JPH0622977U - 方向探知機表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 方向探知機よりの測定方向と、ジャイロコン
パスからのコンパス方位とをともに同一表示面上におい
て、基準方位に対する角度として放射状に直線状の表示
線をもって表示する。 【構成】 表示線が等角間隔で例えば３６本設けられて
おり、信号に応じてその１本を選択して表示する。方向
探知機よりの測定方位値、またジャイロコンパスよりの
コンパス方位値とをそれぞれ表示器の表示角度分解能の
半分の値を加算し、その各加算した方位値を表示器に表
示信号として供給する。加算値は表示器の分解能以下の
部分が表示できないから、必要に応じてその値を切り捨
てて表示器へ供給する。方向探知機の測定方位値θと、
ジャイロコンパスの方位値φとが共に基準値に対する１
本の放射線で表示される。一方は点滅表示して方向探知
機及びジャイロコンパスの方位表示を区別する。

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案はジャイロコンパス及び方向探知機を搭載した移動体におけるそのジ ャイロコンパスのコンパス方位と、方向探知機の測定方位とを表示する方向探知 機表示装置に関する。 「従来の技術」 従来方向探知機とジャイロコンパスとを搭載した移動機においては、第１０図 に示すように方向探知機５１よりの測定方位値と、ジャイロコンパス５２からの コンパス方位値とを表示器５３に供給する。 例えばその移動体が船舶５４であり、その船首方向に対して第１１図に示すよ うに方向探知機５１による電波の到来方向θが６０°であり、ジャイロコンパス ５２による測定コンパス方位、即ち真北に対する方位φが３０°の場合、つまり 電波の到来方向が真北に対して９０°の場合において、表示器５３においては第 １２図に示すように表示していた。 即ち表示器５３の表示面５３ａには機首方向に対して電波の到来方向が例えば 角度θを持った表示線５５として表示され、その読取り角度のための方位目盛５ ６が表示面５３ａの周辺にリング状に付けられており、その外側において可動板 のジャイロ目盛５７が設けられ、ジャイロ目盛５７が回動されて機首方向に対し てφだけ回動され機首方向の真北に対する方位φが表示されるようにされていた 。 このように従来においては、ジャイロ方位の指示はリング状目盛５７を機械的 に回動するものであって機械的に消耗し易く、故障も生じ易く、しかも比較的に 読取りにくく、特に少し離れて見ると読取り難いものであった。 「問題点を解決するための手段」 この考案によれば方向探知機よりの測定方向と、ジャイロコンパスからのコン パス方位とを共に同一表示面上において、基準方位に対する角度として放射状に 直線状の表示線をもって表示する。このため表示器としては表示線が等角間隔で 複数本、例えば３６本設けられており、入力表示信号に応じて上記表示線の１本 を選択して表示するように構成されている。方向探知機よりの測定方位値、また ジャイロコンパスよりのコンパス方位値とをそれぞれ表示器の表示角度分解能の 半分の値を加算し、その各加算した方位値を表示器に表示信号として供給する。 勿論その加算値は表示器の分解能以下の部分が表示できないから、必要に応じて その値を切捨てて表示器へ供給する。 従って表示器においては方向探知機の測定方位値と、ジャイロコンパスの方位 値とが共に基準値に対する１本の放射線が基準方位に対する角度をもって表示さ れ、両者の方位角度θ、φをそれぞれ直ちに読取ることができる。しかもこの場 合両表示を区別するため、一方については点滅表示を行う。これによって方向探 知機の方位表示とジャイロコンパスの方位表示とを区別する。またこの分解能の 半分の値を加算することによってその分解能の表示線の中間の位置における方位 においてはその何れかの近い方に対して選択表示が行われることになる。 「実施例」 この考案における方向探知機表示装置の方位測定を、時分割式方向探知機によ り行う例を説明する。時分割式方向探知機をまず説明する。 第１図に従来の時分割式方向探知機を示す。二つのループアンテナ１１及び１ ２が直交して配され、ループアンテナ１１の指向方向は南北方向、ループアンテ ナ１２の指向方向は東西方向に向いているとする。ループアンテナ１１，１２は 、指向性アンテナ出力取出し手段を構成するアンテナ切替器１３，１４に接続さ れている。アンテナ切替器１３，１４は例えばダイオードスイッチ回路であり、 これらアンテナ切替器１３，１４はタイミング信号発生器１５から出力される第 ２図Ｂ〜Ｅに示すように例えば４０Ｈｚの周波数を持つタイミング信号により切 替制御され、ループアンテナ１１，１２に誘起された信号Ｎ−Ｓ，Ｅ−Ｗその極 性を切替えた信号Ｓ−Ｎ，Ｗ−Ｅが時分割的に取出される。つまり８字形指向性 アンテナの指向方向を９０度互に異なる４つの方向に向けた時の４つのアンテナ 出力が時分割的に取出されたことになる。一方、無指向性のセンスアンテナ１６ に誘起された信号Ｃは移相回路１７で９０度位相がずらされ、ループアンテナ１ １，１２の出力信号と同位相とされ、合成回路１８で時分割的に取出されたルー プアンテナ１１，１２の信号と合成される。合成回路１８からＶ_Ｎ＝Ｃ＋（Ｎ− Ｓ），Ｖ_Ｅ＝Ｃ＋（Ｅ−Ｗ），Ｖ_Ｓ＝Ｃ＋（Ｓ−Ｎ），Ｖ_Ｗ＝Ｃ＋（Ｗ−Ｅ）に 相当する４種の電圧Ｖ_Ｎ，Ｖ_Ｅ，Ｖ_Ｓ，Ｖ_Ｗが得られる。 合成回路１８の出力電圧信号Ｖ_Ｎ，Ｖ_Ｅ，Ｖ_Ｓ，Ｖ_Ｗは受信機１９内の高周波 回路２１へ供給され、高周波回路２１の出力は検波回路２２で検波され、その検 波出力は必要に応じて低周波増幅器２３を通じてスピーカ２４へ供給され、受信 信号を音として聴くことができる。 検波回路２２から得られる上記時分割信号Ｖ_Ｎ，Ｖ_Ｅ，Ｖ_Ｓ，Ｖ_Ｗはピークホ ールド回路１_Ｎ，１_Ｅ，１_Ｓ，１_Ｗにそれぞれ尖頭値が保持され、ピークホール ド回路１_Ｎ，１_Ｅ，１_Ｓ，１_Ｗから安定した値を持つピークホールド電圧を得る 。そのピークホールド電圧はマルチプレクサ２５によって選択的に取出され、Ａ Ｄ変換器２６により、クロックＣＰ_１（第２図Ａ）の周期で各時分割信号Ｖ_Ｎ， Ｖ_Ｅ，Ｖ_Ｓ，Ｖ_Ｗはディジタル信号に変換され、そのディジタル信号は演算器２ ７に取込まれる。 演算器２７はこの例ではマイクロコンピュータによって構成した場合を示す。 マイクロコンピュータは周知のように中央処理装置２８と、読出専用メモリ２９ と、書込読出可能なメモリ３１と、入力ポート３２と、出力ポート３３とによっ て構成され、これらの各要素はバスライン３４によって相互に接続され、読出専 用メモリ２９に記憶したプログラムを中央処理装置２８が順次読出し解読実行す ることにより所定の動作が行われる。 タイミング発生器１５は演算器２７の出力ポート３３からクロック信号ＣＰ_２ の供給を受けてタイミング信号Ｐａ〜Ｐｂ（第２図Ｂ〜Ｅ）及びクロックＣＰ_１ （第２図Ａ）を作っている。従って演算器２７の動作とＡＤ変換器２６から入力 されるディジタル信号とは同期がとれており、演算器２７は時分割信号Ｖ_Ｎ，Ｖ_Ｗ ，Ｖ_Ｓ，Ｖ_Ｅをそれぞれ判別して取込むことができる。 入力ポート３２を介して取込んだ時分割信号Ｖ_Ｎ，Ｖ_Ｗ，Ｖ_Ｓ，Ｖ_Ｅはそれぞ れ書込読出可能なメモリ３１に設けた各領域に記憶される。ループアンテナの８ 字形指向特性４１（第３図Ａ）とセンスアンテナの無指向特性４２とを合成する とカーディオイド特性４３が得られる。合成回路１８の出力電圧Ｖ_Ｎ，Ｖ_Ｅ，Ｖ_Ｓ ，Ｖ_Ｗは第３図Ｂに示すように、カーディオイド特性を北，東，南，西にそれ ぞれ向けた時の出力電圧と対応し、第２図Ｆに示す例は、矢印４４で示すように 北方向から電波が到来した時の時分割信号である。このような関係にあるから、 電波到来方位の象限は次のようにして決定される。 Ｖ_Ｎ−Ｖ_Ｓ＞０，Ｖ_Ｅ−Ｖ_Ｗ＞０のとき第１象限 Ｖ_Ｎ−Ｖ_Ｓ＞０，Ｖ_Ｅ−Ｖ_Ｗ＜０のとき第２象限 Ｖ_Ｎ−Ｖ_Ｓ＜０，Ｖ_Ｅ−Ｖ_Ｗ＜０のとき第３象限 Ｖ_Ｎ−Ｖ_Ｓ＜０，Ｖ_Ｅ−Ｖ_Ｗ＞０のとき第４象限 また（Ｖ_Ｅ−Ｖ_Ｗ）／（Ｖ_Ｎ−Ｖ_Ｓ）のベクトル演算を実行する。このベクト ル演算によって得られる数値Ｄはｔａｎθ（θは電波到来方向と対応）を表わし 、このＫの値からメモリ３５に記憶した変換表を参照して角度θを求める。この 角度θと先に求めた象限とから電波到来方位を求める。つまり第１象限と判定し たときは３６０°−θ°を到来方位とし、第２象限と判定したときは角度値θ° をそのまま使用し、第３象限と判定したときは１８０°−θ°を到来方位とし、 第４象限と判定したときは１８０°＋θ°を到来方位とする。この得られた電波 到来方位を出力ポート３３を通じて表示器３６に表示する。以上のθ処理を中央 処理装置２８が実行する。 いま電波到来方向が北に対しθ方向である時、ループアンテナ１１より得られ る電圧の振幅は第４図Ａに示すようにＶ_Ｙ＝Ｖ_ｌｃｏｓθとなり、ループアンテ ナ１２が得られる電圧の振幅は第４図Ｂに示すようにＶ_Ｘ＝Ｖ_ｌｓｉｎθとなる 。センスアンテナ１６から得られる電圧の振幅をＶ_Ｓ（Ｖ_ｌ≦Ｖ_Ｓ）とし、合成 回路１８でのループアンテナ出力と、センスアンテナ出力との位相ずれをφ、到 来電波の角周波数をωとするとループアンテナ１１の出力は Ｖ_ｌｃｏｓωｔ・ｃｏｓθ （１） となり、センスアンテナの出力は Ｖ_Ｓｃｏｓ（ωｔ＋φ） （２） となる。（１）式と（２）式とを加えると（３）式となる。 （Ｖ_ｌｃｏｓθ＋Ｖ_Ｓｃｏｓφ）ｃｏｓωｔ−Ｖ_Ｓｓｉｎφ・ｓｉｎωｔ（３） （３）式の振幅値はとなる。同様に信号Ｖ_Ｅ，Ｖ_Ｓ，Ｖ_Ｗはそれぞれ次式となる。 これより次式を求めて方位θを測定している。 この例では電波到来方向θを演算するためにＶ_Ｎ ^２，Ｖ_Ｅ ^２，Ｖ_Ｓ ^２，Ｖ_Ｗ ^２ を求めて行うようにした場合を示す。このようにすると位相ずれφに影響される ことなく、正確に方位θを求めることができる。第５図にその処理動作例を示す 。象限判定ルーチンＲ_１は先に述べた乃至によって第１象限乃至第４象限の 何れであるかを、つまりＶ_Ｎ，Ｖ_Ｅ，Ｖ_Ｓ，Ｖ_Ｗを使って決定してもよいが、こ の象限判定もＶ_Ｎ ^２，Ｖ_Ｅ ^２，Ｖ_Ｓ ^２，Ｖ_Ｗ ^２を使ってステップＳ_１乃至Ｓ_７に よって行ってもよい。ステップＳ_４乃至Ｓ_７において決定された何れかの象限が 読書き可能なメモリ３１に記憶されれる。 の演算がなされる（ステップＳ_８）。次に変換テーブルを参照し、つまりステッ プＳ_８の演算結果Ｄ′をアドレスとしてメモリ３５を読出してｔａｎ^−１Ｄ′の 角度θを求める（ステップＳ_９）。 次に先に求めた象限判定ルーチンＲ_１の結果に応じて、それが第１象限の時は ３６０°−θを、第２象限の時はそのままθ、第３象限の時は１８０°−θを、 第４象限の時はθ＋１８０°を演算して方位角を得る（ステップＳ_１０）。方位 測定を一定時間ごとに行い、その複数回分例えば２０回分又は４０回分の方位測 定結果を読書き可能なメモリ３１に記憶しておき、新しい方位測定結果が得られ るごとに最も古い方位測定結果を消すようにし、常に得られている最も新しい２ ０回分又は４０回分の方位測定結果の平均値を求め（ステップＳ_１１）、更にそ の平均した方位測定結果に対し、アンテナの配置などによって生じる固定誤差の 補正を行い（ステップＳ_１２）、その補正された電波到来方位を表示器３６に表 示する（ステップＳ_１３）。 この考案においては例えば第６図に示すように表示器３６の表示面３６ａはリ ング状の角度目盛６１が付けられ、その中心を通る基準方向（この例ではＮ方向 ）に対する角度をもって電波の到来方向が表示線６２として表示され、また機首 方向、つまり船首方向が表示線６３として表示される。つまり基準方向はこの例 においては北Ｎの方向とし、これに対し船首方向６３の表示は角度φをもって表 示され、更にその船首方向表示６３に対して角度θをもって電波の到来方向の表 示６２がなされる。つまり電波の到来方向の表示６２は基準方向Ｎの方向に対し てφ＋θで表示される。この表示例は第１１図に示した関係を表示している。ま たこの場合両表示線６２，６３を区別するため、機首方向表示６３については点 滅表示を行った場合であり、その表示線６３の表示が点滅している状態を示すた め破線で記入した。また角度目盛６１としては例えば印刷などで固定的に記入し てもよく、或は表示器３６の固定パターン表示によってもよい。更にこの例にお いてはデジタル表示部６５を設け、例えば北方向に対する電波の到来方向θ＋φ が表示される。 このような表示器３６としては、第７図に示すように、例えば液晶表示器にお いて線状表示電極６６が複数本、例えば３６本が等角間隔で設けられており、こ れに対して方位用レジスタ６７とコンパス用レジスタ６８がそれぞれ表示信号と して各方位値が格納され、これらレジスタ６７，６８に入力された表示信号はデ コーダドライバ７１，７２に供給され、デコーダドライバ７１，７２の各３６個 の出力端子は３６本の表示電極６６の各１本にそれぞれ並列的に接続されている 。デコーダドライバ７１，７２に入力された表示信号の値に応じてその一つの出 力端子に出力が発生する。つまり表示器３６は入力された表示信号に応じて等角 間隔に設けられている表示線上の１本を選択的に表示するものである。 またこの例においてはデコーダドライバ７２には点滅のための発振器７３が接 続され、これによりデコーダドライバ７２の内容が点滅表示線として表示される 。更にこの表示器３６にはデジタル表示用レジスタ７４が設けられ、この例では 電波到来方向の真方位を示す値がレジスタ７４に格納される。レジスタ７４に格 納された値がデコーダドライバ７５でデコードされ、例えば７本のセグメントを 日の字状に配置し、これらを選択して０〜９の数字を表示する表示部７６がデコ ーダドライバ７５の出力により駆動され第６図中のデジタル表示部６５における 表示が行われる。 このような表示を行うため各レジスタ６７，６８，７４に対する表示信号の格 納は、例えば第１図における演算器２７より出力ポートを通じて行われる。この ため演算器２７にはジャイロコンパス５２からそのコンパス方位φが入力ポート ３２を通じて入力されている。 第５図におけるステップＳ_１３の角度表示を行うため、第８図に示すように測 定方位角、つまり演算値θとコンパス方位値φとの加算演算が行われる（ステッ プＳ_２０）。この場合コンパスを表示するモードか否かがチェックされ（ステッ プＳ_２１）、このコンパス方位表示モードの場合は、つまりコンパスを表示する キー（キーボード３７中の）がＯＮの場合は入力ポート３２を通じてコンパス方 位値φを入力し、コンパス方位表示モードでない場合はコンパス方位値としてφ ＝０をステップＳ_２０の演算に用いる（ステップＳ_２２，Ｓ_２３）。 この加算された値θ＋φに対し、表示器３６の角度分解能Δθの１／２、例え ば３６本の場合は５°が加算される（ステップＳ_２４）。この加算値のうち方位 分解能以下の部分を切捨てる。この例においては１°の位以下を切捨て、１０° の位以上の部分を取出す（ステップＳ_２５）。その切捨てた残りの値を第７図の 方位レジスタ６７に格納する（ステップＳ_２６）。同様にしてコンパス方位φに 加算し（ステップＳ_２７）、その加算値の方位分解能以下の部分を切捨て（ステ ップＳ_２８）、その切捨てた残りの値をこの例では２桁のジャイロ方位値を第７ 図中のコンパス用レジスタ６８に格納する（ステップＳ_２９）。このようにして 電波到来方位とコンパス方位とが表示器３６に基準方向に対する角度θ＋φ、φ として表示される。一方ステップＳ_２０において加算された値を第７図中のデジ タル表示レジスタ７４に格納する（ステップＳ_３０）。 これによりデジタル表示が行われる。ステップＳ_２４乃至Ｓ_３０は実際には適当 な順に行われる。 このように測定方位とコンパス方位とを基準方位に対する角度として表示する 場合に、その両者とも北を方位として行う場合に限らず、例えば第９図に示すよ うに機首方向７８を基準とし、これに対する北の方位、つまりジャイロによる測 定角φをジャイロ表示線６３で表示し、またこの機首方位７８に対する電波到来 方位θを方位表示線６２で表示するようにしてもよい。この場合は第８図におい てステップＳ_２４における演算を方位測定値φ＋コンパス方位値φとの加算値で はなく、測定方位値θに対し行い、またステップＳ_２７において ばよい。更にこの場合においては第９図に示すように方向探知機を搭載した移動 体のおおよその形状を示す表示、例えば船舶の場合においてその船舶の表示７９ を印刷により表示面３６ａの中心に表示し、その機体表示７９の方向、つまり機 首方向を基準方位７８に向けておくと自己の移動体の機首方位と、北の方位と、 電波到来方位との三つの方向を遠くから見ても判断し易くなる。機体表示７９は 角度目盛６１と同時に、固定のパターンとして表示してもよく印刷などによって 表示してもよい。 「考案の効果」 以上述べたようにこの考案によれば、電波到来方位とジャイロ方位との両者を 同一表示面で、しかも基準方向に対する角度として表示するため、その表示は遠 くから見ても直ちに判断することができ、またその表示としては比較的粗い分解 能となるため、真値は表紙線の途中に位置することが多いが、常に近い方の表示 線に対して表示が行われる。更に機械的に表示目盛を駆動するようなものでない ため機械的消耗もなく、故障し難く、信頼性の高いものが得られる。 上述においては演算器２７でその表示に必要な演算を行ったが、例えば表示器 において第８図に示した処理をハードウェアで行わせるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの考案に用いることができる方向探知機を示
すブロック図、第２図はその動作の説明に用いるための
タイムチャート、第３図は指向性アンテナと無指向性ア
ンテナとの指向方向の合成例を示す図、第４図は指向性
アンテナと電波到来方向とその受信振幅との関係を示す
図、第５図は第１図の動作処理を示す流れ図、第６図は
この考案による表示装置における表示例を示す図、第７
図はこの考案における表示装置の要部を示すブロック
図、第８図は表示処理動作例を示す流れ図、第９図はこ
の考案による他の表示例を示す図、第１０図は方向探知
機とジャイロコンパスと表示器との関係を示すブロック
図、第１１図は移動体とその機首方向、ジャイロコンパ
ス表示方向、電波到来方向の関係を示す図、第１２図は
従来の表示装置を示す図である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 （１） ジャイロコンパスを備えた移動体に取付けられ
   た方向探知機の方位を表示する方向探知機表示装置にお
   いて、 上記方向探知機の測定方位値に、表示角度分解能の半分
   の値を加算する第１加算手段と、 上記ジャイロコンパスのコンパス方位値に上記表示角度
   分解能の半分の値を加算する第２加算手段と、 上記第１加算手段の加算値及び上記第２加算手段の加算
   値がそれぞれ表示信号として入力され、入力された表示
   信号に応じて上記表示角度分解能で等角間隔に配列され
   た表示線の１本を選択して表示する表示器と、 その表示器に入力された上記第１，第２加算手段の表示
   信号の一方に対して表示を点滅する点滅手段とを具備す
   る方向探知機表示装置。