(57)【要約】【課題】  受信する周波数帯域が広範囲である場合や、測定方位の精度を上げるためには受信アンテナを増やす必要があり、それに伴い受信機、Ａ／Ｄ変換器、クロススペクトル計算回路も増加し装置規模が大きくなる問題があった。【解決手段】  電波を受信する３つの受信アンテナ１と、受信アンテナ１を選択するセレクタ２と、受信信号を増幅及びＩＦ変換する受信機４と、ＩＦ信号を変換するＡ／Ｄ変換器５と、デジタルデータと閾値を比較し入力信号の有無を検出し、受信アンテナ１を切替るアンテナ切替器部３と、切替毎のデジタルデータを記録する波形メモリ６と、切替毎の波形メモリのデジタルデータからクロススペクトルを求めて結果を記録するクロススペクトル演算部７と、切替毎のクロススペクトルに基づいて到来時間差を求める時間差検出部８と、切替毎の到来時間差から到来信号の方位を求める方位算出部９により到来方位を算出する。【選択図】          図１
2005172760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の距離を隔てて到来電波を受信するｎ＋２（ｎは自然数）の受信アンテナと、ｎ＋２個の受信アンテナからｎ＋１個以下の受信アンテナを選択するセレクタと、選択されたｎ＋１個の受信アンテナからのそれぞれの受信信号を周波数変換する受信機と、前記受信機で周波数変換された信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器出力から分岐されたデジタルデータ信号を基準値と比較し２値化する信号検出回路と、この信号検出回路で検出された信号のパルス幅及びパルス間隔に基づきシミュレータパルスを発生するシミュレータパルス発生回路と、前記シミュレータパルス毎に前記セレクタに受信アンテナ切替信号を送出するアンテナ切替器と、前記Ａ／Ｄ変換器出力のそれぞれのデジタルデータ信号であって、受信アンテナ切替毎のデジタルデータを記録する波形メモリと、前記受信アンテナ切替毎の前記波形メモリのデジタルデータからクロススペクトルを求めてその結果を記録するクロススペクトル演算部と、前記受信アンテナ切替毎のクロススペクトルのコヒーレンスとその位相傾きから到来時間差を求める時間差検出部と、前記受信アンテナ切替毎の到来時間差と受信アンテナ間の間隔から到来信号の方位を求める方位算出部とを備えたことを特徴とする方位探知装置。
【請求項２】
信号検出回路からの分岐信号により連続波の有無を検出するＣＷ検出回路と、前記ＣＷ検出回路の連続波信号情報により、一定時間毎にシミュレータパルスを一旦無効にしてから有効にするシミュレータパルス発生回路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の方位探知装置。
【請求項３】
複数の到来電波に対して、信号検出した種類の異なる信号をそれぞれのパルス幅及びパルス間隔に基づき信号分離するパルス分離回路を介してパルス分離された信号をシュミレータ発生回路に送出することを特徴とする請求項１記載の方位探知装置。
【請求項４】
相互にパルス発生期間が重複するシュミレータパルス信号に対しては、一方のシュミレータパルス信号を優先して切り替えるための信号を送出するアンテナ切替器を備えたことを特徴とする請求項３記載の方位探知装置。
【請求項５】
クロススペクトル演算部で得られた到来電波の周波数から前記到来電波の周波数の半波長間隔以内に設置された受信アンテナの組を選択的に切り替えるアンテナ切替器を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の方位探知装置。
【請求項６】
移動する電波元からの到来電波に対して、方位算出部からの分岐信号により受信アンテナ切替毎の方位を予測する方位推定回路と、予測された方位信号に基づき方位アンテナ群リストを選択し、前記方位アンテナ群リストの中の前記受信アンテナを選択的に切替るアンテナ切替器とを備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の方位探知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は方位探知装置、特に電波の到来時間差を用いて方位を探知する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電波の到来時間差により方位を算出する装置として、特開平９−２５７９０２号公報図１及び図１２にはそれぞれ１組２個の受信アンテナと２組３個の受信アンテナを使用した方位探知装置が開示されている。また、特開２００３−３５７６１号公報図１には各受信アンテナ毎に受信機やＡ／Ｄ変換器を配置し、到来時間差の平均値に基づき到来方位を求める１組２個の受信アンテナを用いた方位探知装置が開示されている。
【０００３】
本明細書の図１２及び図１３は、それぞれ特開平９−２５７９０２号公報図１２及び図１１に記載の従来の方位探知装置を説明用に転記した構成図と処理内容説明図である。図１２において、１−１〜１−３は到来信号を受信する受信アンテナ、４−１〜４−３は受信信号の増幅及びＩＦ信号に周波数変換を行う受信機、５−１〜５−３はＩＦ信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器、７−１及び７−２はデジタルデータのクロススペクトルを計算するクロススペクトル計算回路、８はクロススペクトルから電波の到来時間差を求める時間差検出回路、９は到来時間差から電波の到来方位を求める方位算出回路である。
【０００４】
クロススペクトル計算回路７−１は、入力したそれぞれの受信信号を高速フーリエ変換するＦＦＴ（Fast Fourier Transform）回路１０１−１、１０１−２及びフーリエ変換した信号のクロススペクトルを計算する複素乗算回路１０２−１から構成されている。クロススペクトル計算回路７−２は、入力したそれぞれの受信信号を高速フーリエ変換するＦＦＴ回路１０１−２、１０１−３及びフーリエ変換した信号のクロススペクトルを計算する複素乗算回路１０２−２から構成されている。
【０００５】
次に動作について説明する。図１２の方位探知装置に電波が到来した場合、受信アンテナ１−１〜１−３で受信され、受信機４−１〜４−３に出力される。受信機４−１〜４−３では入力された受信信号を増幅し、さらに所定の周波数に変換してＡ／Ｄ変換器５−１〜５−３に出力する。Ａ／Ｄ変換器５−１〜５−３では所定のサンプリングタイミングで入力した受信信号をデジタルデータに変換し、クロススペクトル計算回路７−１及びクロススペクトル計算回路７−２に出力する。
【０００６】
クロススペクトル計算回路７−１では、まず入力されたデジタル信号を高速フーリエ変換し、振幅と位相が計算される。高速フーリエ変換して得られた信号をそれぞれＸA、ＸBとすると、ＸA、ＸBは掛け算回路に入力され、ＸAとＸBの複素共役ＸB*を掛け算することによりクロススペクトルが算出される。クロススペクトル計算回路７−２では、入力されたデジタル信号を高速フーリエ変換し、振幅と位相が計算される。高速フーリエ変換して得られた信号をそれぞれＸB、ＸCとすると、ＸB、ＸCは掛け算回路に入力され、ＸBとＸCの複素共役ＸC*を掛け算することによりクロススペクトルが算出される。
【０００７】
図１３は、クロススペクトル計算回路７−１、７−２の処理内容を示す。図１３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はクロススペクトル計算回路７−１の処理であり、それぞれ受信信号波形Ａの高速フーリエ変換処理、受信信号波形Ｂの高速フーリエ変換処理、両者のクロススペクトルの結果である。また、図１３（Ｂ）、（Ｄ）、（Ｅ）はクロススペクトル計算回路７−２の処理であり、それぞれ受信信号波形Ｂの高速フーリエ変換処理、受信信号波形Ｃの高速フーリエ変換処理、両者のクロススペクトルの結果である。そして、図１３（Ｃ）に示すコヒーレンスと位相及び図１３（Ｅ）に示すコヒーレンスと位相はともに時間差検出回路８に出力される。
【０００８】
時間差検出回路８では、クロススペクトル計算回路７−１から出力されたコヒーレンスのレベルの高い周波数帯ｆ（ｆ1）及びそのときの位相の傾きａ（ａ１）と、クロススペクトル計算回路７−２から出力されたコヒーレンスのレベルの高い周波数帯ｆ（ｆ２）とそのときの位相の傾きａ（ａ２）を求める。そして、ｎ＝０、１、２・・として
Δｔ＝ａ／２π＋ｎ／ｆ ・・・（１）
の中から可能性のある時間差Δｔ1 及びΔｔ2 を複数求める。求めた到来時間差候補は方位算出回路９に出力される。方位算出回路９では、時間差検出回路８から出力された到来時間差Δｔ１、Δｔ２及び受信アンテナ１−１と受信アンテナ１−２との間隔、また受信アンテナ１−２と受信アンテナ１−３との間隔に基づき、下記（２）式を用いて到来の可能性がある方位の候補をそれぞれ求める。
ｓｉｎθ＝ｃΔｔ／ｄ  ・・・（２）
ｄは受信アンテナの間隔、θは到来方位、Δｔは到来時間差、ｃは電波の伝播速度
そして、これら２系統でそれぞれ算出された候補方位に共通に含まれる方位を抽出し、本来の電波の到来方位を得る。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２５７９０２号公報  特開２００３−３５７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の方位探知装置は以上のように構成されているので、受信する周波数帯域が広範囲である場合や、測定方位の精度を上げるためには受信アンテナを増やす必要があり、それに伴い受信機、Ａ／Ｄ変換器、クロススペクトル計算回路も増やす必要があり装置規模が大きくなるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に関わる方位探知装置は、所定の距離を隔てて到来電波を受信する３つの受信アンテナと、３つの受信アンテナから２つの受信アンテナを選択するセレクタと、選択された受信アンテナからの受信信号を増幅及びＩＦ信号への周波数変換を行う受信機と、ＩＦ信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、デジタルデータと閾値とを比較し入力信号の有無を検出する信号検出回路と、信号検出した信号のパルス幅及びパルス間隔をもとにシミュレータパルスを発生させるシミュレータパルス発生回路と、シミュレータパルス毎にアンテナを切替るアンテナ切替器と、切替毎のデジタルデータを記録する波形メモリと、切替毎の波形メモリのデジタルデータからクロススペクトルを求めて結果を記録するクロススペクトル演算部と、切替毎のクロススペクトルに基づいて到来時間差を求める時間差検出部と、切替毎の到来時間差に基づいて到来信号の到来方位を求める方位算出部とを備えたものである。
【００１２】
また、この発明に関わる方位探知装置は、ＣＷ信号（連続波）を検出するＣＷ検出回路と、ＣＷ信号受信時は一定時間毎にシミュレータパルスを一旦無効にしてから有効にするシミュレータパルス発生回路を備えたものである。
【００１３】
また、この発明に関わる方位探知装置は、複数の電波元からの到来電波をＰＷ（パルス幅）、ＰＲＩ（パルス繰り返し間隔）などで分離するパルス分離回路と、パルス分離をした所定の一目標の信号のみシミュレータパルスを発生するシミュレータパルス回路を備えたものである。
【００１４】
また、この発明に関わる方位探知装置は、パルス分離をした複数目標の信号のシミュレータパルスを発生するシミュレータパルス回路と、シミュレータパルスが重なった場合は優先順位により受信アンテナを切替るアンテナ切替器を備えたものである。
【００１５】
また、この発明に関わる方位探知装置は、所定の距離を隔てて到来電波を受信するｎ個の受信アンテナと、ｎ個の受信アンテナから２個の受信アンテナを選択するアンテナ切替器を備えたものである。
【００１６】
また、この発明に関わる方位探知装置は、複数の電波元からの到来電波毎にＦＦＴ処理して得られた周波数に基づいて最適な受信アンテナの組を選択し切替るアンテナ切替器を備えたものである。
【００１７】
また、この発明に関わる方位探知装置は、移動する電波元からの到来電波に対して、切替毎の方位を予測する方位推定回路と、予測方位に基づいて受信アンテナを切替るアンテナ切替器を備えたものである。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の実施例１においては、所定の距離を隔てて到来電波を受信する３つの受信アンテナと、３つの受信アンテナから２つの受信アンテナを選択するセレクタと、選択された受信アンテナからの受信信号を増幅及びＩＦ信号への周波数変換を行う受信機と、ＩＦ信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、デジタルデータとあらかじめ決められた閾値とを比較し入力信号の有無を検出する信号検出回路と、信号検出した信号のパルス幅及びパルス間隔をもとにシミュレータパルスを発生させるシミュレータパルス発生回路と、シミュレータパルス毎にアンテナを切替るアンテナ切替器と、切替毎のデジタルデータを記録する波形メモリと、切替毎の波形メモリのデジタルデータからクロススペクトルを求めて結果を記録するクロススペクトル演算部と、切替毎のクロススペクトルに基づいて到来時間差を求める時間差検出部と、切替毎の到来時間差に基づいて到来信号の到来方位を求める方位算出部とを備えており、特に受信機、Ａ／Ｄ変換器などはセレクタを使用することにより２系統で構成可能となり装置規模をコンパクトに構成することができると共に簡便な方位探知装置を得る利点がある。
【００１９】
この発明の実施例２においては、ＣＷ信号（連続波）を検出するＣＷ検出回路と、ＣＷ信号検出時は一定時間毎にシミュレータパルスを一旦無効にしてから有効にするシミュレータパルス発生回路を備えており、入力期間が長い信号に対しても対応できる方位探知装置を得ることが可能である。
【００２０】
この発明の実施例３においては、複数の電波元からの到来電波をＰＷ（パルス幅）、ＰＲＩ（パルス繰り返し間隔）で分離するパルス分離回路と、パルス分離をした所定の一目標の信号のみシミュレータパルスを発生するシミュレータパルス発生回路を備えており、複数の電波元に対して所定の信号を分離して方位探知可能な方位探知装置を得ることが可能である。
【００２１】
この発明の実施例４においては、パルス分離をした複数目標の信号のシミュレータパルスを発生するシミュレータパルス発生回路と、シミュレータパルスが重なった場合は優先順位により受信アンテナを切替るアンテナ切替器を備えており、複数の電波元に対して精度良く方位探知が可能である。
【００２２】
この発明の実施例５においては、所定の距離を隔てて到来電波を受信するｎ個の受信アンテナと、ｎ個の受信アンテナから２個の受信アンテナを選択するアンテナ切替器を備えており、受信周波数の広帯域化、測定方位の高精度化が可能な方位探知装置を得ることが可能である。また受信アンテナ群が比較的多い場合であっても受信機、Ａ／Ｄ変換器は完全２系統であり、簡便な構成とすることができる。
【００２３】
この発明の実施例６においては、複数の電波元からの到来電波毎にＦＦＴ処理して得られた周波数に基づいて最適な受信アンテナの組を選択切替するアンテナ切替器を備えており、受信アンテナの順次切替の周期を短縮したり、切替アンテナグループ数を少なくすることができ、結果、方位算出時間を短縮できる利点がある。
【００２４】
この発明の実施例７においては、移動する電波元からの到来電波に対して、切替毎の方位を予測する方位推定回路と、予測方位に基づいて受信アンテナを切替るアンテナ切替器とを備えており、移動する電波元に対して高精度で追従できる方位探知装置を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
実施例１．
図１は、本発明の実施例１による方位探知装置を示すブロック図である。図において図１２と同一符号は同一又は相当部分を示す。２は３つの受信アンテナ１から２つの受信アンテナを選択するセレクタ（受信アンテナセレクタ）、２０１はデジタルデータとあらかじめ設定された閾値とを比較し入力信号の有無を検出する信号検出回路、２０２は信号検出した信号のパルス幅及びパルス間隔をもとにシミュレータパルスを発生させるシミュレータパルス発生回路、２０３はシミュレータパルス毎にアンテナを切替るアンテナ切替器、６−１及び６−２は切替毎のデジタルデータを記録する波形メモリ、７は切替毎の波形メモリ６のデジタルデータからクロススペクトルを求めて結果を記録するクロススペクトル演算部（クロススペクトル計算回路）であり、ＦＦＴ回路１０１や複素乗算回路１０２のほかにそれらの演算結果を一時的に記憶する演算結果メモリ１０３を内蔵している。８は切替毎のクロススペクトルに基づいて到来時間差を求める時間差検出部(時間差検出回路)、９は切替毎の到来時間差に基づいて到来信号の到来方位を求める方位算出部（方位算出回路）である。
【００２６】
なお、３は信号検出回路２０１、シミュレータパルス発生回路２０２及びアンテナ切替器２０３などを総称したものであってアンテナ切替部と呼ぶ。
【００２７】
次に動作について説明する。まず、アンテナ切替部３により受信アンテナ１−１と受信機４−１を選択し入力信号（到来電波）の有無を信号検出回路２０１にて閾値を参照し２値化判定する。入力信号がある場合には、その検出信号のＰＷ（パルス幅）、ＰＲＩ（パルス到来時間間隔）をシミュレータパルス発生回路２０２で測定し、このＰＷ，ＰＲＩに基づきシミュレータパルス発生回路２０２出力としてシミュレータパルスを発生させる。立上り時間、遅延時間などの問題でシミュレータパルスと入力信号との時間的ずれが生じると予想される時はシミュレータパルス発生回路２０２にてそのずれ予想分をあらかじめ考慮してシミュレータパルス幅を補正しておく。アンテナ切替器２０３は図２に示すタイミングチャートのようにシミュレータパルス毎に受信アンテナ１を切替る。すなわち２系統３個の受信アンテナであるので受信アンテナ１−１と受信アンテナ１−２、受信アンテナ１−１と受信アンテナ１−３、受信アンテナ１−２と受信アンテナ１−３の組合せの順番で順次セレクタ２に切替信号を送出する。一方、Ａ／Ｄ変換されたデジタルデータは並行して波形メモリ６−１及び波形メモリ６−２で切替毎のデジタルデータとして記録する。クロススペクトル演算部７は波形メモリ６−１及び波形メモリ６−２から切替毎のデジタルデータを読み出してクロススペクトルを求めて切替毎の結果を演算結果メモリ１０３に記録する。時間差検出部８は切替毎のクロススペクトル結果から到来時間差を求める。最後に方位算出部９により到来信号の到来方位を算出する。
【００２８】
以上から、本実施例では、３個の受信アンテナ１に対して２系統の受信機、Ａ／Ｄ変換器で方位探知が可能となり装置規模をコンパクトにすることができる。
【００２９】
なお、上記実施例１においてＣＷ信号を対象として方位探知を行う場合について実施例２で説明する。
【００３０】
実施例２．
図３は、本発明の実施例２による方位探知装置を示すブロック図である。図において図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。２０４はＣＷ信号を検出するＣＷ検出回路、２０２はＣＷ信号継続時は一定時間毎にシミュレータパルスを一旦無効にしてから有効にするシミュレータパルス発生回路である。
【００３１】
次に動作について説明する。信号検出回路２０１の分岐出力をＣＷ検出回路２０４に入力し、一定期間以上信号検出が継続している場合にはＣＷ検出回路２０４はＣＷ検出信号をシミュレータパルス発生回路２０２に送出する。シミュレータパルス発生回路２０２ではＣＷ検出信号があった時にはＣＷ検出信号に同期して一定時間毎にシミュレータパルスを一旦無効にしてから有効にする。すなわち継続していたシュミレータパルスは一旦リセットされその後自動的にもとの状態に復帰させる。アンテナ切替器２０３は図４に示すタイミングチャートのようにシミュレータパルス毎に受信アンテナ１を切替る。
【００３２】
すなわち２系統３個の受信アンテナであるので受信アンテナ１−１と受信アンテナ１−２、受信アンテナ１−１と受信アンテナ１−３、受信アンテナ１−２と受信アンテナ１−３の組合せ順番で切替えるための切替信号をセレクタ２に送出する。並行して波形メモリ６−１及び波形メモリ６−２は切替毎のデジタルデータを記録する。クロススペクトル演算部７は波形メモリ６−１及び波形メモリ６−２から切替毎のデジタルデータを読み出してクロススペクトルを求めて切替毎の結果を記録する。時間差検出部８は切替毎のクロススペクトル結果から到来時間差を求める。最後に方位算出回路９により到来信号の到来方位を算出する。
【００３３】
本実施例では、３個の受信アンテナ１に対して２系統の受信機、Ａ／Ｄ変換器でＣＷ信号などの入力信号期間が長い信号に対しても方位探知が可能とすることができる。
【００３４】
なお、上記実施例１において複数の電波元からの到来電波を分離して１目標を対象として方位探知を行う場合について実施例３で説明する。
【００３５】
実施例３．
図５は、本発明の実施例３による方位探知装置を示すブロック図である。図において図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。２０５は複数の電波元からの到来電波をＰＷ（パルス幅）、ＰＲＩ（パルス繰り返し間隔）で分離するパルス分離回路、２０２はパルス分離された所定の一目標の信号のみシミュレータパルスを発生するシミュレータパルス発生回路である。
【００３６】
次に動作について説明する。信号検出回路２０１から検出された複数の種類の異なる検出信号に対してパルス分離回路２０５では複数の電波元からの到来電波に相当する検出信号をそれぞれのＰＷ（パルス幅）、ＰＲＩ（パルス繰り返し間隔）で分離し、あらかじめ設定したＰＷやＰＲＩの条件を満たす検出信号の一方をシミュレータパルス発生回路２０２に出力する。シミュレータパルス発生回路２０２では所定の一目標の信号のみのシミュレータパルスを発生することになる。アンテナ切替器２０３は図６に示すタイミングチャートのようにシミュレータパルス毎にアンテナを切替える。
【００３７】
本実施例では３個の受信アンテナであるので受信アンテナ１−１と受信アンテナ１−２、受信アンテナ１−１と受信アンテナ１−３、受信アンテナ１−２と受信アンテナ１−３の組合せ順番で切替る。並行して波形メモリ６−１、波形メモリ６−２は切替毎のデジタルデータを記録する。クロススペクトル演算部７は波形メモリ６−１及び波形メモリ６−２から切替毎のデジタルデータを読み出してクロススペクトルを求めて切替毎の結果を記録する。時間差検出部８は切替毎のクロススペクトル結果から到来時間差を求める。最後に方位算出回路９により到来信号の到来方位を算出する。
【００３８】
本実施例では、３個の受信アンテナ１に対し２系統の受信機、Ａ／Ｄ変換器で複数の電波元からの到来電波を分離して所望の１目標を特定して方位探知することができる。
【００３９】
なお、上記実施例３において複数の電波元からの到来電波を分離して複数目標を対象として方位探知を行う場合について実施例４で説明する。
【００４０】
実施例４．
図７は、本発明の実施例４による方位探知装置を示すブロック図である。図において図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。２０５はパルス分離回路であり、パルス分離された個々の信号をシュミレータパルス発生回路２０２−１〜２０２−Ｎへ出力する。２０２−１〜２０２−Ｎはパルス分離された複数の目標の信号に対応するシミュレータパルスを発生するシミュレータパルス発生回路、２０３はシミュレータパルスが重なった場合は優先順位により受信アンテナ１を切替るアンテナ切替器である。
【００４１】
次に動作について説明する。パルス分離回路２０５により分離された複数目標の電波元に対して、シミュレータパルス発生回路２０２−１〜２０２−Ｎは各目標からの電波元に対応するシミュレータパルスを発生する。アンテナ切替器２０３は図８に示すタイミングチャートのようにシミュレータパルス毎に受信アンテナ１を切替える。本実施例では３個の受信アンテナであるので受信アンテナ１−１と受信アンテナ１−２、受信アンテナ１−１と受信アンテナ１−３、受信アンテナ１−２と受信アンテナ１−３の組合せ順番で切替える。
【００４２】
ところでシミュレータパルスが重なった場合はあらかじめ設定した優先順位により受信アンテナ１を切替える。図８では目標からの電波元のひとつである入力信号２を入力信号１より優先させているので入力信号２を継続させてアンテナ切替器２０３は受信アンテナ１−２と受信アンテナ１−３の組合せの選択信号をセレクタ２に送出している。並行して波形メモリ６−１及び波形メモリ６−２は切替毎のデジタルデータを記録する。クロススペクトル演算部７は波形メモリ６−１及び波形メモリ６−２から切替毎のデジタルデータを読み出してクロススペクトルを求めて切替毎の結果を記録する。時間差検出部８は切替毎のクロススペクトル結果から到来時間差を求める。最後に方位算出回路９により到来信号の到来方位を算出する。
【００４３】
本実施例では、３個の受信アンテナ１に対し２系統の受信機、Ａ／Ｄ変換器で複数の電波元からの到来電波を分離して複数目標を対象として方位探知することができる。
【００４４】
なお、上記実施例１乃至４では３個の受信アンテナ１に対する方位探知について説明したが、ｎ個の受信アンテナに対して方位探知を行う場合について実施例５で説明する。
【００４５】
実施例５．
図９は本発明の実施例５による方位探知装置を示すブロック図である。図において図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。２はｎ個の受信アンテナ１を切替選択するセレクタ、３はｎ個の受信アンテナ１を切替えるアンテナ切替部である。
【００４６】
次に動作について説明する。アンテナ切替部３により受信アンテナ１−１と受信機４−１を選択し入力信号の有無を信号検出回路２０１にて検出する。入力信号がある場合には、その検出信号のＰＷ、ＰＲＩをシュミレータパルス発生回路２０２で測定し、このＰＷ，ＰＲＩに基づきシミュレータパルス発生回路２０２出力としてシミュレータパルスを発生させる。実施例１で述べたようにシミュレータパルスと入力信号が時間的にずれている場合はシミュレータパルス発生回路２０２にてずれを補正する。アンテナ切替部３はシミュレータパルス毎にアンテナを切替える。本実施例ではｎ個の受信アンテナであるので受信アンテナ１−１と受信アンテナ１−２、受信アンテナ１ー１と受信アンテナ１−３、・・・ｎ−１番目の受信アンテナとｎ番目の受信アンテナまでの全ての組合せ順番で切替える。
【００４７】
並行して波形メモリ６−１及び波形メモリ６−２は切替毎のデジタルデータを記録する。クロススペクトル演算部７は波形メモリ６−１及び波形メモリ６−２から切替毎のデジタルデータを読み出してクロススペクトルを求めて切替毎の結果を記録する。時間差検出部８は切替毎のクロススペクトル結果から到来時間差を求める。最後に方位算出回路９により到来信号の到来方位を算出する。なお、本実施例におけるアンテナ切替部３は実施例１と同一の構成としたが複数目標の方位探知の場合は実施例３又は実施例４の構成のアンテナ切替部３となる。また、本実施例ではｎ個の受信アンテナに対して２系統の受信機、Ａ／Ｄ変換器の組としたがｎ個より少ない受信機、Ａ／Ｄ変換器の組としても良い。
【００４８】
本実施例では、ｎ個の受信アンテナ１に対し２系統の受信機、Ａ／Ｄ変換器で構成しているので受信周波数の広帯域化や測定精度の高精度化などのため多数の受信アンテナ１の設置があってもアンテナ切替部３とセレクタ２を使用することにより、装置規模をコンパクトに抑えることができる。また複数の電波元からの到来電波を分離して複数目標を方位探知するので高性能な方位探知も可能である。
【００４９】
なお、上記実施例５ではｎ個の受信アンテナ１に対して全ての組合せを順番に切替えて方位探知するようにしたが、目標からの受信周波数情報を基にアンテナ切替部３で最適な受信アンテナ１を選択して方位探知を行う場合について実施例６で説明する。
【００５０】
実施例６．
図１０は、本発明の実施例６による方位探知装置を示すブロック図である。図において図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。本図において、３はＦＦＴ回路１０１−１において得られた受信信号の周波数を分岐出力した信号を識別して受信アンテナ１の間隔が受信周波数波長（λ）の半波長以下となる受信アンテナ１の組合せを選択して受信アンテナ１を切替えるアンテナ切替部である。
【００５１】
次に動作について説明する。アンテナ切替部３の機能としてあらかじめ受信周波数波長に合った受信アンテナ１の間隔がλ／２以下となる受信アンテナ１の組合せを設定しておき順番に切替える。すなわち受信アンテナ１がアレイアンテナの場合、多数のアレイアンテナを千鳥状に２列配列し、個々の列のアンテナ間隔をλ／２とし、近接するアレイアンテナの組合せのみをあらかじめ設定しておき、それ以外の組み合わせはアンテナ切替器２０３で間引くようにする。これは受信アンテナ１の間隔が受信対象電波の１波長以上あると電波の到来方位によっては位相のアンビギュティ（あいまいさ）が発生する場合の処置である。なお、本実施例ではＦＦＴ回路１０１−１の分岐信号はあらかじめ周波数帯域をコード化しておき、アンテナ切替器２０３では周波数コード信号を識別している。
【００５２】
本実施例では、ｎ個の受信アンテナ１に対し２系統の受信機、Ａ／Ｄ変換器で受信信号の周波数に基づき最適な受信アンテナ１の組を選択切替することによりアンビギュティを軽減するとともに方位算出時間を短縮した方位探知が可能である。
【００５３】
なお、上記実施例１乃至６において移動する電波元からの到来電波に対して、切替毎の方位を予測して受信アンテナ１を切替える場合について実施例７で説明する。
【００５４】
実施例７．
図１１は、本発明の実施例７による方位探知装置を示すブロック図である。図において図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。１０は切替毎の方位を予測する方位推定回路、３は予測方位に基づいて受信アンテナ１を切替るアンテナ切替部である。
【００５５】
次に動作について説明する。時間差検出部８で切替毎の到来時間差を求め、方位算出回路９において到来方位が算出される。この到来方位情報を分岐出力し、分岐出力を方位推定回路１０で処理する。全方位に対して多数設置されたアレイアンテナの場合、それらの設置環境（地理環境）や到来方位に対する死角などを考慮し、不要な方向からの受信情報を除去する。すなわち方位算出回路９で得られた到来時間差や角度情報から具体的目標の東西南北、仰角（俯角）を方位推定回路１０で推定する。
【００５６】
次にこの方位推定信号をアンテナ切替部３のアンテナ切替器２０３に送出する。アンテナ切替器２０３ではあらかじめ設定された東西南北の方位アンテナ群を選択するため方位推定信号と方位アンテナ群リスト（記憶回路データ）とを照合し、それ以外の方位アンテナ群や順番に切り替える受信アンテナ１の組合せは間引く。すなわちアンテナ切替部３は到来電波の時間差や角度情報に基づく方位推定回路１０からの方位予測信号から最適なｎ個の受信アンテナの選択切替信号をセレクタ２に送出する。
【００５７】
本実施例では、ｎ個の受信アンテナに対し２系統の受信機、Ａ／Ｄ変換器で移動する電波元からの到来電波に対して、切替毎の方位を予測して受信に最適な受信アンテナ１でもって目標を追従するように受信アンテナ１をアンテナ切替部３で操作するため高精度な方位探知が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】この発明の実施例１による方位探知装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施例１による受信アンテナの切替えタイミングチャートである。
【図３】この発明の実施例２による方位探知装置を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施例２による受信アンテナの切替えタイミングチャートである。
【図５】この発明の実施例３による方位探知装置を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施例３による受信アンテナの切替えタイミングチャートである。
【図７】この発明の実施例４による方位探知装置を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施例４による受信アンテナの切替えタイミングチャートである。
【図９】この発明の実施例５による方位探知装置を示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施例６による方位探知装置を示すブロック図である。
【図１１】この発明の実施例７による方位探知装置を示すブロック図である。
【図１２】従来の方位探知装置を示すブロック図である。
【図１３】従来の方位探知装置の処理内容を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  受信アンテナ、  ２  受信アンテナセレクタ、  ３  アンテナ切替部、  ４  受信機、  ５  Ａ／Ｄ変換器、  ６  波形メモリ、  ７  クロススペクトル演算部（クロススペクトル計算回路）、  ８  時間差検出回路、  ９  方位算出回路、  １０  方位推定回路、  １０１  ＦＦＴ回路、１０２  複素乗算回路、  １０３  演算結果メモリ、  ２０１  信号検出回路、  ２０２  シミュレータパルス発生回路、  ２０３  アンテナ切替器、２０４  ＣＷ検出回路、２０５  パルス分離回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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