JPS6030906B2 - 距離測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は距離測定装置に関する。

従来から、精度の良い電子式距離測定装置としてマイク
ロ波を使用したものが主流を占めていた。

しかし、この種装置は、見通し距離測定に使用が限定さ
れている。この使用上の制限は、この種装置の陸地にお
いて使用する場合には問題とならないが、海上で使用す
る場合には重要な問題になる。海上においては、通常、
地表波伝播方式を用いた装置が見通し範囲外の距離を測
定するのに使用されている。この種地表波装置として、
ローランＡ（ＬｏｒａｎＡ）、ローランＣ、デツ力（戊
ｃｃａ）、オメガ（０ｍｅ解）、コンソラン（Ｃｏ聡ｏ
ｌａｎ）およびＤＦ等があり航海用に使用されている。
しかし、これらの装置の中でローランＣを除いて、すべ
て高精度を要求する測量には不適である。測量用には、
トラン（Ｔｏｒａｎ）、レィデイスト（Ｒａｙｄｉｓｔ
）およびローラ ツク（いｒａｃ）等の特殊な装置が開
発された。しかし、これらの装置は上空波の影響を受け
易く、分解能が低いという欠点をもっている。更に、こ
れらの装置は、例えば油田測量等の用途に充分満足する
程度の精度を備えていない。またこれらの装置は通常で
は得られないような非常に広い周波数帯域を必要とする
場合があるし、操作上必要とされる信号の周波数変換が
難しいという欠点もある。この種装置においては、２つ
の接近した周波数を用いた狭帯城動作は得られず、この
ために、この装置が使用されるある特定の地域において
は使用し得ないような特定の周波数帯域が必要とされる
。この発明の目的は見通し外距離も良好に測定すること
の可能な距離測定装置を提供することである。

この発明において、単純な実施例と複雑な実施例とが示
されている。

各実施において、距離測定装置は、複数の固定応答ユニ
ットに信号を送り既知の位置に配置された２個の固定応
答ユニットまでの距離を測定することにより、この距離
測定装置の位置を測定する距離判定ユニットを備えてい
る。この測定期間中において、この距離判定ユニットは
ＲＦ搬送波にのせた振幅変調パルス信号を発生する。ま
た応答ユニットは受信パルス信号の搬送波の位相を測定
し、この搬送波の位相および周波数に対応した位相およ
び周波数をもつ応答信号を発生する。この後、この距離
判定ユニットは発信パルス信号および応答パルス信号の
位相差から応答ユニットまでの距離を判定する。このよ
うに、距離判定ユニットおよび応答ユニットは同じ搬送
周波数で動作し、送信は多重的に行われる。

この距離判定ユニットは所定の時間間隔において搬送周
波数でパルス信号を発生することにより測定サイクルを
開始する。応答ユニットがこのパルス信号を受信し、こ
の信号が所定値以上の場合には、このパルス信号の終端
から多少遅れて応答信号を発生する。この信号の往復距
離が振幅変調されたパルス信号の、単一周波数の搬送波
信号の位相遅れにより判定される。応答ユニットから、
この応答ユニットが距離判定ユニットから受信した信号
と同位相の信号を発生させることにより、距離判定ユニ
ットにおいて全位相遅れが得られる。ここで、応答ユニ
ットから受信された信号の位相および最初に距離判定ユ
ニットから発生された信号の位相が比較される。応答ユ
ニットにおいて、位相再現は受信部で発信信号をサンプ
リングさせてこの応答ユニットが受信した信号および発
信した信号の位相差を検出することにより実施される。

このサンプリング動作は方向性結合器および校正された
抵抗減衰器により実行される。この抵抗減衰器は、受信
部の送受信信号の振幅が等しくなるように、調節される
。第２の実施例においては、受信部の増幅率は同じ振幅
を得るように制御される。この場合、受信部の位相遅れ
をこの受信部の増幅率とは独立させることが必要とされ
る。受信および送信信号間のあらゆる位相差は応答装置
により送信された信号の搬送波の位相を制御することに
より、ゼロにされる。また、応答装置に受信されたパル
ス信号の搬送波の位相は、この搬送波の周波数と同じ周
波数をもつ高安定のローカル発振器からの標準信号に対
して測定される。

距離判定ユニットからのパルス信号を受信し測定した後
、この応答ユニットは距離判定ユニットに応答パルス信
号を発生する。この応答パルス信号のＲＦ搬送波は受信
信号の位相と同じ位相をもつように位相シフトされる。
この位相シフトは記憶された位相ズレ成分および位相測
定成分を加算することにより行われる。この位相ズレ成
分は位相遅れに相当する。応答ユニットに受信された信
号および発信された信号の位相を位相計により比較する
ことにより、適正な信号が発信されたか否かが確認され
る。位相が異なっている場合、次の発信動作において正
しい位相成分を提供するように、前の位相ズレ成分が更
新される。応答ユニットおよび距離判定ユニット間の距
離を測定する場合、搬送周波の波長はこの搬送波が両装
置間を往復する間に多数のサイクルが現われるように選
択される。

最初、距離判定ユニットを備えた船、車両等の初期位置
が確認され、記録される。この後、距離判定ユニットお
よび応答ユニット間の距離を測定するために位相シフト
が行われる。距離判定ユニットの応答ユニットへのアク
セスは、各距離判定ユニットが測定データ・ポイントを
周期的に収集できるように、時分割的に行われる。

このためには、正確なタイミング動作が必要とされるが
、これは１つの応答ユニットを主応答ユニットとして指
定してこのユニットをタイミング基準ユニットとして使
用することにより実施される。この主応答装置は周期的
にタイミングパルスを距離判定ユニットに送ることによ
り装置の同期をとっている。このタイミングパルスは距
離判定ユニットまたは応答ユニットからの通常のパルス
より幅広で、タイミング動作のためと指定された時間間
隔を占有し、発信や応答信号としては使用されない。以
下、図面を参照してこの発明の一実施例に係る距離測定
装置を説明する。

この距離測定装置は第２図に示す応答ユニットおよび第
３図に示す距離判定ユニットを備えている。通常、この
応答ユニットは陸地または海上の定められた位置に配置
され、距離判定ユニットは例えばボート、船等の海上を
動くものに備えつけられる。各距離判定ユニットは個々
の応答ユニットにより受入される測定搬送周波を発生す
る。各応答ユニットは単一周波数の応答搬送波を前記距
離判定ユニットに送りかえす、この返信信号は距離判定
ユニットから発信された信号の搬送周波数と同一周波数
である。この後、前記距離判定ユニットは別の応答ユニ
ットに信号を送り、この応答ユニットから近信信号を受
信する。ここで、２個の応答ユニットおよび距離判定ユ
ニット間の距離が算出され、これによりこの距離判定ユ
ニットの位置が確認される。任意の距離判定ユニットに
よる個々の応答ユニットへの発信は例えば多重通信方式
により実行される。この装置においては、送受信搬送周
波の位相差は応答ユニットおよび距離判定ユニット間の
距離を判定するために使用される。

この信号の周波数は非常に高いので、応答ユニットおよ
び距離判定ユニット間における１／２皮長の変位すなわ
ち“レーン’’の数を常に把握しておくことが必要とさ
れる。例えば、第１図において、距離判定ユニットＭ．
１は応答ユニットＮｏ．１，Ｍ．２と通信を行う船であ
る。最初、距離判定ユニットＭ．１はその位置を応答ユ
ニットに対して位置Ａに定める。これは予備測定により
定められる。この後、距離判定ユニット地．１は第１図
に示したようなコースを進みながら、約３２０マイクロ
秒の送受信サイクル毎に個々の応答ユニットから測定値
を読取る。この間、距離判定ユニット船．１は応答ユニ
ットから位相シフトが行われた単一周波数の搬送周波を
受信する。この装置においては、距離が送信信号の１／
２皮長だけ、すなわち１レーンだけ増加すると、この距
離判定ユニットの表示記録器が新たなしーンを記録し、
この距離判定ユニットＮｏ．１の応答ユニットＭ．１，
地．２に対する位置を定める。この距離判定ユニットＮ
ｏ．１はこの装置の同期状態を保持するために応答ユニ
ットに信号を送る。第３図に示す距離判定ユニット２１
は第２図に示す応答ユニット２０‘こ搬送周波信号を送
る。

この後、この応答ユニット２０は距離判定ユニット２１
に搬送周波信号を返宿する。この両ユニットの動作には
共通なものが多いので、この両ユニット２０，２１は同
一の部品を多く備えている。最初に距離判定ユニットに
ついて説明し、次にこの距離判定ユニットと異なる部分
に関して応答ユニットを説明することにする。第３図に
おいて、シンセサイザ７１はライン７３を介してクロツ
ク信号ナａを分周回路７９および位相検出回路１１９に
送り、ライン６５を介して搬送信号ナｃをトランスミッ
タ６１に送ると共に、この信号ナｃをライン６７を介し
てミキサ８１に送る高精度の発振器である。

ここでは、信号〆ａの周波数はＩＨＺに、信号〆ｃの周
波数は１．６ないし２．山Ｍ日２に選択されている。こ
の搬送信号〆ｃの周波数は距離測定領域において使用可
能な周波数であるこの距離測定装置の利点は搬送波信号
ナｃの周波数が、回路部品を変更することなく、他の周
波数に変えられるということである。この周波数変換は
通常の方法によりシンセサィザ７１において行われる。
送信機６１に送られる搬送波信号ナｃは変調されていな
い。

この搬送信号ナｃは変調器６３からの信号により振幅変
調される。これにより、この実施例においては、第４図
に示すように台形状包絡線をもつ振幅変調された搬送波
信号１２０が得られる。搬送波信号を変調する距離判定
用パルスの波形は別の波形でも良い。変調された距離判
定用パルス１２川まライン５９を介して方向性結合器５
３に送られ、更にライン４１、コンタクト３３および整
合回路２５を介して送信アンテナ２３に送られる。

分周器７９はタイミング信号発生器４７にｌｋＨ２のタ
イミング信号を供給する。これにより、この信号発生器
４７はライン４９を介してスイッチ３１にパルス信号を
送り、このスイッチ３１を作動してコンタクト３３，３
５および３７を反対位置へと移す。図示において、この
距離判定ユニットは受信状態にセットされている。スイ
ッチ変換時においては、この距離判定ユニットは発信状
態にセットされる。このスイッチ３１は例えばいくつか
の同軸のＲＦリード・スイッチ等の高速スイッチにより
構成される。これらのスイッチは制御ライン側からタン
デムに駆動されて、送受信状態切換を５ミリ秒以内に終
了する。第２図において、応答用アンテナ２２は距離判
定ユニットより送られてきた、振幅変調された搬送周波
信号を受信し、この信号を整合回路２４を介してスイッ
チ３０のコンタクト３２に送る。

整合回路２４の負荷コイル２６は変圧器２８に相対して
配置され、方向性結合器５２における定在波比をゼロと
するようにアンテナ回路を適当に調整する。この入力信
号はライン３８、コンタクト３４，３６およびライン４
２を介して受信機８８に供給される。

この受信機８８は、距離判定ユニットにおいても同種の
ものが使用されているが、スーパーヘテロダィン式で、
帯域フィル夕およびこのフィルタによりろ波されて搬送
波をミキサ回路に送るＲＦ増幅器を備えている。このミ
キサ回路はミキサ８０からライン８２、ＬＯフイルタ８
４およびライン８６を介して１．１４５ないし１．５４
９ＭＨＺのローカル発振信号を受信する。これにより、
４５球ＨＺの中間周波（ＩＦ）信号が得られる。約２ｋ
ＨＺの『バンドが機械的フィル夕によりセットされる。
またこの受信機からの出力信号はミキサ・フィル夕９６
において４５０ｋＨ２の信号を合成され、ライン９８を
介して位相検出器１００１こ位相シフト信号を送る。シ
ンセサィザ７０は電圧制御発振器（ＶＣＯ）を備え、Ｉ
ＭＨＺのクロック信号をライン７２を介して分周器７８
に送る。

この分周器７８はライン１０６を介して掛算器１０４に
批ＨＺの信号ナｅを供給する。この鶏算器１０４はライ
ン１０２を介して４５５ｋ日２の信号ナｄをミキサ８川
こ送る。この信号は搬送波信号ナｃと合成されて、ＬＯ
フィル夕８４に供給される。このＬＯフィル夕８４は、
搬送波信号〆ｃに対して禁止フィルタ特性を有し、ＬＯ
信号から残存搬送波を除去する。鱗算器９２を介して受
信された４５０ｋ日２の信号は分周器７８からライン１
０８を介して供給された５０ｋＨＺの信号ナｂにのせら
れる。この分周器７８はライン１１２を介して５ｋＨＺ
の信号〆ｅを位相検出器１００に供給する。シンセサイ
ザ７０はＩＭＨ２のクロツク／ゞルスから２ＭＨ２以下
の搬送波信号を取出すことのできるシンセサィザである
。位相制御回路１１川まシンセサィザ７０の水晶電圧制
御発振器の位相を位相検出回路からのＩＭＨＺのクロッ
クパルスに応じて制御するポテンショメータにより構成
されている。例えば、このポテンショメータは、シンセ
サィザ７０から送信機６川こ送られる搬送波信号ナｃの
位相を変えるためにライン７６の制御電圧を調整するよ
うに制御される。スレショルド検出器７５が所定のスレ
ショルド値以上の信号をライン９０に検出し、振幅変調
された信号が受信機８８に受信されたことが示されると
、適当な時間の経過後に、タイミング信号発生器４６が
スイッチ３０にスイッチング・パルスを発生する。

これにより、コンタクト３２，３４および３６がそれぞ
れライン４０，５０および４４と結合するように位置変
換される。送信機６０の出力信号はライン５８、方向性
結合器５２、ライン４０およびコンタクト３２を介して
送信アンテナ２２へと送られる。同時に、方向性結合器
５２が送信機６０の出力信号をサンプリングして、この
取出したわずかな信号を、ライン５６、減衰器５４、ラ
イン４４、コンタクト３６およびライン４２を介して受
信機８８に送る。この減衰器５４は取出された送信信号
の信号強度をアンテナ２２に受信された信号のレベルま
で減衰させるように調整される通常の回路である。ここ
で重要なことは、コンタクト３６を介して受信機８８に
受信された２種の信号がこの受信機８８内で起こり得る
ところの、振幅差による位相シフトの可能性を最小にす
るように、ほぼ同じ振幅をもっているということである
。受信機８８は雑音信号による影響を避けるためにシー
ルドされ、かつ小さな増幅−位相シフト比をもつように
構成されている。このように区切られた時間内の動作に
おいて、受信機８８は変調器６２により振幅変調され送
信機６０から発生された搬送波信号を処理し、ミキサ・
フィル夕９６およびライン９８を介して位相検出回路１
００に送る。この位相検出器１０川ま応答回路２０内の
時間遅れを示すところの、受信信号および送信信号間の
位相シフト差を示す。コンタクト３６および位相検出器
１００間の時間遅れによる位相シフトは送受信信号に対
して同一である。従って、応答ユニット２０内における
時間遅れによる位相シフトは動作制御回路１１４、位相
制御回路１１０、シンセサィザ７０および送信機６川こ
よる時間遅れにより生ずる位相シフトと等しくなる。応
答ユニット内の位相遅れを除去するために、位相制御回
路１１０がライン７６を介してシンセサイザ７川こ制御
電圧を印加し、シンセサィザ７０からの搬送波信号〆ｃ
の位相を変化させる。

この位相制御回路１１０は、ライン３８を介して受入さ
れた信号と同相の信号〆ｃを送信機６０から発生させる
ように設計されている。第４図に示したように、距離判
定ユニット２１からのＴ／Ｒ信号はライン４９を介して
タイミング回路４７から発生された信号で、応答ユニッ
ト２０からのＴ／Ｒ信号はラ′丁ン４８を介してスイッ
チ３０に送られたタイミング信号である。

両信号は、距離判定ユニット２１からの発信信号１２０
および応答ユニット２０からの送信信号１２４の包絡期
間より長い包絡期間をもつ。しかし、応答信号の目的は
距離判定ユニット２１からの搬送波信号と同じ周波数を
もち、受信した距離判定ユニットからの信号と同じ位相
シフトをもつ搬送波信号を応答ユニット２０から発生さ
せることである。ライン１２７および１２９は中間周波
信号１２５に対する送受信信号の位相関係を識別し、応
答信号の所望の位相が検出される。応答ユニット２０か
らの同相信号をシンセサィズするために、以下の位相を
確認することが必要とされる。

Ｐは受信した距離判定信号の位相、Ｃは応答ユニット内
における信号の時間遅れによる位相シフト、および−Ｘ
は位相制御回路１１０１こより確定された位相オフセッ
ト定数である。応答ユニット２０から送信された搬送波
信号は距離判定ユニット２１から、この応答ユニットに
受信された搬送波信号と同位相であり、応答ユニット２
０内における位相シフトは次の式が成立する場合に除去
される。Ｐ十Ｃ＋（一Ｘ）−Ｐ＝０ 従って、位相シフト−×はライン４０‘こおける、シン
セサィザ７０からの搬送波信号の位相を制御するように
位相制御回路１１０によりセットされる。

スイッチ３０を作動することにより、この搬送波信号は
距離判定ユニット２１から受信した信号と比較される。
この両信号は例えばオシロスコープ上に写し出される。
位相検出器１０川こ受信された両信号の位相関係を第８
図に示す。信号４００はアンテナ２２に受信された距離
判定信号に対応し、信号４０２は減衰器５４を介して受
信された送信信号に対応する。破線により示された信号
４０４は、信号４０２および４００がポイント４０６に
おいて同位相となるように位相制御回路１１０をリセッ
トして制御電圧を発生させる前に応答ユニット２０の方
向性結合器５２から減衰器５４に送られていた搬送波信
号に対応している。位相検出器１００の出力表示はオペ
レータに観察され、位相制御回路１１０の制御電圧信号
はこのオペレータにより選択的にセットされる。

すなわち、位相検出回路１０川こおける両信号間の＆相
シフトが検出され、この両信号の時間的誤差を修正し応
答ユニット内における位相シフトをゼロにするために位
相制御回路１１０の制御電圧を調整するように適当な帰
還回路を介して使用される。このように、応答ユニット
２０は、タイミング信号発生器４７を作動することによ
り第３図に示されるように受信状態にセットされた距離
判定ユニット２１に対して搬送波信号を送信する。

受信された応答信号は受信機８９およびミキサ・フィル
夕９７を介して位相検出器１１９に送られる。この検出
器１１９に供給された信号は、応答ユニット２０の動作
説明時に示したと同様のプロセスで送信機６１からの振
幅変調された信号と比較され、信号が距離判定ユニット
２１から応答ユニット２０に送られ更にこの応答ユニッ
ト２０から距離判定ユニット２１へと戻されるまでの間
にこの信号が受けた位相シフトを検出する。この位相検
出器１１９は、例えば位相測定が受信機の中間周波数以
下の周波数で行われるように、ＩＭＨＺのクロックパル
ス発振器をもつゲート・カゥンタ式位相検出器により構
成される。ここでは発信が容易であること、および１サ
イクルに対して２０Ｍ固のクロックパルスの分解能をも
っということで、球ＨＺの信号が使用される。前記カウ
ン外ま、基準レベルおよび正弦波信号の正万向時のゼロ
交叉点間におけるクロックパルスをカウントする。この
カウントされたパルスの数は基準値に対する受信信号の
位相遅れを示す。別の方法として、受信信号の位相から
送信信号の位相を引くことにより位相差測定法を実行す
ることも可能である。これはアップ・ダウンカウンタを
使用して送信時にカウントダウンすることにより達成さ
れる。位相検出器は、ゼロ交叉に応じて信号を発生する
ごとに、レーンの増加を示す。このように、適当なゼロ
交叉点検出器が、距離判定ユニットおよび応答ユニット
間に存在するレーン・カウンタ１１９に信号を送り、ス
トリップ・チャート記録器１２１（第１２図）にこの情
報を伝える。第５図、６図および７図に示す別の実施例
において、例えば１．７ＭＨＺの周波数帯城で動作し、
海上で見通し外距離測定に好適な距離測定装置が提供さ
れる。

この装置は所定周波数または時系列的に使用可能な複数
の近接した周波数で動作するような狭い周波数帯域で動
作する機能、および信号発生および情報処理を行うマイ
クロプロセス制御機能をもつ。信号発生器を備えている
ことにより、移動距離判定ユニットは２個の固定応答ユ
ニットまでの距離を測定することにより、現在位置を確
認することができる。距離測定中において、距離測定ユ
ニットは応答ユニットを専用し、ＲＦ搬送波のパルスを
送る。この応答ユニットは受信した搬送波信号の位相を
測定し、この後、この位相を示す応答パルスを送信する
。前記距離測定ユニットはこの判定ユニットから発信さ
れたパルスおよび応答ユニットからのパルス間の位相差
からこの応答ユニットまでの距離を測定する。応答ユニ
ットへのアクセスは、各距離判定ユニットが周期的に測
定データポイントを収集し得るように、時系列的に行わ
れる。

正確なタイミング動作は１つの応答ユニットを主応答ユ
ニットとして指定し、このユニットをタイミング基準ユ
ニットとして使用することにより実行される。この主応
答ユニットは周期的に識別可能なタイミング・パルスを
発生することにより、タイミング情報を提供する。この
方式においては、８個の距離判定ユニットを使用するこ
とにより、単一周波数で、２秒毎に２つの距離データが
得られる。この実施例において、前述の実施例の場合と
同様に、応答ユニットおよび距離判定ユニットは相互に
同じような回路を備えている。

しかしこの実施例においては、この応答ユニットおよび
距離判定ユニットの動作をあらかじめ用意されたプログ
ラムに沿って制御するように各ユニットに対して制御回
路が設けられている。第７図に示す制御回路において、
制御プロセッサ３０４は、鏡取専用メモリ（ＲＯＭ）２
８０にあらかじめ記入されているところの、アドレスさ
れた制御プロセス情報に応じて、ランダム・アクセス・
メモリ（ＲＡＭ）３１４に供給される制御信号を処理す
るためのコーディネートされたプロセス信号を発生する
。

動作開始時において、この装置はパネルスイッチ選択ロ
ジック回路３３４により制御される。第１図において説
明したように、距離判定ユニットＭ，１を備えた船の位
置を確認するために、応答ユニットＭ．１，Ｍ．２に対
するポイントＡの位置を検出することが最初に必要とさ
れる。このポイントＡの位置は既知である。このように
、ポイントＡにおいて、測定を開始する場合、距離判定
ユニット地．１の特定位置がスィッチ選択ロジック回路
３３４のパネル上にあるダィアル制御指示器４１０（第
９図）によりセットされる。ここで、スイッチ選択ロジ
ック回路３３４のパネル上のボタンが押され、１５３３
．２１５の位置を示すディジタル情報がスイッチ値ライ
ン３３６を介して入力ボート３０２に記入される。中央
プロセッサ３０４はライン２２０を介してｌｋＨＺのク
ロック信号で動作し、２秒毎に入力ボート３０２に確認
信号を送り、ロジック回路３３４からの情報があるか否
かを確認する。この後、中央プロセッサ３０４はスイッ
チ値データを、入力ボート３０２からデータ母線２９６
，２９４、読出専用メモリ（ＲＯＭ）インターフェース
２８４およびデータ母線３１６を介して中央プロセッサ
３０４に転送する。更に、この中央プロセッサ３０４は
このプロセッサ３０４から、ＲＯＭ２８０のアドレスに
より指定された適当なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ
）のセルに情報を１ディジット毎に記入する。すべての
ディジットがＲＡＭ３１２のセルに記入されると、この
情報は中央プ。セッサ３０４の制御下において、ＲＡＭ
出力ボート３１４に転送され、更にライン３３０を介し
てロジック回路３３４へと送られる。ここで、適当なデ
ィジットが表示器４１２に現われる。第２の応答ユニッ
トの位置はパネル・スイッチ４１４のセット時に検出さ
れ、前述したと同様にこの情報はＲＡＭ３１２のセルに
記入され、パネル表示器４１６に写し出される。この距
離測定装置は、ＲＯＭ２８０のプリセット・アドレス制
御工程に応じて、制御パネル・スイッチ選択ロジック回
路３３４上に組立てられた制御回路の制御動作の下で作
動される。

動作開始時において、応答ユニット（第５図）がＲＦ増
幅器１５６において発生されたＲＦ信号を、ライン１５
４、帯域フィルター５０、ライン１５２、方向性結合器
１４０、コンタクト１３４、ライン１４４およびアンテ
ナ結合器１３０を介してアンテナ１２８に転送する。例
えば、水晶制御発振器により構成されるクロック発振器
２１川まライン２１４を介して、例えば皿ＭＨ２のクロ
ック信号を分周器２１２に送る。この分周器２１２は入
力クロツク信号をライン２５６にＩＭＨＺ信号を、ライ
ン１９２を介してミキサ・フィル夕１９４に５００ｋＨ
Ｚ信号を、ライン１９０を介してミキサ・フィル夕１９
４に５０ｋＨＺ信号を、ライン１８８を介して位相シフ
タ１７８にＩＭＨＺ信号をそれぞれ供給する。またこの
分周器２１２はライン１６６および１６８を介して４ｋ
ＨＺ信号を変調器１５８に送ると共に、この信号をライ
ン１７０を介してミキサ・フィルター７４に送る。ミキ
サ・フィル夕１９４は５００ｋＨＺおよび５０ｋＨ２の
入力信号を合成し、４５０ｋＨＺの信号を第２ローカル
発振信号としてライン２００を介して受信機２２４に送
ると共に、ライン１９８を介してミキサ・フィル夕１７
６に送る。ミキサ・フィル夕１７４はライン１８０から
受信されたｌｋＨＺの信号およびライン１７０を介して
受信された４ｋＨ２の信号を合成し、ライン１８４を介
して球ＨＺの信号をミキサ・フィル夕１７６に供給する
。このミキサ・フィル夕１７６はライン１９８を介して
受信した４５０ｋＨ２の入力信号およびライン１８４を
介して受信した５ｋＨＺの信号を合成し、ライン１８２
を介してミキサ・フィル夕１７２に４５５ｋＨＺの信号
を供給する。ミキサ・フィル夕１７２は４５球ＨＺ信号
と、シンセサィザ２５２からの１２９４ｋＨ２の入力信
号とを合成し、１７４９ｋＨ２の信号をＲＦ増幅器１５
６に供給し、この増幅器１５６に搬送波信号を提供する
。ＬＯシンセサィザ２５２は搬送波信号を発生し、位相
シフタ１７８はライン１８６を介して制御回路から送ら
れてくるデータ信号に応じて、ミキサ・フィルター７２
を介して搬送波信号を位相シフトする。変調器１５８は
変調パルスをＲＦ増幅器１５６の搬送波信号にのせる。
第６図において、距離判定ユニットは応答ユニットと同
様の回路部をもつ回路を使用している。

クロック発生回路２１１はライン２１５を介して分周器
２１３に信号を供給する。この分周器２１３はＬＯシン
セサィザ２５３に信号を送り、このシンセサィザ２５３
はライン２０７を介して１２９４ｋＨ２の信号をミキサ
フィルタ１７３に供給する。このミキサフイルタ１７３
はこの入力信号をミキサフイルタ１７７からライン１８
３を介して受入した４５球ＨＺ信号と合成し、１．７４
９ＭＨＺの搬送波信号をライン２６１を介して発生する
。この搬送波信号はライン１６９を介して受入された４
ｋＨＺ信号により同期されている変調器１５９により変
調される。搬送波信号にのせられ、パルス波状の振幅変
調された信号を送受信する場合、雑音の干渉により、こ
の雑音の強度に応じた割合で距離測定誤差が生じる。

この装置においては、第１０図に示すような卵状のパル
ス波形を使用すると雑音の干渉に対して有利である。こ
のようなパルス信号は距離判定ユニットの変調器１５９
およびＲＦ増幅器１５７および応答ユニットのＲＦ増幅
器１５６および変調器１５８において発生される。また
このパルス信号は変調器内のプログラム情報により確認
される。この変調器はこの距離測定装置のタイミングを
とるためにパルスの幅を調整するためのユニットを備え
ている。第１３図に示す変調器は命令信号に応じてＲＦ
搬送波信号を変調するための、特定の幅および形状をも
つパルスを発生する。

この変調器は、所望のパルス波形すなわち変調包絡線の
ディジタル・データが特定のアドレス位置において重み
づけされたビットで記憶されているプログラム可能な読
取専用メモリ（ＰＲＯＭ）５１０を備えている。命令に
応じて、このＰＲＯＭ５１０は、重みづけされたデータ
を変調包絡線としてＲＦ増幅器１５７に送られるアナロ
グ波形信号に変換するディジタルーアナログ変換器（Ｄ
ＡＣ）５０８に記憶データを送る。アドレスカウンタ６
１２はクロック周波数決定回路５０川こより定められる
クロック周波数でＰＲＯＭ５１０１こ８ビットの並列２
進アドレス信号を供給する。動作時において、クロツク
周波数決定回路５００は、ラインＴｘにおいて変調命令
信号を確認すると、ＰＲＯＭ５１０の２５６アドレス位
置を順に介して、インクレメントを開始するアドレス・
カウンタ５１２に周波数ｆの信号を供給する。

各アドレス位置が確認されると、この位置における特定
のＲＯＭセルの内容がＤＡＣ５０８に送られ、アナログ
信号に変換される。変調可能を示す以外の命令信号が周
波数決定回路５００１こより検出されない場合は、ＰＲ
ＯＭ５１０はアドレスＦＦ（２５６）を介してすべての
記憶情報を供給し続ける。アドレスＦＦがアドレスカウ
ンタ５１２により開始されると、ライン５３４を介して
リセット回路５１４に信号が送られる。この信号はリセ
ット回路を付勢してアドレス・カウンタ５１２、クロッ
ク周波数決定回路５００、ｏｑ蓑出回路５０２およびバ
イアス回路５０６をリセットする。これにより、変調器
１５９は定常状態に戻り、別の変調命令信号を受入する
。ＤＡＣ５０８の出力信号はライン５３８を介して演算
増幅器４４４に送られる。

この増幅器４４４はライン４４６を介して変調スイッチ
４４８に出力信号を供給する。この変調スイッチ４４８
はミキサ・フィル夕１７３からライン２６１を介して受
入したＲＦ入力信号を振幅変調して、この信号をＲＦ増
幅器１５７を介して出力ライン１５５に送る。この演算
増幅器４４４は、個個のステップ調整値を取出す帰還回
路４４２および帰還ライン４４０を介して入力ライン５
３８に戻る負帰還回路を備えている。ライン４５２、整
流器４５４、回路４５６およびライン４５８は出力ライ
ン１５５からの帰還信号を増幅器４４４の入力ライン５
３８に送り、ＲＦ増幅器１５７により生じた変調包絡線
の振幅、位相および周波数の変動を修正する。この場合
、増幅器４４４はＤＡＣ５０８からの出力電流の大きさ
に応じて電流−電圧変換を行なう。この出力電流はＰＲ
ＯＭ５１０からの重みづけされた出力情報を示す。増幅
器４４４からの出力電圧により、変調スイッチ４４８か
らこの出力電圧に対応した搬送波が発生される。この変
調スイッチ４４８の出力信号は増幅器１５７により所望
のレベルまで増幅される。変調包絡線の修正はライン４
５２を介して、ライン１５５にある出力信号をサンプリ
ングし、適当な極性の修正信号を増幅器４４４の負極側
においてＤＡＣ５０８の出力信号に加入することにより
実行される。これにより、第１０図の包絡線４２４およ
び４２８、および第１４図の包絡線５６０が得られる。
伸張命令信号がＴＰ回路においてクロツク周波数決定回
路５００により検出されると、アドレスカウンタ５１２
に供給されるクロック信号の周波数は、００の重みをつ
けうれ、パルスの中心に相当する情報がＰＲＯＭ５１０
の出力ライン５２６，５３０に現われた時に、ｆからｆ
／８に変わる。クロック周波数を小さくすると、アナロ
グ・パルスの指定された部分が伸張され、第１４図に示
すパルス５６２が得られる。このような状態は、ＰＲＯ
Ｍ５１０においてすべてのビットが“０”のデータ以外
のデータが検出されてクロック周波数がｆになるまで保
持される。アドレス・カウンタ５１２は、ＦＦ信号が得
られてリセットされるまで、ＰＲＯＭ５１０のアドレス
をインクレメントし続ける。ＦＦすなわちすべてのビッ
トが“１”の出力信号はＰＲＯＭ５１川こおいてカウン
タ・アドレス位置００に現われる。この状態はＦＦ検出
器５０４により検出され、ＤＣバイアス回路５０６を消
勢する。このＤＣバイアス回路５０６はＰＲＯＭ５１０
の、ＦＦ以外の出力信号により付勢される。検出器５０
２は、ＰＲＯＭ５１０から出力信号００を受入すると、
ラインＴＰ上に信号がある場合にクロツク周波数をｆ／
８に変更する信号をライン５２４を介して伝送する。応
答ユニットおよび距離判定ユニットの変調器１５８，１
５９はこのように送信信号の包絡線を制御する。

第１０図、第１４図に示された波形をもつ信号はＰＲＯ
Ｍ５１０１こ記憶されたディジタル値に基いて発生され
る。０．２５ミリ秒毎の包絡線振幅サンプリング値は８
ビットのワード‘こディジタル化され、記憶される。こ
の信号はこのディジタル値を４ｋＨ２でクロックし、Ｄ
／Ａ変換器でアナログ信号に変換することにより得られ
る。このろ波された信号はＲＦ増幅器１５７の搬送波信
号を低レベルの振幅で変調する。増幅器１５７はライン
１５５を介してＲＦ搬送波にパルスをのせる。

この信号は帯城フィルター５１によりろ波されて、方向
性結合器１４１、コンタクト１３５、ライン１４５、ア
ンテナ結合器１３１およびアンテナ１２９を介して第５
図に示した応答ユニットへと発信される。応答ユニット
のアンテナ１２８は距離判定信号を受信して、アンテナ
結合器１３０、ライン１４４、コンタクト１３４、ライ
ン１４２およびコンタクト１３８を介して受信機２２４
にこの信号を送る。このへテロダィン式受信機において
、この信号はライン２０４，２００および２０２を介し
て受入した第１、第２および第丸○信号と合成される。

これにより、ｌｋＨＺの信号がライン２３２に供給され
る。ｌｋＨ２狭帯域フィル夕２３４は例えば５つのポー
ルおよび２つのゼロをもつ特性を示すように５段のフィ
ルタ段を使用している。ディジタル的に制御されるアナ
ログ信号伝達ゲートがフィル夕のダンピングを制御する
ためにフィルタ段の帰還ループ内に使用されている。ダ
ンピング・ラインから信号が受入されると、シンセサィ
ズされたポールの尖鋭度Ｑが著しく落ち、この信号の減
衰を早めている。この信号は、フィル夕２３４を通過し
た後、ライン５５８を介して位相計測器２３８に送られ
ると共に、ライン４６０を介して包絡線検出器４６２に
送られる。この包絡線検出器４６２およびスレショルド
検出器２４８は入力信号の振幅を検出する機能をもって
いる。この信号の振幅が、例えば０．５Ｖより大きいと
、ラインＬＯのＬＯロジック信号が高レベルを示し、Ｉ
Ｖより大きいと、ラインＨＩのＨＩロジック信号が高レ
ベルを示す。スレショルド検出器２４８は、例えば、負
端子がＤＣ定電圧に結合され、正端子において信号を受
入する演算増幅器により構成される。

ピーク入力信号がＤＣ定電圧より大きい場合、この増幅
器の出力信号は正の最大値を示し、入力信号がＤＣ定電
圧より小さい場合には負の最大値を示す。このスレショ
ルド検出器の出力信号は入力信号の存在、位置および振
幅を識別するために使われる。位相計測器２３８は例え
ばゼロ交叉点検出器、パルス・スプリツタおよび位相カ
ウント用ＢＣＤアップダウンカウンタをもつディジタル
位相計測器により構成される。このゼロ交叉点検出器は
入力正弦波信号を角張らせて、振幅と共に変わるデュー
ティ・サイクルをもつパルスを発生する。しかし、この
信号の立上りおよび立下り端部間の対称ラインは信号の
振幅の変化によっては殆んと影響されない。このポイン
トは位相スプリッ夕により検出される。この様子が第５
図に示されている。前記ＢＣＤカウンタは、分周器２１
２からライン２２２を介して受信されたｌｋＨ２の矩形
波の前緑部と前記パルス・スブリツタからの出力パルス
との間の時間差を検出し、平均化する。このＢＣＤカゥ
ンタは、例えば１の固の連続した位相測定値を合成し、
上位３個のＢＣＤディジツトのみを平均位相として使用
する。３つの入力ラインが位相計測器２３８の動作を制
御するために使用される。

第１の入力ライン上のクリア信号は前記ＢＣＤカウンタ
をゼロにセットし、第２の入力ライン上のアップ・ダウ
ン信号は遅れている位相を正の位相方向から負の位相方
向に変更するように、前許旧ＣＤカウンタのカウント方
向を変え、第３の入力ライン上の始動信号は位相測定サ
イクルを開始させる。出力ライン２４６は３個のＢＣＤ
デイジツトの１２本のロジック・ラインから成る。包絡
線検出器４６２の出力信号はライン２５４，２５８を介
してサンプル保持回路２６０に送られる。

このサンプル保持回路２６０は、アンテナの同調工程中
においてパルスの振幅を検出するために使用される。こ
の回路２６０がサンプル保持（Ｓ／Ｈ）パルスに応じて
発生したＤＣ信号のレベルは入力信号のピーク振幅に比
例し、アンテナ結合器においてＤＣ信号の形態で同調指
示器に伝送される。第１ローカル発振器２５２は、ディ
ジタル的にシンセサィズされる信号を発生し、例えば、
１２３４ｋＨＺないし１３５５ｋＨＺの周波数を２０Ｈ
Ｚ毎に分けた使用周波数を発生し得るように構成される
。

使用周波数が定められると、２種の周波数を用いたシス
テムにおいて、スレーブ応答ユニットを結合するために
、スレーブ応答ユニットの動作周波数で動作するマスタ
・スレーブ（Ｍ／Ｓ）制御装置を使用して、使用周波数
が８０ＨＺまで増加される。第５図の応答ユニットは制
御可能な搬送波信号を発生させるためにｌｋＨ２位相シ
フタ１７８および球ＨＺミキサ・フィル夕１７４を備え
ている点で第６図の距離判定ユニットとは異なっている
。この回路構成により、応答ユニットからは、受信信号
と同相の搬送波出力信号が方向性結合器１４０を介して
発生される。受信機２２４およびフィル夕２３４は受信
信号および送信信号を処理しているので、この回路素子
において生じた位相シフトは相殺される。位相シフタ１
７８およびミキサ・フィル夕１７４は送信信号の位相を
必要な量だけシフトするために使用される。この位相シ
フタ１７・８は、位相計測器２３８と相補的な機能をも
つディジタル回路により構成される。基本的には、この
位相シフタは、ＩＭＨＺの入力信号を受ける３段ＢＣＤ
カワンタを用いたカウント回路であり、ｌｋＨＺの動作
周波数で１０００サイクルの分解能をもち、このｌｋＨ
Ｚの信号の前端緑でカウントを開始する。このカウンタ
の出力信号は、カウンタの内容およびラインＳＩないし
ＳＩ２上の３デイジツトＢＣＤ信号が一致した時に発生
される前端緑をもつｌｋＨ２の信号である。また出力信
号の後端緑は、前記カウンタの内容が入力プラス５００
に等しくなった時に発生される。この結果得られる出力
信号は入力基準信号より、ラインＳＩないしＳＩ２に現
われる３ディジットＢＣＤ信号分だけ遅れたｌｋＨＺの
矩形波信号である。例えば、ＢＣＤ入力信号が２４５の
場合、位相遅れは０．２４５サイクルである。この回路
の目的は応答ユニット内に生ずる位相遅れを相殺し、こ
の応答ユニットから送信される信号と距離判定ユニット
から受信した搬送波信号とを同期させる。

第１０図において示されるように、搬送波信号４２６が
変調信号４２４内に含まれている。この距離判定ユニッ
トからの信号が応答ユニットに受信される。そしてこの
応答ユニットは変調器１５８およびＲＦ増幅器１５６を
介して出力信号４２８を発生する。この信号は同じ搬送
波信号を含み、ミキサ・フィル夕１７２の出力搬送波信
号４３６に対して受信搬送波信号の場合と同様の位相状
態を示す。従って、この信号が距離判定ユニットに受信
された時に、この距離判定ユニットは応答ユニットから
の返信信号の位相を検出する。この信号は距離判定ユニ
ットから応答ユニットに発信され、更にこの応答ユニッ
トから距離判定ユニットに返信されるまでに要した時間
内に生じた位相遅れのみを含むことになる。これはすべ
て単一周波数の搬送波を使用することにより実現される
。第７図は制御回路のブロック図を示す。

ＲＯＭ２８０、Ｒ○Ｍインターフエース２８４、ＣＰＵ
３０４およびＲＡＭ２１３は市販されているマイクロ・
プロセッサにより構成される。このアセンブリはＲＯＭ
２８０１こ言己臆されたシーケンス・インストラクショ
ンを実行し、このセットされたィンストラクションによ
り、出力ボート３２４に現われる信号が制御され、入力
ボート３０２からの信号がマイクロ・プロセッサに読込
まれる。シーケンス・ィンストラクションは所望の距離
測定データを得るために、ＲＦユニットを制御して、こ
のＲＦユニットに信号を受信、送信および処理させる。
セット・インストラクシヨンはＣＰＵ３０４のテスト入
力端に現われる信号により左右される条件付ブランチ・
ィンストラクションを含む。このＣＰＵ３０４はｌｋＨ
Ｚの基準信号を受入するように配線されており、シーケ
ンス・インストラクション実行のタイミングを取るため
に基準信号を発生する。長さが８ビットの４０インスト
ラクションおよび長さが１６ビットの５つの２ワード・
インストラクションを使用することが可能である。

袷んどの８ビット・ィンストラクションは１１．２ミリ
秒以内に実行し、すべての１６ビット・インストラクシ
ョンはこの２倍の童を実行する。ィンストラクションは
、１ワードに８ビットづつで２０４８ワードまでＲＯＭ
２８０に記憶される。データはＣＰＵ３０４の周辺にお
けるスポーク状データ・フローにより処理される。ハプ
は、１６個のレジスタすなわちＲＡＭ３１２のセル、Ｒ
ＯＭと結合された８個の出力ボート３２４、ＲＡＭと結
合された４個の出力ボート３２４に対してデータを転送
し、８個の入力ボート３０２からデータを読出すことの
可能な４ビット・アキュミュレー外こより構成される、
すべてのボート、ＲＡＭセル、およびレジスタは４ビッ
ト幅をもつ。ＲＡＭ３１２は１６列に配置された１乳固
の汎用性セルおよび４個のステータス・セルから成る３
２の固のセルを備えている。第７図に示した表示器出力
は第６図に示す距離判定ユニットに提供される。例えば
、第９図に示すように０なし・し９を表示するかまたは
ブランクにする１４個の表示位置が使用される。データ
はライン３１８に４ビットのＢＣＤディジット値を供給
し、ライン３２０と４ビットの表示位置コードを供給し
、ライン３２２をパルスを供給することによって表示メ
モリ３２８に書込まれる。同一データがデータ出力ジャ
ックに供給されると、重複検出パルスがライン３４８を
介してデータ出力インターフヱース３４２に順次送られ
る。この動作を各ディジット毎に実行することにより、
データが徐々に表示器に記録される。フラグ信号が出力
ボート３２４からデータ出刀インターフェース３４２に
送られると、１本の出力ラインがセットされ、この出力
信号が範囲１か２のデータのいずれであるかを指示し、
更に別のラインにパルスが送られ、このデータは読取可
能であることを示す。この距離測定信号データは３個の
デイジット部を有し、チャート記録計インターフェース
３４川こおいてアナログ値に変換されると共に、外部の
ストリップ・チャート記録計を駆動するサンプル保持回
路に記憶される。これにより、信号が消失したり他のハ
プニング時にレーンを確定するのに有利なしーン交叉デ
ータが記録される。オペレータ制御はフロントパネル３
３４上のスイッチを操作することにより実行される。

プログラム制御されたこれらのスイッチの状態は入力ボ
ート３０２を介してマイク。・プロセッサにより読取ら
れる。殆んどのスイッチは４ビット・コードをもつ多位
置スイッチである。スイッチ状態を藷取るために、スイ
ッチ・アドレスがＲＡＭ３１２と結合された適当な出力
ボート３１４に書込まれる。このアドレスは並列スイッ
チ選択ロジック回路３３４によりデコードされ、データ
選択器が所定のスイッチ・ラインを入力ボートに結合し
て、位置コードを謙取る。電源がオンされると、ＣＰＵ
３０４が簡潔な開始ルーチンを実行する。

すべての主ルーチンは距離判定ユニットにおいては、２
秒タイミング・フレームに整合されている。ルーチンに
は、タイミング用、距離測定用、アンテナ同調用、準備
用および制御および測定データ記入用ルーチンがある。
応答ユニットにおいては、ルーチンとして、マスタ応答
用、スレーブ・タイミング用、スレーブ応答用、アンテ
ナ同調用、準備用ルーチンおよび内部タイミングを手動
的にセットするルーチンがある。ルーチンのオペレータ
選択はフロントパネルのモード・スイッチおよび記入ボ
タンにより実行される。

モード・スイッチは所望のルーチンを指示するように作
動され、記入ボタンは押されて指示フリップ・フ。ップ
をセットする。２秒毎に、タイミング・フレームの最初
の１ミリ秒において、この指示フリップ・フロップが検
査されて、オペレータ入力信号があったか否かを確認す
る。

このフリツプ・フロツプがセットされると、マイクロ・
プロセッサが内容を消去し、モード・スイッチの状態を
読取り、新しいルーチンを開始する。タイミング用ルー
チン等のルーチンは完了すると自動的に距離判定ルーチ
ンまたは応答ルーチンに移される。制御回路に使用され
るタイミング基準信号はライン２２０を介してＣＰＵ３
０４に送られるｌｋＨＺの矩形波である。

この信号の立下りは１ミリ秒の開始期間を限定している
。マスタ応答ユニットにおいて、２秒のタイミング・フ
レーム内の５ミリ秒後において、出力ボート３２４のＴ
／ＲおよびＴＰラインが高レベルにセットされ、利得信
号がＲＡＭ３１２から利得制御Ｄ／Ａ変換器２２６のラ
インＧＩないしＧ８に供給される。ダンピング．ライン
上の信号は低レベルを示し、シンセサイズ２５２へのマ
スタ・スレープ・ライン上の信号はマスタ周波数に対し
て高レベルを示す。１５ミリ秒後において、ラインＴＸ
に高レベル・パルスが供聯合され、距離判定ユニットに
おいて送信を開始させる。

ここで、ラインＴＰ上の信号は高レベルであるので、タ
イミング・パルスが変調器１５９において発生される。
更に４７ミリ秒後（タイミング・フレームにおいては６
７ミリ秒後）において、スレショルド検出器２４９から
のＨＩロジック信号がチェックされる。このラインの信
号が高レベルにある場合には、受信機２２５または２２
４の利得が過大で、ラインＧＩないしＧ８において使用
されるＲＡＭ３１ ２の利得が減少されていることを示
す。逆にこのラインの信号が低レベルにある場合には、
利得は増加される。６３ミリ秒後（タイミング・フレー
ムにおいては１３０ミリ秒後）において、ダンピング・
ライン上の信号は高レベルにセットされ、最終的な１４
ミリ秒の待合せ時間により、このタイミング・フレーム
の１４４ミリ秒のタイミング・パルス・セグメントが完
了する。

次に、１６６ミリ秒の応答ルーチンが繰返し実行されて
タイミング・フレームを完了する。多重装置における各
距離判定ユニットには、マスタおよびスレーブ応答ユニ
ットに距離判定信号を送るための、２つの異なったタイ
ム・スロットが割当てられている。

このタイム・スロットは０から１５までの番号がつけら
れ、割当てられたタイム・スロットはＲＡＭ３１２に記
憶される。これらの値は、電源オン時の動作開始時にお
いてＲＯＭ２８０からＲＡＭ３１２に転送された欠陥値
または手敷操作による入力値がら確立される。割当てら
れたタイム・スロットの５ミリ秒後に、距離判定ユニッ
トからパルス信号が発生される。位相計測器２３９はク
リアされ、受信機２２５の利得は、ライン１４９、コン
タクト１３７，１３９を介して方向性結合器１４１によ
りサンプリングされた距離判定信号に対して、利得制御
Ｄ／Ａ変換器２２７によりセットされる。狭帯域フィル
夕２３５は出力信号をモニタする場合にはダンピングさ
れない。タイム・スロット内の４５ミリ秒後において、
位相計測器２３９は負方向に始動される。５２ミリ秒後
において、ｍスレショルド２４９の出力信号がテストさ
れ、記憶されていた利得は更新される。

距離判定ユニットの位相測定は５５ミリ秒後に完了され
、Ｔ／Ｒスイッチは受信位置に移され、フィル夕２３５
はダンピングされ、受信機２２５の利得は利得制御Ｄ／
Ａ変換器２２７により応答信号に対してセットされる。
このフィル夕２３５は６３ミリ秒後においてはダンピン
グされず、位相計測器２３９は１０３ミリ秒後において
正方向に駆動される。受信機２２５の利得は１１０ミリ
秒後にチェックされ、応答信号の位相測定は１１３ミリ
秒後に完了する。位相計測器２３９に蓄積された位相測
定値は受信機２２５により検出された送受信信号の位相
差を示す。

シンセサィザ２５３、ＲＦ増幅器１５７およびフィル夕
１５１，２３５において生じた搬送波信号の位相シフト
はこのように相殺され、受信機２２５における位相シフ
トは微小位相対利得特性により相殺される。第５図に示
すように応答ユニットにおいて、同様のプロセスがタイ
ム・スロット中に実施される。

受信機の利得が各タイム・スロットごとにＲＡＭ３１２
に記憶され、このタイム・スロットの始点において、受
信機２２４の利得が利得制御Ｄ／Ａ変換器２２６へのラ
インＧＩないしＧ８を介して適当な値にセットされる。
タイム・スロット内において、５ミリ秒後に、位相計測
器２３８はクリアされ、狭帯域フィル夕２３４はダンピ
ングされない。次の４０ミリ秒後において、受信機２２
４の利得を過大であるかどうかを検査するために信号を
チェックする。これは包絡線検出器４２６およびスレシ
ョルド検出器２４８により信号ＨＩおよびＬＯを得るこ
とにより実行される。４５ミリ秒後において、位相計測
器２３８は正万向に駆動され、この位相測定中において
信号がピークにある時に、応答を必要とする信号が距離
判定ユニットから発信されているかどうかを確認するた
めに信号強度が検査される。

適正な信号が検出されると、５５ミリ秒後においてＴ／
Ｒスイッチが送信状態にセットされ、斑ミリ秒後におい
て、フィル夕２３４がダンピングされ、受信機２２４の
利得は“自己”信号プロセス値にセットされる。送信が
開始される前に、位相シフタ１７８が適正な送信を保証
するような値にセットされる。この値は、ＲＡＭ３１２
に記憶された位相オフセット値を位相計測器２３８の謙
取値に加えることにより得られる。最初、位相オフセッ
ト値は任意の値にセットされる。この値は誤っているで
あろうが、距離判定ユニットからの信号に対する応答動
作の後に、わずかな工程で修正される。応答ユニットは
送信を開始し、スロット・タイム内の６３ミリ秒におい
てフィル夕２３４をダンピングしない。

１０３ミリ秒後において、位相計測器２３８は負方向に
駆動され、受信機２２４の利得が１１０ミリ秒後にチェ
ックされ、位相測定は１１３ミリ秒後に完了する。応答
ユニットから適正な位相の信号が発生されると、位相計
測器２３｝８の最終値が２つの等値の差、すなわち０を
示すことになる。この計測器２３８に０でない値が検出
されると、ＲＡＭ３１２に記憶されていた位相オフセッ
ト値が更新される。距離判定ユニットの場合と同機に受
信機２２４において受信および送信信号の位相が比較さ
れる。応答ユニットにおいては、所望の比較は等式であ
り、この状態は内部の位相オフセット値を変更すること
により必らず得られる。距離測定ユニットにおける位相
比較値は距離測定値を示す。距離測定ユニットからの発
信および応答ユニットによる返信は系列的に、例えば５
８ミリ秒の遅延時間をもって行われるので、測定中にお
いて距離判定ユニットが移動する距離はわずかである。

結果的に得られる距離測定値はこの期間中の平均値とな
り、タイム・スロットの７９ミリ秒において得られた値
にほぼ等しくなる。またボートが定速で一定方向に進ん
でいる時には、連続的に得た距離測定値は一定量だけ相
違した値を示す。この差の平均値は距離判定ユニット内
において保持され、次の読取値を予知するために使用さ
れる。この差の平均値は標定値として知られ、ボートの
速度、方向の変動に応じて変更される。謙取値が謀まっ
ていたり、ボートが速度、方向を変えた時には、標定値
は正しい謙取値を予知するのに適正ではなくなるであろ
う。この標定値が正しい読取値を与えないものであれば
、変更されることになる。しかし、一般的に言って、こ
の変動は前記差の０．１程度のものであるので、この標
定値の変動は誤った謙取値に過度に左右されることはな
い。標定植および変動の割合は位相計測ユニット２３８
からラインＰＩないしＰ１２を介して入力ボート３０２
に送られる出力信号に応じてＣＰＵ３０４により決定さ
れる。こうして新たな測定値が距離測定値の差の平均値
および距離測定値の平均値を更新するために使用される
。

第１の工程は位相計測器２３８の謙取値に、ＲＡＭ３１
２に記憶された校正定数を加えることである。この合計
値の一部のみが保持され、適正な校正定数により、両ア
ンテナ間の距離の一部が示される。この位相の合計値ａ
‘ま予知された値と比較され、誤差は必要に応じて丸め
られる。距離測定値の平均値のの他に、距離測定値差の
平均値◇も保持される。これらの値の和をとって、整数
部を分けると位相合計値の次の値を予知した値が得られ
る。この実際の値および予知した値の差△は必要に応じ
て丸められる。これは、大幅にはずれた測定値は多分誤
りであると判断されるが、反面、全く無視もできないた
めである。距離測定値の平均値のの新しい値は距離測定
値の差の平均値？および△／５を前の距離測定値の平均
値に加えることにより得られる。０の新しい値は前の値
に△／１０を加えることにより得られる。

すなわち、各値は次式で与えられる。のｎ＝のＭ＋Ｊ『
，十△／５ ？ｎ＝？ｎｌｌ十△／１０ 距離測定値はライン状に表示される。

１レーンは搬送波信号の波長の１／２に相当する距離を
示す。

位相計測器は１サイクルの数分の１ずつ位相を計測し、
半径方向に距離判定ユニットが１レ−ンだけ移動すると
、信号が１往復する距離は１波長分だけ、すなわちこの
信号の周波数は１サイクルだけ変化することになる。レ
ーン幅は既知の搬送波信号およびこの信号の伝搬速度か
ら公知の方法により計算される。出力ボート３２４の出
力ＴＸを介して変調器１５８の同期をとるために、マス
タ応答ユニットから発生される、長い包絡線をもつ信号
５６２が特定の距離判定ユニット、例えば距離判定ユニ
ットＮｏ．１により検出されて、ＲＡＭ３１２に検出さ
れる信号を発生する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明において使用される距離判定ユニット
および応答ユニットの位置関係および距離測定のための
両者の相対運動を示す図、第２図はこの発明の一実施例
に係る距離測定装置の応答ユニットの回路図、第３図は
前記距離測定装置の距離判定ユニットの回路図、第４図
は単一周波数に対する送受信信号のタイミング関係およ
び位相関係を示す図、第５図は第２の実施例に係る距離
測定装置の応答ユニットの回路図、第６図は第５図の応
答ユニットと共同動作する距離判定ユニットの回路図、
第７図は第５図および６図に示したユニットと共に使用
される制御回路図、第８図は第２図の応答ユニットに使
用された位相計測器により実行される位相比較動作を説
明する図、第９図は第７図に示す制御回路に使用される
パネル・スイッチ選択ロジック回路のスイッチおよび表
示器の説明図、第１０図は第５図の応答ユニットの、シ
ンセサィズされた搬送波出力信号の位相関係および第５
図および６図に示したユニットに送信される振幅変調さ
れた搬送波信号の波形の説明図、第１１図は距離測定信
号の使用周波数決定の説明図、第１２図は第３図の距離
判定ユニットに使用される位相計測器と共に使用される
レーン・カウンタの説明図、第１３図はディジタル的に
制御される出力波形を得るために搬送波信号を振幅変調
する変調器の説明図、および、第１４図は通常の距離判
定に使用される振幅変調された搬送波信号およびスレー
ブ応答ユニットおよび距離判定ユニット間において使用
されるタイミング信号の、長い包絡線をもつパルスの説
明図である。 ２０・・・・・・応答ユニット、２１・・・・・・距離
判定ユニット、６０，６１・…・・送信機、８０，８８
・・・・・・受信機。 Ｆｉｑ．ｌ Ｐｉｑ．２ Ｆｉｇ．３ Ｆｉｇ．４ Ｆｉｑ．８ Ｆｉｇ．９ Ｆｉｏ．１０ Ｆｉ９．１２ Ｆｉｇ．５ Ｆｉｇ．６ ト に ｎ 山 Ｆｉｇ．１ｌ Ｆｉｇ．１４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 距離判定ユニツトに設けられ、振幅変調されたＲＦ
   搬送波のパルスを発生して、応答ユニツトに送信するた
   めの送信手段と、この応答ユニツトに設けられ、前記距
   離判定ユニツトから送信された前記ＲＦ搬送波のパルス
   を受信して、このパルス内に含まれるところの振幅変調
   されたＲＦ搬送波の位相を検出する受信手段と、前記応
   答ユニツトに設けられ、振幅変調されたＲＦ搬送波のパ
   ルスを発生して、前記距離判定ユニツトに送信するため
   の送信手段とを有し、前記応答ユニツトから発生された
   ＲＦ搬送波は前記距離判定ユニツトから発生されたＲＦ
   搬送波と同一周波数をもち、前記応答ユニツトの送信手
   段はこの応答ユニツトから発生されるＲＦ搬送波の位相
   を、前記距離判定ユニツトから発生されてこの応答ユニ
   ツトの受信手段により受信されたＲＦ搬送波の位相に合
   致させる移相手段を有し、前記距離判定ユニツトは前記
   応答ユニツトから送信されたＲＦ搬送波のパルスを受信
   し、この応答ユニツトから発生された前記パルス内のＲ
   Ｆ搬送波と前記距離判定ユニツトから発生される前記パ
   ルス内のＲＦ搬送波との間の位相差を検出して、前記応
   答ユニツトおよび距離判定ユニツト間の距離を測定する
   距離測定装置。 ２ 前記応答ユニツトの送信手段は応答ユニツトの搬送
   波を発生するための発振器を含むシンセサイザー装置を
   有し、このシンセサイザー装置は、応答ユニツトの搬送
   波の位相を変えるための入力信号に応答する位相変化手
   段と、応答ユニツト搬送波の位相を応答ユニツトで受信
   された距離判定ユニツト搬送波の位相とを比較して両方
   の位相の差に比例した入力信号を前記位相変化手段に与
   えるための応答ユニツト位相検出手段とを含むところの
   特許請求の範囲第１項記載の距離測定装置。 ３ 応答ユニツト搬送波の位相を変えるために前記位相
   変化手段に所定の移相信号を供給するプログラム手段を
   含み、前記位相検出手段は応答ユニツトで受信した距離
   判定ユニツト搬送波と位相制御手段による移相分と所定
   移相信号とを持つ応答ユニツト搬送波との間の移相量を
   検出して補正信号を与える手段を有し、更に前記補正信
   号に応答して前記プログラム手段の所定移相信号を変え
   るための位相検出手段に応答する手段を有する特許請求
   の範囲第２項記載の距離測定装置。 ４ 応答ユニツト位相検出手段への入力信号を検出する
   ためのデイジタル手段を有し、このデイジタル手段は位
   相変化手段へ所定の位相制御電圧を供給するための手段
   を含むところの特許請求の範囲第２項記載の距離測定装
   置。 ５ 前記応答ユニツトは距離判定ユニツト搬送波上のパ
   ルスおよびパルス包絡線中の搬送波の位相を検出する手
   段を有し、前記距離判定ユニツト受信手段は応答ユニツ
   ト搬送波上のパルスを検出しパルス包絡線中の搬送波の
   位相を決定するための手段、および応答ユニツト搬送波
   と距離判定ユニツト搬送波との間の移送量を決定するた
   めの位相決定手段とを有し、更に測定距離内の相対的な
   位相差を表示する手段を有する特許請求の範囲第１項記
   載の距離測定装置。 ６ 前記距離判定ユニツトの発生手段は搬送波を発生す
   るためのシンセサイザー装置と、所定波形の振幅変調信
   号によつて搬送波を変調する変調手段と、変調された搬
   送波を送信するための送信手段と、送信手段の出力搬送
   波をアンテナへ供給し距離判定ユニツトの搬送波のうち
   の取り出し部分を距離判定ユニツトの受信手段へ供給す
   るための方向性結合手段と、前記搬送波のうちの取り出
   し部分の振幅を受信された応答ユニツト搬送波の振幅と
   略等しくなるように減衰させるための減衰手段とを含む
   ところの特許請求の範囲第５項記載の距離測定装置。 ７ 前記応答ユニツトの送信手段は搬送波を発生するた
   めのシンセサイザー装置と、所定波形の振幅変調信号に
   よつて搬送波を変調する変調手段と、変調された搬送波
   を送信するための送信回路と、この送信回路の出力搬送
   波をアンテナへ供給し応答ユニツトの搬送波のうちの取
   り出し部分を応答ユニツトの受信手段へ供給するための
   方向性結合手段と、前記搬送波のうちの取り出し部分の
   振幅を受信された距離判定ユニツトの搬送波の振幅に略
   等しくなるように減衰させるための減衰手段とを含んで
   なる特許請求の範囲第６項記載の距離測定装置。 ８ 前記応答ユニツトの送信手段は、応答ユニツト搬送
   波と応答ユニツトで受信された距離判定ユニツトの搬送
   波との間の位相差を検出しこの位相差に応じた出力パル
   スを供給するための位相検出手段と、この位相検出手段
   からの出力パルスに応じて位相制御信号を発生するため
   の位相制御信号とを含み、前記シンセサイザー装置は応
   答ユニツト搬送波の位相を応答ユニツトで受信された距
   離判定ユニツトの搬送波の位相と同一にするための位相
   制御信号に応じて応答ユニツト搬送波の位相を変えるよ
   うに位相制御手段の出力に応答する手段を有してなる特
   許請求の範囲第７項記載の距離測定装置。 ９ 前記応答ユニツトの受信手段は距離判定ユニツトか
   らの搬送波のパルスのスレシヨルド値以上の振幅を検出
   して出力信号を出すためのスレシヨルド検出器と、応答
   ユニツトに設けられ応答ユニツトの送信モードおよび受
   信モードの切換えを行なうためのスイツチング手段と、
   前記スレシヨルド検出器の出力信号に応答して前記スイ
   ツチング手段を作動させるためのタイミング手段とを有
   する特許請求の範囲第８項記載の距離測定装置。 １０ 前記第１の応答ユニツトから一定の地点に第２の
   応答ユニツトが設けられ、前記距離判定ユニツトはパル
   ス振幅変調されたＲＦ搬送波を発生させてこれを第１、
   第２の応答ユニツトに送信する手段を有し、第２の応答
   ユニツトには距離判定ユニツトから送信された搬送波パ
   ルスを受信してこの搬送波の位相を検出する手段と、距
   離判定ユニツトの搬送波と同一周波数を持ち、パルス振
   幅変調されたＲＦ搬送波を発生して距離判定ユニツトに
   送信するための手段と、各応答ユニツトによつて送信さ
   れた応答ユニツト搬送波の位相と、各応答ユニツトによ
   り受信された距離判定ユニツトからの搬送波の位相とを
   比較する手段とを有し、距離判定ユニツトには各応答ユ
   ニツトからの信号を検出して各応答ユニツトの受信搬送
   波のパルスと、距離判定ユニツトで発生された搬送波と
   の間の移相を決定して距離判定ユニツトと各応答ユニツ
   トとの間の距離を決定する手段と、各応答ユニツトから
   の搬送波を時分割法により受信するために距離判定ユニ
   ツトを多重結合するための制御手段と、距離判定ユニツ
   トと各応答ユニツト間の相対距離を表示する手段とを有
   してなる特許請求の範囲第１項記載の距離測定装置。 １１ 距離判定ユニツトに設けられ、距離判定ユニツト
   をレーン中に初期設定するとともに各応答ユニツトの相
   対的な位相を初期設定する手段と、距離判定ユニツトと
   各応答ユニツト間のレーン上の距離の変化を検出するた
   めの位相計器装置を含む位相検出手段とを有する特許請
   求の範囲第１０項記載の距離測定装置。 １２ 各応答ユニツトに設けられ応答ユニツトの搬送波
   を発生するシンセサイザー装置と、距離判定ユニツトと
   各応答ユニツトに設けられ、各搬送波を所定の形状の包
   絡線を持つパルスでパルス振幅変調するための変調手段
   と、前記包絡線パルス形状の特定の形を設定するための
   デイジタル手段とを有する特許請求の範囲第１１項記載
   の距離測定装置。 １３ 距離判定ユニツトおよび応答ユニツトの位相検出
   器および比較手段は各パルス包絡線中の搬送波の位相を
   決定する手段を持つ特許請求の範囲第１２項記載の距離
   測定装置。 １４ 前記応答ユニツトの発生手段はＲＦ搬送波を発生
   するためのシンセサイザー装置を有し、前記搬送波上の
   パルスを振幅変調する変調手段と、前記搬送波とパルス
   を送信のために増幅する増幅手段と、前記増幅された搬
   送波およびパルスを送信のために通過させその信号の一
   部を応答ユニツトの受信手段に供給するための方向性結
   合器手段と、受信機を距離判定ユニツトの搬送波とパル
   スの受信と応答ユニツトの搬送波とパルスの受信との間
   で切換えるための手段と、距離判定ユニツトからの搬送
   波とパルスを受信するように切換えられたときに受信機
   の利得を増加させるための手段とを有する特許請求の範
   囲第１項記載の距離測定装置。 １５ 前記応答ユニツトは前記受信機からの距離判定ユ
   ニツトの信号の振幅を検出して受信機の利得を選択的に
   増加又は減少させる出力パルスを発生させるスレシヨル
   ド検出器を有する特許請求の範囲第１４項記載の距離測
   定装置。 １６ 前記応答ユニツトの移相手段は距離判定ユニツト
   の搬送波と応答ユニツトの搬送波との間の位相差に比例
   して出力信号を出し、前記応答ユニツトのシンセサイザ
   ー装置によつて発生された搬送波の位相を変えるための
   移相手段を有し、この移相手段は搬送波出力信号の位相
   を応答ユニツトで受信した距離判定ユニツトの位相と同
   相になるように位相を進める手段を含み、この移送分は
   応答ユニツトにおける位相遅れと略同じ大きさであると
   ころの特許請求の範囲第１５項記載の距離測定装置。