JPH0130432B2 - - Google Patents
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- JPH0130432B2 JPH0130432B2 JP18788282A JP18788282A JPH0130432B2 JP H0130432 B2 JPH0130432 B2 JP H0130432B2 JP 18788282 A JP18788282 A JP 18788282A JP 18788282 A JP18788282 A JP 18788282A JP H0130432 B2 JPH0130432 B2 JP H0130432B2
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- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
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- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/66—Radar-tracking systems; Analogous systems
- G01S13/68—Radar-tracking systems; Analogous systems for angle tracking only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(1) 本発明の属する技術の分野
本発明は、目標自身が発生するあるいは目標か
ら反射して来る波長の短い電磁波あるいは光を追
尾する追尾装置内で使用されるロゼツトスキヤン
受信機に使用可能な目標の高低角及び方位角の誤
差信号を取り出すためのロゼツトスキヤン復調器
に関するものである。
ら反射して来る波長の短い電磁波あるいは光を追
尾する追尾装置内で使用されるロゼツトスキヤン
受信機に使用可能な目標の高低角及び方位角の誤
差信号を取り出すためのロゼツトスキヤン復調器
に関するものである。
(2) 本発明の背景
航空機、船舶及び車両等の目標を追尾すると
き、あらかじめ追尾装置のアンテナあるいは光学
系をその方向に向けるか、あるいは目標付近を捜
索するなどして目標を検知し追尾に入るという手
順をふむ。目標の追尾精度を高くするため、ミリ
波のような高い周波数を用いてアンテナビーム幅
の狭い追尾装置が使用されるが、このときには、
ビーム幅が狭いため当然捜索状態から追尾状態に
引き込むための引き込み幅が狭くなる。そのた
め、引き込み幅の広いロゼツトスキヤン追尾方式
が注目されているが、復調器はこれまでデイジタ
ル方式で作られるため、まだ装置は高価で、低雑
音のものは製作に困難を伴なうのが実情である。
したがつてアナログ方式の簡易で、低雑音のもの
が現在も要求されている。
き、あらかじめ追尾装置のアンテナあるいは光学
系をその方向に向けるか、あるいは目標付近を捜
索するなどして目標を検知し追尾に入るという手
順をふむ。目標の追尾精度を高くするため、ミリ
波のような高い周波数を用いてアンテナビーム幅
の狭い追尾装置が使用されるが、このときには、
ビーム幅が狭いため当然捜索状態から追尾状態に
引き込むための引き込み幅が狭くなる。そのた
め、引き込み幅の広いロゼツトスキヤン追尾方式
が注目されているが、復調器はこれまでデイジタ
ル方式で作られるため、まだ装置は高価で、低雑
音のものは製作に困難を伴なうのが実情である。
したがつてアナログ方式の簡易で、低雑音のもの
が現在も要求されている。
(3) 従来技術とその一般的問題点
ロゼツトスキヤンアンテナあるいは光学系が作
り出すロゼツトパターンの一例を第１図に示す。
第１図の１９は12弁のロゼツトパターンである。
円で囲まれた部分２０は捜索角である。ロゼツト
パターン上の点Ｐに目標があると、第２図のよう
にロゼツトスキヤン変調器のビデオ信号２３にお
いて時間ｔにて目標を検知する。第２図の縦軸２
１は目標の強度であり、横軸２２は時間である。
これがロゼツトスキヤン変調器の基本的な機能で
ある。さらに詳細に説明する。
り出すロゼツトパターンの一例を第１図に示す。
第１図の１９は12弁のロゼツトパターンである。
円で囲まれた部分２０は捜索角である。ロゼツト
パターン上の点Ｐに目標があると、第２図のよう
にロゼツトスキヤン変調器のビデオ信号２３にお
いて時間ｔにて目標を検知する。第２図の縦軸２
１は目標の強度であり、横軸２２は時間である。
これがロゼツトスキヤン変調器の基本的な機能で
ある。さらに詳細に説明する。
ロゼツトスキヤン変調器はたとえば、ミリ波で
は２つのアンテナを、光ではレンズ、プリズムあ
るいは凹面鏡等の２個を逆方向に異なる角速度
ω1、ω2で回転させて、ロゼツトパターンを作つ
ている。ロゼツトパターンが２つのレンズ、プリ
ズムあるいは凹面鏡を回転してつくられることの
原理的意味を説明する。ロゼツトパターン上の点
Ｐの座標（ｘ、ｙ）は、下記のように表現でき
る。
は２つのアンテナを、光ではレンズ、プリズムあ
るいは凹面鏡等の２個を逆方向に異なる角速度
ω1、ω2で回転させて、ロゼツトパターンを作つ
ている。ロゼツトパターンが２つのレンズ、プリ
ズムあるいは凹面鏡を回転してつくられることの
原理的意味を説明する。ロゼツトパターン上の点
Ｐの座標（ｘ、ｙ）は、下記のように表現でき
る。
ｘ＝−φsinω1＋ω2／２ｔ・cosω1−ω2／２ｔ
＝φ／２（sinω2t＋sinω1t） …(1)
ｙ＝−φsinω1＋ω2／２ｔ・sinω1−ω2／２ｔ
＝φ／２（cosω2t−cosω1t） …(2)
第１図はφ＝１、ω2＝５、ω1＝７として、式
(1)、(2)を用い計算機により描いたものである。
(1)、(2)を用い計算機により描いたものである。
第１図のパターン上の目標があると、第２図の
ようなビデオ信号２３を生ずる。ビデオ信号２３
から時間ｔを正確に求めようとすると、立ち上が
りの鋭いパルス信号から時間ｔを求める必要があ
り、復調回路は広帯域になり、信号対雑音比は悪
くなる。このようにして求めた時間ｔを式(1)、(2)
に代入して目標Ｐの位置（ｘ、ｙ）を求める。こ
のように、従来の追尾装置、モノパルス追尾装置
あるいはレテイクル追尾装置と比べて、ロゼツト
スキヤン追尾装置は格段に複雑である。
ようなビデオ信号２３を生ずる。ビデオ信号２３
から時間ｔを正確に求めようとすると、立ち上が
りの鋭いパルス信号から時間ｔを求める必要があ
り、復調回路は広帯域になり、信号対雑音比は悪
くなる。このようにして求めた時間ｔを式(1)、(2)
に代入して目標Ｐの位置（ｘ、ｙ）を求める。こ
のように、従来の追尾装置、モノパルス追尾装置
あるいはレテイクル追尾装置と比べて、ロゼツト
スキヤン追尾装置は格段に複雑である。
(4) 従来技術の具体的な問題点
第３図はミリ波用のロゼツトスキヤン受信機の
従来例である。ロゼツトスキヤンアンテナ３１で
は第１図のようなロゼツトパターンを作つて目標
付近を捜索している。アンテナへの入力信号３０
があれば、アンテナ３１の出力は、局部発振器３
６、ミキサ３２によつて中間周波に変換され、中
間周波増幅器３３によつて増幅され、振幅検波器
３４によつてビデオ信号になる。そして、ビデオ
信号３５は第２図のビデオ信号２３を出力し、デ
イジタル復調器３８に加える。一方、ロゼツトス
キヤンアンテナ３１を回転している２つの軸から
回転に同期した信号４１，４２を得て基準信号発
生器３７により復調に必要な同期信号３９を取り
出し、デイジタル復調器３８にて式(1)、(2)を演算
して方位角誤差信号２５と高低角誤差信号２６を
取り出す。
従来例である。ロゼツトスキヤンアンテナ３１で
は第１図のようなロゼツトパターンを作つて目標
付近を捜索している。アンテナへの入力信号３０
があれば、アンテナ３１の出力は、局部発振器３
６、ミキサ３２によつて中間周波に変換され、中
間周波増幅器３３によつて増幅され、振幅検波器
３４によつてビデオ信号になる。そして、ビデオ
信号３５は第２図のビデオ信号２３を出力し、デ
イジタル復調器３８に加える。一方、ロゼツトス
キヤンアンテナ３１を回転している２つの軸から
回転に同期した信号４１，４２を得て基準信号発
生器３７により復調に必要な同期信号３９を取り
出し、デイジタル復調器３８にて式(1)、(2)を演算
して方位角誤差信号２５と高低角誤差信号２６を
取り出す。
第４図に光のロゼツトスキヤン受信機の従来例
を示す。第３図と異なるのは、ロゼツトスキヤン
アンテナ３１がロゼツトスキヤン光学系４５に変
わり、ミキサ３２は光検知器４６に変わることで
あり、その他は第３図と基本的に変わるところは
ない。
を示す。第３図と異なるのは、ロゼツトスキヤン
アンテナ３１がロゼツトスキヤン光学系４５に変
わり、ミキサ３２は光検知器４６に変わることで
あり、その他は第３図と基本的に変わるところは
ない。
ところで、第３図及び第４図に示したように従
来のロゼツトスキヤン受信機において、式(1)、(2)
によつて時間ｔから方位角ｘ、ｙを解くために
は、アナログ方式ではsin（ ）、cos（ ）の高速
演算が、難しく、従つて(1)、(2)の演算はデイジタ
ル方式で行なわれていることが多い。そのために
時刻ｔを正確に計測する必要があるが、目標が小
さく、従つて第２図の目標を検知したときのビデ
オ信号２３のパルス幅が非常に狭いときには、第
２図の時間ｔを正確に測定できるが、目標と受信
機の距離が短い場合や目標が比較的大きい場合な
どは、たとえば第２図のビデオ信号２３のパルス
幅は広がるために、パルスの中心付近の時間ｔを
測定する必要があるため、具体的な装置は複雑と
なる。また、デイジタル方式では、量子化誤差に
よる雑音を除くことが出来ない。
来のロゼツトスキヤン受信機において、式(1)、(2)
によつて時間ｔから方位角ｘ、ｙを解くために
は、アナログ方式ではsin（ ）、cos（ ）の高速
演算が、難しく、従つて(1)、(2)の演算はデイジタ
ル方式で行なわれていることが多い。そのために
時刻ｔを正確に計測する必要があるが、目標が小
さく、従つて第２図の目標を検知したときのビデ
オ信号２３のパルス幅が非常に狭いときには、第
２図の時間ｔを正確に測定できるが、目標と受信
機の距離が短い場合や目標が比較的大きい場合な
どは、たとえば第２図のビデオ信号２３のパルス
幅は広がるために、パルスの中心付近の時間ｔを
測定する必要があるため、具体的な装置は複雑と
なる。また、デイジタル方式では、量子化誤差に
よる雑音を除くことが出来ない。
(5) 本発明の目的
本発明は、ミリ波及び光用のロゼツトスキヤン
変調器の出力信号として得られるビデオ信号から
目標の方位角誤差信号及び高低角誤差信号を復調
するための、簡易で信号対雑音比にすぐれたロゼ
ツトスキヤン復調器を得ることを目的とする。
変調器の出力信号として得られるビデオ信号から
目標の方位角誤差信号及び高低角誤差信号を復調
するための、簡易で信号対雑音比にすぐれたロゼ
ツトスキヤン復調器を得ることを目的とする。
(6) 本発明構成の要点
第７図及び第８図の本発明の実施例の構成にお
いて、ロゼツトスキヤンアンテナ３１あるいはロ
ゼツトスキヤン光学系４５は２つの角速度ω1、
ω2で逆方向に回転しているので２つの回転軸に
取り付けた発電機により次の基準信号４１，４２
を取り出す事ができる。
いて、ロゼツトスキヤンアンテナ３１あるいはロ
ゼツトスキヤン光学系４５は２つの角速度ω1、
ω2で逆方向に回転しているので２つの回転軸に
取り付けた発電機により次の基準信号４１，４２
を取り出す事ができる。
基準信号４１…S1＝sinω1t …(3)
基準信号４２…S2＝cosω2t …(4)
ただし、ω1、ω2は正とする。式(3)、(4)の信号
から掛算器８７により 基準信号…S3＝sin（ω1＋ω2）ｔ …(5) 基準信号…S4＝sin（ω1−ω2）ｔ …(6) の基準信号を作ることができる。また、式(5)、(6)
の基準信号６１，６２を1/2分周器８８，８９に
通すと、第１分周器出力９０として S5＝sinω1＋ω2／２ｔ …(7) 第２分周器出力９１として S6＝sinω1−ω2／２ｔ …(8) が得られる。さらに式(8)の信号を第１（π／２）
移相器９６に通すと、 S7＝cosω1−ω2／２ｔ …(9) の基準信号S7を作ることができる。式(7)、(8)は本
復調器の同期検波回路９７の第２基準信号８１を
作る信号になり、式(7)、(9)は同期検波回路９７の
第３基準信号８２を作る信号となる。
から掛算器８７により 基準信号…S3＝sin（ω1＋ω2）ｔ …(5) 基準信号…S4＝sin（ω1−ω2）ｔ …(6) の基準信号を作ることができる。また、式(5)、(6)
の基準信号６１，６２を1/2分周器８８，８９に
通すと、第１分周器出力９０として S5＝sinω1＋ω2／２ｔ …(7) 第２分周器出力９１として S6＝sinω1−ω2／２ｔ …(8) が得られる。さらに式(8)の信号を第１（π／２）
移相器９６に通すと、 S7＝cosω1−ω2／２ｔ …(9) の基準信号S7を作ることができる。式(7)、(8)は本
復調器の同期検波回路９７の第２基準信号８１を
作る信号になり、式(7)、(9)は同期検波回路９７の
第３基準信号８２を作る信号となる。
目標の大きさを半径ｒの小さな円目標５１のモ
デルとして本復調器の原理を説明する。第１図の
中心付近を直線で近似し、第５図のようにビーム
が目標を横切る場合について考える。第５図の矢
印の１〜１２の番号は、目標を通過する方向と順
番を示している。またこの場合は目標５１の位置
と基準軸は一致しており、方位角誤差信号２５及
び高低角誤差信号２６はいずれも零である。
デルとして本復調器の原理を説明する。第１図の
中心付近を直線で近似し、第５図のようにビーム
が目標を横切る場合について考える。第５図の矢
印の１〜１２の番号は、目標を通過する方向と順
番を示している。またこの場合は目標５１の位置
と基準軸は一致しており、方位角誤差信号２５及
び高低角誤差信号２６はいずれも零である。
第６図はさらに第５図を拡大したものである。
ただし、目標の位置Ａ（ａ、ｂ）と基準軸Ｏが一
致していない場合を示す。第６図の物理的意味に
ついて説明する。Ｏは追尾系の基準軸であり、そ
の座標の原点である。Ａは円目標の中心位置
（ａ、ｂ）である。Ｃ，Ｄはビームが円目標を横
切る点である。ＢはＡからCDに下ろした垂線の
足である。従つてΔABCとΔABDは合同である。
スキヤン信号がｘ軸からθだけ回転し、かつ第２
象限から第24象限へ向けて通過した例である。第
６図で＝ｍ、＝ｌ、＝＝ｒ、＝
ｈとする。変調器のビデオ出力としては間で
１、それ以外では０というような２値信号を検出
する。この復調器では−という演算を実施
する。＝であるので −＝2l …(10) となり、式(10)は目標の大きさｒ、切辺2m等に関
係なくなり、ｌだけに注目すれば良いことがわか
る。第６図から基準軸Ｏを通る直線を次のように
定めることができる。
ただし、目標の位置Ａ（ａ、ｂ）と基準軸Ｏが一
致していない場合を示す。第６図の物理的意味に
ついて説明する。Ｏは追尾系の基準軸であり、そ
の座標の原点である。Ａは円目標の中心位置
（ａ、ｂ）である。Ｃ，Ｄはビームが円目標を横
切る点である。ＢはＡからCDに下ろした垂線の
足である。従つてΔABCとΔABDは合同である。
スキヤン信号がｘ軸からθだけ回転し、かつ第２
象限から第24象限へ向けて通過した例である。第
６図で＝ｍ、＝ｌ、＝＝ｒ、＝
ｈとする。変調器のビデオ出力としては間で
１、それ以外では０というような２値信号を検出
する。この復調器では−という演算を実施
する。＝であるので −＝2l …(10) となり、式(10)は目標の大きさｒ、切辺2m等に関
係なくなり、ｌだけに注目すれば良いことがわか
る。第６図から基準軸Ｏを通る直線を次のように
定めることができる。
ｙ＝cx …(11)
ただし
ｃ＝tanθ …(12)
である。ABを通る直線はｙ＝cxと直交し点
（ａ、ｂ）を通過するから ｙ＝−ｘ／ｃ＋cb＋ａ／ｃ…（13） となる。
（ａ、ｂ）を通過するから ｙ＝−ｘ／ｃ＋cb＋ａ／ｃ…（13） となる。
２直線の交点Ｂの座標（bx、by）は式(11)、
（13）を解いて （bx、by）＝｛cb＋ａ／c2＋１、ｃ（bc＋ａ）
／c2＋１｝ …（14） となる。したがつての距離ｌは ｌ＝｜cb＋ａ｜／（c2＋１）1/2 …（15） となる。
（13）を解いて （bx、by）＝｛cb＋ａ／c2＋１、ｃ（bc＋ａ）
／c2＋１｝ …（14） となる。したがつての距離ｌは ｌ＝｜cb＋ａ｜／（c2＋１）1/2 …（15） となる。
cb＋ａ＞０ …（16）
とし、式(12)を使えば
ｌ＝btanθ＋ａ／（tan2θ＋１）1/2＝√2＋2cos（
θ−tan-1 ｂ／ａ） …（17） となる。式（17）は目標Ａの位置（ａ、ｂ）だけ
の関数である。式（17）で得られる信号はコニカ
ルスキヤン変調器あるいは光学方式で良く使用さ
れるレテイクル変調器等で得られる信号と同じで
あり、角周波数（ω1＋ω2）／２である基準信号
でビデオ信号を同期検波したものに相当する。式
（17）のθは θ＝ω1−ω2／２ …（18） で置き換えられる。
θ−tan-1 ｂ／ａ） …（17） となる。式（17）は目標Ａの位置（ａ、ｂ）だけ
の関数である。式（17）で得られる信号はコニカ
ルスキヤン変調器あるいは光学方式で良く使用さ
れるレテイクル変調器等で得られる信号と同じで
あり、角周波数（ω1＋ω2）／２である基準信号
でビデオ信号を同期検波したものに相当する。式
（17）のθは θ＝ω1−ω2／２ …（18） で置き換えられる。
式(8)、(9)の２つの直交した信号S6、S7を用いて
同期検波回路９７にて同期検波すると となり式（19）は方位角誤差信号２５（Az）及
び高低角誤差信号２６（El）が第６図の基準軸Ｏ
からの目標Ａの位置（ａ、ｂ）を示していること
が判る。ただし は１周期の平均を表わす。これ
までの説明では基準信号の基本波の角周波数が
（ω1＋ω2）／２である基準信号による同期検波と
基準信号の基本波の角周波数が（ω1−ω2）／２
である基準信号による同期検波を別々に説明して
来たが、一度に同期検波することもできる。ビデ
オ信号７１をＶ（ｔ）で表わすと、方位角誤差信
号２５（Az）及び高低角誤差信号２６（El）は
下記のように書ける。
同期検波回路９７にて同期検波すると となり式（19）は方位角誤差信号２５（Az）及
び高低角誤差信号２６（El）が第６図の基準軸Ｏ
からの目標Ａの位置（ａ、ｂ）を示していること
が判る。ただし は１周期の平均を表わす。これ
までの説明では基準信号の基本波の角周波数が
（ω1＋ω2）／２である基準信号による同期検波と
基準信号の基本波の角周波数が（ω1−ω2）／２
である基準信号による同期検波を別々に説明して
来たが、一度に同期検波することもできる。ビデ
オ信号７１をＶ（ｔ）で表わすと、方位角誤差信
号２５（Az）及び高低角誤差信号２６（El）は
下記のように書ける。
ただし
Sign（ｘ）＝１ ｘ＞０
０ ｘ＝０
−１ ｘ＜０ …（21）
である。これまでの本発明の原理的説明から本復
調器はコニカルスキヤン方式及びレテイクル方式
と比べてみても全く異なることがわかる。
調器はコニカルスキヤン方式及びレテイクル方式
と比べてみても全く異なることがわかる。
(7) 本発明の実施例
第７図はミリ波用のロゼツトスキヤン復調器で
あつて、本発明の第１実施例である。入力信号３
０はロゼツトスキヤンアンテナ３１によつて復調
され、局部発振器３６、ミキサ３２によつて、中
間周波数に落とされ、中間周波増幅器３３によつ
て増幅され、振幅検波器３４によつて検波され
る。検波により得られたビデオ信号はビデオ増幅
器３５によつて増幅されビデオ信号７１が得られ
る。
あつて、本発明の第１実施例である。入力信号３
０はロゼツトスキヤンアンテナ３１によつて復調
され、局部発振器３６、ミキサ３２によつて、中
間周波数に落とされ、中間周波増幅器３３によつ
て増幅され、振幅検波器３４によつて検波され
る。検波により得られたビデオ信号はビデオ増幅
器３５によつて増幅されビデオ信号７１が得られ
る。
一方、ロゼツトスキヤンアンテナ３１の２つの
回転している軸に取りつけた発電機から回転に同
期した式(3)、(4)に相当する２つの基準信号４１，
４２を取り出し、第１掛算器８７によつて、式
(5)、(6)の２つの基準信号６１，６２を得る。さら
に基準信号６１からは第１（1/2）分周器８８によ
つて式(7)に相当する第１分周器出力９０が作られ
る。掛算器８７によつて得られる低い周波数の基
準信号６２を第２（1/2）分周器８９で分周するこ
とによつて式(8)に相当する第２分周出力信号９１
が得られる。第１分周器出力９０と第２分周器出
力９１とを第３掛算器１０２に入力すると第３掛
算器出力として下記の信号を得ることができる。
回転している軸に取りつけた発電機から回転に同
期した式(3)、(4)に相当する２つの基準信号４１，
４２を取り出し、第１掛算器８７によつて、式
(5)、(6)の２つの基準信号６１，６２を得る。さら
に基準信号６１からは第１（1/2）分周器８８によ
つて式(7)に相当する第１分周器出力９０が作られ
る。掛算器８７によつて得られる低い周波数の基
準信号６２を第２（1/2）分周器８９で分周するこ
とによつて式(8)に相当する第２分周出力信号９１
が得られる。第１分周器出力９０と第２分周器出
力９１とを第３掛算器１０２に入力すると第３掛
算器出力として下記の信号を得ることができる。
S10＝sin（ω1＋ω2／２ｔ）・sin（ω1−ω2／２ｔ）
…（22）
第１（π／２）移相器９６の出力として次の信
号を得る。
号を得る。
S7＝cosω1−ω2／２ｔ …（23）
第１分周器出力９０（S5）と第１（π／２）移
相器９６の出力S7を第４掛算器１０３に入力する
と、第４掛算器の出力として次の信号を得る。
相器９６の出力S7を第４掛算器１０３に入力する
と、第４掛算器の出力として次の信号を得る。
S11＝sin（ω1＋ω2／２ｔ）・cos（ω1−ω2／２ｔ）
…（24）
第３掛算器１０２の出力S10は波形整形回路９
５を通過し、第２基準信号８１となる。この信号
８１は下記のように書ける。
５を通過し、第２基準信号８１となる。この信号
８１は下記のように書ける。
S12＝Sign｛sin（ω1＋ω2／２ｔ）・sin（ω1−ω2／
２ｔ）｝ …（25） 第４掛算器出力S11は波形整形回路９５を通過
し、第３基準信号８２となる。この信号８２は下
記のように書ける。
２ｔ）｝ …（25） 第４掛算器出力S11は波形整形回路９５を通過
し、第３基準信号８２となる。この信号８２は下
記のように書ける。
S13＝Sign｛sin（ω1＋ω2／２ｔ）・cos（ω1−ω2／
２ｔ）｝ …（26） このようにして得られた第２基準信号８１及び
第３基準信号８２を用いてビデオ信号７１を同期
検波回路９７によつて同期検波をすると方位角誤
差信号２５と高低角誤差信号２６を生じる。
２ｔ）｝ …（26） このようにして得られた第２基準信号８１及び
第３基準信号８２を用いてビデオ信号７１を同期
検波回路９７によつて同期検波をすると方位角誤
差信号２５と高低角誤差信号２６を生じる。
以上説明したように上記第１実施例によれば、
本発明構成の要点として述べたように、目標から
の電磁波をロゼツトスキヤンアンテナ３１にて受
信し検波して得られたビデオ信号７１と、ロゼツ
トスキヤンアンテナ３１を回転させている２つの
軸から同期して得られる２つの角周波数（ω1、
ω2）から基本波の角周波数が（ω1＋ω2）／２と
（ω1−ω2）／２との２つの基準信号の積の形の２
つの直交する基準信号により同期検波して方位角
誤差信号２５及び高低角誤差信号２６を取り出す
ことができる。
本発明構成の要点として述べたように、目標から
の電磁波をロゼツトスキヤンアンテナ３１にて受
信し検波して得られたビデオ信号７１と、ロゼツ
トスキヤンアンテナ３１を回転させている２つの
軸から同期して得られる２つの角周波数（ω1、
ω2）から基本波の角周波数が（ω1＋ω2）／２と
（ω1−ω2）／２との２つの基準信号の積の形の２
つの直交する基準信号により同期検波して方位角
誤差信号２５及び高低角誤差信号２６を取り出す
ことができる。
第８図は光用のロゼツトスキヤン復調器であつ
て本発明の第２実施例である。従来例である第４
図及び第１実施例である第７図と異なる部分につ
いてのみ説明すれば充分であるから相違点につい
てのみ述べる。この第８図の構成では、入力信号
３０はロゼツトスキヤン光学系４５に入力され、
ここで変調され、光検知器４６で検知された後、
ビデオ増幅器３５で増幅される。得られたビデオ
信号は同期検波回路９７に加えられる。一方、ロ
ゼツトスキヤン光学系４５の２つの回転している
軸に取りつけた発電機から回転に同期した式(3)、
(4)に相当する２つの基準信号４１，４２を取り出
し、第２（π／２）移相器１１５及び第３（π／
２）移相器１１６に加える。これにより信号４
１，４２はそれぞれ次のようになる。
て本発明の第２実施例である。従来例である第４
図及び第１実施例である第７図と異なる部分につ
いてのみ説明すれば充分であるから相違点につい
てのみ述べる。この第８図の構成では、入力信号
３０はロゼツトスキヤン光学系４５に入力され、
ここで変調され、光検知器４６で検知された後、
ビデオ増幅器３５で増幅される。得られたビデオ
信号は同期検波回路９７に加えられる。一方、ロ
ゼツトスキヤン光学系４５の２つの回転している
軸に取りつけた発電機から回転に同期した式(3)、
(4)に相当する２つの基準信号４１，４２を取り出
し、第２（π／２）移相器１１５及び第３（π／
２）移相器１１６に加える。これにより信号４
１，４２はそれぞれ次のようになる。
S8＝sinω2t …（27）
S9＝−cosω1t …（28）
第１加算器出力S14は第２（π／２）移相器出力
と基準信号４１とを第１加算器１１０により加算
したものであるので次のように書ける。
と基準信号４１とを第１加算器１１０により加算
したものであるので次のように書ける。
S14＝sinω1t＋sinω2t …（29）
第２加算器出力S15は第３（π／２）移相器出力
と基準信号４２とを第２加算器１１１により加算
したものであるので、次のように書ける。
と基準信号４２とを第２加算器１１１により加算
したものであるので、次のように書ける。
S15＝cosω2t−cosω1t …（30）
第１加算器出力S14は波形整形回路１０１によ
つて波形整形されて第２基準信号８１（S12）を
得る。
つて波形整形されて第２基準信号８１（S12）を
得る。
S12＝Sign｛−sin（ω1＋ω2／２ｔ）・sin（ω1−ω2
／２ｔ）｝ …（31） 第２加算器出力S15は波形整形回路１０１によ
つて波形整形されて第２基準信号８２（S13）を
得る。
／２ｔ）｝ …（31） 第２加算器出力S15は波形整形回路１０１によ
つて波形整形されて第２基準信号８２（S13）を
得る。
S13＝Sign｛−sin（ω1＋ω2／２ｔ）・cos（ω1−ω2
／２ｔ）｝ …（32） (8) 実施例の補足説明 (a) これまで目標は広がりがあり、ロゼツトパタ
ーンの線は非常に細い場合について説明した。
その逆にアンテナのビーム幅あるいは光学系の
視野角が広がつており、目標が点電波源あるい
は点光源の場合にもこれまでの式を用いた説明
はそのまま正当化できるので、これまでの説明
が実用性を懸念させることはない。
／２ｔ）｝ …（32） (8) 実施例の補足説明 (a) これまで目標は広がりがあり、ロゼツトパタ
ーンの線は非常に細い場合について説明した。
その逆にアンテナのビーム幅あるいは光学系の
視野角が広がつており、目標が点電波源あるい
は点光源の場合にもこれまでの式を用いた説明
はそのまま正当化できるので、これまでの説明
が実用性を懸念させることはない。
(b) 復調の原理を説明するのに、目標モデルを円
形で説明したが、実際のモデル、航空機、船
舶、車両等はもちろん円形でないが、式(10)の演
算が示すように目標の中心付近を追尾するの
で、実用性については何ら問題はない。
形で説明したが、実際のモデル、航空機、船
舶、車両等はもちろん円形でないが、式(10)の演
算が示すように目標の中心付近を追尾するの
で、実用性については何ら問題はない。
(c) 第１図のロゼツトパターンはゼツトスキヤン
変調器の２つの回転している軸が７対５の割合
で同期して回転している例である。復調原理の
説明に使用した式(1)〜（17）が示すようにその
回転している２つの軸が同期している必要はな
い。第８図及び第９図の実施例では非同期の場
合について説明したが、同期の場合は４１ある
いは４２の１つの基準信号から容易に基準信号
８１，８２を作ることができて復調器はさらに
簡単になる。
変調器の２つの回転している軸が７対５の割合
で同期して回転している例である。復調原理の
説明に使用した式(1)〜（17）が示すようにその
回転している２つの軸が同期している必要はな
い。第８図及び第９図の実施例では非同期の場
合について説明したが、同期の場合は４１ある
いは４２の１つの基準信号から容易に基準信号
８１，８２を作ることができて復調器はさらに
簡単になる。
(d) ロゼツトスキヤンアンテナあるいはロゼツト
スキヤン光学系の２つの逆回転している角速度
ω1、ω2は正として説明してきたが、右廻り、
左廻りが当然許されるからω1、ω2は正負を取
る。その場合でももちろんこの復調器は成立す
る。
スキヤン光学系の２つの逆回転している角速度
ω1、ω2は正として説明してきたが、右廻り、
左廻りが当然許されるからω1、ω2は正負を取
る。その場合でももちろんこの復調器は成立す
る。
(e) これまでの説明の中に使用した、方位角誤差
信号及び高低角誤差信号などの信号は実際のハ
ードウエア上では信号は電圧と同一の意味を持
つている。したがつて信号という意味は電圧あ
るいは電流の正規化した量あるいはデイジタル
化した量など広い意味を持つ。
信号及び高低角誤差信号などの信号は実際のハ
ードウエア上では信号は電圧と同一の意味を持
つている。したがつて信号という意味は電圧あ
るいは電流の正規化した量あるいはデイジタル
化した量など広い意味を持つ。
(9) 本発明の効果
(a) 方位角誤差信号及び高低角誤差信号を取り出
すのに、目標信号を検知する時間を計測して
sin（ ）及びcos（ ）の演算をする従来方式に
比べて、本発明は狭帯域のアナログ方式であ
り、量子化誤差もないので信号対雑音比におい
てすぐれている。
すのに、目標信号を検知する時間を計測して
sin（ ）及びcos（ ）の演算をする従来方式に
比べて、本発明は狭帯域のアナログ方式であ
り、量子化誤差もないので信号対雑音比におい
てすぐれている。
(b) 第６図の目標の拡がりの大きさは式(10)が示す
ように目標の方位角誤差及び高低角誤差信号に
関係しない。したがつて復調器への入力信号の
ビデオ信号は目標の信号強度に無関係に、２値
で良く、アナログ方式でありながら自動利得制
御回路が不要であるなど、極めて簡易な復調器
である。
ように目標の方位角誤差及び高低角誤差信号に
関係しない。したがつて復調器への入力信号の
ビデオ信号は目標の信号強度に無関係に、２値
で良く、アナログ方式でありながら自動利得制
御回路が不要であるなど、極めて簡易な復調器
である。
(c) 現在のところ、デイジタル方式に比べて格段
に安価である。
に安価である。
第１図はロゼツトスキヤンアンテナ又は光学系
が作り出すロゼツトパターンの１例を示す説明
図、第２図はロゼツトスキヤン変調器が目標を検
知したときに得られるビデオ信号の１例を示す説
明図、第３図はミリ波用のロゼツトスキヤン受信
機の従来例を示すブロツク図、第４図は光用のロ
ゼツトスキヤン受信機の従来例を示すブロツク
図、第５図はロゼツトパターンの中心に広がりの
ある円形目標があるとき、ロゼツトスキヤンアン
テナ又は光学系の細いビームの先端が通過する順
番を示した説明図、第６図は本発明の復調器の原
理を説明するのに使用するための説明図で目標が
アンテナあるいは光学系の基準軸から（ａ、ｂ）
だけずれているときのモデル、第７図はミリ波用
ロゼツトスキヤン復調器であつて本発明の第１実
施例を示すブロツク図、第８図は光用のロゼツト
スキヤン復調器であつて本発明の第２実施例を示
すブロツク図である。 １〜１２……順番、１９……ロゼツトパター
ン、２０……捜索角、２１……目標の強度、２２
……時間、２３……ビデオ信号、２５……方位角
誤差信号、２６……高低角誤差信号、３０……入
力信号、３１……ロゼツトスキヤンアンテナ、３
２……ミキサ、３３……中間周波増幅器、３４…
…振幅検波器、３５……ビデオ増幅器、３６……
局部発振器、３９……同期信号、４１，４２……
基準信号、４５……ロゼツトスキヤン光学系、４
６……光検知器、５１……円目標、６１，６２，
６３……基準信号、７１……ビデオ信号、８１…
…第２基準信号、８２……第３基準信号、８７…
…第１掛算器、８８……第１（1/2）分周器、８９
……第２（1/2）分周器、９０……第１分周器出
力、９１……第２分周器出力、９５……波形整形
回路、９６……第１（π／２）移相器、９７……
同期検波回路、１０１……波形整形回路、１０２
……第３掛算器、１０３……第４掛算器、１１０
……第１加算器、１１１……第２加算器、１１５
……第２（π／２）移相器、１１６……第３（π／
２）移相器。
が作り出すロゼツトパターンの１例を示す説明
図、第２図はロゼツトスキヤン変調器が目標を検
知したときに得られるビデオ信号の１例を示す説
明図、第３図はミリ波用のロゼツトスキヤン受信
機の従来例を示すブロツク図、第４図は光用のロ
ゼツトスキヤン受信機の従来例を示すブロツク
図、第５図はロゼツトパターンの中心に広がりの
ある円形目標があるとき、ロゼツトスキヤンアン
テナ又は光学系の細いビームの先端が通過する順
番を示した説明図、第６図は本発明の復調器の原
理を説明するのに使用するための説明図で目標が
アンテナあるいは光学系の基準軸から（ａ、ｂ）
だけずれているときのモデル、第７図はミリ波用
ロゼツトスキヤン復調器であつて本発明の第１実
施例を示すブロツク図、第８図は光用のロゼツト
スキヤン復調器であつて本発明の第２実施例を示
すブロツク図である。 １〜１２……順番、１９……ロゼツトパター
ン、２０……捜索角、２１……目標の強度、２２
……時間、２３……ビデオ信号、２５……方位角
誤差信号、２６……高低角誤差信号、３０……入
力信号、３１……ロゼツトスキヤンアンテナ、３
２……ミキサ、３３……中間周波増幅器、３４…
…振幅検波器、３５……ビデオ増幅器、３６……
局部発振器、３９……同期信号、４１，４２……
基準信号、４５……ロゼツトスキヤン光学系、４
６……光検知器、５１……円目標、６１，６２，
６３……基準信号、７１……ビデオ信号、８１…
…第２基準信号、８２……第３基準信号、８７…
…第１掛算器、８８……第１（1/2）分周器、８９
……第２（1/2）分周器、９０……第１分周器出
力、９１……第２分周器出力、９５……波形整形
回路、９６……第１（π／２）移相器、９７……
同期検波回路、１０１……波形整形回路、１０２
……第３掛算器、１０３……第４掛算器、１１０
……第１加算器、１１１……第２加算器、１１５
……第２（π／２）移相器、１１６……第３（π／
２）移相器。
Claims (1)
- １ 目標からの電磁波をロゼツトスキヤンアンテ
ナにて受信し検波しあるいは目標からの光をロゼ
ツトスキヤン光学系にて受光し検知してビデオ信
号を得て、前記ロゼツトスキヤンアンテナあるい
は前記ロゼツトスキヤン光学系を回転させている
２つの軸に同期して得られる２つの角周波数
（ω1、ω2）から基本波の角周波数が（ω1＋
ω2）／２と（ω1−ω2）／２との２つの基準信号
の積の形の直交した基準信号を作成し、それらの
直交した基準信号により前記ビデオ信号をれぞれ
同期検波して前記目標位置の誤差信号を取り出す
ことを特徴とするロゼツトスキヤン復調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18788282A JPS5977372A (ja) | 1982-10-26 | 1982-10-26 | ロゼツトスキヤン復調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18788282A JPS5977372A (ja) | 1982-10-26 | 1982-10-26 | ロゼツトスキヤン復調器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5977372A JPS5977372A (ja) | 1984-05-02 |
| JPH0130432B2 true JPH0130432B2 (ja) | 1989-06-20 |
Family
ID=16213848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18788282A Granted JPS5977372A (ja) | 1982-10-26 | 1982-10-26 | ロゼツトスキヤン復調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5977372A (ja) |
-
1982
- 1982-10-26 JP JP18788282A patent/JPS5977372A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5977372A (ja) | 1984-05-02 |
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