JPS6080780A - 方位測定用アンテナ装置 - Google Patents

方位測定用アンテナ装置

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JPS6080780A
JPS6080780A JP18853883A JP18853883A JPS6080780A JP S6080780 A JPS6080780 A JP S6080780A JP 18853883 A JP18853883 A JP 18853883A JP 18853883 A JP18853883 A JP 18853883A JP S6080780 A JPS6080780 A JP S6080780A
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Akihiro Yasujima
安嶋 顕弘
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Koden Electronics Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/52Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using a receiving antenna moving, or appearing to move, in a cyclic path to produce a Doppler variation of frequency of the received signal
    • G01S3/54Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using a receiving antenna moving, or appearing to move, in a cyclic path to produce a Doppler variation of frequency of the received signal the apparent movement of the antenna being produced by coupling the receiver cyclically and sequentially to each of several fixed spaced antennas

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  • Remote Sensing (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

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】 本発明は電波の到来方向、即ち無線方位を測定する無線
方向探知装置(以下、方探と略す)に用いるアンテナ装
置に関するものである。
従来のアトコックアンテナを用いた方探は、アンテナ素
子を多重素子としてもアンテナ口径を1波長以上にする
ことは不6」能であった。これに反し、ドツプラ方探や
ウーレンウエバ方探は、アンテナ口径を1波長以上任意
の口径とすることができ、このため広開口面化による測
定精度の向上。
偏波面変動による誤差の改善、 i<+1+定方位変動
の安定化、近接擾乱物体の影響の軽沢などが得られる特
徴を有している。
本発明における2本のアンテナを1対とした大口径アン
テナ装置は、上記広開口面化と同等の特徴を得ることが
でき、且つ、このアンテナ装置を用いることにより、ド
ツプラ方探やウーレンウエバ方探の如き復雑な構成を必
要とすることなく、従来のゴニオメータ方探の既製技術
を利用して簡易な構成で高性能な方探を得ることができ
る。
第1図はこの原理を示しだもので、間隔Sの1対のアン
テナ1,2を設け、その出力に変成器3旧を接続し、そ
の二次側出力には2本のアンテナの位相差に相当する電
圧が、丑たこの変成器の一次側の中点からは、2本のア
ンテナの和(位相和)出力がとシ出されるようになって
いる。
令弟1図の如き方向より電波が到来し7たとし、アンテ
ナ1,2を口径りなる円周上に沿って回転させたとすれ
ば、変成器301の差出力端子には、2本のアンテナの
中心と電波の到来方向とのなす角度θの弼に比例し、且
つ、アンテナの間隔S(但しSが波長λに比し無視し得
る場合)によって決まる第2図の如き位相差出力が得ら
れる。
これは間隔Sのアンテナをこの口径の中心で回転させた
場合と同等の指向特性で、回転させるアンテナの口径の
大きさには無関係である。
第3図はアンテナの間隔Sと波長λの比S/λをパラメ
ータとした周知のアトコックアンテナの指πS 同行性sl++ (>・弼θ)を示したものであるが、
間隔Sの2本のアンテナを円周上KGって回転させた場
合の位相差出力も、第3図と全く同様の指向特性となる
ことは明らかである。
この出力電圧の位相は、到来電波の方向とアンテナの回
転方向との関係によって定まり、この2つの方向が一致
している場合と逆反方向とで位相が180°異なるが、
これはアトコンクアンテナの出力の位相が到来方向の正
反によって1800異なるのと同様である。
ドツプラ方探では到来方向によって周波数変化や位相変
化の正負が決まる方位成分そのものを利用しているので
、センス決定を必要としないが、本発明では方位成分を
電圧として取出しているので別にセンス決定が必要とな
る。この場合アンテナの口径が1波長以上と々るため、
例えば口径の中心にセンスアンテナを設けてこれを利用
するとしても、センスの不確定が生じ使用できない。そ
こで回転する2本のアンテナにおいて方位成分と同時に
センス用の和出力を取出すようにすれば、そのアンテナ
の回転位置における方位成分とセンス成分が得られるの
で、センスの不確定性は解決される。
2本のアンテナの和出力は、それぞれのアンテナ出力の
ベクトル和にほかならないから、第4図に示すように和
出力が差出力と必ず900度の位相差を有するので、こ
の和出力の位相を約90度変え、i5[:l:S/λを
パラメータとした2本のアンチπS すの位相和特性cos (T−cosθ)を示したもの
で、S/λは第3図と対比させて示しである。図のよう
KSがλに比し少さいときは和特性はほぼ円に近いか、
Sが05λに近ずくに従って楕円状となり、S = 0
.5λのとき0度と180度方向で出力が零となる8字
状特性となる。Sが0.5λ以上になるとSが丁度0.
5λとなる方向があるためこの点で出力が零となる。こ
の方向は各象限に生じるから結局S/λで決る特定方向
で出力が零になる4葉状の出力特性となる(図のS =
 0.75λと1λの特性参照)。しかし既に述べたよ
うに和特性の位相は、これら特性如何にかかわらず、ま
た到来方向に無関係に1本の垂直アンテナの位相と同様
変化しないから、これを利用してセンス決定を行なうこ
ができる。
第6図はこのセンス合成特性を示したもので、第3図と
第5図の特性をそのま捷用い、且つ、和出力の90度位
相変換損失を無視し、1:1で(成したときを示したも
のである。Sが0.5λ以上になった場合複雑なセンス
波形となるが、本発明によるアンテナ間隔の限界に近い
S = 0.75λのときでも満足できるセンス波形が
得られることがわかる。
以上が本発明による方位測定用アンテナ装置の原理であ
るが、実際には1対のアンテナを回転させる代りに、ア
ンテナを円周上に配列し、中心に設けたアンテナ切換器
401により、1対づつアンテナを循環状に順次切換え
、差と和の出力を得るようにしている。
第7図はn本のアンテナを円周上に等間隔に配列した一
例で(以下等間隔配置と云う)、アンテナ素子の間隔S
は最高測定周波数によって決捷り、またアンテナの口径
りはアンテナ素子数nによって決る。今、仮りにSを0
.72とし最高測定周波数を30■叙とすると、n−1
2本でDは約27m、n=18本でDは約40λとなる
。丑たVHFやUHF帯ではダイポールアンテナなどを
使用するが、500MHzの場合n−12本でDは約1
.5 m 、 n=18本ではDは約2.4 mとなる
。一方ドツプラ方探の場合Sは最大0.5λ以内04λ
程度であるから同一素子数の場合、ドツプラアンテナよ
りもアンテナの口径を大きくとれることがわかる。アン
テナの切換えはアンテナ切換器401に設けた切換素子
により行ない切換パルスによシアンテナ1と2,2と3
,3と4・・・・の如く2本のアンテナを同時に切換え
、1個の出力変換器によυ差と和の出力をとり出すよう
にする。第8図はこの切換によって得られた差出力の信
号波形の一例を示したもので、この出力を増幅後、AM
検波しフィルタにより整形すれば図の点線の如き波形が
得られる。また和出力も第9図の如き階段状波となるが
同様フィルタにより整形される。これら波形はゴニオメ
ータ回転方式における出力波形と同様であるから、切換
周期と同期したCRT円形掃引信号を変調し到来方向を
プロペラ映像やセンス映像として表示でき方位測定を行
なうことができる。寸だ到来方位のテジタル表示も既知
の手段により実施できる。
このように本発明によれば、ドツプラ方探の如く2台の
受信機を使用して測定電波の周波数変調成分の打消しや
、方位成分検出などの復雑な手法を用いることなく、1
台の受信機を用いて機器を構成することができる。また
ドツプラ方探(例えばドツプラ効果による周波数偏位を
とシ出す方式のような場合)の如くアンテナの切換周期
を速くする必要がなく、従来と同様500−1000回
転/回転度で充分であるから、測定帯域幅による制限や
帯域内における方位変化も少なく、測定も容易である。
等間隔配置では多くのアンテナ素子が配列されるため、
広帯域の場合ようなには、使用してい々いアンテナから
の再輻射が方位測定に影響を与えることがある。これは
ドツプラ方探の場合も同様であるが、このため使用しな
いアンテナは測定周波数によりアンテナ基部を接地捷た
は開放し、またインピーダンスを挿入するなどしてその
影響を少なくすることも必要となる。
これに反し、2本のアンテナをm組対称的に配列する方
式(以下、対称配置方式と云う)は、第10図の如く組
になるアンテナを円周−ヒに対称的に配列するもので、
組になるアンテナ数は最小4組でもよいが、通常8組ま
たは8組の整数倍とする。
この対称配置の場合、組になるアンテナの間隔Sは等間
隔配置の場合と同様であるが、アンテナの口径は任意に
選定できる特徴がある。例えは8組のアンテナのとき、
最高測定周波数が30MH2でもアンテナ口径を100
 ?n、 Kまだ500MI(zのときでもアンテナ口
径を20m程度にすることができる。従って大口径アン
テナによる特徴をより一層発揮でき、また使用していな
い他のアンテナの影響も小さくすることができる。
第10図はアンテナを8組使用した場合であるが、切換
えはアンテナ1と2,3と4,5と6の如く2本同時に
順次切換える。得られた鼓形は第9図と同様に階段状と
なるが、センス出力を含め等間隔配置アンテナの場合と
同様に処理し測定を行なうことができる。
本発明によるアンテナ装置を用いた方位測定の感度は、
基本的には間隔Sのアトコックアンテナとほぼ同様であ
るが、ゴニオメータを用いたアトコックアンテナに比し
ゴニオメータの損失がなく(通常6〜10dB程度の損
失を伴なう)、アンテナ切換回路の損失(通常1〜2 
dB )が伺加される程度であるから、精度のみならず
感度のよい方位測定を行なうことができる。
本発明は指向特性を有するアンテナを広囲口面に対称配
置し、擾乱物体などの影響による誤差の改善率を向上さ
せ、指向特性が対称性を有するときはそのアンテナ位置
における垂直成分を取出して指向特性に単向性を持たせ
ることを特徴としたアンテナ装置であるが、本発明は上
記した2つの実施例のみに限定されることなくなく、本
発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形を実施するこ
とができる。例えば第7図において測定周波数の低い周
波数帯において、アンテナ素子1と3,3と5,5と7
・・・または1と3,2と4,3と5・・ のように飛
越しプこ間隔の2本を組として切換え、アンテナ間隔を
2倍にして感度を向上させ、1と3のアンテナ間隔がほ
ぼ0.7λになる周波数で1と2のアンテナに組合せを
もどす方法も可能である。
【図面の簡単な説明】
図面は実施例を示し、第1図はこの発明の原理を示す説
明図、第2図はこの原理によって得られる位相差出力N
1第3図は2本のアンテナの位相差出力の特性即ちアト
コックアンテナの指向毛性を示したもの、第4図は2本
のアンテナの位相差と和を示すベクトル図、第5図は同
2本のアンテナの位相和特性図、第6図は第3図と第5
図の差と和出力の合成(センス)特性を各S/λにより
示したもの、第7図は本発明の実施例の1つである等間
隔配置方式の構成略図、第8図は第7図の等間隔配置−
アンテナを切換えて得られた差出力図、第9図は同アン
テナの和出力図である。寸だ第10図は他の実施例の対
称配置方式の構成略図である。 1〜16.n・・アンテナ、301・・変成器、401
・・アンテナ切換器、50トアンテナ素子、601・・
アンテナ接続ケーブル。 特許出願人 図面の浄店(内容に変更なし) 牛 1 回 /172 口 回転角度e 木 3 図 オ 7 口 180゜ 季8k オ9図 S=0.25入 第10図 800 手続補正書(自発) 昭和58年//月25日 特許庁長官 殿 1、事件の表示 η寺願昭 58−/88S3B 2、発明の名称 方位測定用アンテナ装置□ 3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 〒141東京部品川区上大崎2−10−45明細書・図
面 56 補正の内容 明細書・図面の浄書(内容に変更なし)6、添付書類の
目録 (1) 補正用明細書 1通 (2) 補正用図 面 1通 手 続 補 正 1(自発) 昭和5?年/I月29日 特許庁長官 殿 1 事件の表示 特願昭5B −/g/353B 2、発明の名称 方位測定用アンテナ装置 3、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 〒141 東京部品用区上大崎2〜10−45明細1 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 補 正 内 容 書

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■ 複数のアンテナを円周上に等間隔配置したアンテナ
    群のうちの相隣れる2本のアンテナまたは飛び越した間
    隔の2本のアンテナを組として循環状に順次に切換えな
    がら1つの変成器の1次側に接続し、この変成器の2次
    側よシ前記2本のアンテナ間の位相差電圧を取り出した
    出力によって方位測定を行ない、前記変成器の中点より
    和出力を取り出した出力によってセンス決定を行なうこ
    とを特徴とする方位測定用アンテナ装置。 2、特許請求の範囲第1項の方位測定用アンテナ装置で
    あり、広帯域にわたる周波数について方位測定を行なう
    ものであって、ある周波数帯では前記相隣れる2本のア
    ンテナを組とし、他の周波数帯では飛ひ越した間隔の2
    本のアンテナを組として前記切換えを行なうことを特徴
    とする方位測定用アンテナ装置。 3 間隔配置した2本のアンテナを組にして円周上に対
    称的に複数組配置し、この各組を循環状に順次に切換え
    ながら変成器の1次側に接続し、この変成器の2次側よ
    り前記2本のアンテナ間の位相差電圧を取シ出した出力
    によって方位測定を行ない、前記変成器の中点より和出
    力を取り出した出力によってセンス決定を行なうことを
    特徴とする方位測定用アンテナ装置。
JP18853883A 1983-10-11 1983-10-11 方位測定用アンテナ装置 Granted JPS6080780A (ja)

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JPS6080780A true JPS6080780A (ja) 1985-05-08
JPH0260147B2 JPH0260147B2 (ja) 1990-12-14

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02231589A (ja) * 1989-03-03 1990-09-13 Koden Electron Co Ltd 無線方向探知装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4933916A (ja) * 1972-07-29 1974-03-28

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4933916A (ja) * 1972-07-29 1974-03-28

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02231589A (ja) * 1989-03-03 1990-09-13 Koden Electron Co Ltd 無線方向探知装置

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JPH0260147B2 (ja) 1990-12-14

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