JPS60257373A - ロラン受信機における同期装置 - 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、自船の航行位置を測定するロラン航法に用
いるロラン受信機において、受信したロラン信号と受信
機内部で生成した同期信号とを同期させる装置に関する
。

（従来の技術） ロラン受信器は、受信器内部で生成した同期信号を主局
送信局、従局送信局の各々から到来するロラン信号にそ
れぞれ別個に同期させた後、同期信号間の時間差を測定
する。

ロラン信号と同期信号との同期はロラン信号の特定位置
に同期させることにより行う。例えば、ロランＣ受信機
においては、受信したロランＣ信号の３サイクルｌ」の
位相に同期信号を同期させるのが最も一般的である。こ
の種の装置としては、例えば特公昭４３−２８４２２号
公報、特公昭４９−２５６３６号公報のものがある。

（発明が解決しようとする問題点） 上記装置において、受信するロラン信号のＳ／Ｎ比が良
好でロラン信号が比較的安定している場合はロラン信号
と同期信号との同期も極めて安定に行われる。ところが
ロランＣ信号において、３サイクル位相に同期させる場
合、３サイクル波は振１１が比較的小さいため雑音の影
響を受けやすい。

この雑音の影響を軽減するため一般には積算回路　。

が用いられる。すなわち、ロラン信号と同期信号との位
相比較を行ない、その比較結果を積算する。そして、そ
の積算出力を用いて同期信号をロラン信号に同期させる
。このようにするとロラン信号と同期信号との同期を極
めて安定に行うこ、とができるが、その反面、積算動作
に起因して同期動作に時間遅れが生じる。この影響は自
船が移動１ながら同期動作を行う場合に太きく現われる
。

すなわち、ロラン信号のＳ／Ｎ比が悪い場合は積算出力
の時間遅れが大きくなる。そのため、自船の移動によっ
てロラン信号と同期信号に位相ずれが生じても、積算出
力の時間遅れが大きいため、その位相ずれを補償するこ
とができない。従′って、５　ロラン信号と同期信号と
の同期が行われなくなる。このような同期信号を用いて
時間差測定を行っても正確な時間差測定を行い得ない。

上記不安定同期を解消する手段として、ロランＣ信号と
同期信号との同期を３サイクル目以後の振巾の十分大き
い位相に対して行うことが考えられる。しかし、３サイ
クル目以後の波形には、送信局から直接到来する地上波
に電離層で反射されて到来する空間波が混入する可能性
が大きいため、空間波の影響を受けやすい。すなわち、
電離層の反射点の高さ変化によって空間波の位相が変動
すると、地」二波との混合波も位相が変化するから、こ
の混合波に同期信号を同期させると、その同期信号にも
位相変動が生じる。

（問題点を解決するための手段） この発明は、上記問題点を解決するために、ロラン信号
と位相比較を行なう第１、第２の同期信号を生成し、ロ
ラン信号の第１、第２の位相位置でそれぞれの位相比較
を行う。そして、ロラン信号のＳ／Ｎ比が良好なときは
第１の同期信号とロラン信号との位相比較出力を用いて
第１の位相位置において第１の同期信号をロラン信号に
同期させることにより、ロラン脅号に対する同期信号の
位相ずれを補償する。又、Ｓ／Ｎ比が悪く第１の位相動
作の時におけるロラン信号と同期信号との同期動作の時
間遅れが大きいとき、このときは、第２の同期信号とロ
ラン信号との位相比較出力を用いて第１の位相比較位置
において第１の同期信号の位相ずれを補償することを特
徴とする。例えば、ロランＣ信号との同期を行う場合、
ロランＣ信号の３サイクル位相に同期させる第１の同期
信号と６サイクル位相に同期させる第２の同期信号をそ
れぞれ生成し、３サイクル位相における同期動作が安定
に行われる場合は第１の同期信号と、ロランＣ信号との
位相比較結果に基づいて第１の同期信号をロランＣ信号
に同期させる。そして、３サイクル位相における同期動
作が時間遅れが大きくなり、不安定なときは、第２の同
期信号とロランＣ信号との位相比較結果に基づいて第１
の同期信号の同期制御を行う。

（作　用） 上記装置によると、第１同期信号の同期位相におけるロ
ランＣ信号のＳ／Ｎ比が良好なときは第１同期信号とロ
ランＣ信号との位相比較結果に基づいて第１同期信号の
同期動作が行われる。そして、第１同期信号の同期位相
におけるロランＣ信号のＳ／Ｎ比が悪く、同期動作を行
なう時間遅れが大きくなり、信号追尾が不安定なときは
、第２同期信号とロランＣ信号との位相比較結果に基づ
いて第１同期信号の同期動作が行われる。

（実　施　例） 第１図はロランＣ受信器に実施した例を示す。

受信器ｌに受信されたロランＣ信号は波形整形回路？へ
送出されて矩形波に整形される。第２図ａは受信器ｌの
受信したロランＣ信号を示し、ｂは波形整形回路？で整
形した波形を示す。

波形整形されたロランＣ信号すは位相比較回路３Ａ、３
Ｂ並びに信号検出回路４Ａ、４Ｂの各々へ送出される。

位相比較回路３Ａには同期パルス生成回路５Ａで生成さ
れた同期パルス（第２図Ｃ）が導かれており、同期パル
スＣとロランＣ整形波すとの位相比較を行なう。又、信
号検出回路４＾には信号検出パルス生成回路６Ａから送
出される信号検出パルス（第３図ｄ）が導かれてロラン
Ｃ整形波すの検出を行う。

同期パルス生成回路５Ａ、信号検出パルス生成回路６Ａ
は分周回路７Ａの分周出力に基づいて同期パルスＣ１信
号検出パルスｄをそれぞれ生成する。分周回路７Ａは移
動回路８＾を経て導かれるクロックパルス源９のクロッ
クパルス列をロランＣ信号の送信間隔と同周期になるま
で分周して送出し、その分周出力に基づいて同期パルス
Ｃ１信号検出バルスｄが生成される。

位相比較回路３＾並びに信号検出回路４Ａは例えば、サ
ンプリング回路で構成され、同期パルスＣ１信号検出パ
ルスｄを用いてロランＣ整形波すの信号レベルをサンプ
リングする。そして、ロランＣ整形波の高レベル部をサ
ンプリングしたときは高レベル出力を、又、低レベル部
をサンプリングし７たときは低レベル出力の２進値の出
力を送出する。

位相比較回路３Ａ、信号検出回路４Ａのそれぞれのサン
プリング結果は、積算回路１０Ａ　、ＩＩＡの各々へ送
出ｙれる。積算回路１０Ａ並びにＩＩＡは、例えば加逆
計数器が用いられ、高レベル出力が送出されたときは加
算計数を行い、低レベル出力が送出されたときは減算計
数を行なう。そして、積算回路１０Ａは加算計数値が一
定数を越える毎に桁上げパルスを移動回路８Ａへ送出し
、逆に、減算計数値が一定数を越える毎に桁下げパルス
を移動回路８Ａへ送出する。移動回路８Ａは、積算回路
１０Ａから桁−にげパルスが送出されたときは分周回路
７Ａの分周出力の位相を若干進めるごとく位相制御を行
なう。逆に、桁下げパルスが送出されたときは分周回路
７Ａの分周出力の位相を若干遅らせるごとく位相制御を
行なう。その結果、同期パルスＣはロランＣ整形波すの
立上り位相に同期する。このとき、同期パルスＣの同期
位置はロランＣ信号ａの３サイクル位置に設定される。

同期位置の設定は、例えば、ロランＣ信けを波形観測し
ながら同期パルスＣを３サイクル位置に移相させて行な
う。あるいは、３サイクル位置を自動的に判別して同期
させる装置も公知であるが、これについては省略する。

なお、上記において、移動回路８Ａによる分周回路７Ａ
の出力の位相制御は公知であり、例えば、クロンクパル
ス源９から分周回路７Ａに導かれるパルス列のパルス数
を増減する。すなわち、パルス列を抜き取ったり、新た
に追加したリ　−することにより位相制御を行なうこと
ができる、。

又、積算回路１０Ａの積算出力はゲート回路１５を経て
移動回路８＾に導びかれる。ゲート回路１５は通常は回
通状態にあり、後述のように、判別回路１３によって開
閉Ｍｆ′御が行なわれる。

１、記のようにして、同期パルスＣとロランＣ整形波す
との同期制御が行われると同時に、積算回路１１Ａは信
号検出パルスｄによるロランＣ整形波のサンプリング結
果を積算する。なお、同期パルスＣとロランＣ信号との
同期が行われた後、同期パルスＣあるいは分周回路７Ａ
の出力を用いて時間差測定が行われるが、これについて
は省略する。

信号検出パルスｄは、例えば、同期パルスＣに比して２
．５ｇ５ｅｃ後に生成される。ロランＣ信号は周期が１
０　ｐ、　ｓｅｅであるから、ロランＣ整形波すは５　
ｐ、　ｓｅｅ毎に高レベルと低レベルがくり返し生じる
。従って、同期波ＣがロランＣ整形波すの立上り位相に
同期するとき、信号検出回路ｄはロランＣ整形波すの高
レベル部を常にサンプリングする。従って、積算回路１
１Ａが加逆計数器で構成されるとき、信号検出パルスｄ
によるサンプリングが行われる毎に積算回路１１Ａの加
算値が増大する。又、ロランＣ信号ａのＳ／Ｎ比が悪く
信号が不安定な場合、信号検出パルスｄによるサンプリ
ング毎に高レベル出力が送出されるとは限らず、雑音の
影響により低レベル出力が送出される。従って、タイマ
ー１２を設けて、一定時間毎に積算回路１１Ａの加算値
をリセットするようにすると、リセット直前の計数値は
ロランＣ信号のＳ／Ｎ比に対応した計数値を示す。すな
わち、積算回路１１Ａの積算値、すなわち、加逆計数値
を見ること−によってロランＣ信号の安定度、従ってＳ
／Ｎ比を判別することができる。

積算回路１１Ａの積算値は判別回路工３へ送出されて他
の積算回路１１Ｂから送出される積算値との比較判別が
後述のようにして行われる。

上記のようにして、ロランＣ整形波すの３サイクル位相
に対する同期動作、信号検出が行われる一方、６サイク
ル位相に対する同期動作、信号検出が上記と同様にし半
行われる。６サイクル位相に対する同期動作、信号検出
は、位相比較回路３Ｂ、信号検出回路４Ｂにおいて、同
期パルス生成回路５Ｂの送出する同期パルス（第３図ｅ
）とロランＣ整形波すどの位相比較、信号検出パルス生
成回路６Ｂの送出する信号検出パルス６Ｂによる信号検
出動作によって行われる。

同期パルス生成回路５Ｂは分周回路７Ｂの出力に基づい
て同期パルスｅを生成する。同期パルスｅは上記同期パ
ルスＣに対してロランＣ信号の３周期後に位置するよう
に生成される。従って、同期波ＣがロランＣ信号の３サ
イクル位置に同期するとき、同期波ｅはロランＣ信号の
６サイクル位置に同期させられる。ここで、同期波ｅは
便宜上ロランＣ信号の６サイクル位置にしたが、必ずし
も６サイクル位置にする必要はなく、ロランＣ信号ａの
振ｌ］が比較的大きな位置、例えば、５サイクル位置、
であれば任意に設定してもよい。なお、分周回路７Ｂは
、移動回路８Ｂを経て導かれるクロックパルス源９のク
ロックパルス列をロランＣ信号の到来間隔と同間隔にな
るまで分周する。

同期パルス生成回路５Ｂで生成された同期パルスｅは位
相比較回路３Ｂにおいて位相比較が行われ、その比較結
果が積算回路１０Ｂに積算される。位相比較回路３Ｂ並
びに積算回路１０Ｂは上記位相比較回路３＾、積算回路
１０Ａと同様に動作する。そして、積算回路１０Ｂの積
算出力は移動回路８Ｂへ送出されて、上記の移動回路８
Ａと同様にして、分周回路７Ｂの位相制御を行い、同期
パルスｅをロランＣ形成波すの６サイクル位置に同期さ
せる。

信号検出回路４Ｂは信号検出パルス生成回路６Ｂから送
出される信号検出パルスｆを用いてロランＣ整形波すの
波高レベルをサンプリングする。信号検出パルスｆは上
記の信号検出パルスｄと同様に、同期パルスｅの２．５
　ｐ、　ｓｅｃ後に生成される・従って、同期波ｅがロ
ランＣ整形波すの立上り位相に同期するとき、信号検出
パルスｆはロランＣ整形波すの高レベル位置をサンプリ
ングする。

積算回路１１Ｂは、上記の積算回路１１＾と同様に構成
され、信号検出パルスｆによるサンプリング結果を積算
する。その積算値はタイマー１２によってリセットされ
、リセット直前の積算値が判別回びに１１８の積算値に
基づいてゲート回路１４．１５の開閉制御を行なう。

ロランＣ信号ａのＳ／Ｎ比が良好で信号が比較的安定し
ているとき、積算回路１１Ａは積算値が一定値以上の数
値を送出する。判別回路１３はこの数値に基づいてロラ
ンＣ信号ａが比較的安定していることを判別する。この
場合、判別回路１３はゲート回路１４を遮断状態に維持
する。従って、移動回路８Ａは積算回路＋ＯＡの積算出
力にのみ基づいて上記の同期動作を行なう。

ロランＣ信号ａのＳ／Ｎ比が悪く信号が不安定になり、
積算回路１０Ａによる時間遅れが比較的大きくなると、
積算回路１１Ａはその積算値が小さくなる。一方、積算
回路１１ＢはロランＣ信号ａの比較的振［１コの大きい
ところのサンプリングレベルを積ｑするから、Ｓ／Ｎ比
が比較的悪いときでも一定植以」二の積算値が送出され
る。このようなとき、判別回路Ｉ３はゲート回路１４及
び１５を導通させる。

従って、移動回路８＾は積算回路ＪＯＢの出力によって
も同期動作を行う。ロランＣ信号のＳ／Ｎ比がさらに悪
くなり、積算回路ｌＯ＾による同期動作が不能になると
、判別回路１３はゲート回路１５を遮断してゲート回路
１４のみを導通させる。従って、この状態においては積
算回路１０Ｂによってのみ同期動作が行なわれる。そし
て、判別回路１３は、ロランＣ信号ａのＳ／Ｎ比が再び
良好になり、積算回路１１＾の積算値が再び一定値以上
になると、まず、ゲート回路１５を導通させ、Ｓ／Ｎ比
がさらに向北すると、ゲート回路１４を遮断して積算回
路１０＾の積算出力にのみ基づいて移動回路８Ａに同期
動作を行わせる。

（発明の効果） ■−記説明から明らかなように、この発明によると、ロ
ランＣ信号のＳ／Ｎ比が比較的良好なときは、同期パル
スとロランＣ信号の３サイクル位相における位相比較動
作に基づいて同期動作を行なう。そして、Ｓ／Ｎ比が悪
く、信号が極めて不安定なときは、比較的振１ｔＪの大
きいロランＣ信号の位１５相位置における比較出力に基
づいて３サイクル位相における同期状態を維持する。す
なわち、自船の移動によってロラン信号と同期信号に位
相ずれが生じたとき、ロラン信号のＳ／Ｎが悪い場合、
Ｍ算回路１０Ａはロラン信号の振巾の小さい位相位置に
対して同期動作を行なうから、同期動作の時間遅れが大
きくなり位相ずれの補償ができなくなる。しかし、積算
回路１０Ｂは振巾の大きい位相位置に対して同期動作を
行なうから、位相ずれに対するＩＲ算回路１０Ｂの応答
が比較的速い。従って、積算回路１０Ｂの出力を用いて
移動回路８Ａ制御すると、ロラン信号の振１１の小さい
位相位置に対する同期動作を応答性良く行なわせること
ができる。

この場合、積算回路１０Ｂの出力で位相ずれを補償する
と同時に積算回路１０Ａの出力を用いて位相ずれの補償
を行なうことにより同期動作をさらに安定に行なわせる
ことができる。すなわち、積算回路１０Ｂが検出する位
相ずれデータは、自船の移動によって生じるだけでなく
空間波の混入によっても生じる。積算回路１０Ｂは振巾
の大きい位相位置に対する位相ずれデータを送出する。

振巾の大きい位相位置は空間波の混入する可能性が大き
い。

空間波は電＃層による反射点が変化するとそれによって
位相変動が生じこの位相変動分が位相ずれデータとして
積算回路１０Ｂから送出される。ところが、空間波によ
る位相ずれは自船の移動時のように連続的に生じるもの
ではなく、比較的大きな間隔゛°で不連続的に生じる。

従って、空間波の位相ずれに対して移動回路８Ａが位相
制御を行なっても、それによって生しる位相ずれに対し
ては積算回路１０Ａが十分応答可能であり、空間波によ
って生じる位相ずれを打消すことができる。さらに、ロ
ラン信号のＳ／Ｎ比が極端に悪くなり、積算回路＋ＯＡ
による同期動作がほとんど不能になった場合、判別回路
１３によってゲート回路１５が遮断され、積算回路１０
Ｂの出力によって移動回路８＾の同期制御が行なわれる
。従って、この場合は、ロラン信号と同期信号との位相
ずれが積算回路１０Ｂにのみよって制御されるから、自
船の移動に起因する位相ずれが補償されると同時に、空
間波による位相ずれに対しても追従作用が行なわれる。

しかし、空間波による位相変動は短時間的に生じるもの
ではなく、ロラン信号のＳ／Ｎ比がある程度回復すれば
積算回路１０Ａによる同期動作が再び行なわれるから、
それによって空間波による位相ずれを補償することがで
きる。すなわち、ロラン信号の補足追尾を応答性良く行
なわせることができる。

従って、同期パルスとロランＣ信号との同期状態を常に
安定して行わせることが可能になり、時間差測定に誤測
定が生じることが極めて少なく、比較的安定して高精度
な時間差測定を行なうことが゛　できる。

（他の実施例） ＠３図においてｆｉＳｉ図と同一番号のものは同一の動
作を行う。

第３図は、第１図における分周回路７Ｂ、移動回路８Ｂ
を用いる代りに分周回路７の分周出力を可変遅延回路１
６を経て同期パルス生成回路５Ｂ、信号検出パルス生成
回路６Ｂに導びくもので、このように構成しても第１図
と同様な作用効果を得ることができる。

第３図において、分周回路７は同期パルス生成回路５Ａ
、５Ｂ、信号検出パルス生成回路６Ａ、６Ｂに共通に使
用される。そして、可変遅延回路１８は積算回路１０Ｂ
によって遅延量が制御されて同期パルス生成回路５Ｂで
生成される同期パルスをロラン信号に同期させる。なお
、可変遅延回路１６は遅延量が電気的に制御できるもの
であれば任意のものを用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示し、第２図はその動作を
説明するための波形図、第３図は他の実施例を示す。 ｌ・・・・・・受信機、２・・・・・・波形整形回路、
３Ａ、３Ｂ・・・・・・位相比較回路、４＾、４Ｂ・・
・・・・信号検出回路、５Ａ、５Ｂ・・・・・・同期パ
ルス生成回路、６Ａ、６Ｂ・・・・・・信号検出パルス
生成回路、７Ａ、７Ｂ・・・・・・分周回路、８Ａ、８
Ｂ・・・・・・移動回路、９・・・・・・クロックパル
ス源、ＩＯＡ、ＩＯＢ・・・・・・積算回路、ＩＩＡ、
ＩＩＢ・・・・・・積算回路、１２・・・・・・タイマ
ー、１３・・・・・・判別回路、１４．１５・・・・・
・ゲート回路特許出願人　古野電気株式会社 第２図 丁 ２シＳｅｅ オ　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （＋）ロラン信号の送信周期と同周期で生成されロラン
   信号の特定位相に同期させる第１の同期信号生成回路と
   。 該第１の同期信号を基準にして生成され上記ロラン信号
   の波高値を検出する第１の信号検出用パルス生成回路と
   、 」−記ロラン信号の送信周期と同周期で生成され上記第
   １の同期信号の同期位置とは異なる上記ロラン信けの特
   定位相に同期させるＷｉｊ２の同期信号生成回路と、 該第２の同期信号を基準にして生成され上記ロラン信号
   の波高値を検出する第２の信号検出用パルス生成回路と
   、 上記第１の同期信号とロラン信号との位相比較を行い該
   比較結果を積算する第１の同期用積算回路と、 」二記第２の同期信号とロラン信号との位相比較を行い
   該比較結果を積算する第２の同期用積算回路と、 上記第１の信号検出用パルスを用いて上記ロラン信号の
   波高値をサンプリングして該サンプリング結果を積算す
   る第１の信号積算器と、上記第２の信号検出用パルスを
   用いて上記ロラン信号の波高値をサンプリングして該サ
   ンプリング結果を積算する第２の信号積算器と、」二記
   第１の信号積算器と第２の信号積算器の積算値に基づい
   て上記第１並びに第２信号検出用パルスのサンプリング
   点における」二記ロラン信号のＳ／Ｎ比を判別する判別
   回路と、 該判別回路に基づいて上記第１の信号検出用パルスのサ
   ンプリング点におけるＳ／Ｎ比が良好なときは上記第１
   の同期用積算回路出力を用いて上記第１の同期信号とロ
   ラン信号との同期制御を用い、上記第１の信号検出用パ
   ルスのサンプリング点におけるＳ／Ｎ比が悪く、上記第
   ２の信号検出用の信号検出用パルスのサンプリング点に
   おけるＳ／Ｎ比が比較的良好である場合に上記第１及び
   第２の周期用積算回路出力を用いて上記第１の同期性け
   とロラン信号との同期制御を行う同期制御回路とを具備
   してなるロラン受信器における同期装置。 （２）ロラン信号の送信周期と同周期で生成されロラン
   信号の特定位相に同期させる第１の同期信号生成回路と
   、　゛ 該第１の同期信号を基準にして生成され上記ロラン信号
   の波高値を検出する第１の信号検出用パルス生成回路と
   、 −１−記ロラン信号の送信周期と同周期で生成され上記
   第１の同期信号の同期位置とは異なる上記ロラン信号の
   特定位相に同期させる第２の同期信号生成回路と、 該第２の同期信号を基準にして生成され上記ロラン信号
   の波高値を検出する第２の信号検出用パルス生成回路と
   、 」二記第１の同期信号とロラン信号との位相比較を行い
   該比較結果を積算する第１の同期用積算回路と、 上記第２の同期信号とロラン信号との位相比較を行い該
   比較結果を積算する第２の同期用積算回路と、 」二記第１の信号検出用パルスを用いて上記ロラン信号
   の波高値をサンプリングして該サンプリング結果を積算
   する第１の信号積算器と、上記第２の信号検出用パルス
   を用いて上記ロラン信号の波高値をサンプリングして該
   サンプリング結果を積算する第２の信号積算器と、上記
   第１の信号積算器と第２の信号積算器の積算値に基づい
   て−に記第１並びに第２信号検出用パルスのサンプリン
   グ点における上記ロラン信号のＳ／Ｎ比を判別する判別
   回路と、 該判別回路に基づいて」二記第１の信号検出用パルスの
   サンプリング点におけるＳ／Ｎ比が良好なときは上記第
   １の同期用積算回路出方を用いて上記第１の同期信号と
   ロラン信号との同期制御を行ない、上記第１の信号検出
   用パルスのサンプリング点におけるＳ／Ｎ比が悪く上記
   第２の信号検出用パルスのサンプリング点におけるＳ／
   Ｎ比が比較的良好である場合に上記第１の同期用積算回
   路出力に代えて上記第２の同期用積算回路出力を用いて
   上記ｆＩＳ１の同期信号とロラン信号との同期制御を行
   なう同期制御回路とを具備してなるロラン受信器におけ
   る同期装置。