JPH0153431B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明はロランＣ信号の特定位相を追尾する
装置に関する。 ロランＣ信号は、周知のように、100kHz搬送
波がパルス変調されて形成されており、ロランＣ
受信機は受信機内部で生成した同期パルスをパル
ス変調された搬送波の特定位相に同期させるよう
になされている。この特定位相は、周知のよう
に、信号のＳ／Ｎ比、空間波の影響等を考慮して
ロランパルス立上り部における搬送波の３サイク
ル目位置に設定されている。 ロランＣ信号と同期パルスとの同期はロランＣ
信号のＳ／Ｎ比によつて影響され、例えば、遠距
離位置においてＳ／Ｎ比が極めて悪い場合は、上
記３サイクル目位置における同期を保持すること
ができない。 ところで、ロランＣ搬送波はパルス変調波の立
上り時の包絡線に従つて振巾が徐々に大きくな
る。従つて、ロランＣ信号のＳ／Ｎ比が比較的悪
い場合でも、ロランＣ搬送波の４サイクル目、あ
るいは５サイクル目位置は搬送波の振巾が比較的
大きいため、３サイクル目位置で同期が不能の場
合でも４サイクル目あるいは５サイクル目位置で
は同期が可能である。 この発明は、上記に基づいて、ロランＣ信号の
Ｓ／Ｎ比が一定以上に悪くなつたときは、同期精
度が若干悪くなるが、同期パルスの同期位置を４
サイクル目あるいは５サイクル目位置に変更して
同期動作を行ない、Ｓ／Ｎ比が良好な状態にもど
つたときは同期位置を３サイクル目位置に復帰さ
せるものである。さらに、３サイクル位置から４
サイクルあるいは５サイクル位置への同期位置の
変更さらに３サイクル位置への復帰等をロランＣ
信号のＳ／Ｎ比に応じて自動的に行なわせること
も可能な装置を実現する。 以下この発明の実施例に基づいて説明する。 第１図において、１は基準となる高周波パルス
列を送出する基準パルス列送出回路で、送出され
るパルス列は分周回路２へ送出されて受信するロ
ランＣパルスのくり返し周期と同周期になるまで
分周される。分周回路２で分周されたパルス列は
同期パルス生成回路３へ送出されて同期パルスが
生成される。 同期パルス生成回路３はロランＣ信号すなわち
ロランＣ搬送波に同期させるパルス波を生成する
もので、上記の分周パルスに基づいて、第２図
b₁，b₂，b₃，b₄に示すような同期パルスをロラン
Ｃパルスと同じくり返し周期で生成する。又、同
期パルスb₁，b₂，b₃，b₄はロランＣ搬送波と同じ
周期10μsec間隔で生成される。そして、この同期
パルスb₁，b₂，b₃，b₄はＳ／Ｎ検出パルス生成回
路４へ送出されると同時に、切換回路５へも送出
される。切換回路５は後述の論理回路６に基づい
て同期パルスb₁，b₂，b₃，b₄のうちからいずれか
の同期パルスを切換えて選択する。他方、Ｓ／Ｎ
検出パルス生成回路４は同期パルスb₁，b₂，b₃，
b₄に基づいてそれぞれの同期パルスに対応する
Ｓ／Ｎ検出パルスb₁，b₂，b₃，b₄をそれぞれ生成
する。Ｓ／Ｎ検出パルスc₁，c₂，c₃，c₄の各々は
それぞれが対応する同期パルスb₁，b₂，b₃，b₄に
比して2.5μsecだけ遅ねて生成される。Ｓ／Ｎ検
出パルスc₁，c₂，c₃，c₄の各々はサンプリング回
路７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄの各々に別個に導かれ
る。サンプリング回路７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄの
各々は受信増巾器８から送出されるロランＣ信号
（第２図ａ）の波高値をサンプリングする。それ
ぞれのサンプリング結果は可逆カウンター９Ａ，
９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの各々へ送出される。サンプリ
ング回路７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄの各々はロラン
Ｃ信号のサンプリング値が高レベルのときそれぞ
れの可逆カウンターへ加算パルスを送出する。逆
に、サンプリング値が低レベルのときは減算パル
スをそれぞれの可逆カウンターへ送出する。従つ
て、可逆カウンター９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの
各々はＳ／Ｎ検出パルスc₁，c₂，c₃，c₄の各々が
ロランＣ信号の高レベル部をサンプリングする毎
に加算計数を行ない、逆に低レベル部をサンプリ
ングしたときは減算計数を行なう。 可逆カウンター９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄのそれ
ぞれの計数値は判別器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，
１０Ｄの各々へ別個に送出される。判別器１０
Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの各々は可逆カウン
ター９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄのそれぞれの計数値
があらかじめ定めた数値ｋ以上にあるとき高レベ
ル出力を送出し、又、計数値が一定数値ｉより小
さいとき低レベル出力を送出する。なお、判別器
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの各々が高レベ
ル出力に切換わる数値ｋと低レベル出力に切換わ
る数値ｉとは後述のようにヒステリシスを有して
いる。 上記において、サンプリングパルスＣはサンプ
リングパルスｂから常に2.5μsec後に生成される。
従つて、サンプリングパルスｂがロランＣ搬送波
零交叉点に同期している場合は、サンプリングパ
ルスＣはロランＣ信号の正レベル部をサンプリン
グする。従つて、理論上は、サンプリングパルス
Ｃのサンプリング値は常に正である。 しかし、実際には、ロランＣ信号には雑音が重
畳しているから、サンプリング値は雑音と信号と
の合成値になる。雑音のレベルが小さいとき、従
つて、ロランＣ信号の理論上のサンプリング値に
比して雑音レベルが小さいとき、すなわち、Ｓ／
Ｎ比が良好なときは安定した正レベルがサンプリ
ングされ、可逆カウンター９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９
Ｄは加算値が順次増大する。逆に、雑音レベルが
極めて大きく、ロランＣ信号の理論上のサンプリ
ング値に比して雑音レベルが無視できないとき、
すなわち、Ｓ／Ｎ比が良くないときは正になつた
り負になつたりして不安定な状態になる。負のサ
ンプリング値が出力されたときは、可逆カウンタ
ー９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄは減算計数を行い、そ
の結果、ロランＣ信号のＳ／Ｎ比が悪くなるに従
つて、各可逆カウンター９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ
はそれぞれの計数値が減算方向に変化る。その結
果、可逆カウンター９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄはロ
ランＣ信号のＳ／Ｎ比が良好なときは加算計数が
順次増大し、逆に、Ｓ／Ｎ比が悪くなるに従つて
計数値が減算方向に変化する。従つて、可逆カウ
ンター９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの計数値からロラ
ンＣ信号のＳ／Ｎ比を判別することができる。 判別器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄのそれ
ぞれの判別出力は理論回路６へ送出される。理論
回路６は判別器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ
の各出力に基づいてスイツチ回路５を制御して同
期パルスb₁，b₂，b₃，b₄のうちからいずれかの同
期パルスを切換えて選出する。すなわち、判別器
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの各出力状態に
応じて同期パルスb₁，b₂，b₃，b₄のいずれかが選
択されるもので、各判別器１０Ａ，１０Ｂ，１０
Ｃ，１０Ｄの出力状態と選出される同期パルス
b₁，b₂，b₃，b₄との対応は下記表のように決定さ
れている。なお、下記表においてＨは高レベル、
Ｌは低レベル、×は不定レベルを示す。

【表】 同期パルスb₁，b₂，b₃，b₄のうち理論回路６に
よつて上記のように選出された同期パルスは切換
回路５から位相比較器１１へ送出される。位相比
較器１１は切換回路５から送出される同期パルス
と受信増巾器８から送出されるロランＣ信号との
位相比較を行ない、その比較結果に基づいて同期
パルスとロランＣ信号との位相同期が保持される
ように同期パルスの位相制御が行なわれる。この
位相制御は分周回路２の分周動作を制御して同期
パルスの位相を進めたり遅らせたりすることによ
り行なわれる。 位相比較回路１１における同期パルスとロラン
Ｃ信号との位相同期はロランＣ信号の特定位相に
対して行なわれる。一般には、周知のように、ロ
ランＣ信号の３サイクル位置（第２図波形ａの
P₃点）に対して位相同期が行なわれる。第１図
の実施例においては同期パルスb₁をロランＣ信号
の３サイクル位置（P₃点）に位相同期させるも
のとする。この位相同期はロランＣ受信機の起動
時に、ロランＣ信号をブラウン管上等において観
察しながら同期パルスb₁を３サイクル位置P₃点ま
で移送させることにより行なわれる。従つて、ロ
ランＣ受信機の起動直後は切換回路５が同期パル
スb₁を送出するように理論回路６の出力が強制的
に設定される。制御回路１２はロランＣ受信機の
起動直後は理論回路６の出力状態を上記のように
強制的に設定する。 位相比較回路１１は同期パルスb₁がロランＣ信
号の３サイクル位置P₃点まで位相させられた後、
同期パルスb₁とロランＣ信号との位相比較を行な
い、その比較結果に基づいて分周回路２の分周動
作を上記のように制御する。この位相制御は、同
期パルスb₁を用いてロランＣ信号をサンプリング
して、そのサンプリング値に基づいて行われる。
例えば、自船の移動等に起因してサンプリングパ
ルスb₁の位相がロランＣ信号の同期位置P₃より遅
れた場合、サンプリング値が正になるから、位相
比較器１１はサンプリングパルスb₁の位相を進め
る方向に制御する。逆に、サンプリングパルスb₁
の位相が進んだ場合は、サンプリング値が負にな
つた、それに基づいてサンプリングパルスの位相
を遅らせる方向に位相制御が行われる。 位相比較回路１１がこの位相制御動作を開始し
た後、理論回路６は判別器１０Ａ，１０Ｂ，１０
Ｃ，１０Ｄの出力に基づいて前記表―１のごとく
切換回路５の切換動作を行なわせる。なお、同期
パルスb₁とロランＣ信号の３サイクル位置P₃点と
の位相一致は自動的に行なわせることも可能であ
るが、この発明は、同期パルスb₁がロランＣ信号
の３サイクル位置に位相同期した後における位相
追尾を目的とするものであるからこれについては
省略する。 同期パルスb₁がロランＣ信号の３サイクル位置
P₃点に位相同期させられると、サンプリング回
路７ＡはＳ／Ｎ検出パルスC₁によつてロランＣ
信号の３サイクル位置P₃から2.5μsec後の高レベ
ル位置Q₁点をサンプリングする。サンプリング
回路７ＡはＳ／Ｎ検出パルスC₁が高レベル位置
Q₁をサンプリングする毎に可逆カウンター９Ａ
に加算パルスを送出する。 判別器１０Ａは可逆カウンター９Ａの加算値が
一定数値以上にある間高レベル出力を送出し、そ
れに基づいて理論回路６が切換回路５に同期パル
スb₁を送出させる。これによつて同期パルスb₁に
よるロランＣ信号の３サイクル位置P₃の位相同
期が保持される。そして、ロランＣ信号のＳ／Ｎ
比が悪くなり、上記位相同期が不安定になると、
前述のように、サンプリング図のサンプリング結
果が負になり、それに基づいて可逆カウンター９
Ａは減算計数を行ない、減算値が一定値を越える
と判別器１０Ａはその出力が高レベルから低レベ
ルに変化する。ここで、可逆カウンター９Ａに対
する判別器１０Ａのレベル変化はヒステリシス特
性を有するように設定されている。すなわち、可
逆カウンター９Ａの計数値が第３図に示すように
曲線Ｌのごとく変化する場合、計数値がｋ以上の
とき判別器１０Ａは高レベル出力を送出する。そ
して、計数値がｋを越えて小さくなりｉまで変化
したとき判別器１０Ａの出力が高レベルから低レ
ベルに変化する。その後、計数値がｉを越えてｋ
に達するまでの間は低レベルが維持され、計数値
がｋになつたとき判別器１０Ａの出力が再び高レ
ベルに変化する。 理論回路６は、判別器１０Ａの出力が低レベル
に変化すると、表―１に従つて切換回路５に切換
動作を行なわせる。すなわち、判別器１０Ａの出
力が低レベル状態において、判別器１０Ｂの出力
が高レベルのときは同期パルスb₂が送出される。
又、判別器１０Ｂが低レベル出力のときは、判別
器１０Ｃが高レベル出力のときは同期パルスb₃を
送出し、さらに、判別器１０Ｃも低レベル出力の
ときは判別器１０Ａの高レベル出力によつて同期
パルスb₄が送出される。 判別器１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄはそれぞれの可
逆カウンター９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ、サンプリング回
路７Ｂ，７Ｃ，７Ｄに基づいて上記サンプリング
回路７Ａ、可逆カウンター９Ａ、判別器１０Ａと
同様に動作する。従つて、３サイクル位置P₃に
おける位相同期が不安定なとき、Ｓ／Ｎ検出パル
スC₂によるサンプリング結果が高レベルに安定
しているときは４サイクル位置P₄において同期
パルスb₂による位相同期が行なわれる。さらに、
４サイクル位置P₄における位相同期が不安定な
ときは、同様にして、同期パルスb₃あるいはb₄に
よる位相同期が行なわれる。そして、Ｓ／Ｎ検出
パルスC₁によるサンプリング結果が再び高レベ
ルに安定して持続するときは、同期パルスb₁によ
る位相同期が再び行なわれる。 上記のようにして同期パルスb₁，b₂，b₃，b₄の
いずれかとロランＣ信号との位相同期が行なわれ
る一方、同期パルスb₁は時間差測定回路１４へ送
出される。時間差測定回路１４には同期パルスb₁
と共に他局のロランＣ信号に対する同期パルスが
導かれており、その同期パルス間の時間差測定が
行なわれるが、その動作については省略する。 以上のように、この発明によると、ロランＣ信
号の３サイクル位置における位相同期が不安定な
ときは、４サイクル位置あるいは５サイクル位置
において位相同期が行なわれるようになされてい
る。そして、この位相同期は、少なくとも２個所
のＳ／Ｎ比の判別結果（例えば３サイクル位置と
４サイクル位置）に基づいて行われ、時間差測定
は３サイクル位置に同期させるべき同期パルスを
用いて行なわれるから、ロランＣ信号と同期パル
スとの同期を常にロランＣ信号の３サイクル位置
で行なつているのと同じ効果を得ることができ
る。従つて、ロランＣ信号の受信状態が比較的不
安定なときでも、ロランＣ信号と同期パルスの位
相同期を行なわせることができる。ただし、ロラ
ンＣ信号の場合、４サイクル、５サイクルあるい
は６サイクル位置においては空間波の影響を受け
る場合がある。従つて、表示器１３は、理論回路
６の出力に基づいて、位相同期が３サイクル位置
で行なわれていない場合はそれを表示する。ま
た、同期パルス、Ｓ／Ｎ検出パルスは最低２組で
もよく、この場合追尾点及び追尾点の１サイクル
前のＳ／Ｎ比較を行なえばよい。また、サンプリ
ングや判定器等はマイクロプロセツサーを用いて
小型化することができる。又、第１図において切
換回路５は理論回路６によつて制御されるごとく
なされているが、切換回路５の切換動作は可逆カ
ウンター９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄの計数値によつ
て示される計数値に応じて手動的に行なつてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロツク図、
第２図はその動作を説明するための波形図、第３
図はその判別器の動作を説明するための波形図を
示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロランＣ信号の受信器と、 受信したロランＣ信号のあらかじめ定められた
   特定位相との比較を行なう第１の比較パルス生成
   回路と、 該第１の比較パルスに比して一定時間だけ遅れ
   て送出される第２の比較パルス生成回路と、 上記第１の比較パルスを基準に生成される第１
   のサンプリングパルスを用いて上記ロランＣ信号
   の波高値をサンプリングする第１のサンプリング
   回路と、 上記第２の比較パルスを基準に生成される第２
   のサンプリングパルスを用いて上記ロランＣ信号
   の波高値をサンプリングする第２のサンプリング
   回路と、 上記第１のサンプリング回路が出力する高レベ
   ル出力と低レベル出力の出力回数に基づいて上記
   第１サンプリングパルスのサンプリング位相にお
   ける上記ロランＣ信号のＳ／Ｎ比の良否を判別す
   る第１の判別回路と、 上記第２のサンプリング回路が出力する高レベ
   ル出力と低レベル出力の出力回数に基づいて上記
   第２サンプリングパルスのサンプリング位相にお
   ける上記ロランＣ信号のＳ／Ｎ比の良否を判別す
   る第２の判別回路と、 上記第１、第２比較パルスのいずれかを切換選
   出する切換回路と、 該切換回路から送出される上記第１、第２のい
   ずれかの比較パルス上記ロランＣ信号との位相比
   較を行ないその比較結果に基づいて該比較パルス
   を上記ロランＣ信号のあらかじめ定められた位相
   位置に同期させる同期回路とを具備し、上記切換
   回路の切換動作を上記第１判別回路及び第２判別
   回路の各判別出力の状態に応じて行なうことを特
   徴とするロランＣ信号の自動追尾装置。