JP3840520B2 - Navigation method for moving objects using radio wave reflectors - Google Patents
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Description
この発明はルーネベルグレンズを用いて作製した電波反射体を用いた移動体の航法方法に関する。 The present invention relates to a navigation method for a moving object using a radio wave reflector manufactured using a Luneberg lens.
従来、移動体を探知する方法としては、移動体にレーダリフレクタを装備して、その反射波から移動体を探知し、測位する方法が一般的である。この場合、レーダリフレクタとして最も広く利用されているのがコーナリフレクタであるが、最近、このコーナリフレクタよりも遙かに有効反射面積が大きく、広角度の反射特性を有するリフレクタとして、ルーネベルグレンズの表面に電波反射材を張り付けたリフレクタがある。 Conventionally, as a method for detecting a moving object, a method is generally employed in which a moving object is equipped with a radar reflector, the moving object is detected from the reflected wave, and positioning is performed. In this case, the corner reflector is the most widely used as a radar reflector, but recently, as a reflector having a much larger effective reflection area than the corner reflector and having a wide angle reflection characteristic, the Luneberg lens is used. There is a reflector with a radio wave reflector attached to the surface.
このルーネベルグレンズを用いたリフレクタでは、ルーネベルグレンズの表面に張り付けられた電波反射材により、ルーネベルグレンズに入射される電磁波（入射波）は、入射波の反対側の面との交点に焦点を結び、表面に張り付けられた金属等の電波反射材によって反射される。そして、その反射波は、単に入射した方向へ反射される。
一方、従来の航法技術においては、自局である移動体以外に電波を発する電波源として人工衛星、地上局等のように、他局から発せられる電波をもとに、それらの振幅、位相等を利用して測位し、移動体を誘導している形式の電波航法がある。 On the other hand, in the conventional navigation technology, the amplitude, phase, etc., based on radio waves emitted from other stations, such as artificial satellites and ground stations, as radio sources that emit radio waves other than the mobile body that is the local station. There is a type of radio navigation that uses GPS to guide the moving object.
あるいは、移動体自身から発せられる電波が、電波反射材によって反射された反射波を利用した電波航法としては、上記電波航法の補助として用いられる。このように、いずれの形式のものも、従来の航法技術においては人工衛星、地上局等、移動体以外に電波を発する電波源により発せられた電波を受信して、複数の参照点からの距離情報を算出し、位置を測定している。 Alternatively, as radio navigation using a reflected wave reflected by a radio wave reflector, a radio wave emitted from the mobile body itself is used as an aid to the radio navigation. As described above, in any of the types, the distance from a plurality of reference points by receiving radio waves generated by a radio wave source that emits radio waves other than a moving object such as an artificial satellite or a ground station in the conventional navigation technology. Information is calculated and position is measured.
又、その他の形式の電波航法としては、それぞれの個別の電波反射材により反射される反射信号を個別に確定し、移動体とそれら個別の電波反射材からのそれぞれ距離を測位して、移動体の位置を測定したり、あるいは、移動体を進路上に誘導するように構成されている形式のものもある。 As another type of radio navigation, the reflected signal reflected by each individual radio wave reflector is individually determined, and the distance between the mobile body and each of the individual radio wave reflectors is determined. Some types are configured to measure the position of or to guide the moving body on the path.
このように、電波反射材を張り付けたルーネベルグレンズは、単にレーダリフレクタとして利用されているが、これを電波の反射源として利用して、移動体の測位、進路への誘導を行いたいとの要望があった。 In this way, the Luneberg lens with a radio wave reflector attached is simply used as a radar reflector, but it is desired to use this as a radio wave reflection source to position a mobile object and guide it to the path. There was a request.
そこで、発明者等は、ルーネベルグレンズの表面に反射体を配置してなる電波反射体を作製するとともに、この電波反射体に識別符号等の付加情報を与えたり、もしくは反射波の向きを任意の方向へ向ける等の手段を付加し、この電波反射体からの反射波を受信する移動体側の走査側装置とにより測定装置を構成することにより、この測定装置を用いた移動体の航法方法を発明した。 Therefore, the inventors made a radio wave reflector formed by arranging a reflector on the surface of the Luneberg lens , and provided additional information such as an identification code to the radio wave reflector, or arbitrarily set the direction of the reflected wave. A mobile device navigation method using this measuring device is configured by configuring the measuring device with a scanning device on the moving body side that receives the reflected wave from the radio wave reflecting body. Invented.
又、さらに、地上施設としては、外部からの電波源を用いる必要がない。又、移動体側では、移動体自身が電波を送信し、ルーネベルグレンズを用いた電波反射体からの反射信号を利用して、移動体自身の進路にそって移動体自身を誘導、測位するようにした航法方法を発明した。 Furthermore, it is not necessary for the ground facility to use an external radio wave source. On the mobile body side, the mobile body itself transmits radio waves and uses the reflected signal from the radio wave reflector using the Luneberg lens to guide and position the mobile body along the path of the mobile body itself. Invented the navigation method.
請求項１に係る発明は、ルーネベルグレンズの表面に電波を反射する反射体を配置してなる電波反射体を、基準電波反射体及び参照電波反射体とし、移動体の進路をふくむ進路平面上に、基準電波反射体を設置し、この基準電波反射体より一定距離離間した進路平面上の点において、この点を通る垂線上であって、進路平面に対して等しい距離離間して組をなす２つの参照電波反射体を設置し、電波反射体には、それぞれ回転する手段を設けてこれらを回転し、移動体側では、定型の電波を送信するとともに、基準電波反射体に配置した反射体に基づく情報で変調された反射波（基準信号）と組をなす２つの参照電波反射体に配置した反射体に基づく情報で変調された反射波（参照信号）とを受信し、移動体は、基準電波反射体からの反射波の遅延時間と組をなす２つの参照電波反射体からの反射波の遅延時間をそれぞれ測定し、これら測定した各遅延時間から、移動体の２次元位置と進路からのずれを検出するとともに、参照電波反射体からの反射波の遅延時間差が最小となるように移動体を誘導する移動体の航法方法である。 According to the first aspect of the present invention, a radio wave reflector formed by arranging a reflector that reflects radio waves on the surface of a Luneberg lens is a reference radio wave reflector and a reference radio wave reflector, and on a path plane including the path of the moving body. In addition, a reference radio wave reflector is installed, and at a point on the path plane that is spaced apart from the reference radio wave reflector by a certain distance, it is on a perpendicular line passing through this point and separated by an equal distance from the path plane. Two reference radio wave reflectors are installed, and each radio wave reflector is provided with a means for rotating, and these are rotated. On the mobile body side, a standard radio wave is transmitted and a reflector placed on the reference radio wave reflector is attached to the reflector. The reflected wave (reference signal) modulated with the information based on the reflector disposed in the two reference radio wave reflectors forming a pair with the reflected wave (reference signal) modulated with the information based on the received information is received. Reflected wave from radio wave reflector Measure the delay time of the reflected wave from the two reference radio wave reflectors that form a pair with the delay time, and detect the deviation from the two-dimensional position of the moving body and the path from each of these measured delay times. This is a navigation method of a moving body that guides the moving body so that the delay time difference of the reflected wave from the reflector is minimized.
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、基準電波反射体の代わりに、新たな組をなす２つの参照電波反射体を設置することにより、若しくは組をなす複数の参照電波反射体を設置することにより、移動体の３次元位置と進路からのずれを検出する移動体の航法方法である。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein, in place of the standard radio wave reflector, two reference radio wave reflectors forming a new set are installed or a plurality of reference radio wave reflections forming a set This is a navigation method of a moving body that detects a three-dimensional position of the moving body and a deviation from a course by installing the body.
請求項３に係る発明は、ルーネベルグレンズの表面に、電波を反射する反射体を配置してなる電波反射体を、基準電波反射体及び参照電波反射体とし、移動体の進路上に基準電波反射体を設置し、この基準電波反射体より一定距離離間し、移動体の進路と直交する平面上に、この平面と進路との交点から等しい距離離間して少なくとも組をなす３つの参照電波反射体を設置し、電波反射体には、それぞれ回転する手段を設けてこれらを回転し、移動体側では、定型の電波を送信するとともに、基準電波反射体に配置した反射体に基づく情報で変調された反射波（基準信号）と参照電波反射体に配置した反射体に基づく情報で変調された反射波（参照信号）とをそれぞれ受信し、移動体は、基準電波反射体からの反射波の遅延時間及び組をなす３つの参照電波反射体からの反射波の遅延時間をそれぞれ測定し、これら測定した各遅延時間から、移動体の位置と進路からのずれを検出するとともに、少なくとも３つの参照信号の到達する遅延時間差が等しくなるように移動体は自身を誘導する移動体の航法方法である。 According to a third aspect of the present invention, a radio wave reflector formed by disposing a reflector that reflects radio waves on the surface of a Luneberg lens is used as a reference radio wave reflector and a reference radio wave reflector, and a reference radio wave is provided on the path of the moving body. A reflector is installed, spaced apart from this reference wave reflector by a fixed distance, and on a plane orthogonal to the path of the moving body, at least three pairs of reference radio waves reflected at an equal distance from the intersection of this plane and path The radio wave reflector is provided with a means for rotating each of the radio wave reflectors, and these are rotated. On the mobile body side, a standard radio wave is transmitted and modulated by information based on the reflector placed on the reference radio wave reflector. The reflected wave (reference signal) and the reflected wave (reference signal) modulated with information based on the reflector placed on the reference radio wave reflector are respectively received, and the mobile object delays the reflected wave from the reference radio wave reflector. Time and team Measure the delay times of the reflected waves from the two reference radio wave reflectors, detect the deviation from the position and path of the moving body from each of these measured delay times, and the difference in the delay time to reach at least three reference signals The mobile body is a navigation method of the mobile body that guides itself to be equal.
請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明において、基準電波反射体の代わりに、新たな組をなす２つの参照電波反射体を設置することにより、若しくは組をなす複数の参照電波反射体を設置することにより、前記移動体の３次元位置と進路からのずれを検出する移動体の航法方法である。 The invention according to claim 4 is the invention according to claim 3, wherein, in place of the standard radio wave reflector, two reference radio wave reflectors forming a new set are installed, or a plurality of reference radio wave reflections forming a set are set. This is a navigation method of a moving body that detects a three-dimensional position of the moving body and a deviation from a course by installing the body.
請求項５に係る発明は、ルーネベルグレンズの表面に、電波を反射する反射体を配置してなる電波反射体を、参照電波反射体とし、この参照電波反射体を少なくとも３つ設置し、３つの参照電波反射体にそれぞれ位置情報と識別情報とを設定し、これらの参照電波反射体には、それぞれ回転する手段を設けてこれらを回転し、移動体側では定型の電波を送信するとともに、受信した反射波からそれぞれ遅延時間を測定し、この各遅延時間から前記移動体の２次元位置を測定するとともに、位置情報と識別情報とを取得する移動体の航法方法である。 In the invention according to claim 5, a radio wave reflector formed by arranging a reflector that reflects radio waves on the surface of a Luneberg lens is used as a reference radio wave reflector, and at least three reference radio wave reflectors are provided. Position information and identification information are set for each of the two reference radio wave reflectors, and each of these reference radio wave reflectors is provided with a rotating means to rotate them, and the mobile body transmits and receives a standard radio wave. In this navigation method, the delay time is measured from each reflected wave, the two-dimensional position of the moving object is measured from each delay time, and the position information and the identification information are acquired.
請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明において、移動体側では、参照電波反射体から受信した反射波に、地形情報を付加し、反射波と地形情報とから移動体の３次元位置を測定する移動体の航法方法である。 According to a sixth aspect of the invention, in the fifth aspect of the invention, on the mobile body side, terrain information is added to the reflected wave received from the reference radio wave reflector, and the three-dimensional position of the mobile body is determined from the reflected wave and the terrain information. This is a navigation method of a moving body that measures
請求項７に係る発明は、請求項５〜請求項６に係る発明において、ルーネベルグレンズの表面に電波を反射する反射体を配置してなる電波反射体において、反射体の幅と配置箇所とを情報に基づいて変えることにより、反射波と透過波のタイミングがそれぞれ異なるように設定された電波反射体を、少なくとも３つ作成して参照電波反射体とした移動体の航法方法である。 The invention according to claim 7 is the radio wave reflector formed by arranging a reflector that reflects radio waves on the surface of the Luneberg lens in the invention according to claims 5 to 6, wherein the width and location of the reflector are Is a navigation method for a moving body in which at least three radio wave reflectors set so that the timings of the reflected wave and the transmitted wave are different from each other are changed to be reference radio wave reflectors.
請求項８に係る発明は、ルーネベルグレンズの表面に、電波を反射する反射体を配置してなる電波反射体において、反射体の幅と配置箇所とを、情報に基づいて変えることにより、複数の異なる周波数もしくはタイミングで反射と透過を繰り返す電波反射体をそれぞれ作成して、これを電波反射体として設置し、これらの電波反射体には、それぞれ回転する手段を設けてこれらを回転し、移動体側では、定型の電波を送信するとともに、複数の電波反射体からそれぞれ異なる周波数もしくはタイミングで変調された２つの反射波を受信し、複数の受信信号の信号強度の比を一定とするように前記移動体を制御する移動体の航法方法である。 The invention according to claim 8 is a radio wave reflector formed by arranging a reflector that reflects radio waves on the surface of a Luneberg lens, and by changing the width and location of the reflector based on information, a plurality of reflectors are provided. Radio wave reflectors that repeatedly reflect and transmit at different frequencies or timings are created and installed as radio wave reflectors. These radio wave reflectors are each provided with a means of rotation to rotate and move them. The body side transmits a standard radio wave, receives two reflected waves modulated at different frequencies or timings from a plurality of radio wave reflectors, and makes the ratio of the signal strengths of the plurality of received signals constant. This is a navigation method of a moving body for controlling the moving body.
請求項１に係る発明は、上記のようにしたので、単にリフレクタとして利用され始めたルーネベルグレンズを用いた電波反射体を移動体の航法に利用することが出来るとともに、電波反射体を回転するための電源以外の電源を必要とすることはない。又、電波反射体は回転しているので、反射体からの反射波には、さらに多くの情報を付加することが出来る。又、移動体側では、２次元位置を測位することが出来るとともに、進路からのずれを検出し、移動体が自身を進路上に誘導することが出来る。その上、移動体は反射体に基づく情報を得ることが出来る。 Since the invention according to claim 1 is as described above, the radio wave reflector using the Luneberg lens that has just begun to be used as a reflector can be used for navigation of the moving body, and the radio wave reflector is rotated. There is no need for a power source other than the power source. Further, since the radio wave reflector is rotating, more information can be added to the reflected wave from the reflector. In addition, on the moving body side, a two-dimensional position can be measured, a deviation from the course can be detected, and the moving body can guide itself on the course. In addition, the mobile body can obtain information based on the reflector.
請求項２に係る発明は、上記のようにしたので、請求項１に係る発明の効果に加えて、３次元空間を航行する航空機等の移動体の３次元位置を、自身で測位することが出来るとともに、進路からのずれを検出し、移動体が自身を進路上に誘導することが出来る。 Since the invention according to claim 2 is as described above, in addition to the effect of the invention according to claim 1, it is possible to measure the three-dimensional position of a moving body such as an aircraft navigating in a three-dimensional space by itself. In addition, a deviation from the course can be detected, and the moving body can guide itself on the course.
請求項３に係る発明は、上記のようにしたので、単にリフレクタとして利用され始めたルーネベルグレンズを用いた電波反射体を移動体の航法に利用することが出来るとともに、電波反射体を回転するための電源以外の電源を必要とすることはない。移動体側では、３次元位置を自身で測位することが出来るとともに、進路からのずれを検出し、３つの参照信号が到達する遅延時間が等しくなるように移動体が自身を進路上に誘導することが出来る。 Since the invention according to claim 3 is as described above, the radio wave reflector using the Luneberg lens, which has just started to be used as a reflector, can be used for navigation of the mobile body, and the radio wave reflector is rotated. There is no need for a power source other than the power source. On the mobile body side, the 3D position can be measured by itself, the deviation from the course is detected, and the mobile body guides itself on the course so that the delay times for the three reference signals to reach are equal. I can do it.
請求項４に係る発明は、上記のようにしたので、請求項３に係る発明の効果に加えて、さらに、移動体の３次元的な位置と進路とのずれをより精度よく検出することが出来る。従って、移動体は、より正確に移動体自身を誘導することが出来る。又、移動体の３次元位置を測定することが可能である。 Since the invention according to claim 4 is as described above, in addition to the effect of the invention according to claim 3, it is possible to more accurately detect a deviation between the three-dimensional position of the moving body and the course. I can do it. Therefore, the moving body can guide the moving body more accurately. It is also possible to measure the three-dimensional position of the moving body.
請求項５に係る発明は、上記のようにしたので、移動体の２次元位置情報や参照電波反射体の識別情報等を取得することが出来る。進路からのずれを検出するとともに、移動体を進路上に誘導することが出来る。 Since the invention according to claim 5 is as described above, the two-dimensional position information of the moving body, the identification information of the reference radio wave reflector, and the like can be acquired. While detecting the deviation from the course, the moving body can be guided on the course.
請求項６に係る発明は、上記のようにしたので、請求項５に係る発明の効果に加えて、移動体が移動している地域を３次元的に把握することが出来る。 Since the invention according to claim 6 is as described above, in addition to the effect of the invention according to claim 5, it is possible to three-dimensionally grasp the area where the moving body is moving.
請求項７に係る発明は、上記のようにしたので、請求項５及び請求項６に係る発明の効果に加えて、さらに、３つの参照電波反射体の距離が充分ない場合であっても、移動体側では３つの参照電波反射体からの反射波の遅延時間を個別に識別して受信することが出来る。従って、移動体の位置情報を得ることが出来る。さらに、反射体に基づく情報を取得することが出来る。 Since the invention according to claim 7 is as described above, in addition to the effects of the inventions according to claim 5 and claim 6, even if the distance between the three reference radio wave reflectors is not sufficient, On the mobile body side, the delay times of the reflected waves from the three reference radio wave reflectors can be individually identified and received. Therefore, the position information of the moving body can be obtained. Furthermore, information based on the reflector can be acquired.
請求項８に係る発明は、上記のようにしたので、２つの参照電波反射体の配置箇所によって移動体の進路を設定することが出来る。又、この設定した進路に沿って移動体は自身を誘導することが出来る。さらに、移動体側では反射波から反射体に基づく情報を取得することが出来る。 Since the invention according to claim 8 is as described above, the course of the moving body can be set by the location of the two reference radio wave reflectors. Further, the moving body can guide itself along the set route. Furthermore, information based on the reflector can be acquired from the reflected wave on the moving body side.
ルーネベルグレンズの表面に電波を反射する反射体を配置してなる電波反射体を、基準電波反射体及び参照電波反射体とし、移動体の進路をふくむ進路平面上に、基準電波反射体を設置し、この基準電波反射体より一定距離離間した進路平面上の点において、この点を通る垂線上であって、進路平面に対して等しい距離離間して組をなす２つの参照電波反射体を設置し、電波反射体には、それぞれ回転する手段を設けてこれらを回転し、移動体側では、定型の電波を送信するとともに、基準電波反射体に配置した反射体に基づく情報で変調された反射波（基準信号）と組をなす２つの参照電波反射体に配置した反射体に基づく情報で変調された反射波（参照信号）とを受信し、移動体は、基準電波反射体からの反射波の遅延時間及び組をなす２つの参照電波反射体からの反射波の遅延時間をそれぞれ測定し、これら測定した各遅延時間から、移動体の２次元位置と進路からのずれを検出するとともに、参照電波反射体からの反射波の遅延時間差が最小となるように移動体を誘導する移動体の航法方法である。 A radio wave reflector made by placing a reflector that reflects radio waves on the surface of the Luneberg lens is used as a standard radio wave reflector and a reference radio wave reflector, and the reference radio wave reflector is installed on the path plane that includes the path of the moving object. At the point on the path plane that is a fixed distance away from the reference radio wave reflector, two reference radio wave reflectors that are on the normal passing through this point and are spaced apart by an equal distance from the path plane are installed. The radio wave reflectors are each provided with a means for rotating, and on the mobile body side, a standard radio wave is transmitted, and the reflected wave modulated by information based on the reflector disposed on the reference radio wave reflector. (Reference signal) and a reflected wave (reference signal) modulated with information based on the reflectors arranged in the two reference radio wave reflectors that form a pair, and the mobile body receives the reflected wave from the standard radio wave reflector. Delay time and pairing Measure the delay time of the reflected waves from each of the two reference radio wave reflectors, detect the deviation from the two-dimensional position and path of the mobile body from each of these measured delay times, and detect the reflected wave from the reference radio wave reflector This is a navigation method of a moving body that guides the moving body so that the delay time difference is minimized.
この発明の第１の実施例を、図１〜図２に基づいて説明する。
図１は、基本的なルーネベルグレンズ２を用いた電波反射体１の反射原理を示す説明図で、電波を反射する反射体３がルーネベルグレンズ２の焦点４に配置されて電波反射体１を構成した場合を示す説明図である。図２は、ルーネベルグレンズ２を用いた電波反射体１を、回転軸５により回転させた場合を示す説明図である。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the reflection principle of a radio wave reflector 1 using a basic Luneberg lens 2. A reflector 3 that reflects radio waves is disposed at a focal point 4 of the Luneberg lens 2, and the radio wave reflector 1. It is explanatory drawing which shows the case where it comprises. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a case where the radio wave reflector 1 using the Luneberg lens 2 is rotated by the rotation shaft 5.
まず、図１〜図２に基づいて、ルーネベルグレンズ２を用いた電波反射体１の反射原理及びこの原理を利用した測定装置の応用分野について説明する。
図１に示すように、ルーネベルグレンズ２に入射した電波（入射波６）は、このルーネベルグレンズ２内で軌道を曲げ、入射方向に対向してルーネベルグレンズ表面で焦点４を結ぶ。そこで、この焦点４に電波を反射する反射体３を配置すると、入射波６は反射体３によって反射されるとともに、この反射波７は軌道を曲げながらルーネベルグレンズ２を通過し、入射波６の飛来方向へと反射していく。そこで、ルーネベルグレンズ２の表面に反射体３を配置した構造の電波反射体１が考えられる。
First, the reflection principle of the radio wave reflector 1 using the Luneberg lens 2 and the application field of a measuring apparatus using this principle will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a radio wave (incident wave 6) incident on the Luneberg lens 2 bends the trajectory in the Luneberg lens 2 and forms a focal point 4 on the surface of the Luneberg lens facing the incident direction. Therefore, when the reflector 3 that reflects radio waves is disposed at the focal point 4, the incident wave 6 is reflected by the reflector 3, and the reflected wave 7 passes through the Luneberg lens 2 while bending the orbit, and the incident wave 6 Reflects in the flying direction. Therefore, a radio wave reflector 1 having a structure in which the reflector 3 is arranged on the surface of the Luneberg lens 2 can be considered.
次いで、図１、図２に示すように、この電波反射体１を、回転軸５を中心として回転させると、反射体３の位置がルーネベルグレンズ２の焦点４から離れた時に入射した入射波６ａは、すべてルーネベルグレンズ２を透過してしまい、図１に示すような反射波７は出力しない。従って、反射体３がルーネベルグレンズ２の焦点４に位置している時に入射した入射波６以外の電波は、すべて透過波８となりルーネベルグレンズ２を透過する。従って、ルーネベルグレンズ２を回転軸５を中心として矢印１０で示すように回転させることにより、ルーネベルグレンズ２に入射する電波の反射、透過を切り換えることが出来る。 Next, as shown in FIGS. 1 and 2, when the radio wave reflector 1 is rotated about the rotation axis 5, an incident wave that is incident when the position of the reflector 3 is separated from the focal point 4 of the Luneberg lens 2 is used. All of 6a passes through the Luneberg lens 2 and does not output the reflected wave 7 as shown in FIG. Accordingly, all the radio waves other than the incident wave 6 incident when the reflector 3 is located at the focal point 4 of the Luneberg lens 2 are transmitted waves 8 and are transmitted through the Luneberg lens 2. Therefore, by rotating the Luneberg lens 2 about the rotation axis 5 as indicated by the arrow 10, reflection and transmission of radio waves incident on the Luneberg lens 2 can be switched.
従って、このような原理を利用して、ルーネベルグレンズ２の表面に離間させて反射体３を配置し、ルーネベルグレンズ２を回転軸５により回転させれば、反射波７の反射断面積は時間的に変化する。そして、反射体３の配置状態を二値化された情報と対応させれば、入射波６が連続的な電波の場合には、振幅変調した反射波７を生成することが出来るので、この反射波７を受信し走査する側（走査側装置）では、それらの情報を取得することが可能となる。ルーネベルグレンズ２に配置する反射体３の配置間隔や大きさを一定にすると、走査側装置で受信される反射波は、時間的に一定である周波数で振幅変調された信号となる。 Therefore, by using such a principle, if the reflector 3 is arranged apart from the surface of the Luneberg lens 2 and the Luneberg lens 2 is rotated by the rotation shaft 5, the reflection cross-sectional area of the reflected wave 7 is obtained. Change over time. If the arrangement state of the reflector 3 is made to correspond to the binarized information, when the incident wave 6 is a continuous radio wave, an amplitude-modulated reflected wave 7 can be generated. On the side where the wave 7 is received and scanned (scanning side device), it is possible to acquire such information. When the arrangement interval and size of the reflectors 3 arranged in the Luneberg lens 2 are made constant, the reflected wave received by the scanning side device becomes a signal whose amplitude is modulated at a frequency that is constant in time.
そこで、ルーネベルグレンズ２の表面に、識別符号をバーコードなどの二値化された情報としてスリットを開口した反射体３やあるいはストリップ状の反射体３を配置して電波反射体１を構成するとともに、この電波反射体１を回転軸５により回転させる。一方、走査側装置には、反射波７を受信し、走査する手段と電波反射体１からの反射波７の反射断面積の時間に対する変化を反射特性として測定する手段とを設ければ、反射波７から上記のスリットに基づく識別符号やあるいはストリップ状に配置された反射体３からの識別符号を取得することが出来る。従って、ルーネベルグレンズ２を用いた電波反射体１と走査側装置とにより反射波７に設定された情報を取得することの出来る測定装置が得られる。 Therefore, the radio wave reflector 1 is configured by disposing a reflector 3 having a slit or a strip-like reflector 3 as binarized information such as a barcode on the surface of the Luneberg lens 2. At the same time, the radio wave reflector 1 is rotated by the rotating shaft 5. On the other hand, if the scanning side device is provided with means for receiving and scanning the reflected wave 7 and means for measuring the change in the reflection cross section of the reflected wave 7 from the radio wave reflector 1 with respect to time as a reflection characteristic, reflection will occur. An identification code based on the slit or the identification code from the reflector 3 arranged in a strip shape can be obtained from the wave 7. Therefore, a measuring apparatus capable of acquiring information set in the reflected wave 7 by the radio wave reflector 1 using the Luneberg lens 2 and the scanning side apparatus is obtained.
この発明の第２の実施例は、電波反射体１は、ルーネベルグレンズ２の表面に反射体３をｎ個均等に配置した構造に形成し、この電波反射体１を回転軸５により毎秒Ｎ回転させた場合の実施例である。 In the second embodiment of the present invention, the radio wave reflector 1 is formed in a structure in which n reflectors 3 are arranged uniformly on the surface of the Luneberg lens 2, and the radio wave reflector 1 is rotated N It is an Example at the time of rotating.
このような構造の電波反射体１の場合には、ルーネベルグレンズ２に入射する電波（入射波６）は、ｎＮの周波数で反射、透過を繰り返す。そこで、反射体３の幅や間隔を情報にもとづいて粗密に配置した場合には、周波数ｎＮが変動して反射、透過させることが出来る。そこで、走査側装置で受信された反射波７は、時間的に変化する周波数で振幅変調された信号となり、この信号（反射波）を走査すれば、反射波７からは、この粗密に配置された反射体に基づく情報を取得することが出来る測定装置となる。 In the case of the radio wave reflector 1 having such a structure, the radio wave (incident wave 6) incident on the Luneberg lens 2 is repeatedly reflected and transmitted at a frequency of nN. Therefore, when the width and interval of the reflectors 3 are arranged densely based on information, the frequency nN can be changed and reflected and transmitted. Therefore, the reflected wave 7 received by the scanning side device becomes an amplitude-modulated signal at a frequency that changes with time, and if this signal (reflected wave) is scanned, the reflected wave 7 is arranged in a coarse and dense manner. It becomes a measuring device that can acquire information based on the reflector.
この発明の第３の実施例を、図３に基づいて説明する。
図３は、ルーネベルグレンズ２の回転軸５と入射波６の方向との為す角θ１及びθ２に対して異なるように反射体３をルーネベルグレンズ２に配置した場合を示す説明図である。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a case where the reflector 3 is arranged on the Luneberg lens 2 so as to be different with respect to the angles θ 1 and θ 2 formed by the rotation axis 5 of the Luneberg lens 2 and the direction of the incident wave 6. is there.
図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、ルーネベルグレンズ２の回転軸５と入射波６の方向とのなす角θ１あるいは角θ２となる位置に反射体３を配置して電波反射体１を構成する。この電波反射体１を回転軸５により毎秒ｎ回転させる。すると、ルーネベルグレンズ２の焦点４は、軌跡９で示すように移動する。 As shown in FIGS. 3A and 3B, the reflector 3 is disposed at a position where the angle θ 1 or the angle θ 2 formed by the rotation axis 5 of the Luneberg lens 2 and the direction of the incident wave 6 is formed. The radio wave reflector 1 is configured. The radio wave reflector 1 is rotated n times per second by the rotation shaft 5. Then, the focal point 4 of the Luneberg lens 2 moves as indicated by a locus 9.
回転軸５と入射波６とのなす角、即ち、ルーネベルグレンズ２の回転軸５に対する緯度方向に対して、それぞれの軌跡９が異なることを利用して、軌跡の全周に対して反射体３を設置する比率を異ならせるように電波反射体１を構成する。すると、この電波反射体１からの反射波６を受信し走査する走査側装置が、回転軸５と入射波６とのなす角度θ１あるいはθ２に対する反射特性を測定する手段を備えていれば、角度情報を測定出来る測定装置が得られる。 Reflector for the entire circumference of the locus by utilizing the fact that each locus 9 is different with respect to the angle formed by the rotation axis 5 and the incident wave 6, that is, the latitudinal direction of the Luneberg lens 2 with respect to the rotation axis 5. The radio wave reflector 1 is configured so that the ratio of installing 3 differs. Then, if the scanning side device that receives and scans the reflected wave 6 from the radio wave reflector 1 includes means for measuring the reflection characteristic with respect to the angle θ 1 or θ 2 formed by the rotating shaft 5 and the incident wave 6. A measuring device capable of measuring angle information is obtained.
なお、同様にして、ルーネベルグレンズ２の表面に配置する反射体３の数を、回転軸５と入射波６とのなす角度に対して変えたり、もしくは反射体３の位置、サイズ、間隔等を変えた構造の電波反射体１を形成し、一方、この電波反射体１からの反射波６を受信し、走査する走査側装置が、電波反射体１の反射波６の持つ角度に関する情報を解析し、測定する手段を備えているならば、それらの角度に関する情報を取得することが可能な測定装置が得られる。 Similarly, the number of the reflectors 3 arranged on the surface of the Luneberg lens 2 is changed with respect to the angle formed by the rotation axis 5 and the incident wave 6, or the position, size, interval, etc. of the reflector 3. On the other hand, the scanning-side device that receives and scans the reflected wave 6 from the radio wave reflector 1 has information on the angle of the reflected wave 6 of the radio wave reflector 1. If a means for analyzing and measuring is provided, a measuring device capable of obtaining information on these angles can be obtained.
この発明の第４の実施例を、図４に基づいて説明する。
図４はルーネベルグレンズ２の表面上の２点を導波管１１により接続配置した場合を示す説明図である。
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is an explanatory view showing a case where two points on the surface of the Luneberg lens 2 are connected by the waveguide 11.
図４に示すように、ルーネベルグレンズ２の表面上の２点を導波管１１により接続すると、導波管１１の一端（入射端）１２がルーネベルグレンズ２に接する点に焦点４を結ぶ入射波６は、ここから導波管１１内を伝搬して、導波管１１の他端（反射端）１３がルーネベルグレンズ２に接する点に出力し、この点に焦点４を結ぶ反射波７を生成することの出来る電波反射体１が形成される。従って、入射波６の方向から発せられた電波は電波反射体を通じ、入射波の飛来する方向とは異なる方向へ反射波７を生成することが可能となる。即ち、反射波７の方向にある受信装置（図示せず）は、入射波６の飛来方向にある送信装置（図示せず）の電波を受信することが可能となる。 As shown in FIG. 4, when two points on the surface of the Luneberg lens 2 are connected by the waveguide 11, the focal point 4 is formed at a point where one end (incident end) 12 of the waveguide 11 is in contact with the Luneberg lens 2. The incident wave 6 propagates through the waveguide 11 from here and is output to a point where the other end (reflection end) 13 of the waveguide 11 is in contact with the Luneberg lens 2, and a reflected wave connecting the focal point 4 to this point. The radio wave reflector 1 capable of generating 7 is formed. Therefore, the radio wave emitted from the direction of the incident wave 6 can generate the reflected wave 7 in a direction different from the direction in which the incident wave travels through the radio wave reflector. That is, a receiving device (not shown) in the direction of the reflected wave 7 can receive radio waves from a transmitting device (not shown) in the incoming direction of the incident wave 6.
なお、導波管１１の代わりに、互いに離間する２点間を結ぶケーブルで接続された対をなす一組の変換器を、ルーネベルグレンズ２の表面に配置するとともに、このケーブルの一方の点を入射波６の入射端とし、他方の点を反射波７が出力する反射端とした電波反射体１を構成しても上記と同様な作用効果がある。 Instead of the waveguide 11, a pair of transducers connected by a cable connecting two points separated from each other is arranged on the surface of the Luneberg lens 2, and one point of the cable is connected. Even if the radio wave reflector 1 is configured with the incident end of the incident wave 6 as the incident end and the other end as the reflection end from which the reflected wave 7 is output, the same effects as described above are obtained.
この発明の第５の実施例について図５〜図９に基づいて説明する。この実施例５では、移動体２１側では、定型の電波を送信するとともに、上記実施例１〜実施例４に記載したルーネベルグレンズ２を用いた電波反射体１からの反射波７を受信し、走査する走査側装置を備えており、この受信した反射波を、移動体２１自身の航法に利用する場合の実施例である。 A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the fifth embodiment, the mobile body 21 transmits a standard radio wave and receives a reflected wave 7 from the radio wave reflector 1 using the Luneberg lens 2 described in the first to fourth embodiments. This is an embodiment in which a scanning side device for scanning is provided and the received reflected wave is used for the navigation of the mobile body 21 itself .
図５はルーネベルグレンズ２を用いた電波反射体１を、移動体２１の航法に利用する場合の基本原理を示す説明図、図６は参照電波反射体Ｒ１２４、参照電波反射体Ｒ２２５が基準電波反射体Ｒｂ２３に比較的近い場合を示す説明図である。図７、図８はルーネベルグレンズ２を用いた電波反射体１からの受信信号群のタイムチャート図で、図７は移動体２１が進路２２上にある場合を示すタイムチャート図、図８は移動体２１が進路２２から外れた場合を示すタイムチャート図である。図９は移動体２１の相対位置を測定するための説明図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing the basic principle when the radio wave reflector 1 using the Luneberg lens 2 is used for navigation of the mobile body 21, and FIG. 6 is a reference radio wave reflector R 1 24 and a reference radio wave reflector R 2. 25 is an explanatory view showing the case relatively close to the reference wave reflecting body R b 23. 7 and 8 are time chart diagrams of a group of received signals from the radio wave reflector 1 using the Luneberg lens 2, FIG. 7 is a time chart diagram showing a case where the moving body 21 is on the path 22, and FIG. FIG. 6 is a time chart showing a case where a moving body 21 is out of a course 22; FIG. 9 is an explanatory diagram for measuring the relative position of the moving body 21.
図１〜図２に示すように、ルーネベルグレンズ２の表面には、反射体３が配置されており、このルーネベルグレンズ２に入射した電波（入射波６）は、反射体３により反射されるように構成した電波反射体１が形成されており、後述する基準電波反射体２３及び参照電波反射体２４、２５として用いられている。又、移動体２１は電波を発射する電波源であるとともに、それぞれ基準電波反射体２３及び参照電波反射体２４、２５からの反射波７を受信し走査するとともに、反射波７の有する各種の情報を測定し、解析する手段を有する走査側装置を具備している。 As shown in FIGS. 1 to 2, the reflector 3 is disposed on the surface of the Luneberg lens 2, and the radio wave (incident wave 6) incident on the Luneberg lens 2 is reflected by the reflector 3. The radio wave reflector 1 configured as described above is formed and used as a reference radio wave reflector 23 and reference radio wave reflectors 24 and 25 described later. In addition, the mobile body 21 is a radio wave source that emits radio waves, receives and scans the reflected wave 7 from the reference radio wave reflector 23 and the reference radio wave reflectors 24 and 25, respectively, and various information that the reflected wave 7 has. A scanning side device having means for measuring and analyzing.
図５に示すように、２０は進路２２を含む進路平面で、移動体２１の進路２２を含む垂直方向の平面を仮定している。基準電波反射体２３は、移動体２１の進路２２を含む進路平面２０上に設置されている。移動体２１の進路２２を含む進路平面２０と直交する水平方向の平面を仮定した時、２箇所の参照電波反射体Ｒ１２４と参照電波反射体Ｒ２２５とは、基準電波反射体Ｒｂ２３が設置されている進路２２を含む進路平面２０の位置から一定距離Ｌａ離れた進路平面２０上のＯ点において、互いに水平方向に一定距離Ｌｂ離間した位置に設置されている。２つの参照電波反射体Ｒ１２４と参照電波反射体Ｒ２２５とは、組を構成している。 As shown in FIG. 5, reference numeral 20 denotes a route plane including the route 22, and a vertical plane including the route 22 of the moving body 21 is assumed. The reference radio wave reflector 23 is installed on the course plane 20 including the course 22 of the moving body 21. Assuming a horizontal plane perpendicular to the path plane 20 including the path 22 of the mobile body 21, the two reference radio wave reflectors R 1 24 and R 2 25 are the reference radio wave reflector R b. in point O on a certain distance L a distant track plane 20 from the position of the track plane 20 containing the path 22 23 is installed, it is installed in a predetermined distance L b a location spaced horizontally from each other. The two reference radio wave reflectors R 1 24 and the reference radio wave reflector R 2 25 constitute a set.
ここで、移動体２１を進路２２に沿って誘導する場合について説明する。
まず、図７に示すように、移動体２１が定型の電波を送信すると、この送信信号は基準電波反射体Ｒｂ２３、参照電波反射体Ｒ１２４、参照電波反射体Ｒ２２５によりそれぞれ反射される。この際、図６に示すように、移動体２１が進路２２上にある場合には、移動体２１と参照電波反射体Ｒ１２４及び参照電波反射体Ｒ２２５とからのそれぞれ距離はいずれも等しい。そこで、図７に示すように、移動体２１が備えている走査側装置で受信される基準電波反射体Ｒｂ２３からの反射波（受信信号）は、遅延時間Ｔｂに受信され、２つの参照電波反射体Ｒ１２４及び参照電波反射体Ｒ２２５からの反射波は、遅延時間Ｔｒに同時に受信され、参照信号群は１つとなる。従って、移動体２１側では、到着する参照信号群が一致していることを認識することにより、進路２２上に位置していることを確認することが出来る。
Here, a case where the moving body 21 is guided along the route 22 will be described.
First, as shown in FIG. 7, when the mobile body 21 transmits a standard radio wave, the transmission signal is reflected by the reference radio wave reflector R b 23, the reference radio wave reflector R 1 24, and the reference radio wave reflector R 2 25, respectively. Is done. At this time, as shown in FIG. 6, when the moving body 21 is on the path 22, the distances between the moving body 21, the reference radio wave reflector R 1 24, and the reference radio wave reflector R 2 25 are all. not equal. Therefore, as shown in FIG. 7, the reflected wave (received signal) from the reference radio wave reflector R b 23 received by the scanning side device provided in the moving body 21 is received at the delay time T b and The reflected waves from the reference radio wave reflector R 1 24 and the reference radio wave reflector R 2 25 are received simultaneously at the delay time Tr , and the reference signal group becomes one. Therefore, on the mobile body 21 side, it can be confirmed that the mobile station 21 is positioned on the route 22 by recognizing that the arriving reference signal groups match.
一方、図６に示すように、移動体２１ａが進路２２から外れている場合には、この外れている移動体２１ａと参照電波反射体Ｒ１２４及び参照電波反射体Ｒ２２５とからの距離はそれぞれ異なるため、２つの参照反射体Ｒ１２４、参照電波反射体Ｒ２２５から受信される反射波（受信信号）は、図８に示すように、遅延時間Ｔｒ１及びＴｒ２に、それぞれ個別に近接した状態で分離して受信され参照信号群となる。従って、外れている移動体２１ａ側では、参照信号群における各遅延時間Ｔｒ１、Ｔｒ２を測定すれば、進路２２からのずれを検出することが出来る。そこで、はずれている移動体２１ａ側では、参照信号群における各受信信号の遅延時間差が最小となるように制御することにより、移動体２１ａを進路２２上に誘導することが出来る。 On the other hand, as shown in FIG. 6, when the moving body 21 a is out of the course 22, the distance between the moving body 21 a and the reference radio wave reflector R 1 24 and the reference radio wave reflector R 2 25. Are different from each other, the reflected waves (reception signals) received from the two reference reflectors R 1 24 and R 2 25 are respectively transmitted to delay times T r1 and T r2 as shown in FIG. Separately received in close proximity to each other and received as a reference signal group. Therefore, on the side of the moving body 21a that is out of position, the deviation from the course 22 can be detected by measuring the delay times T r1 and T r2 in the reference signal group. Therefore, the moving body 21a can be guided on the path 22 by controlling the difference in delay time of each received signal in the reference signal group on the side of the moving body 21a that is off.
そこで、移動体２１から定型の電波（送信信号）を送信すると、各電波反射体（基準電波反射体Ｒｂ２３、参照電波反射体Ｒ１２４及び参照電波反射体Ｒ２２５）からの反射波（基準信号及び参照信号群）は、移動体２１が備えている走査側装置により受信される。この時、進路２２上に位置する移動体２１に対しては、基準電波反射体２３からの基準信号の遅延時間がTbの場合、組をなす２つの参照電波反射体Ｒ１２４と参照電波反射体Ｒ２２５及び基準電波反射体Ｒｂ２３の合計３つの電波反射体から作られる平面上においては、移動体２１は、基準電波反射体Ｒｂ２３からcTb/2離れた位置にあり、組をなす２つの参照電波反射体Ｒ１２４と参照電波反射体Ｒ２２５からそれぞれcTr/2の位置にあることから、走査側装置の演算手段により移動体２１の２次元的な相対位置を算出することができる。 Therefore, when a standard radio wave (transmission signal) is transmitted from the mobile body 21, the reflected wave from each radio wave reflector (reference radio wave reflector R b 23, reference radio wave reflector R 1 24 and reference radio wave reflector R 2 25). The (reference signal and reference signal group) is received by the scanning device provided in the moving body 21. At this time, with respect to the mobile 21 located on the path 22, when the delay time of the reference signal from the reference wave reflector 23 is T b, the reference wave and two reference wave reflector R 1 24 forming a set On a plane formed by a total of three radio wave reflectors, that is, the reflector R 2 25 and the reference radio wave reflector R b 23, the mobile body 21 is located at a position cT b / 2 away from the reference radio wave reflector R b 23. , The two reference radio wave reflectors R 1 24 and R 2 25 forming the pair are located at cT r / 2, respectively. The position can be calculated.
また、図９に示すように、移動体２１側で受信した基準信号が遅延時間Tb、参照信号が遅延時間Tr、基準電波反射体Ｒｂ２３からの距離がcTb/2、参照電波反射体Ｒ１２４及び参照電波反射体Ｒ２２５からの参照信号がcTr/2であるから、3つの電波反射体（基準電波反射体Ｒｂ２３、２つの参照電波反射体Ｒ１２４及び参照電波反射体Ｒ２２５）を含む平面と基準電波反射体Ｒｂ２３および移動体２１とを結ぶ線の為す角の余弦cosθは、
cosθ=((cTb/2)2＋La 2−(cTr/2)2＋Lb 2）/cTbLa
として計算できる。
Further, as shown in FIG. 9, the reference signal received on the mobile body 21 side is the delay time T b , the reference signal is the delay time T r , the distance from the reference radio wave reflector R b 23 is cT b / 2, and the reference radio wave Since the reference signal from the reflector R 1 24 and the reference radio wave reflector R 2 25 is cT r / 2, three radio wave reflectors (the reference radio wave reflector R b 23, the two reference radio wave reflectors R 1 24 and The cosine cos θ of the angle formed by the line connecting the plane including the reference radio wave reflector R 2 25) and the standard radio wave reflector R b 23 and the moving body 21 is
cosθ = ((cTb / 2) 2 + L a 2 − (cT r / 2) 2 + L b 2 ) / cT b L a
Can be calculated as
従って、基準電波反射体Ｒｂ２３から相対位置が、(cTｂ/2)cosθ進路軸上で離れた点において、±(cTｂ/2)sinθの相対位置にあることが算出される。ここで、地表面に設置された電波反射体の場合には、通常前述の−の項は地下を意味するため、簡単な論理式(cTｂ/2)sinθ＞０にて２つの解が一つに特定できるため、移動体２１の相対位置を測定することが可能となる。なお、3つの電波反射体（基準電波反射体Ｒｂ２３、２つの参照電波反射体Ｒ１２４及び参照電波反射体Ｒ２２５）が、いずれも回転する手段を備えている場合には、それぞれ振幅変調を受けた反射波が得られる。 Accordingly, it is calculated that the relative position from the reference radio wave reflector R b 23 is a relative position of ± (cT b / 2) sin θ at a point away on the (cT b / 2) cos θ path axis. Here, in the case of a radio wave reflector placed on the ground surface, the above-mentioned term “−” usually means underground, so two simple solutions can be obtained with a simple logical expression (cT b / 2) sin θ> 0. Therefore, the relative position of the moving body 21 can be measured. In addition, when all of the three radio wave reflectors (the standard radio wave reflector R b 23, the two reference radio wave reflectors R 1 24, and the reference radio wave reflector R 2 25) are provided with rotating means, A reflected wave subjected to amplitude modulation is obtained.
なお、同様にして、基準電波反射体Ｒｂ２３が、互いに組をなす２つの参照電波反射体Ｒ１２４及び参照電波反射体Ｒ２２５と比較して近くに設置されている場合には、Ｔｂ＜Ｔｒとして同様の原理が適用可能である。 Similarly, when the reference radio wave reflector R b 23 is installed nearer than the two reference radio wave reflectors R 1 24 and R 2 25 that are paired with each other, The same principle can be applied as T b <T r .
なお、基準電波反射体Ｒｂ２３の代わりに、新たに組をなす２つの参照電波反射体からなる参照電波反射体、即ち、２組の参照電波反射体（２つの参照電波反射体で１組を構成する）を設置することにより、若しくは複数組の参照電波反射体を設置することにより、移動体の３次元的な位置と進路とのずれを同様な原理により検出することが出来る。 In addition, instead of the standard radio wave reflector R b 23, a reference radio wave reflector composed of two reference radio wave reflectors that form a new set, that is, two sets of reference radio wave reflectors (one set of two reference radio wave reflectors) ) Or by installing a plurality of sets of reference radio wave reflectors, it is possible to detect a deviation between the three-dimensional position of the moving body and the course based on the same principle.
この発明の第６の実施例を、図１０に基づいて説明する。
図１０は３つの参照反射体Ｒ１２４、参照電波反射体Ｒ２２５及び参照電波反射体Ｒ３２６を平面的に設置した場合を示す説明図である。
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a case where three reference reflectors R 1 24, reference radio wave reflector R 2 25, and reference radio wave reflector R 3 26 are installed in a plane.
図１０において、基準電波反射体Ｒｂ２３を移動体２１の進路２２上に設置し、この基準電波反射体Ｒｂ２３より一定距離離間し、進路２２と直交するとともに、それぞれの３つの参照電波反射体Ｒ１２４、Ｒ２２５、Ｒ３２６によって構成される平面３０を仮定する。そして、この平面３０上で、かつ個々の参照電波反射体Ｒ１２４、Ｒ２２５、Ｒ３２６からの距離が等しい点Ｏ、即ち、移動体２１で受信する３つの参照信号の到着する遅延時間が等しくなる点Ｏからの距離が等しい位置に、３つの参照電波反射体Ｒ１２４、Ｒ２２５、Ｒ３２６を設置する。 In FIG. 10, a reference radio wave reflector R b 23 is installed on the path 22 of the moving body 21, is separated from the reference radio wave reflector R b 23 by a certain distance, is orthogonal to the path 22, and each of the three reference radio waves. Assume a plane 30 constituted by reflectors R 1 24, R 2 25, R 3 26. Then, a point O on which the distance from each reference radio wave reflector R 1 24, R 2 25, R 3 26 is equal on this plane 30, that is, the arrival delay of three reference signals received by the mobile body 21. Three reference radio wave reflectors R 1 24, R 2 25, and R 3 26 are installed at positions where the distances from the point O at which the times are equal are equal.
そこで、移動体２１から定型の電波を送信した場合、この電波はそれぞれ３つの参照電波反射体Ｒ１２４、Ｒ２２５、Ｒ３２６で反射され、移動体２１の走査側装置で受信される。この受信された３つの反射波（参照信号）の遅延時間を測定し、この遅延時間差が互いに最小となるように、移動体２１は自身を制御すれば、移動体２１を進路２２上に沿って誘導することが可能となる。又、３つの参照信号の遅延時間から移動体２１の位置を算出することが出来る。さらに、上記同一の平面３０に位置しないように、別の参照電波反射体を設置すれば、移動体２１の３次元的な位置を測定出来る。 Therefore, when a standard radio wave is transmitted from the mobile body 21, the radio waves are reflected by the three reference radio wave reflectors R 1 24, R 2 25, and R 3 26, respectively, and received by the scanning side device of the mobile body 21. . If the mobile body 21 controls itself so that the delay times of the three reflected waves (reference signals) received are measured and this delay time difference is minimized, the mobile body 21 is moved along the path 22. It is possible to guide. Further, the position of the moving body 21 can be calculated from the delay times of the three reference signals. Furthermore, if another reference radio wave reflector is installed so as not to be located on the same plane 30, the three-dimensional position of the moving body 21 can be measured.
なお、基準電波反射体Ｒｂ２３及び参照電波反射体Ｒ１２４、Ｒ２２５、Ｒ３２６を回転させる手段を設ければ、反射波は、ルーネベルグレンズ２に配置されている反射体３に設定された情報にもとづいて、振幅変調される。従って、移動体２１の走査側装置で、この反射波を受信して情報を取得することが出来る。 If means for rotating the reference radio wave reflector R b 23 and the reference radio wave reflectors R 1 24, R 2 25, R 3 26 is provided, the reflected wave is reflected on the reflector 3 arranged in the Luneberg lens 2. Amplitude modulation is performed based on the information set in (1). Therefore, the scanning side device of the moving body 21 can receive this reflected wave and acquire information.
この発明の第７の実施例について、図１１〜図１３に基づいて説明する。
図１１は３つの参照電波反射体Ａ（ｘａ、ｙａ、ｚａ）、Ｂ（ｘｂ、ｙｂ、ｚｂ）、Ｃ（ｘｃ、ｙｃ、ｚｃ）を設置した場合の概略図、図１２は図１１に示す場合のタイムチャート図で、３つの参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃからの反射波が識別可能な程度に充分離間して配置されている場合を示している。図１３は図１１に示す場合のタイムチャート図で、３つの参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃの反射と透過のタイミングが異なるよう設定した場合を示している。
A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 11 shows an outline in which three reference radio wave reflectors A (x a , y a , z a ), B (x b , y b , z b ), and C (x c , y c , z c ) are installed. FIGS. 12 and 12 are time charts in the case shown in FIG. 11 and show a case where the reflected waves from the three reference radio wave reflectors A, B, and C are arranged sufficiently apart so as to be discernable. . FIG. 13 is a time chart for the case shown in FIG. 11 and shows a case where the reflection and transmission timings of the three reference radio wave reflectors A, B and C are set to be different.
この第７の実施例では、３つの参照電波反射体Ａ〜Ｃを設置して、移動体２１の位置を測位する場合で、図１１に示すように、同一平面上に位置しない３つの参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃが設置されている。なお、図１、図２に示すように、各参照電波反射体Ａ〜Ｃは、いずれもルーネベルグレンズ２に反射体３が配置されて形成されている電波反射体１である。そして、各参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃには、それぞれ個別の位置情報や各参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃを識別するための識別情報が設定されている。 In the seventh embodiment, when three reference radio wave reflectors A to C are installed and the position of the moving body 21 is measured, as shown in FIG. 11, three reference radio waves that are not located on the same plane are used. Reflectors A, B, and C are installed. As shown in FIGS. 1 and 2, each of the reference radio wave reflectors A to C is a radio wave reflector 1 formed by arranging a reflector 3 on a Luneberg lens 2. In each of the reference radio wave reflectors A, B, and C, individual position information and identification information for identifying each of the reference radio wave reflectors A, B, and C are set.
そこで、移動体２１から定型の電波（送信信号）を送信すると、この送信信号は、３つの参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃによりそれぞれ反射されるが、この反射波は、それぞれ位置情報や識別情報により変調された反射波となる。この変調された反射波は、移動体２１が備えている走査側装置で受信される。 Therefore, when a standard radio wave (transmission signal) is transmitted from the mobile body 21, the transmission signal is reflected by the three reference radio wave reflectors A, B, and C, respectively. The reflected wave is modulated by information. The modulated reflected wave is received by the scanning device provided in the moving body 21.
この際、各参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃの距離差が充分ある場合には、図１２に示すように、移動体２１の走査側装置で受信した受信信号は、それぞれ遅延時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃを個別に識別して受信することが出来る。従って、移動体２１の走査側装置では、３つの参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃからの反射波のそれぞれ遅延時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃから移動体自身の２次元的な位置を算出することが出来る。又、各反射波に地形等の情報を付加すれば、３次元的位置を決定出来る。 At this time, if there is a sufficient distance difference between each of the reference radio wave reflectors A, B, and C, as shown in FIG. 12, the received signals received by the scanning device of the mobile body 21 are delayed times Ta and Tb, respectively. , Tc can be individually identified and received. Therefore, the scanning device of the mobile body 21 can calculate the two-dimensional position of the mobile body itself from the delay times Ta, Tb, and Tc of the reflected waves from the three reference radio wave reflectors A, B, and C, respectively. I can do it. Also, if information such as topography is added to each reflected wave, a three-dimensional position can be determined.
ここで、各参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃの距離差が充分ない場合には、遅延時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃの間隔が小さくなり、移動体２１の走査側装置では、受信信号が、近接してしまい各参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃからの反射波を個別に識別して受信できない。 Here, when there is not a sufficient distance difference between each of the reference radio wave reflectors A, B, and C, the intervals of the delay times Ta, Tb, and Tc are reduced. As a result, the reflected waves from the reference wave reflectors A, B, and C cannot be individually identified and received.
そこで、この場合には、図１に示すルーネベルグレンズ２に配置する反射体３の配置箇所を変えた電波反射体を作製して、図１３に示すように、３つの参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃからの反射と透過のタイミングがそれぞれ異なるように、３つの参照電波反射体Ａ、Ｂ、Ｃを設定する。 Therefore, in this case, a radio wave reflector in which the arrangement location of the reflector 3 arranged in the Luneberg lens 2 shown in FIG. 1 is changed to produce three reference radio wave reflectors A, as shown in FIG. Three reference radio wave reflectors A, B, and C are set so that reflection and transmission timings from B and C are different from each other.
次いで、移動体２１の走査側装置から定型の電波を送信すると、この送信信号は、個別の各参照電波反射体Ａ〜Ｃで反射される。すると、図１３に示すように、各参照電波反射体Ａ〜Ｃからの各反射波（各参照信号）は、それぞれ遅延時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃとして個別に識別して受信することが出来る。従って、移動体２１の走査側装置では、それぞれ３つの参照電波反射体Ａ〜Ｃからの反射波は、遅延時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃに個別に識別受信することが出来る。従って、この各遅延時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃから移動体２１は自身の位置を測定することが出来る。 Next, when a standard radio wave is transmitted from the scanning side device of the moving body 21, this transmission signal is reflected by each of the individual reference radio wave reflectors A to C. Then, as shown in FIG. 13, each reflected wave (each reference signal) from each of the reference radio wave reflectors A to C can be individually identified and received as delay times Ta, Tb, and Tc. Therefore, in the scanning device of the moving body 21, the reflected waves from the three reference radio wave reflectors A to C can be individually identified and received at the delay times Ta, Tb, and Tc. Therefore, the mobile body 21 can measure its own position from the delay times Ta, Tb, and Tc.
この発明の第８の実施例について、図１４に基づいて説明する。
図１４は２つの電波反射体４１、４２の中心（進路２２となる）を通る進路平面４０上に進路２２を設定した場合を示す説明図である。
An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a case where the route 22 is set on a route plane 40 that passes through the centers of the two radio wave reflectors 41 and 42 (becomes the route 22).
２つの電波反射体４１、４２は、上記各実施例と同様に、いずれもルーネベルグレンズを用いた電波反射体である。２つの電波反射体４１、４２は、進路２２を含む進路平面４０に直交する方向に等距離Ｌｂ離れた位置に設置されており、両電波反射体４１、４２は互いに異なる周波数あるいはタイミングで電波を反射するように設定されている。４３、４４はそれぞれ電波反射体４１及び電波反射体４２の反射パターン、４５、４６はそれぞれ反射パターン４３及び４４の最大反射断面積方向を示している。 The two radio wave reflectors 41 and 42 are radio wave reflectors using Luneberg lenses, as in the above embodiments. Two wave reflectors 41 and 42, in a direction perpendicular to the track plane 40 containing the path 22 is installed at an equal distance L b away, Telecommunications at different frequencies or timings both wave reflector 41 together Is set to reflect. Reference numerals 43 and 44 denote reflection patterns of the radio wave reflector 41 and the radio wave reflector 42, respectively. Reference numerals 45 and 46 denote the maximum reflection cross-sectional areas of the reflection patterns 43 and 44, respectively.
そこで、移動体２１の走査側装置から送信された定型の電波（送信信号）は、電波反射体４１、４２によってそれぞれ反射される。この反射波は、移動体２１の走査側装置により受信され、それぞれ異なる周波数あるいはタイミングの反射波の信号強度が個別に測定される。 Therefore, the standard radio waves (transmission signals) transmitted from the scanning device of the moving body 21 are reflected by the radio wave reflectors 41 and 42, respectively. This reflected wave is received by the scanning side device of the moving body 21, and the signal intensity of the reflected wave having a different frequency or timing is individually measured.
この２つの反射波の信号強度が一致する点が、進路２２を構成する。従って、移動体２１を２つの反射波の信号強度が一致するように制御すれば、移動体２１は、２つの電波反射体４１、４２の中心を通る進路平面４０上の進路２２に沿って誘導することが出来る。また、両２つの反射波の信号強度の比が一定となる点の集合が双曲線となることから、双曲線航法による進路を設定することが可能となる。 The point where the signal intensities of the two reflected waves coincide constitute the path 22. Therefore, if the moving body 21 is controlled so that the signal strengths of the two reflected waves coincide with each other, the moving body 21 is guided along the path 22 on the path plane 40 passing through the centers of the two radio wave reflectors 41 and 42. I can do it. Further, since a set of points at which the ratio of the signal strengths of the two reflected waves is constant becomes a hyperbola, it is possible to set a course by hyperbola navigation.
航空機、船舶、車両のような移動体の位置を移動体自身で検出し、測定するための移動体の航法分野に利用することが出来る。 The position of a moving body such as an aircraft, a ship, or a vehicle can be detected and measured by the moving body itself, and can be used in the navigation field of the moving body.
１ 電波反射体
２ ルーネベルグレンズ
３ 反射体
４ 焦点
５ 回転軸
７ 反射波
２０ 進路を含む進路平面
２１ 移動体
２２ 移動体２１の進路
２３ 基準電波反射体
２４ 参照電波反射体Ｒ１
２５ 参照電波反射体Ｒ２
２６ 参照電波反射体Ｒ３
３０ 進路と直交する平面
Ａ、Ｂ、Ｃ 参照電波反射体
４０ 進路（中心）を含む進路平面
４１、４２ 電波反射体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radio wave reflector 2 Luneberg lens 3 Reflector 4 Focus 5 Rotating shaft 7 Reflected wave 20 Path plane including course 21 Mobile body 22 Path of mobile body 23 Reference radio wave reflector 24 Reference radio wave reflector R 1
25 Reference radio wave reflector R 2
26 Reference radio wave reflector R 3
30 Plane plane A, B, C Reference radio wave reflector 40 Course plane including course (center) 41, 42 Radio wave reflector
Claims (8)
移動体の進路をふくむ進路平面上に、前記基準電波反射体を設置し、
この基準電波反射体より一定距離離間した前記進路平面上の点において、この点を通る垂線上であって、前記進路平面に対して等しい距離離間して組をなす２つの前記参照電波反射体を設置し、
前記電波反射体には、それぞれ回転する手段を設けてこれらを回転し、
前記移動体側では、定型の電波を送信するとともに、前記基準電波反射体に配置した反射体に基づく情報で変調された反射波（基準信号）と組をなす２つの前記参照電波反射体に配置した反射体に基づく情報で変調された反射波（参照信号）とを受信し、
前記移動体は、前記基準電波反射体からの反射波の遅延時間と前記組をなす２つの参照電波反射体からの反射波の遅延時間をそれぞれ測定し、
これら測定した各遅延時間から、前記移動体は自身の２次元位置と前記進路からのずれを検出するとともに、前記参照電波反射体からの反射波の遅延時間差が最小となるように前記移動体を誘導すること
を特徴とする移動体の航法方法。 A radio wave reflector formed by arranging a reflector that reflects radio waves on the surface of the Luneberg lens is used as a standard radio wave reflector and a reference radio wave reflector,
The reference wave reflector is installed on the path plane including the path of the moving body,
Two reference radio wave reflectors that form a pair at a point on the path plane that is spaced apart from the reference radio wave reflector by a certain distance and that are perpendicular to the point and that are separated by an equal distance from the path plane. Install
Each of the radio wave reflectors is provided with a means for rotating, and these are rotated.
On the mobile body side, a standard radio wave is transmitted and arranged on the two reference radio wave reflectors that make a pair with a reflected wave (reference signal) modulated by information based on the reflector arranged on the standard radio wave reflector. A reflected wave (reference signal) modulated with information based on the reflector,
The mobile body measures the delay time of the reflected wave from the reference radio wave reflector and the delay time of the reflected wave from the two reference radio wave reflectors in the set,
From each of the measured delay times, the mobile body detects its own two-dimensional position and a deviation from the path, and the mobile body is adjusted so that the delay time difference of the reflected wave from the reference radio wave reflector is minimized. A navigation method of a moving object characterized by guiding.
を特徴とする請求項１に記載の移動体の航法方法。 In place of the standard radio wave reflector, the mobile body can change its three-dimensionality by installing two reference radio wave reflectors forming a new set or by installing a plurality of reference radio wave reflectors forming a set. The method for navigating a moving body according to claim 1, wherein a deviation from a position and a course is detected.
移動体の進路上に基準電波反射体を設置し、
この基準電波反射より一定距離離間し、前記移動体の進路と直交する平面上に、この平面と前記進路との交点から等しい距離離間して少なくとも組をなす３つの参照電波反射体を設置し、
前記電波反射体には、それぞれ回転する手段を設けてこれらを回転し、
前記移動体側では、定型の電波を送信するとともに、前記基準電波反射体に配置した反射体に基づく情報で変調された反射波（基準信号）と参照電波反射体に配置した反射体に基づく情報で変調された反射波（参照信号）とをそれぞれ受信し、
前記移動体は、前記基準電波反射体からの反射波の遅延時間及び前記組をなす３つの参照電波反射体からの反射波の遅延時間をそれぞれ測定し、
これら測定した各遅延時間から、前記移動体は自身の位置と進路からのずれを検出するとともに、前記少なくとも３つの参照信号の到達する遅延時間差が等しくなるように前記移動体を誘導すること
を特徴とする移動体の航法方法。 A radio wave reflector formed by arranging a reflector that reflects radio waves on the surface of the Luneberg lens is used as a standard radio wave reflector and a reference radio wave reflector,
Install a standard radio wave reflector on the path of the moving object,
On the plane perpendicular to the path of the moving body, spaced apart from the reference radio wave reflection, and at least three pairs of reference radio wave reflectors are installed at an equal distance from the intersection of the plane and the path,
Each of the radio wave reflectors is provided with a means for rotating, and these are rotated.
On the mobile body side, a standard radio wave is transmitted, and a reflected wave (reference signal) modulated by information based on a reflector arranged in the reference radio wave reflector and information based on a reflector arranged in a reference radio wave reflector are used. Receive the modulated reflected wave (reference signal) respectively,
The mobile body measures the delay time of the reflected wave from the reference radio wave reflector and the delay time of the reflected wave from the three reference radio wave reflectors forming the set,
From each of the measured delay times, the mobile body detects a deviation from its own position and path, and guides the mobile body so that the difference in the arrival delay times of the at least three reference signals is equal. The navigation method of the moving body.
を特徴とする請求項３に記載の移動体の航法方法。 Instead of the standard radio wave reflector, by installing two reference radio wave reflectors forming a new set, or by installing a plurality of reference radio wave reflectors forming a set, the three-dimensional position and path of the mobile body The method for navigation of a moving object according to claim 3, wherein a deviation from is detected.
この参照電波反射体を少なくとも３つ設置し、
前記３つの参照電波反射体にそれぞれ位置情報と識別情報とを設定し、
これらの参照電波反射体には、それぞれ回転する手段を設けてこれらを回転し、
移動体側では、定型の電波を送信するとともに、受信した反射波からそれぞれ遅延時間を測定し、
この各遅延時間から前記移動体は自身の２次元位置を測定するとともに、前記位置情報と識別情報を取得すること
を特徴とする移動体の航法方法。 A radio wave reflector formed by arranging a reflector that reflects radio waves on the surface of the Luneberg lens is used as a reference radio wave reflector,
Install at least three reference wave reflectors,
Position information and identification information are set for each of the three reference radio wave reflectors,
Each of these reference radio wave reflectors is provided with a means for rotating to rotate them,
On the mobile side, while sending a standard radio wave, measure the delay time from the received reflected wave,
The mobile body navigation method according to claim 1, wherein the mobile body measures its own two-dimensional position from each delay time and acquires the position information and identification information.
前記反射波と前記地形情報とから前記移動体の３次元位置を測定すること
を特徴とする請求項５に記載の移動体の航法方法。 On the mobile body side, terrain information is added to the reflected wave received from the reference radio wave reflector,
The navigation method for a moving body according to claim 5, wherein a three-dimensional position of the moving body is measured from the reflected wave and the terrain information.
を特徴とする請求項５〜請求項６にそれぞれ記載の移動体の航法方法。 In the radio wave reflector formed by arranging a reflector that reflects radio waves on the surface of the Luneberg lens, the timing of the reflected wave and the transmitted wave is changed by changing the width and location of the reflector based on the information. The mobile body navigation method according to any one of claims 5 to 6, wherein at least three radio wave reflectors set differently are created as reference radio wave reflectors.
これらの電波反射体には、それぞれ回転する手段を設けてこれらを回転し、
移動体側では、定型の電波を送信するとともに、前記複数の電波反射体からそれぞれ異なる前記周波数もしくはタイミングで変調された２つの反射波を受信し、
前記複数の受信信号の信号強度の比を一定とするように前記移動体は自身を制御すること
を特徴とする移動体の航法方法。 In the radio wave reflector formed by arranging a reflector that reflects radio waves on the surface of the Luneberg lens, the reflection and reflection at a plurality of different frequencies or timings are made by changing the width and location of the reflector based on information. Create a radio wave reflector that repeats transmission, install it as a radio wave reflector,
These radio wave reflectors are each provided with a means for rotating to rotate them,
On the mobile body side, while transmitting a standard radio wave, two reflected waves modulated at different frequencies or timings from the plurality of radio wave reflectors are received,
The mobile body navigation method, wherein the mobile body controls itself so that a ratio of signal intensities of the plurality of received signals is constant.
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