JPS6239710B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、受信したロラン信号を減衰するた
めの減衰器と、ロラン受信機におけるロラン信号
増幅回路の出力を一定にするため、該増幅回路で
の利得を自動的に制御するAGC（オートマチツ
ク ゲイン コントロール）回路を有するロラン
受信機の利得制御装置に関するものである。

双曲線航法の一種であるロラン航法は、一対の
ロラン送信局から交互に送信される同周期のパル
スを、船舶上のロラン受信機において受信し、そ
の両パルスの到達時間を測定することによつて自
船の位置を知る航法である。

一般に上記のロラン送信局からの送信電力は非
常に大きく設定されるが、船舶におけるロラン受
信機の入力側ダイナミツクレンジに限界があるた
め、いずれか一方の送信局に接近した時はロラン
受信機の正しい動作を期待することが出来ない。

そのため、当該受信機の前段に減衰器を介在さ
せ、一且ロラン波受信信号のレベルを低下させ、
その段階で通常の信号処理を行う方式が専ら採用
されている。

又、ロラン航法における到達時間差の測定は、
主局・従局各々の受信パルスを受信機内部で精密
に重合させる必要があるため、受信々号の増幅回
路の出力信号振幅を常時一定に保つ必要がある。
従つて、増幅回路での利得を出力信号の振幅が一
定となる様自動的に制御するAGC回路も、通常
のロラン受信機に設けられている。

このうちAGC回路は、常時動作させておく必
要があるが、減衰器はその性格から船舶が送信局
に接近して受信レベルが過大となつた時にのみ増
幅回路の前段に介在させれば良い。従つて従来の
ロラン受信機は、第１図に示す様に減衰器１と、
増幅回路２が各別に作動する様構成され、特に多
くは、減衰器のオン−オフを手動のスイツチ３に
より適宜選択する様にしていた。

しかしながら、この様な装置では、船舶が送信
局に接近した時に減衰器１をオンにし、或る程度
離れた時には逆に減衰器１をオフにする手動によ
る操作が必要であり、しかも減衰器の状態が反転
した瞬間には増幅回路の入力電圧が急激に変化す
るため、AGC回路の動作がその変化に追従でき
ず、少なくともその追従の遅れた時間だけ増幅回
路の出力が不連続となり、時間差測定に重大な影
響を及ぼす欠点があつた。

それ故にこの発明の主たる目的は、減衰器と
AGC回路が共に受信機全体の利得を増減する共
通した機能の在ることに着目して、船舶の位置に
応じた減衰器の適切なオン−オフ状態を自動的に
設定し、且つその減衰器の状態が反転する毎に受
信機総合利得が不連続に変化しないように増幅回
路の再調整をも自動的に行なう様にした、手動に
よる操作の全く要らない利得制御装置を提供する
ことにある。

この発明を要約すれば、オン−オフの２状態を
選択的に設定出来る減衰器、ロラン波受信々号を
増幅する増幅回路、およびAGC回路を有するロ
ラン受信機の利得制御装置に於いて、 減衰器が一定の状態に在る場合に、増幅回路の
利得が予め定めた一定の値になつた時、減衰器の
状態を反転させる減衰器オン−オフ制御回路と、
この減衰器の反転時にその反転による受信機総合
利得変動分を増幅回路で補償させるべく利得制御
信号の大きさを変えるAGC変更手段とを備えた
ことを特徴としている。

上記の増幅回路の利得の一定の値は、例えば、
減衰器がオフ状態で増幅回路のダイナミツクレン
ジの限界点迄受信信号が強くなつた時の、AGC
回路の作用によつて低減した増幅回路の利得値と
して定められ、又反対に減衰器がオン状態にあつ
て、受信々号が相当弱くなつた時の、AGC回路
の作用によつて増大した増幅回路の利得値として
定められる。

以下に述べる実施例では、増幅回路の利得の一
定の値を上記の様な利得値として予め定めたもの
として説明する。

第２図はこの発明の実施例である自動利得制御
装置のブロツク図である。

先ずこの装置の構成について説明すれば、アン
テナ５から受信したロラン波信号は、アンテナ結
合器６を介して減衰器７に導入される。この減衰
器７はオン状態とオフ状態の２状態を有する減衰
器で、後述の減衰器オン−オフ制御回路でいずれ
かの状態が選択される。この減衰器７を通過した
受信々号は、次に増幅回路８へ導入され、図示し
ない次段の時間差測定部に必要な適当なレベルの
包絡線波が形成される。尚、この増幅回路８に
は、検波回路等も包含されているものとする。

一方、増幅回路８の出力信号を一定のレベルに
するためのAGC回路は、増幅回路８からの出力
信号のレベルにより当該増幅回路８の利得増減量
を検出するAGC検出器９と、このAGC検出器９
に基づく利得制御量をデイジタル量として設定す
るAGC値回路１０と、およびこのAGC値回路１
０の出力をアナログ量に変換し利得制御信号とし
て増幅回路８に供給するＤ−Ａ変換器（デイジタ
ル−アナログ変換器）１１とで構成される。
AGC回路をこの様にAGC値回路１０を主体とし
たデイジタル制御系とすれば、増幅回路８に対す
る利得制御量をデイジタル数値として扱うことが
出来、その結果利得制御を正確に且つ容易に行う
ことができる。尚、AGC検出器９による、増幅
回路８の利得増減量の検出は、分周器１２でサン
プルパルスを発生させ、このパルスにより増幅回
路８からの包絡線出力に検出点を定めて行なう。

AGC回路がこの様な構成であることから、
AGC値回路１０に設定される利得制御量、即ち
AGC値の増減に従つて増幅回路８の利得が増減
することになる。

次に、減衰器オン−オフ制御回路１３はは、
AGC値回路１０に設定されるAGC値の大きさに
応じて減衰器７をオン又はオフにする制御回路
で、減衰器７がオン状態にあつて、AGC値が所
定の上限値になつた時に減衰器７をオフ状態に移
行させ、反対に、減衰器７がオフ状態にあつて、
AGC値が所定の下限値になつた時に減衰器７を
オン状態に移行させる。又、この制御回路１３
は、上記の様にして減衰器７の状態を反転させた
時、同時にAGC値を変更すべく加減算器１４を
付勢する。即ち、この本発明のAGC変更手段に
対応する加減算器１４は、AGC制御回路として
機能し、制御回路１３によつて付勢された時に、
減衰器７の反転によつて生ずる受信機総合利得変
動分を増幅回路８で補償すべく、AGC値回路１
０に設定されているAGC値を直接加減算して変
更する。従つて、減衰器７がオン状態からオフ状
態に移行したときは、その増加利得分が増幅回路
８の減少利得分となる様AGC値を減算し、反対
に、減衰器７がオフ状態からオン状態に移行した
ときは、その減少利得分が増幅回路８の増加利得
分となる様AGC値を加算する。

この様にすることで、減衰器７の状態が反転し
た直後に受信機総合利得が急激に変化するのを防
止することができ、受信機全体の総合利得がリニ
アーに変化していくことになる。

理解を容易にするため、この装置の作用を更に
第３図を参照して詳しく説明する。

第３図は船舶の移動に応じた受信機内部の利得
状態を説明する図である。

同図で領域(A)は船舶が送信局から遠ざかつてい
く時の利得変動状態を示し、領域(B)は送信局に接
近していく時の利得変動状態を示す。又、領域(1)
と(4)は減衰器７がオン状態にあり、領域(2)と(3)は
減衰器７がオフ状態にあることを示す。

縦軸は増幅回路８の利得とそれに対応する
AGC値を示す。尚、実線(イ)は増幅回路の利得を
示し、破線(ロ)は受信機の総合利得を示している。

今、仮りにAGC値と増幅回路の利得が比例関
係にあり、AGC値1000の時増幅回路の利得が
100dBあるものとする。又、減衰器７の減衰量は
30dBとする。

最初、受信機は初期の状態の受信レベルが大き
いとして減衰器７をオン状態にしているとすれ
ば、受信々号が弱くなるに従つて増幅回路での利
得を増大していく。

そして、増幅回路の利得がこの状態での上限値
である80dB、即ちAGC値が800になつた時、減衰
器オン−オフ制御回路１３はこれを検出して減衰
器をオフ状態に移行させる。

この時同時にAGC値は加減算器１４により、
300減じられ、その結果増幅回路８の利得はAGC
値300に相応する30dB減少することになる。

続いて受信々号が弱くなつていけば、それに従
つて減衰器７はオフ状態のまま増幅回路８の利得
が増大して行く。

以上の動作による増幅回路８の利得状態、およ
び受信機の総合利得状態の推移は第３図の領域(A)
に示される。同図から明らかな様に減衰器７をオ
フにすることによる利得増加は、それに対応した
AGC値を直接減ずることで無視されることとな
り、この結果破線(ロ)に示す総合利得はリニアーに
変化していくことが理解できる。

同様に(B)の領域では、受信々号が除々に強くな
つてきてこの状態での下限値である増幅回路利得
が40dB、即ちAGC値が400になつた時、減衰器オ
ン−オフ制御回路１３は減衰器７をオフからオン
状態に切り換え、同時に加減算器１４は、AGC
値400に利得30dBに対応する300を加算する。

その結果、減衰器をオンにすることによる利得
減少は、それに対応したAGC値を直接加えるこ
とで無視されることとなり、第３図の(B)領域での
総合利得もリニアーに変化していくことが解か
る。

尚、減衰器７が一定の状態にある時の増幅回路
８の利得上限値および下限値の判別は減衰器オン
−オフ制御回路１３で行うことができ、又、その
上限値、下限値の設定も制御回路１３で行うこと
が容易である。

又、上記の説明中AGC値の加減算値となる300
は、予め固定値として加減算器１４に設稚されて
いるものとする。もちろんこの値も任意のものに
することが容易である。

更にこの装置では、手動利得調整回路１５を設
け、手動によりAGC値、即ち増幅回路８の利得
を任意に変更できる様にしている。

ところで、第３図に示す様に、減衰器７がオン
からオフに移る所と、オフからオンに移る所では
相互に10bBの差がある様にしているが、即ち
10dBのヒステリシス幅を設けているが、これは
次の理由による。

先ず第１に、減衰器による減衰量は素子の誤差
等により必らずしも一定では無く、又、同じ理由
からAGC値と増幅回路の利得との関係も必らず
しも一定には無く、その結果、同じ減衰器、同じ
増幅回路であつても受信機によつては総合利得が
リニアーに変化しないものが在るからであり、 第二には、ヒステリシス幅が無ければ、或る入
力信号強度の下では減衰器が常にオン、オフを繰
り返し、総合利得がなめらかに変動しなくなるか
らである。

而してヒステリシス幅を設けることで、これら
をある程度補償することができる。

尚、理解を容易にするため上記の例では、
AGC値と増幅回路の利得が比例関係にあるとし
たが、比例関係にない場合は、減衰器のオンから
オフに移行する時のAGC値減算値と、オンから
オフに移行する時のAGC値加算値を異ならしめ
ることが必要である。

又、第２図には示していないが、実際には主局
受信と従局受信とを切換える回路も設ける方が望
ましい。

以上詳述した様にこの発明によれば、受信々号
の強い付近では減衰器が自動的にオンし、受信々
号の弱い付近では減衰器が自動的にオフすると共
に、それらの減衰器の状態の反転による受信機総
合利得変動分が、同時に増幅回路８によつて補償
されるから、減衰器がオン又はオフ状態に反転す
る時の増幅回路の利得を、当該増幅回路のダイナ
ミツクレンジ範囲内に設定すれば、受信々号がど
の様な状態であつても、受信機の総合利得を常に
最良の状態に置くことが出来、しかも減衰器がオ
ンまたはオフした直後に総合利得が不連続に変化
するのを防止でき、その総合利得の変動をリニア
ーなものにすることができるため、時間差測定に
対する悪影響をなくすことができる。

又、この発明による自動利得制御装置を適用す
れば、受信々号に応じて適宜減衰器がオン、オフ
されるので、必要以上にダイナミツクレンジを拡
大しなくて良い効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のロラン受信機の一部ブロツク図
を示し、第２図はこの発明の実施例である、ロラ
ン受信機の自動利得制御装置の主要部ブロツク図
を示し、第３図は第２図に示す自動利得制御装置
の動作状態を説明する図である。 １，７……減衰器、２，８……増幅回路、９…
…AGC検出器、１０……AGC値回路、１３……
減衰器オン−オフ制御回路、１４……加減算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アンテナからのロラン波受信信号を、オフ状
   態でそのまま通過させ、オン状態で減衰して通過
   させる減衰器と、この減衰器からの出力信号を増
   幅する増幅回路と、この増幅回路の出力を一定に
   保持すべく利得制御信号を形成して当該増幅回路
   の利得を制御するAGC回路とを有するロラン受
   信機の利得制御装置において、 前記減衰器の状態が所定の場合において、前記
   増幅回路の利得が予め定めた一定の値になつた
   時、上記減衰器の状態を反転させる減衰器オン−
   オフ制御回路と、この減衰器の反転時にその反転
   による受信機総合利得変動分を上記増幅回路で補
   償させるべく利得制御信号の大きさを変える
   AGC変更手段とを備えたことを特徴とするロラ
   ン受信機の自動利得制御装置。