JPH02108988A - 切換走査型方向探知装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、循環切換型ドツプラー式無線方向探知装置
などのような切換走査型の方向探知装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

この種の方向探知装置は、方向間隔をおいて配置したア
ンテナを所定の順序で切換走査して受信し、受信信号中
の切換走査の各切換時に生じた位相変化を検出してパル
ス状信号を作り、このパルス状信号にもとづいて電波の
到来方向に対応した方向成分をもつ方向探知信号を得て
いる。

アンテナ配置としては、数１０本のアンテナを用いるも
のから僅か３本を用いるものまで種々あるが、原理的に
は、第４図・第５図（ＡＸＢ）のように、９０°間隔で
４本のアンテナを配置したものが理解しやすいので、こ
の４本アンテナのものを基準にして説明する。

また、切換走査としては、循環切換型・卑がけ切換型な
どがある。

循環切換型のものは、例えば、特公昭５８−５２１８７
などににより周知であり、第４図のように、各アンテナ
を、例えば、Ｎ→Ｅ→Ｓ→Ｗ→Ｎ→Ｅ・・・・・・・の
ように、順次、循環状に切換走査して受信し、受信信号
中の各切換時に生じた位相変化を検出して第３図の信号
ａｌのようなパルス状信号を作り、このパルス状信号に
もとづき、その包路線１０２ａの基本周波数成分に相当
する信号１０３　ａ、つまり、基本波信号１０３ａを、
電波の到来方向に対応した方向成分をもって正弦波状に
変化する方向探知信号として得るようにしている。

このアンテナの配置数を奇数本にし、例えば、１本また
は数本飛び越したものに切換えてゆくようにした飛越走
査型の場合は、パルス信号が異なった配置になるが、基
本波信号１０３ａに相当する信号としては相似のものが
得られる。

欅がけ切換型のものは、特願昭〆、３−ｉｔＡ６Ｆ３ｔ
３により開示されており、切換時の位相変化を大きくと
って探知感度をよくするため、第５図（Ａ）のように、
対向するアンテナ間の切換と、隣接するアンテナ間の切
換とを交互に入り交ぜて、例えば、Ｎ−５−４Ｅ→Ｗ４
Ｎ→Ｓ・・・・・・のように切換走査するものである。

この場合、検出したパルス状信号は第２図の信号ａ２の
ようになり、この信号中から隣接アンチ大間切換時、つ
まり、Ｓ−ＥとＷ−Ｎの切換時のパルス信号を捨てると
ともに対向アンテナ間切換時のパルス信号を一巡ごとに
逆極性にして、第２図の信号ｂ２のように、並べること
により、第３図の信号ａｌの場合と同様に、その包絡線
１０２ｂの周期の基本周波数成分に相当する信号１０３
　ｂ、つまり、基本波信号１０３ｂを、方向成分をもっ
て正弦波状に変化する方向探知信号として得るようにし
ている。

また、この褌がけ切換は、第５図（Ｂ）のように、例え
ば、Ｎ−ｈＳ−４Ｅ→Ｗ→Ｓ→Ｎ→Ｗ→Ｅ→Ｎ→Ｓ・・
・・・・のように、第５図（Ａ）の切換に逆順の切換先
交互に入り交ぜて、第２図の信号ｃ２のように、極性反
転を不要にし、隣接アンテナ間切換時のパルス信号のみ
を捨てて信号ｂ２を得るようにすることもできる。

つまり、いずれの場合も、切換走査の各切換時の位相変
化を検出して得たパルス状信号にもとずき電波の到来方
向に対応した方向成分をもって正弦波状に変化する方向
探知信号を得ており、この方向探知信号にもとづいて方
向指示を行っている。

この方向指示は、第３図の基本波信号１０３ａまたは第
２図の基本波信号１０３ｂの位相が電波の到来方向に対
応して変化するので、この信号の位相を、第３図の信号
ｃｌのような、これと同一の周期Ｔをもつ基準正弦波の
位相と比較して得た位相値ｔを探知方向値とするか、ま
ｔ；は基準正弦波状の各９０°位相点でサンプリングし
て得た振幅値をベクトル値としてベクトル合成計算によ
り探知方向値を算定して得ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

探知しようとする電波が音声通信周波数で変調されてい
るＦＭ電波の場合、切換走査の各切詐生じた方向成分の
位相変化と音声通信の周波数変調による音声成分の位相
変化とが、混在してしまうため、方向探知信号が、例え
ば、第３図の信号ｂｌのようにランダムに変化しＩ；波
形になり、基本波信号１０３ａの位相が乱されてしまい
、方向探知誤差が生ずる。

この誤差を除去するため、受信回路を２系統設け、一方
の受信回路で上記の方向探知用の受信を行わせ、他方の
受信回路では無指向性アンテナをそのまま受信して方向
成分のない音声変調成分だけの受信を行わせ、この両方
の受信出力を逆極性にして加えるなどにより、音声成分
の位相変化を除去して、方向成分の位相変化のみが検出
できるようにする手段がとられていた。

こうした手段では、２系統の受信回路が必要で装置が複
雑化し、また、両方の受信回路の特性を合致させる調整
が温度変化により、ずれてしまうなどの不都合がある。

この不都合をさけるため、切換走査の速度を速くして方
向成分となる正弦波状変化の周期を短くし、つまり、基
本波信号１０３ａまたは１０３ｂの周期Ｔ＃周波数を高
くして音声周波数の上限以上の周波数にもってゆき、濾
波回路によって、音声通信側の出力と方向探知側の出力
とを仕分ける手段をとることが考えられる。

しかし、この手段では、受信信号の周波数占有帯域幅が
広がってしまい、受信回路の通過帯域幅を広げる必要が
ある。このため受信の選択特性を悪くして混信を招くと
いう不都合が生ずる。

こうした両方の不都合を解消し、小型で安定したものを
提供することが期待されているという課題がある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、 方向探知信号の正弦波状変化の周期、つまり、基本波信
号１０３ａまたは１０３ｂの周期を、切換走査の各切換
時の位相変化を検出してパルス状信号を得るまでの受信
回路の通過帯域幅などの選択特性によって定まる音声周
波数範囲の範囲内の周波数に相当する周期に、設定する
手段と、上記の方向探知信号を得るためのパルス状信号
・・　またはこれにもとづいて得られた信号を、上記の
音声周波数範囲のほぼ上限周波数以上の周波数成分の信
号のみを通過する回路に与えて、この信号中から音声周
波数範囲内の信号の主成分を除去した信号を、濾波信号
として得る手段と、この浦波信号を、方向探知信号の周
期に相当する周波数に同調して増幅する回路に与え、上
記の基本波信号１０３ａまたは１０３ｂの周期に相当を
設けた構成とすることにより、上記の課題を解決し得る
ようにしたものである。

〔実施例〕

以下、実施例を図面により説明する。

第１図において、アンテナ群ｌは９０’の方向間隔をお
いて配置した垂直ダブレット型の４本のアンテナＮ−５
−Ｅ−Ｗであり、その中央に設けた切換回路２により各
アンテナＮ−３−Ｅ−Ｗの出力を、切換信号回路３から
与えられる切換信号３ａによって、所定の順序で切換走
査して到来電波１０１を受信する。

切換回路の出力、つまり、受信信号２ａは受信回路４の
増幅回路４１に与えられ、・所要の信号強度に増幅され
た増幅信号４１ａ１例えば、中間周波信号が音声成分検
出回路４２と方向成分検出回路４３とに与えられる。

鳥 音声成分検出回路４２と方向成分検出回路４３は、それ
ぞれＦＭ検波回路、例えば、ＰＬＬ検波または比検波回
路であり、前者は検波出力をスピーカ５に与えて通信音
声音を出力し、後者は受信信号２ａ中の切換走査の各切
換時点に生じた位相変化を検波して方向探知信号処理回
路６の高域通過濾波回路６１に与える。

方向成分検出回路４３の出方信号、つまり、検出信号４
３ａは、電波今に音声通信によるＦＭ信号が含まれてい
ない場合には、第３図の信号ａ１のパルス状波形のよう
な信号になって出力される。

そして、このパルス状信号の包絡線１０２ａの基本周波
数成分をとると、その基本周波数成分の周期Ｔをもつ正
弦波状の信号、つまり、基本波信号１０３ａになり、こ
の周期Ｔの位相は電波の到来方向に対応して変化するこ
とになる。

しかし、電波が音声通信波で、音声成分でＦＭ変調され
ていると、この音声成分が方向成分の検出信号４３ａ中
に混入してしまうため、第３図の信号ｂｌのように、波
形がランダムに変化させられてしまう。

この音声成分に含まれる音声周波数範囲は、受信回路４
の通過帯域幅、例えば、中間周波数増幅回路の帯域幅な
どの選択特性によって定まる音声周波数範囲Ｂ内の周波
数成分になる。

また、正弦波状の信号、つまり、基本波信号ｌ０３ｂの
周期Ｔは、切換信号３ａによって、音声周波数範囲Ｂの
範囲内の周波数ｆＯに相当する周期になるよう設定して
あり、この周期Ｔは、なるべく音声通信の邪魔にならな
いなようなごく低い周波数、つまり、１００Ｈｚ以下に
相当する周期に選定するのが望ましい。

高域濾波回路６１は、音声周波数範囲Ｂのほぼ上限周波
数を遮断周波数ｆｃとし、このｆｃ以上の周波数成分の
信号を通過させる濾波回路であり、検出信号４３ａから
はｆｃ以下の周波数成分の信号が除去され、周期Ｔに相
当する周波数ｆｏの高調波成分の周波数群ｎｆｏのみが
残された信号が、浦波信号６１ａとして出力されて、基
本波復元回路６２に与えられる。

基本波復元回路６２は、周期Ｔに相当する周波数ｆＯに
同調して増幅する同調増幅回路で、例えば、ＣＲ時定数
による同調機能を入力回路に設けた増幅回路であり、濾
波信号６１ａ中に残されたｆＯのの高調波周波数群ｎｆ
ｏの信号によって、ｆＯの同調機能が励振され、周波数
ｆｏの信号が復元されて、第３図の基本波信号１０３ａ
のような信号が、復元信号６２ａとして出力される。

上記の各回路などにおける周波数値は、例えば、電波１
０１は１１０”１８０ＭＨｚ、周波数ｆＯは８０Ｈｚ、
周波数範囲Ｂは０−１．５ｋＨｚ、周波数ｆｃは１．５
ｋＨｚに設定しである。

方向値算定回路７は、一種のマイクロコンピータによる
処理回路であり、そのクロック信号を分周処理して得た
切換同期用信号７ａを切換信号同路３に与えるとともに
、第發図の信号ｃｌのような、周期Ｔに相当する周波数
の基準正弦波信号の各９０°位相点に相当するサンプリ
ングパルスを、切換同期用信号７ａと同期させて作り、
このサンプリングパルスで復元信号６２ａをサンプリン
グしてＡ／Ｄ変換し、例えば、アンテナＮの方向を矢 ０°方向とする直行座標の各ベクトル値を得て、この各
ベクトル値にもとづいて合成ベクトルの方向値を求める
演算を行うことにより、電波の到来方向に相当するディ
ジクル方向値を得るもので、そのディジタル方向値信号
７ｂを指示回路８に与える。

指示回路８は、方向値をアナログ的に方向指針状のパタ
ーン像で表示するとともに、ディジタル値を文字像で表
示する表示器回路であり、例えば、アナログパターン表
示とディジタル文字表示とをディジタル方向値信号７ｂ
により駆動するようにした表示回路である。

〔変形実施〕

この発明は次ぎのように変形して実施することができる
。

（１）アンテナ群ｌの配置本数を増減し、または切換走
査を他の型の切換走査にして、同様の方向探知信号を得
るるものに適用する。

（２）方向成分検出回路４３と高域濾波回路６１の間に
、検出信号４３６のパルス配列を所定の状態に変換する
だめのパルス選択と極性反転とを行わせ、第２図の信号
ａ２または信号ｃ２から信号ｂ２を得るための回路を設
ける。

（３）受信回路４における増幅回路４１の出力点を２カ
所設け、音声成分検出回路４２に与える出力は音声周波
数範囲Ｂを広くし、方向成分検出回路４３に与える出力
は音声周波数範囲Ｂを狭くして、この狭くした周波数範
囲に対応させて高域濾波回路６１の遮断周波数を設定す
る。例えば、音声成分検出回路４２側は１．５ｋＨｚと
し、方向成分検出回路４３側は０　、５　ｋＨｚとする
。

（４）高域濾波回路６１の遮断周波数ｆｃを音声周波数
範囲Ｂの上限周波数よりも若干低い周波数に設定して、
例えば、上記の音声周波数範囲Ｂが１．５ｋＨｚの場合
、遮断周波数ｆｃを１　ｋＨｚ程度にして、音声通信に
おける実質的な音声周波数成分の大半を除去し、方向成
分に殆ど影響ないようにして、実施する。

（５）方向成分検出回路４３と高域濾波回路６１との間
にサンプリングホールド機能をもつ回路を介在させるな
どにより、検出信号４３ａのパルス状信号にもとづいて
、第３図の信号ｄのように階段波形にし、または信号ｅ
のように各検出パルスの幅を広げた波形にし信号を得て
、この信号を高域濾波回路６１に与えて、低濾波信号６
１ａを得るようにしたものに適用する。

（６）方向値算定回路７を、復元信号６２ａと基準用の
正弦波信号とをゼロクロス点で立上がり・立下がりする
方形波に変換し、この両方の方形波の立上がり・立下が
り点でクロックパルスをゲートして計数して、第２図の
信号ｃｌに対する信号１０３ａの位相値ｔに相当する方
向値を得るようにしたものに適用する。

〔発明の効果〕

この発明によれば、上記のように、切換走査により得ら
れたパルス状信号中の音声周波数成分を除去した後、同
調増幅する回路により、方向探知信号となる正弦波状信
号を復元して得るので、音声通信電波であっても、探知
方向値が乱されることがなく、また、従来のように、２
系統の受信回路を設けて音声周波数成分をキャンセルさ
せるような複雑な回路構成を不要にして、小型安価な装
置を提供することができる。

さらに、方向探知信号の周期を１００肚以下に設定する
ことにより、切換走査の位相変化が音声成分検出側にク
リック雑音で現れる周波数を低くして、耳に感する通信
音声内の実質的な雑音を弱くできるなどの特長がある。

【図面の簡単な説明】

図面は実施例を示し、第１図はブロック構成図、第２図
・第３図は要部信号波形図、第４図・第５図（Ａ、ＸＢ
）はアンテナ配置と切換走査の平面図である・ １・・・アンテナ群 ２・・・切換回路 ３・・・切換信号回路 ４・・・受信回路 ４１・・・増幅回路 ４２・・・音声成分検出回路 ４３・・・方向成分検出回路 ５・・・スピーカ ６・・・方向探知信号処理回路 ６１・・・高域浦波回路 ６２・・・基本波復元回路 ７・・・方向値算定回路 ８・・・指示回路 特許出願人　株式会社光電製作所 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 方向間隔をおいて配置したアンテナを所定の順序で切換
   走査しながら電波を受信し、受信信号中の前記切換走査
   の各切換時に生じた位相変化を検出してパルス状信号を
   作り、前記パルス状信号にもとづき、前記電波の到来方
   向に対応した方向成分をもって正弦波状に変化する方向
   探知信号を得るようにした方向探知装置であって、 ａ、前記方向探知信号の正弦波状変化の周期を、前記パ
   ルス状信号が得られるまでの受信回路の通過帯域幅など
   の選択特性によって定まる音声周波数範囲の範囲内の周
   波数に相当する周期に、設定する探知周期手段と、 ｂ、前記方向探知信号を得るための前記パルス状信号ま
   たはこれにもとづいて得られた信号を、前記音声周波数
   範囲のほぼ上限周波数以上の周波数成分の信号のみを通
   過する回路に与え、前記パルス状信号中から前記音声周
   波数範囲内の信号の主成分を除去した信号を、濾波信号
   として得る低域成分除去手段と、 ｃ、前記濾波信号を、前記周期に相当する周波数に同調
   して増幅する回路に与え、前記周期に相当する周波数成
   分を復元した信号を、前記方向探知信号として得る低周
   波数成分復元手段と を具備することにより、音声周波数の変調成分に影響さ
   れない方向探知信号を得るようにしたことを特徴とする
   方向探知装置。