JPS61198079A

JPS61198079A - ある瞬間に受信信号に導入される不連続位相の振幅を探知するための装置

Info

Publication number: JPS61198079A
Application number: JP60272635A
Authority: JP
Inventors: ルイス・エフ・ヘルブリング
Original assignee: SUTAANABU CORP
Current assignee: SUTAANABU CORP
Priority date: 1984-12-06
Filing date: 1985-12-05
Publication date: 1986-09-02
Also published as: EP0184357A2; US4647935A; EP0184357A3; NO854658L

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野〕本発明は、ある瞬間に入力信号に入込んだ不連続位相（
ｐｈａｓｅ　ｄｉｓｃｏｎＮｎｕｉｔｉｅｓ　）を、特
に、方位情報を提供する航行システムにおいてアンチ犬
要素間を切替えることにより発生する不連続位相を探知
するための装置に関する。

［発明の技術的背頽とその問題点］現在の無線航行システムは主に陸上局により、このため
システムは精度が悪く、サービス範囲は狭い。商業的に
使用されている、それらのシステムのうちの１つはロー
ランＣ（Ｌｏｒａｎ　　Ｃ）である。それは０．２５海
里程度の精度で位置情報を提供することができる。ロー
ランＣのサービス範囲は沿岸に限られ、地球的規模のサ
ービスをするシス　　　・テムとしては適当ではない。

オメガ（ＯＭＥＧＡ）は現在、世界中にある８局からな
り、ＶＬＦ帯にユニークな識別データを送信しているシ
ステムである。オメガの精度は伝播誤差によって厳格に
制限され、期待される精度は２から４海里程度である。

地球的規模の正確な無線航行システムを提供するために
、衛星を利用することが永らく考えられていた。既存の
衛星システムの主なものはトランジット（ＴＲＡＮＳ　
ＩＴ）と呼ばれている。

ＴＲＡＮＳＩＴシステムでは、位置情報を導き出すため
の速度ベクトルを導くために、ドプラー効果を利用して
いる。ＴＲＡＮＳＩＴシステムの主な欠点は、サービス
が周期的であるということ、すなわち、位置を９０分間
隔でしか検出できるないということである。

ＴＲＡＮＳＩＴシステムの欠点を解消するために、徐々
に、それに代わって、ＮＡＶＳＴＡＲとして知られる新
しい衛星航行システムが据付けられている最中である。

ＮＡＶＳＴＡＲは、実際３つのスペアを含めて、６つの
１２時間軌道（１２−ｈｏｕｒ　ｏｒｂｉｔ　）上の１
８個の衛星によって構成される。いかなるときでも、地
上のどこからでも、軌道と、少なくとも３つの衛星が見
えるようになっている。各衛星は、それぞれ１，５７５
．４２Ｍ　Ｈｚと１．２２７，６Ｍ　ＨＺにＬｌとＬ２
の２つのリンク信号を送信する。Ｌｌの同相成分はプレ
シジョンコード（ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｃｏｄｅ）　　
（Ｐ　）で変調され、Ｌｌの直交成分はクリア・アクイ
ジション・コード（ｃｌｅａｒ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏ
ｎ　ｃｏｄｅ）　　（Ｃ／Ａ　＞で変調される。Ｌ２は
Ｐコードでのみ変調される。Ｃ／ＡとＰコードにより、
認定されたユーザは信号にロックして、衛星から識別情
報と時間情報を導くことができる。それらのコードに加
えて、ＬｌとＬ２はまた、ｌ！ｉｉ星軌道に附随する正
確な位置換算情報を提供するデータで、低いビット速度
で変調される。認定されたユーザは、この情報から衛星
の位置を計算でき、従って、同時に複数の衛星から位置
情報を取込むことで、ユーザ自身の正確な座標を計算で
きる。受信信号のドプラー効果を測定することにより、
速度情報も導くこともできる。

しかしながら、基本的なＮＡＶＳＴＡＲシステムはユー
ザの方位情報、すなわち方向と姿勢についての情報につ
いては提供しない。航空機や船舶のような移動物体の方
向は、その速度ベクトルの方向とは、はっきりと異なっ
ている。この情報は、少なくとも３つの離れたアンテナ
を用いれば、そして基準線ベクトルの方位を決定するた
めに、送信側衛星に関してアンテナ要素を分けて、信号
の干渉を測定すれば、理論的に導かれる。多数の衛星を
観測することにより、アンテナを取付けであるプラット
フォームの方位に関する完全な情報を導くことができる
。そこで、アンテナで受信した信号の位相差を正確に測
定する方法に関して重要な問題が発生する。さらに、ア
ンテナは船のマスト上のような露出した所に普通取付け
られており、いくつかのアンテナからの信号が、普通操
舵室にある受信装置に伝送線路を介して送られるとき、
そのケーブルの柔軟さ、温度変化等によって発生する可
変の遅延の結果として、重大なエラーが生じる。

［発明の目的コ従って、本発明の目的は、ある瞬間に入力信号に入込む
不連続位相を探知するための装置を提供することである
。その装置は、クロック信号を発生するためのタイミン
グ手段と、ある瞬間に、前記入力信号に前記不連続位相
を導入するためにコマンド信号を発生するための手段と
、入力信号の搬送波を探知して、出力信号を発生する手
段であって、前記出力信号に、入力に加えられた制御信
号によって決定される振幅と符号を持つ位相ジャンプを
導入することができる制御発振器と、各入力端で前記入
力信号と前記出力信号を受信し、その出力端に、それら
の信号間の位相差を表わす信号を作り出す位相弁別器と
、及び前記ある瞬間の制御発振器の前記出力に、入力信
号の位相ジャンプと等しい振幅と符号を持つ位相ジャン
プを導入するようにして、前記制御信号を発生するため
に、前記位相弁別器の出力で観測される位相ジャンプに
応答する手段とからなり、前記制御発振器と前記制御信
号発生手段は入力信号に入込んだ不連続位相を探知する
デルタ位相探知ループを構成する。

実施例では、υＪＩＥ発＠器はまた、搬送波探知ループ
の一部を形成する。この実施例では、入力信号は、他の
入力が制卸発振器に接続されている位相弁別器の１つの
入力に加えられている。位相弁別器の出力は、搬送波探
知ループを介して、制御発振器の第２の入力と同様に、
同期検出器の入力に接続されている。その搬送波探知ル
ープは、出力信号の周波数を決定する。その結果、デル
タ位相および搬送波探知ループはタンデム内に配置され
る。

本発明の他の目的は、受信信号から方位情報を導くため
の装置を提供することである。その装置は：相対的な位
置に固定されている複数のアンテナ要素を持つアンテナ
・アレイと、位置が決定されるために、ある源から送信
された信号を受信するための受信手段と、前記アンテナ
要素を前記受信手段に選択的に接続するためのスイッチ
ング手段と、クロック信号を発生するためのタイミング
手段と、前記クロック信号と関連して、ある瞬間に前記
受信手段に前記アンテナ要素を連続的に接続するように
して、したがって、入力信号に位相ジャンプを導入する
ようにして、前記スイッチング手段を制御するために、
コマンド信号を発生するための手段と、受信信号と同じ
周波数の出力信号を発生し、したがって、前記出力信号
に、入力に加えられる制御信号によって決定される振幅
と符号を持つ位相ジャンプを導入することができる制御
発振器と、各入力において、前記入力信号と前記出力信
号を受信し、および、それらの信号間の位相差を表わす
信号を、その出力に作るための位相弁別器と、前記ある
瞬間に、前記制御発振器の前記出力信号に、受信信号の
位相ジャンプと振幅と符号の等しい位相ジャンプを導入
するようにして、前記制御信号を発生するために、位相
弁別器の出力で観測される位相ジャンプに応答する発生
手段とからなり、前記制御発振器と前記制御信号発生手
段は入力信号に導入された不連続位相を探知するデルタ
位相探知ループを構成し、それにより、前記デルタ位相
探知ループが受信手段に受信された前記信号を探知して
いるとき、前記制御信号は連続するアンテナ要素で受信
された信号間の位相差を表わす。

［発明の実施例］添附図面を参照して、本発明について詳細に説明する。

第１図に示される航行受信システムは船舶用であると仮
定される。装置は船のマスト４のような高い所にある板
３にフレキシブルに取付けられた三角形のアンテナ・プ
ラットフォーム１からなる。

船に関してのアンテナ・プラットフォーム１の正確な方
位は、そこで固定される。アンテナ・ボスト２に支持さ
れたプラットフォーム１は、三角形である。アンテナ要
素５は、それぞれＮＡＶＳＴＡＲ衛星からのし周波数帯
の信号を受信でき、三角形の各頂点に位置している。ア
ンテナ・ボスト２には、伝送線路６をアンテナ要素５に
、連続的に接続するためのスイッチング・マトリクス（
図示せず）がある。伝送線路６はアンテナ信号を信号処
理装置７に加え、それは、操舵者用のテーブルのような
船内の都合の良い所に置かれている制　　　　□御表示
装置（ＣＤＵ）８に接続されている。

隣合うアンテナ要素の基準線が、入力波面の方向ベクト
ルに関して傾いているとき、隣合うアンテナ要素間のバ
スの差によって、隣合うアンテナ要素で受信された信号
間に位相差を生じる。スイッチング・マトリクスはアン
テナ要素を次つきとスイッチするので、この位相差は不
連続位相を示し、その振幅は、入力波面の方向ベクトル
に関する基準線ベクトルの傾きに関連する。第１図に示
されるような、三角形構成を使用することにより、完全
な姿勢、すなわち水平線に関するアンテナ・プラットフ
ォームの傾きと、および方向、すなわち北に関するプラ
ットフォームの方位とが導かれる。２つの要素構成では
、方向と船首から船尾方向への上下動が導かれる。

信号処理装置（ＳＰＵ）７は、スイッチング・マトリク
ス（図示せず）にコマンド信号を送り。

あるｍｌに、隣合うアンテナ要素間を切替える。

５ＰＬＩ７はまた、衛星からの信号上に運ばれる情報か
ら衛星の位置を決定する。なお、衛星の位置゛　　　は
方向と姿勢の情報を計算するために知られていなければ
ならない。

制御表示装置８により、衛星信号に装置をロックするこ
とが出来るようにするために、必要なアクセス・コード
が入力されることができる。そして制御表示装置８は表
示画面上に出力情報を表示する。

第２図では、アンテナ電子袋＠９は、各アンテナ要素５
に接続されているアンテナ・スイッチング・マトリクス
１０からなる。５ＰＬ１７は、受信器フロントエンド１
１（衛星信号を受信するために必要なマイクロ波および
無線波用回路を含む）と、周波数合成器１２と、精密発
振器１３と、５つの衛星探知用モジュール１４と、およ
びマイクロプロセッサ１５とからなる。各衛星探知用モ
ジュール１４は、ある衛星を探知し、その結果、図示さ
れた装置により、５つまでの衛星が同時に探知されるこ
とができる。衛星は、　１，５７５．４２Ｍ　Ｈｚと　
１，２２７．６ＭＨｚの中心周波数において２つのリン
ク信号Ｌ１とＬ２を各々送信する。それはそれぞれ、１
０．２３Ｍ　ＨＺのクロック周波数の１５４倍および１
２０倍である。Ｌ１信号はっぎのような形をしている。

Ｓ　　（ｔ） −ＡｉＸＰｉ　　（ｔ）Ｄｉ　　（ｔ）ｘｃｏｓ　（ω
ｉ　　ｔ＋φ）＋ＡＣＸＧｉ　　（ｔ）ｘＤｉ　　（ｔ
）ｘＳＩＮ（ωｉｔ＋φンここで、ＸＰｉは、衛星が毎
秒１０．２３Ｍビットのチョッピング速度で送信するユ
ニークなＰコードを表わしている。Ｄｉ　　（ｔ）は、
Ｐコードに加えられ、毎秒５０ビツトの送信速度を持つ
データ・モジュロ−２を表わす。ＸＧｉはユニークなり
リア・アクイジッション・コードであり、毎秒１．０２
３　Ｍビットのクロック速度を持つ。Ｌ２信号はＰコー
ドとデータだけを送信する。

ＰコードとＣ／Ａコードは衛星を同定し、正確なタイミ
ング情報を与える。適当なコードを知っていれば、ユー
ザの装置は比較的簡単にＣ／Ａコードにロックされるこ
とができる。データの流れは衛星軌道に関する完全な位
置換輝情報を含む。

どの瞬間にも、その位置が知られている少なくとも３つ
の衛星が探知されるならば、正確な位置が得られる。一
般市民のユーザは１００ｍの精度の情報を得られると思
われる。先に提案されたＮＡＶＳＴＡＲ受信器は、この
情報だけを、すなわち正確な位置情報を、あるいは、で
きる限りの速度情報を与える。その速度情報は入力信号
のドプラー効果から導かれる。

第３図は、送信衛星の位置が知られているとき、方向と
姿勢の情報を導くための回路のブロック・ダイアグラム
である。アンテナ電子装置９は３つのアンテナ要素５と
アンテナ・スイッチング・マトリクス１０からなる。ア
ンテナ要素５は、第２図に示すように、アンテナ・スイ
ッチング・マトリクス１０を介して受信器フロントエン
ド１１にゝ接続されている。受信器フロントエンド１１
は、アンテナ要素５で受信された広がったスペクトラム
信号を受信し、検出するために必要な機能を実行する。

　゛第３図に示される回路は、タンデム内に組込まれた
搬送波探知ルーフ１６とデルタ位相探知ループ１７とか
らなり、それらは共に、各衛星探知モジュール１４に見
つけられる。受信器フロントエンド１１からの信号はコ
スタス（Ｃｏｓｔａｓ　）位相弁別器２５の１つの入力
に加えられ、そのコスタス位相弁別器２５の他の入力は
、各々位相ジャンプ制御信号と周波数制御信号を受信す
る第１と第２の入力を持つ数値制御発振器１８の出力を
受信する。発条器１８は、入力に加えられる周波数制御
ワードによって決定される周波数を持つ出力信号を発生
する。数値制御発振器（ＮＣＯ）１８はまた、出力信号
に位相ジャンプを導入する。その位相ジャンプは入力２
０に加えられた位相ジャンプ制御ワードによって決定さ
れる振幅と、入力３７と３８に加えられる参照信号によ
って決定されるタイミングを持っている。

コスタス位相弁別器２５の出力３６は、パルス形成回路
網２３に接続された位相ロック・ループ・フィルタ２１
に加えちれる。そのパルス形成回路網２３は、数値制御
発振器１８の入力１９に加えられる周波数制御ワードを
発生するアップ・ダウン・カウンタ２４に接続されてい
る。そのルーフ１６は入力信号の搬送波を探知する。

アンテナ・スイッチング・マトリクス１０は、システム
・タイミング回路２２に接続されている。そのシステム
・タイミング回路２２は、スイッチング・マトリクス１
０に次のアンテナ要素を受信器フロントエンド１１に切
替えさせるためにスイッチ命令を発生する。それの動作
は２つの隣合うアンテナ要素間のバスの差によって生じ
る不連続位相を、受信器フロントエンド１１に加えられ
る信号と、２つの参照信号ＡとＢとに導入する。

コスタス位相弁別器２５の出力３６はデルタ位相探知ル
ープ１７の２つのアームに接続されている。第１のアー
ムは同期検出器３２と、ループ・フィルタ３３と、パル
ス形成回路網３４とアップ・ダウン・カウンタ３５から
なる。第２のアームは同期検出器２７と、ループ・フィ
ルタ２８と、パルス形成回路網２９と、アップ・ダウン
・カウンタ３０からなる。アップ・ダウン・カウンタ３
０と３５は、参照信号Ａと８を受信するデータ結合器３
１に接続されている。そのデータ結合器３１の出力は、
数値制御発振器１８の入力２０に加えられる位相ジャン
プ制御ワードを形　　　成する。システム・タイミング
回路２２がらの参照信号ＡとＢはまた、数値制御発振器
１８の入力３７と３８に加えられる。

装置の動作を、搬送波探知ルーフ１６を参照して最初に
説明する。位相弁別器２５は、ＮＣ０１８の出力と、受
信器フロントエンド１１の出力の間の位相差を表わすＤ
Ｃエラー信号を発生する。搬送波ループ・フィルタ２１
は、長い時定数を持ち、したがって、アンテナ・スイッ
チング時に生ずる位相ジャンプに比較的鈍感である。パ
ルス形成回路網２３は、次のような形の伝送特性Ｖ（ｔ）＝　　Ｘｄｔを持つ、２極の、固定したスレッシュホールドの、周期
の確定しない、インチグレート・アンド・ダンプ（ｉｎ
ｔｅｇｒａｔｅ−ａｎｄ−ｄｕｍＤ）の回路網である。

ループ・フィルタ２１の出力が予め決められた値に違し
たとき、パルス形成回路網２３は１つの信号を発生する
。そのパルスの時間と振幅は予め決められているが、そ
の極性はそのループ・フィルタの出力の符号によって決
定される。このとき、Ｖ（ｔ）はゼロにリセットされる
。正のエラー信号は、パルス形成回路網に正のパルスを
作り出させ、そして逆の場合も同様である。

名工のパルスは、アップ・ダウン・カウンタ２４に格納
されている値を１だけ増加させ、一方各員のパルスは、
この値を１だけ減少させる。アップ・ダウン・カウンタ
２４に格納されている値は、数値１ｌｌＩ　１１１１発
振器１８の入力１９に加えられる周波数制卸ワードであ
る。

動作において、ループ・フィルタ２１の長い時定数のた
めに、搬送波探知ループはアンテナのスイッチングによ
って導入される位相ジャンプに対し必然的に鈍感である
。位相弁別器２５の出力３６におけるエラー信号は、Ｎ
Ｃ０１８の出力に受信器フロントエンド１１から来る受
信信号の搬送波を探知させるために、アップ・ダウン・
カウンタ２４の周波数制御ワードを変更させる。

弁別器２５の出力３６は第４図に示されている。探知ル
ープ１６が搬送波を忠実に探知しているとき、弁別器の
平均出力はゼロである。アンテナ要素が切替えられたと
き、受信信号に位相ジャンプが発生ずる。始めに、これ
はＮＣＯの出力には反映されず、従って、位相弁別器の
出力はこの位相差を反映するようにジャンプする。デル
タ位相探知ループ（以下で詳細に説明される）が動作を
始めるので、アンテナ・スイッチング時の位相弁別器の
出力におけるジャンプは徐々に減少する。

参照信号ＡとＢは、システム・タイミング回路２２によ
って発生され、それらは第４図のｂとＣに示されている
。各参照信号は、３つのレベル、−１，０、＋１を持つ
。３つのアンテナ要素５は、参照アンテナ、要素Ａおよ
び要素Ｂからなるとして考えられる。参照アンテナ要素
が選択されたとき、参照信号ＡとＢの両方はレベル−１
にある。

アンテナ要素Ａが選択されたとき、参照信号Ａはレベル
＋１にあり、参照信号ＢはレベルＯにある。

アンテナ要素Ｂが選択されたとき、参照信号Ａはレベル
Ｏにあり、参照信号Ｂはレベル＋１にある。

同期検出器Ａ３２において、コス゛タス位相弁別器２５
の出力３６に参照信号Ａを掛ける。すなわち出力３６に
対して、参照アンテナ要素が選択されたときには−１を
、アンテナ要素Ａが選択されたときには＋１を、アンテ
ナ要素Ｂが選択されたときには０を、掛ける。結果とし
て、同期検出器Ａは、アンテナ要素Ｂが選択されたとき
、位相弁別器出力３６に感じない。同期検出器Ａの平均
出力は、アンテナ要素Ａが選択されたとき、弁別器出力
３６の平均値によって与えられ、参照アンテナ要素が選
択されたときの弁別器出力の平均値より少ない。それは
、第４図ｄに示されるように、搬送波探知ループがロッ
クされているとき、ゼロである。

同期検出器Ａ３２の出力は、搬送波探知ループに接続さ
れているパルス形成回路網２３と同様に、パルス形成回
路網３４に、ループ・フィルタ３３を介して供給される
。パルス形成回路網３４は、第４図ｅに示されるように
、連続したパルスを発生する。

そのパルスの数は、アンテナ要素Ａに対して同期検出器
Ａによって発生されたエラー信号の振幅を表わし、その
パルスの極性は、そのエラー信号の符号を表わす。

パルス形成回路網３４によって発生されるパルスは、第
４図りに示されるように、パルスの符号に従って、アッ
プ・ダウン・カウンタ３５を増加または減少させる。

デルタ位相探知ループ１７の８アームは、ＡとＢが交換
されるということを除いて、Ａアームを同様に動作する
。同期検出器８２１は、アンテナ要素Ａが選択されたと
き、位相弁別器２５の出力に鈍感である。第４図ｆとｑ
は各々、同期検出器Ｂとパルス形成回路網２９の出力を
示している。第４図りと１は、アップ・ダウン・カウン
タＡと８の値が、各パルス形成回路網３４と２９で発生
されるパルスによって、どのように変化されるかという
ことを示している。

アップ・ダウン・カウンタ３５と３０に格納されている
ワードは、データ結合器３１に加えられる。そのデータ
結合器３１は、参照信号ＡとＢをその入力において受信
する。搬送波探知ループがロックされているとき、アッ
プ・ダウン・カウンタ３５と３０の出力は、スイッチン
グ・マトリクス１０が参照アンテナ要素から各アンテナ
要素ＡとＢにスイッチするときに作られる位相ジャンプ
を表わす。第４図」に示されるように、データ結合器３
１は、スイッチング・マトリクスが連続的に参照アンテ
ナ要素、アンテナ要素Ａ、アンテナ要素Ｂとスイッチす
るときに生ずる位相ジャンプを表わす出力を作る。デー
タ結合器３１はＮＣ０１８の位相ジャンプ制御ワード入
力を発生する。位相ジャンプ制御ワードは、第４図ｊに
示されるように、位相ジャンプの振幅と符号（方向）を
定義する。このようにして、参照アンテナ要素が参照位
相（０°）として選択されている間にＮＧＯの位相を取
れば、参照アンテナ要素からアンテナ要素Ａへの遷移の
後の位相は、Ｏ＋Ａ＝Ａ　　である。続いて、アンテナ
要素Ａからアンテナ要素Ｂへの次の遷移が起きるとき、
位相はＡ＋　（Ｂ−Ａ＞＝８　　となる。最終的に、ス
イッチが再び参照アンテナを選択するとき、位相はゼロ
（Ｂ−Ｂ＝Ｏ）に戻る。

位相ジャンプが導入される正確な瞬間は、参照信号波形
ＡとＢによって決定され、それらはまた、ＮＣ０１８に
加えられる。

ＮＣ０１８は、アンテナ要素の切替えが、ＮＧＯの１ク
ロック周期中に起きると、位相ジャンプ制御を周波数制
御ワードに加える。結果的に、受信器フロントエンド１
１の出力、またはアンテナ・スイッチング・マトリクス
１０の出力で観測される位相ジャンプにほとんど等しい
振幅の位相ジャンプが、ＮＧＯの出力に導入される。

デルタ位相探知ループは徐々にロック状態になるので、
弁飼器出力の平均値からの変分は、第４図ａに示される
ように、徐々に減少される。始めに、デルタ位相のロッ
クの前に、エラー信号は十分に、アンテナ要素切替えに
よって導入された位相ジャンプを表わす。デルタ探知ル
ープがロッーク状態になるので、このエラー信号は徐々
に平均値にちかずく。

入力２０に加えられる補正の大きさは、スイッチングに
よって生じる位相ジャンプの測定値であり、この補正は
、上述の姿勢と方向の情報を導くために使用されること
ができる。

前述のシステムにより、連続するアンテナ要素に到達す
る信号間の位相差が正確に決定されることができる。こ
のことと、衛星信号からのデータから、位置および速度
情報ばかりでなく、プラットフォームの方向および姿勢
、従って船舶の方向および姿勢が、正確に決定されるこ
とができる。

前述のシステムでは、他のシステムで生じる位相エラー
・ミスマッチの困難さを感じず、結果として、正確な方
向および姿勢の情報を与える能力を有する。一方間時に
、アンテナの近くに、位置を決めるための複雑な電子装
置を配置する必要がない。スイッチング・マトリクスだ
けが、外部取付は用に設計される必要があり、これはア
ンテナの付属物上に取付けられるのに都合が良い。

［発明の効果］本発明による装置では、次のような効果を得ることがで
きる。

１、アンテナ・アレイ中の隣合うアンテナ要素間をスイ
ッチングすることにより生じる不連続位相を正確に探知
する能力を有する。不連続位相の振幅は、アンテナ・ア
レイの基準線ベクトルと、衛星のベクトルとの間の角度
を決定する。アンテナ基準面に関する３つの衛星に対す
る方位角が知られていれば、アンテナ・プラットフォー
ムの完全な方位、すなわち、方向と姿勢が決定されるこ
とができる。

２、位相エラーはアンテナ組立て物の中に含まれること
ができる。そのアンテナ組立て物は外部の露出部に取付
けられる。受信器装置は操舵空に普通置かれ、先行技術
とは違って、全てのアンテナ要素からの信号は、同じ線
路を連続して通過する。その結果、線路の物理的柔軟さ
等によって導入される位相の変化は、全てのアンテナ要
素からの信号に等しくなるように適用される。

３、デルタ位相探知ループにより、連続的なアンテナ要
素に到着する信号間の位相シフトが、正確に決定される
ことができる。そして、この位相シフトにより、連続す
るアンテナ要素を接続する基準線ベクトルと、信号源へ
のベクトルとの間の角度が計算されることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ＮＡＶＳＴＡＲ信号から、位置、方向、姿勢
についての情報を導くことができる完全な衛星航行シス
テムを示し：第２図は衛星信号受信の完全なシステムの
ブロック・ダイアグラムであり；第３図は、スイッチン
グ・マトリクスが連続したアンテナ要素に接続されてい
て導入させる不連続位相を探知するための装置のブロッ
ク・ダイアグラムであり；第４図（ａ）から（」）は探
知装置の動作を示す波形図である。７−信号制御装置（ＳＰＵ）、８−制御表示装置（ＣＤ
Ｕ）、９−アンテナ電子装置（ＡＥＵ）、１６−搬送波
探知ループ、１７−デルタ位相探知ループ出願人代理人　弁理士　　鈴　江　武　彦第３図ＲＥＦＡ　ＢＲＥＦＡ　ＢＲＥＦＡ日第４図手続補正書（方式）１、事件の表示特願昭６０−２７２６３５号２、発明の名称るる瞬間に受信信号に尋人される不連続位相の振幅を探
知するための装置３、補正をする者事件との関係　特許出願人スターナフ番コーポレーンヨン４、代理人住；祈　東京都港区虎ノ門１丁口２６番５リ　第】７森
ビル昭和６１年２月２５日６　補正の対争１１図面、法人証明書

Claims

【特許請求の範囲】

（１）クロック信号を発生するためのタイミング手段と
、ある瞬間に入力信号に、不連続位相を導入するために
、命令信号を発生するための手段と、入力信号の搬送波
を探知する出力信号を発生するものであつて、その入力
に加えられる制御信号によつて決定される振幅と符号を
持つ位相ジャンプを前記出力信号に導入することができ
る制御発振器と、各入力において前記入力信号と前記出
力信号を受信し、および、その出力において、それらの
信号間の位相差を表わす信号を作り出す位相弁別器と、
前記ある瞬間に前記制御発振器の前記出力信号に、前記
入力信号の前記位相ジャンプと等しい振幅と符号の位相
ジャンプを導入するように前記制御信号を発生するため
に、前記位相弁別器の出力で観測される前記位相ジャン
プに応答する制御信号発生手段とからなり、前記制御発
振器と前記制御信号発生手段は、入力信号に導入された
不連続位相を探知するデルタ位相探知ループを構成する
ことを特徴とする、ある瞬間に受信信号に導入される不
連続位相を探知するための装置。
（２）前記制御信号発生手段は、タイミング参照として
前記命令信号を受信することを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の装置。
（３）前記制御発振器は前記出力信号の周波数を決定す
る第２の制御信号を受信する第２の入力を持ち、前記位
相弁別器と前記制御発振器には搬送波探知ループの一部
を形成することを特徴とする特許請求の範囲第２項に記
載の装置。
（４）前記搬送波探知ループはさらに、位相弁別器の出
力に接続された、前記不連続位相に比較的無感覚である
ように長い時定数を持つ、ループ・フィルタからなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の装置。
（５）前記制御発振器は数値制御発振器であることを特
徴とする特許請求の範囲第４項に記載の装置。
（６）前記ループ・フィルタは、前記数値制御発振器の
出力周波数を決定する周波数制御ワードを格納するアッ
プ・ダウン・カウンタに接続されているパルス形成回路
網に接続されていて、前記パルス形成回路網は、前記不
連続位相の出力の振幅と符号に従つて、前記アップ・ダ
ウン・カウンタを増加または減少させるために、パルス
を発生することを特徴とする特許請求の範囲第５項に記
載の装置。
（７）前記制御信号発生手段は、前記不連続位相の導入
に際し、前記位相弁別器によつて観測される前記位相ジ
ャンプを表わす出力を発生するためのタイミング手段か
らの参照信号と前記位相弁別器の出力に応答する同期検
出器と、前記制御発振器の出力信号に、前記位相ジャン
プを導入するための前記制御信号を、前記同期検出器の
出力から導くための手段とからなることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の装置。
（８）前記制御発振器は数値制御発振器であることを特
徴とする特許請求の範囲第７項に記載の装置。
（９）前記同期検出器は、パルス形成回路網を介して、
前記数値制御発振器の出力信号に導入される位相ジャン
プを決定するために使用される制御ワードを格納するア
ップ・ダウン・カウンタに接続されていることを特徴と
する特許請求の範囲第８項に記載の装置。
（１０）前記同期検出器と前記パルス形成回路網の間に
、さらにループ・フィルタから構成されることを特徴と
する特許請求の範囲第９項に記載の装置。
（１１）前記入力信号を受信することができる各アンテ
ナ要素を連続的に前記装置に接続するためのスイッチン
グ・マトリクスと、前記スイッチング・マトリクスの動
作を制御するための前記制御信号発生手段とから、さら
に構成され、したがつて、前記スイッチング・マトリク
スが１つのアンテナ要素から次のアンテナ要素にスイッ
チするので、前記不連続位相が受信信号に導入されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいず
れか１項に記載の装置。
（１２）相対的な位置に固定されている複数のアンテナ
要素を持つアンテナ・アレイと、位置を決定するために
、ある源から送信された信号を受信するための受信手段
と、前記アンテナ要素を前記受信手段に選択的に接続す
るためのスイッチング手段と、クロック信号を発生する
ためのタイミング手段と、前記クロック信号と関連して
、ある瞬間に前記受信手段に前記アンテナ要素を連続的
に接続するようにして、したがつて、入力信号に位相ジ
ャンプを導入して、前記スイッチング手段を制御するた
めに、制御信号を発生するための手段と、前記受信信号
と同じ周波数の出力信号を発生し、したがつて、前記出
力信号に、入力に加えられる制御信号によつて決定され
る振幅と符号を持つ位相ジャンプを導入することができ
る制御発振器と、関連する入力に、前記入力信号と前記
出力信号を受信し、および、その出力にそれらの信号間
の位相差を表わす信号を作るための位相弁別器と、前記
ある瞬間に前記制御発振器の前記出力信号に、前記受信
信号の位相ジャンプと振幅と符号の等しい位相ジャンプ
を導入するようにして、前記制御信号を発生するために
、位相弁別器の出力で観測される位相ジャンプに答える
制御信号発生手段とからなり、前記制御発振器と前記制
御信号発生手段は入力信号に導入された不連続位相を探
知するデルタ位相探知ループを構成し、それにより、前
記デルタ位相探知ループは入力手段に受信された前記信
号を探知しているとき、前記制御信号は連続するアンテ
ナ要素で受信された信号間の位相差を表わすことを特徴
とする受信信号から方位情報を導くための装置。
（１３）前記アンテナ・アレイと前記スイッチング手段
は、位相エラー・ミスマッチの実質的に全ての原因を含
むようにして構成された付属物の一部を構成することを
特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載の装置。
（１４）前記制御発振器は、前記出力信号の周波数を決
定する第２の制御信号を受信する第２の入力を有し、前
記受信手段は、位相弁別器に接続されていて、前記制御
発振器と共に、搬送波探知ループの一部を構成すること
を特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載の装置。
（１５）前記装置は、三角計の各頂点にある、少なくと
も３つのアンテナ要素からなることを特徴とする特許請
求の範囲第１２項に記載の装置。
（１６）前記発振器は、数値制御発振器であることを特
徴とする特許請求の範囲第１５項に記載の装置。
（１７）デルタ位相探知ループは２つの分岐からなり、
各分岐は位相弁別器の出力に接続される同期検出器と、
パルス形成回路網と、数値制御発振器の出力信号に導入
される位相ジャンプを決定する制御ワードを格納するア
ップ・ダウン・カウンタとからなることを特徴とする特
許請求の範囲第１６項に記載の装置。
（１８）同期検出器はタイミング回路から選択されたア
ンテナを示す参照信号を受信することを特徴とする特許
請求の範囲第１７項に記載の装置。
（１９）各分岐は参照アンテナ要素に関して、位相ジャ
ンプに関する情報を提供し、データ結合器は数値制御発
振器からの制御ワードを形成し、数値制御発振器はスイ
ッチング順序を考慮することを特徴とする特許請求の範
囲第１８項に記載の装置。