JPH06213989A - 方位測定装置及び時間間隔測定装置 - Google Patents
方位測定装置及び時間間隔測定装置Info
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- JPH06213989A JPH06213989A JP2169293A JP2169293A JPH06213989A JP H06213989 A JPH06213989 A JP H06213989A JP 2169293 A JP2169293 A JP 2169293A JP 2169293 A JP2169293 A JP 2169293A JP H06213989 A JPH06213989 A JP H06213989A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＲＦ信号の到来方位測定において、空中線，
受信機の特性変化による測定精度の劣化がなく、３次元
的に方位を測定できるようにすることを目的とする。 【構成】 一定距離間隔で設置された３本の空中線１０
１ａ〜１０１ｃに入力したＲＦ信号のそれぞれの到達時
刻の差を時間間隔測定回路１０５で測定し、空中線１０
１ａ〜１０１ｃの間隔や、ＲＦ信号の伝搬速度とから入
力ＲＦ信号の到来方向を求める。 【効果】 方位測定を高精度で安価に行うことができ
る。
受信機の特性変化による測定精度の劣化がなく、３次元
的に方位を測定できるようにすることを目的とする。 【構成】 一定距離間隔で設置された３本の空中線１０
１ａ〜１０１ｃに入力したＲＦ信号のそれぞれの到達時
刻の差を時間間隔測定回路１０５で測定し、空中線１０
１ａ〜１０１ｃの間隔や、ＲＦ信号の伝搬速度とから入
力ＲＦ信号の到来方向を求める。 【効果】 方位測定を高精度で安価に行うことができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、入力ＲＦ信号の到来
方向を測定する方位測定装置及び通信機器、レーダ装置
等の分野において利用され２つの入力信号間の時間間隔
を測定する時間間隔測定装置に関するものである。
方向を測定する方位測定装置及び通信機器、レーダ装置
等の分野において利用され２つの入力信号間の時間間隔
を測定する時間間隔測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は、特開平３−５９４８１号公報に
示された従来の方位測定装置を示すブロック図であり、
図において、１０１ａ，１０１ｂは２本の空中線、１０
２ａ，１０２ｂは空中線１０１ａ，１０１ｂでとらえた
ＲＦ信号を受信する２個の受信機、１０３は受信機１０
２ａ，１０２ｂの受信レベルＡ，Ｂを比較する振幅比較
回路、１０４は出力端子である。
示された従来の方位測定装置を示すブロック図であり、
図において、１０１ａ，１０１ｂは２本の空中線、１０
２ａ，１０２ｂは空中線１０１ａ，１０１ｂでとらえた
ＲＦ信号を受信する２個の受信機、１０３は受信機１０
２ａ，１０２ｂの受信レベルＡ，Ｂを比較する振幅比較
回路、１０４は出力端子である。
【０００３】次に動作について説明する。ある一定距離
間隔で設置された２本の指向性空中線１０１ａ，１０１
ｂに入力したＲＦ信号は、それぞれ後受信機１０２ａ，
１０２ｂで受信され、各受信レベルＡ，Ｂは振幅比較回
路１０３に入力され、方位データに変換されて出力端子
１０４に出力される。
間隔で設置された２本の指向性空中線１０１ａ，１０１
ｂに入力したＲＦ信号は、それぞれ後受信機１０２ａ，
１０２ｂで受信され、各受信レベルＡ，Ｂは振幅比較回
路１０３に入力され、方位データに変換されて出力端子
１０４に出力される。
【０００４】例えば、今、２本の空中線１０１ａ，１０
１ｂの指向性利得が図８に示すものである場合、ここに
ＲＦ信号がある角度θで入力すると受信レベルＡ，Ｂに
差が生じ、この差を方位データとして後段の回路で処理
することにより、上記角度θが求められる。
１ｂの指向性利得が図８に示すものである場合、ここに
ＲＦ信号がある角度θで入力すると受信レベルＡ，Ｂに
差が生じ、この差を方位データとして後段の回路で処理
することにより、上記角度θが求められる。
【０００５】以上のように、方位の測定は２つの入力信
号２０４，２０５の受信レベルＡ，Ｂを比較することに
よって行っており、その測定精度は各空中線１０１ａ，
１０１ｂの利得や各受信機１０２ａ，１０２ｂの利得に
よって決定される。
号２０４，２０５の受信レベルＡ，Ｂを比較することに
よって行っており、その測定精度は各空中線１０１ａ，
１０１ｂの利得や各受信機１０２ａ，１０２ｂの利得に
よって決定される。
【０００６】図９は他の従来例を示すもので、図７と同
一符号は同一または相当部分を示し、１０８は位相比較
回路である。
一符号は同一または相当部分を示し、１０８は位相比較
回路である。
【０００７】次に動作について説明する。２本の空中線
１０１ａ，１０１ｂにＲＦ信号がある角度θで入力する
と位相差を生じ、この差を後段の回路で処理することに
より上記角度θが求められる。
１０１ａ，１０１ｂにＲＦ信号がある角度θで入力する
と位相差を生じ、この差を後段の回路で処理することに
より上記角度θが求められる。
【０００８】以上のように、方位の測定は２つの入力信
号の位相を比較することによって行っており、そのため
には装置内における伝搬位相を常時一定とする必要があ
る。また、２本の空中線１０１ａ，１０１ｂを含む平面
上での方位測定しかできない。すなわち、図１０におい
て、ｘ，ｙ，ｚ軸上の垂直角βが小さい場合のｘ，ｙ平
面における水平角θの測定しかできない。
号の位相を比較することによって行っており、そのため
には装置内における伝搬位相を常時一定とする必要があ
る。また、２本の空中線１０１ａ，１０１ｂを含む平面
上での方位測定しかできない。すなわち、図１０におい
て、ｘ，ｙ，ｚ軸上の垂直角βが小さい場合のｘ，ｙ平
面における水平角θの測定しかできない。
【０００９】図１１は、従来の時間間隔測定装置を示す
ブロック図であり、図において、２０１は発振回路、２
０２は発振回路２０１の出力に基づいて基準信号を発生
する基準時間発生回路、２０３はゲート回路、２０６は
スタート信号２０４及びストップ信号２０５を入力とし
て、上記ゲート回路２０３の動作を制御するゲート制御
回路、２０７はゲート回路２０３からの計数パルスを計
数するカウンタである。
ブロック図であり、図において、２０１は発振回路、２
０２は発振回路２０１の出力に基づいて基準信号を発生
する基準時間発生回路、２０３はゲート回路、２０６は
スタート信号２０４及びストップ信号２０５を入力とし
て、上記ゲート回路２０３の動作を制御するゲート制御
回路、２０７はゲート回路２０３からの計数パルスを計
数するカウンタである。
【００１０】次に動作について説明する。図１２におい
て、発振回路２０１の出力信号を基に基準時間発生回路
２０２から基準時間信号となるパルス（図１２（ｄ）参
照）がゲート回路２０３に出力されている。そしてスタ
ート信号２０４，ストップ信号２０５（図１２（ａ），
（ｂ））がゲート制御回路２０６に入力され、ゲート開
閉信号（図１２（ｃ））に変換される。さらにゲート回
路２０３は、このゲート開閉信号によってスタート信号
２０４が入力されてからストップ信号２０５が入力され
るまでの間でゲート回路２０３のゲートを開き、カウン
タ２０７に計数パルスを出力する。カウンタ２０７はこ
の計数パルス（図１２（ｅ））を計数し、スタート信号
２０４が入力されてからストップ信号２０５が入力され
るまでの入力時間間隔を表示する。
て、発振回路２０１の出力信号を基に基準時間発生回路
２０２から基準時間信号となるパルス（図１２（ｄ）参
照）がゲート回路２０３に出力されている。そしてスタ
ート信号２０４，ストップ信号２０５（図１２（ａ），
（ｂ））がゲート制御回路２０６に入力され、ゲート開
閉信号（図１２（ｃ））に変換される。さらにゲート回
路２０３は、このゲート開閉信号によってスタート信号
２０４が入力されてからストップ信号２０５が入力され
るまでの間でゲート回路２０３のゲートを開き、カウン
タ２０７に計数パルスを出力する。カウンタ２０７はこ
の計数パルス（図１２（ｅ））を計数し、スタート信号
２０４が入力されてからストップ信号２０５が入力され
るまでの入力時間間隔を表示する。
【００１１】以上のように時間間隔の測定は基準時間信
号のパルス数を計数することによって行っており、その
ときの測定分解能は基準時間信号の周期（１／周波数）
によって決定される。
号のパルス数を計数することによって行っており、その
ときの測定分解能は基準時間信号の周期（１／周波数）
によって決定される。
【００１２】
【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、図７のように入力Ｒ
Ｆ信号の受信レベル差からその到来角を求める場合に
は、その性能向上のためには各空中線１０１ａ，１０１
ｂの利得や各受信機１０２ａ，１０２ｂの利得を高精度
に設定しておき、しかも常時各利得が一定となるように
しなければならないため、装置が複雑化，大型化，高価
格化し、信頼性が落ちる等の問題点があった。また、入
力ＲＦ信号の位相差からその到来角を求める場合には、
空中線１０１ａ，１０１ｂから位相比較回路１０８まで
の伝搬経路における位相を常時一定とする必要があり、
装置が高価になるばかりでなく、空中線が１次元配列で
ある場合、ＲＦ信号の垂直到来角が大きくなるにつれて
水平到来角の測定値の誤差（コーニング誤差）が大きく
なるという問題点があった。そのほか、受信周波数によ
る振幅，位相変化のため広帯域化が困難であることや、
空中線周囲構造物の反射による空中線パターン歪および
位相の乱れによって測定精度が低下するという問題点が
あった。
以上のように構成されているので、図７のように入力Ｒ
Ｆ信号の受信レベル差からその到来角を求める場合に
は、その性能向上のためには各空中線１０１ａ，１０１
ｂの利得や各受信機１０２ａ，１０２ｂの利得を高精度
に設定しておき、しかも常時各利得が一定となるように
しなければならないため、装置が複雑化，大型化，高価
格化し、信頼性が落ちる等の問題点があった。また、入
力ＲＦ信号の位相差からその到来角を求める場合には、
空中線１０１ａ，１０１ｂから位相比較回路１０８まで
の伝搬経路における位相を常時一定とする必要があり、
装置が高価になるばかりでなく、空中線が１次元配列で
ある場合、ＲＦ信号の垂直到来角が大きくなるにつれて
水平到来角の測定値の誤差（コーニング誤差）が大きく
なるという問題点があった。そのほか、受信周波数によ
る振幅，位相変化のため広帯域化が困難であることや、
空中線周囲構造物の反射による空中線パターン歪および
位相の乱れによって測定精度が低下するという問題点が
あった。
【００１３】さらに、従来の時間間隔測定装置では、時
間間隔の測定分解能を上げるためには、基準時間信号の
周波数を高くすることが必要となる。しかしながら、数
ｎｓ以下の分解能を得るためには基準時間信号の周波数
にＵＨＦ〜マイクロ波帯を用いることとなり、ゲート回
路２０３，カウンタ２０７の実現が困難となるばかりで
なく、高価なものとなるなどの問題点があった。
間間隔の測定分解能を上げるためには、基準時間信号の
周波数を高くすることが必要となる。しかしながら、数
ｎｓ以下の分解能を得るためには基準時間信号の周波数
にＵＨＦ〜マイクロ波帯を用いることとなり、ゲート回
路２０３，カウンタ２０７の実現が困難となるばかりで
なく、高価なものとなるなどの問題点があった。
【００１４】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、空中線，受信機の利得，位相，
周波数，温度が変化してもそれによって測定精度が影響
を受けることがなく、３次元的に方位を測定できる方位
測定装置を得ることを目的とする。また、安価で数ｎｓ
以下の分解能を容易に得ることができる時間間隔測定装
置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、空中線，受信機の利得，位相，
周波数，温度が変化してもそれによって測定精度が影響
を受けることがなく、３次元的に方位を測定できる方位
測定装置を得ることを目的とする。また、安価で数ｎｓ
以下の分解能を容易に得ることができる時間間隔測定装
置を得ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る方
位測定装置は、一定距離間隔をへだてて設置された３本
の空中線と、各空中線でとらえたＲＦ信号を各々受信す
る３個の受信機と、各受信機で受信されたＲＦ信号の到
達時刻差を求める時間間隔測定回路１０５と、得られた
時間間隔からＲＦ信号の到来方向を求める方位算出回路
１０６とを備えたものである。
位測定装置は、一定距離間隔をへだてて設置された３本
の空中線と、各空中線でとらえたＲＦ信号を各々受信す
る３個の受信機と、各受信機で受信されたＲＦ信号の到
達時刻差を求める時間間隔測定回路１０５と、得られた
時間間隔からＲＦ信号の到来方向を求める方位算出回路
１０６とを備えたものである。
【００１６】請求項２の発明に係る方位測定装置は、請
求項１における空中線及び受信機を４つ以上設けたもの
である。
求項１における空中線及び受信機を４つ以上設けたもの
である。
【００１７】請求項３の発明に係る時間間隔測定装置
は、時間的に変化する電圧を発生させる信号発生回路
と、この信号発生回路の出力が加えられる２個のＡ／Ｄ
変換器と、Ａ／Ｄ変換器から得られた電圧値から時間間
隔を求めるための信号処理回路とを備えたものである。
は、時間的に変化する電圧を発生させる信号発生回路
と、この信号発生回路の出力が加えられる２個のＡ／Ｄ
変換器と、Ａ／Ｄ変換器から得られた電圧値から時間間
隔を求めるための信号処理回路とを備えたものである。
【００１８】請求項４の発明に係る時間間隔測定装置
は、上記信号発生回路にのこぎり波発生回路又は正弦波
発生回路を用いたものである。
は、上記信号発生回路にのこぎり波発生回路又は正弦波
発生回路を用いたものである。
【００１９】
【作用】請求項１の発明における方位測定装置は、ある
方向から到来したＲＦ信号を、一定距離間隔をへだてて
設置された複数の空中線で受けることにより生じた到達
時間差を時間間隔測定回路で測定し、方位算出回路にお
いて空中線の間隔やＲＦ信号の伝搬速度とから、上記Ｒ
Ｆ信号の到来方向を３次元で求めることができる。
方向から到来したＲＦ信号を、一定距離間隔をへだてて
設置された複数の空中線で受けることにより生じた到達
時間差を時間間隔測定回路で測定し、方位算出回路にお
いて空中線の間隔やＲＦ信号の伝搬速度とから、上記Ｒ
Ｆ信号の到来方向を３次元で求めることができる。
【００２０】請求項２の発明における方位測定装置は、
空中線及び受信機を４つ以上設けることで、ＲＦ信号が
どの方向から到来してもその水平角，垂直角を測定する
ことができる。
空中線及び受信機を４つ以上設けることで、ＲＦ信号が
どの方向から到来してもその水平角，垂直角を測定する
ことができる。
【００２１】請求項３の発明における時間間隔測定装置
は、信号発生回路の時間的に変換する出力電圧を異なる
２つの入力信号のタイミングでＡ／Ｄ変換し、信号処理
回路から時間データに変換して得るようにしたことによ
り、上記２つの入力信号の時間間隔を、その間に変化し
た信号発生回路の出力電圧としてとらえることができ、
容易に分解能を向上することができる。
は、信号発生回路の時間的に変換する出力電圧を異なる
２つの入力信号のタイミングでＡ／Ｄ変換し、信号処理
回路から時間データに変換して得るようにしたことによ
り、上記２つの入力信号の時間間隔を、その間に変化し
た信号発生回路の出力電圧としてとらえることができ、
容易に分解能を向上することができる。
【００２２】請求項４の発明における時間間隔測定装置
は、時間的に変化する電圧として、のこぎり波電圧又は
正弦波電圧を用いることにより、２つの入力信号間の時
間が連続的なアナログ量としてとらえられ、高周波帯域
の信号を用いることなく容易な構成で時間間隔を数ｎｓ
以下の分解能で測定することができる。
は、時間的に変化する電圧として、のこぎり波電圧又は
正弦波電圧を用いることにより、２つの入力信号間の時
間が連続的なアナログ量としてとらえられ、高周波帯域
の信号を用いることなく容易な構成で時間間隔を数ｎｓ
以下の分解能で測定することができる。
【００２３】
実施例１．以下、請求項１の発明の一実施例を図につい
て説明する。図１は実施例１による方位測定装置を示す
ブロック図であり、図において、１０１ａ，１０１ｂ，
１０１ｃはある一定距離間隔で設置された３本の空中線
１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは各空中線１０１ａ〜１
０１ｃでＲＦ信号をとらえるための３個の受信機であ
り、１０５は各受信機１０２ａ〜１０２ｃで受信された
ＲＦ信号の到達時刻差を測定する時間間隔測定回路、１
０６は得られた到達時間差から到来ＲＦ信号の水平角及
び垂直角を出力する方位算出回路である。１０７ａ，１
０７ｂはそれぞれ水平角，垂直角の出力端子である。
て説明する。図１は実施例１による方位測定装置を示す
ブロック図であり、図において、１０１ａ，１０１ｂ，
１０１ｃはある一定距離間隔で設置された３本の空中線
１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは各空中線１０１ａ〜１
０１ｃでＲＦ信号をとらえるための３個の受信機であ
り、１０５は各受信機１０２ａ〜１０２ｃで受信された
ＲＦ信号の到達時刻差を測定する時間間隔測定回路、１
０６は得られた到達時間差から到来ＲＦ信号の水平角及
び垂直角を出力する方位算出回路である。１０７ａ，１
０７ｂはそれぞれ水平角，垂直角の出力端子である。
【００２４】次に動作について説明する。図２に示すよ
うに、空中線１０１ａの座標Ａを（０，０）、空中線１
０１ｂ，１０１ｃの座標Ｂ，Ｃをそれぞれ（ｘｂ，ｙ
ｂ），（ｘｃ，ｙｃ）とする座標系を考える。ただし、
Ａ，Ｂ，Ｃは同一直線上にないものとする。今、ｘ−ｚ
平面に対してθ，ｘ−ｙ平面に対してβの角度をもった
ＲＦ信号が到来した場合、次の関係が成り立つ。 ｃ（ｔａ−ｔｂ）ｃｏｓβ＝ｘｂｃｏｓθ＋ｙｂｓｉｎθ ‥‥（１） ｃ（ｔａ−ｔｃ）ｃｏｓβ＝ｘｃｃｏｓθ＋ｙｃｓｉｎθ ‥‥（２） ここで、ｔａ，ｔｂ，ｔｃはそれぞれ空中線１０１ａ，
１０１ｂ，１０１ｃでのＲＦ信号到来時刻、ｃはＲＦ信
号の伝搬速度である。従って（１），（２）式からＲＦ
信号の水平到来角θ，垂直到来角βは次の式から求める
ことができる。
うに、空中線１０１ａの座標Ａを（０，０）、空中線１
０１ｂ，１０１ｃの座標Ｂ，Ｃをそれぞれ（ｘｂ，ｙ
ｂ），（ｘｃ，ｙｃ）とする座標系を考える。ただし、
Ａ，Ｂ，Ｃは同一直線上にないものとする。今、ｘ−ｚ
平面に対してθ，ｘ−ｙ平面に対してβの角度をもった
ＲＦ信号が到来した場合、次の関係が成り立つ。 ｃ（ｔａ−ｔｂ）ｃｏｓβ＝ｘｂｃｏｓθ＋ｙｂｓｉｎθ ‥‥（１） ｃ（ｔａ−ｔｃ）ｃｏｓβ＝ｘｃｃｏｓθ＋ｙｃｓｉｎθ ‥‥（２） ここで、ｔａ，ｔｂ，ｔｃはそれぞれ空中線１０１ａ，
１０１ｂ，１０１ｃでのＲＦ信号到来時刻、ｃはＲＦ信
号の伝搬速度である。従って（１），（２）式からＲＦ
信号の水平到来角θ，垂直到来角βは次の式から求める
ことができる。
【００２５】 θ＝ｔａｎ-1｛ｘｃ・（ｔａ−ｔｂ）−ｘｂ・（ｔａ／ｔｃ）｝ ／｛ｙｂ・（ｔａ−ｔｃ）−ｙｃ・（ｔａ−ｔｂ）｝‥‥（３） β＝ｃｏｓ-1（ｓｉｎθ／ｃ）・｛（ｘｃ・ｙｂ−ｘｂ・ｙｃ） ／｛ｘｃ・（ｔａ−ｔｂ）−ｘｂ・（ｔａ−ｔｃ）｝｝‥（４）
【００２６】（３），（４）式で示されたＲＦ信号到来
時間差ｔａ−ｔｂ，ｔａ−ｔｃが時間間隔測定回路１０
５で得られ、方位算出回路１０４によりθ，βの算出が
行われて出力端子１０７ａ，１０７ｂに出力される。
時間差ｔａ−ｔｂ，ｔａ−ｔｃが時間間隔測定回路１０
５で得られ、方位算出回路１０４によりθ，βの算出が
行われて出力端子１０７ａ，１０７ｂに出力される。
【００２７】以上のように、本実施例１によれば、一定
距離間隔をへだてて設置された３本の空中線１０１ａ〜
１０１ｃと、各空中線でＲＦ信号をとらえるための３個
の受信機１０２ａ〜１０２ｃと、各受信機で受信された
ＲＦ信号の到達時間差を測定する時間間隔測定回路１０
５と、得られた到達時間差から水平角θ，垂直角βを求
める方位算出回路１０６とを備えているために、各空中
線，受信機において利得，位相，周波数，温度に変化が
生じても、それによって測定精度が影響を受けることが
なく、また入力信号の立ち上り時刻のみを計測している
ので、周囲構造物による反射信号があっても測定精度が
影響されず、高精度の３次元方位測定を行うことができ
る。
距離間隔をへだてて設置された３本の空中線１０１ａ〜
１０１ｃと、各空中線でＲＦ信号をとらえるための３個
の受信機１０２ａ〜１０２ｃと、各受信機で受信された
ＲＦ信号の到達時間差を測定する時間間隔測定回路１０
５と、得られた到達時間差から水平角θ，垂直角βを求
める方位算出回路１０６とを備えているために、各空中
線，受信機において利得，位相，周波数，温度に変化が
生じても、それによって測定精度が影響を受けることが
なく、また入力信号の立ち上り時刻のみを計測している
ので、周囲構造物による反射信号があっても測定精度が
影響されず、高精度の３次元方位測定を行うことができ
る。
【００２８】実施例２．図３は請求項２の発明の一実施
例による方位測定装置を示すブロック図であり、この実
施例２では、上記実施例１において空中線，受信機をも
う１系統設けることで全空間にわたって方位を測定でき
るようにしたものである。図において、１０１ｄ，１０
２ｄはそれぞれもう１系統の空中線，受信機である。
例による方位測定装置を示すブロック図であり、この実
施例２では、上記実施例１において空中線，受信機をも
う１系統設けることで全空間にわたって方位を測定でき
るようにしたものである。図において、１０１ｄ，１０
２ｄはそれぞれもう１系統の空中線，受信機である。
【００２９】次に動作について説明する。空中線１０１
ｄは空中線１０１ａ〜１０１ｃの座標により決定される
平面外に位置するものとする。ＲＦ信号の到来方向によ
り４つの空中線１０１ａ〜１０１ｄのうち適当な３つを
選択することで、ＲＦ信号がどの方向から到来してもそ
の水平角，垂直角を測定することができる。
ｄは空中線１０１ａ〜１０１ｃの座標により決定される
平面外に位置するものとする。ＲＦ信号の到来方向によ
り４つの空中線１０１ａ〜１０１ｄのうち適当な３つを
選択することで、ＲＦ信号がどの方向から到来してもそ
の水平角，垂直角を測定することができる。
【００３０】なお、上記実施例２では空中線，受信機を
４系統としたが、系統数は４つ以上でもよい。
４系統としたが、系統数は４つ以上でもよい。
【００３１】実施例３．図４は請求項３，４の発明の一
実施例による時間間隔測定装置を示す構成図であり、図
において、図９と同一符号は同一または相当部分を示
し、２０８は信号発生回路であり、この実施例３ではの
こぎり波発生回路（信号発生回路）が用いられている。
２０９ａ，２０９ｂはそれぞれスタート信号２０４，ス
トップ信号２０５の立上がりで作動するＡ／Ｄ変換器、
２１０はＡ／Ｄ変換器２０９ａ，２０９ｂの電圧データ
を時間間隔データに変換する信号処理回路、２１１は出
力端子である。また、上記のこぎり波発生回路は、例え
ば、オペレーショナルアンプ２０８ａ，コンデンサ２０
８ｂ，２０８ｆ，トランジスタ２０８ｃ，抵抗２０８ｄ
〜ｅ，ＤＣ電源２０８ｇ，パルス発生器２０８ｈから構
成され、のこぎり波電圧ＴＨを出力する。なお、スター
ト信号２０４，ストップ信号２０５は異るタイミングで
入力する２つの入力信号である。
実施例による時間間隔測定装置を示す構成図であり、図
において、図９と同一符号は同一または相当部分を示
し、２０８は信号発生回路であり、この実施例３ではの
こぎり波発生回路（信号発生回路）が用いられている。
２０９ａ，２０９ｂはそれぞれスタート信号２０４，ス
トップ信号２０５の立上がりで作動するＡ／Ｄ変換器、
２１０はＡ／Ｄ変換器２０９ａ，２０９ｂの電圧データ
を時間間隔データに変換する信号処理回路、２１１は出
力端子である。また、上記のこぎり波発生回路は、例え
ば、オペレーショナルアンプ２０８ａ，コンデンサ２０
８ｂ，２０８ｆ，トランジスタ２０８ｃ，抵抗２０８ｄ
〜ｅ，ＤＣ電源２０８ｇ，パルス発生器２０８ｈから構
成され、のこぎり波電圧ＴＨを出力する。なお、スター
ト信号２０４，ストップ信号２０５は異るタイミングで
入力する２つの入力信号である。
【００３２】次に動作について説明する。図５に示すよ
うに、スタート信号２０４の立ち上がりで動作したとき
のＡ／Ｄ変換器２０９ａの出力がＶｓ、ストップ信号２
０５の立ち上がりで動作したときのＡ／Ｄ変換器２０９
ｂの出力がＶｅであったとすれば、スタート信号２０
４、ストップ信号２０５間の時間間隔Δｔは、以下のよ
うに表される。 Δｔ＝ΔＶ／α＝（Ｖｅ−Ｖｓ）／α ‥‥‥‥‥（５） ただし、αはのこぎり波の傾きを表す。（５）式で示し
た処理が信号処理回路２１０で行われ、出力端子２１１
に時間間隔データが出力される。信号処理回路２１０は
時間間隔データ算出後、２個のＡ／Ｄ変換器にリセット
信号を出力し、次のスタート信号２０４，ストップ信号
２０５を待ち受ける状態となる。
うに、スタート信号２０４の立ち上がりで動作したとき
のＡ／Ｄ変換器２０９ａの出力がＶｓ、ストップ信号２
０５の立ち上がりで動作したときのＡ／Ｄ変換器２０９
ｂの出力がＶｅであったとすれば、スタート信号２０
４、ストップ信号２０５間の時間間隔Δｔは、以下のよ
うに表される。 Δｔ＝ΔＶ／α＝（Ｖｅ−Ｖｓ）／α ‥‥‥‥‥（５） ただし、αはのこぎり波の傾きを表す。（５）式で示し
た処理が信号処理回路２１０で行われ、出力端子２１１
に時間間隔データが出力される。信号処理回路２１０は
時間間隔データ算出後、２個のＡ／Ｄ変換器にリセット
信号を出力し、次のスタート信号２０４，ストップ信号
２０５を待ち受ける状態となる。
【００３３】このように本実施例３によれば、スタート
信号２０４が入力されてからストップ信号２０５が入力
されるまでの間に変化したのこぎり波電圧ＴＨから時間
データを得るようにしたので、スタート信号２０４，ス
トップ信号２０５間の時間が連続的なアナログ量として
とらえられ、高周波帯域の信号を用いることなく、容易
な構成で時間間隔を数ｎｓ以下の分解能で測定すること
ができる。
信号２０４が入力されてからストップ信号２０５が入力
されるまでの間に変化したのこぎり波電圧ＴＨから時間
データを得るようにしたので、スタート信号２０４，ス
トップ信号２０５間の時間が連続的なアナログ量として
とらえられ、高周波帯域の信号を用いることなく、容易
な構成で時間間隔を数ｎｓ以下の分解能で測定すること
ができる。
【００３４】実施例４．図６は請求項３，４の発明の他
の実施例による時間間隔測定装置を示す構成図である。
この実施例４では、のこぎり波発生回路（信号発生回
路）として正弦波発生回路（信号発生回路）２１２を用
いると共に、信号処理回路２１０内に正弦波電圧Ｓの電
圧−時刻の関係に対応して、Ａ／Ｄ変換器２０９ａ，２
０９ｂから入力する電圧データを時刻データに変換する
２個の記憶回路２１３ａ，２１３ｂを設けたものであ
る。また、上記正弦波発生回路（信号発生回路）２１２
は、正弦波発振器２１２ａ，１８０°位相変換器２１２
ｂ，スイッチ２１２ｃ，コンパレータ２１２ｄ，ＤＣ電
源２１２ｅ及び抵抗２１２ｆから構成される。尚、正弦
波電圧Ｓとして、ここでは図示のように最大振幅毎に位
相が１８０°反転する波形が用いられている。
の実施例による時間間隔測定装置を示す構成図である。
この実施例４では、のこぎり波発生回路（信号発生回
路）として正弦波発生回路（信号発生回路）２１２を用
いると共に、信号処理回路２１０内に正弦波電圧Ｓの電
圧−時刻の関係に対応して、Ａ／Ｄ変換器２０９ａ，２
０９ｂから入力する電圧データを時刻データに変換する
２個の記憶回路２１３ａ，２１３ｂを設けたものであ
る。また、上記正弦波発生回路（信号発生回路）２１２
は、正弦波発振器２１２ａ，１８０°位相変換器２１２
ｂ，スイッチ２１２ｃ，コンパレータ２１２ｄ，ＤＣ電
源２１２ｅ及び抵抗２１２ｆから構成される。尚、正弦
波電圧Ｓとして、ここでは図示のように最大振幅毎に位
相が１８０°反転する波形が用いられている。
【００３５】次に動作について説明する。スタート信号
（入力信号）２０４，ストップ信号（入力信号）２０５
の立ち上がりでそれぞれ動作するＡ／Ｄ変換器２０９
ａ，２０９ｂから得られた２つの電圧データを、記憶回
路２１３ａ，２１３ｂで正弦波電圧Ｓの電圧−時刻の関
係に対応して時刻データに変換し、その差を算出するこ
とにより、スタート信号２０４，ストップ信号２０５間
の時間間隔を得ることができる。
（入力信号）２０４，ストップ信号（入力信号）２０５
の立ち上がりでそれぞれ動作するＡ／Ｄ変換器２０９
ａ，２０９ｂから得られた２つの電圧データを、記憶回
路２１３ａ，２１３ｂで正弦波電圧Ｓの電圧−時刻の関
係に対応して時刻データに変換し、その差を算出するこ
とにより、スタート信号２０４，ストップ信号２０５間
の時間間隔を得ることができる。
【００３６】以上のように、本実施例４によれば、２つ
の入力信号間の時間間隔を既知の電圧−時間の関係に対
応して変化する電圧としてとらえ、時間データに変換し
て得るようにしたので、実施例３と同等の分解能で時間
間隔を容易に測定することができる。なお、上記実施例
３，４では時間的に変化する電圧としてのこぎり波，正
弦波を用いたが他の波形でもよい。
の入力信号間の時間間隔を既知の電圧−時間の関係に対
応して変化する電圧としてとらえ、時間データに変換し
て得るようにしたので、実施例３と同等の分解能で時間
間隔を容易に測定することができる。なお、上記実施例
３，４では時間的に変化する電圧としてのこぎり波，正
弦波を用いたが他の波形でもよい。
【００３７】また、実施例３，４で説明した時間間隔測
定装置を、実施例１，２で使用することにより、高精度
の３次元方位測定装置を実現することもできる。
定装置を、実施例１，２で使用することにより、高精度
の３次元方位測定装置を実現することもできる。
【００３８】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、一定距離間隔をへだてて設置された３本の空中線に
到来するＲＦ信号の到達時刻差から、その到来方向を３
次元で測定できるように構成したので、各空中線，受信
機において、利得，位相，周波数，温度の変化や、周囲
構造物の反射信号に対して測定精度が影響されず、コー
ニング誤差を排除した高精度の３次元方位測定を安価で
行うことができる効果がある。
ば、一定距離間隔をへだてて設置された３本の空中線に
到来するＲＦ信号の到達時刻差から、その到来方向を３
次元で測定できるように構成したので、各空中線，受信
機において、利得，位相，周波数，温度の変化や、周囲
構造物の反射信号に対して測定精度が影響されず、コー
ニング誤差を排除した高精度の３次元方位測定を安価で
行うことができる効果がある。
【００３９】請求項２の発明によれば、４つ以上の空中
線、受信機を用いるように構成したので、あらゆる方向
から到来するＲＦ信号の水平角，垂直角を測定できる効
果がある。
線、受信機を用いるように構成したので、あらゆる方向
から到来するＲＦ信号の水平角，垂直角を測定できる効
果がある。
【００４０】請求項３の発明によれば、２つの入力信号
間の時間間隔を、時間的に変化する電圧としてとらえ、
その電圧を時間に変換して測定するように構成したの
で、高分解能な時間間隔測定を容易に行うことができる
効果がある。
間の時間間隔を、時間的に変化する電圧としてとらえ、
その電圧を時間に変換して測定するように構成したの
で、高分解能な時間間隔測定を容易に行うことができる
効果がある。
【００４１】請求項４の発明によれば、２つの入力信号
間の時間間隔を、のこぎり波又は正弦波電圧の変化とし
てとらえ、その電圧を時間に変換して測定するように構
成したので、高周波信号を用いることなく高分解能な時
間間隔測定装置が安価で得られる効果がある。
間の時間間隔を、のこぎり波又は正弦波電圧の変化とし
てとらえ、その電圧を時間に変換して測定するように構
成したので、高周波信号を用いることなく高分解能な時
間間隔測定装置が安価で得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明の実施例１による方位測定装置
の構成図である。
の構成図である。
【図２】上記実施例１による方位測定装置の動作を説明
するための説明図である。
するための説明図である。
【図３】請求項２の発明の実施例２による方位測定装置
の構成図である。
の構成図である。
【図４】請求項３，４の発明の実施例３による時間間隔
測定装置の構成図である。
測定装置の構成図である。
【図５】上記実施例３による時間間隔測定装置の動作を
示す波形図である。
示す波形図である。
【図６】請求項３，４の発明の実施例４による時間間隔
測定装置の構成図である。
測定装置の構成図である。
【図７】従来の方位測定装置のブロック図である。
【図８】上記方位測定装置の動作を説明するための特性
図である。
図である。
【図９】従来の他の方位測定装置のブロック図である。
【図１０】上記方位測定装置の測定方位を説明するため
の説明図である。
の説明図である。
【図１１】従来の時間間隔測定装置のブロック図であ
る。
る。
【図１２】上記時間間隔測定装置の動作を示す波形図で
ある。
ある。
１０１ａ〜１０１ｄ 空中線 １０２ａ〜１０２ｄ 受信機 １０５ 時間間隔測定回路 １０６ 方位算出回路 ２０４ スタート信号（入力信号） ２０５ ストップ信号（入力信号） ２０８ のこぎり波発生回路（信号発生回路） ２０９ａ〜２０９ｂ Ａ／Ｄ変換器 ２１０ 信号処理回路 ２１２ 正弦波発生回路（信号発生回路）
Claims (4)
- 【請求項１】 一定距離間隔をへだてて設置された３本
の空中線と、上記各空中線でとらえたＲＦ信号を各々受
信する３個の受信機と、上記各受信機で受信されたＲＦ
信号の到達時刻差を求める時間間隔測定回路と、上記時
間間隔測定回路から得られる到達時刻差から上記ＲＦ信
号の到来方向を求める方位算出回路とを備えた方位測定
装置。 - 【請求項２】 上記空中線及び受信機を４つ以上設けた
ことを特徴とする請求項１記載の方位測定装置。 - 【請求項３】 異なるタイミングで入力される２つの入
力信号間の時間間隔を測定する時間間隔測定装置におい
て、時間的に変化する電圧を出力する信号発生回路と、
上記２つの入力信号のタイミングで動作する２個のＡ／
Ｄ変換器と、上記各Ａ／Ｄ変換器の各々の出力電圧を、
上記信号発生回路の出力電圧と時刻との関係に対応して
各々時刻に変換し、変換された時刻に基づいて上記２つ
の入力信号間の時間間隔を求める信号処理回路とを備え
たことを特徴とする時間間隔測定装置。 - 【請求項４】 上記信号発生回路としてのこぎり波発生
回路又は正弦波発生回路を用いたことを特徴とする請求
項３記載の時間間隔測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2169293A JPH06213989A (ja) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | 方位測定装置及び時間間隔測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2169293A JPH06213989A (ja) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | 方位測定装置及び時間間隔測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06213989A true JPH06213989A (ja) | 1994-08-05 |
Family
ID=12062128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2169293A Pending JPH06213989A (ja) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | 方位測定装置及び時間間隔測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06213989A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008128958A (ja) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 電波到来方位測定装置および該方法 |
| JP2008128806A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 電波到来方位測定装置および該方法 |
| JP2011007739A (ja) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Japan Radio Co Ltd | 到来角標定装置および位置標定装置 |
| JP2015505043A (ja) * | 2011-12-16 | 2015-02-16 | トラックマン・アクティーゼルスカブＴｒａｃｋｍａｎ Ａ／Ｓ | 入射放射の到来方向を決定する方法及びセンサ |
| US9855481B2 (en) | 2009-01-29 | 2018-01-02 | Trackman A/S | Systems and methods for illustrating the flight of a projectile |
| US9857459B2 (en) | 2004-07-02 | 2018-01-02 | Trackman A/S | Method and an apparatus for determining a deviation between an actual direction of a launched projectile and a predetermined direction |
| US10379214B2 (en) | 2016-07-11 | 2019-08-13 | Trackman A/S | Device, system and method for tracking multiple projectiles |
| US10393870B2 (en) | 2005-03-03 | 2019-08-27 | Trackman A/S | Determination of spin parameters of a sports ball |
| US10444339B2 (en) | 2016-10-31 | 2019-10-15 | Trackman A/S | Skid and roll tracking system |
| US10989791B2 (en) | 2016-12-05 | 2021-04-27 | Trackman A/S | Device, system, and method for tracking an object using radar data and imager data |
-
1993
- 1993-01-18 JP JP2169293A patent/JPH06213989A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10473778B2 (en) | 2004-07-02 | 2019-11-12 | Trackman A/S | Method and an apparatus for determining a deviation between an actual direction of a launched projectile and a predetermined direction |
| US9857459B2 (en) | 2004-07-02 | 2018-01-02 | Trackman A/S | Method and an apparatus for determining a deviation between an actual direction of a launched projectile and a predetermined direction |
| US10052542B2 (en) | 2004-07-02 | 2018-08-21 | Trackman A/S | Systems and methods for coordinating radar data and image data to track a flight of a projectile |
| US10393870B2 (en) | 2005-03-03 | 2019-08-27 | Trackman A/S | Determination of spin parameters of a sports ball |
| JP2008128806A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 電波到来方位測定装置および該方法 |
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| US9855481B2 (en) | 2009-01-29 | 2018-01-02 | Trackman A/S | Systems and methods for illustrating the flight of a projectile |
| US10315093B2 (en) | 2009-01-29 | 2019-06-11 | Trackman A/S | Systems and methods for illustrating the flight of a projectile |
| JP2011007739A (ja) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Japan Radio Co Ltd | 到来角標定装置および位置標定装置 |
| US9958527B2 (en) | 2011-12-16 | 2018-05-01 | Trackman A/S | Method and a sensor for determining a direction-of-arrival of impingent radiation |
| JP2015505043A (ja) * | 2011-12-16 | 2015-02-16 | トラックマン・アクティーゼルスカブＴｒａｃｋｍａｎ Ａ／Ｓ | 入射放射の到来方向を決定する方法及びセンサ |
| US10379214B2 (en) | 2016-07-11 | 2019-08-13 | Trackman A/S | Device, system and method for tracking multiple projectiles |
| US10444339B2 (en) | 2016-10-31 | 2019-10-15 | Trackman A/S | Skid and roll tracking system |
| US10989791B2 (en) | 2016-12-05 | 2021-04-27 | Trackman A/S | Device, system, and method for tracking an object using radar data and imager data |
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