JP3623211B2 - 電波反射体を用いた測定装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明はルーネベルグレンズを用いて作製した電波反射体と走査側装置とからなる電波反射体を用いた測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、移動体を探知する方法としては、移動体にレーダリフレクタを装備して、その反射波から移動体を探知し、測位する方法が一般的である。この場合、レーダリフレクタとして最も広く利用されているのがコーナリフレクタであるが、最近、このコーナリフレクタよりも遙かに有効反射面積が大きく、広角度の反射特性を有するリフレクタとして、ルーネベルグレンズの表面に電波反射材を張り付けたリフレクタがある。
【0003】
このルーネベルグレンズを用いたリフレクタでは、ルーネベルグレンズの表面に張り付けられた電波反射材により、ルーネベルグレンズに入射される電磁波(入射波)は、入射波の反対側の面との交点に焦点を結び、表面に張り付けられた金属等の電波反射材によって反射される。そして、その反射波は、単に入射した方向へ反射される。
【0004】
一方、従来の航法技術においては、自局である移動体以外に電波を発する電波源として人工衛星、地上局等のように、他局から発せられる電波をもとに、それらの振幅、位相等を利用して測位し、移動体を誘導している形式の電波航法がある。
【0005】
あるいは、移動体自身から発せられる電波が、電波反射材によって反射された反射波を利用した電波航法としては、上記電波航法の補助として用いられる。このように、いずれの形式のものも、従来の航法技術においては人工衛星、地上局等、移動体以外に電波を発する電波源により発せられた電波を受信して、複数の参照点からの距離情報を算出し、位置を測定している。
【0006】
又、その他の形式の電波航法としては、それぞれの個別の電波反射材により反射される反射信号を個別に確定し、移動体とそれら個別の電波反射材からのそれぞれ距離を測位して、移動体の位置を測定したり、あるいは、移動体を進路上に誘導するように構成されている形式のものもある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このように、電波反射材を張り付けたルーネベルグレンズは、単にレーダリフレクタとして利用されているが、これを電波の反射源として利用して、移動体の測位、進路への誘導を行いたいとの要望があった。
【0008】
そこで、発明者等は、ルーネベルグレンズを用いて電波反射体を製作するとともに、この電波反射体からの反射波に識別符号等の付加情報を与えたり、もしくは反射波の向きを任意の方向へ向ける等の手段を付加したルーネベルグレンズを用いた電波反射体を形成するとともに、この電波反射体からの反射波を受信する走査側装置とにより測定装置を構成するとともに、この測定装置を用いた移動体の航法方法を発明した。
【0009】
又、さらに、外部からの電波源を用いないで、移動体自身が電波を送信し、ルーネベルグレンズを用いた電波反射体からの反射波信号を利用して、進路にそって移動体を誘導、測位するようにした航法方法を発明した。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、ルーネベルグレンズと、このルーネベルグレンズの表面に、このルーネベルグレンズに入射した電波を反射する反射体を離間して配置するとともに、これらの反射体の配置間隔および大きさを一定にしてなる反射体と、この反射体を配置したルーネベルグレンズを回転させる手段とからなる電波反射体と、この電波反射体からの反射波を受信し走査する手段と、電波反射体からの反射波の反射断面積の時間に対する変化を反射特性として測定する手段と、時間的に一定である周波数で振幅変調された電波反射体からの反射波を受信するとともに、この受信した反射波から時間的に一定である周波数で振幅変調された反射波を測定する手段を有する走査側装置とからなることを特徴とする電波反射体を用いた測定装置である。
【0011】
請求項2に係る発明は、ルーネベルグレンズと、このルーネベルグレンズの表面に配置され、このルーネベルグレンズに入射した電波を反射する反射体と、この反射体の間隔および大きさを粗密に配置するとともに、ルーネベルグレンズを回転する手段とからなる電波反射体と、この電波反射体からの反射波を受信し走査する手段と、電波反射体からの反射波の反射断面積の時間に対する変化を反射特性として測定する手段と、時間的に変化する周波数で振幅変調された電波反射体からの反射波を受信するとともに、この受信した反射波から時間的に変化する周波数で振幅変調された反射波を測定する手段とを有することを特徴とする電波反射体を用いた測定装置である。
【0012】
請求項3に係る発明は、ルーネベルグレンズと、このルーネベルグレンズの表面に配置され、このルーネベルグレンズに入射した電波を反射する反射体と、この反射体を配置したルーネベルグレンズを回転させる手段とからなる電波反射体と、この電波反射体は、ルーネベルグレンズの回転軸の緯度方向に対して異なるように反射体を配置し、電波反射体からの反射波を受信し走査する手段と、電波反射体からの反射波の反射断面積の時間に対する変化を反射特性として測定する手段と、緯度方向に対する情報及び反射波からの情報を測定する手段を有する走査側装置とからなることを特徴とする電波反射体を用いた測定装置である。
【0013】
請求項4に係る発明は、請求項1〜請求項2にそれぞれ記載の発明において、電波反射体は、ルーネベルグレンズの回転軸の緯度方向に対して異なるように反射体を配置し、走査側装置は、緯度に対する情報及び前記反射波から情報を測定する手段を有することを特徴とする電波反射体を用いた測定装置である。
【0014】
請求項5に係る発明は、請求項1〜請求項4にそれぞれ記載の発明において、
反射体表面には、電波反射体を識別するための識別情報を設定し、走査側装置は、受信した反射波から識別情報を識別する手段を有することを特徴とする電波反射体を用いた測定装置である。
【0015】
【発明の実施の形態】
【実施例1】
この発明の第1の実施例を、図1〜図2に基づいて説明する。
図1は、基本的なルーネベルグレンズ2を用いた電波反射体1の反射原理を示す説明図で、電波を反射する反射体3がルーネベルグレンズ2の焦点4に配置されて電波反射体1を構成した場合を示す説明図である。図2は、ルーネベルグレンズ2を用いた電波反射体1を、回転軸5により回転させた場合を示す説明図である。
【0016】
【実施例1】
まず、図1〜図2に基づいて、ルーネベルグレンズ2を用いた電波反射体1の反射原理及びこの原理を利用した測定装置の応用分野について説明する。
図1に示すように、ルーネベルグレンズ2に入射した電波(入射波6)は、このルーネベルグレンズ2内で軌道を曲げ、入射方向に対向してルーネベルグレンズ表面で焦点4を結ぶ。そこで、この焦点4に電波を反射する反射体3を配置すると、入射波6は反射体3によって反射されるとともに、この反射波7は軌道を曲げながらルーネベルグレンズ2を通過し、入射波6の飛来方向へと反射していく。そこで、ルーネベルグレンズ2の表面に反射体3を配置した構造の電波反射体1が考えられる。
【0017】
次いで、図1、図2に示すように、この電波反射体1を、回転軸5を中心として回転させると、反射体3の位置がルーネベルグレンズ2の焦点4から離れた時に入射した入射波6aは、すべてルーネベルグレンズ2を透過してしまい、図1に示すような反射波7は出力しない。従って、反射体3がルーネベルグレンズ2の焦点4に位置している時に入射した入射波6以外の電波は、すべて透過波8となりルーネベルグレンズ2を透過する。従って、ルーネベルグレンズ2を回転軸5を中心として矢印10で示すように回転させることにより、ルーネベルグレンズ2に入射する電波の反射、透過を切り換えることが出来る。
【0018】
従って、このような原理を利用して、ルーネベルグレンズ2の表面に離間させて反射体3を配置し、ルーネベルグレンズ2を回転軸5により回転させれば、反射波7の反射断面積は時間的に変化する。そして、反射体3の配置状態を二値化された情報と対応させれば、入射波6が連続的な電波の場合には、振幅変調した反射波7を生成することが出来るので、この反射波7を受信し走査する側(走査側装置)では、それらの情報を取得することが可能となる。ルーネベルグレンズ2に配置する反射体3の配置間隔や大きさを一定にすると、走査側装置で受信される反射波は、時間的に一定である周波数で振幅変調された信号となる。
【0019】
そこで、ルーネベルグレンズ2の表面に、識別符号をバーコードなどの二値化された情報としてスリットを開口した反射体3やあるいはストリップ状の反射体3を配置して電波反射体1を構成するとともに、この電波反射体1を回転軸5により回転させる。一方、走査側装置には、反射波7を受信し、走査する手段と電波反射体1からの反射波7の反射断面積の時間に対する変化を反射特性として測定する手段とを設ければ、反射波7から上記のスリットに基づく識別符号やあるいはストリップ状に配置された反射体3からの識別符号を取得することが出来る。従って、ルーネベルグレンズ2を用いた電波反射体1と走査側装置とにより反射波7に設定された情報を取得することの出来る測定装置が得られる。
【0020】
【実施例2】
この発明の第2の実施例は、電波反射体1は、ルーネベルグレンズ2の表面に反射体3をn個均等に配置した構造に形成し、この電波反射体1を回転軸5により毎秒N回転させた場合の実施例である。
【0021】
このような構造の電波反射体1の場合には、ルーネベルグレンズ2に入射する電波(入射波6)は、nNの周波数で反射、透過を繰り返す。そこで、反射体3の幅や間隔を情報にもとづいて粗密に配置した場合には、周波数nNが変動して反射、透過させることが出来る。そこで、走査側装置で受信された反射波7は、時間的に変化する周波数で振幅変調された信号となり、この信号(反射波)を走査すれば、反射波7からは、この粗密に配置された反射体に基づく情報を取得することが出来る測定装置となる。
【0022】
【実施例3】
この発明の第3の実施例を、図3に基づいて説明する。
図3は、ルーネベルグレンズ2の回転軸5と入射波6の方向との為す角θ1及びθ2に対して異なるように反射体3をルーネベルグレンズ2に配置した場合を示す説明図である。
【0023】
図3の(a)及び(b)に示すように、ルーネベルグレンズ2の回転軸5と入射波6の方向とのなす角θ1あるいは角θ2となる位置に反射体3を配置して電波反射体1を構成する。この電波反射体1を回転軸5により毎秒n回転させる。すると、ルーネベルグレンズ2の焦点4は、軌跡9で示すように移動する。
【0024】
回転軸5と入射波6とのなす角、即ち、ルーネベルグレンズ2の回転軸5に対する緯度方向に対して、それぞれの軌跡9が異なることを利用して、軌跡の全周に対して反射体3を設置する比率を異ならせるように電波反射体1を構成する。すると、この電波反射体1からの反射波6を受信し走査する走査側装置が、回転軸5と入射波6とのなす角度θ1あるいはθ2に対する反射特性を測定する手段を備えていれば、角度情報を測定出来る測定装置が得られる。
【0025】
なお、同様にして、ルーネベルグレンズ2の表面に配置する反射体3の数を、回転軸5と入射波6とのなす角度に対して変えたり、もしくは反射体3の位置、サイズ、間隔等を変えた構造の電波反射体1を形成し、一方、この電波反射体1からの反射波6を受信し、走査する走査側装置が、電波反射体1の反射波6の持つ角度に関する情報を解析し、測定する手段を備えているならば、それらの角度に関する情報を取得することが可能な測定装置が得られる。
【0026】
【実施例4】
この発明の第4の実施例を、図4に基づいて説明する。
図4はルーネベルグレンズ2の表面上の2点を導波管11により接続配置した場合を示す説明図である。
【0027】
図4に示すように、ルーネベルグレンズ2の表面上の2点を導波管11により接続すると、導波管11の一端(入射端)12がルーネベルグレンズ2に接する点に焦点4を結ぶ入射波6は、ここから導波管11内を伝搬して、導波管11の他端(反射端)13がルーネベルグレンズ2に接する点に出力し、この点に焦点4を結ぶ反射波7を生成することの出来る電波反射体1が形成される。従って、入射波6の方向から発せられた電波は電波反射体を通じ、入射波の飛来する方向とは異なる方向へ反射波7を生成することが可能となる。即ち、反射波7の方向にある受信装置(図示せず)は、入射波6の飛来方向にある送信装置(図示せず)の電波を受信することが可能となる。
【0028】
このように、ルーネベルグレンズと、このルーネベルグレンズの表面に、互いに離間する2点間を入射端及び反射端として接続配置された導波管とからなる電波反射体と、この電波反射体の入射端から電波を入射する手段と反射端から出力する反射波を受信する手段とを有する装置とにより測定装置を構成すれば、導波管で接続された変換器の設置方向により任意の方向に反射波を生成することが出来る。
【0029】
又、導波管11の代わりに、互いに離間する2点間を結ぶケーブルで接続された対をなす一組の変換器を、ルーネベルグレンズ2の表面に配置するとともに、このケーブルの一方の点を入射波6の入射端とし、他方の点を反射波7が出力する反射端とした電波反射体1を構成しても上記と同様に、ケーブルで接続された変換器の設置方向により任意の方向に反射波を生成することが出来る。
【0030】
【実施例5】
この発明の第5の実施例について図5〜図9に基づいて説明する。この実施例5では、上記実施例1〜実施例4に記載したルーネベルグレンズ2を用いた電波反射体1からの反射波7を受信し、走査する走査側装置を、移動体21の航法に利用する場合の実施例である。
【0031】
図5はルーネベルグレンズ2を用いた電波反射体1を、移動体21の航法に利用する場合の基本原理を示す説明図、図6は参照電波反射体R124、参照電波反射体R225が基準電波反射体Rb23に比較的近い場合を示す説明図である。図7、図8はルーネベルグレンズ2を用いた電波反射体1からの受信信号群のタイムチャート図で、図7は移動体21が進路22上にある場合を示すタイムチャート図、図8は移動体21が進路22から外れた場合を示すタイムチャート図である。図9は移動体21の相対位置を測定するための説明図である。
【0032】
図1〜図2に示すように、ルーネベルグレンズ2の表面には、反射体3が配置されており、このルーネベルグレンズ2に入射した電波(入射波6)は、反射体3により反射されるように構成した電波反射体1が形成されており、後述する基準電波反射体23及び参照電波反射体24、25として用いられている。又、移動体21は電波を発射する電波源であるとともに、それぞれ基準電波反射体23及び参照電波反射体24、25からの反射波7を受信し走査するとともに、反射波7の有する各種の情報を測定し、解析する手段を有する走査側装置を具備している。
【0033】
図5に示すように、20は進路22を含む進路平面で、移動体21の進路22を含む垂直方向の平面を仮定している。基準電波反射体23は、移動体21の進路22を含む進路平面20上に設置されている。移動体21の進路22を含む進路平面20と直交する水平方向の平面を仮定した時、2箇所の参照電波反射体R124と参照電波反射体R225とは、基準電波反射体Rb23が設置されている進路22を含む進路平面20の位置から一定距離La離れた進路平面20上のO点において、互いに水平方向に一定距離Lb離間した位置に設置されている。2つの参照電波反射体R124と参照電波反射体R225とは、組を構成している。
【0034】
ここで、移動体21を進路22に沿って誘導する場合について説明する。
まず、図7に示すように、移動体21が定型の電波を送信すると、この送信信号は基準電波反射体Rb23、参照電波反射体R124、参照電波反射体R225によりそれぞれ反射される。この際、図6に示すように、移動体21が進路22上にある場合には、移動体21と参照電波反射体R124及び参照電波反射体R225とからのそれぞれ距離はいずれも等しいので、図7に示すように、移動体21が備えている走査側装置で受信される基準電波反射体Rb23からの反射波(受信信号)は、遅延時間Tbに受信され、2つの参照電波反射体R124及び参照電波反射体R225からの反射波は、遅延時間Trに同時に受信され、参照信号群は1つとなる。従って、移動体21側では、到着する参照信号群が一致していることを認識することにより、進路22上に位置していることを確認することが出来る。
【0035】
一方、図6に示すように、移動体21aが進路22から外れている場合には、この外れている移動体21aと参照電波反射体R124及び参照電波反射体R225とからの距離はそれぞれ異なるため、2つの参照反射体R124、参照電波反射体R225から受信される反射波(受信信号)は、図8に示すように、遅延時間Tr1及びTr2に、それぞれ個別に近接した状態で分離して受信され参照信号群となる。従って、外れている移動体21a側では、参照信号群における各遅延時間Tr1、Tr2を測定すれば、進路22からのずれを検出することが出来る。そこで、はずれている移動体21a側では、参照信号群における各受信信号の遅延時間差が最小となるように制御することにより、移動体21aを進路22上に誘導することが出来る。
【0036】
そこで、移動体21から電波(送信信号)を送信すると、各電波反射体(基準電波反射体Rb23、参照電波反射体R124及び参照電波反射体R225)からの反射波(基準信号及び参照信号群)が、移動体21が備えている走査側装置により受信される。この時、進路22上に位置する移動体21に対しては、基準電波反射体23からの基準信号の遅延時間がTbの場合、組をなす2つの参照電波反射体R124と参照電波反射体R225及び基準電波反射体Rb23の合計3つの電波反射体から作られる平面上においては、移動体21は、基準電波反射体Rb23からcTb/2離れた位置にあり、組をなす2つの参照電波反射体R124と参照電波反射体R225からそれぞれcTr/2の位置にあることから、走査側装置の演算手段により移動体21の2次元的な相対位置を算出することができる。
【0037】
このように、ルーネベルグレンズ2の表面に電波を反射する反射体を配置してなる電波反射体を、基準電波反射体Rb23及び参照電波反射体R124とし、移動体21の進路をふくむ進路平面上に、基準電波反射体Rb23を設置し、この基準電波反射体Rb23より一定距離離間した進路平面上の点において、この点を通る垂線上であって、進路平面に対して等しい距離離間して組をなす2つの参照電波反射体R124と参照電波反射体R225とを設置し、移動体21より定型の電波を送信し、この送信された電波の基準電波反射体Rb23からの反射波(基準信号)と、組をなす2つの参照電波反射体R124、R225によってそれぞれ反射された反射波(参照信号)とを受信し、それらの遅延時間を測定することにより、移動体の2次元的な位置と進路とのずれを検出することができる。
【0038】
また、図9に示すように、移動体21側で受信した基準信号が遅延時間Tb、参照信号が遅延時間Tr、基準電波反射体Rb23からの距離がcTb/2、参照電波反射体R124及び参照電波反射体R225からの参照信号がcTr/2であるから、3つの電波反射体(基準電波反射体Rb23、2つの参照電波反射体R124及び参照電波反射体R225)を含む平面と基準電波反射体Rb23および移動体21とを結ぶ線の為す角の余弦cosθは、
cosθ=((cTb/2)2+La 2−(cTr/2)2+Lb 2)/cTbLa
として計算できる。
【0039】
従って、基準電波反射体Rb23から相対位置が、(cTb/2)cosθ進路軸上で離れた点において、±(cTb/2)sinθの相対位置にあることが算出される。ここで、地表面に設置された電波反射体の場合には、通常前述の−の項は地下を意味するため、簡単な論理式(cTb/2)sinθ>0にて2つの解が一つに特定できるため、移動体21の相対位置を測定することが可能となる。なお、3つの電波反射体(基準電波反射体Rb23、2つの参照電波反射体R124及び参照電波反射体R225)が、いずれも回転する手段を備えている場合には、それぞれ振幅変調を受けた反射波が得られる。
【0040】
なお、同様にして、基準電波反射体Rb23が、互いに組をなす2つの参照電波反射体R124及び参照電波反射体R225と比較して近くに設置されている場合には、Tb<Trとして同様の原理が適用可能である。
【0044】
このように、移動体21は、基準となる進路に沿って移動し、移動体21は、参照電波反射体R124及び参照電波反射体R225からの反射波を受信して、その遅延時間をそれぞれ測定し、この測定した遅延時間差が最小となるように移動体21を誘導することができる。
【0041】
なお、基準電波反射体Rb23の代わりに、新たに組をなす2つの参照電波反射体からなる参照電波反射体、即ち、2組の参照電波反射体(2つの参照電波反射体で1組を構成する)を設置することにより、若しくは複数組の参照電波反射体を設置することにより、移動体の3次元的な位置と進路とのずれを同様な原理により検出することが出来る。
【0042】
【実施例6】
この発明の第6の実施例を、図10に基づいて説明する。
図10は3つの参照反射体R124、参照電波反射体R225及び参照電波反射体R326を平面的に設置した場合を示す説明図である。
【0043】
図10において、基準電波反射体Rb23を移動体21の進路22上に設置し、この基準電波反射体Rb23より一定距離離間し、進路22と直交するとともに、それぞれの3つの参照電波反射体R124、R225、R326によって構成される平面30を仮定する。そして、この平面30上で、かつ個々の参照電波反射体R124、R225、R326からの距離が等しい点O、即ち、移動体21で受信する3つの参照信号の到着する遅延時間が等しくなる点Oからの距離が等しい位置に、3つの参照電波反射体R124、R225、R326を設置する。
【0044】
そこで、移動体21から定型の電波を送信した場合、この電波はそれぞれ3つの参照電波反射体R124、R225、R326で反射され、移動体21の走査側装置で受信される。この受信された3つの反射波(参照信号)の遅延時間を測定し、この遅延時間差が互いに最小となるように、移動体21を制御すれば、移動体21を進路22上に沿って誘導することが可能となる。
【0045】
このように、ルーネベルグレンズ2の表面に、電波を反射する反射体を配置してなる電波反射体を、基準電波反射体及び参照電波反射体とし、移動体21の進路22上に基準電波反射体を設置し、この基準電波反射体Rb23より一定距離離間し、移動体21の進路22と直交する平面上に、この平面と進路との交点から等しい距離離間して少なくとも組をなす3つの参照電波反射体R124、R225、R326を設置し、移動体21より定型の電波を送信し、この送信された送信信号の基準電波反射体Rb23及び参照電波反射体R124、R225、R326からそれぞれ反射された反射波を受信し、それらの遅延時間を測定することにより、移動体21の位置と進路とのずれを検出することができる。
【0046】
さらに、少なくとも3つの参照信号が到達する遅延時間が等しくなるように移動体を誘導するようにしたので、3つの参照信号の遅延時間から移動体21の位置を算出することが出来る。さらに、上記同一の平面30に位置しないように、別の参照電波反射体を設置すれば、移動体21の3次元的な位置を測定出来る。
【0047】
このように、基準電波反射体の代わりに、新たな組をなす2つの参照電波反射体を設置することにより、若しくは組をなす複数の参照電波反射体を設置することにより、移動体の3次元的な位置と進路とのずれを検出することができる。又、移動体の誘導が可能であり、又、移動体の3次元的な位置を測定することが可能である。
【0048】
なお、基準電波反射体Rb23及び参照電波反射体R124、R225、R326を回転させる手段を設ければ、反射波は、ルーネベルグレンズ2に配置されている反射体3に設定された情報にもとづいて、振幅変調される。従って、移動体21の走査側装置で、この反射波を受信して情報を取得することが出来る。
【0049】
【実施例7】
この発明の第7の実施例について、図11〜図13に基づいて説明する。
図11は3つの参照電波反射体A(xa、ya、za)、B(xb、yb、zb)、C(xc、yc、zc)を設置した場合の概略図、図12は図11に示す場合のタイムチャート図で、3つの参照電波反射体A、B、Cからの反射波が識別可能な程度に充分離間して配置されている場合を示している。図13は図11に示す場合のタイムチャート図で、3つの参照電波反射体A、B、Cの反射と透過のタイミングが異なるよう設定した場合を示している。
【0050】
この第7の実施例では、3つの参照電波反射体A〜Cを設置して、移動体21の位置を測位する場合で、図11に示すように、同一平面上に位置しない3つの参照電波反射体A、B、Cが設置されている。なお、図1、図2に示すように、各参照電波反射体A〜Cは、いずれもルーネベルグレンズ2に反射体3が配置されて形成されている電波反射体1である。そして、各参照電波反射体A、B、Cには、それぞれ個別の位置情報や各参照電波反射体A、B、Cを識別するための識別情報が設定されている。
【0051】
そこで、移動体21から定型の電波(送信信号)を送信すると、この送信信号は、3つの参照電波反射体A、B、Cによりそれぞれ反射されるが、この反射波は、それぞれ位置情報や識別情報により変調された反射波となる。この変調された反射波は、移動体21が備えている走査側装置で受信される。
【0052】
この際、各参照電波反射体A、B、Cの距離差が充分ある場合には、図12に示すように、移動体21の走査側装置で受信した受信信号は、それぞれ遅延時間Ta、Tb、Tcを個別に識別して受信することが出来る。従って、移動体21の走査側装置では、3つの参照電波反射体A、B、Cからの反射波のそれぞれ遅延時間Ta、Tb、Tcから移動体自身の2次元的な位置を算出することが出来る。
【0053】
このように、ルーネベルグレンズの表面に、電波を反射する反射体を配置してなる電波反射体を、参照電波反射体とし、この参照電波反射体を少なくとも3つ設置し、この3つの参照電波反射体A、B、Cにそれぞれ位置情報を設定し、移動体21より定型の電波を送信し、位置情報により変調された反射波(参照信号)を、移動体21でそれぞれ受信し、この反射波の各遅延時間Ta、Tb、Tcから移動体21の2次元位置を測定することができる。
【0054】
さらに、参照電波反射体には、この参照電波反射体を識別するための識別情報をそれぞれ設定したので、移動体21の2次元位置情報や参照電波反射体の識別情報等を取得することが出来る。
【0055】
又、参照電波反射体からの反射波に、地形情報を付加し、この反射波と地形情報とから移動体21の3次元位置を測定するようにしたので、移動体21が移動している地域を3次元的に把握することが出来る。
【0056】
ここで、各参照電波反射体A、B、Cの距離差が充分ない場合には、遅延時間Ta、Tb、Tcの間隔が小さくなり、移動体21の走査側装置では、受信信号が、近接してしまい各参照電波反射体A、B、Cからの反射波を個別に識別して受信できない。
【0057】
そこで、この場合には、図1に示すルーネベルグレンズ2に配置する反射体3の配置箇所を変えた電波反射体を作製して、図13に示すように、3つの参照電波反射体A、B、Cからの反射と透過のタイミングがそれぞれ異なるように、3つの参照電波反射体A、B、Cを設定する。
【0058】
次いで、移動体21の走査側装置から定型の電波を送信すると、この送信信号は、個別の各参照電波反射体A〜Cで反射される。すると、図13に示すように、各参照電波反射体A〜Cからの各反射波(各参照信号)は、それぞれ遅延時間Ta、Tb、Tcとして個別に識別して受信することが出来る。従って、移動体21の走査側装置では、それぞれ3つの参照電波反射体A〜Cからの反射波は、遅延時間Ta、Tb、Tcに個別に識別受信することが出来る。従って、この各遅延時間Ta、Tb、Tcから移動体21の位置を測定することが出来る。
【0059】
このように、少なくとも3つの参照電波反射体A〜Cにおける各反射と透過のタイミングを、それぞれ異なるように設定したので、3つの参照電波反射体A〜Cの距離が充分ない場合であっても、3つの参照電波反射体A〜Cからの反射波の遅延時間を個別に識別して受信することが出来る。従って、移動体21の位置情報を得ることが出来る。
【0060】
さらに、参照電波反射体A〜Cは、回転する手段を有しているので、電波反射体を回転させることにより、反射波にさらに多くの情報を付加することが出来る。
【0061】
【実施例8】
この発明の第8の実施例について、図14に基づいて説明する。
図14は2つの電波反射体41、42の中心(進路22となる)を通る進路平面40上に進路22を設定した場合を示す説明図である。
【0062】
2つの電波反射体41、42は、上記各実施例と同様に、いずれもルーネベルグレンズを用いた電波反射体である。2つの電波反射体41、42は、進路22を含む進路平面40に直交する方向に等距離Lb離れた位置に設置されており、両電波反射体41、42は互いに異なる周波数あるいはタイミングで電波を反射するように設定されている。43、44はそれぞれ電波反射体41及び電波反射体42の反射パターン、45、46はそれぞれ反射パターン43及び44の最大反射断面積方向を示している。
【0063】
そこで、移動体21の走査側装置から送信された定型の電波(送信信号)は、電波反射体41、42によってそれぞれ反射される。この反射波は、移動体21の走査側装置により受信され、それぞれ異なる周波数あるいはタイミングの反射波の信号強度が個別に測定される。
【0064】
この2つの反射波の信号強度が一致する点が、進路22を構成する。従って、移動体21を2つの反射波の信号強度が一致するように制御すれば、移動体21は、2つの電波反射体41、42の中心を通る進路平面40上の進路22に沿って誘導することが出来る。また、両2つの反射波の信号強度の比が一定となる点の集合が双曲線となることから、双曲線航法による進路を設定することが可能となる。
【0065】
このように、複数の異なる周波数もしくはタイミングで反射と透過を繰り返すように、ルーネベルグレンズの表面に電波を反射する反射体を配置してなる電波反射体を設置し、移動体から定型の電波を送信し、複数の電波反射体からそれぞれ異なる周波数もしくはタイミングで変調された2つの反射波を移動体側で受信し、複数の受信信号の信号強度の比を一定とするように移動体を制御するようにしたので、2つの参照電波反射体によって移動体の進路を設定することが出来る。又、この設定した進路に沿って移動体を誘導することが出来る。
【0066】
さらに、参照電波反射体は、回転する手段を有するので、電波反射体を回転させることにより、反射波にさらに多くの情報を付加出来る。
【0067】
【発明の効果】
請求項1に係る発明は、ルーネベルグレンズと、このルーネベルグレンズの表面に、このルーネベルグレンズに入射した電波を反射する反射体を離間して配置するとともに、これらの反射体の配置間隔および大きさを一定にしてなる反射体と、この反射体を配置したルーネベルグレンズを回転する手段とからなる電波反射体と、この電波反射体からの反射波を受信し走査する手段と、電波反射体からの反射波の反射断面積の時間に対する変化を反射特性として測定する手段と、時間的に一定である周波数で振幅変調された電波反射体からの反射波を受信するとともに、この受信した反射波から時間的に一定である周波数で振幅変調された反射波を測定する手段を有する走査側装置とからなる電波反射体を用いた測定装置であるから、電波反射体側は、電波源としては自らが電波を送信する必要はなく、走査側に付加的な情報を提供することが出来る。その上、電波反射体側では、電波を任意の方向に送受信したり、その他多くの情報を付加することが可能となる。さらに、反射体の配置間隔および大きさを一定に配置し、一方、走査側装置では、時間的に一定である周波数で振幅変調された電波反射体からの反射波を受信するとともに、この受信した反射波から時間的に一定である周波数で振幅変調された反射波を測定する手段を備えているので、電波反射体と走査側装置とにより、反射波に設定された情報を取得することができる。
【0068】
請求項2に係る発明は、ルーネベルグレンズと、このルーネベルグレンズの表面に配置され、このルーネベルグレンズに入射した電波を反射する反射体と、この反射体の間隔および大きさを粗密に配置するとともに、ルーネベルグレンズを回転させる手段とからなる電波反射体と、この電波反射体からの反射波を受信し走査する手段と、電波反射体からの反射波の反射断面積の時間に対する変化を反射特性として測定する手段と、時間的に変化する周波数で振幅変調された電波反射体からの反射波を受信するとともに、この受信した反射波から時間的に変化する周波数で振幅変調された反射波を測定する手段とを有する走査側装置とからなる電波反射体を用いた測定装置であるから、電波反射体と走査側装置とにより、反射波に設定された情報を取得することができる。さらに、電波反射体側は、電波源としては自らが電波を送信する必要はなく、走査側に付加的な情報を提供することが出来る。電波反射体側は、電波を任意の方向に送受信したり、その他多くの情報を付加することが可能となる。さらに、反射体の間隔および大きさを粗密に配置したことにより、この反射体に基づく識別情報を取得することができる。
【0069】
請求項3に係る発明は、ルーネベルグレンズと、このルーネベルグレンズの表面に配置され、このルーネベルグレンズに入射した電波を反射する反射体と、この反射体を配置したルーネベルグレンズを回転させる手段とからなる電波反射体と、この電波反射体は、ルーネベルグレンズの回転軸の緯度方向に対して異なるように反射体を配置し、電波反射体からの反射波を受信し走査する手段と、電波反射体からの反射波の反射断面積の時間に対する変化を反射特性として測定する手段と、緯度方向に対する情報及び反射波からの情報を測定する手段を有する走査側装置とからなる電波反射体を用いた測定装置であるから、電波反射体側は、電波源としては自らが電波を送信する必要はなく、走査側に付加的な情報を提供することが出来る。その上、電波反射体側では、電波を任意の方向に送受信したり、その他多くの情報を付加することが可能となる。さらに、反射体の配置間隔および大きさを一定に配置し、一方、走査側装置では、時間的に一定である周波数で振幅変調された電波反射体からの反射波を受信するとともに、この受信した反射波から時間的に一定である周波数で振幅変調された反射波を測定する手段を備えているので、電波反射体と走査側装置とにより、反射波に設定された情報を取得することができる。
【0070】
その上、走査側装置は、緯度方向に対する情報及び反射波からの情報を測定する手段を有しているので、角度情報を測定することが出来る。同様にして、ルーネベルグレンズの表面に配置する反射体の数を、回転軸の緯度方向に対して異なる角度に変えたり、もしくは反射体の位置、サイズ、間隔等を変えた構造の電波反射体を形成しても、この電波反射体からの反射波を受信し、走査する走査側装置が、電波反射体の反射波の持つ角度に関する情報を解析し、測定する手段を備えているので、それらの角度に関する情報を取得することが出来る。
【0071】
請求項4に係る発明は、請求項1〜請求項2にそれぞれ記載の発明において、電波反射体は、ルーネベルグレンズの回転軸の緯度方向に対して異なるように反射体を配置し、走査側装置は、緯度に対する情報及び反射波から情報を測定する手段を有する走査側装置とからなる電波反射体を用いた測定装置であるから、電波反射体と走査側装置とにより、上記請求項1〜請求項3に記載の発明と同様な作用効果がある。
【0072】
請求項5に係る発明は、請求項1〜請求項4にそれぞれ記載の発明において、反射体表面には、電波反射体を識別するための識別情報を設定し、走査側装置は、受信した反射波から識別情報を識別する手段を有する走査側装置とからなる電波反射体を用いた測定装置であるから、上記請求項1〜請求項4に記載の発明と同様な作用効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1及び第2の実施例を示すもので、基本的なルーネベルグレンズ2を用いた電波反射体1の反射原理を示す説明図で、電波を反射する反射体3がルーネベルグレンズ2の焦点4に配置されて電波反射体1を構成した場合を示す説明図である。
【図2】この発明の第1及び第2の実施例を示すもので、ルーネベルグレンズ2を用いた電波反射体1を、回転軸5により回転する場合を示す説明図である。
【図3】この発明の第3の実施例を示すもので、ルーネベルグレンズ2の回転軸5と入射波6の方向との為す角θ1及びθ2に対して異なるよう、反射体3を配置した場合の説明図である。
【図4】この発明の第4の実施例を示すもので、ルーネベルグレンズ2の表面上の2点を導波管11により接続配置した場合を示す説明図である。
【図5】この発明の第5の実施例を示すもので、ルーネベルグレンズ2を用いた電波反射体1を、移動体の航法に利用する場合の基本原理を示す説明図である。
【図6】この発明の第5の実施例を示すもので、参照電波反射体R124、参照電波反射体R225が基準電波反射体Rb23に比較的近い場所に設置されている場合を示す説明図である。
【図7】この発明の第5の実施例を示すもので、移動体21が進路22上にある場合を示すタイムチャート図である。
【図8】この発明の第5の実施例を示すもので、移動体21が進路22から外れた場合を示すタイムチャート図である。
【図9】この発明の第5の実施例を示すもので、移動体21の相対位置を測定するための説明図である。
【図10】この発明の第6の実施例を示すもので、3つの参照反射体R124、参照電波反射体R225及び参照電波反射体R326を平面的に設置する場合を示す説明図である。
【図11】この発明の第7の実施例を示すもので、3つの参照電波反射体A、B、Cを設置した場合の概略図である。
【図12】この発明の第7の実施例を示すもので、図11に示す3つの参照電波反射体A、B、Cからの反射波が識別可能な程度に充分離間して配置されている場合を示すタイムチャート図である。
【図13】この発明の第7の実施例を示すもので、図11に示す3つの電波反射体A、B、Cの反射と透過のタイミングが異なるよう設定した場合を示すタイムチャート図である。
【図14】この発明の第8の実施例を示すもので、2つの電波反射体41、42の中心(進路22となる)を通る進路平面40上に進路22を設定した場合を示す説明図である。
【符号の説明】
1 電波反射体
2 ルーネベルグレンズ
3 反射体
4 焦点
5 回転軸
7 反射波
11 導波管
12 導波管11の入射端
13 導波管11の反射端
20 進路を含む進路平面
21 移動体
22 移動体21の進路
23 基準電波反射体
24 参照電波反射体R1
25 参照電波反射体R2
26 参照電波反射体R3
30 進路と直交する平面
A、B、C 参照電波反射体
40 進路(中心)を含む進路平面
41、42 電波反射体
Claims (5)
- ルーネベルグレンズと、このルーネベルグレンズの表面に、このルーネベルグレンズに入射した電波を反射する反射体を離間して配置するとともに、これらの反射体の配置間隔および大きさを一定にしてなる前記反射体と、この反射体を配置した前記ルーネベルグレンズを回転する手段とからなる電波反射体と、
この電波反射体からの反射波を受信し走査する手段と、前記電波反射体からの反射波の反射断面積の時間に対する変化を反射特性として測定する手段と、時間的に一定である周波数で振幅変調された前記電波反射体からの反射波を受信するとともに、この受信した反射波から前記時間的に一定である周波数で振幅変調された反射波を測定する手段を有する走査側装置とからなること
を特徴とする電波反射体を用いた測定装置。 - ルーネベルグレンズと、このルーネベルグレンズの表面に配置され、このルーネベルグレンズに入射した電波を反射する反射体と、この反射体の間隔および大きさを粗密に配置するとともに、前記ルーネベルグレンズを回転する手段とからなる電波反射体と、
この電波反射体からの反射波を受信し走査する手段と、前記電波反射体からの反射波の反射断面積の時間に対する変化を反射特性として測定する手段と、時間的に変化する周波数で振幅変調された前記電波反射体からの反射波を受信するとともに、この受信した反射波から前記時間的に変化する周波数で振幅変調された反射波を測定する手段とを有すること
を特徴とする電波反射体を用いた測定装置。 - ルーネベルグレンズと、このルーネベルグレンズの表面に配置され、このルーネベルグレンズに入射した電波を反射する反射体と、この反射体を配置した前記ルーネベルグレンズを回転させる手段とからなる電波反射体と、 この電波反射体は、前記ルーネベルグレンズの回転軸の緯度方向に対して異なるように前記反射体を配置し、
前記電波反射体からの反射波を受信し走査する手段と、前記電波反射体からの反射波の反射断面積の時間に対する変化を反射特性として測定する手段と、前記緯度方向に対する情報及び前記反射波からの情報を測定する手段を有する走査側装置とからなること
を特徴とする電波反射体を用いた測定装置。 - 前記電波反射体は、前記ルーネベルグレンズの回転軸の緯度方向に対して異なるように前記反射体を配置し、
前記走査側装置は、前記緯度に対する情報及び前記反射波から前記情報を測定する手段を有すること
を特徴とする請求項1〜請求項2にそれぞれ記載の電波反射体を用いた測定装置。 - 前記反射体表面には、前記電波反射体を識別するための識別情報を設定し、
前記走査側装置は、受信した反射波から前記識別情報を識別する手段を有すること
を特徴とする請求項1〜請求項4にそれぞれ記載の電波反射体を用いた測定装置。
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