JPS61284680A - 方位測定装置 - 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】 ［発明の技術分野］ この発明は干渉計形の方位測定装置に係り、特に混信妨
害に対する性能自重を図ったものに関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 一般に干渉計形の方位測定装置は、第８−図に示すよう
に、４基の無指向性アンテナ１１ａ。

１１ｂ、１２ａ、１２ｂをそれぞれ正方形の頂点に配置
し、互いに対角位置にあるアンテナ１１ａと１１ｂ、１
２ａと１２ｂで２組のアンテナ対１１．１２を構成して
いる。各アンテナ対１１゜１２のアンテナ間隔は互いに
等しい。この間隔をｄで表わす。ここで、所定の基準線
ａに対しである方位角φから信号Ａが入射されるとき、
各アンテナ対１１．１２に到来する信号の位相差ＰＩ。

Ｐ２は、信号の波長をλ、信号の到来方位角をφ、信号
の到来仰角をθとすると、次のように表わすことができ
る。

ｐ　１−−　　Ｓｉｎφｃｏｓθ　　　　　・（１）λ このことを利用して、上記方位測定装置は上記２つの位
相差ＩＰＩ　、Ｐ２を適宜演算処理し、これをブラウン
管等の方位指示器に導いて到来方位角を表示させている
。すなわち、Ｐｌ　／Ｐ２　　（−ｔａｎφ）をとって
最終的に φ−ｔａｎ’　　（Ｐｌ　／　Ｐ２　）　　　　　　　
　＝（３なる演算を行ない、この演算から誤差となる仰
角成分θ（第８図において信号Ａがアンテナ対１１゜１
２を含む平面に対しである角度を持って入射する場合）
を除去することによって、正しい到来方位角φを指示す
ることができる。

しかしながら、上記のような従来の方位測定装置では、
入射信号が受信帯域幅の中に１個しか存在しない場合は
上述したように正しい到来方位角を得ることができるが
、異なる方位から同一の周波数または受信帯域幅内に入
るような接近した周波数の混信妨害波が入射される場合
には、妨害波電力が希望する信号波電力に対して極端に
小さい場合を除いて正しい到来方位角を得ることができ
ない。

［発明の目的コ この発明は上記のような問題を改善するためになされた
もので、混信妨害波が存在する場合でも正確に到来方位
角を得ることのできる方位測定装置を提供することを目
的とする。

［発明の概要］ すなわち、この発明に係る方位測定装置は、３基以上の
指向性アンテナをその最大輻射方向が概略受信信号が到
来する方向に向くようにして同一直線上に並ばないよう
に配置し、前記指向性アンテナの各出力信号の位相差を
検出し、この信号位相差情報から受信信号の到来方位角
を抽出するようにしたことを特徴とするものである。

［発明の実施例］ 以下、第１図及び第７図を参照してこの発明の実施例に
ついて詳細に説明する。

第１図はこの発明に係る方位測定装置の第１の実施例の
アンテナ配置図である。すなわち、この方位測定装置で
は、３基の指向性アンテナ１３８〜１３Ｃが同一直線上
に並ばないようにそれぞれ二等辺三角形の各頂点に配置
されており、各アンテナ１３８〜１３ｃは最大輻射方向
がほぼ同一方位に向けられている。

ここで、上記二等辺三角形の底角の大きさをαとし、等
辺の長さをそれぞれｄとすると、基準線ａに対して方位
角φ、仰角θで信号Ａが入射される場合、アンテナ１３
ｂと１３０の間の位相差ｐｂｃ及びアンテナ１３ａと１
３ｂの間の位相差Ｐ　ａ　ｂ　−λｓ　＋　ｎ　（φ十
α）ｃｏｓθ　−（５］そして、（４式及び（５）式か
ら次式が成立する。

λ ｘ［５ｉｎ（φ−α）＋５ｉｎ（φ＋α）］＝　−ｓ　
ｉ　ｎφｃｏｓαｃｏｓθ　　　　−（６）λ ｐｂｃ−ｐａｂ ２πｄ λ ｘ（ｓｉｎ（φ−＋２）−３ｉｎ（φ＋α）］ｘ　ｃｏ
ｓθ さらに、両者の比をとると次式が成立する。

この（８）式から、 または が得られる。すなわち、αがＯでなければ、信号への到
来方位角φは到来仰角θ及びアンテナ間隔ｄ等から分離
することができ、正確に測定することができる。

一方、第１因中８で示すような妨害波が入射される場合
、その到来方位が指向性アンテナ１３ａ〜１３ｃの不感
域にあるため、各アンテナ１３ａ〜１３ｃへ誘起する電
力は大幅に抑圧される。つまり、無指向性アンテナを使
用する従来のものに比して、混信妨害波による影響の度
合を大幅に改善することができる。但し、この方位測定
装置では、信号ンテナ１３ａ〜１３０のビーム指向方向
を概略方位へ向けておく必要がある。

第２図は上記のように配置したアンテナ１３８〜１３ｃ
を用いて方位測定を行なうシステムの回路構成を示すも
のである。すなわち、上記アンテナ１３ａ〜１３Ｃの各
出力は互いに位相遅延特性を均一に揃えられ、同一の受
信周波数に設定された３台の受信機１４ａ〜１４Ｃに供
給され、中間周波数に変換される。この３台の受信ｖｓ
１４ａ〜１４ｃの各出力５ａ−８ｃのうち、ＳａとＳｂ
は位相検波器１５ａに供給され、ｓｂ　、！：ＳＣは位
相比較器１５ｂに供給される。各位相検波器１５ａ。

１５１）はそれぞれ２つの入力信号の位相差を検出する
ものである。つまり、位相検波器１５ａによって（５）
式に示すアンテナ１３ａと１３ｂの間の位相差ｐａｂが
得られ、位相検波器１５ｂによって（４）式に示すアン
テナ１３ｂと１３０の間の位相差Ｐｂｃが得られる。

各位相検波器１５ａ、１５ｂの出力はそれぞれ加算器１
６及び減算器１７に供給される。加算器１６からは（６
）式に示すＰ　ｂｃ＋　Ｐ　ａｂなる信号が出力され、
減算器１７からは（７）式に示すＰｂｃ−Ｐａｂなる信
号が出力される。上記加算器１６の出力は増幅器１８に
よってＱ＝−ｔａｎα倍された後、乗算器１９ａに供給
され、減算器１７の出力は乗算器１９ｂに供給される。

つまり、乗算器１９ａには（９）式（７）　分子１．：
示ｔ−ｔａｎα（Ｐｂｃ＋Ｐａｂ）なる信号が供給され
、乗算器１９ｂには（９）式の分母に示ｔＰｂｃ−Ｐａ
ｂなる信号が供給される。

上記乗算器１９ａ、１９ｂはそれぞれ上記各入力信号に
発振器２０で生成される掃引信号を乗算するもので、そ
の出力信号はそれぞれ方位指示器２１に供給される。す
なわち、到来方位角を指示器２１上で中心から延びる直
線として表示するために、Ｏからプラス側（またはマイ
ナス側）に変化する三角波等の掃引信号を発振器２０で
生成し、乗算器１９ａ、１９ｂでそれぞれ増幅器１９の
出力との積及び減算器１７の出力との積を求め、それら
を方位指示器２１に供給することにより、（１０）式に
示す方位角φを指示器２１に表示することができる。

第３図及び第４図はそれぞれこの発明に係る方位測定装
置の第２の実施例を示すアンテナ配置図及びそのシステ
ム回路構成図である。尚、第３図及び第４図において第
１図及び第２図と同一部分には同一符号を付して示し、
ここでは異なる部分についてのみ述べる。

すなわち、方位測定装置は、第３図に示すように、必ず
しも前記アンテナ１３ａ及び１３ｂの間隔ｄａｂと１３
ｂ及び１３ｃの間隔ｄｂｃを等しくする必要はない。こ
の場合、そのシステム回路は第４図に示すように構成す
ればよい。つまり、この方位測定装置では前記位相検波
器１５ｂの出力をの差異を補正した後、前記加算器１６
及び減算器１７に供給するようにするようになされてい
る。

これによって、第１の実施例と同様に到来方位角を求め
ることができる。

第５図及び第６図はそれぞれこの発明に係る方位測定装
置の第３の実施例を示すアンテナ配置図及びそのシステ
ム回路構成図である。尚、第５図及び第６図において第
１図及び第２図と同一部分には同一符号を付して示し、
ここでは異なる部分についてのみ述べる。

すなわち、第１図に示したようにアンテナ配置に必要な
スペースが確保できないような場合、第５図に示すよう
に、前記アンテナ１３ａ、１３Ｃに対して共通に用いら
れていたアンテナ１３ｂを１対のアンテナ１３ｂ１，１
３ｂ２で構成し、１３ａと１３ｂ２．１３ｃと１３ｂ１
をそれぞれアンテナ対として、等脚台形の各頂点対角位
置に配置する。

そして、そのシステム回路は、第６図に示すように、上
記アンテナ１３ａ　、　１３ｂ１．１３ｂ２゜１３ｃの
各出力をそれぞれ４台の受信！ｆｉ１４ａ〜１４（ｌで
受信し、各受信出力のうちＳａとＳＣを前記位相検波器
１５ａに供給し、ｓｂと３ｄを位相検波器１５ｂに供給
するようになされている。これによって、２つの位相検
波器１５ａ、１５ｂから出力される信号は等測的にＰａ
ｂ及びｐｂｃとなるので、以下第２図の場合と同様に構
成することができる。

以上の実施例において、指向性アンテナ１３８〜１３０
を具体的に説明すると、これらのアンテナとして八木ア
ンテナ、対数周期アンテナまたは位相合成してアンテナ
ビームの指向性が得られる円形配列アンテナ等を使用す
ることができる。尚、上記対数周期アンテナにおいては
、周波数によってそのフェーズ・センタ（電気的に見た
場合のアンテナ位置）が移動するので、第１図に示した
ような最大輻射方向を一致させる配置よりも、第７図（
ａ）、（ｂ）に示すように放射状配列にして、隣接アン
テナ間のフェーズ・センタＫａ　、　Ｋｂ　。

ＫＯの間隔の波長に対する比を一定にするように考慮し
た方が実用的である。この場合、最大輻射方向を完全に
一致させることは不可能であり、概略その方向を合わせ
る程度になる。

したがって、上記のように構成した方位測定装置は、最
大輻射方向をほぼ同一方位に向けた３基以上の指向性ア
ンテナを用い、各アンテナ相互間の信号位相差を検出し
、この信号位相差情報から信号到来方位角を抽出するた
め、混信妨害波に対する性能を大幅に向上させることが
できる。さらに、指向性アンテナを使用するため、方位
測定の感度が向上し、これによって極めて正確な方位角
を求めることができる。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、混信妨害波が存
在する場合でも正確に到来方位角を得ることのできる方
位測定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれこの発明に係る方位測定装
置の第１の実施例を示すアンテナ配置図及びシステム回
路構成図、第３図及び第４図はそれぞれこの発明に係る
第２の実施例を示すアンテナ配置図及びシステム回路構
成図、第５図及び第６図はそれぞれこの発明に係る第３
の実施例を示すアンテナ配置図及びシステム回路構成図
、第７図は上記実施例に用いられる指向性アンテナとし
て対数周期アンテナを用いる場合のアンテナ配置を示す
図、第８図は従来の方位測定装置のアンテナ配置を示す
図である。 １１．１２・・・アンテナ対、１１８．１１ｂ。 １２ａ、１２ｂ・・・無指向性アンテナ、１３ａ〜１３
ｄ・・・指向性アンテナ、１４ａ〜１４ｄ・・・受信機
、１５ａ、１５ｂ・・・位相検波器、１６・・・加算器
、１７・・・減算器、１８・・・増幅器、１９ａ、１９
ｂ・・・乗算器、２０・・・発振器、２１・・・方位指
示器、２２・・・増幅器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 最大輻射方向が概略受信信号が到来する方向に向くよう
   にされかつ同一直線上に並ばないように配置された少な
   くとも３基の指向性アンテナと、この指向性アンテナの
   各出力信号の位相差を検出する位相差検出手段と、この
   手段で得られる信号位相差情報から受信信号の到来方位
   角を抽出する演算手段とを具備したことを特徴とする方
   位測定装置。