JPH01161180A - 方向探知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えば電阪の到来方向を測定するシステム
等に用いられる方向探知装置に関する。

（従来の技術） 従来より方向探知装置としてインターフェロメータ方式
と称されるものがある。この方式による方向探知装置は
空間に所定距離だけ離間して複数の空中線を配し、各空
中線で受信した４１号の位相差を求め、この位相差から
電波の到来方向を算出するものである。この方式におい
て受信波形の位相情報は最も重要なデータである。位相
誤差を生じると方向探知の誤差に影響を与えるからであ
る。

例えは電波発信源からの直接波と人工建造物や山岳等の
反射によるマルチパスとが干渉すると、受信波形の位相
情報には直接波による位相情報の他にマルチ・９スによ
る位相情報が含まれることになり、この位相情報から方
向探知を行なうと正確な電波到来方向（発情源の方向）
を求めることができなくなる。

すなわち、直接波の波形をＦｒｇ石ωｔ１　マルチノぞ
スの波形をＥ′５ｉｒｌ（ωｔ＋φ）（φは直接波とマ
ルチノｅスの到来経路の長さの違いによって生じる位相
差）とおいた場合、この２つの波形が干渉すると次式に
示すようになる。

Ｂａｒｎωｔ＋Ｅ’ｓ＋ｎ（ωｔ＋φ）第５図に一例を
示してさらに詳述する。第５図において、間隔ｄをもっ
て離間された空中線ｌ。

２に対し、波長λの＋Ｍ、接波（方位角θ）及びマルチ
・千ス（方位角θ′）が到来するものとする。このとき
の空中線Ｊでの位相φ１′は となシ、空中線２での位相差φ２′は となり、空中線１と空中線２との位相差φ２１′はφ２
、・−φ２・−φ１・　　　　　　　　　　　°°（３
）と表わされる。同、（２）式中のｎはｄ／λである。

ここで、マルチパスかなく直接波たけ存在した場合の空
中線ノと空中線２の位相差φ２１ｔｊ：φ２１−２πｎ
５ｉｎθ となる。壕だ、位Ａｌｊ差φ２１においてＥ、：＞Ｅ’
であるとすれば、（３）式は φ２１′−φ２′−φ１′ ＝２πｎ５ｉｎθ 一φ２１ と近似される。このことから、（１）　＋　（２）式に
おいて、Ｅ　’５ｉｎ（ωｔ＋φ） ＩＣ′房（ωｔ＋φ） Ｅ’ｓｉｎ　（ωｔ＋２ｙｒｎｓｉｎθ′＋φ）Ｅ　’
ｃｍ　（ωｔ＋２πｎ５ｌｎθ′→−φ）がマルチパス
が方向探知に与える誤差成分であることがわかる。この
ように従来の方向探知装置では、マルチ・やスが存在す
る環境下において、マルチパスが直接波に比べて無視で
きなくなると、発色源の方位角（直接波の到来方向）を
正確に求めることができなくなる。

（発明が解決しようとする問題点） 以上述べたように従来の方向探知装置では、マルチ・９
スが存在する環境下においてはマルチパスが方向探知に
誤差成分を与え、直接波に比べて無視できなくなった場
合には直接波の到来方向を正確に得ることができない。

この発明は上記の問題を解決するためになされたもので
、マルチ２ｅスが存在する環境下においても、直接波の
到来方向を正確に探知することのできる方向探知装置を
提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するだめの手段） 上記目的を達成するためにこの発明Ｋｍる方向探知装置
は、複数個の空中線が互いに所定の位置関係をもって配
置され、各空中線に到来する直接波とマルチパスとの経
路の長さの違いによって生じる位相差が０乃至２πの範
囲で変化するように移動制御される空中線系と、この空
中線系の各空中線間に生じる位相差を測定する位相差測
定装置と、前記位相差測定装置の測定結果から前記直接
波とマルチ／やスとの経路の長さの違いによって生じる
位相差が±π／２となるときの電波到来方向を算出する
到来方向算出装置とを共備して構成される。

（作用） 上記構成による方向探知装置は、各空中線に到来する直
接波とマルチ２ｅスとの経路の長さの違いによって生じ
る位相差が±π／２になるとき、マルチパスが空中線系
の各空中線間に生じる位相差に与える影響が最小になる
ことを利用し、このときの梁中瞭間に生じる位相差を測
定し、その測定結果から電波到来方向を求める。

（笑施例） 以下、第１図乃至第４図を参照してこの発明の一実施例
を説明する。

第１図はその構成を示すもので、ｌ）は第１乃至第５の
空中線１〜５よシなる空中線系、ノ２は空中線ｌと各空
中線２〜５との位相差φ２１′、φ５１′９φ４１′、
φ５１′を測定する位相差測定装置、１３は各位相差φ
２１′、φ６１′、φ４１′、φ５１′の方程式から到
来方向を算出する到来方向算出装置でおる。

上記空中線系１ノは第２図に示すように第１の空中線ｌ
を中心とし、その四方に同−ｍｊ隔ｄをもって第２乃至
第５の空中、線２〜５を配置する。そして、半径Ｒの円
周上に第１の空中′＠１を配置し、半径延長線上に第２
及び力４の空中ａ２．４を配置し、接線上に第３及び第
５の空中線３，５を配置し、この状態で円周上を移動さ
せるようにしたものである。

上記構成において、以下その方向探知手段について説明
する。

今、第３図中円周上Ａ点の位置で空中線系１１の各空中
線１〜５に直接波が方位角θ、マルチパスが一方位角θ
′の方向から到来しているとする。

まず直接波とマルチパスとが干渉した場合の各空中線１
〜５の各位相φ１′〜φ５′を考える。

計算がし易いように１＝０の場合を考える。空中線１と
空中線２．空中線ｌと空中線３、空中線１と空中線４及
び空中線ノと空中線５の各位相差をそれぞれφ２１′、
φ５１′、φ４１′、φ５１′として求めると、 差を求めると、 となる。

これらの位相差情報φ２１′・φ３１′・φ４１′・φ
５１′は到来方向算出装置１３に入力され、以下の処理
がなされる。まず、φ２１′と−φ４１’及びφ５１１
と−φ５１′ノ平均φ６′、φ、′を求める。

ここで、−次ではマルチパスが無視できない（ＥシＥ′
でない）が二次では無視できる（Ｅ２〉（Ｅ’）２）と
いう条件を与えると、 ａ　＋　ｃ：）＞ｂ２！　ｄ２＋　ｂｄｅ＊ｇ＞ｆ　　
、ｈ　、　ｆｈ なる展開式を利用して平均位相差φ□′、φＢ′を展開
し、かつ上記条件により近似すると、となシ、Ｕ′の項
が消えマルチパスによる影響を消消することかできる。

このことはφ＝ｆｆの場合も同様である。

以上のように、直接波とマルチ・やスの到来経路マルチ
パスによる影響が最小となる。φ□′、φ８′２つの位
相差から発信源の方位角θを求めるには、たは−二のと
きの方位角θを導出すれば、マルチパスの影響が最も少
ない方位角θが得られる。

しかしながら、空中線系１１が固定の場合、位相差φが
丁度士−でない限シ誤差が最も少ない方位角θを得るこ
とができない。そこで、第３凶に示すように空中線系ツ
ノを半径Ｒの円周上を動かすことにより、位相差φを０
〜２πまで変化させるようにする。円周の半径Ｒｉ、ｉ
位相差φが０〜２πまで変化するように入力波の波長及
びマルチパスと直接波とがなす角によって決められる。

すなわち、第３図中Ａ点におけるマルチパスと直接波と
の位相差をφ′、入力波の波長をλ、回転角をαとする
と、回転角αの点でのマルチパスと直接波の位相差φは −ｍ（α−−０７月 となる。この式かられかるように、回転角αを変化させ
ると位相差φが変化する。このときの位相差φと方位角
θの関係を第４図に示す。

第４図を見てわかるように、方向探知の結果は、マルチ
パスと直接波の位相差φがＯ〜２πまで変化することに
よシ、φ＝十−以外ではマルチパスの影響を受けること
になる。マルチパスの影響を受けた方向探知の結果は、
φ＝±−のとき求まる方位角を中心として前後に方位角
がずれる。そこで、位相差φを０〜２πまで変化させた
とき、方向探知の結果として得られた方位角の最大値θ
１と最小値θ２との平均値θ３がφ＝±−のときの方位
角を示すことになる。したがって、到来方向算出装ｔｒ
ｉ　１３　Ｕ　、（１）式にもとうき導出された方位角
θの最大値及び最小値を求めそれらの平均値を方向探知
結果として出力する。この出力はマルチパスの影響が最
小に抑えられ直接波の到来方向をより正確に表わしたも
のとなる。

したがって、上記構成による方向探知装置は、マルチパ
スに影響されることなく、直接波の到来方向すなわち電
波の発情源を正確に探知することができる。

同、上記実施例では、全中庫糸１１を半径Ｒの円周上を
移動させるようにしたが、円に限らす位相差φがＯ〜２
πまで変化するような移動手段でめってもよい。また、
その移動手段は電気的、機械的のどちらでもよいことは
勿論である。

［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によれば、マルチパスがイＪ
−在する環境下においても、直接波の到来方向を正確に
探知することのできる方向探知装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る方向探知装置の一実施例を示す
ブロック構成図、第２区は同実施例の空中線系配置図、
第３区は同実施例の空中線系移動手段を示す図、第４図
は第３図の移動手段実行時の位相差と方位角の関係を示
す特性図、第５図は従来のインターフェロメータ方式の
方向探知装置の方向探知手段について説明するための図
である。 １〜５・・・空中線、１１・・・空中勝ホ、１２・・・
位相差測定装置、１３・・・到来方向算出装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数個の空中線が互いに所定の位置関係をもって配置さ
   れ、各空中線に到来する直接波とマルチパスとの経路の
   長さの違いによって生じる位相差が０乃至２πの範囲で
   変化するように移動制御される空中線系と、この空中線
   系の各空中線間に生じる位相差を測定する位相差測定装
   置と、前記位相差測定装置の測定結果から前記直接波と
   マルチパスとの経路の長さの違いによって生じる位相差
   が±π／２となるときの電波到来方向を算出する到来方
   向算出装置とを具備する方向探知装置。