JPS6339657Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案はロランＣ受信機において受信ロラン
パルスの搬送波の特定サイクルに同期した信号を
自動的に得るサイクル選択装置に関する。

〔従来の技術〕

ロランＣにおいては主局及び従局からのパルス
の位相差のみならず、そのパルスの搬送波の位相
差を得る事によつて高い精度の測定が行なわれ
る。この搬送波の位相差を得るためその特定のサ
イクルに同期した信号を得る必要があり、このた
め、特定サイクルを選択する必要がある。

ロランＣシステムにおいては第１図Ａに示すよ
うに主局からのロランパルスPmと、これとチエ
ーンをなす少なくとも２つの従局からのロランパ
ルスPsa，Psbが送信される。主局パルスPmは
1msの間隔で８個のパルスとその後に2msおいた
１つのパルスとよりなり、従局パルスPsa、Psb
は1msの間隔でそれぞれ８個のパルスよりなる。
これ等の各パルスの包絡線は第１図Ｂに示すよう
な形状とされている。更に各パルスの搬送波の或
る位相を＋、それと逆の位相を−とすると、主局
ロランパルスPmの位相は例えば第２図に示すよ
うにコード化され、また、従局も同様にコード化
されて何れの局からのものであるか選別できるよ
うにされている。

そして、各パルスは、第１図の信号Ｂのような
搬送波になつており、この第３サイクル目付近の
点を、空間波の影響を受けない測定を行なう上で
の特定サイクル点として、選別し追尾しながら測
定を行なつている。

この選別・追尾手段として、特開昭49−122688
のように、特定サイクル点で位相が反転する波形
を作り、この点を追尾するためのパルスに対して
その前後に、各々、搬送波の1/4周期分の短い間
隔を離して配置したパルスによるサンプリング値
の出現状況を判断して行なうものなどが開示され
ている。

〔解決しようとする問題点〕

上記のような、間隔配置のものでは、間隔配置
したサンプリング点での各極性が、搬送波の各ゼ
ロクロス点、つまり、1/2サイクル点毎に反転し、
それが位相を反転させた点の前側と後側とでまた
反転するといつた複雑さがあり、装置構成を簡単
にできないため、これを簡単化して安価にした装
置を提供することが期待されているという問題点
がある。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案は、上記の問題点を解決し得るように
するため、受信したパルス信号、つまり、第１図
の信号Ｂから、第１図Ｃに示すようにその搬送波
を方形波に波形整形したサイクル信号を作り、こ
のサイクル信号を第１図Ｅに示す追尾パルスP₁
でサンプリングしてそのパルスがサイクル信号の
ゼロ交叉位置、図においては立下りのゼロ交叉位
置と一致するように、そのサンプリング出力で追
尾パルスP₁を制御している。更に各パルスの立
上り部の特定サイクルを選択するため、第１図Ｄ
に示すように例えば立上りの第３サイクル目で搬
送波の位相が反転したいわゆるエンベロープ信号
を得ている。

つまり、第３サイクル目の箇所に搬送波の周期
の1/2の周期を１サイクルとする短い周期の方形
波を設けた方形波の信号を作つている。

現行のロランＣ搬送波の周期は10μsなので、こ
の短い周期の部分は5μs相当する。

そして、第１図Ｆ，Ｇに示すように、追尾パル
スP₁の時点より先行する方形波の腹の部分、例
えば、搬送波の周期の1/4の時間だけ前の時点に
位置するパルスP₂と、追尾パルスP₁の時点より
後行する方形波の腹の部分、例えば、搬送波の周
期の3/4の時間だけ後の時点に位置するパルスP₃
とを作り、これらのパルスによりエンベロープ信
号Ｄをサンプリングして得られる極性が一方が正
側、他方が負側になるように配置を選定してあ
る。

先に述べたようにロランパルスの搬送波の位相
が第２図に示したようにコード化されているが、
このコードはデコードされ、つまり、一定位相の
信号とされたエンベロープ信号を得るようにして
ある。

従つて例えば定サイクルの前では位相が＋、後
では−に必ずされてある。エンベロープサンプル
パルスP₂，P₃の何れか一方でエンベロープ信号
をサンプリングした出力を積分し、その積分出力
が例えば正の場合は、エンベロープサンプリング
パルスP₃を選択し、これによりエンベロープ信
号をサンプリングし、その出力を積分し、それが
負であれば次にエンベロープパルスP₂を選択す
る。このようにして積分出力として正と負が交互
に得られれば正しい追尾が行なわれ、つまり、追
尾パルスは各パルスの特定サイクル、この例では
第３サイクルの立下りのゼロ交叉点に追尾するこ
とがわかる。上記制御において例えば積分出力が
正であつて次にエンベロープサンプリングパルス
P₂に対し、一定位相遅れたパルスP₃によつてエ
ンベロープ信号をサンプリングしても再び積分回
路の出力が正であつた場合は、第２図のエンベロ
ープ信号Ｄと各サンプリングパルスP₂，P₃との
時間関係をずらせながら判断すればわかるよう
に、ロランパルス搬送波の特定サイクルよりも追
尾パルスP₁が進んでいる状態である。又逆に積
分回路の出力が負の状態の場合は次にパルスP₂
を選択するが、その後においても積分出力が負で
あれば追尾パルスP₁は特定サイクルより遅れて
いる事になる。このような関係であるから積分回
路の出力が２回同一極性となつた場合は追尾パル
スP₁の位相、及びこれにともなつてエンベロー
プサンプリングパルスP₂，P₃の位相も同時に制
御して追尾パルスP₁が特定サイクルに追尾し、
エンベロープサンプリングパルスP₂，P₃が特定
サイクルの前後に位置するように自動的に制御す
る。

〔実施例〕

以下、実施例を図面により説明する。

第３図において、アンテナ１１より受信された
ロラン信号は前置増幅器１２にて増幅され、この
増幅出力はサイクル信号回路１３において第１図
Ｃに示したように搬送波が方形波に波形整形され
る。この出力はサイクルデコーダ１４において各
パルスとも同一位相の搬送波のサイクル信号に変
換される。このサイクル信号は追尾サンプリング
回路１５において、分周回路１６からの追尾パル
スP₁によりサンプリングされ、そのサンプリン
グ結果が正か負かによつてシフト回路１７が制御
され、このシフト回路１７によつて分周回路１６
の分周比を制御して追尾パルスP₁の位相が制御
され、これによつて追尾パルスP₁はサイクル信
号の特定サイクル例えば第３サイクルの立下りの
ゼロ交叉点に追尾するように制御される。分周回
路１６は基準発振器１８からの安定したクロツク
信号を分周する。発振器１８は要求される測定精
度に応じて例えば1MHz、10MHzなどの周波数に
選定されている。

一方、前置増幅器１２の出力の一部は分岐され
てエンベロープ信号発生回路１９に供給される。
エンベロープ信号発生回路１９にはその立上り部
分の搬送波の特定サイクルで位相が逆転する信号
を発生するものであり、例えば受信信号を5μs、
即ち搬送波の半周期で遅延したものと遅延しない
ものとを合成し、その場合特定サイクルにおいて
振幅が等しくなるように両者の振幅を調整する
と、その振幅が等しくなつた点において位相が反
転した信号、つまりエンベロープ信号が得られ
る。これも第１図Ｄに示したように方形波とされ
て出力される。このエンベロープ信号はエンベロ
ープデコーダ２１において第２図に示した各パル
スの位相コードに関係なく一定位相に変換され
る。なお、このエンベロープデコーダ２１及びサ
イクルデコーダ１４はデコードパルス発生回路２
２の出力によつて制御されてデコードされ、か
つ、デコードパルス発生回路２２の制御信号は分
周回路１６よりの出力から作られ、また、信号検
出回路２０においてサイクル信号発生回路１３の
出力より主局ロランパルスを検出して、その検出
出力により分周回路１６が同期させられる。エン
ベロープデコーダ２１からの第１図Ｄに示すよう
なエンベロープ信号は、エンベロープサンプル回
路２３において、エンベロープパルス切換回路２
４からのエンベロープサンプルパルスP₂または
P₃によつてサンプリングされる。そのサンプリ
ングされた出力、これは第１図のＤ，Ｆ，Ｇの関
係から分かるように正又は負の出力であり、この
出力は積分回路２５において積分される。この積
分はロラン受信信号のSN比が悪く、エンベロー
プサンプル回路２３における出力が本来は例えば
正パルスとなるべきところが時々負パルスに変化
するような、波形乱れに基く誤差を除去するもの
である。積分回路２５の出力が正の方向において
所定値を超えた場合は積分回路２５はリセツトさ
れると共にサイクル選択回路２６が制御され、そ
の出力によりエンベロープパルス切換回路２４か
ら先に述べたように追尾パルスP₁より遅れたパ
ルスP₃が選択され、これによつてエンベロープ
サンプリング回路２３のサンプリングが行なわれ
る。その結果サンプリング出力が負となり、積分
回路２５の出力が負の方向において所定値を超え
るとサイクル選択回路２６によつてエンベロープ
パルス切換回路２４から追尾パルスより進んだエ
ンベロープサンプリングパルスP₂が選択され、
かつ積分回路２５がリセツトされる。このように
して追尾パルスP₁は受信パルスの特定サイクル
に位置されるとエンベロープサンプリングパルス
P₂，P₃が交互にエンベロープサンプリング回路
２３に供給される。しかし先に述べたように一方
のパルスP₂又はP₃が連続して選択され、つまり
積分回路２５の出力が２回同一方向に所定値を超
える場合は、サイクル選択回路２６からシフト指
令信号が発せられ、シフト回路１７が制御され、
先に述べたようにシフト回路１７によつて分周回
路１６が制御されて追尾パルスP₁を一定位相進
ませ、又は遅らせる動作が行なわれる。追尾パル
スP₁がそのように制御されると同時にエンベロ
ープサンプリングパルスP₂，P₃の位相もこれに
追従して変化する。このような動作が繰返され、
ついには追尾パルスP₁がロランパルスの特定サ
イクルに一致し、積分回路２５の出力が反対方向
に一定値を超える事が交互に繰返され、つまりエ
ンベロープサンプリングパルスP₂，P₃が交互に
選択され特定サイクルを選択した状態となる。

エンベロープパルス切換回路２４においては、
分周回路１６からの信号により、エンベロープパ
ルス発生回路２７によつて作られたエンベロープ
サンプリングパルスP₂とP₃、つまり、追尾パル
スP₁に対して一定位相進んだパルスP₂と、一定
位相遅れたパルスP₃のうちから、そのいずれか
一方をサイクル選択回路２６の出力により選択す
るようにされている。また、サイクル選択回路２
６からのシフト指令パルスが得られる毎にタイマ
ー２８がリセツトされ、タイマー２８が予め所定
時間を経過するとタイマー出力によつて表示器２
９が駆動され、特定サイクルの検出を完了した事
が表示される。

次に第４図を参照して積分回路２５、サイクル
選択回路２６等の具体的一例を説明しよう。積分
回路２５はデジタル的に積分を行なう場合であつ
てアツプダウンカウンタ３１が設けられ、このア
ツプダウンカウンタ３１から桁上げ又は桁下げ出
力が得られる毎にそのロード端子３２に信号が与
えられて設定回路３３からの数値、例えばアツプ
ダウンカウンタ３１の最大計数値の半分の値がア
ツプダウンカウンタ３１に設定される。エンベロ
ープパルス切換回路２４からのパルスによつて、
フリツプフロツプ回路よりなるエンベロープサン
プル回路２３において、エンベロープデコーダ２
１の出力がサンプリングされ、そのサンプリング
出力が正であるか負であるかによつてアツプダウ
ンカウンタ３１がアツプカウント状態或はダウン
カウント状態に制御され、これと共に、エンベロ
ープサンプリングパルス信号P₂またはP₃は遅延
回路３０にて僅か遅延されてアツプダウンカウン
タ３１にクロツクパルスとして供給される。

このようにしてサンプリング回路２３からの正
パルス出力が所定数を超えるとアツプダウンカウ
ンタ３１から桁上げが出力され、逆に負パルスが
所定数を超えると桁下げが出力される。その出力
によつて先に述べたように設定回路３３の設定値
がカウンタ３１に設定されると共にこれが記憶回
路を構成するフリツプフロツプ３４にクロツクと
して与えられ、その時のサンプリング回路２３の
出力の状態が記憶される。つまり正であるか負で
あるかがフリツプフロツプ３４に記憶される。こ
のフリツプフロツプ３４の互に逆位相の端子はエ
ンベロープパルス切換回路２４内のゲート３５，
３６にそれぞれ供給される。これ等のゲート３
５，３６には、分周回路１６からのパルスをそれ
ぞれ分周して得られた追尾パルスP₁に対して一
定位相進んだパルスP₂、一定位相遅れたパルス
P₃が、それぞれパルス発生回路３７，３８にて
作られて供給される。フリツプフロツプ３４の出
力に読込まれた値が正である場合はゲート３６が
開かれエンベロープサンプリングパルスP₃がゲ
ート３６を通過し、これがオアゲート３９を通じ
てエンベロープサンプリングパルスとして出力さ
れる。逆にフリツプフロツプ３４に負の値が読み
込まれた場合はゲート３５が開かれ、エンベロー
プサンプリングパルスP₂がゲート３５を通じ、
更にオアゲート３９を通じてエンベロープサンプ
リングパルスとして得られる。

フリツプフロツプ３４の出力は、アツプダウン
カウンタ３１の桁上げ又は桁下げ出力をクロツク
としてフリツプフロツプ４１に読み込まれる。フ
リツプフロツプ３４，４１の各Ｑ出力側はアンド
回路４２にて論理積がとられ、又各出力はアン
ド回路４３にて論理積がとられる。従つて例えば
アツプダウンカウンタ３１で２回桁上げが行なわ
れ、フリツプフロツプ３４，４１の各Ｑ出力が論
理“１”となり、アンド回路４２に出力が得ら
れ、これによりワンシヨツトマルチバイブレータ
４４が駆動される。この出力によつてシフト回路
１７において追尾パルスP₁を一定位相（10μs）
遅らせる信号が発生させられる。又アツプダウン
カウンタ３１より桁下げパルスが２回連続する
と、フリツプフロツプ３４，４１の出力がそれ
ぞれ論理“１”となり、アンド回路２３から出力
が得られ、これによりワンシヨツトマルチバイブ
レータ４４が駆動され、これよりシフト回路１７
が制御されて、追尾パルスP₁を10μsだけ進ませ
るように作用する。

ワンシヨツトマルチバイブレータ４４，４５の
各出力パルスはゲート４６にも供給され、この出
力はタイマー２８にリセツトパルスとして供給さ
れる。タイマー２８は端子４７からのクロツクを
計数し、これが所定値を超えるとフリツプフロツ
プ４８をセツトする。フリツプフロツプ４８は端
子４９からの信号によつて起動時において予めリ
セツトされている。フリツプフロツプ４８がセツ
トされるとその出力によつて特定サイクルが選択
された事を示す表示器２９が表示される。

以上述べたようにこの考案による特定サイクル
選択装置によれば特定サイクルが自動的に選択さ
れる。その場合積分回路２５を使用する事によつ
てロランＣはSN比が悪い場合でも使用できると
されているが、その悪いSN比においても正しく
特定サイクルを選択する事ができる。しかも積分
回路の出力が同一方向に複数回所定値を越えた時
に、追尾パルスを搬送波周期移動させる制御を行
つているため、追尾パルスを誤つて移動させるお
それがなく、この点からもSN比が悪い場合でも
短時間で特定サイクルを選択することができる。
即ち、例えば積分回路２５内の設定回路３３の設
定値を２倍にして積分回路２５から出力が得られ
ると、その時の出力に応じてシフト回路１７を制
御することも考えられるが、雑音パルスはランダ
ムに発生しているため、第４図の実施例のように
積分出力が同一方向に２回発生した時に、シフト
回路１７を制御する方が、雑音に影響され難く、
判定確度が高まる。つまり、同じ判定確度の場合
は１回の積分出力でシフト回路を制御する場合よ
りも設定値を２分の１以下にすることができ、測
定時間を短かくすることができる。なお、上述に
おいて追尾パルスP₁と２つのエンベロープサン
プリングパルスP₂，P₃との間隔は１波長、つま
り、搬送波の１周期分10μsになつているが、これ
を１波長以上の間隔にしても、これらの各パルス
の位置が、パルスP₁が第１図Ｅの位置にある状
態において、パルスP₁よりみて、先行する時点
におけるエンベロープ信号Ｄの腹の部分と、後行
する時点におけるエンベロープ信号Ｄの腹の部分
に位置付けられていればよく、また、これらの腹
部分は極性が正・負いずれの側のものに位置付け
られていてもよい。

また、パルスP₁の追尾点は、1/2周期サイクル
波の縁部分であれば、後縁部分であつても上記と
同様に動作し得ることは、説明するまでもないこ
とであろう。

つまり、追尾パルスP₁がその特定サイクルを
選択した状態において、必ずしもエンベロープ信
号のサンプリング出力が交互に逆位相とならなく
ても、同極性であつても、その一方の出力をイン
バータを通す事によつて同様に動作させる事がで
きる。又積分回路２５としてはアナログ積分回路
を使用しても良い。なお、第３図の説明において
は１つのロランパルスに対する特定サイクルを選
択する例を示したが実際には並列的に動作する同
様の回路が少なくとも３つ設けられて主局及び２
つの従局からの各ロランパルスの特定サイクルを
選択するようにされている。

〔考案の効果〕

この考案によれば、上記のように、ロランＣ信
号中の各パルスの特定サイクル箇所に、搬送波の
周期の1/2を１サイクルとする短い周期の方形波
を設けたエンベロープ信号Ｄを得るとともに、こ
の短い周期のサイクルの縁部分を追尾パルスP₁
で追尾し、その前・後における搬送波周期のサイ
クルの方形波の腹部にサンプリングパルスP₂，
P₃を位置付けているため、サンプリング検出値
の判断構成が、特定サイクルの前後で反転する点
にだけ置けば良くなり、搬送波の各1/2サイクル
の前後のゼロクロス毎の判断構成などの複雑な構
成が不要になつて、追尾動作の速い安価な装置を
提供できるなどの特長がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案によるロラン受信機のサイク
ル選択装置を説明するための波形図、第２図はロ
ラン信号の位相コードを示す図、第３図はこの考
案によるロラン受信機のサイクル選択装置の一例
を示すブロツク図、第４図は積分回路、サイクル
選択回路、エンベロープパルス切換回路等の具体
例を示すブロツク図である。 １３：サイクル信号回路、１４：サイクルデコ
ーダ、１５：追尾サンプリング回路、１６：分周
回路、１７：シフト回路、１８：基準発振器、１
９：エンベロープ信号発生回路、２１：エンベロ
ープデコーダ、２３：エンベロープサンプル回
路、２４：エンベロープパルス切換回路、２５：
積分回路、２６：サイクル選択回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 受信したロランＣパルス信号のパルス中におけ
   る搬送波の特定サイクル選択して追尾する装置で
   あつて、 ａ 前記特定サイクルの箇所に、前記搬送波の周
   期（以下、Ｔという）の1/2を１サイクルとす
   る方形波（以下、1/2周期方形波という）を設
   けて、前記搬送波を方形波に整形した信号をエ
   ンベロープ信号として出力するエンベロープ信
   号形成手段と、 ｂ 前記1/2周期方形波の縁部分を追尾するため
   のパルスを追尾パルスとして出力する追尾パル
   ス手段と、 ｃ 前記エンベロープ信号中の前記追尾パルスよ
   り先行する時点における前記Ｔによるサイクル
   の方形波の腹部に位置付けられる点（以下、先
   行時点という）をサンプリングして得た信号を
   先行サンプリング信号として出力する先行サン
   プリング手段と、 ｄ 前記エンベロープ信号中の前記追尾パルスよ
   り後行する時点における前記Ｔによるサイクル
   の方形波の腹部に位置付けられる点（以下、後
   行時点という）をサンプリングして得た信号を
   後行サンプリング信号として出力する後行サン
   プリング手段と、 ｅ 前記先行サンプリング信号と前記後行サンプ
   リング信号とを積分して得られる信号が前記先
   行サンプリング信号側または前記後行サンプリ
   ング信号側のいずれか一方側に偏つて所定値を
   超えたことを検出して得られる信号を追尾信号
   として出力する追尾検出手段と、 ｆ 前記追尾信号によつて前記追尾パルスの時点
   をＴに相当する時間ずらせた時点に移動する追
   尾手段と、 を具備することを特徴とするロランＣ受信機サイ
   クル選択装置。