JPS5818178A - 方向探知機 - 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】 本発明はアナログ的な方位保持機能を設けた電波の方向
探知機に関するものである。

従来、方向探゛知機のアナログ的方位指示は、例えば、
メータ式指示またはブラウン管式指示などによっており
、方位信号が断たれた時、雑音等により指示方向が変動
し、方位の指示が時間とともにずれてしまう欠点があり
方位測定に不便があった。

本発明は、この欠点を改良したものである。

第１図及び第２図は、本発明の構成及び実施例を、第３
図は各部の波形図を示す。第３図の各部の波形図の番号
は、第１図及び第２図の波形番号に対応させである。

第１図においてアンテナ１は、例えば４本のダイポール
アンテナ素子Ｎ、Ｓ、Ｅ及びＷで構成されるものであシ
、アンテナ１のＮ、Ｓ、Ｅ及びＷの出力はアンテナ切換
器２に入力される。アンテナ切換器２は切換回路８より
の切換信号（ａ）により、アンテナ出力を図中に示す記
号類に従って順次ダイオードスイッチによる高速切換取
出を行ない、各アンテナ素子の受信位相ステップを含ん
だ方位信号（ｂ）を得る。切換信号（ａ）は、１周期Ｔ
（Ａ）中に、アンテナ１のＮ、Ｓ、Ｅ及びＷ素子の複数
倍、例えば２倍の８個の矩形波パルスを繰返えす信号で
ある。上記方位信号ｃｂ）は、受信回路３で増幅した後
、方位成分検波回路４により各アンテナ素子の位相ステ
ップの切換瞬間による位相変化を電圧変化で抽出し、方
位成分検波信号（ｃ）を得る。

切換信号（ａ）矩形波パルスは、方向探知すべき電波が
１５０　ＭＨｚの場合、１２．５　ＫＨｚ程度に設定さ
れる。

第３図に示す各部の波形図は、電波がアンテナ１のＮ、
Ｓ方向より剣来する場合を示す。従って方位成分検波信
号（ｃ）は、方位信号Φ）がＮ、Ｓの組合わせの切換期
間Ｔ＠では出力されるが、方位信号（ｂ）がＥ、Ｗのみ
の組合わせの切換期間Ｔ０では、位相ステップによる位
相変化が零となるため出力されない。なお、方位成分検
波信号（ｃ）は、以後の信号処理を簡単にするため、方
位信号（ｂ）が無い場合及び位相変化が零の場合は、中
心レベルのＥｏ／２にバイアスされ、方位信号（ｂ）が
有る場合は、中心レベルＥｏ　／　２を中心として出力
するようになっている。

受信回路３の出力は、音声検波・増幅回路５を経て音声
用スピーカ６を動作させる。また、受信回路３の出力は
、方位信号（ｂ）の有無を検出する方位信号検出回路７
にも与えられ、方位信号検出信号（ｅ）を得る。

方位成分検波信号（ｃ）は、方位指示器４ｏの方位メー
タ１３の界磁極数に等しい４路の信号に変換するために
ゲート（１）回路９Ｎ・９Ｓ・９Ｅ・９Ｗのそれぞれに
入力するとともに、この各ゲートに切換信号（ａ）に対
して位相の遅れたゲート信号（ｄ）　Ｎ・（ｄ）　Ｓ・
（ｄ）Ｗ・（ｄ）　Ｗを切換器８から与えてゲートし、
各分配信号（ｃ）Ｎ・（ｃ）Ｓ・（ｃ）Ｅ・（ｃ）Ｗに
分け、４路に分配される。

このとき、方位成分検波信号（ｃ）には、切換信号（ａ
）の１周期Ｔ（Ａ）に切換期間Ｔ　（Ｂ）およびＴｏと
切換るために、Ｔ（Ｂ）からＴｏおよびＴ　Ｃ）から、
Ｔ＠になるとき、ｓ、ｇのみの組合せによる位相変化、
ＷＮのみの組合せによる位相変化が電圧変化として発生
す◇。

この電圧変化を方位成分検波信号（ｃ）として分配信号
（ｃ）Ｎ・ｒｅ）Ｓ・（ｃ）Ｅ・（ｅ）Ｗのいずれかに
分配すると方位誤差の要因となるのでゲート信号（ｄ）
Ｎ・（ｄ）Ｓ・（ｄ）Ｅ・（ｄ）Ｗには切換器８からゲ
ート信号を与えないようになっている。

切換信号（ａ）の１周期Ｔ（４）中に短形波パルスを数
１０回繰返えすようにすれば、Ｓ、Ｅのみの組合せによ
る位相変化、ＷＮのみの組合せによる電圧変化を分配信
号（ｃ）Ｎ・＜ｃ）Ｓ・（ｃ）Ｅ・（ｃ）Ｗのいずれか
に分配しても積分回路ＩＯＮ　、　１０８　、　ＩＯＥ
、　ＩＯＷで積分されるので方位誤差は軽減し方向探知
機として実用することが可能となる。

各分極信号をそれぞれ積分回路１ＯＮ・１０Ｓ・１０Ｅ
・ＩＯＷで積分し、各積分信号（ｆ）Ｎ・（ｆ）Ｓ・（
ｆ）Ｅ・（ｆ）Ｗを得る。

積分信号げ）Ｎ・（ｆ）Ｓ・（ｆ）Ｅ・（ｆ）Ｗは次段
のゲート（２）回路１１Ｎ・１１８・ＩＩＥ・ＩＩＷに
入力するとともにこの各ゲートに方位信号検出信号（ｅ
）を与えてゲートし、次段の記憶保持回路１２Ｎ・１２
Ｓ・１２Ｅ・１２ＷＫ与えて記憶保持し、記憶保持信号
（ロ））Ｎ−（ロ））Ｓ・（ロ））Ｅ−（ロ））Ｗを得
る。方位信号検出信号（ｅ）は方位信号Φ）を検出した
場合は、Ｅｏｖとなシゲート（２）回路１１Ｎ・１１Ｓ
・ＩＩＥ・ＩＩＷを導通し、方位信号（ｂ）が断たれた
場合は０となシ、ゲート（２）回路１１Ｎ・１１８・１
１Ｅ・ＩＩＷを遮断するゲート信号として制御動作する
。

記憶保持回路１２Ｎ・１２Ｓ・１２Ｅ・１２Ｗは、方位
信号（ｂ）が断たれた場合後記のような低インピーダン
ス充電高インピーダンス遮断回路・レベル保持用コンデ
ンサ・高入力インピーダンス増幅回路などの組合せによ
り、記憶保持信号（ｇ）Ｎ−（ロ））Ｓ−（ロ））Ｅ−
（２））■そのままのレベルで記憶保持し、次の方位信
号（ｂ）受信されたときは、速かにそのレベルに変更で
きるように構成されている。

以上のように、方位成分検波信号（ｃ）は、方位メータ
１３の界磁極数に等しい４路Ｋｆｉ配され、上記の信号
処理を行なった後、方位信号（ｂ）が検出された時のみ
、そのレベルに従って記憶保持し、方位メータ１３のＮ
、Ｓ、Ｅ及びＷ端子へ入力し、その界磁を励磁してメー
タ指針を電波の致来方向に指示させることにより方位を
測定するようにしたものである。

方位指示器４０の信号系統（１，１０・１１・１２で構
成された回路）の各４路は４組の共通した回路より構成
されるため、以下の説明はそのうちのＮ系統の１路のみ
について第２図の実施例により説明する。

方位成分検波回路４の出力回路４′は演算増幅器（１）
１７・直流阻止用コンデンサ１８・放電用抵抗１９の組
合せによる結合回路で構成されている。数位成分検波回
路４で検波された方位成分信号（Ｃγは、次段の充放電
回路（イ）を前記のレベル保持作用に従って動作させる
ため、バイアス用抵抗１４・１５・１６によりバイアス
した演算増幅器ｒｌ）１７により増幅した後、直流阻止
非コンデンサ１８とＥｏ／２電源３１にバイアスされた
放電用抵抗１９により、ＥＯ／２電源３１を中心とした
方位成分のみを取□出し、方位成分検波信号（ｃ）とし
て低インピーダンスで出力する。

ブナログスイッチ（１）２０には方位成分検波信号（ｃ
）とＮゲート信号（ｄ）　Ｎとが入力され、アンテナ１
のＮからＳへの切換時にに相当する時点での位相変化分
であるＮ方向の方位成分に相当する分配信号（ｃ）　Ｎ
を選択ゲートする。

アナログスイッチ（１）２０はスイッチ特性の良いＭＯ
８型集積回路が使用されるが、通常ＯＮ抵抗（導通抵抗
）は数１０オームの低抵抗で、ＯＦＦ抵抗（遮断抵抗）
は数１００ＭΩ程度の非常に高抵抗のものである。

分配信号（ｃ）　Ｎは積分回路１ＯＮに相当する充放電
用抵抗２１・２３及び積分用コンデンサ２２で構成され
る充放電回路（イ）により直流化した積分信号（ｆ）　
Ｎを得る。

積分信号（ｆ）Ｎは方位信号（ｂ）が断たれるとＥｏ／
２Ｖになり、方位信号（ｂ）が検出される場谷は、Ｅｏ
／２ｖを中心とし、到来電波の方位により最低ｏｖから
最大ＥＯＶの電圧変化をする。

充放電回路（イ）は常−新しい方位情報を保持する必要
があるため、通常は、充電時は約０．１秒（１＋）程度
、放電側は約１秒（ｔ２）程度に選ばれ“る。回路構成
上では、充電時は演算増幅器（１）１７の出力インピー
ダンスが抵いため（通常は数ｌθオーム）、時定数は充
電用抵抗２１と積分用コンデンサ２２で殆んど決定され
る。又、アナログスイッチ（１）２０が閉ざされた場合
の放電時定数は放電用抵抗２３と積分用コンデンサ２２
で殆んど決定される。

このような時定数をもつ充電回路（イ）で直流化された
積分信号（ｆ）　Ｎは、ゲート（２）回路１１Ｎと記憶
保持回路１２Ｎに相当するアナログスイッチ（２）２４
・記憶保持用コンデンサ２５・演算増幅器（２）２８に
入力される。

アナログスイッチ（２）２４に入力された積分信号（ｆ
）　Ｎは、方位信号検出信号（ｅ）のＥｏＶの区間のみ
、つまり方位信号Φ）が有るときのみＯＮ状態となり、
瞬時に、記憶保持用コンデンサ２５に記憶保持信号（ロ
））Ｎを保持させる。更にこの信号（ロ））Ｎを充分に
保持するため、次段には非反転接続型の演算増幅器（２
）２８による高入力インピーダンス回路（ＲＩＮ中４０
０ＭΩ）が接続しである。

記憶保持回路１２Ｎの時定数は、方位信号（ｂ）が断た
れた場合、即ち、方位信号検出信号（ｅ）がｏｖの場合
、アナログスイッチ（２）２４はＯＦＦとなるが、その
方位情報に当るレベルをそのまま保持する必要がある。

又、次の新しい方位情報が得られた瞬時に新しいレベル
に更新して保持する必要がある。

従って、通常の充放電時定数は充電時は約数１０ミリ秒
（ｔ“）放電時は約５〜６分（ｔ′）程度に選ばれる。

回路構成上では、充電時は、アナログスイッチ（２）２
４の内部抵抗（数１００）と記憶保持用コンデンサ２５
により殆んどの時定数は決定される。又、アナログスイ
ッチ（２）２４が閉ざされた場合の放電時定数は、アナ
ログスイッチ（２）２４のリーク抵抗と、演算増幅器（
２）２８の入力インピーダンス（ＲＩＮ）　、　及ｒｉ
記憶保持用コンデンサ２５の容量により殆んど決定され
る。

以上の時定数で記憶保持された記憶保持信号（ロ））Ｎ
は、演算増幅器（２）２８で増幅された後、バイアス用
抵抗（６）２９を通し、指示回路（ロ）の方位メータ駆
動用トランジスタ３０を制御する。演算増幅器（２）２
８は、記憶保持信号（ロ））Ｎを直線的に増幅するため
、電源はＥｏ電源３２とアース間に加えられ、バイアス
用抵抗（４）　、　（５）　、　２６　、２７及びＥｏ
／２電源３１によりＥＯ／２Ｖにバイアスされている。

方位メータ、駆動用トランジスタ３０の出力は方位メー
タ１３のＮ端子に入力される。一方、Ｓ端子入力にも上
記信号と同様に４路のＳ系の１路によって処理された信
号を加えることによ、９、Ｎ−８両信号の磁界合成によ
るメータ指針の指示方向によって方位指示される。方位
メータ駆動用トランジスタ３０の電源は、方位メータ１
３の４線輪の中点よシＥｏ電源３２が供給される。

以上のように、本発明は低インピーダンス充電高インピ
ーダンス遮断特性を有する記憶保持回路を方位信号の有
無によ多制御することによシ、方位信号が断たれた場合
は、方位情報をアナログ的に記憶保持し、安定した方位
保持を行なうとともに、新たな方位信号に対しては瞬時
に対応できる方位指示を行なうことができる特長がある
。

本発明は、前記の実施例のほか、次の変形実施が可能で
ある。

切換手段などを別の構成に変え、方位信号（ｃ）の分配
取出し形態を変えて得られた分配信号、例えば、アンテ
ナ１の素子数を８本などの他の数とし、または、アンテ
ナ形状をループアンテナとセンスアンテナの組合せなど
とし、切換器２の切換手段をＮ−８−Ｅ−Ｗのように隣
接する素子を順次に選択して周回的に切換え、ゲート（
１）回路をこれに対応動作させて得られた分配信号を前
記の記憶保持手段によって記憶保持する。

（２）　　方位指示器４ｏの信号系統を２路、３路また
は５路以上に変え、方位メータ１３の界磁をこれに対応
して構成ずぶ。

（３）　　方位メータ１３をブラウン管などによる他の
表示器に変え、各記憶保持信号（ロ））Ｎ−（ロ））Ｓ
−（２））Ｅ・（ｇ＞Ｗをこれらの表示器の対応する電
極端子に与えるように構成する。

（４）前記（１）　（２）　（３）項の構成および前記
実施例の構成の要部を選択組合せした構成とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す。第２図は方位指示装置の
実施例を示す。第３図は各部の波形図を示す。波形図の
番号は第１図及び第２図の波形番号に対応させである。 １・・・アンテナ、２・・・アンテナ切換器、３・・・
受信回路、４・・・方位成分検波回路、５・・・音声、
検波・増幅回路、６・・・スピーカ、７・・・方位信号
検出回路、８・・・切換回路、９Ｎ・９Ｓ・９Ｅ・９Ｗ
・・・ゲート（１）回路、１ＯＮ・１０Ｓ・ＩＯＥ・１
０Ｗ・・・積分回路、１１Ｎ・１１Ｓ・１１Ｅ・１１Ｗ
・・・ゲート（２）回路、１２Ｎ・１２Ｓ・１２Ｅ・１
２Ｗ・・・記憶保持回路、１３・・・方位メータ、１４
・・・バイアス用抵抗、１５・・・バイアス用抵抗、１
６・・・バイアス用抵抗、１７・・・演算増幅器（１）
、１８・・・直流阻止用コンデンサ、１９・・・放電用
抵抗、２０・・・アナログスイッチ（］）、２１・・・
充電用抵抗、２２・・・積分用コンデンサ、２３・・・
放電用抵抗、２４・・・アナログスイッチ（２）、２５
・・・記憶保持用コンデンサ、２６・・・バイアス用抵
抗、２７・・・バイアス用抵抗、２８・・・演算増幅器
、２９・・・バイアス用抵抗、３０・・・方位メータ゛
（動用トラ−ンジスタ、３１・・・Ｅｏ／２電源、３２
・・・Ｅｏ電源。 特許出願人 手続補正書（方式） 昭和５６年７２月１４−日 特許庁長官　殿 ｔ　事件の表示 特願昭５６−１１５１４４ ２、発明の名称 方向探知機 ＆　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 マ１４１　　　東京部品用区上大崎２−１０−４５昭和
６７年　７７月２ｆ−日（発送日）５、補正の対象 明細書・図面 ６　補正の内容 明細書および図面の浄書 （内容に変更なし） 手続補正書（自発） 昭和５６年１２月ｔ４日 特許庁長官　殿 １、事件の表示 特願昭５６−１１５１４４ ２、発明の名称 方向探知機 明細書 ５、　補正の内容 別紙の通り ６、　添付書類の目録 （１）補正内容書　　　　１通 補正内容書

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のアンテナ入力を切換取出した方位信号を１つの受
   信回路で増幅し、方位成分を抽出した信号を複数の信号
   系統に分配して方向指示器に与えることにより電波の到
   来方向を指示する方向探知機において、前記方位成分を
   抽出して出力する方位成分検波手段を低インピーダンス
   の出力回路で構成し、前記分配した信号を積分した後、
   ゲート回路を介して、入力回路に記憶保持用コンデンサ
   ーを設けた高入力インピーダンスの増幅回路に与えると
   ともに、前記方位信号の有無を検出して前記ゲート回路
   を制御する手段を設けることにより、前記方位信号が断
   たれた時は従前の方位指示を記憶保持し、新たな方位信
   号には瞬時に対応して方位指示を更新し得るようにした
   ことを特徴とする方向探知機。