JPS6056271A - デイシタル・ビーム形成装置 - Google Patents
デイシタル・ビーム形成装置Info
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- JPS6056271A JPS6056271A JP16450983A JP16450983A JPS6056271A JP S6056271 A JPS6056271 A JP S6056271A JP 16450983 A JP16450983 A JP 16450983A JP 16450983 A JP16450983 A JP 16450983A JP S6056271 A JPS6056271 A JP S6056271A
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- antenna elements
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- 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
- G01S3/46—Systems 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
- G01S3/48—Systems 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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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の分野〕
この発明は、信号到来方向検出装置に関するもので、多
数のアンテナ素子で受信した信号の位相情報をフーリエ
変換して、信号到来方向を検出しようとするものである
。
数のアンテナ素子で受信した信号の位相情報をフーリエ
変換して、信号到来方向を検出しようとするものである
。
従来の方向検出装置は、第１図のような構成で信号到来
方向を検出していた。
方向を検出していた。
図において、（１）は空中線部、（２）は受信機。
（３）は制御計算機、（４）は給電回路、（５）は多層
基板、（６＋）〜（６ｎ）はアンテナ素子、（７）は放
射器、（８）はマイクロ波増幅器、（９）は移相器であ
る。
基板、（６＋）〜（６ｎ）はアンテナ素子、（７）は放
射器、（８）はマイクロ波増幅器、（９）は移相器であ
る。
従来の方向検出装置は上記のように構成され、空間を伝
播してきた信号は空中線部（１１の開口面に到達し、ア
ンテナ素子（６１）〜（６ｏ）の放射器（力で受信され
マイクロ波増幅器（８）で増幅後移相器（９）に入力さ
れる。信号の到来方向が空中線部（１）の開口面の正面
方向であれば各アンテナ素子（６１）〜（６ｎ）で受信
される信号の位相はすべて同一位相とな９移相器（９）
の入力端でも同一位相となる。ここで制御計算機（３）
が受信ビームの方向を空中線部（１１の開口面の正面方
向とするように移相器（９）の移相量を多層基板（５）
を経由して設定すれば、各位相器（９）の位相量はすべ
て均一２例えば零度になるので、各移相器（９）の出力
端すなわち給電回路（４）の入力端では均一の位相分布
となる。給電回路（４）は均一分配比９等位相となるよ
うに構成されているので、給電回路（４）の出力信号レ
ベルは最大となる。給電回路（４）の出力信号は、受信
機（２）でミキシングされて中間周波数に変換され、増
幅後検波されて信号として検出される。信号検出情報が
受信機（２）よシ制御計算機（３）に送られるが、制御
計算機（３）は空中線部（１）に対して指令した受信ビ
ーム方向において受信機（２）からの信号検出情報の有
無によって、信号到来方向を知ることができる。ところ
で、制御計算機（３）は、空中線部（１）に対して、受
信ビームが正面の左右、又は上下方向のめる角度範囲を
細かい角度ステップで走査するように９各走査角度毎に
アンテナ素子（６＋）〜（６ｎ）の各位相器（９）に与
えるべき移相量を計ａ、シて、多層基板（５）を通（７
てデータを転送するとともに、受信機（２）から信号検
出情報の有無を確認している。したがって、必要な角度
範囲を細かい角度毎に受信ビーノ、を指向させて、その
たびに受信処理を行うために通常数百ｍ Ｓｅｃ〜数ｓ
ｅｃの時間がかがるという欠点がめった。
播してきた信号は空中線部（１１の開口面に到達し、ア
ンテナ素子（６１）〜（６ｏ）の放射器（力で受信され
マイクロ波増幅器（８）で増幅後移相器（９）に入力さ
れる。信号の到来方向が空中線部（１）の開口面の正面
方向であれば各アンテナ素子（６１）〜（６ｎ）で受信
される信号の位相はすべて同一位相とな９移相器（９）
の入力端でも同一位相となる。ここで制御計算機（３）
が受信ビームの方向を空中線部（１１の開口面の正面方
向とするように移相器（９）の移相量を多層基板（５）
を経由して設定すれば、各位相器（９）の位相量はすべ
て均一２例えば零度になるので、各移相器（９）の出力
端すなわち給電回路（４）の入力端では均一の位相分布
となる。給電回路（４）は均一分配比９等位相となるよ
うに構成されているので、給電回路（４）の出力信号レ
ベルは最大となる。給電回路（４）の出力信号は、受信
機（２）でミキシングされて中間周波数に変換され、増
幅後検波されて信号として検出される。信号検出情報が
受信機（２）よシ制御計算機（３）に送られるが、制御
計算機（３）は空中線部（１）に対して指令した受信ビ
ーム方向において受信機（２）からの信号検出情報の有
無によって、信号到来方向を知ることができる。ところ
で、制御計算機（３）は、空中線部（１）に対して、受
信ビームが正面の左右、又は上下方向のめる角度範囲を
細かい角度ステップで走査するように９各走査角度毎に
アンテナ素子（６＋）〜（６ｎ）の各位相器（９）に与
えるべき移相量を計ａ、シて、多層基板（５）を通（７
てデータを転送するとともに、受信機（２）から信号検
出情報の有無を確認している。したがって、必要な角度
範囲を細かい角度毎に受信ビーノ、を指向させて、その
たびに受信処理を行うために通常数百ｍ Ｓｅｃ〜数ｓ
ｅｃの時間がかがるという欠点がめった。
この発明は、このような欠点を改善する目的でなされた
もので、放射器２マイクロ波増幅器、混合器、中間周波
数増幅器２位相検波器、ビデオ増幅器、サンプル／ホー
ルド回路及びアナログ、／デジタル変換器を内蔵する多
数のアンテナ素子を配列して、その出力端における位相
データをフーリエ変換することによって、同時知多数の
受信ビームを形成し。
もので、放射器２マイクロ波増幅器、混合器、中間周波
数増幅器２位相検波器、ビデオ増幅器、サンプル／ホー
ルド回路及びアナログ、／デジタル変換器を内蔵する多
数のアンテナ素子を配列して、その出力端における位相
データをフーリエ変換することによって、同時知多数の
受信ビームを形成し。
信号到来方向を検出する時間を大幅に短縮することがで
きる方向検出装置ｌｌを提案するものである。
きる方向検出装置ｌｌを提案するものである。
第２図はこの発明の一実施例を示すｌ！Ｊ略の構成図で
あり、 １＋）、 （・ｌ）〜（８）ばＪ−記従来装置
とほとんど同一のものである。００）はアンテナ素子（
６１）〜（６ｎ）内蔵の放射器（７）が受イＬ’ｊ Ｌ
、−た到来電波をマイクロ波増幅器（８）で増幅後２局
発信号で中間周波数に変換する混合器、ｕｌ）は中間周
波数の信月な十分高いレベルに増幅する中間周波数増幅
器、 ａ’ｒｉは中間周波数（Ｎ号を基準信号によシ位
相検波する位相検波器、αシは位相検波されたビデオ信
号を垢゛幅するビデオ増幅器、 （１４１はビデオ信号
をサンプリングしてその電圧を保持するサンプル／ホー
ルド回路。
あり、 １＋）、 （・ｌ）〜（８）ばＪ−記従来装置
とほとんど同一のものである。００）はアンテナ素子（
６１）〜（６ｎ）内蔵の放射器（７）が受イＬ’ｊ Ｌ
、−た到来電波をマイクロ波増幅器（８）で増幅後２局
発信号で中間周波数に変換する混合器、ｕｌ）は中間周
波数の信月な十分高いレベルに増幅する中間周波数増幅
器、 ａ’ｒｉは中間周波数（Ｎ号を基準信号によシ位
相検波する位相検波器、αシは位相検波されたビデオ信
号を垢゛幅するビデオ増幅器、 （１４１はビデオ信号
をサンプリングしてその電圧を保持するサンプル／ホー
ルド回路。
ａｅはアナログ信号をデ、Ｃジタル信号に変換するアナ
ログ／ディジタル変換回路、 ａｅは局発信号及び位相
検波用の基準信号を発生する発振器部、０１は空中線部
（１）で受信された信号の到来方向を検出する信号処理
器、（ＩＱはアンテナ素子（６１）〜（６ｎ）からの位
相データを受信し記憶するバッファメモリ、 ＋１９は
多数のアンテナビームを形成し、入力位相データに応じ
たアンテナビーム方向に最大の出力を与える高速フーリ
エ変換器、■は信号を多数のアンテナビーム出力から検
出する検出回路、ｃ！υはサンプル／ホールド回路及び
アナログ／ディジタル変換回路のタイミングを制御する
タイミング制御回路、（２）は発振器部の発振周波数を
制御する周波数制御回路である。
ログ／ディジタル変換回路、 ａｅは局発信号及び位相
検波用の基準信号を発生する発振器部、０１は空中線部
（１）で受信された信号の到来方向を検出する信号処理
器、（ＩＱはアンテナ素子（６１）〜（６ｎ）からの位
相データを受信し記憶するバッファメモリ、 ＋１９は
多数のアンテナビームを形成し、入力位相データに応じ
たアンテナビーム方向に最大の出力を与える高速フーリ
エ変換器、■は信号を多数のアンテナビーム出力から検
出する検出回路、ｃ！υはサンプル／ホールド回路及び
アナログ／ディジタル変換回路のタイミングを制御する
タイミング制御回路、（２）は発振器部の発振周波数を
制御する周波数制御回路である。
上記のよ５に構成された方向検出装置においては、信号
の到来方向が空中線部（１）の開口面の正面方向（法線
方向）であった場合には、各アンテナ素子（６Ｉ）〜（
６ｎ）の位相データは全て同相となる。また正面方向か
らθだけずれた場合にはとガリ合う２つのアンテナ素子
間の位相差φｒは次式で示される。
の到来方向が空中線部（１）の開口面の正面方向（法線
方向）であった場合には、各アンテナ素子（６Ｉ）〜（
６ｎ）の位相データは全て同相となる。また正面方向か
らθだけずれた場合にはとガリ合う２つのアンテナ素子
間の位相差φｒは次式で示される。
φｒ＝ −ｄ ｓｉｎθ −−ｆｉｌ
λ
ただし、ｄはアンテナ素子の配列間隔で。
λは自由空間波長である。
（１１式で示したように信号の到来方向によってアンテ
ナ素子（６］）〜（６ｎ）間の位相差φｒが変化するの
で、この位相差φ、を補正して零とし、全素子出力を加
算すれば、最大の出力が得られる。したがって、予め定
められた角度θに対する位相差φ、は（１）式よりめら
れるので、各アンテナ素子（６１）〜（６ｎ）の出力位
相データに対して多数の角度についての位相差φ、を補
正して加算してやれば、 補正後の位相差が零となる角
度の出力が最大となり信−号の到来方向となる。要する
に次式に示すフーリエ変換を行えば良いことになる。
ナ素子（６］）〜（６ｎ）間の位相差φｒが変化するの
で、この位相差φ、を補正して零とし、全素子出力を加
算すれば、最大の出力が得られる。したがって、予め定
められた角度θに対する位相差φ、は（１）式よりめら
れるので、各アンテナ素子（６１）〜（６ｎ）の出力位
相データに対して多数の角度についての位相差φ、を補
正して加算してやれば、 補正後の位相差が零となる角
度の出力が最大となり信−号の到来方向となる。要する
に次式に示すフーリエ変換を行えば良いことになる。
ここで２ ｋは正の整数でるり、アンテナ素子の番号で
ある。ｎはアンテナ素子数である。ｕｌ 、Ｏｋ、ｔＪ
ｎ−１は予め設定された信号到来方向でるる。
ある。ｎはアンテナ素子数である。ｕｌ 、Ｏｋ、ｔＪ
ｎ−１は予め設定された信号到来方向でるる。
もし、φγ−−ｄｓｉｎθにでるるならば、（４）式は
Ｅ（Ｏｋ）−ｎとなり最大出力が得られる。また、ｕｌ
をアンテナのビーム幅ｖＢとすればλ ｓｉｎθ＋ ＝ ｓｉｎ （ＩＢ＝ −−ｉ６１ｄ であるので、（２）〜（５）式は次のようになる。
Ｅ（Ｏｋ）−ｎとなり最大出力が得られる。また、ｕｌ
をアンテナのビーム幅ｖＢとすればλ ｓｉｎθ＋ ＝ ｓｉｎ （ＩＢ＝ −−ｉ６１ｄ であるので、（２）〜（５）式は次のようになる。
ｎｊ（ｋ−１）φγ。−ｊフ（ｋ−１）ｐ３．（７）Ｂ
（ｐ）＝ｎｅ ｋ−ま ただしｐ＝ｓｉｎθ／ｓｉｎ ｆｊ １１で、ｐは正の
整数でめる。
（ｐ）＝ｎｅ ｋ−ま ただしｐ＝ｓｉｎθ／ｓｉｎ ｆｊ １１で、ｐは正の
整数でめる。
（７）式はディスクリートフーリエ変換を示す式でるシ
、実際の演算を高速フーリエ変換方式で行えば、処理時
間を大幅に短縮でき、数ｍ ＳｅＣの時間となる。
、実際の演算を高速フーリエ変換方式で行えば、処理時
間を大幅に短縮でき、数ｍ ＳｅＣの時間となる。
角度θは正面方向に対して左右又は上下方向が考えられ
るが、（方式ではどちらか片側の角度領域のみのフーリ
エ変換となるので、（７）式におけるアンテナ素子（６
１）〜（６ｎ）の位相データの順序を逆転させる。すな
わちアンテナ素子（６１）から順次アンテナ素子（６ｎ
）までであったのをアンテナ素子（６ｎ）から順次アン
テナ素子（６１）までにすれば良（、これらを同時に処
理するために高速フーリエ変換を２チヤンイ・ルとすれ
ば可能でるる。
るが、（方式ではどちらか片側の角度領域のみのフーリ
エ変換となるので、（７）式におけるアンテナ素子（６
１）〜（６ｎ）の位相データの順序を逆転させる。すな
わちアンテナ素子（６１）から順次アンテナ素子（６ｎ
）までであったのをアンテナ素子（６ｎ）から順次アン
テナ素子（６１）までにすれば良（、これらを同時に処
理するために高速フーリエ変換を２チヤンイ・ルとすれ
ば可能でるる。
このような原理を用いたこの発り１は、各アンテナ素子
（６１）〜（６ｎ）からの位相データを信号処理器０７
）のバッファメモＩＪ（１＆に記憶し。
（６１）〜（６ｎ）からの位相データを信号処理器０７
）のバッファメモＩＪ（１＆に記憶し。
高速フーリエ変換器ａ９でアンテナ素子数ｎの２倍のビ
ーム方向について高速フーリエ変換を施す。高速フーリ
エ変換器ａ！Ｉの出力の最大値を検出回路■は検出し、
その角度を出力する。タイミング制御回路シυはアンテ
ナ素子（６１）〜（６０）の位相データを得るために全
素子のサンプル／ホールド回路Ｑ４］とアナログ／ディ
ジタル変換回路（１９を同時に制御する。周波数制御回
路＆、６は、到来信号周波数と基準信号周波数な一致さ
せるｆｃめに発振器部０ｅの周波数を制御する。
ーム方向について高速フーリエ変換を施す。高速フーリ
エ変換器ａ！Ｉの出力の最大値を検出回路■は検出し、
その角度を出力する。タイミング制御回路シυはアンテ
ナ素子（６１）〜（６０）の位相データを得るために全
素子のサンプル／ホールド回路Ｑ４］とアナログ／ディ
ジタル変換回路（１９を同時に制御する。周波数制御回
路＆、６は、到来信号周波数と基準信号周波数な一致さ
せるｆｃめに発振器部０ｅの周波数を制御する。
この発１．！ＩＩは以」二説明したとおり、アンテナ素
子の位相データを使用して、高速フーリエ変換処理を行
うことによって信号到来方向を短時間に検出できるとい
う効果がある。
子の位相データを使用して、高速フーリエ変換処理を行
うことによって信号到来方向を短時間に検出できるとい
う効果がある。
第１図は従来の方向検出装置の構成図、第２図Ｆｊ、こ
の発明の一実施例を示す概略の構成図でるり２図にお（
・て、（１）は空中線部、（２）は受信機、（３）は制
御割算機２（４）は給電回路、（５）は多層基板、（６
＋）〜（５ｎ）はアンテナ素子、（７）は放射器、（８
）はマイクロ波増幅器、（９）は移相器、 ＱＱは混合
器、ｕｌ）は中間周波数増幅器、０ｚは位相検波器。 Ｌ１３はビデオ増幅器、 （１４１はサンプル／ホール
ド回路、 ０！′ｉｌはアナ１」り／デ、イジタル変換
回路、１１０は発振器部、α旧Ｊ信号処理部、鰻はバッ
ファメモリ、α１は冒速ノーリエ変換器、ｃ７１は検出
回路。 ＋２１１はタイミング：ｌ１ｉｌ ？ｆｌｉｌ ｉｆ’
］路、 ｔａａは周波数制御回路でるる。 なお１図中、同−祠号は同一または相当部分を示す。 代狸人 大岩増雄
の発明の一実施例を示す概略の構成図でるり２図にお（
・て、（１）は空中線部、（２）は受信機、（３）は制
御割算機２（４）は給電回路、（５）は多層基板、（６
＋）〜（５ｎ）はアンテナ素子、（７）は放射器、（８
）はマイクロ波増幅器、（９）は移相器、 ＱＱは混合
器、ｕｌ）は中間周波数増幅器、０ｚは位相検波器。 Ｌ１３はビデオ増幅器、 （１４１はサンプル／ホール
ド回路、 ０！′ｉｌはアナ１」り／デ、イジタル変換
回路、１１０は発振器部、α旧Ｊ信号処理部、鰻はバッ
ファメモリ、α１は冒速ノーリエ変換器、ｃ７１は検出
回路。 ＋２１１はタイミング：ｌ１ｉｌ ？ｆｌｉｌ ｉｆ’
］路、 ｔａａは周波数制御回路でるる。 なお１図中、同−祠号は同一または相当部分を示す。 代狸人 大岩増雄
Claims (1)
- 到来電波を放射器により受信してマイクロ波増幅で増幅
し、混合器において局発信号により中間周波数信号を得
て中間周波数増幅器により十分高いレベルに増幅後位相
検波器による基準信号との位相検波、ビデオ増幅器によ
る増幅２ザンプル／ホ一ルド回路及びアナログ／ディジ
タル変換器によるディジタル信号化を施して位相データ
を送出するアンテナ素子と、多数の上記アンテナ素子を
所定の素子間隔で配列し、各上記アンテナ素子に局発信
号及び基準信号を分配する給電回路と、上記アンテナ素
子の能動回路に必要な電源及び各種制御信号を分配する
多層基板とで構成される空中線部と２局発信号及び基準
信号を発生する発振器部と、上記アンテナ素子からの位
相データを受信し記憶するバッファメモリと、多数のア
ンテナビームを形成する高速フーリエ変換器と、検出回
路と、タイミング制御回路と１周波数制御回路とで構成
される信号処理部を備えたことを特徴とする方向検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16450983A JPH0229994B2 (ja) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | Deishitaru*biimukeiseisochi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16450983A JPH0229994B2 (ja) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | Deishitaru*biimukeiseisochi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6056271A true JPS6056271A (ja) | 1985-04-01 |
| JPH0229994B2 JPH0229994B2 (ja) | 1990-07-03 |
Family
ID=15794508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16450983A Expired - Lifetime JPH0229994B2 (ja) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | Deishitaru*biimukeiseisochi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0229994B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62185879U (ja) * | 1986-05-19 | 1987-11-26 | ||
| JP2010078420A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Mitsubishi Electric Corp | 電波方向探知装置およびビーム形成装置 |
-
1983
- 1983-09-07 JP JP16450983A patent/JPH0229994B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62185879U (ja) * | 1986-05-19 | 1987-11-26 | ||
| JPH0517431Y2 (ja) * | 1986-05-19 | 1993-05-11 | ||
| JP2010078420A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Mitsubishi Electric Corp | 電波方向探知装置およびビーム形成装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0229994B2 (ja) | 1990-07-03 |
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