(57)【要約】【課題】アンテナパターンの乱れによって測定範囲外のアンテナパターン利得が高くなる場合でも、誤ったアンテナ面選択を防止する。【解決手段】面選択判定回路１４はｍ個のサブアレイアンテナ１の所定のチャンネルの空中線素子で受信された受信信号の電界強度レベルについて、隣接するサブアレイアンテナ１又は背後のサブアレイアンテナ１の電界強度レベルを考慮して、測定範囲内に電波の到来方向が存在するサブアレイアンテナ１を選択し、信号処理器１３は面選択判定回路１４により選択されたサブアレイアンテナ１のｎチャンネルの受信信号に基づき電波の到来方向を検出する。【選択図】        図１
2004245802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎチャンネルの空中線素子を有するｍ個のサブアレイアンテナを備えて電波の到来方向を検出する無線方向探知機において、
上記ｍ個のサブアレイアンテナの所定のチャンネルの空中線素子で受信された受信信号の電界強度レベルについて、隣接するサブアレイアンテナ又は背後のサブアレイアンテナの電界強度レベルを考慮して、測定範囲内に電波の到来方向が存在するサブアレイアンテナを選択する面選択判定回路と、
上記面選択判定回路により選択されたサブアレイアンテナのｎチャンネルの受信信号に基づき電波の到来方向を検出する信号処理器とを備えたことを特徴とする無線方向探知機。
【請求項２】
面選択判定回路は、
ｍ個のサブアレイアンテナの所定のチャンネルの空中線素子で受信された受信信号の電界強度レベルを記録するレベル記録回路と、
上記レベル記録回路に記録されている各サブアレイアンテナの電界強度レベルについて、隣接するサブアレイアンテナの電界強度レベルを加算する隣接面レベル加算回路と、
上記隣接面レベル加算回路により加算された電界強度レベルが最大のサブアレイアンテナを選択する最大レベルアンテナ面選択回路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の無線方向探知機。
【請求項３】
面選択判定回路は、
ｍ個のサブアレイアンテナの所定のチャンネルの空中線素子で受信された受信信号の電界強度レベルを記録するレベル記録回路と、
上記レベル記録回路に記録されている各サブアレイアンテナの電界強度レベルについて、背面のサブアレイアンテナの電界強度レベルを減算する背面レベル減算回路と、
上記背面レベル減算回路により減算された電界強度レベルが最大のサブアレイアンテナを選択する最大レベルアンテナ面選択回路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の無線方向探知機。
【請求項４】
面選択判定回路は、
ｍ個のサブアレイアンテナの所定のチャンネルの空中線素子で受信された受信信号の電界強度レベルを記録するレベル記録回路と、
上記レベル記録回路に記録されている各サブアレイアンテナの電界強度レベルについて、隣接するサブアレイアンテナの電界強度レベルを加算する隣接面レベル加算回路と、
上記レベル記録回路に記録されている各サブアレイアンテナの電界強度レベルについて、背面のサブアレイアンテナの電界強度レベルを減算する背面レベル減算回路と、
上記隣接面レベル加算回路又は上記背面レベル減算回路を切り替えるか、若しくは上記レベル記録回路に記憶されている各サブアレイアンテナの電界強度レベルを出力するかを切り替えるレベル処理切替回路と、
上記隣接面レベル加算回路により加算された電界強度レベルが最大のサブアレイアンテナ、上記背面レベル減算回路により減算された電界強度レベルが最大のサブアレイアンテナ、又は上記レベル記録回路に記憶されている電界強度レベルが最大のサブアレイアンテナを選択する最大レベルアンテナ面選択回路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の無線方向探知機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電波の到来方向を検出する無線方向探知機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無線方向探知機は、例えば、特許文献１に記載されているように、指向性を持った面状のサブアレイアンテナを外側に向けるように円周上に分散させて取り付け、サブアレイアンテナを時分割にて切り替え、受信された電界強度レベルが最大レベルの電波を受信するサブアレイアンテナを選択し電波の到来方向を測定している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１２１７１４（段落０００７、００１５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の無線方向探知機は以上のように構成され、水平面内に指向性を持たない空中線素子の背面に反射板を設けて、水平面内に測定範囲よりは広く必要以上にビーム幅が広くならないように指向性を持たせ、正面方向の（３６０／ｍ）度の範囲の電波の到来方向の測定を行っているが、電波監視システム等の用途では、広い周波数帯域にてサブアレイアンテナを使用する必要があるため、空中線素子と反射板との相互干渉や設置する背後の建物の影響により、アンテナパターンにリップル等の乱れが発生し、測定周波数によっては、測定範囲外のアンテナパターン利得が高くなる場合が生じ、空中線素子出力が最大レベルとなるサブアレイアンテナを選択しても、すなわち、空中線素子出力が最大レベルとなるアンテナ面を選択しても、最適なアンテナ面選択とはならず、測定範囲内に電波の到来方向を含まない誤ったアンテナ面選択を行うことがあるという課題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、アンテナパターンにリップル等の乱れが発生し、測定範囲外のアンテナパターン利得が高くなる場合でも、測定範囲内に電波の到来方向を含まない誤ったアンテナ面選択を防止することができる無線方向探知機を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明による無線方向探知機は、ｍ個のサブアレイアンテナの所定のチャンネルの空中線素子で受信された受信信号の電界強度レベルについて、隣接するサブアレイアンテナ又は背後のサブアレイアンテナの電界強度レベルを考慮して、測定範囲内に電波の到来方向が存在するサブアレイアンテナを選択する面選択判定回路と、選択されたサブアレイアンテナのｎチャンネルの受信信号に基づき電波の到来方向を検出する信号処理器とを備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による無線方向探知機の構成を示すブロック図である。図１に示すように、この無線方向探知機は、独立したｍ（２以上の整数）個のサブアレイアンテナ１、ｍ個のｎ（ｎは３以上の整数）チャンネルのＲＦ同軸ケーブル５、アンテナ面切替器６、ｎチャンネルのＲＦ同軸ケーブル７、ｎチャンネルの方探用受信機８、位相検出回路９、振幅検出回路１０、ＤＣレベル検出回路１１、音声復調器１２、信号処理器１３、面選択判定回路１４、校正信号発生器１５、ＲＦ同軸ケーブル１６及びｍ個のＲＦ同軸ケーブル１７により構成されている。
【０００８】
各サブアレイアンテナ１は、ｎチャンネルの空中線素子２、ｎチャンネルの校正信号切替器３、ｎチャンネルのＲＦ増幅器４、及び校正信号分配器１８により構成されている。
【０００９】
ここで、ｍは全方位からの電波を測定するための設置場所の構造を考慮したアンテナ分割数（アンテナ面数）を示し、サブアレイアンテナ１の性能とその設置場所の構造により決定されるが、可能な範囲で小さい方が良く最大でも通常４である。また、各サブアレイアンテナ１を円周上に設置する場合には、ｍは通常３又は４程度であるが、サブアレイアンテナ１のアンテナパターン（複数の空中線素子２の合成によるもの）の形状により制約される。
【００１０】
また、ｎはサブアレイアンテナ１を構成する空中線素子２の数（チャンネル数）を示し、このｎの数により電波の到来方向の測定精度が決定される。ｎの数が多いほどアンテナ開口が大きくなり測定精度が高くなり、ｎの数３は精度上最低限必要な数である。
【００１１】
校正信号切替器３は、各空中線素子２にそれぞれ接続されると共に校正信号分配器１８に接続され、空中線素子２からの受信信号と校正信号分配器１８からの校正信号のどちらか一方を入力してＲＦ増幅器４に出力する。ＲＦ増幅器４は校正信号切替器３にそれぞれ接続され、入力された受信信号又は校正信号を増幅する。ＲＦ同軸ケーブル５はＲＦ増幅器４にそれぞれ接続され、離れた距離間の信号伝達を行う。アンテナ面切替器６は、ＲＦ同軸ケーブル５が全て接続するｍ＊ｎ個の入力端子及びｎチャンネルの空中線素子２に対応したｎ個の出力端子、並びに校正信号のための１個の入力端子及びｍ個の出力端子を持っている。
【００１２】
方探用受信機８は、アンテナ面切替器６の出力端子に接続されたＲＦ同軸ケーブル７にそれぞれ対応して接続されており、受信信号のレベル変換と周波数変換を行う。位相検出回路９は、ｎチャンネルの方探用受信機８からの中間周波数帯信号を入力し、ｎチャンネル間の受信信号の相対的な位相差を検出して信号処理器１３に出力する。振幅検出回路１０は、同様にｎチャンネルの方探用受信機８からの中間周波数帯信号を入力し、ｎチャンネル間の受信信号の相対的な振幅差を検出して信号処理器１３に出力する。
【００１３】
ＤＣレベル検出回路１１は、後述の校正時及びアンテナ面選択時に、各サブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の方探用受信機８の中間周波数帯信号を入力し、入力レベルに対応したＤＣレベルを出力する。音声復調器１２は、後述の電波の到来方向の算出時に、選択されたサブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の方探用受信機８の中間周波数帯信号を入力して音声を復調する。
【００１４】
信号処理器１３は、校正時に、位相検出回路９からの各サブアレイアンテナ１毎の各チャンネルの校正信号の相対的な位相差、及び振幅検出回路１０からの各サブアレイアンテナ１毎の各チャンネルの校正信号の相対的な振幅差を入力し、各サブアレイアンテナ１毎に、チャンネル＃１の方探用受信機８に入力された校正信号を基準にし、＃２から＃ｎのチャンネルの校正信号の位相差及び振幅差の補正データを求めて記憶する。
【００１５】
また、信号処理器１３は、校正時に、ＤＣレベル検出回路１１からの各サブアレイアンテナ１のチャンネル＃１のＤＣレベルを入力し、受信系の利得を求めて利得補正値として記憶する。
【００１６】
さらに、信号処理器１３は、アンテナ面選択時に、ＤＣレベル検出回路１１からのＤＣレベルを入力し、校正時に記憶している利得補正値を使用して、各サブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の電界強度レベルを求めて面選択判定回路１４に出力する。
【００１７】
さらに、信号処理器１３は、面選択判定回路１４により選択されたサブアレイアンテナ１について、位相検出回路９からのチャンネル＃１〜＃ｎの受信信号の相対的な位相差、及び振幅検出回路１０からのチャンネル＃１〜＃ｎの受信信号の相対的な振幅差を入力し、チャンネル＃１の受信信号を基準にし、＃２から＃ｎのチャンネルの受信信号の位相差及び振幅差を求め、校正時に記憶している補正データを加味して、正しいチャンネル＃１の受信信号を基準にした＃２から＃ｎのチャンネルの受信信号の位相差及び振幅差を算出し、選択されたサブアレイアンテナ１における電波の到来方向を算出する。
【００１８】
面選択判定回路１４は信号処理器１３で算出した各サブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の空中線素子２で受信された電界強度レベルを入力し、測定範囲内に電波が到来していると考えられるサブアレイアンテナ１を選択して、その結果を信号処理器１３に出力する。
【００１９】
校正信号発生器１５は受信系の位相と振幅のばらつきを補正するための校正信号を生成する。ＲＦ同軸ケーブル１６は校正信号発生器１５及びアンテナ面切替器６に接続され離れた距離間の信号伝達を行う。ＲＦ同軸ケーブル１７はアンテナ面切替器６内で切り替えられた校正信号を出力するｍ個の出力端子に接続されると共に、ｍ個のサブアレイアンテナ１にそれぞれ接続され、離れた距離間の信号伝達を行う。校正信号分配器１８はＲＦ同軸ケーブル１７に接続され、入力された校正信号をｎチャンネルに分配し、ｍ個のサブアレイアンテナ１内にあるｎチャンネルの校正信号切替器３に出力する。
【００２０】
図２は図１のアンテナ面切替器６の構成を示す図である。図２に示すように、アンテナ面切替器６は、ｎチャンネルの空中線素子２に対応した受信信号用のｍ端子入力／１端子出力を持つｎチャンネルの信号切替器２１、信号切替器２１の各ｍ個の入力端子２２、信号切替器２１の各１個の出力端子２３、校正信号用の１端子入力／ｍ端子出力を持つ１個の信号切替器２４、信号切替器２４の１個の入力端子２５及び信号切替器２４のｍ個の出力端子２６により構成されている。
【００２１】
チャンネル＃１の受信信号用の信号切替器２１に対応したｍ個の入力端子２２（＃１１〜＃ｍ１）には、ｍ個のサブアレイアンテナ１にある各チャンネル＃１の空中線素子２（＃１１〜＃ｍ１）の受信信号が入力され、チャンネル＃ｎの受信信号用の信号切替器２１に対応したｍ個の入力端子２２（＃１ｎ〜＃ｍｎ）には、ｍ個のサブアレイアンテナ１にあるチャンネル＃ｎの空中線素子２（＃１ｎ〜＃ｍｎ）の受信信号が入力されるように、サブアレイアンテナ１の出力側のＲＦ同軸ケーブル５が接続されている。ｎチャンネルの受信信号用の信号切替器２１の出力端子２３には、ｎチャンネルの方探用受信機８の入力側のＲＦ同軸ケーブル７が接続されている。
【００２２】
また、校正信号用の信号切替器２４の入力端子２５には、校正信号発生器１５の出力側のＲＦ同軸ケーブル１６が接続され、校正信号用の信号切替器２４のｍ個の出力端子２６（＃１〜＃ｍ）には、ｍ個のサブアレイアンテナ１にある校正信号分配器１８の入力側のＲＦ同軸ケーブル１７が接続されている。
【００２３】
図３はサブアレイアンテナ１における空中線素子２の組立例を示す図である。図３に示すように、指向性を持たないｎ個の空中線素子２は、建物等の構造物にサブアレイアンテナ１を取り付けるためのアンテナ支柱３２に固定され、ｎチャンネルの空中線素子２の背面に平面状の反射板３１が設置されている。
【００２４】
図４は図１のサブアレイアンテナ１の建物への設置例を示す図である。図４に示すように、サブアレイアンテナ１は、建物３３の周囲の壁面に、それぞれ（３６０／ｍ）度ずつ正面方向の角度をずらしてｍ個設置されている。図４の例はｍ＝４の場合である。
【００２５】
図５は図１における面選択判定回路１４の構成を示す図である。図５に示すように、面選択判定回路１４は、レベル記録回路６１、隣接面レベル加算回路６２、最大レベルアンテナ面選択回路６３により構成されている。
【００２６】
図６はサブアレイアンテナ１の受信方位に対するアンテナパターンを示す図である。ここでは、空中線素子２と反射板３１との相互干渉や設置する背後の建物３３の影響により、ある測定周波数で複数の空中線素子２の出力の合成によるアンテナパターンにリップル等の乱れが出た場合を示している。
【００２７】
図６において、４１は＃Ｌのサブアレイアンテナ１のアンテナパターン、４２は＃（Ｌ−１）のサブアレイアンテナ１のアンテナパターン、４３は＃（Ｌ＋１）のサブアレイアンテナ１のアンテナパターン、４４は＃Ｌのサブアレイアンテナ１の測定範囲、４５は＃（Ｌ−１）のサブアレイアンテナ１の測定範囲、４６は＃（Ｌ＋１）のサブアレイアンテナ１の測定範囲、４７は電波の到来方向、４８はアンテナ設置水平面角度軸、４９はアンテナパターン利得軸、５０はサブアレイアンテナ１の正面方向である。
【００２８】
ここで、＃（Ｌ−１）のサブアレイアンテナ１、＃Ｌのサブアレイアンテナ１及び＃（Ｌ＋１）のサブアレイアンテナ１は、隣接する３個のサブアレイアンテナ１を示している。
【００２９】
次に動作について説明する。
まず、各チャンネル間の校正処理について説明する。
電波の到来方向の算出に先立ち、受信系の各チャンネルの位相及び振幅のばらつきを補正するための校正が実施される。受信信号と同一周波数のＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）波の校正信号が校正信号発生器１５より出力され、ＲＦ同軸ケーブル１６を介して、アンテナ面切替器６の校正信号用の信号切替器２４に入力される。校正信号用の信号切替器２４により順番にｍ個のサブアレイアンテナ１が選択され、校正信号は、各ＲＦ同軸ケーブル１７を介して順番にサブアレイアンテナ１内の校正信号分配器１８に入力されて、等位相・等振幅で分配された後、ｎチャンネルの校正信号切替器３にそれぞれ入力される。
【００３０】
校正信号切替器３に入力された校正信号は、ＲＦ増幅器４で増幅された後、ＲＦ同軸ケーブル５に出力されてアンテナ面切替器６に入力される。アンテナ面切替器６内の受信信号用のｎチャンネルの信号切替器２１は、校正信号用の信号切替器２４と同時に切り替えられ、各信号切替器２１の入力端子２２に順番に入力された校正信号は、各信号切替器２１により各サブアレイアンテナ１毎に順番に選択されて出力端子２３に出力される。すなわち、順番に切り替えられたサブアレイアンテナ１毎に、各チャンネル＃１〜＃ｎの校正信号が出力端子２３から出力される。
【００３１】
順番に切り替えられたサブアレイアンテナ１の各チャンネル＃１〜＃ｎの校正信号は、ＲＦ同軸ケーブル７を介して、ｎチャンネルの方探用受信機８に入力される。ｎチャンネルの方探用受信機８は、順番に入力されるサブアレイアンテナ１のチャンネル＃１〜＃ｎの校正信号をレベル変換し中間周波数帯信号に変換して、位相検出回路９及び振幅検出回路１０に出力する。
【００３２】
位相検出回路９は、順番に入力されるサブアレイアンテナ１のチャンネル＃１〜＃ｎの校正信号の相対的な位相差を検出して信号処理器１３に出力する。また、振幅検出回路１０は順番に入力されるサブアレイアンテナ１のチャンネル＃１〜＃ｎの校正信号の相対的な振幅差を検出して信号処理器１３に出力する。
【００３３】
ＤＣレベル検出回路１１は、チャンネル＃１の方探用受信機８から順番に出力されされる各サブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の校正信号を入力し、各サブアレイアンテナ１毎にチャンネル＃１の入力レベルに対応したＤＣレベルを検出して信号処理器１３に出力する。
【００３４】
信号処理器１３は、位相検出回路９からの各サブアレイアンテナ１毎のチャンネル＃１〜＃ｎの校正信号の相対的な位相差、及び振幅検出回路１０からの各サブアレイアンテナ１毎のチャンネル＃１〜＃ｎの校正信号の相対的な振幅差を入力し、各サブアレイアンテナ１毎に、チャンネル＃１の方探用受信機８に入力されたチャンネル＃１の校正信号を基準にし、＃２から＃ｎのチャンネルの校正信号の位相差及び振幅差の補正データを求めて記憶する。
【００３５】
また、信号処理器１３は、ＤＣレベル検出回路１１からの各サブアレイアンテナ１毎のチャンネル＃１の入力レベルに対応したＤＣレベルを入力し、サブアレイアンテナ１からＤＣレベル検出回路１１の入力までの受信系の利得を求めて利得補正値として記憶する。
【００３６】
次に、ｍ個のサブアレイアンテナ１の中から、測定範囲に電波が到来していると考えられるサブアレイアンテナ１を選択するアンテナ面選択の処理について説明する。
各サブアレイアンテナ１における各チャンネルの空中線素子２は到来している電波を受信し、各サブアレイアンテナ１の各チャンネルの受信信号は、校正信号切替器３、ＲＦ増幅器４及びＲＦ同軸ケーブル５を介して、アンテナ面切替器６の各入力端子２２に入力される。
【００３７】
入力端子２２に入力された各サブアレイアンテナ１における各チャンネルの受信信号は、各信号切替器２１により各サブアレイアンテナ１毎に順番に選択されて出力端子２３に出力される。すなわち、順番に切り替えられたサブアレイアンテナ１毎に、チャンネル＃１〜＃ｎの受信信号が出力端子２３から出力される。
【００３８】
順番に切り替えられたサブアレイアンテナ１のチャンネル＃１〜＃ｎの受信信号は、ＲＦ同軸ケーブル７を介して、ｎチャンネルの方探用受信機８に入力される。ｎチャンネルの方探用受信機８は、順番に入力されるサブアレイアンテナ１のチャンネル＃１〜＃ｎの受信信号をレベル変換し中間周波数帯信号に変換して出力する。
【００３９】
ＤＣレベル検出回路１１は、チャンネル＃１の方探用受信機８から順番に出力される各サブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の受信信号を入力し、各サブアレイアンテナ１毎にチャンネル＃１の入力レベルに対応したＤＣレベルを検出し信号処理器１３に出力する。
【００４０】
信号処理器１３は、ＤＣレベル検出回路１１からの各サブアレイアンテナ１のチャンネル＃１のＤＣレベルをＡ／Ｄ変換し、校正時に求めた各サブアレイアンテナ１の利得補正値を使用して、各サブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の受信信号の電界強度レベルを求めて面選択判定回路１４に出力する。
【００４１】
図５において、面選択判定回路１４に入力された各サブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の電界強度レベルはレベル記録回路６１に記録される。
【００４２】
図６に示すように、電波の到来方向４７が測定範囲４４内に存在する＃Ｌのサブアレイアンテナ１では、アンテナパターン４１に対応した電界強度レベルの電波を受信する。また、電波の到来方向４７が測定範囲４５外に存在する隣接の＃（Ｌ−１）のサブアレイアンテナ１では、アンテナパターン４２に対応した電界強度レベルの電波を受信し、同様に、電波の到来方向４７が測定範囲４６外に存在する隣接の＃（Ｌ＋１）のサブアレイアンテナ１では、アンテナパターン４３に対応した電界強度レベルの電波を受信する。
【００４３】
空中線素子２と反射板３１との相互干渉や設置する背後の建物３３の影響により、アンテナパターンにリップル等の乱れが出た測定周波数では、図６に示すように、電波の到来方向４７が測定範囲４４内に存在する＃Ｌのサブアレイアンテナ１で受信した電界強度レベルより、電波の到来方向４７が測定範囲４５，４６外に存在する隣接の＃（Ｌ−１）のサブアレイアンテナ１、＃（Ｌ＋１）のサブアレイアンテナ１で受信した電界強度レベルの方が高くなることがある。
【００４４】
そこで、面選択判定回路１４において、アンテナ面を選択する際の＃Ｌのサブアレイアンテナ１の電界強度レベルとして、＃Ｌのサブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の測定された電界強度レベルに、隣接する＃（Ｌ−１）及び＃（Ｌ＋１）のサブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の測定された電界強度レベルを加算した値を使用する。
【００４５】
すなわち、図５に示す隣接面レベル加算回路６２は、アンテナ面を選択する際の＃Ｌのサブアレイアンテナ１の電界強度レベルとして、レベル記録回路６１に記録されている＃Ｌのサブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の電界強度レベルに、＃（Ｌ−１）のサブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の電界強度レベル及び＃（Ｌ＋１）のサブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の電界強度レベルを加算する。このように、隣接面レベル加算回路６２は、ｍ個のサブアレイアンテナ１について、各サブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の電界強度レベルに、隣接するサブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の電界強度レベルを加算する。
【００４６】
最大レベルアンテナ面選択回路６３は、隣接面レベル加算回路６２が計算した電界強度レベルが最大のサブアレイアンテナ１を、最大レベルアンテナ面として選択して、その結果を信号処理器１３に出力する。
【００４７】
次に面選択判定回路１４により選択されたサブアレイアンテナ１について、電波の到来方向の検出処理について説明する。
外部空間より到来した電波は、選択されたサブアレイアンテナ１のｎチャンネルの空中線素子２に、到来角に対応する位相差で入力され、それぞれの受信信号は、校正信号切替器３を介してＲＦ増幅器４に入力され増幅された後、ＲＦ同軸ケーブル５を介してアンテナ面切替器６に入力される。
【００４８】
選択されたサブアレイアンテナ１のｎチャンネルの受信信号は、図２に示す信号切替器２１により切り替えられたアンテナ面切替器６の各入力端子２２に入力され、信号切替器２１を介して出力端子２３より出力される。出力されたｎチャンネルの受信信号はＲＦ同軸ケーブル７を介して、ｎチャンネルの方探用受信機８にそれぞれ入力される。
【００４９】
ｎチャンネルの方探用受信機８は、選択されたサブアレイアンテナ１のチャンネル＃１〜＃ｎの受信信号をレベル変換し中間周波数帯信号に変換して、位相検出回路９及び振幅検出回路１０に出力する。
【００５０】
位相検出回路９は、選択されたサブアレイアンテナ１のチャンネル＃１〜＃ｎの受信信号の相対的な位相差を検出して信号処理器１３に出力する。また、振幅検出回路１０は選択されたサブアレイアンテナ１のチャンネル＃１〜＃ｎの受信信号の相対的な振幅差を検出して信号処理器１３に出力する。
【００５１】
信号処理器１３は、位相検出回路９からの選択されたサブアレイアンテナ１のチャンネル＃１〜＃ｎの受信信号の相対的な位相差、及び振幅検出回路１０からの選択されたサブアレイアンテナ１のチャンネル＃１〜＃ｎの受信信号の相対的な振幅差を入力し、チャンネル＃１の方探用受信機８に入力されたチャンネル＃１の受信信号を基準にし、＃２から＃ｎのチャンネルの受信信号の位相差及び振幅差を求める。
【００５２】
信号処理器１３は、このチャンネル間の相対的な位相差及び振幅差に、校正時に求められた、選択されたサブアレイアンテナ１に対応するそれぞれの受信系チャンネル間の位相差及び振幅差の補正データを加え、正しい受信信号のｎチャンネル間の相対的な位相差及び振幅差を算出する。信号処理器１３は、算出した各チャンネル間の相対的な位相差及び振幅差のデータより、デジタルビームホーミング又はＭＵＳＩＣ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）の手法を用いて、選択されたサブアレイアンテナ１における受信信号の到来方向を算出する。
【００５３】
このように、サブアレイアンテナ１は、図３に示すように、水平面内に指向性を持たない空中線素子２の背面に反射板３１を設けて、水平面内に測定範囲よりは広く必要以上にビーム幅が広くならないように指向性を持たせ、図４に示すような設置する背面の建物３３の影響を軽減し、正面方向の（３６０／ｍ）度の測定範囲に対応した電波の到来方向を測定する。
【００５４】
また、音声復調器１２は、チャンネル＃１の方探用受信機８から出力される選択されたサブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の受信信号を入力して音声を復調する。
【００５５】
上記のアンテナ面選択の処理及び電波の到来方向の検出処理は繰り返し実施される。すなわち、ＤＣレベル検出回路１１は、チャンネル＃１の方探用受信機８から順番に出力される各サブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の受信信号を入力し、各サブアレイアンテナ１毎にチャンネル＃１の入力レベルに対応したＤＣレベルを検出して信号処理器１３に出力する。そして、信号処理器１３は各サブアレイアンテナ１毎にチャンネル＃１の電界強度レベルを求め、面選択判定回路１４は求められた各サブアレイアンテナ１毎の電界強度レベルについて、隣接するサブアレイアンテナ１の電界強度レベルを考慮して最大レベルアンテナ面を選択し、信号処理器１３は選択されたサブアレイアンテナ１について電波の到来方向を検出する。
【００５６】
この実施の形態１では、各サブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の受信信号の電界強度レベルを計算してアンテナ面を選択しているが、他のチャンネルの受信信号の電界強度レベルによりアンテナ面を選択しても良い。
【００５７】
以上のように、この実施の形態１によれば、アンテナパターンの乱れによって測定範囲外のアンテナパターン利得が高くなる場合でも、アンテナ面を選択する際に、隣接する各サブアレイアンテナ１の電界強度レベルを考慮して、アンテナ面を選択することにより、すなわち、あるサブアレイアンテナ１の電界強度レベルに、隣接する各サブアレイアンテナ１の電界強度レベルを加算した電界強度レベルが最大のサブアレイアンテナ１を選択することにより、測定範囲内に電波の到来方向を含まない誤ったアンテナ面選択を防止することができるという効果が得られる。
【００５８】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２による無線方向探知機の構成を示すブロック図は、実施の形態１の図１と同様である。
図７はこの発明の実施の形態２による無線方向探知機の面選択判定回路１４の構成を示すブロック図である。この面選択判定回路１４は、レベル記録回路６１、背面レベル減算回路６４及び最大レベルアンテナ面選択回路６３により構成されている。
【００５９】
次に動作について説明する。
面選択判定回路１４以外の処理は実施の形態１と同様である。図７において、信号処理器１３から面選択判定回路１４に入力された各サブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の電界強度レベルはレベル記録回路６１に記録される。
【００６０】
背面レベル減算回路６４は、アンテナ面を選択する際のサブアレイアンテナ１の電界強度レベルとして、ｍ個のサブアレイアンテナ１について、レベル記録回路６１に記録されている、各サブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の電界強度レベルから、そのサブアレイアンテナ１に対して１８０度向きが異なる逆方向に最も近い位置に配置された背面側の１個から３個のサブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の電界強度レベルを減算した電界強度レベルを算出する。ここで、背面側の１個から３個のサブアレイアンテナ１としているのは、背面側のサブアレイアンテナ１を規定する際に、大きく離れたサブアレイアンテナ１を含めないようにするためである。
【００６１】
最大レベルアンテナ面選択回路６３は、背面レベル減算回路６４が算出した電界強度レベルの中から、最大の電界強度レベルのサブアレイアンテナ１を最大レベルアンテナ面として選択して、その結果を信号処理器１３に出力する。
【００６２】
測定範囲に電波の到来方向が存在するサブアレイアンテナ１の背面側のサブアレイアンテナ１の電界強度レベルは、反射板３１により大きく抑圧されているので、背面側のサブアレイアンテナ１の電界強度レベルを減算しても、測定範囲に電波の到来方向が存在するサブアレイアンテナ１の電界強度レベルは大きく低下しない。しかし、測定範囲に電波の到来方向が存在しないサブアレイアンテナ１の背面側のサブアレイアンテナ１の電界強度レベルは大きく抑圧されておらず、測定範囲に電波の到来方向が存在しないサブアレイアンテナ１の電界強度レベルがリップル等の影響により大きくても、その背面側のサブアレイアンテナ１の電界強度レベルを減算することにより、測定範囲に電波の到来方向が存在しないサブアレイアンテナ１の電界強度レベルは大きく低下する。このように、背面側のサブアレイアンテナ１の電界強度レベルを減算することにより、電波の到来方向と異なる面のサブアレイアンテナ１を選択することを防止できる。
【００６３】
以上のように、この実施の形態２によれば、アンテナパターンの乱れによって測定範囲外のアンテナパターン利得が高くなる場合でも、アンテナ面を選択する際に、背面側の各サブアレイアンテナ１の電界強度レベルを考慮して、アンテナ面を選択することにより、すなわち、あるサブアレイアンテナ１の測定されたチャンネル＃１の電界強度レベルから背面側の各サブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の電界強度レベルを減算した電界強度レベルが最大のサブアレイアンテナ１を選択することにより、測定範囲内に電波の到来方向を含まない誤ったアンテナ面選択が行われるのを防止することができるいう効果が得られる。
【００６４】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３による無線方向探知機の構成を示すブロック図は、実施の形態１の図１と同様である。
図８はこの発明の実施の形態３による無線方向探知機の面選択判定回路１４の構成を示すブロック図である。この面選択判定回路１４は、レベル記録回路６１、レベル処理切替回路６５、隣接面レベル加算回路６２、背面レベル減算回路６４及び最大レベルアンテナ面選択回路６３により構成されている。
【００６５】
次に動作について説明する。
面選択判定回路１４以外の処理は実施の形態１と同様である。図８において、信号処理器１３から面選択判定回路１４に入力された各サブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の電界強度レベルはレベル記録回路６１に記録される。
【００６６】
レベル処理切替回路６５は、空中線素子２と反射板３１との相互干渉や設置する背後の建物３３の影響によりアンテナパターンにリップル等の乱れが出た測定周波数に対応した最適なレベル処理方式を行うために、隣接面レベル加算回路６２、背面レベル減算回路６４及び各サブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の電界強度をそのまま出力する経路の３通りを選択して切り替える。この３通りの選択はシミュレーション等で予め決定しておくものとする。
【００６７】
レベル処理切替回路６５が隣接面レベル加算回路６２と接続するよう切り替えた場合には、隣接面レベル加算回路６２は、実施の形態１と同様に、ｍ個のサブアレイアンテナ１について、各サブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の電界強度レベルに、隣接するサブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の電界強度レベルを加算し、最大レベルアンテナ面選択回路６３は、隣接面レベル加算回路６２が計算した電界強度レベルが最大のサブアレイアンテナ１を最大レベルアンテナ面として選択して、その結果を信号処理器１３に出力する。
【００６８】
また、レベル処理切替回路６５が背面レベル減算回路６４と接続するよう切り替えた場合には、背面レベル減算回路６４は、実施の形態２と同様に、ｍ個のサブアレイアンテナ１について、レベル記録回路６１に記録されている、各サブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の電界強度レベルから、そのサブアレイアンテナ１に対して１８０度向きが異なる逆方向に最も近い位置に配置された背面側の１個から３個のサブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の電界強度レベルを減算した電界強度レベルを算出し、最大レベルアンテナ面選択回路６３は、背面レベル減算回路６４が算出した電界強度レベルの中から、最大の電界強度レベルのサブアレイアンテナ１を最大レベルアンテナ面として選択して、その結果を信号処理器１３に出力する。
【００６９】
さらに、レベル処理切替回路６５が各サブアレイアンテナ１のチャンネル＃１の電界強度レベルをそのまま出力する経路に切り替えた場合には、最大レベルアンテナ面選択回路６３は、レベル記録回路６１に記憶されている電界強度レベルの中から、最大の電界強度レベルのサブアレイアンテナ１を最大レベルアンテナ面として選択して、その結果を信号処理器１３に出力する。
【００７０】
以上のように、この実施の形態３によれば、アンテナパターンの乱れによって測定範囲外のアンテナパターン利得が高くなる場合でも、アンテナ面を選択する際に、空中線素子２と反射板３１との相互干渉や設置する背後の建物３３の影響により発生するアンテナパターンのリップルに対応して、隣接するサブアレイアンテナ１の電界強度レベルを考慮するか、又は背面側のサブアレイアンテナ１の電界強度レベルを考慮するか、又は各サブアレイアンテナ１の電界強度レベルをそのまま出力するかを選択してアンテナ面を選択することにより、測定範囲内に電波の到来方向を含まない誤ったアンテナ面選択が行われるのを防止することができるという効果が得られる。
【００７１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ｍ個のサブアレイアンテナの所定のチャンネルの空中線素子で受信された受信信号の電界強度レベルについて、隣接するサブアレイアンテナ又は背後のサブアレイアンテナの電界強度レベルを考慮して、測定範囲内に電波の到来方向が存在するサブアレイアンテナを選択する面選択判定回路と、選択されたサブアレイアンテナのｎチャンネルの受信信号に基づき電波の到来方向を検出する信号処理器とを備えたことにより、測定範囲内に電波の到来方向を含まない誤ったアンテナ面選択が行われるのを防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による無線方向探知機の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による無線方向探知機のアンテナ面切替器の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１による無線方向探知機のサブアレイアンテナの空中線素子の組立例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１による無線方向探知機のサブアレイアンテナの建物への設置例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１による無線方向探知機の面選択判定回路の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態１による無線方向探知機のサブアレイアンテナの受信方位に対するアンテナパターンを示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２による無線方向探知機の面選択判定回路の構成を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態３による無線方向探知機の面選択判定回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  サブアレイアンテナ、２  空中線素子、３  校正信号切替器、４  ＲＦ増幅器、５  ＲＦ同軸ケーブル、６  アンテナ面切替器、７  ＲＦ同軸ケーブル、８  方探用受信機、９  位相検出回路、１０  振幅検出回路、１１  ＤＣレベル検出回路、１２  音声復調器、１３  信号処理器、１４  面選択判定回路、１５校正信号発生器、１６  ＲＦ同軸ケーブル、１７  ＲＦ同軸ケーブル、１８  校正信号分配器、２１  信号切替器、２２  入力端子、２３  出力端子、２４  信号切替器、２５  入力端子、２６  出力端子、３１  反射板、３２  アンテナ支柱、３３  建物、４１  ＃Ｌのサブアレイアンテナのアンテナパターン、４２＃（Ｌ−１）のサブアレイアンテナのアンテナパターン、４３  ＃（Ｌ＋１）のサブアレイアンテナのアンテナパターン、４４  ＃Ｌのサブアレイアンテナの測定範囲、４５  ＃（Ｌ−１）のサブアレイアンテナの測定範囲、４６  ＃（Ｌ＋１）のサブアレイアンテナの測定範囲、４７  電波の到来方向、４８  アンテナ設置水平面角度軸、４９  アンテナパターン利得軸、５０  サブアレイアンテナ正面方向、６１  レベル記録回路、６２  隣接面レベル加算回路、６３  最大レベルアンテナ面選択回路、６４  背面レベル減算回路、６５  レベル処理切替回路。
【図１】
2004245802.tif 000003
【図２】
2004245802.tif 000004
【図３】
2004245802.tif 000005
【図４】
2004245802.tif 000006
【図５】
2004245802.tif 000007
【図６】
2004245802.tif 000008
【図７】
2004245802.tif 000009
【図８】
2004245802.tif 000010