JPS5923269A - 双曲線航法用受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の技術分野 本発明は、双曲線航法用受信機に関し、特に単一の受信
チャンネルで多周波のＭｉ波を受信するようにして温度
変化等による位相ドリフトの影響を軽減した受信機に関
する。

（２）技術の背景 一般に、デツカ航法性・の双曲線法に用いる受信機はｔ
ν数種類、例えば４種類、の周波数の霜１波を受傷して
各受信信号の位相を１測し、言１測した位相情報に基づ
き周知の方法で船舶の位置等を検知する。従って、双曲
線航法用受信機においては受信増幅部等の位相ドリフト
等があると正確な位置検出ができなくなるため、温度変
化等による位相ドリフｉ・を極力少なくするかあるいは
位相ドリフトの影響を受けないように各回路を構成する
必要がある。

（３）従来技術と問題点 従来、双曲線航法例えばデツカ航法に用いられる受信機
においては、複数の送侶局即ら主局、赤従局、緑従局、
紫従局から送信される６ｆ　、　８ｆ９ｆ　、５ｆのそ
れぞれの電波金受侶するためにそれぞれ別個のチャンネ
ル即ち受信増幅部が設けられ、また各受信増幅部には利
得８１１整のためのＡＧＣ回路が使用されていた。

しかしながら、前記従来形においては、各チャンネルの
受信増幅部それぞれに狭帯域のフィルタが必要と々υ、
各フィルタは温度変化に対する位相変化特性即ち温度位
相特性を極めて精密に一致させておく必要があるため、
フィルタ部のコス（・がかなυ高価になるとともに、高
Ｉ′１ＩＩＪｆｒ、フィルタを用いても各チャンネルの
フィルタの位相温度特性を完全に一致させることは不用
能であるため双曲線航法用受信機の位置検出精度を充分
高くすることが不可能であるという不都合があった。

（４）発明の目的 本発明の目的は、前述の従来形における問題点に鑑み、
多周波の電波を受信する双曲線航法用受信機において、
受信増幅ｆ＜Ｂの局発周波数を順次切換えること罠より
単一のチャンネルで複数周波数の電波が受信できるよう
にして受（Ｆｔ機のチャンネル敷を減少させるとともに
受信増幅部にハードリミッタ等の短時間で所定の振幅出
力が問られるような構成を用いることにより、受信増幅
部における狭帯域フィルタを共通に使用することができ
るよ５　Ｋし、受信増幅部等の位相ドリフトによる影響
を軽減した高鞘度の位相検出が行なわれるようにするこ
とにある。

（５）発明の構成 そしてこの目的は、本発明によれば、マルチパルス期間
に多周波の電波をほぼ同時に受信する双曲線航法用受信
様において、該受信機にｆｌｔ！Ｉ御信号によって局発
信号の周波数の切換が可能な局部発振回路、受信信号と
該局発信号の混合を行なう混合回路、混合回路からの中
間周波信号の増幅を短時間でＤ１定の振幅出力が得られ
るようにして行なう中間周波増幅回路、中間周波増幅回
路の出力信号の位相を利潤する位相検出回路、各周波の
受信信号ごとの位相値を記憶するメモリ、および受信信
号のマスタブレーク検出により起動され前記局部発振回
路に予め定められたシーケンスに応じて各周波に対応す
る制御信号を順次入力するタイマ回路を具備し、それに
よυ単一の受信チャネルで複数種類の周波数の電波の受
信ができるようにして受信増幅８（３の位相ドリフトの
影響を軽減したことを特徴とする双曲線航法用受信機を
提供することによって達成される。

（６）発明の実施例 以下、図面により本発明の詳細な説明する。

５リ一 本発明に係わる双曲線航法用受信機において受信増幅部
を例えば１チヤンネル構成とし、各送信局から送られて
くる通常送信信号およびマルチ・ぐルス信号を局発周波
数を切換えて１つのチャンネルで順次受信し各周波の電
波の位相を目測する。マルチパルス信号を受信する場合
は、マルチ／Ｊルス送侶期間が４５０ｉｎｅｓｃと非常
に短かいため、受信増幅部における伝播遅延時間および
過渡応答時間を極力短かくする必要がある。ところか、
受信増幅部に設けられている狭帯域フィルりの帯域は約
１０ないし２０Ｈｙ、であるため伝播遅延時間が約５０
ないし１００ｍ５ｅｃあるが−このフィルタの帯域を広
げるといが悪化し、妨害波との混変調歪を生じるためこ
れを広げることけ困邦である。また、従来形の受信機に
使用されている通常のＡＧＣ方式の受信増幅部において
は、該ＡＧＣ回路の過渡応答時間が約２２０ｍ５ｅｃあ
シ、この過渡応答時間は％、波伝播等（フェージング）
の関係によりこれ以上知縮することは不用能である。こ
のような点を考慮して本発明において−１、受信増幅ｆ
ｔｄｌを通常のＡＧＣ方式に変えてハードリミッタ方式
、または、各周波数イへ号でのオｕ？Ｓ制御のだめの制
７７ｉ１電圧を逐次記憶し、これらを各受信周波数の切
換時にＡＧＣ増幅剖に供給してその立上υ特１」：を実
質的に急峻なものとしたｈａｃ方式！９にすることによ
って過渡応答時間を短縮するとともに、受信増幅部を単
一のチャンネルによって構成し位相ドリフトの影響を除
去し′〔いる。

第１図は、本発明の１実施例に係わる双曲線航法用受信
機の＋１４成を示す。同図の受信機においては、アンブ
ナ１が切換スイッチ８１−ａを介して高周波増幅器２に
接続され、高周波増幅器−２を」混合回路３を介して中
間周波増幅回路４に接続されている。混合回路３には局
部光イ８回路５から局発信号が供給されている。中間周
波増幅器４の出力は位相弁別器６の一方の入力に印加さ
れ、該位相弁別器６の他の入力に（ｄ、基準発振器８の
発係信号を可変分周回路７で分周したものが入力されて
いる。

一方、中間周波増幅器４の出力は位相弁別器６′の一方
の人力に印加され、他の入力には可変分周回路７よシの
出力を移相器１０により９０’位相シフトした入力が印
加される。位相ヅ「別器６′の出力はタイマ１７に人力
される。さらに、前記の位相弁別器６の出力は前述の切
換スイッチ８１−ａと連動する切換スイッチ５ｌ−ｂを
介してローパスフィルタ９に入力され、ローパスフィル
タ９の出力は誤差（８号と１．て可変分周回路７に入力
されている。

１だ、位相弁別器６の出力ｄ他のローパスフィルタ１１
を介してメモリ１２に入力され、メモリ］２の出力は紫
表示器１３、赤表示器１４、緑表示器１５およびＬＩ表
示器１６に接続されている。

旧敵処理回路１８はメモ＋）１２に記憶された各種情報
にもとづき、所要のセンチレーンおよびレーン情報の算
出を行ない各表示器１３，１４，１５゜１６に表示信号
の入力等を行なうものである。基準発振器８の出力は局
部発振回路５およびタイマ１７に供給され、タイマ１７
１ｄ基準発振器８の出力に基づき局発信号の周波数を切
換えるだめの切換信号を作成して局部発（ｉ回路５に印
加するものである。

第２図は、第１図の受信機における受イ３増幅部の構成
の詳細を示す。同図に示されるように、受信増幅部は、
高周波増幅器２、混合回路３および中間周波増幅器４か
ら構成され、高周波増幅器２は各送信局から送られる４
種類の周波数の電波を受信増幅できるように広帯域また
り、櫛形の帯域にされている。また、中間周波増幅器４
は３段のリミッタアンプ４−１．４−２．４−３および
狭帯域ノバンドパスフィルタ４−４によって格成すして
いる。

第２図における各リミッタアン７″４−１．４−２゜４
−３は例えば第３図（、）に示すような回路で構成され
ている。東３図（ａ）の回路においては、増幅器Ａ１の
負帰還回路に互いに逆方向に並列接続されたダイオード
をコンデンーν−Ｃｔを介して接続することによシ同図
の波形図のように例えば±０．６Ｖの一定値に振幅制限
された出力信号が得られる。

また、第２図における中間周波増幅器４は記３図（ｂ）
に示されるＡＧＣ増幅器４′におき代えることも可能で
ある。第３図（ｂ）のＡＧＣ増幅器４′は、可変利（Ｇ
増幅８ｉ　４−５　、／ＪンドノＰスフイルタ４−４、
レベル検出器４−６、切換器４−７および４−８、およ
びレベル記憶回路４−９等から構成される。

レベル記憶回路４−９は例えば４つの送信局から送られ
る４種類の周波数の信号に対してそれぞれ１つずつ剖１
６個設けられ、各周波般の信号のレベルを記憶する。各
切換器４−７お↓び４−８は例えば第１図のタイマ１７
からの切換信号ＳＳＩおよびＳＳ２で受信局の種類およ
び受信周波数に応じて切換えられる。第３図（ｂ）のＡ
ＧＣ増幅器においては、可変利得増幅器４−５に入力さ
れた中間周波信号人力（Ｊ、該増幅器４−５で増幅され
、バンドパスフィルタ４−４を介してレベル検出器４−
６に入力される。レベル検出器４−６は入力信号のレベ
ルに応じた検出信号の切換器４−７を介して所定のレベ
ル記憶回路４−９に入力し記憶させる。

該レベル記憶回路４−９からの読出信号は切換器４−８
を介して可変利得増幅器４−５に入力され・該可変利得
増幅器の利得が調節される。各レベル記憶回路４−９の
記憶内容は対応する送信局および周波数の信号を受信す
る度に更新される。したがって、受信機の起ｍｈ時等を
除き、定常状態においてシよ名レベル記憶回路の記憶内
容はあまり大きな変化はなく、各受信信号に応じた利得
調節が瞬時に行なわれる。

第４図および第５図は、局部発振回路５の構成例を示す
。第４図の構成においては、局部発振回路５に基準発振
器８からの基準信号を分周して周波数が５Δ、６Δ、８
Δ、９Δの局発信号を発生ずる４個のシンセサイザ５−
１．５−２．５−３゜５−４を設け、これらの各シンセ
サイザからの信号を切換回路５−５に入力しタイマから
の切換信号に基づき選択切換を行なうものである。また
、第５図の構成において何１、局部発振回路５に、切換
信号に応じて分周数の切換が可能なシン七番イザを設け
、基準発振器８がらの基準信号をタイマからの切換信号
に基づき順次相異なる分周数で分周して４種類の周波数
の局発信号を得るものである。この場合、周波数切換に
より位相ジャンプが生じないように各周波数５Δ、６Δ
、８Δ、９Δはこれらの最大公約数で同期が取られてい
る。

次に、上述の構成に係わる受信機の動作をやや詳細に説
明する。一般に、デツカ航法のための送信局は通常１つ
の主局と３つの従局を組合わせて１つのチェーンを構成
し、主局を中心として従局が星型に配置されている。こ
れらの主従各局は約１４　ｋＨｚ　（］、　ｆ　）を基
本波とした高調波の電波を送信する。即ち、通常送信時
は、主局は６ｆ、従局のうち赤従局は８ｆ、緑従局は９
ｆ、そして紫従局は５ｆの周波数の電波を発情する。そ
して利用者は例えば第１図に示す構成の受信器によって
これらの主局および従局の電波を受信し主局と各従来局
の信号間の位相比較を行なうことによって３本の双曲線
が得られ、これらの双曲線の交点から自己の位ｕ１を求
めることができる。

ところが、上述の各局からの信号の位相差に応じて形成
さＩＬる双曲線についで、位相差が零と零の間隔をル−
ンと称し、このレーン幅の最も狭いところでは約３５０
ないし５８０ｍである。デツカでは上述のような測定を
行なった場合、ル−ン内の鞘密な位置（センチレーン）
がわかるものの、何番目のレーンに属するがわがらない
という点にかんがみ、特別なレーン識別機能を組込んで
いる。その方法は、各送信局の発射電波から基本周波数
１ｆを作り、主局と各従局との間の１ｆの位相差を測定
することによってレーン番号を求めるものでおる。基本
周波数１ｆを得る方法として各周波数５ｆ、６ｆ、８ｊ
’、９ｆの４信号を等振幅、同位相で合成した場合にｌ
ｆ間隔でパルスが生じることを利用し、この／？ルスが
ら１ｆ信号を取出す。

レーン番号の決定のため、各送信局は前述の通常送信時
における固有周波数の（ｉｆ号の他に所定時間、すなわ
ち２０秒、ごとにマルチ・（ルス信号を送信する。この
マルチパルス信号は、第６図に示すように、ＬＩ期間と
称される４５０ｍ５ｅｃの短時間内に自局に固有の周波
数以外の他局の周波数の信号をも順次すべて送信するも
ので、例えば主局においては各従局の周波数である８ｆ
　、　９ｆ　。

５ｆの信号をも送信する。双曲線航法用受信機において
ば１／−ン識別のだめこのような旬時間のＬＩ期間内に
少くとも３周波の信号を受信する必要があり、特に本発
明の１実施例に係る受信機においては受信増幅部を単一
チャネル構成としただめ各周波数の信号に対する応答が
高速で行なわれる必要がある。この必要に応えるため、
本発明の実施例に係る受信機においては前述のように受
信増幅部に〕・−トリミッタ等を使用している。なお、
ＬＩ期開の直前には１００ｍ５ｅｃ幅のマスターブレイ
ク期間が設けられておシ、このマスターブレイク期間に
けいづれの信号も送信されない。なお、ＬＩ期間および
マスターブレイク期間七ノ、外のｌ］、ｌ、間には自局
に固イ〕の周波数の信号が送信される。第６図の局間信
号は主局が送信する場合のシーケンスを示している。

次に、第１図の受信機によって、通常送信時におけるセ
ンチレーンｎ１測を行なう場合の動ｆ′１をＨ５１明す
る。センブレーン開側は、ｊず主局からの６ｆ信号を受
・１１ｊシて該信号にも１相同３１））　ｔ、た基準信
号を作成し、次に名ｔｔ局からのイ１」号を受信して該
基準信号との位相差を削測する。この位相差を主局およ
びＤｔ局の周波数に応じて換詩プることにより主局と各
従局との間の信号の位：１１１差が求められる。すなわ
ち、第１図において、アンテナ１によって受信された例
えば主局からの電波は！、７Ｉ換スイッチＳ　１．−　
ａを介して高周波増幅刊ε２に入力されて増幅された後
混合回路３に入力される。混合回路３には局部発・１Ｂ
回路５から局発振号が入力されて受信信号と混合され中
間周波１ａ号が１′ト成される。

該中間周波４６号Ｃ」、中間周波増幅÷］：；４におい
て不要成分が除去されるとともに増幅および振幅制限さ
れ、一定振幅の中間周波信号として位相弁別器６に人力
される。位相弁別器６の他方の入力には基小発振回路８
からの基準信号を可変分周回路７によって分周した比較
信号が入力され中間周波信号と位相比較が行なわれる。

両者の位相比較によって得られた誤差信号がローパスフ
ィルタ９においてイ）１１分され可変分周回路７に人力
される。可変分周回路７０可変分周数は該誤差信号に応
じて制御され、従って可変分周回路７の出力信号である
比較信号は中間周波信号に位相同期し両者の位相差、は
Ｏどなる。ロー２ヤスフイルタ９内には図示しないメモ
リが設けられておシ、該メモリによって主局からの信号
に対する誤差信号の値が記憶される。

次に、各従局からの信号５ｆ、８ｆ、９ｆが順次受信さ
れて各周波数の信号に対する中間周波数信号ＩＦが位相
弁別器６に順次入力される。この場合、可変分周回路７
の誤差電圧としては、前述のようにしてロー／（’スフ
イルタ９内のメモリに記憶された値が用いられるから、
可変分周回路７の出力は主局からの信号を受信した時と
同じ位相とガっている。従って位相弁別器６の弁別出力
が主局と各従局との位相差に対応することになる。乙の
位相弁別器６からの位相差イ）ソ報をロー・平スフィル
タ１１に入力して平均化し、メモＩＪ　１２に一時記憶
する。メモリ１２に記憶された位相差情報は計数処理回
路１８によって主局および対応従局の周波数に応じて換
ηされ、主局と対応従局の周波数のｌσ小公倍数の周波
数におりる位相差情報としてメモリ１２に記憶されると
ともに各表示器１３゜１４．１５に表示される。

一方、ＬＩＪ男間におけるマルチパルス信号を用いたレ
ーン識別動作は次のようにして行なわれる。

甘ず、主局からのマルチ・ぐルス信号の内の６１信号あ
るいはＬＩ期間以外の時点における６ｆ信号（両者は同
位相）を受信して０１１述のように位相弁別器６、可変
分周回路７およびローパスフィルタ９によって位相同期
が行なわれ、この場合の誤差霜、圧がロー・やスフィル
タ９内のメモリに記憶される。そして次に、主局からの
マルチパルス信号の内の各周波数５ｆ、８ｆ、９ｆが順
次受信されて中間周波ｐｌＦとして位相弁別器６に入力
され、６ｆ信号との位相差が求められメモリ１２に記憶
される。計数処理回路１８はメモリ１２に記憶された各
位相差情報から基本周波数１１における位相値を算出し
てメモリ１２に記憶しておく。

同様にして、各従局からのマルチ・ヤルス信号を受信し
、該マルチパルス信号の内の６１信号と他の５ｆ、　８
７’　、９ｆ信号との位相差を求めメモリ１２に記憶す
る。そしてこれらの位相差情報から前述のように基本周
波数１ｆにおける位相値を算出してメモリ１２に記憶し
ておく。この場合、各従局からのマルチパルス信号の内
自局に固有の周波数のＫＭ　刊、すなわち赤従局からの
８ｆ信号、紫従局からの５ｆ信号および緑従局からの９
ｆ信号、Ｖま必ずしもＬＩ期間内に受信する必要はなく
通常送信時に受信してもよい。

このようにして、主局および各従局からの１ｆにおける
位相値が求められると、１Ｆ数処理回路１８は、主局と
各従局との１ｆ信号の位相差を求め、この位相差からレ
ーン番号を算出してＬＩ表示器１６に表示する。この場
合、１つのＬ■表示器１６で主局と名従局に対するレー
ン番号を表示するため緑従局および紫従局のレーン番号
にそれぞれ３０および５０を加ｎして表示する。従って
、赤従局については００ないし２３の範囲のレーン番号
が表示され、緑従局については３ｏないし４７の範囲の
レーン番号が表示され、紫従局については５゜ないし７
９の範囲のレーン番号が表示される。

上述の動作において、タイマ１７に、主局からの到来電
波におけるマスターブレイク期間を検出することによっ
て起動され、Ｌエル１間内のマルチパルス信号に含まれ
る各周波数の信号を順次受信できるよう各周波数の信号
の送信期間に対応して局発信号の周波数を切換えるよう
に！；ＴＩ換佃号を作成して局部発振回路５に入力する
。この場合、マスターブレイクの検出は位相弁別器６の
弁別出力が例えばＯとなることによって検出される。こ
の上うにして受信電波の周波数５ｆ、６．ｆ、８ｆ。

９ｆのぞれぞれに［」朋して局発イＲ号の周波数が５Δ
、（）Δ、８Δ１９Δのように時分割的に切換えられ、
各周波数の信号が順次受信される。例えば、主局からの
マルチパルス等の受信シーケンスは、第６図に示すよう
に、時刻Ｔ１までは６ｆの信号を受信し、時刻Ｔ１ない
しＴ２の間は８ｆの信号を受信し、時刻Ｔ２ないしＴ３
の間は９ｆの信号を受信し、時刻Ｔ３ないしＴ４の間は
５ｆの信号を受信する等のように切換えられる。この場
合、時刻Ｔ１までは局発信号は６Δであシ、時刻Ｔ１に
おいて８Δに切換えられ、時刻Ｔ２において８Δから９
Δに切換えられ、時刻Ｔ３において９Δから５Δに切換
えられ、時刻Ｔ４において５Δから再び６Δに切換えら
れる。この場合、４５０ｍ５ｅｃの短かい時間内に、例
えば３周波の信号を１つの受信チャネルで受信するため
に受信機の過渡応答時間を短かくしておく必要があるが
、本発明においては前述のように中間周波増幅器４を・
・−トリミッタ方式あるいは高速ＡＧＣ回路方式等とす
ることによってこの問題を解決している。

なお、第１図の構成において位相弁別器６′は入力信号
と比較用基準信号との位相が一致したときに最大の弁別
出力電圧が得られるものであり、この弁別出力電圧をタ
イマ１７に供給することに↓っで該タイマ１７から出力
される各種の切換信号のタイミングを規定している。址
だ、スイッチ５ｌ−ａおよび５ｉ−ｂは互に連動するス
イッチであって、通常の受信状態においてｏｐｎｉｒジ
ョンに設定されているが、受信機の位相特性の校正を行
なう場合にはＲＥＦポジョンに切換えられる。

ＲＥＦボッ９ンにおいては局部発信回路５内に設けらＪ
ｌだ図示しない基準信号発信回路から基準信号（１ｆ）
が受’（＝増幅部に人力され、各部の校正が行なわれる
。

（７）鞘明の効果 このように本発明によれば、各周波数の信号を１チヤン
ネルの受信増幅ｉ’ｆｌ＋によって順次受信することが
できるから、従来形の受（Ｍ磯におけるような各チャン
ネル間の位相特性の差異による位相検出精度の低下等が
生ずることなく極めて正確な位相差検出従ってｂ″”ｒ
−Ｋｔ検出を行なうことができる。

また、受信増幅部が１チヤンネルで４７４．成されてい
るから経年変化あるいは温度変化による位相ドリフトに
よって位相差検出精度が低下することが防止される。さ
らに、本発明においては受信増幅部をハードリミッタ方
式等の構成としたため過渡応答時間が極めて短かくなシ
、従ってＬＩ期間のような短時間内に多周波の信号を受
信する場合にも的確に位相検出を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例に係わる双曲線航法用受信
機の構成を示すブロック回路図、第２図は、第１図の受
信機における受信増幅部の構成の詳細を示すブロック回
路図、 第３図（ａ）は、第２図の構成におけるリミッタアンプ
の詳細を示す電気回路図、 第３図（ｂ）は、第１図の受信増幅部における中間周波
増幅器の他の構成例を示すブロック回路図、第４図およ
び第５図は、第１図の受信機における局部発信回路の構
成例を示すプロ１．り回路図、そして 第６図は、本発明の１実施例に係わる双曲線航法用受信
機の動作を説明するだめの波形図である。 １・・・アンテナ、２・・・高周波増幅器、３・・・混
合回路、４・・・中間周波増幅器、５・・・局部発振回
路、６゜６′・・・位相弁別器、７・・・可変分周回路
、８・・・基準発振回Ｌ　　９　、１１・・・ローフ９
スフイルタ、１ｏ・・・移相器、１２・・・メモリ、１
３，１４．１５．１６・・・表示器、１７・・・タイマ
、１８・・・針数処理回路、４−１．４−２．４−３・
・・リミッタアンプ、４−４・・・パントノＲスフィル
タ、４−５・・・可変利得増幅器、４−６・・・レベル
検出器、４−７．４−８・・・切換器１４−９・・・レ
ベル記憶回路、５．５−１．５−２゜５−３．５−４・
・・シンセサイザ、５−５・・・切換回路。 第２図 局発信号 第３覆１（ｂ） ５５２　　　　　　　　　　５５１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マルチ・（ルス期間に多周波の電波をほぼ同時に受信す
   る双曲線航法用受信様において、該受信機に制御信号に
   よって局発信号の周波数の切換が可能な局部発振回路、
   受信信号と該局発信号の混合を行なう混合回路、混合回
   路からの中間周波信号の増幅を短時間で所定の振幅出力
   がイσられるようにして行にう中間周波増幅回路、中間
   周波増幅回路の出力信号の位相を開側する位相検出回路
   、各周波の受信信号ごとの位相値を記憶するメモリ、お
   よび受信信号のマスクブレーク検出により起動され前記
   局部発振回路に予め定められたシーケンスに応じて各周
   波に対応する制御信号を順次入力するタイマ回路を具備
   し、それにより単一の受信チャネルで複数種類の周波数
   の電波の受信ができるようにして受傷増幅部の位相ドリ
   フトの影響を軽減したことを特徴とする双曲線航法用受
   信機。