JP2908170B2 - 方位測定装置 - Google Patents
方位測定装置Info
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- JP2908170B2 JP2908170B2 JP6360993A JP6360993A JP2908170B2 JP 2908170 B2 JP2908170 B2 JP 2908170B2 JP 6360993 A JP6360993 A JP 6360993A JP 6360993 A JP6360993 A JP 6360993A JP 2908170 B2 JP2908170 B2 JP 2908170B2
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は方位測定装置に関し、
特にパルス変調されたＲＦ信号の到来方位を測定する装
置に関するものである。
特にパルス変調されたＲＦ信号の到来方位を測定する装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は例えば、James Bao-Yen Tsui著"M
ICROWAVE RECEIVERS WITH ELECTRONICWARFARE APPLICAT
ION ", 1986 John Wiley & Sons社，p.101 Figure 3,
16 に示された従来の方位測定装置を示す図であり、図
において、１ａ〜１ｄはアンテナ、２ａ〜２ｃは各アン
テナ１ａ〜１ｄ間の位相差を検出するための位相差測定
器である。
ICROWAVE RECEIVERS WITH ELECTRONICWARFARE APPLICAT
ION ", 1986 John Wiley & Sons社，p.101 Figure 3,
16 に示された従来の方位測定装置を示す図であり、図
において、１ａ〜１ｄはアンテナ、２ａ〜２ｃは各アン
テナ１ａ〜１ｄ間の位相差を検出するための位相差測定
器である。
【０００３】次に動作について説明する。パルス変調さ
れたＲＦ信号がアンテナ１ａ〜１ｄのアレイ平面に対し
θの角度で入射すると、各アンテナ間に光路差が生ず
る。ここでアンテナ１ａと１ｂを例にとり、これらアン
テナ１ａ，１ｂ間の距離をｄとすると、 光路差＝ｄｓｉｎθ の関係となる。そしてアンテナ１ａと１ｂとに入射した
ＲＦ信号の位相差を位相差測定器２ａで測定すると、光
路差に応じて、
れたＲＦ信号がアンテナ１ａ〜１ｄのアレイ平面に対し
θの角度で入射すると、各アンテナ間に光路差が生ず
る。ここでアンテナ１ａと１ｂを例にとり、これらアン
テナ１ａ，１ｂ間の距離をｄとすると、 光路差＝ｄｓｉｎθ の関係となる。そしてアンテナ１ａと１ｂとに入射した
ＲＦ信号の位相差を位相差測定器２ａで測定すると、光
路差に応じて、
【０００４】
【数１】
【０００５】なる出力が得られる。これは、位相差測定
器２ａが出力する位相差が、アンテナ１ａ、及び１ｂに
入力するＲＦ信号の位相差を２πで割った余りの値であ
ることを示す式であるので、この位相差測定器２ａの出
力の範囲は０以上２π未満となる。したがって位相差測
定器２ａは、例えば、アンテナ１ａ、及び１ｂに入力し
たＲＦ信号の位相差がπである場合に位相差をπと出力
するが、アンテナ１ａ、及び１ｂに入力したＲＦ信号の
位相差が実際には３πである場合でも位相差をπと出力
するように、異なる入射角（到来角）θでアンテナ１
ａ、及び１ｂに入力したＲＦ信号の位相差を、同一の位
相差として出力してしまう場合がある。そこで、この図
の例では、アンテナ１ａを基準とするアンテナ間距離を
ｄ，２ｄ，４ｄとし、お互いの位相差の関係から、測定
結果（位相差）に含まれる上述のようなあいまいさ（ア
ンビギュイティ：Ambiguity)を取除く仕組みとなってい
る。
器２ａが出力する位相差が、アンテナ１ａ、及び１ｂに
入力するＲＦ信号の位相差を２πで割った余りの値であ
ることを示す式であるので、この位相差測定器２ａの出
力の範囲は０以上２π未満となる。したがって位相差測
定器２ａは、例えば、アンテナ１ａ、及び１ｂに入力し
たＲＦ信号の位相差がπである場合に位相差をπと出力
するが、アンテナ１ａ、及び１ｂに入力したＲＦ信号の
位相差が実際には３πである場合でも位相差をπと出力
するように、異なる入射角（到来角）θでアンテナ１
ａ、及び１ｂに入力したＲＦ信号の位相差を、同一の位
相差として出力してしまう場合がある。そこで、この図
の例では、アンテナ１ａを基準とするアンテナ間距離を
ｄ，２ｄ，４ｄとし、お互いの位相差の関係から、測定
結果（位相差）に含まれる上述のようなあいまいさ（ア
ンビギュイティ：Ambiguity)を取除く仕組みとなってい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の方位測定装置は
以上のように構成されているので、アンテナ及び位相検
波器共に複数個必要となり、複雑な装置構成となるとい
う問題点があった。また従来、例えば特開平３−５９４
８１号公報に示されるように、一対のアンテナを用い、
これらアンテナに入力する信号の到来時間差から信号の
到来方向を求めるようにしたものがあるが、この構成で
は到達時間差の測定精度の問題等からあまり正確な到来
角を測定することができないという問題点があった。
以上のように構成されているので、アンテナ及び位相検
波器共に複数個必要となり、複雑な装置構成となるとい
う問題点があった。また従来、例えば特開平３−５９４
８１号公報に示されるように、一対のアンテナを用い、
これらアンテナに入力する信号の到来時間差から信号の
到来方向を求めるようにしたものがあるが、この構成で
は到達時間差の測定精度の問題等からあまり正確な到来
角を測定することができないという問題点があった。
【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、簡単な装置構成でアンビギュイ
ティのない精度の高い方位測定ができる方位測定装置を
得ることを目的とする。
ためになされたもので、簡単な装置構成でアンビギュイ
ティのない精度の高い方位測定ができる方位測定装置を
得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る方位測定
装置は、信号の位相差を測定する位相差測定手段と、信
号の到来時間差を測定する時間差測定手段と、上記位相
差及び到来時間差とから上記信号の到来方位を演算する
方位演算手段とを備えたものである。
装置は、信号の位相差を測定する位相差測定手段と、信
号の到来時間差を測定する時間差測定手段と、上記位相
差及び到来時間差とから上記信号の到来方位を演算する
方位演算手段とを備えたものである。
【０００９】
【作用】この発明においては、位相差測定手段の出力
は、アンテナに入力する信号の位相差を２πで割った余
りの値であり、その範囲は０以上２π未満となるが、時
間差測定手段でアンテナ間の信号の到来時間差を測定
し、その時間差を用いることにより、位相差測定手段が
０以上２π未満の範囲で出力する位相差が実際には何周
期回っているものであるのかを判断してアンビギュイテ
ィを取除くようにしたから、一対のアンテナでアンビギ
ュイティのない高精度な方位測定を行うことができる。
は、アンテナに入力する信号の位相差を２πで割った余
りの値であり、その範囲は０以上２π未満となるが、時
間差測定手段でアンテナ間の信号の到来時間差を測定
し、その時間差を用いることにより、位相差測定手段が
０以上２π未満の範囲で出力する位相差が実際には何周
期回っているものであるのかを判断してアンビギュイテ
ィを取除くようにしたから、一対のアンテナでアンビギ
ュイティのない高精度な方位測定を行うことができる。
【００１０】
【実施例】実施例１． 以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１
において、１ａ，１ｂはアンテナ、２はこれら一対のア
ンテナ１ａ，１ｂ間の位相差を検出する位相差測定器、
３は上記一対のアンテナに到来するＲＦ信号の時間差を
検出する時間差測定器、４は上記位相差と時間差とから
ＲＦ信号の到来方位を演算する方位演算装置である。
において、１ａ，１ｂはアンテナ、２はこれら一対のア
ンテナ１ａ，１ｂ間の位相差を検出する位相差測定器、
３は上記一対のアンテナに到来するＲＦ信号の時間差を
検出する時間差測定器、４は上記位相差と時間差とから
ＲＦ信号の到来方位を演算する方位演算装置である。
【００１１】次に動作について説明する。パルス変調さ
れたＲＦ信号がアンテナ１ａ，１ｂのアレイ面に対しθ
の角度で入射すると、図２に示すように、位相差φ及び
時間差τが生ずる。この位相差φ及び時間差τを、それ
ぞれ位相差測定器２及び時間差測定器３で測定する。位
相差測定器２の測定する位相差φについては前述のとお
り、
れたＲＦ信号がアンテナ１ａ，１ｂのアレイ面に対しθ
の角度で入射すると、図２に示すように、位相差φ及び
時間差τが生ずる。この位相差φ及び時間差τを、それ
ぞれ位相差測定器２及び時間差測定器３で測定する。位
相差測定器２の測定する位相差φについては前述のとお
り、
【００１２】
【数２】
【００１３】であり、これは、位相差測定器２が出力す
る位相差φが、アンテナ１ａ，１ｂに入射するＲＦ信号
の位相差を２πで割った余りの値であることを示す式で
あるので、この位相差測定器２が出力する位相差φの範
囲は０≦φ＜２πとなる。また、時間差測定器３の測定
する時間差については、
る位相差φが、アンテナ１ａ，１ｂに入射するＲＦ信号
の位相差を２πで割った余りの値であることを示す式で
あるので、この位相差測定器２が出力する位相差φの範
囲は０≦φ＜２πとなる。また、時間差測定器３の測定
する時間差については、
【００１４】
【数３】
【００１５】となる。そして位相差測定器２の出力した
位相差φと、時間差測定器３の出力した時間差τとを、
以下の関係式に用いると、方位演算装置４で方位θを決
定することができる。
位相差φと、時間差測定器３の出力した時間差τとを、
以下の関係式に用いると、方位演算装置４で方位θを決
定することができる。
【００１６】
【数４】
【００１７】このように本実施例によれば、一対のアン
テナ１ａ，１ｂを用い、該アンテナに入力するＲＦ信号
の位相差及び時間差を検出し、方位演算装置４で、位相
差測定器２から０≦φ＜２πの範囲で出力される位相差
φが実際には何周期回転しているものであるのかを、時
間差測定器３から出力される時間差τを用いて判断して
アンビギュイティを取り除くようにしたから、１対のア
ンテナでも正確にアンビギュイティを取り除くことがで
き、装置を構成するアンテナ及び位相差測定器の数を減
らすことができ、装置の構成を簡略化することができ
る。
テナ１ａ，１ｂを用い、該アンテナに入力するＲＦ信号
の位相差及び時間差を検出し、方位演算装置４で、位相
差測定器２から０≦φ＜２πの範囲で出力される位相差
φが実際には何周期回転しているものであるのかを、時
間差測定器３から出力される時間差τを用いて判断して
アンビギュイティを取り除くようにしたから、１対のア
ンテナでも正確にアンビギュイティを取り除くことがで
き、装置を構成するアンテナ及び位相差測定器の数を減
らすことができ、装置の構成を簡略化することができ
る。
【００１８】実施例２． 次に本発明の第２の実施例による方位測定装置を図につ
いて説明する。上記実施例１では、位相差測定器２から
０≦φ＜２πの範囲で出力される位相差φが実際には何
周期回転しているものであるのかを、時間差測定器３か
ら出力される時間差τを用いて判断し、方位θを求める
ようにしたが、本実施例２では、図３に示すように、上
記実施例１の方位測定装置に、時間差測定器３の出力の
みを受ける粗測用の方位演算装置５を設け、この粗測用
の方位演算装置５から時間差τだけを用いた粗測用の出
力を出力し、精測が必要な場合のみ、上記実施例１と同
様に、位相差φと時間差τとを用いて測定する精測用の
出力を、位相差測定器２と、時間差測定器３との両出力
を受ける精測用の方位演算装置４から出力するようにし
たものである。ここで、粗測用の方位演算装置５は、時
間差測定器３で測定する時間差τを、以下の関係式に用
いて、方位θを求めるものである。
いて説明する。上記実施例１では、位相差測定器２から
０≦φ＜２πの範囲で出力される位相差φが実際には何
周期回転しているものであるのかを、時間差測定器３か
ら出力される時間差τを用いて判断し、方位θを求める
ようにしたが、本実施例２では、図３に示すように、上
記実施例１の方位測定装置に、時間差測定器３の出力の
みを受ける粗測用の方位演算装置５を設け、この粗測用
の方位演算装置５から時間差τだけを用いた粗測用の出
力を出力し、精測が必要な場合のみ、上記実施例１と同
様に、位相差φと時間差τとを用いて測定する精測用の
出力を、位相差測定器２と、時間差測定器３との両出力
を受ける精測用の方位演算装置４から出力するようにし
たものである。ここで、粗測用の方位演算装置５は、時
間差測定器３で測定する時間差τを、以下の関係式に用
いて、方位θを求めるものである。
【数５】 この実施例では、粗測のみでよい場合には周波数（波
長）の情報が必要でないという利点がある。
長）の情報が必要でないという利点がある。
【００１９】実施例３．次に本発明の第３の実施例によ
る方位測定装置を図について説明する。図４において、
６ａ，６ｂはアンテナ１ａ，１ｂと位相差測定器２及び
時間差測定器３との間に配置され、該アンテナに入力さ
れる信号を所定の周波数の信号に逓降し、その逓降した
信号を位相差測定器２に入力するとともに、その検波出
力を時間差測定器３に入力するようにしたスーパーヘテ
ロダイン受信機である。
る方位測定装置を図について説明する。図４において、
６ａ，６ｂはアンテナ１ａ，１ｂと位相差測定器２及び
時間差測定器３との間に配置され、該アンテナに入力さ
れる信号を所定の周波数の信号に逓降し、その逓降した
信号を位相差測定器２に入力するとともに、その検波出
力を時間差測定器３に入力するようにしたスーパーヘテ
ロダイン受信機である。
【００２０】次に動作について説明する。アンテナ１
ａ，１ｂに入力したＲＦ信号はスーパーヘテロダイン受
信機６ａ，６ｂに入力され、ここでＩＦ（中間周波数）
信号に周波数変換（逓降）され、該周波数変換されたＩ
Ｆ信号は位相差測定器２においてそのＩＦ信号の位相差
が検出される。またスーパーヘテロダイン受信機６ａ，
６ｂの検波出力は時間差測定器３に入力されてその時間
差が測定され、方位演算装置４にてこれら位相差及び時
間差から入射角θが求められる。
ａ，１ｂに入力したＲＦ信号はスーパーヘテロダイン受
信機６ａ，６ｂに入力され、ここでＩＦ（中間周波数）
信号に周波数変換（逓降）され、該周波数変換されたＩ
Ｆ信号は位相差測定器２においてそのＩＦ信号の位相差
が検出される。またスーパーヘテロダイン受信機６ａ，
６ｂの検波出力は時間差測定器３に入力されてその時間
差が測定され、方位演算装置４にてこれら位相差及び時
間差から入射角θが求められる。
【００２１】このように本実施例３ではスーパーヘテロ
ダイン受信器６ａ，６ｂを設け、所定のＲＦ信号にチュ
ーニングをして位相差を測定することにより、受信感度
が上がり、目的の信号のみの方位測定を行うことができ
るという利点がある。
ダイン受信器６ａ，６ｂを設け、所定のＲＦ信号にチュ
ーニングをして位相差を測定することにより、受信感度
が上がり、目的の信号のみの方位測定を行うことができ
るという利点がある。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る方位測定
装置によれば、位相差測定手段によって信号の位相差を
測定し、時間差測定手段によって信号の到来時間差を測
定し、これら位相差及び到来時間差から上記信号の到来
方位を演算するようにしたから、１対のアンテナで高精
度な方位測定が可能となり、装置を簡素で安価なものと
することができる効果がある。
装置によれば、位相差測定手段によって信号の位相差を
測定し、時間差測定手段によって信号の到来時間差を測
定し、これら位相差及び到来時間差から上記信号の到来
方位を演算するようにしたから、１対のアンテナで高精
度な方位測定が可能となり、装置を簡素で安価なものと
することができる効果がある。
【図１】この発明の第１の実施例による方位測定装置を
示す図である。
示す図である。
【図２】アンテナ１ａとアンテナ１ｂの入力信号の関係
を示す図である。
を示す図である。
【図３】この発明の第２の実施例による方位測定装置を
示す図である。
示す図である。
【図４】この発明の第３の実施例による方位測定装置を
示す図である。
示す図である。
【図５】従来の方位測定装置を示す図である。
１ａ，１ｂ アンテナ ２ 位相差測定器 ３ 時間差測定器 ４ 方位演算装置 ５ 方位演算装置（粗測用） ６ａ，６ｂ スーパーヘテロダイン受信機（周波数逓降
手段）
手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−212081（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−157823（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−215831（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−205787（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−59481（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−168388（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−196875（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−61576（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−106772（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 3/00 - 3/74
Claims (3)
- 【請求項１】 所定間隔隔てて設けられた一対のアンテ
ナと、 該アンテナに入力する信号の位相差を２πで割った余り
の値を位相差として出力する位相差測定手段と、 上記アンテナに入力する信号の到来時間差を測定する時
間差測定手段と、 上記位相差測定手段が出力する位相差が、何周期回転し
ているものであるのかを、上記時間差測定手段の出力す
る到来時間差を用いて判断し、上記信号の到来方位を演
算する方位演算手段とを備えたことを特徴とする方位測
定装置。 - 【請求項２】 上記時間差測定手段の出力から上記信号
の概略的な到来方向を測定する粗測用方位演算手段を設
け、この粗測用方位演算手段の出力と上記方位演算手段
の出力とを選択して出力させるようにしたことを特徴と
する請求項第１項記載の方位測定装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の方位測定装置において、 上記アンテナに入力する信号を所定の周波数の信号に逓
降し、該逓降された信号を上記位相差測定手段に入力す
るとともに、その検波出力を上記時間差測定手段に入力
する周波数逓降手段を備えたことを特徴とする方位測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6360993A JP2908170B2 (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 方位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6360993A JP2908170B2 (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 方位測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06273504A JPH06273504A (ja) | 1994-09-30 |
| JP2908170B2 true JP2908170B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=13234212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6360993A Expired - Lifetime JP2908170B2 (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 方位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2908170B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004082171A1 (ja) | 2003-03-11 | 2004-09-23 | Fujitsu Limited | 無線装置 |
| JP2006329671A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Mitsubishi Electric Corp | 入射角度推定装置 |
| JP5031226B2 (ja) * | 2005-11-01 | 2012-09-19 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 物***置検出装置 |
| JP5309569B2 (ja) | 2008-01-11 | 2013-10-09 | ソニー株式会社 | 方向検出システム |
| JP2011058836A (ja) | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Alps Electric Co Ltd | 無線センサ装置 |
| JP6373222B2 (ja) * | 2015-04-03 | 2018-08-15 | 三菱電機株式会社 | 方位検出装置および方位検出方法 |
| US10416269B2 (en) * | 2017-04-20 | 2019-09-17 | Raytheon Company | Disambiguated direction finding |
| US10422847B2 (en) * | 2017-04-20 | 2019-09-24 | Raytheon Company | Interferometric time delay of arrival |
-
1993
- 1993-03-23 JP JP6360993A patent/JP2908170B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06273504A (ja) | 1994-09-30 |
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