JPS6346384B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6346384B2
JPS6346384B2 JP53055419A JP5541978A JPS6346384B2 JP S6346384 B2 JPS6346384 B2 JP S6346384B2 JP 53055419 A JP53055419 A JP 53055419A JP 5541978 A JP5541978 A JP 5541978A JP S6346384 B2 JPS6346384 B2 JP S6346384B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
antenna
pair
transmitting
aircraft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP53055419A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5412289A (en
Inventor
Aabingu Goorudofuitsushaa Resutaa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Singer Co
Original Assignee
Singer Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Singer Co filed Critical Singer Co
Publication of JPS5412289A publication Critical patent/JPS5412289A/ja
Publication of JPS6346384B2 publication Critical patent/JPS6346384B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/60Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems wherein the transmitter and receiver are mounted on the moving object, e.g. for determining ground speed, drift angle, ground track
    • G01S13/605Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems wherein the transmitter and receiver are mounted on the moving object, e.g. for determining ground speed, drift angle, ground track using a pattern, backscattered from the ground, to determine speed or drift by measuring the time required to cover a fixed distance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は速度センサに関し、特に航空機に搭載
し2方向(機首方向と横方向)速度を検出する速
度センサに係る。
対地速度と位置を直接確認する自立電波航法は
航法計算機(機上コンピユータ)の入力として速
度と飛行方向の極めて正確な情報を必要とする。
多くの軍用機はこのため真対地速度算出値を得る
ためドプラ航法レーダを使用している。ドプラレ
ーダを使用することはその性能と価格が改善され
ればあらゆる機種に施すことができる。
たとえば、高性能で航続距離の長い航空機は海
面上飛行時の正確で安全な運行を得られる。また
軽飛行機のような機種でも低価格ドプラレーダを
使用できるようになろう。
現在使用されている対地速度表示ドプラレーダ
にとつて海面上飛行は2つの難点を有している。
海面が静かなとき、信号損失が起りやすくドプラ
レーダ航法装置に記憶装置を設けなければならな
い。海面が荒れている場合は極めて狭いビームを
使用しないとドプラ装置は対地速度算出値の変化
が一定になつてしまう。
上記の如き難点を解決するには、ドプラレーダ
を海面上飛行時の算出誤差に関して改善しなけれ
ばならない。この改善はドプラレーダにマイクロ
波干渉パタンセンサ(MIPS)のような機能を持
たせることを考慮しなければならず、従つて現用
のドプラレーダと異なり海面上で良好に機能する
ようにする。レーダビームな真下に向いているの
で、水面上の動作は地上や荒れた海面上の動作に
比較して信号レベルの増大を生ずる。さらに、海
面上の算出誤差を小さくできることはMIPS技術
に本来具わつていることである。この海面上の改
善された動作は従来のドプラレーダ航法装置に関
しMIPSにより与えられる利点である。
米国特許第3838424号、第3974500号において、
MIPS速度検出法が開示されており、この方法は
地表が単一周波数のレーダビームにより照射され
たとき地表から反射散乱される電波のドプラ偏移
を受ける(ビームスペクル)性質を利用してい
る。レーダビーム源すなわち送信アンテナの移動
は全スペクルパターンを全体として反対向きで同
速度で移動させる。移動線上に沿つて配置されて
いる1対の受信ホーンは伝搬遅延がなければ同じ
エコー(電力変化)を感知する。固定されたホー
ンの隔離により遅延の測定が機体速度の測定にも
なる。
前記の米国特許に開示されているように、従来
の2軸MIPSは1個の大きな送信ホーンと3個の
小さな受信ホーンを使用していた。そのスペクル
は概して円形であつて好ましい方向性を有してい
なかつた。従つてこのようなスペクルパターン配
置にとつて、2つの受信ホーンの間の実効距離は
速度ベクトルに投射される実際の隔離距離であつ
た。その結果、直交2軸速度成分を算出するため
かなり複雑なコンピユータが必要とされ、3個の
受信ホーン間のそれぞれの対を成す構成にとつて
かなり小さな偏流角しか許容できなかつた。
本発明は上記に鑑みてなされたものであつて、
レーダエネルギによつて地表を照射するために、
受信アンテナによつて受信された反射散乱帰来ス
ペクル信号がレーダエネルギを生成する送信器の
方向と同じ方向を有するように細長い開口を有す
る一対の送信器を取付けたこと、受信信号の方向
づけは楕円形状を成し、受信器はこの信号にのみ
高感度としたことを主な特徴とした、機首方向と
横方向の2方向の速度を検出する速度センサであ
る。2つの送信機が交互に作動されスペクルパタ
ーンを全体として反対向き同速度に移動させる。
レーダが塔載されている機体の機首軸に並行に装
着された1対の受信機が遅延がないと同じエコー
(電力変化)を感知する。プロセツサとコンピユ
ータで感知算出された遅延が航空機の飛行方向と
横方向速度を与える。
従つて、本発明の目的は機首軸に対してツイン
アンテナを整列させたためにコンピユータが簡単
にされている2方向速度センサを提供することで
ある。
本発明の他の目的や特徴は添付図面に関して記
載された下記説明により明らかとなろう。
第1図を参照すると、受信アンテナと機首軸に
対する送信アンテナホーンの配置方法が図示され
ている。MIPS技術において、周波数は遅延の逆
数に比例した周波数が発生される。従つて1軸
MIPSでは運動方向は2個のホーンを結ぶ線に沿
うように限定され、出力周波数は速度に正比例し
ている。2軸MIPSの場合は水平速度の2成分を
測定しなければならず、これら2成分は互いに直
角になつていることが最も望ましいであろう。本
発明においてはこの2成分検出方法が次のように
して行なわれる。すなわち機首軸Hに対して配列
された長細い開口を有する1対の送信ホーンT1
T2を使用し、T1を横軸CHから上方に角度θまた
T2を横軸CHから下方に角度θ付ける。ここに機
首軸Hと機軸CHは互いに垂直である。さらに2
つの受信ホーンR1,R2はその中心を結ぶ線が機
首軸と並行になつていなければならない。第1図
に図解のために用いられている角度θの値はたと
えば22.5゜であり、この角度は任意に選ぶことが
できる。
送信ホーンT1またはT2のいずれか1方が付勢
されると長細いスペクルが形成される。平均スペ
クルの長軸はスペクルを形成するホーンの長軸上
にある。平均スペクルの大きさ(すなわち反射散
乱スペクルパターンの2方向自己相関関数の50%
等値線の大きさ)は送信開口面の大きさに相当し
ていることが解析結果から判明している。
第1図に図示の如く、アンテナ装置は機首と並
行な受信ホーンを結ぶ線で航空機に塔載されてい
る。ゼロを除く任意の偏流角でスペクルは縦方向
と同様に横方向(機体に関して)にも変位され
る。平均スペクルが半分以上偏移しない限りその
長軸方向は1方の受信ホーンから次のホーンに移
動し、2つの受信機ビデオ信号間の相関信号損失
は十分小さい。第1図に図示の大きさに関して言
えば、このことは52゜程度までの偏流角を処理で
きることを意味する。
この52゜の制限範囲内では固定翼航空機に対し
ても何も困難さが無くなり、スペクルは不定長の
直線により近似できる。送信ホーンT2の場合の
図解が第2図に図示されている。第2図に図示の
如く、受信ホーンR1とR2の間の実効距離dは実
際の距離Sをスペクルの線(すなわちその長軸方
向の向き)と垂直な線上に射影した距離である。
従つて、この送信ホーンに対するMIPS出力はホ
ーン開口面の長軸方向に垂直な線に沿う速度の成
分になつている。
第2図において、角度θは送信ホーンの短軸と
2個の受信ホーンの中心を結ぶ線との成す角度を
示し、δは機体に関する偏流角を示す。受信ホー
ンR1とR2の間の射影距離dはd=Scosθ(θ=
22.5゜)として与えられる。
R1とR2により受信される信号間の遅延τは1/τ =2Vcos(δ+θ)/dとして与えられ、センサの出 力周波数はX=K/τとして与えられる。ここにK は定数、Vは速度の大きさである。
第3a図と第3b図を参照すると、従来の受信
ホーンと本発明の受信ホーンにより受信される平
均スペクルの形状が図示されている。もつと詳細
に見ると、第3a図において従来の送信ホーン
T1,T2の送信開口面は受信ホーンR1,R2に対し
円形反射散乱スペクルを生ずるようにその方向位
置が決められていた。第3b図において本発明の
送信開口面により発生される反射散乱パターンは
楕円スペクルになるようにされている。細長い送
信開口面を用いると同じ向きでほぼ同じ大きさの
スペクルを生ずる。このようなスペクルだと、ス
ペクルの軸に垂直な速度成分のみを感知できる。
従来技術においては円形パターンは好ましい方向
性を有していない。従つて2つの受信ホーン間の
実効距離は速度ベクトルに射影された実際の隔離
距離であつた。この要因があるため直交2方向速
度成分を算出するために複雑なコンピユータが必
要とされ、また3個の受信ホーン間の特定の対を
成す構成に対しかなり小さな偏流角しか許容でき
なかつた。本発明によれば極めて簡単なコンピユ
ータで間に合う。コンピユータは2つの受信機出
力周波数の和と差を取り出して適当な基準化係数
を掛け、周波数の和から機首方向速度を得また周
波数の差から偏流速度を得るように設計されてい
る。
第4図を参照すると、本発明の機能ブロツク図
が図示されている。第4図の各ブロツク図の機能
は前記米国特許第3838424号、第3974500号におい
て詳述されているものはここで略述することにす
る。
2つのアンテナT1,T2はガン発振器30で発
生され方向性結合器32とアンテナスイツチ33
を介してT1とT2に印加されるCWレーダ出力信
号を発射する。一般に、方向性結合器32の目的
はレーダエネルギをT1とT2に向けて送ることで
ありまたセンサの受信機部で最終利用するため単
側波帯発生器34へのエネルギの1部を減衰する
ことである。スイツチ信号発生器35の制御を受
けているアンテナスイツチ33はアンテナT1
らT2に交互にスイツチングするように動作し、
その結果地表は所定の順序でT1とT2によるレー
ダエネルギにより投射される。スイツチ信号発生
器35の信号は、所定の受信期間中常にモニタさ
れているアンテナの追尾を保つためタイムシエア
リングプロセツサ41にも印加される。
受信ホーンR1とR2は第3b図に図示の如く反
射散乱された帰来信号(エコー信号)を横切つて
通過していく。しかしながら、前述したように受
信ホーンにおいて受信された電力が等しくても受
信ホーンの空間的隔離があるため信号の受信に遅
延が存在している。帰来信号は混合器37,38
において、実質的に局部発振器である単側波帯発
生器34からの信号と混合される。オフセツト発
振器36はセンサの受信部におけるアンテナ漏洩
周波数を無くすため単側波帯発生器34とプロセ
ツサ41への出力を出す。混合器37,38から
信号がIF増幅器39,40にそれぞれ印加され
これらIF増幅器からの出力信号はプロセツサ4
1に印加される。プロセツサ41において前記米
国特許に記載されている方法でクロスオーバ周波
X1X2が発生される。すなわち、前述したよ
うにオフセツト発振器36は2つの受信信号間の
偏差に応じた信号を出力して単側波帯発生器34
から遅延補正信号を出力させ、この信号は混合器
37,38でそれぞれ受信ホーンR1,R2からの
信号と混合される。この混合信号はそれぞれIF
増幅器39,40を経てプロセツサ41に入力さ
れ、ここでX1およびX2が計算される。
米国特許公報3974500によれば、IF増幅器3
9,40の出力はそれぞれホーン中心間の距離を
dとし、速度ベクトルが基準軸に関して角度δを
なすと仮定し、単側波帯発生器34からの搬送周
波数に対するクロスオーバ周波数の偏りを01
よび02とすれば、これらは 01=V/4dcos(δ+θ) そして 02=V/4dcos(δ−θ) と表わされる。
タイムシエアリングプロセツサ41ではこれら
をもとに次のようなクロスオーバ周波数X1及び
X2X1=|V|/4dcos(δ−θ) X2=|V|/4dcos(δ+θ) として求められる。ここでVは速度ベクトルにお
ける検出すべき速度の大きさを表わす。
これらの2つの周波数信号X1及びX2はコンピ
ユータ42に入力され、コンピユータ42はこれ
らを用いて機首方向速度VHと横方向速度VCHを算
出する。機首方向速度を算出するたの計算式は、
VH=K11X1X2)=K2Vcosδとして与えられ、
横方向速度はVCH=K12X1X2)=K2Vsinδとし
て与えられる。ここにK11,K12,K2は定数、V
は速度、X1X2は受信ホーンR1とR2からそれぞ
れ受信された信号のクロスオーバ周波数である。
前述の記載から本発明の2方向速度センサは明
らかであろう。前述の記載は本発明の単なる一実
施例について説明したものであつて限定的な意味
を含むものではない。
【図面の簡単な説明】
第1図は航空機に搭載されている送受信ホーン
の航空機飛行方向に対する配置を示す説明図、第
2図は送信ホーンの1方により形成されるスペク
ル軸の図解説明図、第3a図と第3b図はそれぞ
れ従来のセンサと本発明のセンサにより形成され
る平均スペクルの断面形状を示す説明図、第4図
は本発明のセンサのブロツク構成説明図である。 T1,T2…送信アンテナ、R1,R2…受信アンテ
ナ、30…ガン発振器、32…方向性結合器、3
3…アンテナスイツチ、34…単側波帯発生器、
35…スイツチ信号発生器、36…オフセツト発
振器、37,38…混合器、39,40…IF増
幅器、41…タイムシエアリングプロセツサ、4
2…コンピユータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 レーダエネルギ源により地表領域を照射する
    ため機体の機首軸に対して所定位置に速度センサ
    が装着され反射散乱帰来信号が楕円形スペクルを
    有するようにした一対の送信アンテナと、 前記機体の機首軸に平行に配置され、前記一対
    の送信アンテナの長軸により形成される鈍角を2
    分するように方向付けられた中心を連結する線を
    有し、前記送信アンテナの長軸に対する法線速度
    成分のみを検出する一対の第1および第2の受信
    アンテナと、 前記一対の送信アンテナの各々を交互に作動さ
    せる手段と、 前記送信アンテナからの信号の一部をサンプリ
    ングする手段と、 前記サンプリング手段からの信号と前記一対の
    受信アンテナから受信された信号とを混合する手
    段と、 VH=K11X1X2) として機首方向速度を算出し、 VCH=K12X1X2) として横方向速度を算出する手段(ここにVH
    機首方向速度、VCHは横方向速度、Kは定数、X1
    は第1に受信アンテナから抽出された信号の周波
    数、X2は第2の受信アンテナから抽出された信
    号の周波数)とを具備した速度センサ。 2 アンテナ信号と受信機部信号との間の漏洩信
    号を除去する手段が送信アンテナに付随して設け
    られていることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の速度センサ。 3 送信アンテナが出力信号を出力するための開
    口手段を備え、速度の成分が前記開口の長軸方向
    に垂直な線に沿つて生じていることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の速度センサ。
JP5541978A 1977-06-29 1978-05-10 Speed sensor Granted JPS5412289A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/811,109 US4121210A (en) 1977-06-29 1977-06-29 Two dimensional MIPS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5412289A JPS5412289A (en) 1979-01-29
JPS6346384B2 true JPS6346384B2 (ja) 1988-09-14

Family

ID=25205587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5541978A Granted JPS5412289A (en) 1977-06-29 1978-05-10 Speed sensor

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4121210A (ja)
JP (1) JPS5412289A (ja)
CA (1) CA1099003A (ja)
DE (1) DE2828648C2 (ja)
FR (1) FR2396314A1 (ja)
GB (1) GB1557023A (ja)
IL (1) IL53928A (ja)
NO (1) NO145965C (ja)
SE (1) SE439551B (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4216473A (en) * 1978-11-16 1980-08-05 The Singer Company MIPS Hover attachment
JPH0246444U (ja) * 1988-09-24 1990-03-29
RU2149461C1 (ru) * 1999-05-05 2000-05-20 Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского Устройство для контроля безопасной дистанции между транспортными средствами

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1067246B (ja) * 1957-12-26
US3095563A (en) * 1960-04-28 1963-06-25 Gen Precision Inc Mixer circuit for radar systems
US3247511A (en) * 1963-11-05 1966-04-19 Lab For Electronics Inc Doppler radar system
US3423752A (en) * 1966-12-08 1969-01-21 Gen Precision Systems Inc Triangular linear array configuration
JPS4859791A (ja) * 1971-11-24 1973-08-22
US3833906A (en) * 1972-02-14 1974-09-03 Midwest Microwave Inc Doppler radar for land vehicles
US3838424A (en) * 1973-02-20 1974-09-24 Singer Co Microwave interference pattern sensor
SE371020B (ja) * 1973-06-01 1974-11-04 Jungner Instrument Ab
SE388057B (sv) * 1974-09-25 1976-09-20 Jungner Instrument Ab Forfarande och anordning for uppmetning av ett objekts hastighet relativt en referens
US3974500A (en) * 1975-01-13 1976-08-10 The Singer Company Velocity sensing apparatus
US4023171A (en) * 1975-11-12 1977-05-10 The Singer Company Microwave velocity sensor using altimeter echo

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IRE TRANSACTIONS ON AERONAUTICAL AND NAVIGATIONAL ELECTRONICS=1957 *

Also Published As

Publication number Publication date
NO145965C (no) 1982-06-30
IL53928A (en) 1980-12-31
NO780643L (no) 1979-01-02
DE2828648A1 (de) 1979-01-11
FR2396314B1 (ja) 1984-02-24
DE2828648C2 (de) 1986-01-16
SE7803727L (sv) 1978-12-30
NO145965B (no) 1982-03-22
GB1557023A (en) 1979-12-05
CA1099003A (en) 1981-04-07
JPS5412289A (en) 1979-01-29
SE439551B (sv) 1985-06-17
US4121210A (en) 1978-10-17
FR2396314A1 (fr) 1979-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10359512B1 (en) Systems and methods for stereo radar tracking
US8120526B2 (en) Methods, apparatuses and systems for locating non-cooperative objects
KR850008526A (ko) 항적추정 방법과 그 장치
US4063240A (en) Electronic docking system
US20110273324A1 (en) Continuous high-accuracy locating method and apparatus
JPS6019470B2 (ja) 船舶位置検出装置
EP3834007B1 (en) Over the horizon radar (oth) system and method
US3838424A (en) Microwave interference pattern sensor
EP1631837B1 (en) Radar altimeter with forward ranging capabilities
US9285468B2 (en) Extended angular resolution in sensor arrays using secondary echoes
US4023171A (en) Microwave velocity sensor using altimeter echo
US10073175B2 (en) Method and sonar device for determining the speed of movement of a naval vehicle in relation to the sea bed
JPS6346384B2 (ja)
JP3150511B2 (ja) レーダ装置
US7362655B1 (en) Time-synchronous acoustic signal ranging system and method
JPH05142341A (ja) 受動型ssr装置
JPH05256941A (ja) Fmレーダ装置
RU2273033C2 (ru) Способ определения путевой скорости воздушной цели в наземной радиолокационной станции
US3302203A (en) Electronic channel guidance system
JPH10206537A (ja) レーダ補助装置
US12442892B2 (en) Radar device and position detection system
US2908903A (en) Course and speed indicating system
JPS61167890A (ja) レ−ダ装置
JPH09101366A (ja) 水中アクティブ音響探知装置
JPH08136653A (ja) 音波測位装置