JPS604873A - 方位探知装置 - 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】 この発明は複数個のアンテナを用い、各アンテナからの
出力レベル差を利用して到来電波の到来方位を探知する
方位探知装置に関するものである。

従来のこの種の方位探知装置において、例えば８個のア
ンテナを使うものの第１の例として第１図に示すものが
あった。図において、１ａへ１ｈは同一特性のアンテナ
であり、これらは水平面内に４５°間隔に配列されてい
る。２は上記８個のアンテナ１ａ〜１ｈを順次切替える
切替スイッチ、３は受信機であり、４は該受信Ｉａ３か
らの復調出力を順次切替える切替スイッチである。５ａ
〜５ｈは上記受信機３からの復調信号レベルを記憶して
おく記憶回路、６は該８（Ｉｌｌの記憶回路５ａ〜５ｈ
からのレベル情報から到来電波の到来方位を算出する演
算器である。また７は上記切替スイッチ２．４の切替タ
イミング及び記憶回路５ａ〜５ｈの記憶情報を演算器６
が受けとるタイミングを指定する命令器である。

次に動作について説明する。命令器７の指定により切替
スイッチ２，４は連動して切替わり、受信機３を介して
対応したアンテナと記憶回路とが順次一定時間接続され
る。即ち受信機３を介してアンテナ１ａ〜１ｈの各々と
記憶回路５ａ〜５ｈの各々とが順次一定時間接続される
。この結果アンテナ１ａ〜１ｈの各々が捕捉した信号は
受信機３でｔｌ　Ｈｍされ、各々のレヘルが各々対応し
た記憶回路５ａ〜５ｈに記憶される。

そして切替スイッチ２，４の切替えが一巡すると、命令
器７からの命令により、上記記憶回路５ａ〜５ｈの記憶
レベル情報を演算器６が受け取り、該演算器６はこれら
のレベル情報から到来方位を算出する。

次に方位算出の方法について説明する。今、アンテナ１
ａ〜１ｈが各々水平面内で０’、４５°。

９０°、１３５’、１８０’、２２５’、２７０”、３
１５°に向けて配列されているとする。このときの各ア
ンテナの出力レヘルパターンは第２図に示すようになる
。ただし同図は複雑になるのをさけるため基本となる０
°と４５°方向のアンテナパターンのみを実線で示し、
他は破線で示している。

先ず演算器６がアンテナ１ａ〜１ｈの内出力レベルが１
番目と２番目に強いものを記憶回路５ａ〜５　ｈのレベ
ル情報から見つけ出し、概略到来方位をめる。なお、到
来方位は見つけだした２つのアンテナ間の角度である。

次に上記２つのレベル差から詳細到来方位をめる。この
算出は次のとおりである。ここでアンテナは全て同一特
性のものであるので、隣接する２個のアンテナのパター
ンは Ｐ１＝Ａｃｏｓ　θ Ｐ　２　＝　Ａｃｏｓ”　（θ−４５°）ＰＬ、Ｐ２は
アンテナからの出力レベ ル（電力）、θは電波の到来方位（０゜≦θ≦４５°）
、ｎは実数である。

と近似でき、 として隣接するアンテナ間の詳細な到来方位をめる。

従来の方位探知装置は以上のように構成されているので
、アンテナを順次切替えてアンテナ群の全周を捜索しな
ければならず、例えばレーダ電波のようにパルス変調波
でしかも間けつ的に到来する電波の到来方位を探知しよ
うとする場合、１個１個のアンテナで確実に少なくとも
１パルスを受け得る時間的タイミングでもってアンテナ
の切替えを行なう必要がある。

例えばパルス繰返し周波数が最低２００Ｈｚ　（パルス
間隔５ｍ５）までの電波の到来方位を探知しようとする
場合、１アンテナ当り５ｒｒｌｓ止めておく必要がある
ため８個アンテナでは切替えの一巡時間は５ｍ５Ｘ　８
　＝　４．０ｍｓ以上を要する。一方、レーダ電波がこ
ちらを向いている時間内に８１１１ｉＩのアンテナの切
替えを一巡しなければ方位探知は不可能である。

従って上記従来装置では、レーダのビーム幅を２°とす
れば、回転数８．３　ｒｐｍ以下のレーダ電波に対して
のみしか方位探知はできない。また、該従来装置ではア
ンテナを切替えるようにしているため、時間経過に伴う
入力レベル変動による方位探知誤差が生ずるなどの欠点
があった。

従来の方位探知装置において８個のアンテナを使うもの
の第２の例として第３図に示すものがあった。この従来
装置はアンテナの切替えをしない方式のものであり、ア
ンテナから記憶回路までの回路をアンテナの数だけ並列
に持っているので、上記第１の従来例の欠点は完全に除
去されている。

しかし反面受信機の数が増え、装置が大型化する。

これをさけるため受信機は同調型でなく、簡単な広帯域
直接検波受信機を用い、装置が大型化するのを抑えてい
る。しかしながら、直接検波受信機は同調型受信機に比
し、受信感度が１０ｄＢ以上悪くなるので、装置として
の受信感度も当然悪くなる欠点がある。

この発明は以上のような欠点を除去するためになされた
ものであり、到来電波の概略到来方位をめる複数の概略
方位演算回路と、これらの各演算回路による概略方位の
重複角度部分の両端のアンテナの捕捉信号レベルにより
到来電波の詳細到来方位をめる詳細方位演算回路とを設
けることにより、装置が大型化することなく、高感度で
しかも回転数１６ｒｐｍ以上、パルス繰返し周波数２０
０Ｈｚ以下のレーダ電波の方位をも探知できる方位探知
装置を提供することを目的としている。

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第４
図において１ａ〜１ｈは同一平面上で４５゛間隔をあけ
て放射状に配列された同一特性の８個のアンテナであり
、それぞれ０°、４５”。

９０°、１３５”、１８０°、２２５°、２７０゜３１
５°方向に配列されている（第５図ｆａｌ　（ｂｌ参照
）、２ａは９０’毎に配列されたアンテナｌａ。

Ｉｃ、Ｉｅ、Ｉｇからなる第１群のアンテナ群１０ａを
切替える切替スイッチ、２ｂは同じり９０゛毎に配列さ
れたアンテナｌｂ、Ｉｄ、Ｉｆ、１ｈからなる第２のア
ンテナ群１０ｂを切替える切替スイッチ、３ａ、３ｂは
受信機、４ａは受信機３ａの出力を切替える切替スイッ
チ、４ｂは受信機３ｂの出力を切替える切替スイッチで
ある。

５ａ、５ｃ、５ｅ、５ｇは、上記アンテナｌａ。

ｌｃ、ｌｅ、Ｉｇの捕捉した各々の信号の強度を受信機
３ａで復調した後、該強度をレベル情報としてそれぞれ
記憶する記憶回路であり、同様に５ｂ、５ｄ、５ｆ、５
ｈは上記アンテナ１ｂ、１ａ。

１ｆ、１ｈの捕捉した各々の信号強度をレベル情報とし
てそれぞれ記憶する記憶回路である。

そして８ａは上記記憶回路５ａ、５ｃ、５ｅ。

５ｇ内の記憶レベル情報から到来電波の概略到来方位を
める演算器であり、同様に８ｂは記憶回路５ｂ、５ｄ、
５ｆ、５ｈ内の記憶レベル情報から概略到来方位をめる
演算器であり、このようにして図中一点鎖線で囲まれた
部分により、第１゜第２アンテナ群１０ａ、１０ｂのア
ンテナのうち捕捉信号レベルの１．２番目に高いものを
捕捉したアンテナ間の角度を電波の概略到来方位と判定
する第１．第２概略方位演算回路１１ａ、ｌｌｂが構成
されている。

６は上記２個の演算器８ａ、８ｂからのレベル情報から
電波の到来方位を精密にめる演算器であり、これは上記
第１．第２概略方位演算回路１１ａ、ｌｌｂにより判定
された概略方位の重複角度部分の両端のアンテナの捕捉
信号レベルを用いて詳細到来方位をめる詳細方位演算回
路となっている。

また７は切替スイッチ’ｌａ、４ａ及び切替スイッチ２
ｂ、４ｂの切替タイミング、演算器８ａが記憶回路５ａ
、５ｃ、５ｅ、５ｇからのレベル情報を受けとるタイミ
ング、演算器８ｂが記憶回路５ｂ、５ｄ、５ｆ、５ｈか
らのレベル情報を受けとるタイミング、及び演算器６が
演算器８ａ、８ｂからのレベル情報を受けとるタイミン
グを指定する命令器である。

次に動作について説明する。先ず命令器７の指定により
スイッチ２ａと４ａとが連動して切替わり、受信機３ａ
を介して対応したアンテナと記憶回路（アンテナｌａ、
ｌｃ、ｌｅ、Ｉｇに対し記憶回路５ａ、５ｃ、５ｅ、５
ｇがそれぞれ対応している。）が一定時間順次接続され
、同様に受信機３ｂを介し対応したアンテナと記憶回路
（アンテナｌｂ、ｌｄ、Ｉｆ、ｌｈに対し記憶回路５ｂ
。

５、ｄ、５ｆ、５ｈがそれぞれ対応している。）が一定
時間順次接続される。

この結果アンテナｌａ、ｌｃ、ｌｅ、Ｉｇのそれぞれが
捕捉した信号は受信機３ａで復調され、各々のレベルは
それぞれ対応した記憶回路５ａ。

５ｃ、５ｅ、５ｇに記憶される。同様にアンテナＩｂ、
ｌｄ、Ｉｆ、ｌｈの捕捉信号が受信機３ｂで復調され、
各々のレベルが記憶回路５ｂ、５ｄ。

５ｆ、５ｈにそれぞれ記憶される。

そしてスイッチ’ｌａ、４．ａ及び２ｂ、４ｂの切替え
が一巡すると、命令器７かもの命令により演算器８ａは
記憶回路５ａ、５ｃ、５ｅ、５ｇからのレベル情報を、
演算器８ｂは記憶回路５ａ、５ｄ、５ｆ、５ｈからのレ
ベル情報を受けとり、これらの演算器８ａ、８ｂはそれ
ぞれレベル情報のうちレベルの高い２個のレベル情報を
用いて概略方位をめる。これにより到来方位を１／４象
限、即ち９０゛まで絞り込むことができる。

第５図（ａｌ〜（ｄｉは電波の到来方位が０゛〜４５゜
の間であるときの概略方位の決定の様子をモデル的に示
しており、同図（Ｃ１，（ｄ＋は各々第１．第２概略方
位演算回路１１ａ、ｌｌｂにより判定された概略方位を
示している。

次に演算器６は命令器７の命令により上記概略方位情報
を受け、これら２つの概略方位情報から粗方位を決定し
、到来方位を１／８象限、ｆｆ１Ｊち４５°まで絞り込
む。例として第５図（ｅ）に上記０゜〜４５°間に到来
電波があったときの場合を示し、これは上記概略方位の
重複角度部分を粗方位と判定したものである。

さらにこの粗方位データに基づきアンテナｌａ。

１、ｃ、１ｅ、Ｉｇの内から１個、及びアンテナ１ｂ、
ｌｄ、Ｉｆ、ｌｈの内から１細針２個の相互に隣接した
アンテナ、即ち上記重複角度部分の両端に位置している
アンテナを選び、（第５図の例では０°方向、４５°方
向のアンテナ、即ちアンテナＩａ、１ｂ）Ｌかる後上記
命令器７を介して、上記選び出された２１１Ｍのアンテ
ナ及びそれに対応する記憶回路が常に接続されるようス
イッチ２ａ。

２ｂ、４ａ、４ｂに命令する。

その結果、上記第１．第２概略方位演算回路１１ａ、ｌ
ｌｂの各々における上記選択されたアンテナｌ’ａ、ｌ
ｂから記憶回路５ａ、５ｂまでの２系列の回路が形成さ
れ、アンテナ切替えがなく並列に作動する。またこの選
択されたアンテナｌａ。

１ｂは相互に隣接しているため、前述の（１）式が適用
でき、該（１１式により詳細方位を算出できる。

このように本実施例装置では、受信系を２系列にしたの
で、回路の切替接点数が上記従来の第１の例に比し１／
２になり、アンテナを一巡する切替え時間を１／２にす
ることができ、相手レーダの回転数が２倍のものまでそ
の到来電波の方位を探知することができる。

また詳細到来方位を探知する段階ではアンテナの切替え
はなく、２つの受信系が並列に作動するので、時間経過
に伴う到来電波のレベル変動があっても方位探知誤差を
生しない等の効果がある。

さらに、上記従来の第２の例に比し、受信機の数を１／
４にできるため装置を小型化することができる。また、
受信機の数が少ないことにより、受信機を高感度の同調
型にしても装置が著しく大型になることはないとともに
、安価に装置の高感度化が図れる等の効果がある。

なお、上記実施例では演算器８ａ、８ｂで各々概略方位
をめ、さらに演算器６で粗方位を決定したが、演算器８
　ａ、’８　ｂそれぞれの最大レベルを検出し、最大レ
ベルで捕捉した各々のアンテナの向いている角度間を粗
方位とすると共に、詳細方位探知のため固定する２個の
アンテナを」二記の最大レベルで捕捉したアンテナとし
ても同し効果が得られる。

また、上記実施例では、概略方位演算回路を２系列設け
た場合について説明したが、該演算回路の系列数はこれ
に限らずｎ（≧２）であればいくらでもよく、系列数を
増加するほど感度を向上できる。

以上のように本発明によれば、到来電波の概略到来方位
をめる複数の概略方位演算回路と、これらの各演算回路
による概略方位の重複角度部分の両端のアンテナの捕捉
信号レベルにより到来電波の詳細到来方位をめる詳細方
位演算回路を設けたので、装置が大型化することなく、
レーダの回転数が大きくパルス繰返し周波数が小さいレ
ーダ電波でもその方位を探知でき、しかも感度を大きく
向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図は従来の方位探知装置のブロック図、第
２図はその動作を説明するためのアンテナパターン図、
第４図はこの発明の一実施例による方位探知装置のブロ
ック図、第５図（ａｌ〜ｔｅｌはその動作を説明するた
めの図である。 １ａ〜１ｈ・・・アンテナ、３ａ、３ｂ・・・受信機、
５ａ〜５ｈ・・・記憶回路、６・・・詳細方位演算回路
、１０ａ、１０ｂ・・・第１．第２アンテナ群、１１ａ
。 １１ｂ・・・第１．第２概略方位演算回路。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　大岩増雄 第１図 第２図 １δＯ−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　同一平面上に所定角度間隔をあけて放射状に配
   列された複数のアンテナと、該アンテナのうち上記所定
   角度間隔のｎ（≧２）倍の角度間隔毎のアンテナからな
   る第１〜第＄ｎアンテナ群の各アンテナの捕捉信号を受
   信する１個の受信機及び上記第１〜第ｎアンテナ群のア
   ンテナと同数で対応するアンテナの捕捉信号レベルを記
   憶する複数の記憶回路を有し該捕捉信号レベルのうち１
   ．２番目に高いも−のを捕捉したアンテナ間の角度を到
   来電波の概略到来方位と判定する第１〜第ｒｌ＄！Ｉ略
   方位演算回路と、該第１〜第ｎ＄ｌＩＩ略方位演算回路
   で判定された概略方位の重複角度部分の両端のアンテナ
   の捕捉信号レベルにより到来電波の詳細到来方位をめる
   詳細方位演算回路とを備えたことを特徴とする方位探知
   装置。