(57)【要約】【目的】  一定周期の切換で切換られる複数の指向性アンテナと、単一の受信機を使用する方位測定機の受信感度の向上と、同時に短時間発射電波にも対応可能な方位測定方式の提供を目的とする。【構成】  複数の指向性アンテナ順次切換える切換方向を、アンテナ切換信号で正逆交互に切換える変調回路と、その出力を増幅・検波する単一の受信機と、受信機の検波出力をアンテナ切換信号のＩ信号、Ｑ信号で個別に同期検波する１対の同期検波器とで構成し、同時に得られるＩ成分とＱ成分の比の逆正接を算出する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周上に配置した複数の単向指向性を有するアンテナの出力を一定周期の切換信号で順次切換え、その出力を単一の受信機で増幅・検波して得られる切換信号に同期した階段状の低周波信号に含まれる基本波の切換信号に対する位相値を受信電波の到来方向とする方位測定方式であって、このとき受信機の群遅延によって発生する方位誤差を相殺するために、前記切換順序で切換える正順序切換期間と、逆順序で切換る逆順序切換期間とを交互に配置し、それぞれの期間に対応して得られる低周波信号の位相値の差から受信した電波の到来方向を算出すようにした方位測定方式において、
増幅、検波して得られる階段状の低周波信号の基本波のＩ、及びＱ（同相成分、π／２相成分）成分を、アンテナ切換に使用した切換信号のＩ信号、およびＱ信号でそれぞれ同期検波して求め、Ａ／Ｄ変換後に得られる１対のＩＱ成分の数値から演算によって、電波の到来方向を算出するようにしたことを特徴とする方位測定方式
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、受信した電波の到来方向を測定する方位測定方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来から、単一の受信機を使用する方位測定機では、受信機内の群遅延による位相誤差を避けるために、円周上に配置した複数の単向指向性を有するアンテナの出力を低周波信号で順次切換えることによるアンテナの電子的回転の回転方向を正逆交互に切換えて、それぞれ階段状に振幅変調を受けた出力の包絡線に含まれる基本波の位相差から、受信した電波の到来方向とする方位測定方式が使用されている。
この場合、増幅・検波後に得られる階段状の検波波形から位相測定に適した基本波を抽出するために狭帯域の低周波濾波器が使用されていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  正転、逆転が交互に行われる場合、電波の到来方向によっては、周波数は同一であっても回転方向が切換るときには位相が大きく変化するので、狭帯域の濾波器を通過した後の位相は切換え前の位相に引きずられて大きく乱される。これを避けるため、切換え後の数サイクルを削除する方法が採られているが、切換えが高速で行われる場合には、測定データの削除される割合が大きくなり、受信感度の低下を招くという問題があった。
また、削除される割合を小さくするには、正転、逆転の周期を大きくする必要があり、短時間発射の電波に対応できないという問題が生ずる。
本発明は、このような問題を同時に解決するために為されたものであって、感度の低下を避け、同時に短時間発射の電波の方位測定を可能とする方式の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  本発明の方位測定方式においては、切換え時の位相擾乱の原因である狭帯域濾波器を排除し、階段状の検波波形から直接基本波の位相を検出する。
その手段として、増幅、検波して得られる正転時、逆転時それぞれの低周波信号のＩ、及びＱ成分を、アンテナ回転に使用した正転時、逆転時、それぞれの基準低周波信号のＩＱ信号で同期検波して求める。さらに濾波効果を持たせるため、Ａ／Ｄ変換後のデータをそれぞれ個別に累積する。これによって得られる平均化された一対のＩＱ成分の数値から演算によって電波の到来方向を算出する。
また、短時間発射の電波に対応するために、交互に切換られる正転、逆転の期間を１回転分として、切換周期の最短化を図る。
【発明の効果】
【０００５】  以上のように、本発明の方位測定方式によれば、測定データの欠落なしに全データを使用することが可能になり、さらにディジタルデータ累積平均演算を行うことにより、連続波に対する場合と同様に、短時間発射の電波に対しても高感度の方位測定が可能となる。
【実施例】
【０００６】  以下、本発明による方位測定方式を、直交配置した８字型指向性のループアンテナと、単向指向性を与えるための無指向性のセンスアンテナを使用した場合の１実施例について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明による方位測定方式の信号処理の系統を示す図である。図２は各信号処理過程における信号波形を示す図であって、図１に示す各信号処理過程の番号に対応して示してある。
図１において、１はＮＳループアンテナ、２はＥＷループアンテナ、３はセンスアンテナ、４、５は平衡変調器、６は合成器、７は受信機、８、９は同期検波器、１０、１１は積分器、１２，１３はＡ／Ｄ変換器、１４はマイクロプロセッサ、１５は変調パタン発生器である。【０００７】  ＮＳループアンテナ１、及びＥＷアンテナ２は、ＮＳループアンテナ１の面方向を基準方向０°として、直交して配置してある。従って、図２（１）、及び（２）に示すように、入射方向をθとしたとき、それぞれｃｏｓθ、ｓｉｎθの比例した誘起電圧を出力する。また、センスアンテナ３は、図２（３）に示すように、全方向一定に誘起電圧を出力する。【０００８】  変調パタン発生器１５は、マイクロプロセッサ１４からの指示を受けて、図２（１５）に示すような周期ｐｔを持つｃｏｓｐｔ、及びｓｉｎｐｔが交互に切換るＩパタンを平衡変調器４、及び同期検波器８に、切換順序が反対のＱパタンを、平衡変調器５、及び同期検波器９に送出する。【０００９】  平衡変調器４、及び平衡変調器５は、それぞれ前記Ｉパタン、及びＱパタンによって平衡変調を受け、図２（４）に示すようなｃｏｓθ・ｃｏｓｐｔとｃｏｓθ・ｓｉｎｐｔで現される平衡変調波と、図２（５）に示すようなｓｉｎθ・ｃｏｓｐｔとｓｉｎθ・ｓｉｎｐｔで現される平衡変調波とを出力する。
合成器６は、上記２つの平衡変調波と９０°移相したセンスアンテナ３の出力を合成して、図２（６）に示すような包絡線の基本波成分が１＋ｃｏｓ（ｐｔ−θ）と、１＋ｓｉｎ（ｐｔ＋θ）とが交互の切換る振幅変調波を出力する。
受信機７は、上記、振幅変調波を増幅・検波して、図２（７）に示すような直流分が除去され、受信機内部の遅延移相量δを含んだｃｏｓ（ｐｔ−θ＋δ）と、ｓｉｎ（ｐｔ＋θ＋δ）とが交互の切換る低周波信号を出力する。【００１０】  同期検波器８、及び同期検波器９は、上記低周波を前記変調パタン発生器１５の出力であるＩパタン、及びＱパタンでそれぞれ同期検波し、図２（８）、及び（９）に示すような、その直流分がｃｏｓ（δ−θ）とｃｏｓ（δ＋θ）とに交互の切換るＩ成分と、−ｓｉｎ（δ−θ）とｓｉｎ（δ＋θ）とに交互の切換るＱ成分とを出力する。
積分器１０、及び積分器１１は、同期検波器８、及び同期検波器９の出力に残る交流成分を除去すると同時に、図２（１０）、及び（１１）に示すように交互に切換る直流値の平均値をＩ成分としてｃｏｓδ・ｃｏｓθを、Ｑ成分としてｃｏｓδ・ｓｉｎθをそれぞれ個別に出力する。【００１１】  Ａ／Ｄ変換器１２、及びＡ／Ｄ変換器１３は、上記Ｉ成分とＱ成分をそれぞれディジタル変換して、マイクロプロセッサ１４に送出する。
マイクロプロセッサ１４は、それぞれのディジタルデータを所定時間累積して平均した後、Ｑ成分とＩ成分の比の逆正接を算出して、受信電波の到来方向θとして出力する。【００１２】  前記は直交配置した８字型指向性のループアンテナと無指向性のセンスアンテナを使用した場合について説明したが、単向指向性を有するアンテナの出力を一定周期の切替信号で順次切換えた場合においても図２（６）に示す振幅変調波が得られるため、本発明を適用でき、同等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明による方位測定方式の信号処理の系統を示す図である。
【図２】図２は各信号処理過程における信号波形を示す図である。
【符号の説明】
【００１４】  １；ＮＳループアンテナ
２；ＥＷループアンテナ
３；センスアンテナ
４；平衡変調器
５；平衡変調器
６；合成器
７；受信機
８；同期検波器
９；同期検波器
１０；積分器
１１；積分器
１２；Ａ／Ｄ変換器
１３；Ａ／Ｄ変換器
１４；マイクロプロセッサ
１５；変調パタン発生器
【図１】
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【図２】
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