JP2896398B2 - Direction finder - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は複数のアンテナを
用い、各アンテナからの出力を、ミュージック法により
処理して、同時に到来する複数方向からの電波の到来を
探知する方向探知機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a direction finder that uses a plurality of antennas, processes the output from each antenna by a music method, and detects arrival of radio waves from a plurality of directions arriving at the same time.
【0002】[0002]
【従来の技術】アンテナの指向方向を回転することな
く、3本以上の無指向性アンテナを用いて、これらアン
テナに受信される受信電波の位相差を検出することによ
り、瞬時的電波の到来方向も探知可能としたものがあ
る。しかしこれは複数の方向から同時に到来する電波の
到来方向を探知することはできない。2. Description of the Related Art The direction of arrival of an instantaneous radio wave is detected by detecting the phase difference between radio waves received by these antennas using three or more omnidirectional antennas without rotating the direction of the antenna. Some are also detectable. However, this cannot detect the direction of arrival of radio waves arriving simultaneously from a plurality of directions.
【0003】3つ以上のアンテナを用いて各アンテナか
ら受信出力をミュージック(MUSIC;Multiple Sig
nal Classification)法により処理することにより複数
方向から同時に到来する電波の各方向を探知できること
が、IEEE・Trans.ANTENA ANDPROPAGATION vol, AP-34,
No.3,March 1986,P276 〜280 に提案されている。しか
しこの方法を実施した方向探知機はいまだ実現されてい
ない。[0003] Using three or more antennas, the reception output from each antenna is converted to music (MUSIC; Multiple Sig).
nal Classification) method, it is possible to detect each direction of radio waves arriving simultaneously from multiple directions. IEEE ・ Trans.ANTENA ANDPROPAGATION vol, AP-34,
No. 3, March 1986, pp. 276-280. However, a direction finder implementing this method has not been realized yet.
【0004】この発明の目的はミュージック法による処
理を用いた方向探知機を実現することにある。An object of the present invention is to realize a direction finder using processing by the music method.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明によれば
N個(Nは3以上の整数)の無指向性又は指向性アンテ
ナの受信出力はそれぞれ対数増幅器を含むN個の受信器
に供給され、N個の受信器の各出力はそれぞれN個のA
/D変換器でデジタル信号に変換され、これらA/D変
換器の出力はそれぞれN個の対数−直線性変換器で直線
性信号に変換され、これら変換出力はそれぞれN個のフ
ーリエ変換器でフーリエ変換され、これらフーリエ変換
出力はデータ処理部でミュージック法で処理されて、ア
ンテナに受信された電波の到来方向が演算される。According to the first aspect of the present invention,
N (N is an integer of 3 or more) receiving the output of the non-directional or directional antenna is supplied to each of the N receiver including a logarithmic amplifier, each of the output of the N receivers N number of A
Are converted to digital signals by an A / D converter, and the outputs of these A / D converters are converted to linear signals by N log-linear converters, respectively, and these converted outputs are output by N Fourier converters, respectively. Fourier transform is performed, and the output of the Fourier transform is processed by the data processing unit by the music method, and the arrival direction of the radio wave received by the antenna is calculated.
【0006】アンテナの数としては奇数が望ましい。 An odd number of antennas is desirable .
【0007】更にミュージック法の演算処理における固
有ベクトルと、アンテナ電圧ベクトルとの内積計算にお
いて、探知角度領域を分割し、その各分割された領域に
ついて、所望精度の単位角度よりも大きい所定角度α°
ごとに内積計算を行い、これら計算結果中の小さい方か
ら所定数a個だけを選び、そのa個のそれぞれと対応す
る角度についてα°/2小さい角度に対して内積を計算
し、その計算結果と、前記a個とのうちの小さい方より
所定数b個を選び、そのb個に対する角度について、こ
れを中心とする角度αの領域よりも単位角度小さい領域
中における所望精度の各点について内積を演算し、その
各b個について領域内の計算した内積の極小値を求め、
これら求められた極小値の全体から小さい方の(N−
1)個を選び、更に同様に並列処理された分割領域の
(N−1)個の極小値の全体から、小さい方の推定受信
数Mだけ選択する。 Further , in the inner product calculation of the eigenvector and the antenna voltage vector in the arithmetic processing of the music method, the detection angle area is divided, and for each of the divided areas, a predetermined angle α ° larger than the unit angle of the desired accuracy.
The inner product calculation is performed for each of them, and only a predetermined number a is selected from the smaller one of the calculation results, and the inner product is calculated for an angle corresponding to each of the a numbers for an angle smaller by α ° / 2, and the calculation result is obtained. And a predetermined number b is selected from the smaller one of the a and the inner product for each point of the desired accuracy in an area smaller than the area of the angle α by a unit angle with respect to the angle b with respect to the b. And calculate the minimum value of the calculated inner product in the region for each of the b values,
The smaller (N−
1) is selected, and a smaller estimated reception number M is selected from all of the (N-1) minimum values of the divided regions similarly processed in parallel.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】図1にこの発明の実施例を示す。
N個のアンテナ111 〜11N は例えばモノポールアン
テナであって、同一円上に等間隔に設けられている。こ
れらアンテナ111 〜11N の受信出力はそれぞれ受信
器121 〜12N へ供給される。受信器121 〜12N
は同一構成であり、その1つの受信器121 について述
べれば例えば減衰器13−高周波増幅器14−第1周波
数変換器15−第1中間周波増幅器16−第2周波数変
換器17−第2中間周波増幅用の対数増幅器18−バッ
ファ増幅器19よりなっている。対数増幅器18は入出
力特性が対数関数となってるものであり、大きな入力は
飽和する傾向を示す。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
The N's antennas 11 1 to 11 N for example, a monopole antenna, are provided at equal intervals on the same circle. Reception output of the antenna 11 1 to 11 N are supplied to the receiver 12 1 to 12 N, respectively. Receivers 12 1 to 12 N
Is the same configuration, the one receiver 12 Stated for one example attenuator 13- RF amplifier 14 first frequency converter 15 first intermediate frequency amplifier 16 second frequency converter 17 a second intermediate frequency It comprises a logarithmic amplifier 18 for amplification and a buffer amplifier 19. The logarithmic amplifier 18 has an input / output characteristic of a logarithmic function, and a large input tends to be saturated.
【0009】受信器121 〜12N の各第1周波数変換
器15には周波数可変の局部発振器21からの局部信号
が共通に供給され、各第2周波数変換器17には周波数
固定の局部発振器22から局部信号が共通に供給され
る。受信器121 〜12N の各出力はそれぞれデジタル
処理部231 〜23N でそれぞれデジタル値に変換され
て処理された後、データ処理部24へ供給されてミュー
ジック法により処理がなされて表示器25に表示され
る。A local signal from a frequency-variable local oscillator 21 is commonly supplied to each of the first frequency converters 15 of the receivers 12 1 to 12 N, and a fixed frequency local oscillator is supplied to each of the second frequency converters 17. A common local signal is supplied from 22. After the outputs of the receiver 12 1 to 12 N is that have been processed are converted respectively into a digital value by the respective digital processor 23 1 ~ 23 N, display processing is performed by being supplied to the data processing unit 24 Music Method 25 is displayed.
【0010】デジタル処理部231 〜23N はほゞ同一
構成であり、デジタル処理部231は図2に示すよう
に、受信器121 の出力がAD変換器26でデジタル信
号に変換される。例えば入力される信号は500kHz
であり、その1周期を8〜32標本化してそれぞれを8
ビットのデジタル信号に変換する。AD変換器26の出
力は対数−直線性変換器27に入力されて対数特性が直
線性特性に変換され、つまり対数増幅器18の入力信号
と直線的に対応したデジタル信号とされる。この変換は
例えばその変換特性を記憶したROMにより行われる。
対数−直線性変換器27の出力はフーリエ変換器28で
離散的フーリエ変換(DFT)がなされる。フーリエ変
換器28はsin,cosデータROM29と乗算累積
器31とで構成され、乗算累積器31はDFT演算用L
SIとして市販されているものを用いることができる。[0010] Digital processor 23 1 ~ 23 N are ho Isuzu same configuration, the digital processing unit 23 1, as shown in FIG. 2, the output of the receiver 12 1 is converted into a digital signal by the AD converter 26 . For example, the input signal is 500kHz
And one cycle is sampled from 8 to 32, and
Convert to a bit digital signal. The output of the AD converter 26 is input to a logarithmic-linearity converter 27, where the logarithmic characteristic is converted to a linearity characteristic, that is, a digital signal linearly corresponding to the input signal of the logarithmic amplifier 18. This conversion is performed by, for example, a ROM storing the conversion characteristics.
The output of the log-linearity converter 27 is subjected to a discrete Fourier transform (DFT) by a Fourier transformer 28. The Fourier transformer 28 includes a sin / cos data ROM 29 and a multiplication accumulator 31. The multiplication accumulator 31 is an LFT for DFT operation.
A commercially available SI can be used.
【0011】同期タイミング回路32からのクロックで
AD変換器26に対するクロックや、乗算累積器31の
累積制御や、sin,cosデータROM29の読み出
しアドレスの発生や、フーリエ変換結果のラッチ回路3
3へのラッチ指令や、そのラッチ時における対数−直線
性変換器27の出力停止指令や、1つのデータ分、例え
ば500kHz信号の64〜512波分をフーリエ変換
した時の終了信号などを出力する。また同期信号SYN
Cとクロック信号CKとを出力し、他のデジタル処理部
232 〜23N の同期タイミング回路32へ供給して、
すべてのデジタル処理部231 〜23N が同期して動作
するようにされている。The clock from the synchronous timing circuit 32 to the AD converter 26, the accumulation control of the multiplying accumulator 31, the generation of the read address of the sin / cos data ROM 29, and the latch circuit 3 of the Fourier transform result
3, a command to stop the output of the log-linearity converter 27 at the time of latching, an end signal when Fourier transforming one data, for example, 64 to 512 waves of a 500 kHz signal, and the like. . Also, the synchronization signal SYN
Outputs C and the clock signal CK, and supplies to the other digital processing unit 23 2 ~ 23 N of the synchronous timing circuit 32,
All digital processing unit 23 1 ~ 23 N are adapted to operate in synchronism.
【0012】前記終了信号ごとにデジタル処理部231
〜23N よりの各フーリエ変換結果はすべてデータ処理
部24に取込まれてミュージック法により演算処理され
てアンテナ111 〜11N に受信された電波の到来方向
が演算される。ミュージック法による処理は前記文献に
記載されているが、これを図3を参照して簡単に述べ
る。まず前述したようにしてN本のアンテナから時間デ
ータが取り込まれる(S 1 )。いまM個の到来電波があ
り、その第m番目の電波の振幅をSm (t),到来方向
をφm ,θm (φ仰角,θ水平角)としてそれが第n番
目のアンテナで受信された時の出力電圧を、 ∫Sm (τ)βn (φm ,θm ,t−τ)dτ とする。∫は−∞から+∞までである。この時、第n番
目のアンテナで受信される全電圧は Vn (t)=Σ∫Sm (τ)βn (φm ,θm ,t−τ)dτ+nn (t)… (1) と表される。nn は雑音、Σはm=1からMまで、∫は
−∞から+∞までである。これをフーリエ変換器28で
離散的フーリエ変換する(S2 )。そのサンプリング周
期をΔtとし、Vn (t)のデータ長Qに対するフーリ
エ変換の結果は次式となる。A digital processing unit 23 is provided for each of the end signals.1
~ 23NData processing of all Fourier transform results
It is taken into the unit 24 and operated by the music method.
Antenna 111 ~ 11NArrival direction of radio waves received by
Is calculated. The processing by the music method is described in the above literature.
But this is briefly described with reference to FIG.
You. First, as described above, the time
Data is imported (S 1 ). Now there are M incoming radio waves
And the amplitude of the m-th radio wave is Sm(T), direction of arrival
Is φm, Θm(Φ elevation angle, θ horizontal angle)
The output voltage when received by the eye antenna is ∫Sm(Τ) βn(Φm, Θm, T−τ) dτ. ∫ is from −∞ to + ∞. At this time,
The total voltage received by the eye antenna is Vn(T) = Σ∫Sm(Τ) βn(Φm, Θm, T−τ) dτ + nn(T)... (1) nnIs noise, Σ is from m = 1 to M, ∫ is
From -∞ to + ∞. This is Fourier Transformer 28
Perform discrete Fourier transform (STwo ). Its sampling cycle
Period is Δt, and VnFourier for data length Q of (t)
D The result of the conversion is as follows.
【0013】[0013]
【数1】 ωは角周波数である。このVnpは第n番目のアンテナの
時間tp からtp +(Q−1)Δtまでの時間データに
対する周波数成分である。この次に周波数成分(デー
タ)から相関行列を作る(S3 )。次の定義をする。(Equation 1) ω is the angular frequency. The V np is the frequency component with respect to time data from the time t p of the n-th antenna to t p + (Q-1) Δt. Next, a correlation matrix is created from the frequency components (data) (S 3 ). The following is defined.
【0014】[0014]
【数2】 この時、各アンテナの受信電圧の周波数データは次式で
近似できる。(Equation 2) At this time, the frequency data of the reception voltage of each antenna can be approximated by the following equation.
【0015】Vnp(ω)=ΣSmp(ω)B n (φm ,θ
m ,ω)+Wnp(ω)…(3)Σはm=1からMまでで
ある。Smp(ω)は信号の周波数スペクトル、B n (φ
m ,θm ,ω)はアンテナ応答の周波数スペクトル、W
np(ω)は雑音の周波数スペクトルにそれぞれ対応す
る。次式のベクトルを定義する。Vp =〔V1p(ω)…VNp(ω)〕T Anm=Bn (φm ,θm ,ω)Sp =〔S1p(ω)…SMp(ω)〕Tn =〔n1 (ω)…nN (ω)〕T Tは転置を示す。この時(3)式は次式となる。V np (ω) = ΣS mp (ω) B n (φ m , θ
m , ω) + W np (ω) (3) Σ is from m = 1 to M. S mp (ω) is the frequency spectrum of the signal, B n (φ
m , θ m , ω) is the frequency spectrum of the antenna response, W
np (ω) corresponds to the frequency spectrum of the noise, respectively. Define the vector of the following equation. V p = [V 1p (ω) ... V Np (ω) ] T A nm = B n (φ m, θ m, ω) S p = [S 1p (ω) ... S Mp (ω) ] T n = [N 1 (ω)... N N (ω)] T T indicates transposition. At this time, the expression (3) becomes the following expression.
【0016】Vp =ASp +np (4) 前記相関行列Rは次式で定義される。V p = AS p + n p (4) The correlation matrix R is defined by the following equation.
【0017】[0017]
【数3】 *は共役転置を示す。この相関行列はp回のデータを平
均したものである。(Equation 3) * Indicates conjugate transposition. This correlation matrix is obtained by averaging p data.
【0018】つぎに相関行列の固有値と固有ベクトルと
を求める(S4 )。つまり相関行列Rを固有値分解す
る。N×Nの正方行列AがA=A* を満す時はエルミー
ト行列と呼ばれ、相関行列Rは、エルミート行列であ
り、その性質としてAVi =λ i Vi を満す固有値
λi と固有ベクトルVi とがN組ある。Next, the eigenvalues and eigenvectors of the correlation matrix
(SFour ). That is, the eigenvalue decomposition of the correlation matrix R is performed.
You. N = N square matrix A is A = A*Hermie
The correlation matrix R is a Hermitian matrix.
AVi= Λ iViEigenvalue satisfying
λiAnd the eigenvector ViAnd N groups.
【0019】[0019]
【数4】 と表わすことを固有値分解という。この固有値を大きい
順に並べる。(Equation 4) Is called eigenvalue decomposition. The eigenvalues are arranged in descending order.
【0020】 λ1 >λ2 >…>λM >λM+1 ≒λM+2 ≒…≒λN =δ2 (6) このようにM個の電波が到来している状態ではM番目に
小さい固有値λM より小さい固有値λM+1 以下のものは
ほぼ等しくなる。対応する固有ベクトルをe1,e2 ,
…,eN とする。このようにして得られた固有値の大き
さから信号の数Mを求める(S5 )。つまり固有値の大
きさがほぼ等しくなるまでの固有値の信号の数Mが推定
され、これが到来電波の数と推定される。[0020] λ 1> λ 2>...> λ M> λ M + 1 ≒ λ M + 2 ≒ ... ≒ λ N = δ 2 (6) M -th in the state in which the M-number of radio waves has arrived smallest eigenvalue lambda M smaller eigenvalue lambda M + 1 following are the substantially equal. The corresponding eigenvectors are e 1 , e 2 ,
..., and e N. Thus determine the number M of the signal from the magnitude of the resulting eigenvalues (S 5). That is, the number M of eigenvalue signals until the magnitudes of the eigenvalues become substantially equal is estimated, and this is estimated as the number of incoming radio waves.
【0021】固有値の小さい方からN−M個に対応する
固有ベクトルを選ぶ(S6 )。つまり固有値λM+1 ,λ
M+2 ,…,λN に対応する固有ベクトルeM+1 ,e
M+2 ,…,eN を取り出して、行列EN ≡〔eM+1 ,e
M+2 ,…,eN 〕を作る。このようにして選んだ固有ベ
クトルEN とある方位、仰角から到来した電波のアンテ
ナ受信電圧ベクトルとの内積を計算して、逆数をとる
(S7 )。つまりある方位、仰角から電波が到来したと
きのアンテナ電圧ベクトルをa(φ,θ)とすれば、
つぎの量を各(φ,θ)について求める。The eigenvectors corresponding to the N−M eigenvectors are selected from the smaller eigenvalues (S 6 ). That is, the eigenvalues λ M + 1 , λ
M + 2, ..., eigenvector corresponding to λ N e M + 1, e
M + 2, ..., retrieves the e N, the matrix E N ≡ [e M + 1, e
M + 2, ..., make the e N]. The inner product of the eigenvector E N thus selected and the antenna reception voltage vector of the radio wave arriving from a certain azimuth and elevation angle is calculated, and the reciprocal is obtained (S 7 ). That is, if an antenna voltage vector when a radio wave arrives from a certain azimuth and elevation angle is a (φ, θ),
The following quantities are obtained for each (φ, θ).
【0022】[0022]
【数5】 アンテナ電圧ベクトルa(φ,θ)は、 〔B1 (φ,θ,ω)B2 (φ,θ,ω)…BN (φ,
θ,ω)〕T で定義される。この(7)式は到来電波の方向において
ピークが生じる。(7)式における分母の項はアンテナ
指向性のため(φ,θ)でアンテナ出力が変化する影響
をなくす規格化のための項である。(Equation 5) Antenna voltage vector a (φ, θ) is [B 1 (φ, θ, ω ) B 2 (φ, θ, ω) ... B N (φ,
θ, ω)] T. In equation (7), a peak occurs in the direction of the incoming radio wave. The term of the denominator in the equation (7) is a term for normalization that eliminates the influence of changing the antenna output due to the antenna directivity (φ, θ).
【0023】PMU(φ,θ)のピークの大きい順にM個
を選んで、そのときの方位、仰角を到来電波の推定方
位、仰角とする(S8 )。つまりM個の電波が到来して
いる時は、M個のピークが現われ、そのピークが現われ
たφm ,θm が到来電波の推定方位、仰角になる。次に
各到来電波の強度を求める(S9 )。到来電波の強度は (A* A)-1(R−δ2 R0 )(A* A)-1 の対角成分に並ぶ。つまりM個の方向(φ1 θ1 ),
(φ2 θ2 ),…(φM ,θM )を推定した後で行列 A=〔a(φ1 ,θ1 )a(φ2 ,θ2 )…a
(φM ,θM )を得る。ここで(φm ,θm )到来電波
の強度は第m番目の対角成分になる。M are selected in descending order of the peak of P MU (φ, θ), and the azimuth and elevation angle at that time are set as the estimated azimuth and elevation angle of the arriving radio wave (S 8 ). In other words, when M radio waves are arriving, M peaks appear, and φ m and θ m at which the peaks appear become the estimated azimuth and elevation angle of the arriving radio wave. Next, the intensity of each incoming radio wave is determined (S 9 ). The intensity of the arriving radio wave is aligned with the diagonal component of (A * A) -1 (R-δ 2 R 0 ) (A * A) -1 . That is, M directions (φ 1 θ 1 ),
After estimating (φ 2 θ 2 ),... (Φ M , θ M ), matrix A = [a (φ 1 , θ 1 ) a (φ 2 , θ 2 ).
(Φ M , θ M ). Here, the intensity of the arriving radio wave (φ m , θ m ) is the m-th diagonal component.
【0024】上述においてアンテナ111 〜11N とし
て水平面内で無指向性のものを用いたが、指向性をもつ
アンテナでもよい。特に垂直偏波に対してはループアン
テナやアドコックアンテナのように、水平偏波に対して
は水平ダイポールのように8字指向特性をもつアンテナ
を用いれば、2個のアンテナでもよく、かつその2個の
アンテナを、各8字指向特性が同一位置で水平面内にお
いて90°だけ角度的にずらされたものとしてもよい。
これは8字指向特性の一方の指向方向と、反対の指向方
向とで受信出力の位相が反転していることから、この関
係を利用することにより2個のアンテナでもミュージッ
ク法により電波の到来方向を測定することができる。所
でN個のアンテナ円形配置の中心と、アンテナ111 と
を結ぶ線を基準線とし、そのアンテナ111 からi番目
のアンテナ11i と前記中心とを結ぶ線の前記基準線に
対する角度をαi とすると、i番目のアンテナ11i の
受信電圧Bi は下記のようになる。In the above description, the antennas 11 1 to 11 N are omnidirectional in a horizontal plane, but may be directional. In particular, two antennas may be used if an antenna having an 8-character directivity such as a horizontal dipole is used for a vertical polarization, such as a loop antenna or an Adcock antenna, and a horizontal dipole is used for a horizontal polarization. The two antennas may be configured such that the eight-character directional characteristics are angularly shifted by 90 ° in the horizontal plane at the same position.
This is because the phase of the reception output is inverted between one directional direction and the opposite directional direction of the 8-character directional characteristic, and by using this relationship, the arrival direction of the radio wave can be obtained even with two antennas by the music method. Can be measured. Here, a line connecting the center of the N circular antenna arrangements to the antenna 11 1 is used as a reference line, and the angle of the line connecting the i-th antenna 11 i from the antenna 11 1 and the center to the reference line is α. Assuming that i , the reception voltage B i of the i-th antenna 11 i is as follows.
【0025】 Bi =D exp〔jωr cos( θ−αi ) sin φ〕 (8) D:アンテナ係数、r:アンテナ配置円の半径 ループアンテナのアンテナ係数DL は下記で与えられ
る。 DL =−jωN he cos(θ−αi ) he:アンテナ実効長、N:巻数 アドコックアンテナのアンテナ係数DA は下記で与えら
れる。[0025] B i = D exp [jωr cos (θ-α i) sin φ ] (8) D: antenna factor, r: Antenna Factor D L radius loop antenna of the antenna arrangement circle is given by the following. D L = -jωN he cos (θ -α i) he: antenna effective length, N: antenna factor D A of turns Adcock antenna is given by the following.
【0026】DA =−jω he S cos(θ−αi ) S:アンテナ間隔 水平ダイポールアンテナのアンテナ係数DD は下記で与
えられる。 DD = he sin (θ−αi ) 使用するアンテナ係数Dを(8)式に代入し、この
(8)式についてB1 (φ,θ,ω),B2 (φ,θ,
ω),…BN (φ,θ,ω)を求め、これらを用いて
(7)式の定義で示したようにアンテナ電圧ベクトルa
(φ,θ)を求めることにより、(7)式の演算を行う
ことができる。[0026] D A = -jω he S cos ( θ-α i) S: Antenna Factor D D of antenna spacing horizontal dipole antenna is given by the following. D D = he sin (θ−α i ) The antenna coefficient D to be used is substituted into Expression (8), and B 1 (φ, θ, ω) and B 2 (φ, θ,
ω),... B N (φ, θ, ω), and using these, the antenna voltage vector a is determined as shown in the definition of equation (7).
By calculating (φ, θ), the calculation of equation (7) can be performed.
【0027】8字特性のアンテナ2個を用いる場合は、
r=0,N=2,α2 =90°となり、Bi =Dとな
り、電波到来仰角φを求めることはできないが、電波到
来方位θを求めることができる。(7)式の計算におい
て電波の到来方向を高い精度で検出したい場合に、その
所望精度で(φ,θ)の各点について(7)式をすべて
演算すると演算量が著しく多くなり、処理時間も長くな
る。この点から次のようにすればよい。即ち仰角φ,方
位θの何れかにおいて(φ,θ)領域を複数の領域に分
割する。例えば仰角方向を18°ずつ5つに分けてこの
5つの領域を並列に処理する。その処理例を図4に示
す。まずφ,θについて所定角度α°ごとに固有ベクト
ルとアンテナ電圧ベクトルとの内積、つまり(7)式の
分母(以下単に内積Fと記す)を演算する。例えばα=
δの場合図5Aに示すα°=δ°を単位とするφ,θ座
標の各点のφ,θについて内積Fを演算する(S1 )。When using two 8-character antennas,
r = 0, N = 2, α 2 = 90 °, B i = D, and the radio wave arrival angle φ cannot be obtained, but the radio wave arrival direction θ can be obtained. When it is desired to detect the arrival direction of the radio wave with high accuracy in the calculation of the expression (7), if all the expressions (7) are calculated for each point of (φ, θ) with the desired accuracy, the amount of calculation becomes extremely large, and the processing time Is also longer. From this point, the following may be performed. That is, the (φ, θ) region is divided into a plurality of regions at any one of the elevation angle φ and the azimuth θ. For example, the elevation angle direction is divided into five at 18 °, and these five regions are processed in parallel. FIG. 4 shows an example of the processing. First, for φ and θ, the inner product of the eigenvector and the antenna voltage vector for each predetermined angle α °, that is, the denominator of equation (7) (hereinafter simply referred to as inner product F) is calculated. For example, α =
In the case of δ, the inner product F is calculated for φ and θ of each point of φ and θ coordinates in units of α ° = δ ° shown in FIG. 5A (S 1 ).
【0028】これら内積Fの演算結果の小さい方からa
個を選ぶ(S2 )。そのa個に対する各点(θ,φ)に
ついて、α°/2小さい(θ,φ)の点の各内積Fを計
算する(S3 )。つまり例えば図5Bに示すように、α
=δの場合は、a個選択されたうちの1つの点(φ1 ,
θ1 )に対し、(φ1 −3,θ1 )と、(φ1 ,θ1−
3)と(φ1 −3,θ1 −3)とについてその点の内積
Fをそれぞれ計算する。From the smaller of the calculation results of the inner product F, a
An individual is selected (S 2 ). For each point (θ, φ) for the “a” points, each inner product F of the points smaller by α ° / 2 (θ, φ) is calculated (S 3 ). That is, for example, as shown in FIG.
= Δ, one of the a selected points (φ 1 ,
θ 1 ), (φ 1 −3, θ 1 ) and (φ 1 , θ 1 −
3) and (φ 1 -3, θ 1 -3), the inner product F at that point is calculated.
【0029】ステップS2 で選んだa個の内積と、ステ
ップS3 で計算した3a個の内積との計4a個の内積中
の小さい方からb個を選ぶ(S4 )。そのb個に対する
各点(θ,φ)について、これを中心とするα°×α°
よりも所望精度単位だけ内側の領域中の所望精度の各点
の(φ,θ)について内積Fを計算する(S5 )。α=
δで、所望精度が1度の場合、b個中の1つが図5Bに
おいて(φ1 −3,θ 1 )であるとすると、(φ1 −
3,θ1 )を中心とする(δ−1)°×(δ−1)°の
領域内について、1度の単位精度の点つまり、(φ1 −
3,θ1 )に対し、1度離れた点、即ちφ1 ,θ1 の少
なくとも一方を1変えた各点の8点と、(φ1 −3,θ
1 )に対し、2度離れた点、即ちφ1 ,θ1 の少くとも
一方を2変えた各点の10点との計24点(図5Bに×
印を付けた点)について内積Fをそれぞれ計算する。Step STwo And the inner product of a
Top SThree During 4a inner products with 3a inner products calculated in
B are selected from the smaller one (SFour ). For that b
For each point (θ, φ), α ° × α ° around this point
Each point of the desired accuracy in the area inside by the desired accuracy unit
(F, θ) of the inner product F is calculated (SFive ). α =
If the desired accuracy is 1 degree in δ, one out of b is shown in FIG. 5B.
(Φ1 −3, θ 1 ), Then (φ1 −
3, θ1 ) At the center of (δ-1) ° x (δ-1) °
Within the region, a point with unit accuracy of one degree, that is, (φ1 −
3, θ1 ), A point one degree apart, ie, φ1 , Θ1 Little
At least one of the eight points with one changed, and (φ1 −3, θ
1 ), A point two degrees apart, ie, φ1 , Θ1 At least
A total of 24 points including 10 points of each point with one changed by 2 (x in FIG. 5B)
The dot product F is calculated for each of the marked points).
【0030】選んだb個の各点について、それを中心と
する領域α°×α°内における内積Fの極小値(最小値
ではない)を求める(S6 )。図5Bの例では極小値が
存在し得る点は(φ1 −1,θ1 )とこれに対して1だ
け離れた点との計9点となる。このようにして所望精
度、つまりこの例では1度の精度で内積Fの落込み点が
求まる。次に選んだb個の点について求めた極小値の小
さい方からN−1個(N:アンテナ本数)を選ぶ(S
7 )。With respect to each of the selected b points, a minimum value (not a minimum value) of the inner product F in an area α ° × α ° centered on the b points is obtained (S 6 ). In the example of FIG. 5B, the points where the local minimum value can exist are (φ 1 −1, θ 1 ) and a point separated from the point by a total of 9 points. In this way, the drop point of the inner product F is determined with the desired accuracy, that is, in this example, with one degree of accuracy. Next, N-1 (N: the number of antennas) are selected from the smaller local minimum value obtained for the selected b points (S
7 ).
【0031】このようにして各分割領域に対して並列処
理して得られた各N−1個の極小値の全体、この例では
5×(N−1)中の小さい方から信号の数、つまり推定
されたMだけ選び、それぞれ到来信号の方位とする。こ
のように(φ,θ)領域を複数(前記例では5)に分割
しているため、aの数を比較的小さくすることができ
る。つまり、弱い電波は内積Fの落込み角度範囲が小さ
く、強い電波は内積Fの落込み角度範囲が広く、特に波
長が長いと落込み角度範囲が一層長くなるため、1つの
電波の落込み範囲に対し、複数点がaの数内に選ばれて
しまい、弱い電波による落込みが外ずされてしまうおそ
れがある。しかし上記分割により比較的小さいaでもそ
のおそれがなくなる。また探知電波波長に応じて波長が
長い程αを大とするように、αを変更してもよい。The total number of N-1 local minimum values obtained by performing parallel processing on each divided area in this manner, in this example, the number of signals from the smaller one of 5 × (N-1), That is, only the estimated M is selected, and each is set as the direction of the incoming signal. Since the (φ, θ) region is divided into a plurality (5 in the above example), the number of a can be made relatively small. In other words, a weak radio wave has a small dip angle range of the inner product F, and a strong radio wave has a wide dip angle range of the inner product F. In particular, if the wavelength is long, the dip angle range becomes even longer. On the other hand, a plurality of points may be selected within the number of a, and the drop due to the weak radio wave may not be removed. However, the above-mentioned division eliminates the possibility of a relatively small a. Further, α may be changed so that α becomes larger as the wavelength is longer according to the detection radio wave wavelength.
【0032】以上のようにして得られた電波到来方向
(φ,θ)とその強度とを表示器25に表示するが、そ
の表示は例えば図6に示すようにする。即ち縦の基線4
1に対し、右まわりの角度でθを、その中心42に対す
る距離でφを表示する。表示面の半径をrとする時、デ
ータ処理部24で得られた角度(φ,θ)について y=rcos φcos θ x=rcos φsin θ をそれぞれ演算し、このx,y座標(中心42からの相
対座標)の点に、表示器25中の表示面と対応したビデ
オRAMに到来電波の存在を示す“1”又はその電波強
度を書込む。マーカや目盛は固定表示用ビデオRAMに
書込んでおく。到来電波の強度が強く、かつ到来方向が
安定していれば、その電波については1点で表示され、
正しく方位、仰角を読取ることができる。到来電波の強
度が弱いと、検出方向(φ,θ)が一定とならずふらつ
き、分布して表示される。表示器25がCRTの場合は
時間的に積分されるため、確からしい到来方向の輝度が
強くなる。The direction of arrival (φ, θ) and the intensity of the radio wave obtained as described above are displayed on the display unit 25. The display is, for example, as shown in FIG. That is, the vertical baseline 4
For one, θ is indicated by a clockwise angle, and φ is indicated by the distance to the center 42 thereof. Assuming that the radius of the display surface is r, y = rcos φcos θ x = rcos φsin θ is calculated for the angle (φ, θ) obtained by the data processing unit 24, and the x, y coordinates (from the center 42) are calculated. At the point (relative coordinates), "1" indicating the presence of an incoming radio wave or its radio wave intensity is written into the video RAM corresponding to the display surface of the display 25. Markers and scales are written in the fixed display video RAM. If the intensity of the incoming radio wave is strong and the direction of arrival is stable, the radio wave is displayed at one point,
Direction and elevation can be read correctly. If the intensity of the arriving radio wave is weak, the detection direction (φ, θ) is not constant, but fluctuates and is displayed in a distributed manner. When the display 25 is a CRT, integration is performed temporally, so that the brightness in the likely direction of arrival increases.
【0033】この例ではx軸にθの0〜360°をと
り、到来方向のθについての受信度数をy軸方向に表示
43として表示し、到来方向のφをy軸方向にとり、そ
の受信度数をx軸方向にとって表示44として表示して
いる。この場合、表示面をオーバーした場合はその分を
表示色を変えて表示43′として表示している。この度
数分布により到来方向の確からしさを知ることができ
る。In this example, 0 to 360 ° of θ is set on the x-axis, the reception frequency for θ in the arrival direction is displayed as a display 43 in the y-axis direction, φ in the arrival direction is set in the y-axis direction, and the reception frequency is Is displayed as the display 44 in the x-axis direction. In this case, when the display surface is over, the display color is changed and displayed as a display 43 '. The probability of arrival can be known from the frequency distribution.
【0034】図7Aに示すように、方位θと仰角φとを
図6に示したと同様に点42を中心とする基線41に対
する角度で方位θを、中心42から半径方向の距離で仰
角φを表示する部分(以下円形表示部と記す)46と、
横軸に方位角度をとり、縦軸に各方位角度に対する受信
度数を表示する度数分布表示部(以下横軸、縦軸の一方
は変数を、他方は結果をそれぞれとって表示する表示部
を方形表示部と記す)47とを表示面48に並べて表示
してもよい。As shown in FIG. 7A, the azimuth θ and the elevation angle φ are the same as those shown in FIG. 6, and the azimuth θ is the angle with respect to the base line 41 centered on the point 42, and the elevation angle φ is the radial distance from the center 42. A display portion (hereinafter referred to as a circular display portion) 46;
A frequency distribution display unit that takes the azimuth on the horizontal axis and displays the reception frequency for each azimuth on the vertical axis (hereafter, one of the horizontal axis and vertical axis is a variable, and the other is a rectangular display unit that displays the results. 47) may be displayed side by side on the display surface 48.
【0035】円形表示部46に中心42から半径方向に
延長した直線で方位カーソル49が表示され、この方位
カーソル49が指示する方位角度θに方形表示部47に
おいて縦線の方位カーソル51が表示される。表示器2
5に方位カーソル設定手段が設けられ、指示させたい方
位角度θを入力すると、これと対応してカーソル49,
51が表示される。つまり設定された方位角度θに対
し、r sinθ,r cosθを演算し、この点と中心42と
を結ぶ線を描画させればカーソル49が表示される。ま
たカーソル51は方形表示部47における方位角度θの
位置から縦軸と平行した線を上側に画けば表示される。
このように方位カーソル49又は51を任意の方位角度
θに指示させると、その方位角度θが表示面48の一
部、図では下部に数値表示され、またこの例ではその方
位角θにおいて最も受信度数が高い仰角度φも数値表示
される。An azimuth cursor 49 is displayed on the circular display section 46 as a straight line extending in the radial direction from the center 42, and a vertical azimuth cursor 51 is displayed on the square display section 47 at the azimuth angle θ indicated by the azimuth cursor 49. You. Display 2
5 is provided with an azimuth cursor setting means. When an azimuth angle θ to be instructed is input, the cursor 49,
51 is displayed. In other words, for the set azimuth angle θ, r sin θ and r cos θ are calculated, and if a line connecting this point and the center 42 is drawn, the cursor 49 is displayed. The cursor 51 is displayed by drawing a line parallel to the vertical axis from the position of the azimuth angle θ in the rectangular display unit 47 on the upper side.
When the azimuth cursor 49 or 51 is pointed to an arbitrary azimuth angle θ in this manner, the azimuth angle θ is numerically displayed on a part of the display surface 48, in the lower part in FIG. The elevation angle φ having a high degree is also displayed numerically.
【0036】図7Bに示すように円形表示部46と方形
表示部47とを並べて表示するが、この例では方形表示
部47として、縦軸に仰角度0〜90°を、横軸に各仰
角度における受信度数をとって仰角受信数分布を表示さ
せてもよい。またこの例では方位カーソル49と直角に
交差する仰角カーソル52が表示され、方形表示部47
に横方向直線により仰角カーソル53が表示される。表
示器25に仰角カーソル設定手段が設けられ、任意の仰
角φを設定すると、(r sinθ cosφ,r cosθ cos
φ)の点、つまり方位カーソル49と仰角カーソル52
との交点と、これから±(L cosθ,−L sinθ)(L
は仰角カーソル52長さの2分の1)だけ離れた2点と
を結ぶ線を描画することにより仰角カーソル52が表示
される。仰角カーソル53は縦軸の0〜90°中の設定
された仰角度φから横線を右に画けば表示される。更に
仰角カーソル52により指示された仰角度φと、方位カ
ーソル49の指示方位角度θとが表示面48の一部に数
値表示される。As shown in FIG. 7B, the circular display section 46 and the square display section 47 are displayed side by side. In this example, the vertical display section 47 has an elevation angle of 0 to 90 ° and the horizontal axis has each elevation. An elevation angle reception number distribution may be displayed by taking the reception frequency at an angle. In this example, an elevation cursor 52 that intersects the azimuth cursor 49 at a right angle is displayed.
, An elevation cursor 53 is displayed as a horizontal straight line. An elevation angle cursor setting means is provided on the display 25, and when an arbitrary elevation angle φ is set, (r sin θ cos φ, r cos θ cos
φ), that is, the azimuth cursor 49 and the elevation cursor 52
And from this point ± (L cos θ, −L sin θ) (L
Draws a line connecting two points separated by 2 of the length of the elevation cursor 52, thereby displaying the elevation cursor 52. The elevation cursor 53 is displayed by drawing a horizontal line to the right from the set elevation angle φ in the range of 0 to 90 ° on the vertical axis. Further, the elevation angle φ designated by the elevation cursor 52 and the designated azimuth angle θ of the azimuth cursor 49 are numerically displayed on a part of the display surface 48.
【0037】なお、仰角カーソル53を方位カーソル4
9と連動させることなく、仰角カーソル53を基準線4
1上を移動させて任意の仰角度を指示させるようにして
もよい。この場合は数値表示として方位(θ)にはその
指定された仰角度φにおいて最も受信度数の多い方位が
表示される。図8Aに示すように、方位カーソル49が
指示している方位角θにおける仰角0〜90°に対する
受信度数分布が方形表示部47に表示されるようにして
もよい。図8Bに示すように、仰角カーソル52を基準
線41上で指示させ、その指示した仰角φにおける方位
0〜360°に対する受信度数分布が方形表示部47に
表示されるようにしてもよい。The elevation cursor 53 is moved to the azimuth cursor 4.
9 without moving the elevation cursor 53 to the reference line 4
Alternatively, the user may move the upper position to indicate an arbitrary elevation angle. In this case, as the numerical display, the azimuth (θ) indicates the azimuth having the highest reception frequency at the designated elevation angle φ. As shown in FIG. 8A, the reception frequency distribution for the elevation angle 0 to 90 ° at the azimuth angle θ indicated by the azimuth cursor 49 may be displayed on the square display unit 47. As illustrated in FIG. 8B, the elevation angle cursor 52 may be pointed on the reference line 41, and the reception frequency distribution for the azimuth 0 to 360 ° at the pointed elevation angle φ may be displayed on the square display unit 47.
【0038】あるいは図8Cに示すように、方位角に対
する受信度数分布を方形表示部47で行い、その方位カ
ーソル51で指示した方位角度における仰角に対する受
信度数分布を方形表示部54として方形表示部47と並
べて表示してもよい。更に表示器25に(7)式のPMU
(φ,θ)(固有ベトクルとアンテナ受信電圧ベクトル
との内積の逆数)を、φをパラメータとして表示するよ
うにすることができる。例えば図9Aに示すように、φ
=0°,φ=20°,φ=40°,φ=80°について
PMU曲線を0〜360°にわたって表示した場合であ
る。横軸は方位角を、縦軸はPMUのレベルをそれぞれ示
している。1回の測定(例えば1秒に数回)で各PMU曲
線が表示され、そのピークの現れる状態、つまり計算に
よる到来方向の推定状態がその都度現れ、測定結果の表
示が正しいことを確認することができる。またこの表示
から鋭いピークが接近して現れて接近した方位が表示さ
れる場合と、1つの比較的ブロードのピークのため、接
近した方位が表示される場合とが区別できる。つまり前
者は2つの電波が接近した方位から到来し、後者の場合
は同一電波であるが受信レベルが低く、不安定のために
接近した方位が表示されていることが理解される。Alternatively, as shown in FIG. 8C, the reception frequency distribution with respect to the azimuth angle is performed by the square display unit 47, and the reception frequency distribution with respect to the elevation angle at the azimuth angle indicated by the azimuth cursor 51 is used as the square display unit 47. May be displayed side by side. Further, the PMU of the formula (7) is displayed on the display 25.
(Φ, θ) (reciprocal of the inner product of the eigenvector and the antenna reception voltage vector) can be displayed using φ as a parameter. For example, as shown in FIG.
= 0 °, φ = 20 ° , φ = 40 °, the phi = 80 ° is a case of displaying the P MU curve over 0 to 360 °. The horizontal axis indicates the azimuth, and the vertical axis indicates the level of the PMU . Each PMU curve is displayed by one measurement (for example, several times a second), and the state where the peak appears, that is, the state of estimation of the arrival direction by calculation appears each time, and confirms that the display of the measurement result is correct. be able to. Further, from this display, it is possible to distinguish between a case where the sharp peak appears close and the approaching direction is displayed, and a case where the approaching direction is displayed because of one relatively broad peak. That is, it is understood that the former comes from the direction from which the two radio waves approached, and the latter shows the same direction because the radio waves are the same, but the reception level is low and the approaching direction is displayed due to instability.
【0039】また異なる仰角からの到来を知ることがで
きる。パラメータの仰角φを例えば0°から20°ごと
の値を用いるが、到来電波の周波数が高いと、その到来
仰角方向が、パラメータ値からかなりずれていると、P
MU曲線に十分現れない。よって、推定された到来仰角方
向についても、そのφをパラメータとしてPMU曲線を表
示するとよい。なおPMU曲線の表示は円形表示部46に
よる表示と並べて方形表示部47に常時表示してもよ
く、あるいは、方形表示部47に常時、方位方向受信度
数分布を表示し、ボタン操作することにより一時的にそ
の度数分布表示の代わりにPMU曲線を表示してもよい。
又は常時円形表示部46による表示を行い、必要に応じ
てこれにかえてPMU曲線を表示してもよい。更に図9B
に示すように方位方向受信度数分布表示とPMU曲線表示
とを、方位角度軸を共通として上下に並べて表示し、か
つ、共通の方位カーソル48を表示させることもでき
る。Further, arrival from different elevation angles can be known. For example, a value of every 0 ° to 20 ° is used as the parameter elevation angle φ.
Does not appear enough in the MU curve. Therefore, a PMU curve may be displayed using the φ as a parameter for the estimated direction of arrival angle. The display of the PMU curve may be always displayed on the square display unit 47 side by side with the display by the circular display unit 46, or the azimuth direction reception frequency distribution is always displayed on the square display unit 47, and by operating a button. A PMU curve may be displayed temporarily instead of the frequency distribution display.
Alternatively, the display may be performed by the circular display unit 46 at all times, and the PMU curve may be displayed instead, if necessary. FIG. 9B
As shown in the figure, the azimuth direction reception frequency distribution display and the PMU curve display can be displayed side by side with the azimuth angle axis being common, and a common azimuth cursor 48 can be displayed.
【0040】前述したように8字指向特性のアンテナ2
個を用いて電波到来方向を求める場合は、方位方向のみ
(又は仰角方向のみ)しか求まらないが、その表示方法
は前述した各種の場合を適用でき、たゞ仰角(方位)の
表示を省略すればよい。図6に示した表示にもカーソル
により任意の方位(仰角)を指示させるようにしてもよ
い。As described above, the antenna 2 having the 8-character directional pattern
When the direction of arrival of radio waves is obtained by using a single unit, only the azimuth direction (or only the elevation direction) is obtained, but the display method can be applied to the various cases described above. It may be omitted. An arbitrary direction (elevation angle) may be indicated by the cursor on the display shown in FIG.
【0041】図10に垂直アンテナを等角度円周配列し
た場合のアンテナ本数に対する測定可能なアンテナ最大
間隔(スパン)を求めた実験データを示す。この図7か
らアンテナ本数Nが奇数の場合は、偶数の場合より、最
大スパンが大きく、同一システムの場合は、広い周波数
帯域の電波を探知できることがわかる。上述においては
電波の到来方向を仰角φと方位θとについて求めたが、
その一方のみを求める場合にもこの発明を適用すること
ができる。受信器121 〜12 N に共通の試験信号を入
力して、N個の系間における位相、振幅のばらつきをソ
フトウェアで補正するようにできる。FIG. 10 shows vertical antennas arranged at equal angles around the circumference.
Maximum measurable antenna for the number of antennas
The experimental data for determining the interval (span) is shown. This figure 7
When the number N of antennas is odd,
If the same system has a large span and a wide frequency range
It can be seen that radio waves in the band can be detected. In the above
The arrival direction of the radio wave was obtained for the elevation angle φ and the azimuth θ,
Apply this invention even when only one of them is required
Can be. Receiver 121 ~ 12 NInput a common test signal
Force to vary the phase and amplitude among the N systems.
It can be corrected by software.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば対数
増幅器を用いて受信しているため、受信電波のレベル範
囲が広く、かつデジタル処理は直線性特性に戻している
ため、演算処理が容易である。つまり従来の通常の方向
探知機において位相のみを検出するものはリミッタ増幅
をすることができ、受信電波のレベル範囲が広く、また
振幅を検出するものは受信器にAGC回路が付けられて
いるため、受信電波のレベル範囲が比較的大きいが、こ
の発明では位相と振幅とを検出する必要があり、図1に
おいて各受信器121 〜12N にAGC回路を付加する
と、受信器121〜12N の各出力間において振幅の差
がなくなるように作用してしまい、方位検出を行うこと
ができない。しかしこの発明では対数増幅器を用いてい
るため、弱い電波と強い電波との同時受信を検出でき、
しかもそのレベル差が大きくても測定可能である。As described above, according to the present invention, since the signal is received by using the logarithmic amplifier, the level range of the received radio wave is wide, and the digital processing is returned to the linearity characteristic. Easy. In other words, the conventional ordinary direction finder that detects only the phase can perform limiter amplification, the level range of the received radio wave is wide, and the one that detects the amplitude is provided with an AGC circuit in the receiver. Although a relatively large level range of the received radio wave, in this invention it is necessary to detect the phase and amplitude, adding the AGC circuit in each receiver 12 1 to 12 N in FIG. 1, the receiver 12 1 to 12 The operation is performed so that there is no difference between the amplitudes of the outputs of N , and the azimuth cannot be detected. However, in the present invention, since a logarithmic amplifier is used, simultaneous reception of weak radio waves and strong radio waves can be detected,
In addition, measurement is possible even if the level difference is large.
【0043】請求項2の発明によればアンテナを奇数と
することにより、ほぼ同一規模でも偶数の場合よりも検
出可能周波数帯域が広い。 According to the second aspect of the present invention, since the odd number of antennas is used, the detectable frequency band is wider than that of the even number even if the antennas have substantially the same scale .
【0044】以上述べたように請求項1の発明によれば
少ない演算量で高速に到来方向を検出することができ
る。特に実施例のように、φ=0°が外周、φ=90°
が中心となるように表示すると、もともと、φ=90°
に近づくに従って、方位分解能を上げることが困難であ
り、φ=0°に近づくに従って方位分解能を上げること
ができ、これとマッチした表示が得られる。As described above, according to the present invention, the direction of arrival can be detected at high speed with a small amount of calculation. Particularly, as in the embodiment, φ = 0 ° is the outer circumference, φ = 90 °
Is displayed as the center, originally, φ = 90 °
, It is difficult to increase the azimuth resolution, and as 方位 = 0 °, the azimuth resolution can be increased, and a display matching this can be obtained.
【0045】各方位、仰角について受信度数がわかり測
定した到来電波の方向の確からしさがよく理解でき、ま
た雑音電波か、一次的な電波かの判定も可能となる。そ
れぞれ測定した到来電波の方位、仰角の確からしさを知
ることができる。It is possible to understand the degree of reception of each azimuth and elevation angle, to understand the certainty of the direction of the arriving radio wave, and to determine whether the radio wave is a noise radio wave or a primary radio wave. Their <br/> respectively measured radio waves coming direction, it is possible to know the probability of elevation.
【0046】またカーソルを用いることにより、方位あ
るいは仰角を数値表示させることができ、かつその方位
あるいは仰角における、仰角あるいは方位受信度数分布
を表示させたり、その最大受信度数の仰角あるいは方位
を表示させることができる。P MU 曲線が表示される場合
は、測定表示方位、仰角の確からしさや近接電波か不安
定電波かの区別などをすることができる。[0046] Also by using the cursor, it is possible to numerically display the azimuth or elevation angle, and in that the azimuth or elevation, or to display the elevation or azimuth reception frequency distribution, and displays the elevation angle or azimuth of the maximum received power be able to. When PMU curve is displayed
The measurement display orientation, it is possible to make such certainty and the proximity radio or unstable waves of the distinction of elevation angle.
【図1】この発明の実施例を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】図1中のディジタル処理部231 の具体例を示
すブロック図。2 is a block diagram showing a specific example of the digital processing unit 23 1 in FIG.
【図3】データ処理部24における処理例を示す流れ
図。FIG. 3 is a flowchart showing a processing example in a data processing unit 24;
【図4】データ処理部24中における内積処理を高速化
する例を示す流れ図。FIG. 4 is a flowchart showing an example of speeding up inner product processing in the data processing unit 24.
【図5】図4の処理における各内積計算点を説明するた
めの図。FIG. 5 is a view for explaining each inner product calculation point in the processing of FIG. 4;
【図6】表示器25の表示例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a display example of a display 25.
【図7】円形表示と方形表示との並列表示例を示す図。FIG. 7 is a view showing a parallel display example of a circular display and a square display.
【図8】カーソルの指定に基づく、方位(仰角)受信度
数分布表示が表れる例を示す図。FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which an azimuth (elevation angle) reception frequency distribution display based on designation of a cursor appears.
【図9】PMU曲線の表示例を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a display example of a PMU curve.
【図10】アンテナ本数と測定可能最大スパンとの関係
を示す実験データ図。FIG. 10 is an experimental data diagram showing a relationship between the number of antennas and the maximum measurable span.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海賀 和彦 千葉県船橋市本中山4−13−2 富士見 荘103 (56)参考文献 特開 昭62−233781(JP,A) 特開 昭59−51371(JP,A) 特開 平1−100480(JP,A) 特開 平1−101480(JP,A) 特公 昭55−28514(JP,B1) RALPH O.SCHMIDT," MULTIPLEEMITTER LO CATION AND SIGNAL PARAMETER ESTIMATI ON”IEEE TRANSACTIO N ON ANTENAS AND P ROPAGATION,VOL.AP− 34,NO3,MARCH 1986,P. 276−280 RALPH O.SCHMIDT," MULTIPLE SOURCE DF SIGNAL PROCESSIN G:AN EXPERIMENTAL SYSTEM”IEEE TRANSA CTION ON ANTENAS A ND PROPAGATION,VO L.AP−34,NO3,MARCH 1986,P.281−290 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 3/00 - 3/74 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Kazuhiko Kaiga 4-13-2 Motonakayama, Funabashi-shi, Chiba 103 Fujimi-so 103 (56) References JP-A-62-233781 (JP, A) JP-A-59-51371 (JP, A) JP-A-1-100480 (JP, A) JP-A-1-101480 (JP, A) JP-B-55-28514 (JP, B1) RALPHO. SCHMIDT, "MULTIPLE EMITTER LO CATION AND SIGNAL PARAMETER ESTIMATION ON" IEEE TRANSACTION ON ANTENS AND P ROPAGATION, VOL. AP-34, NO3, MARCH 1986, P. 276-280 RALPHO. SCHMIDT, "MULTIPLE SOURCE DF SIGNAL PROCESSING G: AN EXPERIMENTAL SYSTEM", IEEE TRANSACTION ON ANTENAS A ND PROPAGATION, VOL. AP-34, NO3, MARCH 1986, P.E. 281-290 (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G01S 3/00-3/74
Claims (2)
と、これら各アンテナの出力をそれぞれ入力するN個の受信
器と、 これら各受信器の出力をそれぞれデジタル信号に変換す
るN個のAD変換器と、 これらAD変換器の出力をそれぞれフーリエ変換するN
個のフーリエ変換器と、 これらフーリエ変換器の出力をミュージック法で処理し
て上記アンテナに受信された電波の到来方向を演算する
データ処理部と、 を備え、上記データ処理部における固有ベクトルとアン
テナ電圧ベクトルとの内積計算手段として、 探知角度領域を複数の領域に分割し、その分割された領
域について、所望精度の単位角度よりも大きい所定角度
α°ごとに上記内積を計算する手段と、 これら計算された内積中の小さい方から所定数a個だけ
選択する手段と、 その選択されたa個に対する角度について各α°/2小
さい角度に対して上記内積を計算する手段と、 これらα°/2小さい角度について計算した各内積と上
記選ばれたa個の内積との中で小さい方から所定数b個
だけ選択する手段と、 その選択されたb個に対する角度について、これを中心
とする角度の領域よりも上記単位角度だけ小さい領域中
における上記所望精度の各点について上記内積を演算す
る手段と、 上記選ばれたb個についての上記各領域に対して計算し
た内積の極小値を求める手段と、 その求められた極小値の小さい方から(N−1)個を選
ぶ手段と、 上記各分割領域から選ばれた(N−1)個の極小値の全
体から小さい方より推定受信電波数Mだけ選択する手段
と、 を備えることを特徴とする 方向探知機。1. N (N is an integer of 3 or more) antennas and N receptions each receiving an output of each antenna.
And the output of each of these receivers to a digital signal.
N AD converters, and N outputs for performing Fourier transform on the outputs of these AD converters, respectively.
Pieces and Fourier converter, the output of the Fourier transformer and treated with music method
To calculate the direction of arrival of the radio wave received by the antenna
Comprising a data processing unit, the Anne and eigenvectors of the data processing unit
As a means for calculating the inner product with the tenor voltage vector, the detection angle area is divided into a plurality of areas, and the divided areas are
A predetermined angle greater than the unit angle of the desired accuracy for the area
means for calculating the inner product for each α °, and a predetermined number a from the smaller one of the calculated inner products
Means for selection and α ° / 2 small for the angle for the selected a
Means for calculating the inner product with respect to the angle, and calculating each inner product calculated for these α ° / 2 smaller angles
A predetermined number b from the smaller of the selected inner products of a
Only the means to select and the angle to the selected b
In the area smaller than the area of the angle by the above unit angle
Calculate the inner product for each point of the desired accuracy in
Means and calculating for each of the above regions for the selected b
Means for calculating the minimum value of the inner product, and selecting (N-1) pieces from the smaller one of the obtained minimum values.
And all of the (N-1) minimum values selected from each of the divided areas.
Means for selecting the estimated number of received radio waves M from the smaller one from the body
And a direction finder comprising:
求項1記載の方向探知機。2. The direction finder according to claim 1, wherein N is an odd number.
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|---|---|---|---|
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Related Parent Applications (1)
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1997
- 1997-01-06 JP JP29397A patent/JP2896398B2/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
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|---|
| RALPH O.SCHMIDT,"MULTIPLE SOURCE DF SIGNAL PROCESSING:AN EXPERIMENTAL SYSTEM"IEEE TRANSACTION ON ANTENAS AND PROPAGATION,VOL.AP−34,NO3,MARCH 1986,P.281−290 |
| RALPH O.SCHMIDT,"MULTIPLEEMITTER LOCATION AND SIGNAL PARAMETER ESTIMATION"IEEE TRANSACTION ON ANTENAS AND PROPAGATION,VOL.AP−34,NO3,MARCH 1986,P.276−280 |
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