JPS5827467B2 - 方向探知方式 - Google Patents
方向探知方式Info
- Publication number
- JPS5827467B2 JPS5827467B2 JP7967479A JP7967479A JPS5827467B2 JP S5827467 B2 JPS5827467 B2 JP S5827467B2 JP 7967479 A JP7967479 A JP 7967479A JP 7967479 A JP7967479 A JP 7967479A JP S5827467 B2 JPS5827467 B2 JP S5827467B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- polarization component
- satellite
- phase difference
- component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
- G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/146—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction by comparing linear polarisation components
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、レーダアンテナ、衛星追尾用アンテナ等の電
波到来方向を探知する方式に関するものである。
波到来方向を探知する方式に関するものである。
従来、電波の到来方向を探知するには、ビーム幅の狭い
アンテナを機械的あるいは電気的に走査制御し、受信電
界が最大となることを検出することによって行っていた
。
アンテナを機械的あるいは電気的に走査制御し、受信電
界が最大となることを検出することによって行っていた
。
このため、機械的走査を用いる場合には走査速度に制限
があり、高速で位置が変化する移動体の追跡には適用で
きなかった。
があり、高速で位置が変化する移動体の追跡には適用で
きなかった。
また、機械的走査機構部分の耐久性にも問題があった。
そのため、近年電気的走査を行うアンテナ（フェイズド
アレイアンテナ）が用いられ始めたが、電気的走査部分
が複雑となシ高価であるという欠点があった。
アレイアンテナ）が用いられ始めたが、電気的走査部分
が複雑となシ高価であるという欠点があった。
本発明は、これらの欠点を除去するため、走査を行うこ
となく電波到来方向を探知可能とする方向探知を提供す
るものである。
となく電波到来方向を探知可能とする方向探知を提供す
るものである。
以下図面に従って本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明に用いるアンテナ特性の１例であって、
ａは本発明に用いる座標系、ｂは主偏波成分と交さ偏波
成分の振幅比の立体パターン、Ｃは主偏波成分と交さ偏
波成分の位相差の立体パターンである。
ａは本発明に用いる座標系、ｂは主偏波成分と交さ偏波
成分の振幅比の立体パターン、Ｃは主偏波成分と交さ偏
波成分の位相差の立体パターンである。
ふた、１はアンテナ、２はアンテナ１のビーム中心軸を
示す。
示す。
い１、主偏波成分と交さ偏波成分の振幅比が３０ｄＢで
あったとすると、第１図すかられかるように、アンテナ
１に到来している電波の方向は第１図すのＡ点を含む同
心円上のいずれかであることがわかる。
あったとすると、第１図すかられかるように、アンテナ
１に到来している電波の方向は第１図すのＡ点を含む同
心円上のいずれかであることがわかる。
すなわち、天頂角θを知ることができる。
次に、主偏波成分と交さ偏波成分の位相差ψが９００で
あったとすると、第１図Ｃかられかるように、第１図Ｃ
のＡ点およびＢ点を含む直線内のいずれかであることが
わかる。
あったとすると、第１図Ｃかられかるように、第１図Ｃ
のＡ点およびＢ点を含む直線内のいずれかであることが
わかる。
即ち、方位角ψを知ることができる。従って、振幅につ
いての情報卦よび位相についての情報の両者を用いれば
、電波の到来方向をＡ点またはＢ点のいずれかに限定す
ることができる。
いての情報卦よび位相についての情報の両者を用いれば
、電波の到来方向をＡ点またはＢ点のいずれかに限定す
ることができる。
電波がＡ点もしくはＢ点のいずれから到来しているかに
ついては比較的簡単な方法で判定できる。
ついては比較的簡単な方法で判定できる。
このようにして、アンテナ１に到来する電波の方向を知
ることができる。
ることができる。
すなわち、例えばアンテナ１と若干ビーム軸の異なる他
のアンテナで受信した電波の強度を比較すること等によ
り簡単に判定することができる。
のアンテナで受信した電波の強度を比較すること等によ
り簡単に判定することができる。
この場合、付加すべきアンテナは第１図す、ｃの特性の
上半面と下半面、あるいは右半面と左半面の判別ができ
ればよいため、簡単な構造のものでよい。
上半面と下半面、あるいは右半面と左半面の判別ができ
ればよいため、簡単な構造のものでよい。
アンテナにおける相反性から、アンテナ１で発射した電
波についてもある点で受信することにより、その方向が
いずれかであるかを知ることができることは明白である
。
波についてもある点で受信することにより、その方向が
いずれかであるかを知ることができることは明白である
。
第２図は本発明のｌ実施例であって、３は航空機、４は
航空機３に取りつけたアンテナ、５はアンテナ１カ・ら
アンテナ５に至る電波の方向を示す。
航空機３に取りつけたアンテナ、５はアンテナ１カ・ら
アンテナ５に至る電波の方向を示す。
アンテナ１から発射された電波の主偏波成分および交さ
偏波成分を航空機３に取り付けたアンテナ５で受信し、
周成分の振幅比および位相差を検出することにより、航
空機３力咄身の位置を知ることができるのは前述の説明
の通うである。
偏波成分を航空機３に取り付けたアンテナ５で受信し、
周成分の振幅比および位相差を検出することにより、航
空機３力咄身の位置を知ることができるのは前述の説明
の通うである。
ここで、従来は、アンテナ４としてビーム幅の狭いアン
テナが必要であったが、本発明においては主偏波成分お
よび交さ偏波成分を分離して取り出すことができればビ
ーム幅に制限はないため、小形のアンテナで良い。
テナが必要であったが、本発明においては主偏波成分お
よび交さ偏波成分を分離して取り出すことができればビ
ーム幅に制限はないため、小形のアンテナで良い。
第３図は本発明の他の実施例であって、６は衛星、７は
衛星６の軌道である。
衛星６の軌道である。
現在、静止衛星と呼ばれる衛星においても第３図に示す
８０字形の軌道上を動いており、アンテナ１は衛星６を
追尾することが必要な場合がある。
８０字形の軌道上を動いており、アンテナ１は衛星６を
追尾することが必要な場合がある。
い１、アンテナ１がビーム方向２を向いている時に衛星
６が８の字軌道７上を動き、第３図に示す位置に来たと
する。
６が８の字軌道７上を動き、第３図に示す位置に来たと
する。
このとき、衛星６からアンテナ１に到来する電波５を受
信し、その主偏波成分と交さ偏波成分の振幅比および位
相差を検出すれば、ビーム中心軸２に対する衛星の位置
を探知できるのは前述のとおりである。
信し、その主偏波成分と交さ偏波成分の振幅比および位
相差を検出すれば、ビーム中心軸２に対する衛星の位置
を探知できるのは前述のとおりである。
従って、衛星６がアンテナの主ビーム中心軸方向２から
ずれた場合、アンテナ１を衛星６の方向に向けるための
アンテナ駆動の制御信号を作勺出すことができる。
ずれた場合、アンテナ１を衛星６の方向に向けるための
アンテナ駆動の制御信号を作勺出すことができる。
アンテナ１としては、通信等の目的に用いるアンテナと
共用しても良いし、別の追尾専用アンテナとして用いて
も良い。
共用しても良いし、別の追尾専用アンテナとして用いて
も良い。
第４図は本発明のさらに他の実施例であって、８は地球
を示す。
を示す。
衛星６に塔載されたアンテナ１が衛星６の姿勢変動のた
めビーム中心軸２の目標からはずれた場合において、地
球局力）ら送信されてくる電波５の主偏波成分および交
さ偏波成分の振幅比および位相差を検出することによシ
、地球局の方向を知ることができるのは前述のとおりで
ある。
めビーム中心軸２の目標からはずれた場合において、地
球局力）ら送信されてくる電波５の主偏波成分および交
さ偏波成分の振幅比および位相差を検出することによシ
、地球局の方向を知ることができるのは前述のとおりで
ある。
従って、衛星６の姿勢修正をするための動かし方を知る
ことができる。
ことができる。
また、衛星６から地球局に送る電波の主偏波成分と交さ
偏波成分を地球局で受信した場合に、地球局で衛星６の
アンテナ１の向きを知ることができることも明白である
。
偏波成分を地球局で受信した場合に、地球局で衛星６の
アンテナ１の向きを知ることができることも明白である
。
第５図は天頂角および方位角情報を得るための回路構成
の１例である。
の１例である。
アンテナ１から入力し、偏分波器１１で主偏波と交さ偏
波成分に分離された各偏波成分は、局部発振器１４の出
力を用いて混合器１２，１３によシ中間周波数に変換さ
れ、中間周波増幅器１５．１６で増幅される。
波成分に分離された各偏波成分は、局部発振器１４の出
力を用いて混合器１２，１３によシ中間周波数に変換さ
れ、中間周波増幅器１５．１６で増幅される。
中間周波数としてはその後の処理を行いやすいように適
切に選ぶが、数十ＭＨｚ以下が適当である。
切に選ぶが、数十ＭＨｚ以下が適当である。
振幅情報については、各偏波成分毎に検波器１７゜１８
によシ検波した後、差動増幅器２１等により差信号を取
り出す。
によシ検波した後、差動増幅器２１等により差信号を取
り出す。
この差信号をＡ−Ｄ変換器２３によりデジタル信号に変
換し、中央処理装置２５に入力する。
換し、中央処理装置２５に入力する。
中央処理装置２５では、振幅差信号に相当する天頂角θ
出力をメモリ２７から検索し出力する。
出力をメモリ２７から検索し出力する。
従って、中央処理装置２５としては、メモリ２７の検索
を行い出力するだけであるのでマイクロプロセッサ程度
で充分機能を果たす。
を行い出力するだけであるのでマイクロプロセッサ程度
で充分機能を果たす。
位相については、ＡＧＣ増幅器１９，２０で振幅を揃え
、位相差検出器２２で位相差を検出した後、中央処理装
置２６とメモ９２８により振幅情報と同様の処理を行い
方位角ψの出力を得る。
、位相差検出器２２で位相差を検出した後、中央処理装
置２６とメモ９２８により振幅情報と同様の処理を行い
方位角ψの出力を得る。
位相差検出器２２としては、各信号の零電位通過点間の
時間を計測する形式をはじめ、どのような形式のものを
用いてもよい。
時間を計測する形式をはじめ、どのような形式のものを
用いてもよい。
なお、第１図す、ｃに示す如き特性を有するアンテナ１
としては、本願と同日付にて出願された本願発明者の提
案に係る「交さ偏波特性を改善した開口面アンテナ」を
用いることができる。
としては、本願と同日付にて出願された本願発明者の提
案に係る「交さ偏波特性を改善した開口面アンテナ」を
用いることができる。
以上説明したように、従来アンテナとビームの走査駆動
装置とで構成されていた方向探知方式を、本発明により
走査駆動装置を用いることなく構成できる。
装置とで構成されていた方向探知方式を、本発明により
走査駆動装置を用いることなく構成できる。
従って、装置の小型化、軽量化、経済化、信頼性の向上
に果たす効果が大きい。
に果たす効果が大きい。
第１図は本発明に用いるアンテナ特性の１例であってａ
は座標系、ｂは主偏波成分と交さ偏波成分の振幅比立体
パターン、Ｃは主偏波成分と交さ偏波成分の位相差立体
パターン、第２図、第３図および第４図は本発明の実施
例を示す斜視図、第５図は本発明において天頂角および
方位角の情報を得るための回路構成例を示すブロック図
である。 １・・・アンテナ、２・・・アンテナ主ビーム中心軸、
３・・・航空機、４・・・航空機に塔載されたアンテナ
、５・・・電波の進路、６・・・衛星、７・・・衛星の
軌道、８・・・地球。
は座標系、ｂは主偏波成分と交さ偏波成分の振幅比立体
パターン、Ｃは主偏波成分と交さ偏波成分の位相差立体
パターン、第２図、第３図および第４図は本発明の実施
例を示す斜視図、第５図は本発明において天頂角および
方位角の情報を得るための回路構成例を示すブロック図
である。 １・・・アンテナ、２・・・アンテナ主ビーム中心軸、
３・・・航空機、４・・・航空機に塔載されたアンテナ
、５・・・電波の進路、６・・・衛星、７・・・衛星の
軌道、８・・・地球。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 直線偏波で給電されたアンテナの放射特性における
交さ偏波成分がビーム中心軸からの角度を天頂角とする
座標系における方位角方向に周期的な位相分布を有する
ように構成されたアンテナを受信用あるいは送信用とし
て少なくとも１基用いて、該アンテナに到来するか又は
該アンテナから発射された電波の主偏波成分と交さ偏波
成分の位相差を検出し、予め知られた該アンテナの位相
分布を参照することによシ前記位相差の検出出力力）ら
電波源あるいは電波受信点の該アンテナに対する方位角
を知ｂ１ さらに、該アンテナに到来するか又は該アン
テナから発射された電波の主偏波成分と交さ偏波成分の
振幅比を検出し、予め知られた該アンテナの振幅分布を
参照して前記振幅比の検出出力から前記電波源又は前記
電波受信点の該アンテナに対する天頂角を知ることによ
り、前記電波源又は前記電波受信の存在する方向を探知
することを特徴とする方向探知方式。 ２ 航空機、船舶、自動車等の移動体を誘導するための
基地局用アンテナとして前記アンテナを用い、該アンテ
ナ力・ら発射された電波の主偏波成分と交さ偏波成分を
前記移動体上で受信し、両成分の位相差および振幅比を
検出することにより、前記移動体は前記基地局に対する
方向を検知することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の方向探知方式。 ３ 衛星通信用地球局アンテナあるいは衛星追尾アンテ
ナとして前記アンテナを用い、衛星から到来する電波の
主偏波成分と交さ偏波成分を該アンテナで受信して両成
分の位相差および振幅比を検出することにより１前記衛
星の存在している方向を探知することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の方向探知方式。 ４ 衛星塔載アンテナとして該アンテナを用い、地球局
から塔載する電波の主偏波成分と交さ偏波成分を該アン
テナで受信するか、もしくは、衛星に塔載された該アン
テナから発射された電波の主偏波成分と交さ偏波成分を
地球局で受信し、両成分の位相差および振幅比を検出す
ることにより、衛生に塔載された該アンテナの指向して
いる方向を探知することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の方向探知方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7967479A JPS5827467B2 (ja) | 1979-06-26 | 1979-06-26 | 方向探知方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7967479A JPS5827467B2 (ja) | 1979-06-26 | 1979-06-26 | 方向探知方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS564072A JPS564072A (en) | 1981-01-16 |
| JPS5827467B2 true JPS5827467B2 (ja) | 1983-06-09 |
Family
ID=13696729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7967479A Expired JPS5827467B2 (ja) | 1979-06-26 | 1979-06-26 | 方向探知方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5827467B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH049831Y2 (ja) * | 1985-08-02 | 1992-03-11 | ||
| JPH0425900Y2 (ja) * | 1985-08-02 | 1992-06-22 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020012575A1 (ja) * | 2018-07-11 | 2020-01-16 | 三菱電機株式会社 | 位置推定装置 |
-
1979
- 1979-06-26 JP JP7967479A patent/JPS5827467B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH049831Y2 (ja) * | 1985-08-02 | 1992-03-11 | ||
| JPH0425900Y2 (ja) * | 1985-08-02 | 1992-06-22 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS564072A (en) | 1981-01-16 |
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