(57)【要約】【課題】センスアンテナの感度が正常であるかを簡易に確認し、方向探知の精度を高める。【解決手段】本発明の方向探知装置では、少なくともセンスアンテナと、ループアンテナと、位相調整部と、重み付き加算部と、方向変更部と、遮断部と、情報処理部から構成される。遮断部は、重み付き加算部に入力されるループアンテナからの信号を遮断する。情報処理部は、重み付き加算部からの出力がループアンテナからの信号を含んでいるときの当該出力の値（ループ値）を、ループアンテナの指向性の方向に依存した重みが生じないように平均化した値（ループ平均値）を求める。また、重み付き加算部からの出力がセンスアンテナの信号のみのときの出力の値（センス値）を求める。そして、ループ平均値が、センス値よりもあらかじめ定めた値以上大きい場合には、異常信号を出力する異常検出手段も有する。【選択図】図９
2007263851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センスアンテナとループアンテナを用いて電波の到来方向を検出する方向探知装置であって、
センスアンテナからの信号とループアンテナからの信号の位相関係を調整する位相調整部と、
センスアンテナからの信号とループアンテナからの信号とを、一定の比率（以下、「加算比率」という。）で加算するとともに、増幅する重み付き加算部と、
ループアンテナの指向性を、あらかじめ定めた方法で変更する方向変更部と、
前記重み付き加算部に入力されるループアンテナからの信号を遮断する遮断部と、
前記重み付き加算部からの出力がループアンテナからの信号を含んでいるときの当該出力の値（以下、「ループ値」という。）を、ループアンテナの指向性の方向に依存した重みが生じないように平均化した値（以下、「ループ平均値」という。）を求めるループ平均値検出手段と、
前記重み付き加算部からの出力がセンスアンテナの信号のみのときの出力の値（以下、「センス値」という。）を求めるセンス値検出手段と、
その結果を出力する結果出力手段と
を有する情報処理部
を備える方向探知装置。
【請求項２】
請求項１記載の方向探知装置であって、
前記方向変更部は、ループアンテナの指向性を離散的な複数方向に変更し、
前記ループ平均値は、前記離散的な複数方向に対する前記重み付き加算部からの出力を平均化した値である
ことを特徴とする方向探知装置。
【請求項３】
センスアンテナとループアンテナを用いて電波の到来方向を検出する方向探知装置であって、
センスアンテナからの信号とループアンテナからの信号の位相関係を調整する位相調整部と、
センスアンテナからの信号とループアンテナからの信号とを、一定の比率（以下、「加算比率」という。）で加算するとともに、増幅する重み付き加算部と、
ループアンテナの指向性を、互いに９０度ずつ異なる４つの方向に切り替える方向変更部と、
前記重み付き加算部に入力されるループアンテナからの信号を遮断する遮断部と、
前記方向変更部がループアンテナの指向性を各方向に設定する時間と前記遮断部が信号を遮断する時間とはすべて同じ時間であり、かつ、前記４つの方向と遮断の５つの状態を周期的に繰り返す方向変更部制御手段と、
前記重み付き加算部からの出力がループアンテナからの信号を含んでいるときの当該出力の値（以下、「ループ値」という。）を、平均化した値（以下、「ループ平均値」という。）を求めるループ平均値検出手段と、
前記重み付き加算部からの出力がセンスアンテナの信号のみのときの出力の値（以下、「センス値」という。）を求めるセンス値検出手段と、
その結果を出力する結果出力手段と
を有する情報処理部
を備える方向探知装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の方向探知装置であって、
前記情報処理部が、
前記ループ平均値が、前記センス値よりもあらかじめ定めた値以上大きい場合には、異常信号を出力する異常検出手段も有する
ことを特徴とする方向探知装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の方向探知装置であって、
前記情報処理部が、
前記ループ値の最大値と最小値の差（以下、「ループ値変化量」という。）を求めるループ値変化量検出手段と、
前記ループ値変化量と前記センス値との比があらかじめ定めた第１の範囲となり、かつ、前記ループ平均値と前記センス値との差があらかじめ定めた第２の範囲となるように、前記重み付き加算部に前記加算比率の変更を指示する重み変更手段も有し、
前記重み付き加算部は、前記加算比率の変更の指示に応じて前記加算比率を変更できる
ことを特徴とする方向探知装置。
【請求項６】
請求項５記載の方向探知装置であって、
前記情報処理部が、
前記ループ値変化量が最大となるように、前記位相調整部にセンスアンテナからの信号とループアンテナからの信号との位相関係の変更を指示する位相変更手段も有し、
前記位相調整部は、前記位相関係の変更の指示に応じて位相を調整できる
ことを特徴とする方向探知装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の方向探知装置であって、
前記重み付き加算部が、
前記センス値を出力している時のみ、
前記出力があらかじめ定めた範囲内となるように、前記加算比率は一定のままで増幅率を調整する
ことを特徴とする方向探知装置。
【請求項８】
センスアンテナとループアンテナを用いて電波の到来方向を検出する方向探知装置であって、
センスアンテナからの信号とループアンテナからの信号の位相関係を調整する位相調整部と、
センスアンテナからの信号とループアンテナからの信号とを、一定の比率で加算するとともに、増幅する重み付き加算部と、
ループアンテナの指向性を、あらかじめ定めた方法で変更する方向変更部と、
前記重み付き加算部に入力されるループアンテナからの信号を遮断する遮断部と、
前記重み付き加算部が、
ループアンテナからの信号が遮断されている時のみ、前記重み付き加算部の出力があらかじめ定めた範囲内となるように、増幅率を調整する
ことを特徴とする方向探知装置。
【請求項９】
センスアンテナとループアンテナを用いて電波の到来方向を検出する方向探知装置の検査方法であって、
重み付き加算部で、センスアンテナからの信号とループアンテナからの信号とを、一定の比率（以下、「加算比率」という。）で加算するとともに、増幅する重み付き加算ステップと、
方向変更部で、ループアンテナの指向性を、あらかじめ定めた方法で変更する方向変更ステップと、
情報処理部で、前記重み付き加算部からの出力がループアンテナからの信号を含んでいるときの当該出力の値（以下、「ループ値」という。）を、ループアンテナの指向性の方向に依存した重みが生じないように平均化した値（以下、「ループ平均値」という。）を求めるループ平均値検出ステップと、
遮断部で、前記重み付き加算部に入力されるループアンテナからの信号を遮断する遮断ステップと、
情報処理部で、前記重み付き加算部からの出力がセンスアンテナの信号のみのときの出力の値（以下、「センス値」という。）を求めるセンス値検出ステップと
を有する方向探知装置の検査方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方向探知装置の検査方法であって、
前記方向変更ステップでは、ループアンテナの指向性を離散的な複数方向に変更し、
前記ループ平均値は、前記離散的な複数方向に対する前記重み付き加算ステップからの出力を平均化した値である
ことを特徴とする方向探知装置の検査方法。
【請求項１１】
センスアンテナとループアンテナを用いて電波の到来方向を検出する方向探知装置の検査方法であって、
重み付き加算部で、センスアンテナからの信号とループアンテナからの信号とを、一定の比率（以下、「加算比率」という。）で加算するとともに、増幅する重み付き加算ステップと、
方向変更部で、ループアンテナの指向性を互いに９０度ずつ異なる４つの方向に、各方向に設定する時間が同じ時間になるように切り替える方向変更ステップと、
情報処理部で、前記重み付き加算部からの出力がループアンテナからの信号を含んでいるときの当該出力の値（以下、「ループ値」という。）を、平均化した値（以下、「ループ平均値」という。）を求めるループ平均値検出ステップと、
遮断部で、前記重み付き加算部に入力されるループアンテナからの信号を遮断する遮断ステップと、
情報処理部で、前記重み付き加算部からの出力がセンスアンテナの信号のみのときの出力の値（以下、「センス値」という。）を求めるセンス値検出ステップと
を有する方向探知装置の検査方法。
【請求項１２】
請求項９から１１のいずれかに記載の方向探知装置の検査方法であって、
情報処理部で、前記ループ平均値が、前記センス値よりもあらかじめ定めた値以上大きい場合には、異常信号を出力する異常信号出力ステップ
も有する方向探知装置の検査方法。
【請求項１３】
請求項９から１１のいずれかに記載の方向探知装置の検査方法を用いた方向探知装置の調整方法であって、
情報処理部で、前記ループ値の最大値と最小値の差（以下、「ループ値変化量」という。）を求めるループ値変化量検出ステップと、
情報処理部で、前記ループ値変化量と前記センス値との比があらかじめ定めた第１の範囲となり、かつ、前記ループ平均値と前記センス値との差があらかじめ定めた第２の範囲となるように、前記重み付き加算部に前記加算比率の変更を指示する加算比率変更指示ステップと、
重み付き加算部で、前記加算比率の変更の指示に応じて前記加算比率を変更する加算比率変更ステップ
も有する方向探知装置の調整方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の方向探知装置の調整方法であって、
情報処理部で、前記ループ値変化量が最大となるように、前記位相調整部にセンスアンテナからの信号とループアンテナからの信号との位相関係の変更を指示する位相調整指示ステップと、
位相調整部で、センスアンテナからの信号とループアンテナからの信号の位相関係を調整する位相調整ステップ
も有する方向探知装置の調整方法。
【請求項１５】
センスアンテナとループアンテナを用いて電波の到来方向を検出する方向探知装置の制御方法であって、
重み付き加算部で、センスアンテナからの信号とループアンテナからの信号とを、一定の比率で加算するとともに、増幅する重み付き加算ステップと、
前記重み付き加算部に入力されるループアンテナからの信号を遮断する遮断ステップと、
前記重み付き加算部で、前記遮断ステップを実行している時のみ、前記重み付き加算部の出力があらかじめ定めた範囲内となるように、増幅率を調整する増幅率調整ステップ
を有する方向探知装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センスアンテナとループアンテナを用いて電波の到来方向を検出する方向探知装置、方向探知装置の検査方法、方向探知装置の調整方法、方向探知装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に従来のセンスアンテナとループアンテナを用いて電波の到来方向を検出する方向探知装置の機能構成例を示す。方向探知装置は、センスアンテナ９１０、２つのループアンテナ９２１、９２２、切替スイッチ９３０、位相調整部９４０、センス増幅部９５０、加算部９６０、増幅部９７０、ＡＧＣ（自動利得制御部：Automatic Gain Control）９７５、出力部９８０、情報処理部９９０から構成される。図２は、センスアンテナ９１０とループアンテナ９２１、９２２の感度の指向性を示している。横軸が方向を示しており、縦軸が感度を示している。感度の正負は、位相を示している。図２（Ａ）はセンスアンテナ９１０の場合である。センスアンテナは無指向であり、全ての方向に対して同じ感度を有する。ループアンテナは、ループ（円）が作る面内の方向からの電波に対して高い感度を有する。図２（Ｂ）は、ループアンテナ９２１の感度を示しており、Ｎ方向とＳ方向からの電波には高い感度を示すが、Ｅ方向とＷ方向からの電波には反応しない。また、Ｎ方向とＳ方向で極性が異なる。図２（Ｃ）は、ループアンテナ９２２の感度を示している。図２（Ｄ）は、ループアンテナ９２１からの出力の極性を反転させた場合の感度である。図２（Ｅ）は、ループアンテナ９２２からの出力の極性を反転させた場合の感度である。極性の反転は、ループアンテナ９２１または９２２から伸びている２本の銅線を逆に接続することで容易に実現できる。切替スイッチ９３０は、ループアンテナ９２１、９２２の選択と極性の選択を行うためのスイッチである。このように２つのループアンテナ９２１と９２２、および切替スイッチ９３０を用いることで、ループアンテナ９２１、９２２の指向性の方向を９０度ずつ異なる４つの方向に切り替えることができる。
【０００３】
位相調整部９４０は、センスアンテナ９１０からの信号が、ループアンテナ９２１、９２２からの信号の位相と一致または１８０度異なるように調整するための構成部である。センス増幅部９５０は、センスアンテナ９１０からの信号を増幅する構成部である。加算部９６０は、センス増幅部９５０の出力と切替スイッチ９３０の出力とを加算する。図３は、センスアンテナ９１０からの信号の強度（９１０ａ）とループアンテナ９２１からの信号の振幅（９２１ａ）が同じ場合の、加算部９６０からの出力の特性（９６０ａ）を示している。この図では、Ｎ方向から電波が到来している場合に、センスアンテナ９１０からの信号とループアンテナ９２１からの信号の位相が一致している。また、Ｓ方向から電波が到来している場合には、センスアンテナ９１０からの信号とループアンテナ９２１からの信号の位相は１８０度異なる。図３（Ａ）は、横軸に方向、縦軸に感度を示した図であり、図３（Ｂ）は、各方向に対しての感度を原点からの距離で示している。図４は、センスアンテナ９１０からの信号の強度（９１０ｃ）がループアンテナ９２１からの信号の振幅（９２１ａ）よりも大きい場合の、加算部９６０からの出力の特性（９６０ｃ）を示している。図５は、センスアンテナ９１０からの信号の強度（９１０ｂ）がループアンテナ９２１からの信号の振幅（９２１ａ）よりも小さい場合の、加算部９６０からの出力の特性（９６０ｂ）を示している。図５（Ａ）の場合、検波後は位相の情報が失われるため、点線（９６０ｂ’）で示すような感度として判断される。図５（Ｂ）のＳ方向の小さな丸が、この点線（９６０ｂ’）に相当する。方向探知装置は、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）のような感度の特性であることを前提に、電波の到来方向を予測する。したがって、図５（Ｂ）のような感度の特性では正確な方向が予測できなくなる。前述のように、センスアンテナ９１０の感度は環境によって影響を受けやすい。そこで、図５のようになることを避けるため、工場出荷時に、センスアンテナ９１０からの信号の強度が、ループアンテナ９２１、９２２からの信号の振幅の２〜３倍になるように、センス増幅部９５０の増幅率を調整しておく。
【０００４】
増幅部９７０は、加算部９６０からの出力を増幅する。ＡＧＣ９７５は、増幅部９７０の出力を一定範囲内にするために、増幅率を自動調整する。出力部９８０は、増幅部９７０からの出力を映像や音に変換して出力する。情報処理部９９０は、各構成部を制御する。
図６は、センスアンテナ９１０とループアンテナ９２１、９２２の感度の関係が図３に示す関係の場合の、電波が到来する方向に対する増幅部９７０の出力のイメージを示している。横軸が時間、縦軸が増幅部９７０の出力の強度を示している。図６（Ａ）は、Ｎ方向から電波が到来する場合のイメージを示している。９２１ａと示している時間は、切替スイッチ９３０が、図２（Ｂ）の感度特性となるようにループアンテナ９２１を接続している。このときは強い出力が得られる。９２２ａと示している時間は、切替スイッチ９３０が図２（Ｃ）の感度特性となるようにループアンテナ９２２を接続している。このときはループアンテナ９２２からの出力はないので、センスアンテナ９１０からの信号のみによって出力が得られる。９２１ｂと示している時間は、切替スイッチ９３０が、図２（Ｄ）の感度特性となるようにループアンテナ９２１を接続している。このときは弱い出力となる。９２２ｂと示している時間は、切替スイッチ９３０が図２（Ｅ）の感度特性となるようにループアンテナ９２２を接続している。このときはループアンテナ９２２からの出力はないので、センスアンテナ９１０からの信号のみによって出力が得られる。図６（Ｂ）はＥ方向から電波が到来する場合、図６（Ｃ）はＳ方向から電波が到来する場合、図６（Ｄ）はＷ方向から電波が到来する場合、図６（Ｅ）はＮＥ方向（Ｎ方向とＥ方向の中間）から電波が到来する場合の増幅部９７０からの出力である。センスアンテナ９１０とループアンテナ９２１、９２２の感度の関係が、図４に示す関係の場合は、図６に示す出力にバイアスを加えた出力が得られる。
【０００５】
図７に、センスアンテナ９１０とループアンテナ９２１、９２２の感度の関係が図５に示す関係の場合の、Ｎ方向から電波が到来するときの増幅部９７０の出力のイメージを示す。９２１ｂと示している時間は、切替スイッチ９３０が、図２（Ｄ）の感度特性となるようにループアンテナ９２１を接続している。このときは、位相が反転した出力（９６１Ｎ’）が、検波によって正の値となるため、９６０Ｎ’のような出力となってしまう。これが方向探知の精度を悪くする原因の１つである。前述のように、工場出荷時に、センスアンテナ９１０からの信号の強度が、ループアンテナ９２１、９２２からの信号の振幅の２〜３倍になるように、センス増幅部９５０の増幅率を調整しておくことで、従来はこの問題を解決しようとしてきた。
【０００６】
図８に、ＡＧＣが常時動作している場合の、増幅部９７０の出力のイメージを示す。図８（Ａ）はＮ方向から電波が到来する場合、図８（Ｂ）はＮＥ方向から電波が到来する場合を示している。ＡＧＣは、増幅部９７０の出力が図中の２つの点線内となるように制御しているとする。図８（Ａ）の９２１ａと示している時間は、ループアンテナ９２１からの信号が大きく、かつ、センスアンテナ９１０からの信号との和となるため、点線の範囲を超えている。したがって、ＡＧＣは増幅部９７０の増幅率を低くするように動作する。そして、次第に増幅部９７０からの出力は小さくなる。９２２ａと示している時間は、ループアンテナ９２２からの信号はなく、センスアンテナ９１０からの信号のみとなる。このときは、増幅率が低くなった状態が維持される。９２１ｂと示している時間は、ループアンテナ９２１からの信号とセンスアンテナ９１０からの信号が打ち消しあうため、出力は点線の範囲よりも下となる。したがって、ＡＧＣは増幅率を高くする。そして９２２ｂと示している時間は、高い増幅率が維持された状態で、センスアンテナ９１０のみの信号が入力される。９２２ａと示した時間と９２２ｂと示した時間は、どちらも加算部９６０からの出力は同じである。しかし、増幅部９７０の増幅率が異なるために出力が異なっている。このことも、方向探知の精度を悪くする原因の１つである。
【０００７】
また、従来の方向探知装置の問題点として、センスアンテナの感度が環境に大きく左右されることから、センスアンテナからの信号の増幅率と位相シフト量の調整は非常に難しいことが挙げられる。このセンスアンテナの調整を簡単にし、かつ安定な動作を実現する方法が検討されてきた（特許文献１）。しかし、一般的には増幅率は工場出荷時に調整し、現場での取り付け時に位相シフト量の調整のみを行なっていた。
【特許文献１】特開２００３−３５７６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
センスアンテナの感度は環境によって大きく変化するので、使用時に異常が発生しても、検査時に同じ異常が再現するとは限らない。つまり、一時的にセンスアンテナの感度が落ちた場合、図５や図７に示した問題が生じるが、このことを検出することができない。このように、センスアンテナからの信号の増幅率は、工場出荷時に調整されるのみで、センスアンテナの感度が正常であることを、取り付け時や使用時に確認できなかった。
また、ループアンテナからの信号は、電波の到来方向とループアンテナの指向性の方向との関係で大きく変化する。しかし、増幅部９７０からの出力を一定に保とうとするＡＧＣは、ループアンテナからの信号の変化によっても動作してしまうため、電波到来方向を探知する精度が劣化する原因となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の方向探知装置では、少なくともセンスアンテナと、ループアンテナと、位相調整部と、重み付き加算部と、方向変更部と、遮断部と、情報処理部から構成される。位相調整部は、センスアンテナからの信号とループアンテナからの信号の位相関係を調整する。重み付き加算部は、センスアンテナからの信号とループアンテナからの信号とを、一定の比率（以下、「加算比率」という。）で加算するとともに、増幅する。方向変更部は、ループアンテナの指向性を、あらかじめ定めた方法で変更する。遮断部は、重み付き加算部に入力されるループアンテナからの信号を遮断する。情報処理部は、少なくともループ平均値検出手段とセンス値検出手段を備える。ループ平均値検出手段は、重み付き加算部からの出力がループアンテナからの信号を含んでいるときの当該出力の値（以下、「ループ値」という。）を、ループアンテナの指向性の方向に依存した重みが生じないように平均化した値（以下、「ループ平均値」という。）を求める。センス値検出手段は、重み付き加算部からの出力がセンスアンテナの信号のみのときの出力の値（以下、「センス値」という。）を求める。
【００１０】
また、情報処理部は、ループ平均値が、センス値よりもあらかじめ定めた値以上大きい場合には、異常信号を出力する異常検出手段も有する。
さらに、情報処理部は、ループ値の最大値と最小値の差（以下、「ループ値変化量」という。）を求めるループ値変化量検出手段と、ループ値変化量とセンス値との比があらかじめ定めた第１の範囲となり、かつ、ループ平均値とセンス値との差があらかじめ定めた第２の範囲となるように、重み付き加算部に加算比率の変更を指示する重み変更手段も有する。
【００１１】
そして、重み付き加算部は、センス値を出力している時のみ、出力があらかじめ定めた範囲内となるように、加算比率は一定のままで増幅率を調整する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、センスアンテナの感度とループアンテナの感度が分かるので、センスアンテナの感度が正常であるかを自動的に測定することができる。したがって、方向探知装置の取り付け時および使用時に、自動的に異常を検出することができる。また、方向探知装置の取り付け時には、検出された感度をフィードバックすることにより、センスアンテナからの信号に対する利得と位相シフト量（遅延量）を容易に調整できる。また、利得と位相シフト量の自動調整も可能となる。さらに、センスアンテナからの信号のみを出力しているときにのみＡＧＣを動作させることで、方向の測定精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施形態を示すが、同じ機能を有する構成部や同じ処理を行うステップには同じ番号を付し、重複説明を省略する。
［第１実施形態］
方向探知装置の構成例
図９に、本発明の方向探知装置の機能構成例を示す。また、図１０に重み付き加算部１５０と情報処理部１７０の機能構成例を示す。本発明の方向探知装置は、センスアンテナ９１０、ループアンテナ９２１、９２２、位相調整部１３０、方向変更部１４０、重み付き加算部１５０、遮断部１６０、情報処理部１７０、出力部９８０から構成される。
【００１４】
位相調整部１３０は、センスアンテナ９１０からの信号とループアンテナ９２１、９２２からの信号の位相関係を調整する。また、情報処理部１７０からの指示に従って、位相を調整する機能を持たせてもよい。
方向変更部１４０は、ループアンテナ９２１と９２２の指向性を、あらかじめ定めた方法で変更する。指向性の向きを変更する方法には、いろいろな方法がある。代表的な例としては、背景技術で説明したが、図１に示した切替スイッチ９３０を用いる方法がある。図１の例や、図９の例では、２つのループアンテナを用いたが、離散的な複数方向に指向性の方向を変更できれば、ループアンテナの数を２つに限定する必要はないし、ループアンテナ以外のアンテナを用いてもよい。また、ループアンテナを１つだけ用い、物理的に回す方法もある。
【００１５】
重み付き加算部１５０は、センスアンテナ９１０からの信号とループアンテナ９２１、９２２からの信号とを、一定の比率（以下、「加算比率」という。）で加算するとともに、増幅する。重み付き加算部１５０は、センス増幅手段１５１、ループ増幅手段１５２、加算手段１５３、増幅手段１５４、ＡＧＣ１５５から構成される。図１０の構成では、重み付き加算部１５０はループアンテナ９２１、９２２からの信号を増幅するループ増幅手段１５２を有するが、図１のセンス増幅部９５０、加算部９６０、増幅部９７０、ＡＧＣ９７５の組み合わせも、１つの重み付き加算部の構成例である。なお、重み付き加算部１５０は、情報処理部１７０からの加算比率の変更の指示に応じて、センス増幅手段１５１とループ増幅手段１５２の増幅率を変更し、加算比率を変更できる。
【００１６】
さらに、重み付き加算部１５０のＡＧＣ１５５は、センス値を出力している時（ループアンテナ９２１、９２２からの信号が遮断されている時）のみ、増幅手段１５４の増幅率を変更する。このようにループアンテナ９２１、９２２からの信号が含まれているときにはＡＧＣ１５５を動作させず、ループアンテナ９２１、９２２からの信号が含まれていない時にのみＡＧＣ１５５を動作させれば、図８で示した問題は生じない。
遮断部１６０は、重み付き加算部１５０に入力されるループアンテナ９２１、９２２からの信号を遮断する。この実施形態では、遮断部１６０を独立に記載したが、方向変更部１４０の一部としてもよい。例えば、方向変更部１４０を切替スイッチで構成するのであれば、全てのスイッチをＯＦＦの状態にすることで、遮断する方法もある。
【００１７】
情報処理部１７０は、ループ平均値検出手段１７１、センス値検出手段１７２、方向変更部制御手段１７３、制御手段１７７、結果出力手段１７９から構成される。ループ平均値検出手段１７１は、重み付き加算部１５０からの出力がループアンテナ９２１、９２２からの信号を含んでいるときの当該出力の値（以下、「ループ値」という。）を、ループアンテナ９２１、９２２の指向性の方向に依存した重みが生じないように平均化した値（以下、「ループ平均値」という。）を求める。ループアンテナ９２１、９２２の指向性の方向に依存した重みが生じないように平均化する方法の例としては、図６の９２１ａ、９２２ａ、９２１ｂ、９２２ｂで示した時間を、すべて同じにした上で、出力値を積分する方法がある。センス値検出手段１７２は、前記重み付き加算部からの出力がセンスアンテナ９１０からの信号のみのときの出力の値（以下、「センス値」という。）を求める。方向変更部制御手段１７３は、方向変更部１４０と遮断部１６０を制御し、重み付き加算部１５０に入力されるループアンテナ９２１，９２２からの信号を選択（遮断）する。制御手段１７７は、情報処理部１７０内の各構成手段や方向探知装置の各構成部への動作の指示などを行う。結果出力手段１７９は、ループ平均値とセンス値を、画面または音で出力するための信号を出力する。なお、ディスプレイやスピーカを含めてもよい。なお、方向変更部制御手段１７３と制御手段１７７は、図１に示した従来の方向探知装置にも備えられた手段である（図１で図示してはいない）。
【００１８】
本発明の第１のポイントは、ループ平均値検出手段１７１、センス値検出手段１７２、結果出力手段１７９を備えることである。図３〜５を用いて説明したが、センスアンテナ９１０の感度が正常（図３、図４）の時は、ループ平均値＝センス値であり、ループ平均値＞センス値の場合が異常（図５）である。このことは、図６（正常）と図７（異常）の関係からも分かる。つまり、センスアンテナ９１０の感度が悪くなりすぎたことは、ループ平均値とセンス値の値を比較することで判断できる。ループ平均値検出手段１７１、センス値検出手段１７２、結果出力手段１７９を備えることにより、取り付け時や保守の時、異常が生じた時に、ループ平均値とセンス値を人が確認できる。したがって、調整が正常か否かの確認や異常点の発見に非常に有効である。
【００１９】
情報処理部１７０は、ループ平均値が、センス値よりもあらかじめ定めた値以上大きい場合には、異常信号を出力する異常検出手段１７８を備えてもよい。上述のとおり、理論的にはループ平均値＞センス値の場合が異常であるが、測定誤差もあるため、誤差を考慮した値をあらかじめ定めた値としておけばよい。この手段を備えれば、センスアンテナ９１０の感度を常時監視することができる。
また、情報処理部１７０は、ループ値の最大値と最小値の差（以下、「ループ値変化量」という。）を求めるループ値変化量検出手段１７４と、ループ値変化量とセンス値との比があらかじめ定めた第１の範囲（背景技術で説明したように、例えば、ループ値変化量：センス値＝１：２〜３）となり、かつ、ループ平均値とセンス値との差があらかじめ定めた第２の範囲（前述のように誤差を考慮した値未満）となるように、重み付き加算部１５０に加算比率の変更を指示する重み変更手段１７５を備えてもよい。さらに、情報処理部１７０は、ループ値変化量が最大となるように、位相調整部１３０にセンスアンテナ９１０からの信号とループアンテナ９２１、９２２からの信号との位相関係の変更を指示する位相変更手段１７６を備えてもよい。重み変更手段１７５と位相変更手段１７６とを備えることによって、本発明の方向探知装置を取り付ける時に、自動的に重み付き加算部１５０と位相調整部１３０とを調整することができる。重み付き加算部１５０の加算比率の調整は、従来は工場でしか行えなかったので、取り付け現場で行えることにより、効率的かつ適切な調整が可能となる。
方向探知装置での処理方法
図１１に、ループ平均値とセンス値を出力する場合の処理フローを示す。方向変更部制御手段１７３は、方向変更部１４０にループアンテナ９２１、９２２の指向性の向きを変更させる（Ｓ１１０）。ループ平均値検出手段１７１は、重み付き加算部１５０からの出力をループ値として検出し、記録する（Ｓ１２０）。制御手段１７７は、あらかじめ定めた全方向にループアンテナ９２１、９２２の指向性の方向を変更したのかを確認する（Ｓ１３０）。ステップＳ１３０がＮｏの場合にはステップＳ１１０に戻る。ステップＳ１３０がＹｅｓの場合には、ループ値の平均をループ平均値として計算し、記録する（Ｓ１４０）。なお、ステップＳ１１０〜Ｓ１４０は、方向変更部１４０が等間隔ですべての方向に切り替え、ループ平均値検出手段１７１が重み付き加算部１５０からの出力を積分し、記録することで置き換えることもできる。次に、方向変更部制御手段１７３は、遮断部１６０にループアンテナ９２１、９２２からの信号を遮断させる（Ｓ１５０）。センス値検出手段１７２は、重み付き加算部１５０からの出力をセンス値として検出し、記録する（Ｓ１６０）。方向変更部制御手段１７３は、遮断部１６０にループアンテナ９２１、９２２からの信号をつなぐように指示する（Ｓ１６５）。結果出力手段１７９は、ループ平均値とセンス値とを出力する（Ｓ１７０）。図１１中には点線で図示したが、これらの処理フローを繰り返してもよい。また、電波の状態が安定しないことも考慮し、ステップＳ１１０〜Ｓ１７０を定められた回数繰り返し、ループ平均値の平均とセンス値の平均を出力してもよい。
【００２０】
図１２に、センスアンテナ９１０の感度が悪くなった場合に異常信号を出力する場合の処理フローを示す。図１２の処理フローでは、ステップＳ１１０〜Ｓ１６５までは、図１１の処理フローと同じである。その後、異常検出手段１７８は、ループ平均値がセンス値よりもあらかじめ定めた値ε以上大きいかを確認する（Ｓ１８０）。あらかじめ定めた値εは、前述のとおり、測定誤差を考慮して定めればよい。ステップＳ１８０がＹｅｓの場合には、異常検出手段１７８は異常信号を出力する（Ｓ１９０）。ステップＳ１８０がＮｏの場合は、ステップＳ１９０はスキップする。この処理フローは、センスアンテナ９１０の感度を監視するために用いられることが多いので、原則は図１２中に点線で示したようにステップＳ１１０に戻る。
【００２１】
図１３に、センスアンテナ９１０からの信号とループアンテナ９２１、９２２からの信号の加算の比率（加算比率）を調整する場合の処理フローを示す。以下では図１１と異なる部分のみを説明する。ステップＳ１４０とステップＳ１５０の間に、ループ値変化量検出手段１７４は、ループ値の最大値と最小値の差を、ループ値変化量として計算し、記録する。ステップＳ１６５の後に、重み変更手段１７５は、ループ値変化量とセンス値の比があらかじめ定めた第1の範囲かつ、ループ平均値とセンス値との差があらかじめ定めた第２の範囲となることを確認する（Ｓ２１０）。前述のように、あらかじめ定めた第１の範囲は、例えば、２≦センス値／ループ値変化量≦３とすればよい。また、あらかじめ定めた第２の範囲は、測定誤差を考慮して定めればよい。ステップＳ２１０がＹｅｓの場合は、処理は終了する。ステップＳ２１０がＮｏの場合、重み変更手段１７５は、ステップＳ２１０がＹｅｓとなる方向に、重み付き加算部１５０の加算比率の変更を指示する（Ｓ２２０）。重み付き加算部１５０では、センス増幅手段１５１とループ増幅手段１５２の増幅率を調整する（Ｓ２３０）。そして、ステップＳ１１０に戻る。このように処理を繰り返すことで、加算比率を自動的に調整することができる。
【００２２】
図１４に、センスアンテナ９１０からの信号とループアンテナ９２１、９２２からの信号の位相を調整するフローを示す。位相変更手段１７６は、位相調整部１３０に位相シフトを指示する（Ｓ３１０）。位相調整部１３０は、指示にしたがって、センスアンテナ９１０からの信号の位相をシフトする（Ｓ３２０）。ステップＳ１１０〜Ｓ１３０の処理は図１１と同じである。ループ値変化量検出手段は、ループ値の最大値と最小値との差をループ値変化量として計算し、記録する（Ｓ１４５）。位相変更手段１７６は、あらかじめ定めた位相調整範囲の位相シフトを試したのかを確認する（Ｓ３３０）。ステップＳ３３０がＮｏの場合、ステップＳ３１０に戻る。ステップＳ３３０がＹｅｓの場合、位相変更手段１７６は、ループ値変化量が最大となる位相シフトになるように、位相調整部１３０に指示する（Ｓ３４０）。位相調整部１３０は、指示に従って、位相をシフトする（Ｓ３５０）。上記の処理フローでは、あらかじめ定めた位相調整範囲のすべての位相に対してループ値変化量を求めたが、ループ値変化量が大きくなる方向に位相シフトを絞り込んでいく方法もある。このような処理によって、位相シフトを自動的に調整することができる。また、図１４の処理を行った後に、継続して図１３の処理を行えば、位相調整と加算比率調整の両方を自動で調整できる。
【００２３】
図１５に、増幅手段１５４の増幅率を調整する処理フローを示す。方向変更部制御手段１７３は、遮断部１６０にループアンテナ９２１、９２２からの信号を遮断させる（Ｓ１５０）。制御手段１７７は、重み付き加算部１５０にＡＧＣ１５５の動作を指示する（Ｓ４１０）。ＡＧＣ１５５が動作し、増幅手段１５４の増幅率を調整する（Ｓ４２０）。制御手段１７７は、重み付き加算部１５０にＡＧＣ１５５の動作停止を指示する（Ｓ４３０）。方向変更部制御手段１７３は、遮断部１６０にループアンテナ９２１、９２２からの信号をつながせる（Ｓ１６５）。このように、処理することにより、図８を用いて説明したようなＡＧＣによる方向探知精度の低下を避けることができる。なお、図１５では、ＡＧＣの動作方法を示したが、図１１から図１３に示した処理フローと組み合わせることもできる。組み合わせる場合は、各図のステップＳ１６０と並列または縦列に、ステップＳ４１０〜Ｓ４３０を処理すればよい。このように処理することにより、センスアンテナ９１０の感度を監視しながらＡＧＣを動作させることも可能である。
【００２４】
以上のような機能構成と処理フローによって、センスアンテナの感度とループアンテナの感度が分かるので、センスアンテナの感度が正常であるかを判断できる。したがって、方向探知装置の取り付け時および使用時に、自動的に異常を検出することができる。また、方向探知装置の取り付け時には、検出された感度をフィードバックすることにより、センスアンテナからの信号に対する利得と位相シフト量（遅延量）を容易に調整できる。また、利得と位相シフト量の自動調整も可能となる。さらに、センスアンテナからの信号のみを出力しているときにのみＡＧＣを動作させることで、方向の測定精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来のセンスアンテナとループアンテナを用いて電波の到来方向を検出する方向探知装置の機能構成例を示す図。
【図２】センスアンテナ９１０とループアンテナ９２１、９２２の感度の指向性を示す図。
【図３】センスアンテナ９１０からの信号の強度（９１０ａ）とループアンテナ９２１からの信号の振幅（９２１ａ）が同じ場合の、加算部９６０からの出力の特性（９６０ａ）を示す図。
【図４】センスアンテナ９１０からの信号の強度（９１０ｃ）がループアンテナ９２１からの信号の振幅（９２１ａ）よりも大きい場合の、加算部９６０からの出力の特性（９６０ｃ）を示す図。
【図５】センスアンテナ９１０からの信号の強度（９１０ｂ）がループアンテナ９２１からの信号の振幅（９２１ａ）よりも小さい場合の、加算部９６０からの出力の特性（９６０ｂ）を示す図。
【図６】センスアンテナ９１０とループアンテナ９２１、９２２の感度の関係が図３に示す関係の場合の、電波が到来する方向に対する増幅部９７０の出力のイメージを示す図。
【図７】センスアンテナ９１０とループアンテナ９２１、９２２の感度の関係が図５に示す関係の場合の、Ｎ方向から電波が到来するときの増幅部９７０の出力のイメージを示す図。
【図８】ＡＧＣが常時動作している場合の、増幅部９７０の出力のイメージを示す図。
【図９】本発明の方向探知装置の機能構成例を示す図。
【図１０】重み付き加算部１５０と情報処理部１９０の機能構成例を示す図。
【図１１】ループ平均値とセンス値を出力する場合の処理フローを示す図。
【図１２】センスアンテナ９１０の感度が悪くなった場合に異常信号を出力する場合の処理フローを示す図。
【図１３】センスアンテナ９１０からの信号とループアンテナ９２１、９２２からの信号の加算の比率（加算比率）を調整する場合の処理フローを示す図。
【図１４】センスアンテナ９１０からの信号とループアンテナ９２１、９２２からの信号の位相を調整するフローを示す図。
【図１５】増幅手段１５４の増幅率を調整する処理フローを示す図。
【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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【図１４】
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【図１５】
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