JPH0215035B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、船上又は飛行機内で使用し得るレー
ダ装置に関し、更に詳細には、レーダ・デイスプ
レイの安定性を与え、デイスプレイ・スクリーン
上のレーダ表示が船のコース変更で回転しないよ
うにし、真の方位を例えば可視表示等でコースに
関係した出力を供給するレーダ装置に関する。 船上レーダ装置は、通常、ジヤイロ・コンパス
を含み、該ジヤイロ・コンパスは、順次方角情報
をレーダ装置に与えて、真の方位基準を回転さ
せ、レーダ・デイスプレイの北方安定を計り、そ
して真の運行訂正を行う。最も一般的ジヤイロ・
コンパスは、ステツプ・モータ又はシンクロ型の
出力を有する。ステツプ・モータの場合、３極セ
ツトが出力ステツプ当り10分又は20分の方位変化
で使用される。パルス振幅は35、50又は70ボルト
のものが通常使用される。通常３位相のものが使
用されるシンクロ出力は、360゜のシヤフト回転当
り1゜又は2゜の方位を表わすアナログ出力を与え
る。少し一般的ではないが、360゜のシヤフト回転
当り10゜の方位を表わすシンクロ出力のものもあ
る。ロータは50、60、62、115、125及び150Vの
電圧を一般に使用する周波数50、60又は400Hzの
電源で駆動される。ステータ電圧は、20乃至90V
の範囲で、より一般的には20、24、57、68、82及
び90Vの市販ユニツトが使用される。 従来、ジヤイロ・コンパス・コース入力は、ス
テツプ・モータ、リゾルバ、及びサイン−コサイ
ン・ポテンシヨメータ等の高価な機械装置を駆動
するのに使用され、安定した正しい方位のPPI表
示を発生し真の方位基準を回転させていた。 普通の電子回路で、夫々異なつた構成に対して
も新たな設計をすることなしに、DCステツパ又
は360：１又は180：１のシンクロ型ジヤイロ・コ
ンパス入力から機械的連動装置を駆動するもので
ロータ及びステータ電圧の広い範囲で適用できる
回路が最近利用出来る様になつた。その一例が米
国特許第4107007号に示される。しかし、シンク
ロ結合を有するコンパス装置；例えば、必要なス
テツプ増分がシンクロの全回転の1/6分割よりも
高い精度に対応するものでは、周知の光学シヤフ
ト・エンコーダの翻訳を駆動し所望な再分割
（subdivision）を捕捉するため通常シンクロ・シ
ヤフト回転の遠隔複製等の特別の機械的分解が必
要となる。この複製は装置を高価にそして複雑に
する。 船上ジヤイロ・コンパス出力装置は、大きい振
幅のコモン・コモン・トランジエント等の信号歪
や高レベル位相出力ジヤイロ信号線上の不安定な
変位（変化）から影響を受けやすく、その結果デ
イスプレイにジツタを生じ、誤まつた方位を読み
出したりしてしばしば設定し直す必要が生じる。 従つて、本発明の目的は、シンクロの全回転の
６分割よりも高い精度に対応する増分ステツプを
必要とする状態も含めてDC又はACステツプ型又
はシンクロ型ジヤイロ・コンパス出力のいずれに
も使用可能で、関連のPPI表示の正確な方位指示
及び安定性を与えるコンパス駆動装置を提供する
ことである。 更に、本発明の目的は、コンパス出力ラインの
微小負荷で電気的妨害の不利な状態でもジヤイ
ロ・コンパス出力装置からの正確なシヤフト回転
情報を引き出すコンパス駆動装置を提供すること
である。 本発明の目的は、また、状態を設定し又は振幅
を角度又は直線的位置の関数として与える２又は
それ以上の出力ラインから成る漸増位置装置から
の電気入力を受け、AC系に使用されるキヤリア
周波数と相応して入力駆動を最高速度にし得るコ
ンパス駆動装置を提供することである。 本発明の更に別の目的は、高価な機械装置を必
要とせずに関連のPPI表示の正確方位指示及び安
定化にデジタル方向コードを使用するコンパス駆
動装置を提供することである。 これらの目的は、常に出力信号の相対振幅、位
相にシヤフト位置情報を含み、シンクロ又はステ
ツパー型のインクリメント位置決定装置のジヤイ
ロ出力信号が位相コンパレータによつて予め調整
され、標準化されるところのレーダ装置によつて
達成される。コンパス・シンクロ出力装置の位置
のステツプ変化はコンパレータ出力波形の状態の
変化をもたらす。DCステツパ装置では入力位相
ラインの状態は「ゼロ」レベルに対するDCレベ
ルであることは理解される。入力信号とDC基準
とを比較するコンパレータの出力は、DCレベル
で変化が生じると常に出力レジスタにストローブ
される。シンクロ波形のキヤリア周波数は矩形波
を選定されたキヤリアの半サイクルのピーク近く
でストローブすることによつて除去され、このよ
うにしてジヤイロ・コンパス出力信号は調整され
る。こうしてレジスタは、位相コンパレータの出
力の主な立上り又は立下りを有する。出力レジス
タのこの情報はジヤイロ・コンパス・シンクロ出
力に対しキヤリア・サイクル当り１回更新され
る。マイクロコンピユータが出力レジスタに記憶
されたデジタル・コード化値とコンピユータに記
憶された前のデジタル値から、ジヤイロ・シヤフ
トの角度位置のインクリメント変化を表わすコー
ド化変化信号を検索して記憶された角度値を変更
する。PPI回転角度を表わす角度データは、デジ
タル・アナログ変換装置に転送され、そこで最新
のアンテナ・シヤフト位置データを表わすアナロ
グ電圧と結合して、アナログ基準電圧のフオーマ
ツトでレーダ・タイミング・シーケンスに対して
適切に位相を合せたリアル・タイム出力信号を発
生して、通常オペレータ制御電子方位線、真正又
は相対方位マーク、北方基準線等の補助情報と共
に安定化した正確方位のPPI表示を供給する。従
つて、常にジヤイロ・シヤフト位置は上方ステツ
プ又は下方ステツプから変移点を通過して、デジ
タル−アナログ・コンバータ入力信号を更新する
のに使用される累積された位置カウントをプロセ
ツサが訂正してPPIの方位を訂正する。 本発明を以下実施例に従つて詳細に説明する。 最初に簡単に第９図及び第１０図を参照する
と、夫々シンクロ型ジヤイロ・コンパス出力装置
４００及びステツプ型ジヤイロ・コンパス出力装
置４２０が示される。第９図に示すシンクロ型ジ
ヤイロ・コンパス４００においては、３個のシン
クロ・ステータ・コイル４０２がシンクロ・ロー
タ・コイル４０４の周りに電気的に120゜の間隔で
配置される。市販のシンクロ及びステツプ型ジヤ
イロ・コンパスでは鉄コアがステータとロータの
コイルに使用される。しかし、第９図及び第１０
図には図示していない。シンクロ・ロータ・コイ
ル４０４はシンクロAC基準電源４０６に結合さ
れる。ロータ電圧は以後キヤリアとして表わす。
キヤリアと同じ周波数の電圧がステータ・コイル
に誘起される。船及びジヤイロ・プラツトフオー
ムの回転が、シンクロ・ロータ・コイル４０４を
シンクロ・ステータ・コイル４０２内で回転さ
せ、第５図に示すような波形を発生させる。この
波形はシヤフト位置の関数としてコイルに誘起さ
れるAC電圧の振幅を表わしている。シンクロ・
ステータ・コイル４０２は（第９図に示す）第１
図の入力信号調整器に接続される。 第１０図は、ステツプ型出力のジヤイロ・コン
パス４２０を示す。第１０図に示すジヤイロ・コ
ンパスのロータは、交換子（commutator）４２
４によつて形成され、該交換子のシヤフトが船の
方向の回転に従つて回転する。交換子は、夫々円
周の半分を覆い相互に120゜ずれた３個の導電リン
グを有する。全周に伸びる第４の入力リングは
DC電圧を他のセグメントに送る。この装置の出
力は、３位相即ちブラシ４２３によつて各リン
グ・セグメントに接続される出力線４２２から成
る。位相線φA，φB及びφCは第１図に示す入力
信号調整器に送られる。 前述したように、第９図のシンクロ・ステー
タ・コイル４０２の各々からの出力電圧はターン
数及びステータ・コイルとロータ・コイル間の結
合度によつて変化する。シンクロAC基準電源４
０６の周波数は、市販のすべてのユニツトで同じ
わけではなく、出力信号の完全はサイクルは市販
ユニツトの構造によつて方向変化の量を表わす。 ここで、第１図を参照すると、PPIレーダの一
部として使用し得る本発明のコンパスに適合する
北方安定化装置のブロツク図が示される。ジヤイ
ロ・コンパスの出力からの信号は、ジヤイロ・コ
ンパス出力がシンクロ又はステツプ信号のいずれ
の形成かにかかわらず、入力信号調整器３０に結
合される。シンクロ入力に対しては基準信号が同
様に与えられる。これらの信号は、ジヤイロ・コ
ンパスからのφA，φB及びφC信号で、船又航空
機の真のコースの変化をコンパス及び北方安定装
置に供給する。 更に第１図を参照すると、PPIレーダに結合し
て使用される本発明によるコンパス適合駆動装置
１０のブロツク図が示される。レーダ・アンテナ
１２はトランスミツタ（図示せず）によつて信号
を伝送し、レーダ反射信号を受信機１４によつて
受け、該受信機は、周知の方法でこの反射信号を
ビデオ信号に変換し、このビデオ信号はスイープ
発生器９及び偏向増幅器１１によつてCRT１５
の銃に加えられてスクリーンに明暗を生じさせ
る。アンテナ１２はモータ１３からギア１８によ
つて回転させられる。瞬時アンテナ位置は、周知
のアンテナ・リゾルバ２０に、この場合１：１の
比で機械的に結合される。このリゾルバは線２１
から位置サンプル回路２２内で矩形波の形式で発
生された入力基準信号を受ける。リゾルバ２０の
出力は出力線２４及び２６上の２つの矩形波から
成り、その各々の振幅は、アンテナ１２の回転に
よつて決定されるリゾルバの位置で変調される。
変調された矩形波の振幅は周知の位置サンプル回
路２２でサンプリングされ、該回路は短時間のこ
れら入力を、矩形波の振幅の現在値を保持する蓄
積コンデンサ（図示せず）に接続する。これらコ
ンデンサのアナログ電圧の比は、アンテナ１２の
角度位置を含む測定値でＸ及びＹアンテナ位置基
準電圧として示される。これらの電圧は線１００
及び１０１で示すコンパス適合及び北方安定化装
置１０への入力である。 コンパス適合装置１０を参照すると、第９図の
シンクロ出力の場合の出力信号は３位相φA，φB
及びφCと基準電圧又はキヤリアから成る。この
３位相φA，φB及びφCは第５Ａ図に示され、各
位相に対するキヤリアの振幅を表わす。これらの
シンクロ信号はシンクロ・シヤフトのアナログ回
転位置を表わし、入力信号調整器３０で調整又は
転換されてデジタル表示即ちマイクロコンピユー
タ４０に接続される入力データ・バス３２を形成
する３つの出力線１５，１６及び１９の各々を論
理「０」又は「１」状態にする。これら線上のデ
ジタル情報Ａ，Ｂ，Ｃはマイクロコンピユータ４
０によつてその状態即ち０から１への各線の変化
を感知される。これら線の状態変化はジヤイロ・
コンパスの位置の変化によつて引き起こされ、こ
の線の状態変化はジヤイロ・シヤフトの回転の増
加又は減少を表わし、そして航空機等のコースの
表示を表わす。マイクロコンピユータ４０は、以
前のシヤフト位置を表わす前に記憶されたデジタ
ル値を有する。マイクロコンピユータは、ここで
記憶していた信号を更新又は変更して、入力信号
Ａ，Ｂ及びＣから引き出した変化を反映させて船
舶等の最新のコースを表わす値を記憶する。 この変化の引き出しは次の様に行なわれる。線
１６，１１５，１９上のデータＡ，Ｂ及びＣの状
態がマイクロコンピユータに記憶されていると仮
定する。次に変化が生じると、前の状態と比較さ
れて、マイクロコンピユータが以下に示す表の
ように変化の意味（内容）を決定する。

【表】 例えば、状態AB（110）からスタートして、
入力信号が、Ａ線が「１」から「０」に変化した
ことを表わすＢ（010）であると、マイクロ
コンピユータは表に従つて特定の方向に１ステ
ツプの変化に対応する変化がＡ線に生じたことを
検出する（ΔAは１ステツプ・アツプを表わす）。
これはシヤフト回転の変化、又は右方へ回転の増
加があつたことを表わす。このことが第５Ａ図に
示され、150゜と210゜の間でデータＡを伝送する波
形は正、データＢを伝送する波形は正、そし
てデータＣを伝送する波形は負である。210゜の
ΔAから０への変化は右方に１ステツプの変化を
表わす。殆んどのジヤイロ・コンパスでは、これ
が１度の1/6ステツプに相応する。他の変化、例
えば150゜でのΔBは反対方向（ダウン）への１ス
テツプを表わす。２ステツプ・アツプを表わす
ΔAΔC、又は２ステツプ・ダウンを表わすΔBΔC
は、マイクロコンピユータ内で引き出され実行さ
れて、記憶されていた角度値から差し引かれ又は
それらに加えられて、変化した値を後で使用する
ために記憶する。実際、マイクロコンピユータは
船舶等の現在のコースを記憶する。このように、
方向情報から引き出した変化を差し引き又は加算
することによつて、船の方向の最新の値が常に利
用可能となり、現在の方向のサイン（sine）及び
コサイン（cosine）を検索することができる。 再び第１図を参照すると、マイクロコンピユー
タは、受信機１４及びトランスミツタ（図示せ
ず）に対するPRF発生器で発生されたパルス反
復周波数（PRF）によつて、レーダ・タイミン
グに同期する。タイミング・パルスは、また、線
２９でマイクロコンピユータ４０に加えられ、割
り込み又はタイミング信号として作用する。割り
込みによつて、マイクロコンピユータは、デー
タ・バス４４で、ジヤイロ・コンパス・シヤフト
の角度を表わす記憶されていた角度値に対応する
sin及びcosinの値をＤ−Ａコンバータ５０に送出
する。これらのデジタル値は角度を表わし、その
角度でPPIの回転及び安定がＸ及びＹ偏向回路に
よつて生じる。バス４２上のデータがＤ−Ａコン
バータ５０の各構成要素にアドレス・バス４４及
びイネーブル線４５によつて伝送される。Ｄ−Ａ
コンバータ５０はsin及びcosinデータ・チヤンネ
ルでＤ−Ａ変換を行う。これらの多重Ｄ−Ａコン
バータにはマイクロコンピユータから回転角のデ
シタルsin及びcosinが送られる。Ｄ−Ａコンバー
タには、更にＸ及びＹアンテナ位置の基準Ｘ及び
Ｙ電圧の入力が、夫々線１００及び１０１で送ら
れる。これらの基準電圧はマイクロコンピユータ
によつてデータ及びアドレス・バスから指示され
たＸ及びＹのＤ−Ａコンバータに加えられる。回
転したPPIスイープ基準を表わすＸ及びＹスイー
プ基準電圧は、スイープ基準電圧のＸ及びＹ値の
各々に対するＤ−ＡコンバータをPPIスイープ時
間中逐次使用して発生する。PPIへのＸ又はＹス
イープ基準電圧に対し、マイクロコンピユータは
適当なＸ及びＹアンテナ位置基準電圧を各Ｄ−Ａ
コンバータの基準電圧入力に指向する。それによ
つて、各Ｄ−Ａコンバータは、前述のデータ及び
アドレス・バスを介するマイクロコンピユータに
よる制御及び指示に従つてスイツチング・ユニツ
トから指示されたＸ又はＹアンテナ位置電圧を受
ける（この詳細は第４図に関連して後述する）。
PPI基準電圧を更新しPPI表示を移動させる全過
程は、スイープ時間中のレーダ周期当り１回生じ
る。このようにして、コンパス１０は、機械装置
を介在させることなく、レーダ・タイミング・シ
ーケンスに同期してリアルタイムのＸ及びＹ出力
信号を、Ｘ及びＹアナログ基準電圧の形式で供給
して北方の安定した正確方位の安定化PPI表示を
発生させる。 ここで第２図を参照すると、第１図に示した３
位相シンクロ信号φA，φB及びφCから成るジヤ
イロ・コンパス出力が使用されるときのブロツク
図が示される。これらの信号は一定シヤフト位置
に対するシンクロのACキヤリアの振幅を表わす。
特に、第２図と第５Ａ図を参照すると、位置イン
クリメント装置としてシンクロを使用すること
が、位相線上のキヤリアの零振幅等の多数の容易
に検出できる存在によつて可能となる。このこと
が第５Ａ図の０、60、120、180、240及び300度の
交点で示される。これによつてシンクロ・シヤフ
トの360゜の回転が６個のインクリメント（増分）
ステツプに分割される。これらの分割点での位相
線又は波形の変化は「主変位」（major
transition）という。そして、シンクロ・シヤフ
トの360゜の１回転は船舶等のコースの１度の変化
に相応し、対応するインクリメント・ステツプは
１／６度となる。 本発明は、主変位点を、前述のゼロ・クロスで
はなくいずれか２つの波形の比較で等しいキヤリ
ア振幅の点で選ぶ。これが第５図の30、90、150、
210、270及び330度に現われる。この選定によつ
て、実際上比較を行うのに固定した基準レベルが
ないので、入力位相波形φA，φB，φC上の過度
コモン・モードじよう乱が除去できる。このよう
に選定することで、正確な振幅比較が可能である
と共に、非常に低い信号レベルで位相成分を動作
させることが可能となる。 第２図に示すように、３位相信号φA，φB，
φCは入力信号調整器３０のアツテネータ６０に
送られる。各位相線上の電圧は電圧分割器６１，
６２と６３，６４と６５，６６とによつて分割さ
れ、これら分割器は夫々の中点で出力が比較ユニ
ツト７０の３つの位相コンパレータ７１，７２，
７３に接続されるので各線の入力信号が減衰され
る。各コンパレータへの信号入力は、各電圧分割
器の中点での出力から係数が約20で減衰される。
例えば、入力抵抗６１，６３，６５は約70KΩで
出力抵抗６０，６２，６４が約3.5KΩである。
各入力線の負荷は無視し得る程小さいばかりでな
く、アツテネータ６０の使用による入力信号回路
の変更なしに広範な入力電圧を使用することがで
きることを注目すべきである。同時に、３位相線
に船に搭載した重電装置からの過渡状態による比
較的高いコモン・モード妨害が存在しても、各位
相コンパレータは、比較されるべき２つの入力位
相線間のほぼ数ミリボルトという非常に小さな信
号変化に応答することができる。 コンパレータ７１，７２，７３の出力はキヤリ
ア周波数の矩形波である。ジヤイロ・シヤフトの
所定位置、例えば第５図の160゜では、キヤリアの
正の半サイクル中の位相Ａの振幅は正である（点
８０）。そしてφAがφCよりも大きく（点８３）、
φBがφAよりも大きく（点８２）、φCがφBより
も小さいことがわかる。このことが第５Ａ図の波
形，，に示され、キヤリアの正期間の振幅
比較の出力を示す。キヤリアの負期間には、出力
は第５Ａ図の，，の反転したものである。
これらの出力の夫々は第２図の３個のコンパレー
タ７１，７２，７３の出力の矩形波として現われ
る。 ３個のコンパレータの出力には、シンクロ・シ
ヤフトの位置が含まれ、これが矩形波７８，７
９，８１の相対位相で表わされる。これらの波形
はマイクロコンピユータのバツフアとして作用す
る蓄積レジスタ９０にストローブされる。このス
トローブは、基準入力端子５２及び５３に加えら
れるキヤリア周波数の正又は負の期間の中央付近
で行うことが望ましい。こうして位置情報は蓄積
レジスタ９０にデジタル・コードとして記憶され
る。ストローブは位相シフト分離器５５及びスレ
ツシヨルド・コンパレータ６７によつて発生され
る。 端子５２及び５３のシンクロ基準入力信号は、
一定振幅のキヤリア波形で、シンクロ位相従つて
３個のコンパレータ出力と同相である。即ち、シ
ンクロ基準信号のゼロ・クロスと位相コンパレー
タの出力のゼロ・クロスは同時に生じる。位相シ
フト分離器５５を参照すると、電流基準信号は約
90゜シフトされ、そのゼロ・クロスはキヤリア波
形７８，７９及び８０の中点付近で発生する。こ
れは、移相器５５の逆並列ダイオードと共に含ま
れるRC素子によつて達成される。光学分離器５
８は回路の位相シフトされた電流を分離しそして
整流する。光学分離器５８の出力電圧は波形８７
の如くであり、抵抗５９を介する電流の整流され
た半波でスレツシヨルド・コンパレータ６７の入
力に加えられて、そこで基準電源６１と比較され
矩形波ストローブ・パルス８６を発生する。その
パルスの正への変化はキヤリアのゼロ・クロス間
の正の半サイクルのほぼ中間で発生する。このよ
うに、線５２上のスレツシヨルド・コンパレータ
の出力波形８６の正変化は、位相コンパレータ７
２の出力の最新位置情報を、マイクロコンピユー
タへデジタル・コードを与える線７４，７５，７
６によつてレジスタ９０にストローブする。相対
シヤフト位置を表わす角度コード化情報は、波形
８６の次の正変化で生じる次のキヤリア期間で更
新される迄レジスタ９０に保持される。シンク
ロ・シヤフトの角度変化がなければ、コード化出
力は同じである。コード化波形ビツト１〜３は、
第１図のデータ・バス３２でマイクロコンピユー
タ４０に供給されるデジタル・コードを形成する
線１６，１５，１９上の出力Ａ，Ｂ，Ｃである。 第３図を参照すると、レジスタ９０からのデジ
タル信号はデータ・バス３２を介してマイクロコ
ンピユータ４０のインターフエース・ユニツト９
１の入力に加えられる。マイクロコンピユータ
は、モトローラ6800フアミリーで構成され、イン
ターフエース・ユニツトをモトローラMC6821を
使用し、マイクロプロセツサMC6802が水晶９３
で制御されるクロツクの８ビツトマイクロプロセ
ツサでる。MC6802は、角度データの計算及び記
憶のために必要な一時記憶のためにランダム・ア
クセス・メモリ（図示せず）を有する。マイクロ
コンピユータ４０には、また、MC6840プログラ
ム可能タイマ９４及びコンピユータの動作シーケ
ンスを記憶するMCM2716から成るリード・オン
リ・メモリ９５が含まれる。デコーダ９６は、マ
イクロプロセツサ９２が周知のコンピユータ動作
で他の構成要素をアドレスすることを可能にす
る。 略述すれば、第２図のレジスタ９０からの信号
はマイクロプロセツサがインターフエース・ユニ
ツト９１をアドレスするときマイクロプロセツサ
９２にインターフエースされ、コード化入力情報
を処理のためにデータ・バス４２に出力すること
を指示する。マイクロプロセツサによつてシーケ
ンスに呼出されたROM９５内に記憶されたデー
タによつて指示されると、現在デジタル位置コー
ドを含む情報はランダム・アクセス・メモリに記
憶された前のデジタル・コードとプロセツサによ
つて比較され、ジヤイロ入力シヤフトの位置に単
一の又は複数の増分又は減少ステツプの発生を判
定する。ステツプ数は同様にランダム・アクセ
ス・メモリに記憶された前の入力シヤフト角度に
加算され又はそれから差し引かれる。このように
して、シンクロ・シヤフト角度の現在値はマイク
ロコンピユータのランダム・アクセス・メモリか
ら得られ、シヤフト角度の最新sin及びcosinはリ
ード・オンリ・メモリ９５に記憶された表から検
索した後得られる。レーダ・タイミング・パルス
に応答して、マイクロプロセツサはsin及びcosin
値をデータ・バス４２及びアドレス線４４を介し
てＤ−Ａコンバータにプログラム可能タイマ９４
によりレーダ・パルスと適切に時間決めして与え
る。このタイマ９４は、基本レーダ・タイミング
のパルス反復周波数PRFに関連してマイクロプ
ロセツサからの出力データの時間を決める。例え
ば、回転したPPI基準電圧の更新がレーダスイー
プ中にリアルタイムで生じる。従つて、PPIの回
転角の更新されたsin及びcosin値が掃引の開始時
にＤ−Ａコンバータで得られ、この角度データを
現在のＸ及びＹアンテナ位置と結合して、回転し
たＸ及びＹスイープ基準電圧に達し、船のコース
の変化した状態において安定した正確方位のPPI
表示を維持する。 ここで第４図を参照すると、デジタル−アナロ
グ・コンバータの回路のブロツク図が示される。
２個の12ビツト・モノシリツク多重Ｄ−Ａコンバ
ータの１つ１１０はＸ基準チヤンネルで他方１２
０はＹ基準チヤンネルで、12ビツト・デジタル情
報としてPPI回転角を受け、またＸ及びＹアンテ
ナ位置基準電圧として現在アンテナ位置角を受け
る。これらは線１００及び１０１でＤ−Ａコンバ
ータ１１０及び１２０の基準電圧入力に加えられ
る。 マイクロコンピユータはデジタルPPI回転デー
タをデータ・バス４２で入力し、Ｘチヤンネルに
対してはバツフアレジスタ１１１、Ｙチヤンネル
に対してはバツフアレジスタ１２１に与える。こ
のデータ・ルートはコンピユータからのアドレス
入力をデコードする「デバイス・セレクト」ユニ
ツト１３０によつて行なわれる。第４図のセレク
ト線４５は第１図のＤ−Ａ変換ユニツト５０を選
択し、アドレス・バス４４の３つの下位アドレス
ビツトが各レジスタに専用のクロツク線１１３，
１２３，１３３に発生させることによつてユニツ
ト５０内の各レジスタを選択する。このように設
定されＤ−Ａコンバータの入力に加えられたデジ
タル入力は所望はPPI回転角のsin又はcosinであ
る。Ｄ−Ａコンバータ１１０及び１２０はバイポ
ーラで負又は正のアナログ電圧を発生する。アン
テナ位置Ｘ、Ｙ基準電圧はスイツチ・ユニツト１
３１を介してＤ−Ａ基準電圧入力に接続され、該
スイツチは、アナログ・デバイス・モデル
AD7502で、変換されるべきアンテナ位置Ｘ基準
電圧をＤ−Ａコンバータ１１０又は１２０に接続
し、Ｙ基準電圧をＤ−Ａコンバータ１２０又は１
１０に接続する。第７図Ａ及び第７Ｂ図はこれら
の接続関係を明示している。スイツチ位置はハー
ドウエア状態レジスタ１３２の出力によつて制御
される。このレジスタの状態はマイクロコンピユ
ータ４０によつてデータ・バス４２を介して、ま
たデバイス・セレクト・ユニツト１３０のアドレ
ス入力によつて設定される。マイクロコンピユー
タはＤ−Ａコンバータから適切な出力を得ること
が必要なとき常にアンテナ位置基準電圧を与え
て、PPIスイープ基準電圧を供給する。Ｄ−Ａコ
ンバータの出力はサンプル・ホールド・ユニツト
１１２及び１２２の入力に接続される。マイクロ
コンピユータによつて所定時間に命令を受ける
と、ハードウエア状態レジスタ１３２の出力の制
御によつて、各サンプル・ホールド・ユニツト
は、「サンプル」に設定されてＸ及びＹ出力がそ
の入力に加えられた値に保持され、その後「ホー
ルド」に設定される。「サンプル」期間中アナロ
グ入力を与えるＤ−Ａコンバータは次の動作に解
放され、サンプル・ホールド・ユニツトがコンバ
ータ出力を維持する。マイクロコンピユータは第
１図のＤ−Ａ変換ユニツト５０における動作を正
確に時間決めし、Ｄ−Ａコンバータ１１０及び１
２０の出力のPPIのＸ、Ｙスイープ基準電圧がレ
ーダ掃引期間中更新されて次のスイープのＸ及び
Ｙ基準値を与える。 第７Ａ及び７Ｂ図は、電子PPI安定化及び正確
方位化を達成するために与えられるデータ入力を
示す。第７Ａ図はPPIスイープＸ基準チヤンネル
の更新を示す。マイクロコンピユータは、回転角
φのsin値を逐次Ｄ−Ａコンバータ１１０に、回
転角φのcosin値をＤ−Ａコンバータ１２０に転
送し、またＹアンテナ基準電圧（アンテナ方向角
Ａのcosinに比例）をＤ−Ａコンバータ１１０に、
Ｘアンテナ基準電圧（アンテナ方向角Ａのsinに
比例）をＤ−Ａコンバータ１２０に与える。約５
マイクロ秒の安定化時間後、Ｄ−Ａコンバータの
出力はＤ−Ａコンバータ１１０が積−cosAsinφ、
コンバータ１２１が積−sinAcosφを安定化する。
マイクロコンピユータは、ここでサンプル・ホー
ルド・ユニツト１１２に加算点１２４のＤ−Ａコ
ンバータ出力の和をサンプリングすることを指示
する。出力はＤ−Ａコンバータの出力を反転した
もの、即ちsin（Ａ＋φ）をユニツト１１２に与え
てこれを保持させる。マイクロコンピユータは、
次にＤ−Ａコンバータ１１０に−sinφを転送し、
ユニツト１１１及び１２１上のアンテナ位置基準
電圧をスイツチに変換させる。Ｄ−Ａコンバータ
１１０及び１２０の出力はこうして第７Ｂ図に示
す値となる。マイクロコンピユータは、次に、加
算点１２５のＤ−Ａ出力の和をサンプル・ホール
ド・ユニツト１２２にサンプリングさせる。約５
マイクロ秒後、ユニツト１２２の出力はこの値の
反転値、即ちcos（Ａ＋φ）を保持する。この出力
の組は回転したPPI表示に対するPPIスイープＸ、
Ｙ基準電圧である。スイープ基準電圧の更新プロ
セスは80マイクロ秒掃引期間に行なわれる。電子
PPI方位装置は、機械的装置の比較的低速と異な
り、PPI表示の瞬時的方位が所望の安定した方向
に向くことを可能にする。 シンクロ型ジヤイロ・コンパス入力から開始し
た本発明の実施例の説明は、360゜のシンクロ・シ
ヤフト回転を係数６で分割したものに関すること
を理解すべきである。標準の1/6゜ステツプは
360：１の結合比のコンパス・シンクロ・シヤフ
トによつて達成される。他の結合比、例えば
180：１又は36：１もよく使用される。以下に述
べる本発明の他の実施例は、第２図の入力信号調
整器に特別のデコード及び選択回路を付け加え
て、マイクロコンピユータにおける別の命令シー
ケンスで入力デジタル・コードを処理する。この
システムの残りの構成要素、即ち、マイクロコン
ピユータ及びＤ−Ａコンバータ・ユニツトは第２
図のものと同じである。 前述した特徴に加えて、レジスタ９０から得ら
れるデジタル入力コードの変位検出後、マイクロ
コンピユータ４０は新しい入力有効性を変化させ
る。例えば、すべてが「０」又はすべてが「１」
の入力はエラー状態を構成してマイクロコンピユ
ータは無効としてそれを無視する。新しい位置が
マイクロコンピユータによつて最新位置として受
け入れられる前に、船のコース変化に応答したデ
ジタル・コードの変化が、新しい位置が最新位置
としてマイクロコンピユータに受け入れられる前
のプリセツトされた数の周期で確認される。これ
は、ジヤイロ・コンパスから受けた位置データ入
力に有効なヒステリシス又は遅延を加えることに
よつて入力ジツタを除去することを可能にする。 ２相装置に対して多相装置、例えばインクリメ
ント光学エンコーダは、単一ステツプのアツプ又
はダウンより多くの情報を包含する。前述のシン
クロ位置入力は、レジスタ９０の出力に３要素デ
ジタル・コードＡ，Ｂ，Ｃを与え、表に関連し
て説明したように１又は２ステツプのアツプ又は
ダウンとして翻訳される。 この２ステツプ翻訳はより高速のデータ速度を
可能にし、従来のように単一ステツプ変化で処理
されたときより、ジヤイロ・コンパスからのコー
ス変化をより速く受け入れることができる。今受
け入れることができる最大入力回転速度は、キヤ
リア周期当り120゜のシンクロ・シヤフト位置変化
に対応する。60Hzのキヤリアに使用されるシンク
ロに対しては、シンクロ・シヤフトのスピードは
20回転／秒又は1200RPMである。360：１のコン
パス・シンクロ結合を用いると、この量は秒当り
20゜のコース変化となる。より速いコース変化の
航空機では400PHのキヤリアがよく使用される。
そのスピードは比例して高くなり、約秒当り130゜
のコース変化に上昇する。 ここで第６図を参照すると、入力信号調整器の
ブロツク図が示され、360゜のシンクロ・シヤフト
回転が12で分割され、この場合のジヤイロ・コン
パス・シンクロ・シヤフト結合は180：１である。
付け加えられた回路は、第５Ａ図の波形，，
の任意の２出力間に「エクスクルーセブOR」
で取り出した位相コンパレータ７０からの出力７
８，７９，８１で作動するセレクト検出器６８か
ら成る。第５Ｂ図の波形，，はその結果を
示し、例えば60゜で波形及びは共に「ハイ」
で波形は零出力となつてφCを選択する。 セレクト・デコーダ６８の出力線３４，３５，
３６は波形、、を夫々伝達する。これらの
波形の唯１つが、第５Ｂ図に示すように排他OR
のデコードによつて負となる。波形の負の部分
は、スイツチ・ユニツト６９の入力において特定
の減衰されたφA、φB、又は及びφC信号を選択
して線８４ｂにこの選択した信号を供給するのに
使用される。このようなユニツトはアナログ・デ
バイスのAD7511等の周知のソリツド・ステー
ト・スイツチを使用することができる。各線，
及びは、負のとき、主要変位点間の振幅を下
降している入力位相信号φA，φB，φCを選択す
る。線８４ｂ上の選択された減衰位相φA，φB又
はφCが電圧レベルと比較され、第５Ａ図に示す
主変位点８３Ｂ，８３Ｄ，８３Ｅ，８３Ｆ，８３
Ｇ及び８３Ｈ間のシンクロ・シヤフト回転の再分
割を達成する。これらは、第２図の位相コンパレ
ータの動作に関連して前述したように等しい振幅
の点である。この再分割変位は以後「副変位」
（minor transition）という。等しい位相振幅の
任意の２点間で下降する振幅の位相の選択は正弦
波のエンベロープの３個の各位相の組を第５Ａ図
に示す点８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃで形成する三角
エンベロープの単一信号と置き換える。選択され
た位相は入力信号上のあらゆるコモン・モード過
渡じよう乱に影響を受けやすい。本発明は、シン
クロ位相の瞬時振幅の和が常に零であるように、
アツテネータ６０の電圧分割器の共通点でのシン
クロ入力信号に対し実質上零にする手段を設ける
ことによつて、コモン・モード信号を除去してい
る。線１４０を介してレベル調節ユニツト１４１
に接続することによつて、この実質上の零と線１
４０上の局部グランド（ローカル・グランド）と
の電圧差が、コモン・モード・トランジエントに
比例し、レベル調節ユニツト１４１の選択された
位相φA，φB及びφCからあらゆるコモン・モー
ド成分を除去する。第６図のレベル調節ユニツト
は、線８４ｂ上の選択された位相信号に従つて、
コモン・モード電圧を表わす線１４０上の信号の
値に応じたレベルに調節する。線１４５上の出力
信号の平均電圧は、今やローカル・グランドのレ
ベルであり、コモン・モード信号は除去される。
信号の基準となるこのグランド・レベルは、ロー
カル・グランドに対しコンパレータ１４６で電圧
比較を可能し、主変位点間の中点を決定する。コ
ンパレータ１４６の出力は矩形波で、その「１」
又は「０」出力はキヤリアの振幅が正か負かによ
つて決まる。例えば、第５Ｂ図において、波形
の負の状態は、点８３Ｂと８３Ｄ間のφCが選ば
れる。コンパレータ１４６の出力は、キヤリアの
正位相中８３Ｃ及び８３Ｂ間で「１」、８３Ｃ及
び８３Ｄ間で「０」であり、負の位相中は反転さ
れる。この出力はデータ・レジスタ９０に送ら
れ、360：１シンクロに対して前述した方法でク
ロツクされキヤリアを除去する。レジスタ９０の
出力デジタル・コードはここで４ビツト即ちＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄとなり、マイクロコンピユータで判定
されて、入力コードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの変位を処理
してジヤイロ・コンパスの記憶された位置、そし
て船のコースの更新を行う。

【表】 表は、入力変位が１、２、３又は４ステツプ
のアツプ又はダウンのいずれかであるかを決定す
るマイクロプロセツサの決定フオーマツトを示
す。1/6゜のステツプを発生するコンパス・シン
クロ結合比180：１は60Hzのキヤリアで40゜／秒に
コンパス・コース変化を上昇させる。 第１１図は、２よりも大きい主変位点間の再分
割が与えられる場合、例えば36：１のコンパス・
シンクロ・シヤフト結合で、隣接する主変位点間
に９個の副変位点を使用し主変位間に10個の副ス
テツプの再分割を与えるような入力信号調整器の
ブロツク図である。より低いシヤフト・スピード
がコースの同じ1/6゜のステツプ変化を与えるの
に使用することができる。これを実行することは
前述した方法と同じで、コンパレータ１４６が１
つの副変位点を加える。第６図におけるローカ
ル・グランド１５１との比較が４ビツトＤ−Ａコ
ンバータから線１４９を介して得られるアナログ
電圧との比較に入れ替つている。Ｄ−Ａコンバー
タ１４７へのデジタル入力はマイクロコンピユー
タ４０によつてバツフア・レジスタ１４８を介し
て与えられる。 更に詳述すれば、コンパレータ１４６は線１５
２上の選択された位相のキヤリア振幅が、その次
にＤ−Ａコンバータ１４７によつてアナログ比較
電圧に変換されるバツフア・レジスタ１４８内に
特定のステツプ値を記憶する手段を介してマイク
ロコンピユータ４０によつて指定されたステツプ
内にあるかどうかを決定する。線１５２上のキヤ
リア振幅が線１４９上のアナログ比較電圧に近い
所定の電圧範囲よりも高いとき、デジタル出力
「１」が増加線１５５に生じ、このアナログ電圧
の範囲よりも低いときは減少線１５７に「１」が
生じる。線１５２上のキヤリア振幅がアナログ電
圧のこの範囲内であるときは、増加線及び減少線
が共に「０」である。増加及び減少線は出力Ａ，
Ｂ，Ｃと同時にレジスタ９０にストローブされ
る。レジスタ９０の出力のデジタル・コードは５
ビツト即ちＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅから成り、Ｄ及び
Ｅはマイクロプロセツサに、第１１図のバツフ
ア・レジスタ１４８へストローブされるデジタル
値の夫々増加又は減少を指令する。こうして、デ
ータ・バス３２上のレジスタＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ及び
Ｅの出力はマイクロコンピユータで処理され、該
コンピユータは、コンパレータ１４６への２つの
入力信号が等しくなる迄、バツフア・レジスタ１
４８を介してＤ−Ａコンバータ１４７への出力を
増減させる。これがジヤイロ・シンクロ・シヤフ
トの位置に対応する特別の副ステツプを決定す
る。１つのステツプから隣接のステツプへの変位
を検出すると、マイクロコンピユータは記憶され
た船のコース角度を表わす現在記憶された値にス
テツプ値を加え又は差し引く。４ビツトＤ−Ａコ
ンバータは再分割を16にすることができる。主変
位点間の線１５２上のキヤリア・エンベローブの
直線性は、単調な増加の20の再分割を可能にす
る。非直線の場合、マイクロコンピユータは主変
位点で自動的位置訂正を行う。 次に第８図を参照すると、ジヤイロ・コンパス
がシンクロ出力の代りにステツプ出力であるとき
に使用する入力信号調整器３０のブロツク図が示
される。DCステツパーに対して、ジヤイロ・コ
ンパスの出力は第１０図に示すような線４２２
Ａ，４２２Ｂ，４２２Ｃに現われるφA、φB、
φC波形である。第１０Ａ図は、これらの波形の
夫々が正（ブランクでない）又は負（ブランク）
の状態を示す。この調整器３０は、広い電圧レベ
ル範囲に亘つて線６１，６３，６５からいずれか
の極性のDC信号を受ける。アツテネータ及び分
離器６０Ｂは、第２図の光学分離器５８と同様に
動作する光学分離器１７２と直列の線６１及び１
７１間に接続されるダイオード・ブリツジ１７０
を含む。φB及びφCはφAと同様に接続される。
ダイオード・ブリツジ１７０の使用によつて、い
ずれの極性の信号も極性に関係なく電流を光学分
離器に流すことが可能となる。このように、第１
０図の電源１７５はどちらの極性でもよい。コン
パレータ７０Ｂは、ポテンシヨメータ１７７によ
つて設定されるプリセツト・レベルに対し各位相
入力を比較するように構成される。線７４，７
５，７６上の出力Ａ，Ｂ，Ｃは、変位が変位デコ
ーダ１８１によつて検出されるときは常にレジス
タ９０にクロツクされる。ACステツパ入力に対
しては、第１０図のDC電源１７５がAC電源と置
き換つて、その信号がキヤリアを有し、第１０Ａ
図の波形がキヤリア振幅のエンベロープとなる。
データは、変位デコーダ１８１を使用する外は第
２図と同様にレジスタ９０にクロツクされる。 本発明を以上実施例に従つて説明したが、本発
明の範囲内で他の多くの変更が可能であることは
当業者には明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による、PPIレーダの一部と
してのコンパス適合及び北方安定化装置のブロツ
ク図である。第２図、第３図及び第４図は、第１
図のブロツク図の詳細ブロツク図である。第５Ａ
図は本発明の動作を説明するための波形乃至
を示し、第５Ｂ図は第５Ａ図の波形と等しい振幅
の変位点間の１つの位相を選択するのに使用され
るセレクト・デコーダの出力を示す波形乃至
を表わす。第６図は、360度のシヤフト回転が12
の増分に分割され、第２図の６分割の代りにシン
クロ・シヤフトの角度位置を表わすシンクロ装置
を示す。第７Ａ図及び７Ｂ図は、第４図のＤ−Ａ
コンバータの説明に関連して電子北方安定化装置
を説明するためのブロツク図である。第８図は、
両極性に使用し得る３相ステツパー・ジヤイロ・
コンパス出力装置を示す。第９図はシンクロ型ジ
ヤイロ・コンパスの回路図である。第１０図及び
第１０Ａ図はステツプ型ジヤイロ・コンパスの概
略図である。第１１図はシンクロ位置の再分割を
得るシンクロ装置のブロツク図である。 （符号説明）、９：スイープ・ジエネレータ、
１０：コンパス駆動装置、１１：XY偏向増幅
器、２０：アンテナ・リゾルバ、３０：入力信号
調整器、４０：マイクロコンピユータ、５０：Ｄ
−Ａコンバータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 漸増位置決め装置の３位相キヤリア出力信号
   をステツプ波形へ予め調整し、等しいキヤリア振
   幅のクロスオーバ点が前記漸増位置決め装置のジ
   ヤイロ・コンパス・シヤフト位置の角度変化を表
   わす予調整手段を含み、ステツプ型出力又はシン
   クロ型ジヤイロ・コンパス出力のDC又はACの漸
   増位置決め装置に応答し得る、PPI表示装置を含
   むレーダ装置用コンパス適合駆動装置であつて、
   前記漸増位置決め装置のDCステツプ型信号又は
   ACシンクロ型信号の任意の２つの位相について
   等しい振幅を決定する手段と、 該決定手段に含まれ、前記出力信号の単一又は
   複数のステツプ増加又はステツプ減少の発生を検
   出する手段と、 前記予調整手段の出力信号に応答して動作し、
   機械的装置を介在させないで、予調整手段からの
   以前に記憶された値との比較から前記ジヤイロ・
   コンパス・シヤフトの角度位置の漸増変化を表わ
   すコード化変化信号を引き出すマイクロプロセツ
   サであつて、意図するPPI回転角の正弦及び余弦
   を表わす信号をデジタル・コードの形式でリアル
   タイムに出力する装置を含むマイクロプロセツサ
   と、 Ｄ−Ａコンバータを含み、前記マイクロプロセ
   ツサからのコード化変化信号を表わすデジタル・
   コードをレーダ装置からのＸ及びＹ位置電圧と結
   合して、前記PPI表示装置の方位を決定するＸ及
   びＹスイープ基準電圧を発生する手段と、 から構成される装置。 ２ 前記予調整手段が、前記漸増位置決め装置か
   らの対応する出力信号を供給される排他的OR回
   路を含む位相コンパレータ手段から成る特許請求
   の範囲第１項記載の装置。 ３ 前記予調整手段が光学分離器を含み、前記駆
   動装置内の信号から前記ジヤイロ・コンパス・の
   基準信号を分離する特許請求の範囲第１項記載の
   装置。 ４ 前記予調整手段が、前記光学分離器の出力を
   整流して、前記漸増位置決め装置からの予め調整
   された信号のデータ・レジスタへのタイミングを
   合わせるための矩形波ストローク・パルスを発生
   するスレツシヨルド・コンパレータを含む特許請
   求の範囲第３項記載の装置。