信アンテナの指向特性と
揺動量から得られるアンテナからの受信レベル出力の時
間的変化の計算値と比較することにより目標の軌跡を求
める目標追尾方法である。
変化と受信アンテナの揺動量の時間的変化を記録し、こ
れを、仮定した目標の軌跡と受信アンテナの指向特性と
揺動量から得られるアンテナからの受信レベル出力の時
間的変化の計算値と比較することにより目標の軌跡を求
める目標追尾方法である。
【００１９】請求項３の発明は、一定強度の信号を発信
しながら移動する目標の軌跡を求める目標追尾方法にお
いて、受信アンテナで前記目標の信号を捕捉し、該アン
テナから出力が得られている期間にアンテナ方向に変化
を与えて、
しながら移動する目標の軌跡を求める目標追尾方法にお
いて、受信アンテナで前記目標の信号を捕捉し、該アン
テナから出力が得られている期間にアンテナ方向に変化
を与えて、
【００２０】該アンテナからの受信レベル出力の時間的
変化を記録し、これを、仮定した目標の軌跡と受信アン
テナの指向特性と与えたアンテナ方向の変化量から得ら
れるアンテナからの受信レベル出力の時間的変化の計算
値と比較することにより目標の軌跡を求める目標追尾方
法である。
変化を記録し、これを、仮定した目標の軌跡と受信アン
テナの指向特性と与えたアンテナ方向の変化量から得ら
れるアンテナからの受信レベル出力の時間的変化の計算
値と比較することにより目標の軌跡を求める目標追尾方
法である。
【００２１】請求項４の発明は、上記請求項１〜３のい
ずれか１項に記載の目標追尾方法において、目標の発信
する信号は電磁波（光波も含む）であり、受信アンテナ
はこれを検知するものとして構成したものである。
ずれか１項に記載の目標追尾方法において、目標の発信
する信号は電磁波（光波も含む）であり、受信アンテナ
はこれを検知するものとして構成したものである。
【００２２】請求項５の発明は、上記請求項１〜３のい
ずれか１項に記載の目標追尾方法において、目標の発信
する信号は音響であり、受信アンテナはこれを検知する
ものとして構成したものである。
ずれか１項に記載の目標追尾方法において、目標の発信
する信号は音響であり、受信アンテナはこれを検知する
ものとして構成したものである。
【００２３】
【作用】図１はアンテナ指向特性の一例を示す図であ
り、アンテナ正面方向を中心としたアンテナ利得の等高
線を示している。なお図中において数字符号で示した領
域は、利得の高い順番に１，２，３（及び３ａ，３
ｂ），４（及び４ａ，４ｂ，４ｃ）である。
り、アンテナ正面方向を中心としたアンテナ利得の等高
線を示している。なお図中において数字符号で示した領
域は、利得の高い順番に１，２，３（及び３ａ，３
ｂ），４（及び４ａ，４ｂ，４ｃ）である。
【００２４】図２はアンテナ指向方向に変化がない場合
に、ある時間帯（ｔ＝Ｔ1 〜Ｔ2 ）において図１の指向
特性を有するアンテナの前方を通過する目標の軌道を示
すものである。
に、ある時間帯（ｔ＝Ｔ1 〜Ｔ2 ）において図１の指向
特性を有するアンテナの前方を通過する目標の軌道を示
すものである。
【００２５】図３、図４、図５は、それぞれ、図２中に
数字符号５，６，７で示す通過軌道を目標が一定の角速
度で上方向に通過する場合のアンテナ利得の時間的変化
を示すものである。時刻ｔ＝Ｔ1 〜Ｔ2 において目標か
らの信号強度が変わらない場合、得られる信号受信レベ
ルは、アンテナ利得の時間的変化に比例したものとな
る。
数字符号５，６，７で示す通過軌道を目標が一定の角速
度で上方向に通過する場合のアンテナ利得の時間的変化
を示すものである。時刻ｔ＝Ｔ1 〜Ｔ2 において目標か
らの信号強度が変わらない場合、得られる信号受信レベ
ルは、アンテナ利得の時間的変化に比例したものとな
る。
【００２６】図１の指向特性を有するアンテナはφ方向
については非対称な指向特性を有しているが、θ方向に
ついては対称性を有しているため、仮に、図４に示され
る形の信号受信レベルが得られた場合の、考えられる目
標の通過軌道は数字符号６及び８で示すような軌道であ
る。
については非対称な指向特性を有しているが、θ方向に
ついては対称性を有しているため、仮に、図４に示され
る形の信号受信レベルが得られた場合の、考えられる目
標の通過軌道は数字符号６及び８で示すような軌道であ
る。
【００２７】図１５は、φ方向、θ方向共に非対称なア
ンテナ指向特性の一例を示す図であり、図１のアンテナ
指向特性の左下方に数字符号２７で表わしたサイドロー
ブを有している。
ンテナ指向特性の一例を示す図であり、図１のアンテナ
指向特性の左下方に数字符号２７で表わしたサイドロー
ブを有している。
【００２８】図１５の指向特性を有するアンテナを受信
アンテナとして用いた場合、目標の通過軌道が数字符号
８で示すようであるときには図４に、目標の通過軌道が
数字符号６で示すようであるときには図１６に示される
形の信号受信レベルが得られる。
アンテナとして用いた場合、目標の通過軌道が数字符号
８で示すようであるときには図４に、目標の通過軌道が
数字符号６で示すようであるときには図１６に示される
形の信号受信レベルが得られる。
【００２９】図１５中に数字符号２７で示されたサイド
ローブのために、図１６では、時刻ｔ＝Ｔ8 における信
号受信レベルが図４と比較して高くなっている。このた
め、目標の通過軌道が１つに断定される。
ローブのために、図１６では、時刻ｔ＝Ｔ8 における信
号受信レベルが図４と比較して高くなっている。このた
め、目標の通過軌道が１つに断定される。
【００３０】なお、図１の指向特性を有するアンテナを
受信アンテナとして用いた場合においても、着陸態勢に
ある航空機や周回衛星を捕捉する場合等、目標の移動方
向が大まかに与えられる場合には、目標の通過軌道が１
つに断定されるので、各時刻における目標方向が検出可
能である。
受信アンテナとして用いた場合においても、着陸態勢に
ある航空機や周回衛星を捕捉する場合等、目標の移動方
向が大まかに与えられる場合には、目標の通過軌道が１
つに断定されるので、各時刻における目標方向が検出可
能である。
【００３１】図６は受信アンテナの指向特性が図１、目
標の通過軌道がそれぞれ６，８の場合において時刻ｔ＝
Ｔ3 〜Ｔ3 ＋ΔＴの時間帯にアンテナが−θ方向にΔθ
だけ移動した場合に観測されるアンテナから見た目標の
相対軌道を示すものであり、相対軌道９及び１０はそれ
ぞれ通過軌道６及び８の場合に対応している。
標の通過軌道がそれぞれ６，８の場合において時刻ｔ＝
Ｔ3 〜Ｔ3 ＋ΔＴの時間帯にアンテナが−θ方向にΔθ
だけ移動した場合に観測されるアンテナから見た目標の
相対軌道を示すものであり、相対軌道９及び１０はそれ
ぞれ通過軌道６及び８の場合に対応している。
【００３２】アンテナが−θ方向に移動した場合は、相
対的に目標がアンテナに対して＋θ方向に移動したこと
になる。図７及び図８は目標の相対軌道が、図６におけ
る数字符号９及び１０（対応する通過軌道は図２におけ
る数字符号６及び８）で示すようである場合のアンテナ
利得の時間的変化を示すものである。
対的に目標がアンテナに対して＋θ方向に移動したこと
になる。図７及び図８は目標の相対軌道が、図６におけ
る数字符号９及び１０（対応する通過軌道は図２におけ
る数字符号６及び８）で示すようである場合のアンテナ
利得の時間的変化を示すものである。
【００３３】これにより目標の軌道が図２における数字
符号６の場合と８の場合とでは時刻ｔ＝Ｔ3 以降のアン
テナ利得の変化の様子が全く異なることが理解される。
符号６の場合と８の場合とでは時刻ｔ＝Ｔ3 以降のアン
テナ利得の変化の様子が全く異なることが理解される。
【００３４】一般的に、目標からの信号受信時において
アンテナ指向方向がアンテナ指向特性の対称軸方向と異
なる方向に変化した場合は、目標の移動方向に関する情
報が得られたことと等価であり、アンテナの指向特性に
対称性がある場合でも目標の通過軌道及び各時刻におけ
る目標方向の検出が可能となる。
アンテナ指向方向がアンテナ指向特性の対称軸方向と異
なる方向に変化した場合は、目標の移動方向に関する情
報が得られたことと等価であり、アンテナの指向特性に
対称性がある場合でも目標の通過軌道及び各時刻におけ
る目標方向の検出が可能となる。
【００３５】受信アンテナの指向方向を意図的に動かす
場合以外でも、受信アンテナが移動物体に搭載されてい
る場合には、ジャイロ等の装置を用いて揺動量を検出し
て、その時間的変化を記録することによって、各時刻に
おける目標方向が検出可能である。目標が静止している
場合でも同様に、アンテナ指向方向の変化から目標方向
の検出が可能である。
場合以外でも、受信アンテナが移動物体に搭載されてい
る場合には、ジャイロ等の装置を用いて揺動量を検出し
て、その時間的変化を記録することによって、各時刻に
おける目標方向が検出可能である。目標が静止している
場合でも同様に、アンテナ指向方向の変化から目標方向
の検出が可能である。
【００３６】このように、本発明の目標追尾方法は、ア
ンテナ指向特性及びアンテナ指向方向の情報を活用する
方法を採っているので、特別な給電回路を用いることな
く目標方向を検出することができる。そして、目標が高
速で移動する場合でも適用可能である。また、必ずしも
アンテナのメインローブで受信する必要はなく、サイド
ローブ領域で受信した信号を情報として使えるので、目
標を捕捉可能な角度領域が広い。
ンテナ指向特性及びアンテナ指向方向の情報を活用する
方法を採っているので、特別な給電回路を用いることな
く目標方向を検出することができる。そして、目標が高
速で移動する場合でも適用可能である。また、必ずしも
アンテナのメインローブで受信する必要はなく、サイド
ローブ領域で受信した信号を情報として使えるので、目
標を捕捉可能な角度領域が広い。
【００３７】
【発明の実施の形態】以下に準回帰軌道にある衛星捕捉
に本発明を適用した場合の例を説明する。この例は、衛
星が周期的にほぼ同一地点を通る軌道上にあり、各地球
局アンテナは指定の時間帯（衛星が特定の軌道領域に存
在する時間帯）において衛星と通信を行なうものであ
る。
に本発明を適用した場合の例を説明する。この例は、衛
星が周期的にほぼ同一地点を通る軌道上にあり、各地球
局アンテナは指定の時間帯（衛星が特定の軌道領域に存
在する時間帯）において衛星と通信を行なうものであ
る。
【００３８】ある地球局において、指定の時間帯に、衛
星がアンテナ正面方向に来るようにアンテナ方向調整を
行なうため、請求項３の手法を用いて衛星捕捉を行なう
ものとした。図９は地球局アンテナの指向特性を示すも
のであり、アンテナ正面方向を中心としたアンテナ利得
の等高線である。
星がアンテナ正面方向に来るようにアンテナ方向調整を
行なうため、請求項３の手法を用いて衛星捕捉を行なう
ものとした。図９は地球局アンテナの指向特性を示すも
のであり、アンテナ正面方向を中心としたアンテナ利得
の等高線である。
【００３９】なお、図中において、数字符号２１〜２６
で示した領域は、利得の高い順番に２１，２２，２３，
２４，２５，２６（及び２６ａ，２６ｂ）である。図１
０は時刻ｔ＝Ｔ4 〜Ｔ5 の時間帯において得られた信号
受信レベルを示したものである。時刻ｔ＝Ｔ7 は信号レ
ベルのピークの時刻であり、この時刻において衛星がア
ンテナ指向方向中心に最接近したと解釈される。
で示した領域は、利得の高い順番に２１，２２，２３，
２４，２５，２６（及び２６ａ，２６ｂ）である。図１
０は時刻ｔ＝Ｔ4 〜Ｔ5 の時間帯において得られた信号
受信レベルを示したものである。時刻ｔ＝Ｔ7 は信号レ
ベルのピークの時刻であり、この時刻において衛星がア
ンテナ指向方向中心に最接近したと解釈される。
【００４０】時刻ｔ＝Ｔ6 〜Ｔ6 ＋ΔＴの時間帯におい
てアンテナ方向を±φ方向に変化させており（＋φ方向
→−φ方向→＋φ方向）、受信レベルが急激に変動して
いるのが理解される。図１１は時刻ｔ＝Ｔ6 〜Ｔ6 ＋Δ
Ｔにおいてアンテナ方向を変化させたことを考慮に入れ
て、時刻ｔ＝Ｔ4 〜Ｔ5 の時間帯で観測されたと予想さ
れる相対軌道（アンテナから見た衛星の軌跡）を示すも
のである。
てアンテナ方向を±φ方向に変化させており（＋φ方向
→−φ方向→＋φ方向）、受信レベルが急激に変動して
いるのが理解される。図１１は時刻ｔ＝Ｔ6 〜Ｔ6 ＋Δ
Ｔにおいてアンテナ方向を変化させたことを考慮に入れ
て、時刻ｔ＝Ｔ4 〜Ｔ5 の時間帯で観測されたと予想さ
れる相対軌道（アンテナから見た衛星の軌跡）を示すも
のである。
【００４１】同図において数字符号１１〜１３で示す相
対軌道は、予想される相対軌道の候補であり、数字符号
１４で示す直線との交点における時刻ｔはＴ7 である。
図１２、図１３、図１４は目標の相対軌道が、図１１に
おいて数字符号１１，１２，１３である場合におけるア
ンテナ利得の時間的変化を、それぞれ示したものであ
る。
対軌道は、予想される相対軌道の候補であり、数字符号
１４で示す直線との交点における時刻ｔはＴ7 である。
図１２、図１３、図１４は目標の相対軌道が、図１１に
おいて数字符号１１，１２，１３である場合におけるア
ンテナ利得の時間的変化を、それぞれ示したものであ
る。
【００４２】これらの図においてアンテナ方向変化前と
変化後のレベルに着目した結果、衛星の相対軌道は１２
であると結論され、その後の観測によって正しいことが
確認されている。このアンテナ指向特性は非対称であ
り、本来ならば、請求項１の手法により、アンテナ方向
を意図的に動かすことなく衛星捕捉が可能である。
変化後のレベルに着目した結果、衛星の相対軌道は１２
であると結論され、その後の観測によって正しいことが
確認されている。このアンテナ指向特性は非対称であ
り、本来ならば、請求項１の手法により、アンテナ方向
を意図的に動かすことなく衛星捕捉が可能である。
【００４３】しかし、本実施例においては、（１）アン
テナのサイドローブが低い、（２）受信レベルが低い、
等の理由から第２サイドローブ以降がノイズに隠れてし
まっており、信号受信レベルの時間的変化を１回測定し
ただけでは高精度な衛星捕捉が期待できないものとし
て、請求項１ではなく請求項３の手法を用いて衛星捕捉
を行なった。
テナのサイドローブが低い、（２）受信レベルが低い、
等の理由から第２サイドローブ以降がノイズに隠れてし
まっており、信号受信レベルの時間的変化を１回測定し
ただけでは高精度な衛星捕捉が期待できないものとし
て、請求項１ではなく請求項３の手法を用いて衛星捕捉
を行なった。
【００４４】この例では衛星軌道が周期的にほぼ同一地
点を通る準回帰軌道であることから数回にわたって信号
受信レベルの時間的変化を測定することによって高精度
な衛星捕捉が期待できる。しかし、衛星の姿勢や気象条
件が各測定において多少違うことが予想されるので、各
測定で受信レベルの絶対値を比較するのではなく、相対
的な受信レベルの時間的変化（例えばヌル点間隔やメイ
ンローブ−サイドローブのレベルの比較等）に着目して
解析をする必要がある。
点を通る準回帰軌道であることから数回にわたって信号
受信レベルの時間的変化を測定することによって高精度
な衛星捕捉が期待できる。しかし、衛星の姿勢や気象条
件が各測定において多少違うことが予想されるので、各
測定で受信レベルの絶対値を比較するのではなく、相対
的な受信レベルの時間的変化（例えばヌル点間隔やメイ
ンローブ−サイドローブのレベルの比較等）に着目して
解析をする必要がある。
【００４５】以上の説明では、目標の発信する信号が電
波であり、これを受信するアンテナを用いる場合につい
て述べているが、これに限るものではなく、本発明の目
標追尾方法は、目標の発する信号が光であり、これを光
学系を含む受光回路で受信する場合や、目標の発する信
号が音であり、これをマイクロホン等の音響機器で受信
する場合であっても、前述の電波の場合と同様な効果を
得ることができることは言うまでもない。
波であり、これを受信するアンテナを用いる場合につい
て述べているが、これに限るものではなく、本発明の目
標追尾方法は、目標の発する信号が光であり、これを光
学系を含む受光回路で受信する場合や、目標の発する信
号が音であり、これをマイクロホン等の音響機器で受信
する場合であっても、前述の電波の場合と同様な効果を
得ることができることは言うまでもない。
【００４６】アンテナの指向特性に基づく受信レベルの
算出や、これと実際の受信レベルとの比較等の解析は、
情報処理装置を用いて行なうのが一般的である。例え
ば、図１に示すようなアンテナの指向特性は、座標値と
利得を対応させて、メモリ上に記憶しておいて、これと
図３などに示すような受信電力のデータとをプログラム
によって照合するようにしておけば、その結果を迅速に
得ることができる。
算出や、これと実際の受信レベルとの比較等の解析は、
情報処理装置を用いて行なうのが一般的である。例え
ば、図１に示すようなアンテナの指向特性は、座標値と
利得を対応させて、メモリ上に記憶しておいて、これと
図３などに示すような受信電力のデータとをプログラム
によって照合するようにしておけば、その結果を迅速に
得ることができる。
【００４７】
【発明の効果】複数の一次放射器、または、一次放射器
の改造が必要となる従来の目標追尾方法は給電部構成の
複雑化及びアンテナ特性の劣化を招くという問題があっ
た。
の改造が必要となる従来の目標追尾方法は給電部構成の
複雑化及びアンテナ特性の劣化を招くという問題があっ
た。
【００４８】また、自動追尾のための特別な給電回路を
必要としないような従来の目標追尾方法は、試行錯誤的
に信号受信レベルの最高点を探索する手法のため、アン
テナ指向調整に多数回のアンテナ駆動を必要とし目標の
移動速度が極めて遅い場合にしか適用できなかった。そ
して、受信レベルの極大点を探索する手法のために常に
アンテナのメインローブで受信する必要があり、アンテ
ナ指向方向と目標方向との角度誤差が大きな場合には使
えないという問題があった。
必要としないような従来の目標追尾方法は、試行錯誤的
に信号受信レベルの最高点を探索する手法のため、アン
テナ指向調整に多数回のアンテナ駆動を必要とし目標の
移動速度が極めて遅い場合にしか適用できなかった。そ
して、受信レベルの極大点を探索する手法のために常に
アンテナのメインローブで受信する必要があり、アンテ
ナ指向方向と目標方向との角度誤差が大きな場合には使
えないという問題があった。
【００４９】これに対して、本発明の目標追尾方法は、
追尾のために複数の一次放射器及び一次放射器の改造を
必要としないから、給電部構成の複雑化及びアンテナ特
性の劣化を招かず、また、試行錯誤的に多数回のアンテ
ナ駆動を繰り返して最大利得方向を探す従来手法とは異
なり、目標が高速で移動する場合についても目標方向の
検出を正確に行なうことができるという利点を有する。
追尾のために複数の一次放射器及び一次放射器の改造を
必要としないから、給電部構成の複雑化及びアンテナ特
性の劣化を招かず、また、試行錯誤的に多数回のアンテ
ナ駆動を繰り返して最大利得方向を探す従来手法とは異
なり、目標が高速で移動する場合についても目標方向の
検出を正確に行なうことができるという利点を有する。
【図１】アンテナの指向特性の一例を示す図である。
【図２】アンテナの指向特性とアンテナの前方を通過す
る目標の軌道の例を示す図である。
る目標の軌道の例を示す図である。
【図３】目標が一定の角速度で通過する場合の受信電力
の時間的変化の例を示す図である。
の時間的変化の例を示す図である。
【図４】目標が一定の角速度で通過する場合の受信電力
の時間的変化の例を示す図である。
の時間的変化の例を示す図である。
【図５】目標が一定の角速度で通過する場合の受信電力
の時間的変化の例を示す図である。
の時間的変化の例を示す図である。
【図６】アンテナがθ方向に移動した場合に観測される
アンテナから見た目標の相対軌道の例を示す図である。
アンテナから見た目標の相対軌道の例を示す図である。
【図７】受信電力の時間的変化の例を示す図である。
【図８】受信電力の時間的変化の例を示す図である。
【図９】アンテナ正面方向を中心としたアンテナ利得の
等高線の例を示す図である。
等高線の例を示す図である。
【図１０】信号受信レベルの例を示す図である。
【図１１】観測されたことが予想される相対軌道の例を
示す図である。
示す図である。
【図１２】受信電力の時間的変化の例を示す図である。
【図１３】受信電力の時間的変化の例を示す図である。
【図１４】受信電力の時間的変化の例を示す図である。
【図１５】θ方向、φ方向共に非対称な指向特性を有す
るアンテナの指向特性の例を示す図である。
るアンテナの指向特性の例を示す図である。
【図１６】受信電力の時間的変化の例を示す図である。
１ 図１に示す指向特性において最も高い利得領域 ２ 図１に示す指向特性において２番目に高い利得領
域 ３，３ａ 図１に示す指向特性において３番目に高い
利得領域 ４，４ａ，４ｂ，４ｃ 図１に示す指向特性において
４番目に高い利得領域 ５ 通過軌道 ６ 通過軌道 ７ 通過軌道 ８ 通過軌道（通過軌道６とはアンテナ対称軸に関し
て軸対称の関係にある） ９ 相対軌道（通過軌道６に対応する） １０ 相対軌道（通過軌道８に対応する） １１ 予想される相対軌道の候補 １２ 予想される相対軌道の候補 １３ 予想される相対軌道の候補 １４ アンテナ中心方向を通り、予想される相対軌道
に垂直な直線 ２１ 図９に示す指向特性において最も高い利得領域 ２２ 図９に示す指向特性において２番目に高い利得
領域 ２３ 図９に示す指向特性において３番目に高い利得
領域 ２４ 図９に示す指向特性において４番目に高い利得
領域 ２５ 図９に示す指向特性において５番目に高い利得
領域 ２６，２６ａ，２６ｂ 図９に示す指向特性において
６番目に高い利得領域 ２７ 図１５に示す指向特性において４番目に高い利
得領域
域 ３，３ａ 図１に示す指向特性において３番目に高い
利得領域 ４，４ａ，４ｂ，４ｃ 図１に示す指向特性において
４番目に高い利得領域 ５ 通過軌道 ６ 通過軌道 ７ 通過軌道 ８ 通過軌道（通過軌道６とはアンテナ対称軸に関し
て軸対称の関係にある） ９ 相対軌道（通過軌道６に対応する） １０ 相対軌道（通過軌道８に対応する） １１ 予想される相対軌道の候補 １２ 予想される相対軌道の候補 １３ 予想される相対軌道の候補 １４ アンテナ中心方向を通り、予想される相対軌道
に垂直な直線 ２１ 図９に示す指向特性において最も高い利得領域 ２２ 図９に示す指向特性において２番目に高い利得
領域 ２３ 図９に示す指向特性において３番目に高い利得
領域 ２４ 図９に示す指向特性において４番目に高い利得
領域 ２５ 図９に示す指向特性において５番目に高い利得
領域 ２６，２６ａ，２６ｂ 図９に示す指向特性において
６番目に高い利得領域 ２７ 図１５に示す指向特性において４番目に高い利
得領域
Claims (5)
- 【請求項１】 一定強度の信号を発信しながら移動する
目標の軌跡を求める目標追尾方法において、 非対称な指向特性を持つ受信アンテナで前記目標の信号
を捕捉し、該アンテナからの受信レベル出力の時間的変
化を記録し、 これを、仮定した目標の軌跡と受信アンテナの指向特性
から得られるアンテナからの受信レベル出力の時間的変
化の計算値と比較することにより目標の軌跡を求めるこ
とを特徴とする目標追尾方法。 - 【請求項２】 一定強度の信号を発信しながら移動する
目標の軌跡を求める目標追尾方法において、 移動物体に搭載された揺動する受信アンテナで前記目標
の信号を捕捉し、該アンテナからの受信レベル出力の時
間的変化と受信アンテナの揺動量の時間的変化を記録
し、 これを、仮定した目標の軌跡と受信アンテナの指向特性
と揺動量から得られるアンテナからの受信レベル出力の
時間的変化の計算値と比較することにより目標の軌跡を
求めることを特徴とする目標追尾方法。 - 【請求項３】 一定強度の信号を発信しながら移動する
目標の軌跡を求める目標追尾方法において、 受信アンテナで前記目標の信号を捕捉し、該アンテナか
ら出力が得られている期間にアンテナ方向に変化を与え
て、該アンテナからの受信レベル出力の時間的変化を記
録し、 これを、仮定した目標の軌跡と受信アンテナの指向特性
と与えたアンテナ方向の変化量から得られるアンテナか
らの受信レベル出力の時間的変化の計算値と比較するこ
とにより目標の軌跡を求めることを特徴とする目標追尾
方法。 - 【請求項４】 目標の発信する信号は電磁波（光波も含
む）であり、受信アンテナはこれを検知するものである
請求項１〜３のいずれか１項に記載の目標追尾方法。 - 【請求項５】 目標の発信する信号は音響であり、受信
アンテナはこれを検知するものである請求項１〜３のい
ずれか１項に記載の目標追尾方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20345695A JPH0949870A (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 目標追尾方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20345695A JPH0949870A (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 目標追尾方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0949870A true JPH0949870A (ja) | 1997-02-18 |
Family
ID=16474432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20345695A Pending JPH0949870A (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 目標追尾方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0949870A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109976370A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-07-05 | 深圳市道通智能航空技术有限公司 | 立面环绕飞行的控制方法、装置、终端及存储介质 |
-
1995
- 1995-08-09 JP JP20345695A patent/JPH0949870A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109976370A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-07-05 | 深圳市道通智能航空技术有限公司 | 立面环绕飞行的控制方法、装置、终端及存储介质 |
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