JPH0330111B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は構造が簡易な簡易形方向探知装置に
関する。

「従来技術」 電波の到来方向を測定する方式には大別すると
電波の到来時間差を求めて電波の到来方位を決
定する方式、ドプラ効果を利用した方式、指
向性アンテナの指向特性を利用した方式とがあ
る。

の方式は初期の時代において二つの無指向性
アンテナと、この二つの無指向性アンテナに誘起
される高周波信号を増幅して取り出す二台の受信
機とによつて同一電波を受信し、その受信信号の
位相差を測定し、その位相差が最大となる向きに
アンテナ相互間を結ぶ線を合致させ、アンテナの
配置の向きから電波の到来方向の知る方式として
利用されたことがある。

この方式の場合二台の受信機の位相特性が完全
に合致していないと正確な方位測定が困難なこ
と、また受信機の位相特性が広い周波数帯域にわ
たつて互いに合致していないと受信信号の周波数
によつて誤差が生じることとなる。

二台の受信機の位相特性を広い帯域にわたつて
一致させることは非常に困難なことである。この
ような理由からの方式において、例えば特公昭
23−734号公報に開示されるように、二つの無指
向性アンテナを一つの受信機に交互に接続し、受
信機から出力される受信信号の位相を陰極線管に
表示させ電波の到来方向に測定しようとする考え
がある。の方式は例えば31本の無指向性アンテ
ナを環状に配置し、その環状に配置した無指向性
アンテナ群を例えば毎分40回転程度で回転する回
転切換器によつて一台の周波数変調受信機に接続
し、電波を抑える方向及び電波の到来方向から逃
げる方向にアンテナが切換られる状態で受信信号
にドプラ効果が生じ、そのドプラ効果によつて生
じた周波数変動を周波数弁別して取り出し、この
周波数弁別信号を基に陰極線管にプロペラ形の方
向指示を出して電波の到来方位を知る方式であ
る。

このドプラ方式は多数のアンテナを大きい直径
の環状に配置しなければならないから移動用とし
ては不向きである。このため一般にはの方式が
実用されている。の方式の簡便な装置としては
メータ指示式の航路計方式と呼ばれる装置が実用
されたことがある。

この航路計方式は例えば実開昭57−164479号公
報に見られるようにループアンテナのような指向
性アンテナとホイツプアンテナのような無指向性
アンテナの受信特性を合成しカージオイド特性を
得て、ループアンテナの切替状態の何れの状態で
も等しい受信レベルが得られる位置で最小感度位
置となり、そのときのループアンテナの向きによ
り電波の到来方位を知るものである。

この航路計方式に限らずの方式は指向性アン
テナを回転させなければならないからスリツプリ
ング又はゴニオンメータ等の回転結合器が必要と
なり装置が大形になる。特にセンス決定手段を有
し全方位に対して自動的に電波の到来方位を測定
する自動方向探知装置は大掛りなものとなり、固
定局か或いは船舶、自動車搭載用が主であり携帯
用には全く不向きなものとなつている。

「発明が解決しようとする問題点」 上述したように及びの方式は装置が大形と
なり携帯用に作ることはむずかしい。またの方
式において、特公昭23−734号公報に開示された
方位測定方式は表示器として陰極線管を用いてい
るため、この点で携帯用に作ることはむずかし
い。

この発明はの方式を改良し携帯用としても充
分使うことができる簡易形方向探知装置を提供し
ようとうるものである。

「問題点を解決するための手段」 この発明による簡易形方向探知装置は、 Ａ 所定の間隔を保持して設けた二つの無指向性
アンテナと、 Ｂ この二つの無指向性アンテナを所定の周期で
受信機に交互に接続するアンテナ切替器と、 Ｃ 受信機によつて増幅され受信搬送信号の位相
差に比例した信号を発生する位相検波器と、 Ｄ この位相検波器で位相検波した信号をアンテ
ナ切替器の切替と同期した基準信号で同期検波
する二つの同期検波器と、 Ｅ この二つの同期検波器の検波出力信号によつ
て電波到来方向と上記二つの無指向性アンテナ
を結ぶ方向との関係を指示する両振型指示器
と、によつて構成される。

「作用」 二つの無指向性アンテナを結ぶ方向が電波到来
方向に対して直交する状態にあるとき無指向性ア
ンテナに誘起される電波の搬送信号の位相は同位
相となる。

これに対し二つの無指向性アンテナを結ぶ方向
が電波到来方向と一致した場合は二つの無指向性
アンテナに誘起される電波の搬送信号は二つのア
ンテナの距離に対応した量の位相差を持つ。

この発明はこの原理を利用して方向探知を行な
うものである。

そのために二つの無指向性アンテナに誘起され
る搬送信号を一定の周期で切替えて一つの受信機
に与え、その受信信号を位相検波する。この位相
検波は例えば普通用いられているFM検波器を利
用することができる。位相検波した信号を二つの
同期検波器に与えアンテナ切替と同期した基準信
号によつて同期検波することにより、各同期検波
器から二つの無指向性アンテナに誘起される信号
の位相差に比例し、アンテナの向によつて決まる
極性を持つ電圧を得ることができる。この電圧を
利用して指示器を駆動し、アンテナと電波の到来
方向との関係を表示する。

「実施例」 第１図にこの発明の一実施例を示す。図中１Ａ
及び１Ｂはそれぞれ無指向性アンテナを示す。こ
の例ではダブレツトアンテナを用いた場合を示す
が、垂直形アンテナを用いてもよい。この二つの
無指向性アンテナ１Ａ及び１Ｂの配置間隔Ｌは対
象とする電波の少なくとも1/2波長より短かい値
に選定する。実際の上記配置間隔Ｌは、実用性を
考慮して対象とする電波の周波数が例えば150M
Hz付近とすればＬ＝40〜50センチメートル程度に
選ばれる。

無指向性アンテナ１Ａ，１Ｂは整合器２Ａ，２
Ｂを介してアンテナ切替回路３に接続される。こ
のアンテナ切替器３は発振器４から出力される例
えば60Hz程度の周波数に選定した矩形波信号PA
（第２図Ｄ）によつて二つの無指向性アンテナ１
Ａ，１Ｂを交互に受信機５に接続する動作を行な
う。

受信機５は終段に位相検波器６を具備した受信
機を用いることができる。位相検波器６は例えば
周波数弁別器を用いることができる。従つて受信
機５はFM受信機を用いることができる。周波数
弁別器の復調出力は低周波増幅器７で増幅し、ス
ピーカ又はイヤホーン等の音響変換器８に与えら
れ受信信号を音として聴くことができる構造とし
ている。

一方位相検波器６の位相検波出力信号はローパ
スフイルタ１１に与えられる。このローパスフイ
ルタ１１によつてアンテナ切替周期で決まる周波
数の信号を取り出す。つまりアンテナ切替時に搬
送信号の位相１Ａ，１Ｂ（第２図Ａ）が変化し、
この信号を位相検波することによつて生じる本来
は雑音として聴こえる方位信号SN₁とSN₂（第２
図Ｂ）をローパスフイルタ１１によつて取り出す
と共にバンドパスフイルタ１２によつて更に不要
な周波数成分を除去し、位相調整回路１３を通じ
て方位信号S₁とS₂（第２図Ｃ）を得る。この方位
信号S₁とS₂は二つの同期検波回路１４Ａ，１４Ｂ
に与える。

同期検波回路１４Ａ，１４Ｂには発振器４から
互に逆位相の基準信号P_AとP_B（第２図Ｄ，Ｅ）を
与え方位信号S₁とS₂を別々に同期検波する。位相
調整回路１３は同期検波用の基準信号P_A，P_Bと
方位信号S₁及びS₂の位相が合致するように位相調
整する。

同期検波により第２図ＦとＧに示すように正極
性と負極性の検波信号P_FとP_Gが得られる。この
検波信号P_F，P_Gを平滑回路１６Ａと１６Ｂで平
滑し、その平滑出力電圧を必要に応じて直流増幅
器１７Ａ，１７Ｂで増幅し、指示器１８に与え
る。指示器１８はこの例では無通電時に指針が中
央のゼロ点を指示している両振式のメータを用い
た場合を示す。直流増幅器１７Ａと１７Ｂの出力
電圧はアンテナ１Ａ，１Ｂの旋回角度θに対して
第５図に示す曲線ＡとＢのように全く逆の関係を
保つて変化し、この二つの出力電圧信号を両振れ
式指示器１８の一方と他方の端子に与える。両振
れ式指示器１８は二つの端子が等電位のとき指針
は中央のゼロを指示する。従つてこの例ではアン
テナ１Ａ，１Ｂを結ぶ線２１が電波の到来方向に
対し90゜と270゜のとき指示器１８はゼロを指示し、
端子の一方が正で他方が負の電位のとき指示器１
８は指針が例えば正に振れ、一方の端子に負電圧
が与えられ他方に正電圧が与えられると負方向に
振れる。従つて二つの直流増幅器１７Ａと１７Ｂ
の出力の電位差の極性と量を指示する。指示器１
８と直列接続した可変抵抗器１９は指示器１８の
指示を校正するために設けた可変抵抗器である。
つまり方位信号SN₁及びSN₂の振幅がゼロのとき
指示器１８が中央のゼロ点を指示するように調整
する。

「実施例の動作」 第３図に示すように無指向性アンテナ１Ａ，１
Ｂを結ぶ線２１と電波の到来方向２２とのなす角
度θがθ＝90゜又は270゜の場合はこれら無指向性
アンテナ１Ａ，１Ｂに誘起される受信信号の位相
は同位相となる。よつてアンテナ切替器３によつ
てアンテナ１Ａ，１Ｂが切替られても位相検波器
６に与えられる搬送波信号の位相は同位相である
ため位相検波器６からアンテナ１Ａ，１Ｂの切替
時に方位信号SN₁，SN₂は発生しない。この結果
指示器１８は中央のゼロ点を指示する。指示器１
８がゼロ点を指示する各度θは第５図に示すよう
に90゜と270゜の角度である。

この状態からアンテナ１Ａ，１Ｂを結ぶ線２１
と電波の到来方向２２とのなす角度θが90゜又は
270゜からわずかにずれるとアンテナ１Ａと１Ｂに
誘起される信号の位相に差が生じる。この位相差
は第５図に示すようにθ＝0゜（360゜）又は180゜のと
き最大となり、方位信号P_FとP_Gの尖頭値が互に
逆極性の関係を保つて最大となる。このとき電波
到来方向に対しアンテナ１Ａが前、１Ｂが後の関
係にあるとき第２図Ｂに示す極性の方位信号
SN₁，SN₂が得られたとすると、アンテナ１Ａと
１Ｂの位置を反転させると方位信号SN₁とSN₂の
極性は反転しSN₁が負に反転し、SN₂が正極性の
方位信号に変化する。従つてアンテナ１Ａ，１Ｂ
と位相検波の極性及びアンテナ１Ａ，１Ｂの切替
タイミングと同期検波のタイミング、更に指示器
１８の端子の極性を予め所定の関係に決めておく
ことにより指示器１８の指示方向によつて電波の
到来方向を決定できる。第５図に示すように指示
器１８が＋Ｖの最大点を指示する角度θは0゜の角
度又−Ｖの最大点を指示する角度θ度は180゜の角
度である。

つまりアンテナ１Ａから１Ｂに切替るタイミン
グにおいて発生する方位信号SN₁をローパスフイ
ルタを通して方位信号S₁に変換し、この方位信号
S₁を同期検波回路１４Ａで同期検波し、その同期
検波出力信号P_Fを平滑した直流電圧を指示器１
８の正極端子（＋）に与えると共にアンテナ１Ｂ
から１Ａに切り替わるとき発生する方位信号SN₂
を同様にローパスフイルタ１１を通し、方位信号
S₂とし同期検波回路１４Ｂで同期検波し、その同
期検波出力信号P_Gを指示器１８の負極端子（−）
に与えるものとすると、アンテナ１Ａが電波到来
方向に近ずいたとき、アンテナ１Ａに誘起される
信号はアンテナ１Ｂに誘起される信号より位相が
進み位相となる。このときアンテナ１Ａから１Ｂ
に切替わるタイミングにおいて位相検波器６から
正極性の方位信号SN₁が発生するものとすると同
期検波回路１４Ａから正極性の信号P_Fが出力さ
れ、これが指示器１８の正極端子（＋）に与えら
れる。またこのとき同期検波回路１４Ｂから負極
性の信号が出力され、これが指示器１８の負極端
子（−）に与えられるから指示器１８の指針は正
方向に振れる。よつてこの場合には指示器１８が
正方向に振れたときアンテナ１Ａが電波発信源に
近ずいたことが解り電波到来方向を決定すること
ができる。このようにアンテナ１Ａ，１Ｂの切替
のタイミングと同期検波回路１４Ａ，１４Ｂの同
期検波のタイミングの関係及び指示器１８の端子
の極性を予め決めておくことにより、指示器１８
の振れの方向により電波到来方向を決定できる。

「発明の効果」 上述したようにこの発明によれば一対の無指向
性アンテナ１Ａ，１Ｂと、FM受信機５と、その
他にローパスフイルタ１１、バンドパスフイルタ
１２、位相調整回路１３、同期検波器１４Ａ，１
４Ｂ、平滑回路１６Ａ，１６Ｂ、増幅器１７Ａ，
１７Ｂ、指示器１８等により構成できるから全体
として小形軽量に作ることができる。よつて例え
ば第６図に示すようにアタツシユケース等と呼ば
れる箱状のカバン２３にアンテナ１Ａ，１Ｂと共
に全てを収納することができる。尚受信機５以下
の各部の回路はアンテナ１Ａ，１Ｂの略中央部に
位置させ相互の影響を少なくするように配置を考
慮する必要がある。カバン２３の把手２４の付近
ひ指示器１８を取付けることによりカバン２３を
携帯しながら方向探知を行なうことができる。ま
た、カバン２３には、必要に応じ、イヤホーン等
の音響変換器８を出力するための端子を設けこの
場合指示器１８の例えばプラス指示方向をカバン
２３の一方の端部側に向けて取付け、指針がプラ
ス方向に振れたときその方向を電波の到来方向と
決定するように構成すれば指示器１８の指示の方
向により直感的に電波の到来方向を知ることがで
き便利である。また、カバン２３には、必要に応
じイヤホーン等の音響変換器８を出力するための
出力端子を設けることにより方向探知と同時に音
声内容を聴取することができる。

またこの発明によれば指示器１８が中央を指示
した状態でも電波の到来方向（二方向）を知るこ
とができる。この状態がカバン２３の回転角度に
対する指針の振れ感度が全も大きい。よつてこの
状態では精度よく電波の到来方向を決めることが
できる。

通常使用されている方向探知装置は電波到来方
向を決定する場合は消音式を採るためこの状態で
は電波の内容を聴くことができない不自由な面が
ある。これに対しこの発明による方向探知装置は
アンテナ１Ａと１Ｂを結ぶ線２１と電波の到来方
向２２とのなす角度θがどこにあつても電波の受
信状態は維持される。よつて常に電波の内容を音
響変換器８を介して聴くことができこの点でも便
利である。

またこの発明によればアンテナ１Ａと１Ｂを結
ぶ線の方向が電波到来方向と直交している状態で
アンテナ切替時に発生する方位信号SN₁，SN₂が
ゼロとなるからその音の変化を聴いているだけで
も電波の到来方向（二方向）を知ることができ
る。またこの状態で方位信号SN₁，SN₂が最小と
なるため内容が最も聴き取り易い状態となる。

尚上述では指示器１８としてセンタゼロの両振
れ形のメータを用いた場合を説明したが、発光素
子を一列に配列し、その一列に配列された発光素
子の中央に位置するものを両振形メータのゼロ点
指示に対応させ、点打する発光素子を中央から正
側及び負側に移動するようにした発光素子形指示
器を使うこともできる。

「発明の他の実施例」 上述の実施例ではカバン２３にこの発明にする
簡易方向探知装置を収納した例を説明したが、第
７図に示すように適当なロツド２６の上端側にア
ンテナ切替器３を取付け、アンテナ切替器３の両
側にアンテナ１Ａ，１Ｂとインピーダンス整合器
２Ａ，２Ｂを設け、ロツド２６の下端側に指示器
１８を配置した構造に作ることができる。

また第８図に示すように自動車の屋根に二本の
ホイツプアンテナ１Ａ，１Ｂを取付け、このアン
テナ１Ａ，１Ｂを用いて方向探知を行う構造とす
ることもできる。この第８図の構造とすることに
より自動車の走行方向に応じて電波の到来方向を
知ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロツク
図、第２図は第１図に示した実施例の動作を説明
するための波形図、第３図及び第４図はこの発明
の動作を説明するための平面図、第５図はこの発
明の動作を説明するためのグラフ、第６図はこの
発明による方向探知装置の外観の一例を示す斜視
図、第７図及び第８図はこの発明の他の実施例を
説明するための正面図である。ある。 １Ａ，１Ｂ：無指向性アンテナ、２Ａ，２Ｂ：
整合器、３：アンテナ切替器、４：発振器、５：
受信機、６：位相検波器、７：低周波増幅器、
８：音響変換器、１１：ローパスフイルタ、１
２：バンドパスフイルタ、１３：位相調整回路、
１４Ａ，１４Ｂ：同期検波回路、１５：位相反転
回路、１６Ａ，１６Ｂ：平滑回路、１７Ａ，１７
Ｂ：増幅器、１８：指示器、１９：可変抵抗器、
２１：アンテナを結ぶ方向、２２：電波到来方
向。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ａ 所定の間隔を保持して設けられた二つの
   無指向性アンテナと、 Ｂ この二つの無指向性アンテナを所定の周期で
   一つの受信機に交互に接続するアンテナ切替器
   と、 Ｃ 上記一つの受信機によつて増幅された受信搬
   送信号の位相差に比例した信号を発生する位相
   検波器と、 Ｄ この位相検波器の検波出力から上記二つの無
   指向性アンテナを切替る周期を持つ方位信号を
   取出すローパスフイルタと、 Ｅ 上記ローパスフイルタから出力される方位信
   号を、上記無指向性アンテナの切替周期に同期
   した互に逆極性の位相差を持つ基準信号で同期
   検波し、上記二つの無指向性アンテナを結ぶ線
   が電波の到来方向に対して直交するとき同電位
   の検波信号を出力し、上記二つの無指向性アン
   テナを結ぶ線が電波の到来方向と一致すると
   き、電波の到来方向に対して前方に位置する無
   指向性アンテナと、後方に位置する無指向性ア
   ンテナとの間の間隔で決まる位相差に対応して
   一方が正極性の方位信号を出力し、他方が負極
   性の方位信号を出力する二つの同期検波器と、 Ｆ この二つの同期検波器から出力される方位信
   号を平滑する二つの平滑回路と、 Ｇ この二つの平滑回路で平滑された上記二つの
   同期検波器の一方の出力が一方の入力端子に与
   えられ、上記二つの同期検波器の他方の出力が
   他方の入力端子に与えられ、上記二つの無指向
   性アンテナを結ぶ線が電波の到来方向に対して
   直交するとき、指針が中央のゼロを指示し、上
   記二つの無指向性アンテナを結ぶ線が電波の到
   来方向と一致するとき、指針が正又は負に振れ
   て電波の到来方向が二つの無指向性アンテナを
   結ぶ線の前方から到来するか、後方から到来す
   るかを指示する両振型指示器と、 によつて構成したことを特徴とする簡易形方向探
   知装置。