JPS60233577A - 電波探知器 - Google Patents

電波探知器

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JPS60233577A
JPS60233577A JP8974384A JP8974384A JPS60233577A JP S60233577 A JPS60233577 A JP S60233577A JP 8974384 A JP8974384 A JP 8974384A JP 8974384 A JP8974384 A JP 8974384A JP S60233577 A JPS60233577 A JP S60233577A
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JP
Japan
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radio wave
frequency
element antenna
signal
acousto
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JP8974384A
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JPH0456952B2 (ja
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Tsutomu Yano
屋野 勉
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02Direction-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
    • G01S3/14Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/46Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
    • G01S3/48Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems the waves arriving at the antennas being continuous or intermittent and the phase difference of signals derived therefrom being measured

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  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
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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】 産業上の利用分野 本発明は相手レーダ信号の到来方向とその周波数成分を
検出する電波探知器に関するものである。
従来例の構成とその問題点 従来、到来電波の周波数解析と方向探知は異なる受信系
で行なわれることが一般であった。これを同一の受信系
で行う方法として、マルチチャンネルを有する音響光学
素子と2次元光検出器を組合せて、電波探知する方法が
知られている。この種の装置は第1図に示すように構成
されている。
直線上に配列された複数の素子アンテナ18〜1zで受
信される角度θ方向からの到来電波2は、電気回路3で
中間周波として音響光学素子の駆動周波数域に落され、
電気回路4によって電力増幅され、それぞれ受信アンテ
ナ素子1a〜1zに対する配列間隔に比列して配列され
た音響光学素子5上のマルチトランスジューサ6a〜6
zに印加される。一方、レーザ光源7からのレーザ光は
拡大光学系8で平行ビームにされ、音響光学素子5にブ
ラッグ角をなすように照射される。音響光学素子5を通
過した光は各トランスジューサ6a〜6zから発射され
る超音波信号によって回折されると同時に、これらの回
折光9はフーリエ変換レンズ1oによって干渉し、焦点
面11に置かれた2次元光検出器12の上に結像される
。この回折され干渉した光点の位置は図の上下方向は到
来電波の周波数成分を、横方向は到来電波の角度を示す
従って、2次元光検出器12の出力を信号処理器13に
よって順次読み出していくことによって到来電波の周波
数と方位を知ることができる。しかしながら、この方法
では、第2図に示すように各アンテナ素子1a〜12間
に等しい位相差を生ぜしめる到来電波の方向はアンテナ
素子の配列方向を中心軸14とし、頂角を2α(α=9
o0−θ)とする円錐15上に存在することまでは判明
するが一義的には決定できない。従って到来電波の方向
を定められない。
発明の目的 本発明は、以上のような従来の問題点を解決するだめに
なされたもので、到来電波の周波数と方位を精度よく、
かつ瞬時に探知することのできる電波探知器を提供する
ことを目的とする。
発明の構成 本発明は上記目的を達成するもので、到来する電波を受
信する少なくとも2本の平行でない直線上に配列された
複数の素子アンテナ群と、これらに接続された受信用の
電気回路と、これらの出力に接続されたマルチトランス
ジューサを有する音響光学素子と、音響光学素子に平行
レーザ光を照射するためのレーザ光源と、回折光を結像
させる光学系と、回折光を検出する2次元光検出と、こ
の出力を読み出す信号処理器と、これら2系統の出力よ
り方位を演算する演算器よシ構成されている電波探知器
を提供するものである。
実施例の説明 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第3図はこの発明の一実施例におけ〜る電波探知器の概
観図であシ、互いに直交する直線上に同じように配列さ
れた複数の素子アンテナ群(2,ta。
21 b 、・・−−−−、2’1 z )と(22a
、22b、川。
22z)とこれらに接続された第1図に示したと同様な
同じ特性を有する2組の電気回路系、光学系よシなる。
第3図において電気回路24.23’は受信器であり到
来電波(図示せず)を受信する素子アンテナ群21a〜
21 z 、22a〜22zに接続され、増幅され、所
定の中間周波に落す役目を有する。その出力は電気回路
24.24’で電力増幅され、それぞれ例えばL z 
N b OsやGaP或いはTeO□なとの単結晶から
なる音響光学素子25.25’の上に配列されたマルチ
トランスジューサ群(26a 、 26b 、++・、
 26z ) 、 (26’a。
2e’b、・・・、 26’z )に印加される。一方
、レーザ光源27.27’から出射したレーザ光は拡大
光学系28.28’で平行ビームにされ、音響光学素子
25.25’にブラッグ角をなすように入射される。音
響光学素子25.25’を通過したレーザ光は各゛トラ
ンスジューサ群(2ea、2eb、・・・。
26z)、(26/a、26’b、・=、26’z)か
ら発射され、到来電波に対応した超音波信号によって回
折されると同時に、これらの回折光29.29’はフー
リエ変換レンズ30.30’によって干渉を受け焦点面
31.31’に置かれた2次元光検出器32.32’の
上に結像される。この回折され干渉した光点の位置は図
の上下方向は到来電波の周波数成分を横方向は到来電波
の角度を示す。2次元光検出器32.32’の出力は信
号処理器33.33’に順次入力され、演算器34で真
の到来方向が計算される。この信号処理器33.33’
は例えば第4図に示すように、2次元光検出器32又は
32′からの信号が入力されるA/D変換器35と、同
じ周波数において最大の光強度を出力する角度を検出す
るための比較器36、及びこの出力を順次、カウンタ3
8で周波数との対応関係を明らかにしつつ蓄積するメモ
リ37、及びこれらを制御する制御部39から構成され
ている。これを用いると、2次元光検出器32.32’
の周波数と角度情報を有する信号は時系列的に出力され
、ディジタル信号に変換された後、まずある角度に対す
る信号列が比較器36で基準信号と比較され、あるレベ
ル以上の信号をメモ゛す37に蓄積する。次に、2次元
光検出器の先の信号列の隣り、即ち角度の少し異なる方
向の信号列が比較器86に入力され、先にメモリ37に
蓄積された信号とレベル比較し、大きい信号を再びメモ
リ37に蓄積する。これを順次繰返し、最終的には、あ
る周波数で最大の信号レベルを有する角度情報がメモリ
37に蓄積される。この最終的に蓄積された信号は第3
図の演算器34に入力され、真の角度を計算するデータ
となる。
このような構成の電波探知器で10 GHz 近傍の電
波を探知する場合について述べる。素子アンテナ群21
a〜21 z 、22a〜22zの各素子アンテナとし
ては4個の半波長ダイポールアンテナを第6図(、)の
ように間隔を13.5 Cm 、 18 Cm r24
Cmで配列する。音響光学素子25.25’としてGa
P結晶上に第5図(b)のように0.9 wn 、 1
.2■、1.6f+1mの間隔で配列されたZnO膜よ
シなる4個の幅0.1ffi++のトランスジューサを
用い、その中心周波数を1.8GHz とする。この場
合の帯域は1.3−2.3 GHz即ちI GHzの帯
域幅を得ることができる。電気回路23.23’では、
到来電波の周波数を音響光学素子25.25’の周波数
帯域に落すために8.7GHz程度の周波数の図示して
いない局部発振器とミキサを用いて中間周波数に落し、
電気回路24.24’で音響光学素子25゜25′の所
定の回折効率を得られるよう電力増幅する。レーザ光源
27.27’には半導体レーザやHe−Neレーザのよ
うなものを用いることができ、拡大光学系28.28’
で2〜3wmφのビーム径に拡大する。2次元光検出器
32.32’として、256X266個の検出素子から
なるものを用いると、周波数分解能の上限は約4’ M
Hz となる。
一方、方位方向については、例えば、それぞれの素子ア
ンテナ群に対して45°方向から到来する1 0 GH
z の電波に対する2次元光検出器上の光強度分布は第
6図に示すようになる。第6図において最も強い信号の
位置が到来電波の方向を示す。
これより約1°の方位分解能でそれぞれの方向の方位測
定値がめられることがわかる。即ち、44°と46°の
方位から到来す電波の2次元光検出器上に投影された光
のピーク値は約0.1胡隔たり、かつ、45°のピーク
位置における44°の電波に対する強度は約8割に相当
し、2次元光検出器と以下の信号処理器で十分ピーク位
置を決定することができる。
以上のような構成の電波探知器を用いて、電波の真の到
来方向がまる原理を述べる。直交して配列された素子ア
ンテナ群でそれぞれ検出出来る到来電波の方向は第2図
で示した場合と同じように第7図のように示すことがで
きる。素子アンテナ21 a 、21 b−−−−=2
1zをX軸方向に、22a。
22b・・・・・・22zをy軸方向に配列する。この
配列方法は必らずしも第7図に示すように原点0で実際
に直交させる必要はなく、これらのアンテナ群が2軸方
向、或い抹x 、 y軸方向に隔っていても、極めて遠
方からくる電波に対しては等測的に原点OK両方のアン
テナが存在することに相当する。電波2がOPの方向か
ら到来する場合、X軸方向に配列された素子アンテナ群
21a、・・・。
21zで検出され、測定される方向は第2図と同じよう
に点Pを通!llx軸に垂直な断面内でX軸との交点x
0と線分X。Pを半径とする円Xの円周上と原点0を結
ぶ線上になり、第4図に示す構成においてはOTの方向
、即ち角度θ8から来る電波として検出される。同様に
y軸方向に配列された素子アンテナ群22a、・・・、
22zではy軸上の点y0を中心とし点p1通る円yと
原点を結ぶ線上からくる電波と等しく角度θアがら来る
電波として検出される。これらの測定結果θ8とθアを
用いて到来する電波の真の方向、mちX7面内の方位角
θと迎角ψは次のようにまる。
第7図において線分OPを単位長1とすると円X2円y
はそれぞれ次のように示すことができる。
く円x>y2+z2−CO52θ工 く円V > x2+ z2=cos2θy点θの座標(
zo、y(1)はx。=srnl/X+y(、ミsin
θアとなり、角度θは θ= jan ”’ (xQ/yO) = tan−(
sinθ、/sinθy)でまる。
同様に迎角ψは点Pの2座標の値z1 をめる ゛こと
によって、ψ=sinz1としてまる。このzlは円X
を用いると より <p =sin ((cos2fj、−5in2
θy) v2’)よ請求められる。
なお、円Xと円yの交点は点Pの他に点Hにも存在する
が、アンテナの配列されている場合が陸上や海上に水平
面内に設置されている場合、点Rは地下、或いは海面下
の方向となり現実に電波の到来しない方向となるため、
点Pの方向を真の到来電波の方向として決定できる。
以上に説明したように、この電波探知器を用いて周波数
の分析と共に、到来電波の方位を精度よくめることがで
きる^ 更に、複数の周波数の電波が同時に到来しても2次元光
検出器上で分離されるために分析が可能である。電波分
析に用よる時間は大部分、2次元光検出器の信号の読出
し時間で決定される。例えば256X256の検出器ア
レイを用いた場合、クロックとして10MHz を用い
ると、約7msで読み出せる。従って信号処理時間を含
め約10m8で分析することが可能になり、瞬探性に優
れていることがわかる。更にこの方式では2次元光検出
器上の光強度は到来電波の信号強度を示し、周波数情報
、方探情報の他に信号強度の情報も同時に判明する。
なお、本実施例では、素子アンテナをそれぞれ4個用い
ているが、この数を増加すれば更に方位分解能が上ると
共に、検出感度が上昇する。また素子アンテナの配列は
特に直交方向に限定するものでなく、平行でなければ到
来電波の方向を算出でき、配列方向を3個にすれば、よ
多方位精度は向上する。
発明の効果 以上要するに本発明は互いに方向の異なる少なくとも2
方向に複数の素子アンテナを配列してなる複数の素子ア
ンテナ群を有し、前記各素子アンテナ群それぞれについ
て、素子アンテナ群の各素子アンテナに接続された受信
用の電気回路と、前記電気回路からめ、各素子アンテナ
に対応する出力を接続する複数のトランスジューサを有
する音響光学素子と、前記音響光学素子にレーザ光を照
射し、回折光を結像させる光学系と、結像した光を検出
する2次元光検出器と、前記2次元光検出器の出力を読
み出し、処理する信号処理器とを設け、さらに各素子ア
ンテナ群ごとの信号処理器の出力から方位を演算する演
算器を備えたことを特徴とする電波探知器を提供するも
ので、到来する電波の周波数、強度、方向が瞬時に、同
時にまると共に、その方位分解能は極めて高いものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電波探知器を示す概観図、第2図は従来
例による方向探知性能を示す図、第3図は本発明の一実
施例による電波探知器を示す概観図、第4図は同実施例
の信号処理部の1例を示す図、第6図(−)は素子アン
テナの1例を示す図、第頗図(b)は音響光学素子の1
例を示す図、第6図は同実施例の光強度分布特性を示す
図、第7図は同実施例の原理を説明する図である。 21a〜21z、22.a〜22z・・・・・・素子ア
ンテナ、23 、23’、 24 、24’・・・・・
・電気回路、25.25’・・・・・・音響光学素子、
26a〜26z。 26′a〜26′z・・・・・・トランスジューサ、2
7.27’・・・・・・レーザ光源、32.32’・・
・・・・2次元光検出器、33.33’・・・・・・信
号処理器、34・・・・・・演算器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第2
図 第5図 第6図 距Nmm

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)互いに方向の異なる少なくとも2方向に複数の素
    子アンテナを配列してなる複数の素子アンテナ群を有し
    、前記各素子アンテナ群それぞれについて、素子アンテ
    ナ群の各素子アンテナに接続された受信用の電気回路と
    、前記電気回路からの、各素子アンテナに対応する出力
    を接続する複数のトランスジューサを有する音響光学素
    子と、前記音響光学素子にレーザ光を照射し、回折光を
    結像させる光学系と、結像した光を検出する2次元光検
    出器と、前記2次元光検出器の出力を読み出し。 処理する信号処理器とを設け、さらに各素子アンテナ群
    ごとの信号処理器の出力から方位を演算する演算器を備
    えたことを特徴とする電波探知器。
  2. (2) 素子アンテナ群が互いに直交する2方向に配列
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の電波探知器。
JP8974384A 1984-05-04 1984-05-04 電波探知器 Granted JPS60233577A (ja)

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JP8974384A JPS60233577A (ja) 1984-05-04 1984-05-04 電波探知器

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JPH0456952B2 JPH0456952B2 (ja) 1992-09-10

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05180923A (ja) * 1992-01-06 1993-07-23 Mitsubishi Electric Corp 方探装置
JPH05223914A (ja) * 1992-02-17 1993-09-03 Mitsubishi Electric Corp 1パルス受信方探電波諸元分析装置
JP2007147482A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Mitsubishi Electric Corp 電波到来方向測定装置

Cited By (4)

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JP4566894B2 (ja) * 2005-11-29 2010-10-20 三菱電機株式会社 電波到来方向測定装置

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