特開 2022-165748 方向探知装置、強度差テーブルの取得方法、方向探知方法及び方向探知プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022165748

(43)【公開日】2022-11-01

(54)【発明の名称】方向探知装置、強度差テーブルの取得方法、方向探知方法及び方向探知プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01S 3/48 20060101AFI20221025BHJP

【ＦＩ】

G01S3/48

【審査請求】未請求

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021071232

(22)【出願日】2021-04-20

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加藤 範泰

(57)【要約】

【課題】レドーム内におけるアンテナの設置に制約があっても、アンビギュイティを除去しつつ、受信波の到来方向を好適に探知する。
【解決手段】方向探知装置において、複数のアンテナと、複数のアンテナで受信される受信波の受信強度に対して、受信波の到来方向によって異なる強度差を付与する強度差付与部と、２つのアンテナ間における強度差と受信波の到来方向とを対応付けた強度差テーブルを、２つのアンテナの組み合わせごとに記憶する記憶部と、受信した受信波に基づいて、２つのアンテナ間における強度差と位相差とを検出する検出器と、強度差テーブルから、強度差に対応する受信波の到来方向を抽出する抽出器と、位相差に対応する受信波の到来方向を導出する導出部と、強度差に対応する受信波の到来方向と、位相差に対応する受信波の到来方向と、を比較して、一致する受信波の到来方向を、探知結果として取得する比較器と、を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

受信波の到来方向を探知する方向探知装置において、
前記受信波を受信する複数のアンテナと、
複数の前記アンテナで受信される前記受信波の受信強度に対して、前記受信波の到来方向によって異なる強度差を付与する強度差付与部と、
複数の前記アンテナのうち、２つの前記アンテナ間における前記強度差と前記受信波の到来方向とを対応付けた強度差テーブルを、２つの前記アンテナの組み合わせごとに記憶する記憶部と、
複数の前記アンテナにおいて受信した前記受信波に基づいて、２つの前記アンテナ間における前記強度差と、２つの前記アンテナ間における位相差とをそれぞれ検出する検出器と、
前記記憶部に記憶された前記強度差テーブルから、前記検出器で検出した前記強度差に対応する前記受信波の到来方向を、２つの前記アンテナの組み合わせに応じて抽出する抽出器と、
前記検出器で検出した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向を導出する導出部と、
前記抽出器から取得した前記強度差に対応する前記受信波の到来方向と、前記導出部から取得した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向と、を比較して、一致する前記受信波の到来方向を、探知結果として取得する比較器と、を備える方向探知装置。

【請求項2】

前記強度差テーブルは、前記受信波の周波数ごとまたは偏波ごとに記憶されており、
前記検出器は、前記受信波の前記周波数または前記偏波を検出し、
前記抽出器は、前記検出器で検出した前記周波数または前記偏波に基づいて、前記周波数または前記偏波に対応する前記強度差テーブルを取得し、取得した前記強度差テーブルから、前記検出器で検出した前記強度差に対応する前記受信波の到来方向を抽出する請求項１に記載の方向探知装置。

【請求項3】

前記強度差付与部は、複数の前記アンテナを収容するレドームを有し、
前記レドームは、三次元空間において不均一な形状または不均一な構造となっている請求項１または２に記載の方向探知装置。

【請求項4】

前記強度差付与部は、複数の前記アンテナを収容するレドームに設けられると共に、電気特性を変化させる材料を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の方向探知装置。

【請求項5】

前記強度差付与部は、前記アンテナの素子のゲインを、空間的に一様でないゲインとしたアンテナである請求項１から４のいずれか１項に記載の方向探知装置。

【請求項6】

前記抽出器は、前記検出器で検出した前記強度差に第１調整幅を付与した強度差幅に対応する前記受信波の到来方向を抽出しており、
前記比較器は、前記強度差幅に対応する前記受信波の到来方向の候補と、前記位相差に対応する前記受信波の到来方向の候補とが不一致である場合、前記第１調整幅を広くする一方で、一致する前記受信波の到来方向の候補が複数となる場合、前記第１調整幅を狭くする請求項１から５のいずれか１項に記載の方向探知装置。

【請求項7】

前記受信波の到来方向は、方位角方向の角度であるＡＺ角度と、前記方位角方向に直交する俯仰角方向の角度であるＥＬ角度と、により規定され、
前記強度差テーブルは、
前記ＡＺ角度及び前記ＥＬ角度に対応付けた複数のセルを有すると共に、複数の前記セルに前記強度差がそれぞれ設定されており、前記セル間の前記強度差が補間されている請求項１から６のいずれか１項に記載の方向探知装置。

【請求項8】

前記強度差テーブルが前記受信波の周波数ごとまたは偏波ごとに用意される場合、
前記強度差テーブルは、前記周波数間の前記強度差または前記偏波間の前記強度差が補間されている請求項１から７のいずれか１項に記載の方向探知装置。

【請求項9】

前記導出部は、前記位相差と、前記受信波の周波数と、２つの前記アンテナ間の距離とに基づいて、所定の算出式から、前記受信波の到来方向を算出する演算部である請求項１から８のいずれか１項に記載の方向探知装置。

【請求項10】

前記記憶部は、複数の前記アンテナのうち、２つの前記アンテナ間における位相差と前記受信波の到来方向とを対応付けた位相差テーブルを、２つの前記アンテナの組み合わせごとに、さらに記憶しており、
前記導出部は、前記記憶部に記憶された前記位相差テーブルから、前記検出器で検出した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向を、２つの前記アンテナの組み合わせに応じて抽出する前記抽出器である請求項１から８のいずれか１項に記載の方向探知装置。

【請求項11】

前記位相差テーブルは、前記受信波の周波数ごとまたは偏波ごとに記憶されており、
前記検出器は、前記受信波の前記周波数または前記偏波を検出し、
前記抽出器は、前記検出器で検出した前記周波数または前記偏波に基づいて、前記周波数または前記偏波に対応する前記位相差テーブルを取得し、取得した前記位相差テーブルから、前記検出器で検出した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向を抽出する請求項１０に記載の方向探知装置。

【請求項12】

前記抽出器は、前記検出器で検出した前記位相差に第２調整幅を付与した位相差幅に対応する前記受信波の到来方向を抽出しており、
前記比較器は、前記位相差幅に対応する前記受信波の到来方向の候補と、前記強度差に対応する前記受信波の到来方向の候補とが不一致である場合、前記第２調整幅を広くする一方で、一致する前記受信波の到来方向の候補が複数となる場合、前記第２調整幅を狭くする請求項１０または１１に記載の方向探知装置。

【請求項13】

前記受信波の到来方向は、方位角方向の角度であるＡＺ角度と、前記方位角方向に直交する俯仰角方向の角度であるＥＬ角度と、により規定され、
前記位相差テーブルは、
前記ＡＺ角度及び前記ＥＬ角度に対応付けた複数のセルを有すると共に、複数の前記セルに前記位相差がそれぞれ設定されており、前記セル間の前記位相差が補間されている請求項１０から１２のいずれか１項に記載の方向探知装置。

【請求項14】

前記位相差テーブルが前記受信波の周波数ごとまたは偏波ごとに用意される場合、
前記位相差テーブルは、前記周波数間の前記位相差または前記偏波間の前記位相差が補間されている請求項１０から１３のいずれか１項に記載の方向探知装置。

【請求項15】

請求項１から１４のいずれか１項に記載の方向探知装置に用いられる強度差テーブルを取得する強度差テーブルの取得方法であって、
複数のアンテナに対して、電波発生源から発生する前記受信波を、所定の到来方向となるように設定するステップと、
前記電波発生源から前記受信波を発生させるステップと、
複数の前記アンテナにおいて前記受信波を受信するステップと、
前記受信波を受信することによって得られた前記強度差に基づいて、２つの前記アンテナ間における前記強度差と前記受信波の到来方向とを対応付けた強度差テーブルを取得するステップと、を実行する強度差テーブルの取得方法。

【請求項16】

請求項１から１４のいずれか１項に記載の方向探知装置により、受信波の到来方向を探知する方向探知方法であって、
複数のアンテナにより、前記受信波を受信するステップと、
前記検出器において、複数の前記アンテナで受信した前記受信波に基づいて、２つの前記アンテナ間における前記強度差及び前記位相差を検出するステップと、
前記抽出器において、前記記憶部に記憶された前記強度差テーブルから、前記検出器で検出した前記強度差に対応する前記受信波の到来方向を、２つの前記アンテナの組み合わせに応じて抽出するステップと、
前記検出器で検出した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向を導出するステップと、
前記比較器において、前記抽出器から取得した前記強度差に対応する前記受信波の到来方向と、前記導出部から取得した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向と、を比較して、一致する前記受信波の到来方向を、探知結果として取得するステップと、を実行する方向探知方法。

【請求項17】

請求項１から１４のいずれか１項に記載の方向探知装置により実行される、受信波の到来方向を探知する方向探知プログラムであって、
複数のアンテナにより、前記受信波を受信するステップと、
前記検出器において、複数の前記アンテナで受信した前記受信波に基づいて、２つの前記アンテナ間における前記強度差及び前記位相差を検出するステップと、
前記抽出器において、前記記憶部に記憶された前記強度差テーブルから、前記検出器で検出した前記強度差に対応する前記受信波の到来方向を、２つの前記アンテナの組み合わせに応じて抽出するステップと、
前記検出器で検出した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向を導出するステップと、
前記比較器において、前記抽出器から取得した前記強度差に対応する前記受信波の到来方向と、前記導出部から取得した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向と、を比較して、一致する前記受信波の到来方向を、探知結果として取得するステップと、を実行させる方向探知プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、受信波の到来方向を探知する方向探知装置、強度差テーブルの取得方法、方向探知方法及び方向探知プログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、方向探知装置として、受信波等の信号の到来方向を算出する測角処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。測角処理装置は、複数のアンテナ素子と、複数のアンテナ素子を覆うレドームとを備えている。測角処理装置は、複数のアンテナ素子で受信した到来信号に基づいて、到来信号の到来方向を算出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－１３３９０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

複数のアンテナ間の位相差を用いて受信波の到来方向を探知する場合、アンビギュイティが生じる場合がある。アンビギュイティとは、アンテナ間の距離と受信波の波長との関係によって、アンテナ間で取得される位相差が同じであっても、受信波の到来方向の候補が複数算出されることである。発生するアンビギュイティは、アンテナ間の距離によって変わる。このため、アンビギュイティを解消するためには、アンテナ間の距離が不等間隔である複数のアンテナを用いることが一般的である。

【0005】

また、アンテナを一方向（例えば、方位角方向（ＡＺ方向ともいう））に複数並べた場合、複数のアンテナは、一方向を含む平面（二次元）内の受信波の到来方向を探知することができる。このため、三次元の受信波の到来方向を探知するためには、アンテナを一方向に並べると共に、一方向に交差する他の一方向（例えば、俯仰角方向（ＥＬ方向ともいう））に並べる、つまり二次元的に配列する必要がある。

【0006】

しかしながら、レドームの内部空間に設置されるアンテナは、レドームの空間的な制約により二次元的に配列することが困難な場合がある。レドームの空間的な制約から、複数のアンテナを一次元方向のみに並べる場合、その一方向を含む平面内の受信波の到来方向は、複数のアンテナ間の位相差から算出することができるが、その一方向に交差する他の一方向については、複数のアンテナが存在しないため、位相差を用いた算出ができない問題がある。

【0007】

そこで、本開示は、レドーム内におけるアンテナの設置に制約があっても、アンビギュイティを除去しつつ、受信波の到来方向を好適に探知することができる方向探知装置、強度差テーブルの取得方法、方向探知方法及び方向探知プログラムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の方向探知装置は、受信波の到来方向を探知する方向探知装置において、前記受信波を受信する複数のアンテナと、複数の前記アンテナで受信される前記受信波の受信強度に対して、前記受信波の到来方向によって異なる強度差を付与する強度差付与部と、複数の前記アンテナのうち、２つの前記アンテナ間における前記強度差と前記受信波の到来方向とを対応付けた強度差テーブルを、２つの前記アンテナの組み合わせごとに記憶する記憶部と、複数の前記アンテナにおいて受信した前記受信波に基づいて、２つの前記アンテナ間における前記強度差と、２つの前記アンテナ間における位相差とをそれぞれ検出する検出器と、前記記憶部に記憶された前記強度差テーブルから、前記検出器で検出した前記強度差に対応する前記受信波の到来方向を、２つの前記アンテナの組み合わせに応じて抽出する抽出器と、前記検出器で検出した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向を導出する導出部と、前記抽出器から取得した前記強度差に対応する前記受信波の到来方向と、前記導出部から取得した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向と、を比較して、一致する前記受信波の到来方向を、探知結果として取得する比較器と、を備える。

【0009】

本開示の強度差テーブルの取得方法は、上記の方向探知装置に用いられる強度差テーブルを取得する強度差テーブルの取得方法であって、複数のアンテナに対して、電波発生源から発生する前記受信波を、所定の到来方向となるように設定するステップと、前記電波発生源から前記受信波を発生させるステップと、複数の前記アンテナにおいて前記受信波を受信するステップと、前記受信波を受信することによって得られた前記強度差に基づいて、２つの前記アンテナ間における前記強度差と前記受信波の到来方向とを対応付けた強度差テーブルを取得するステップと、を実行する。

【0010】

本開示の方向探知方法は、上記の方向探知装置により、受信波の到来方向を探知する方向探知方法であって、複数のアンテナにより、前記受信波を受信するステップと、前記検出器において、複数の前記アンテナで受信した前記受信波に基づいて、２つの前記アンテナ間における前記強度差及び前記位相差を検出するステップと、前記抽出器において、前記記憶部に記憶された前記強度差テーブルから、前記検出器で検出した前記強度差に対応する前記受信波の到来方向を、２つの前記アンテナの組み合わせに応じて抽出するステップと、前記検出器で検出した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向を導出するステップと、前記比較器において、前記抽出器から取得した前記強度差に対応する前記受信波の到来方向と、前記導出部から取得した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向と、を比較して、一致する前記受信波の到来方向を、探知結果として取得するステップと、を実行する。

【0011】

本開示の方向探知プログラムは、上記の方向探知装置により実行される、受信波の到来方向を探知する方向探知プログラムであって、複数のアンテナにより、前記受信波を受信するステップと、前記検出器において、複数の前記アンテナで受信した前記受信波に基づいて、２つの前記アンテナ間における前記強度差及び前記位相差を検出するステップと、前記抽出器において、前記記憶部に記憶された前記強度差テーブルから、前記検出器で検出した前記強度差に対応する前記受信波の到来方向を、２つの前記アンテナの組み合わせに応じて抽出するステップと、前記検出器で検出した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向を導出するステップと、前記比較器において、前記抽出器から取得した前記強度差に対応する前記受信波の到来方向と、前記導出部から取得した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向と、を比較して、一致する前記受信波の到来方向を、探知結果として取得するステップと、を実行させる。

【発明の効果】

【0012】

本開示によれば、レドーム内におけるアンテナの設置に制約があっても、アンビギュイティを除去しつつ、従来では得ることができなかった次元の受信波の到来方向を好適に探知することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、実施形態１に係る方向探知装置の一部を示す概略構成図である。

【図2】図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。

【図3】図３は、図１のＢ－Ｂ断面図である。

【図4】図４は、実施形態１に係る方向探知装置及び方向探知方法に関する説明図である。

【図5】図５は、強度差テーブルの図である。

【図6】図６は、位相差に基づく到来方向の一例を示すグラフである。

【図7】図７は、強度差テーブルからの抽出の一例を示すグラフである。

【図8】図８は、受信波の到来方向の候補を重ね合わせたときのグラフである。

【図9】図９は、強度差テーブルの取得方法に用いられる装置の概略構成図である。

【図10】図１０は、実施形態２に係る方向探知装置及び方向探知方法に関する一例の説明図である。

【図11】図１１は、実施形態２に係る方向探知装置及び方向探知方法に関する一例の説明図である。

【図12】図１２は、実施形態３に係る方向探知装置及び方向探知方法に関する説明図である。

【図13】図１３は、位相差テーブルからの抽出の一例を示すグラフである。

【図14】図１４は、強度差テーブルからの抽出の一例を示すグラフである。

【図15】図１５は、受信波の到来方向の候補を重ね合わせたときのグラフである。

【図16】図１６は、実施形態４に係る方向探知装置及び方向探知方法に関する一例の説明図である。

【図17】図１７は、実施形態４に係る方向探知装置及び方向探知方法に関する一例の説明図である。

【図18】図１８は、実施形態５に係る方向探知装置のレドームの形状の例を示す断面図である。

【図19】図１９は、実施形態６に係る方向探知装置の複数のアンテナの配置の例を示す概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に、本開示に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。

【0015】

［実施形態１］
実施形態１に係る方向探知装置１及び方向探知方法は、受信波の到来方向を探知する装置及び手法となっている。受信波としては、電波であり、例えば、探知レーダのビームである。方向探知装置１は、例えば、航空機、車両または船舶等の運輸機械に設けられている。受信波の到来方向は、方位角方向（以下、ＡＺ（Azimuth）方向という）の角度（ＡＺ角度）と、俯仰角方向（以下、ＥＬ（Elevation）方向という）の角度（ＥＬ角度）により定まる。

【0016】

図１は、実施形態１に係る方向探知装置の一部を示す概略構成図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。図３は、図１のＢ－Ｂ断面図である。図４は、実施形態１に係る方向探知装置及び方向探知方法に関する説明図である。図５は、強度差テーブルの図である。図６は、位相差に基づく到来方向の一例を示すグラフである。図７は、強度差テーブルからの抽出の一例を示すグラフである。図８は、受信波の到来方向の候補を重ね合わせたときのグラフである。

【0017】

（方向探知装置）
図１から図３に示すように、方向探知装置１は、複数のアンテナ５と、レドーム６と、を備えている。複数のアンテナ５は、ＡＺ方向（図１のｘ方向）に沿って直線状に複数並べて設けられ、ＥＬ方向（図１から図３のｚ方向）において１つ設けられた、一次元の配置となっている。なお、実施形態１では、ＥＬ方向への高さを抑制すべく、一次元の配置としているものの、配置については特に限定されない。複数のアンテナ５は、２以上あればよく、実施形態１では、２つのアンテナ５を用いて説明する。複数のアンテナ５は、ＡＺ方向において所定の間隔で配置されている。

【0018】

レドーム６は、例えば、航空機の翼に設けられている。レドーム６は、受信波の到来方向によって、アンテナ５間における信号強度の強度差に対して異なる強度差を付与する強度差付与部として機能している。なお、航空機の翼の翼長方向がＡＺ方向となっている。具体的に、レドーム６は、形状がＡＺ方向及びＥＬ方向を含む三次元空間において不均一な形状となっている。図２に示すように、ＡＺ方向における翼根側（図１の左側）の位置で切ったレドーム６の断面形状は、内部空間の広さがＥＬ方向において幅広となっている。一方で、図３に示すように、翼先側（図１の右側）の位置で切ったレドーム６の断面形状は、内部空間の広さがＥＬ方向において幅狭となっている。また、図２及び図３に示す断面においても、レドーム６の厚さは一定でなく、ＥＬ方向によって厚みが異なっている。

【0019】

なお、レドーム６は、その構造が積層構成となっており、形状を異ならせること、積層構成を異ならせること、形状及び積層構成の両方を異ならせることで、受信波の到来方向によって異なる強度差を付与するようにしてもよい。

【0020】

また、図４に示すように、方向探知装置１は、検出器１０と、記憶部１１と、演算部１２と、抽出器１３と、比較器１４と、を備えている。

【0021】

検出器１０は、２つのアンテナ５に接続されており、位相差を検出する検出部１０ａと、強度差を検出する検出部１０ｂとを有している。検出部１０ａは、２つのアンテナ５で受信した受信波の位相差及び周波数を検出している。また、検出部１０ａは、検出した周波数から波長を算出している。検出部１０ｂは、２のアンテナ５で受信した受信波の信号強度の強度差、周波数及び偏波を検出している。なお、偏波に関する情報は、直交する２つの直線アンテナの強度比から、または、１つの直線アンテナを回転させた測定から取得してもよい。この場合、偏波を検出する専用のアンテナを別途設けてもよい。ここで、実施形態１では、２つのアンテナ５として、「アンテナ１」及び「アンテナ２」を適用している。つまり、実施形態１において、検出部１０ｂは、２つのアンテナ５の強度差として、「アンテナ１」及び「アンテナ２」の強度差を検出している。なお、検出部１０ｂでは、強度差、周波数及び偏波を検出したが、少なくとも強度差を検出すればよく、必要に応じて、周波数及び偏波を検出してもよい。

【0022】

記憶部１１は、２つのアンテナ５間の距離ｄと、図５に示す強度差テーブルＴ１とを記憶している。なお、アンテナ５間の距離ｄと強度差テーブルＴ１とは、図４に示すように別体の記憶部１１に記憶させてもよいし、一体の記憶部１１に記憶させてもよく、特に限定されない。アンテナ５間の距離ｄは、「アンテナ１」と「アンテナ２」との間の距離であり、設置時に規定される固定値となっている。

【0023】

強度差テーブルＴ１は、２つのアンテナ５間における強度差と受信波の到来方向とを対応付けたデータである。図５は、その横軸がＡＺ角度となっており、その縦軸がＥＬ角度となっている。また、強度差テーブルＴ１は、ＡＺ角度及びＥＬ角度に対応付けられる複数のセルから構成されている。各セルには、強度差が対応付けられている。このため、強度差が対応付けられたセルには、ＡＺ角度及びＥＬ角度が対応付けられる。また、強度差テーブルＴ１は、少なくとも周波数または偏波ごとに用意されており、周波数に応じた強度差テーブルＴ１、偏波に応じた強度差テーブルＴ１、または周波数及び偏波に応じた強度差テーブルＴ１を用意してもよい。実施形態１では、強度差テーブルＴ１として、「アンテナ１」及び「アンテナ２」の強度差テーブルＴ１を用意している。また、図示は省略するが、記憶部１１は、方向探知装置１を用いた受信波の到来方向を探知するためのプログラムを記憶している。なお、強度差テーブルＴ１とは、図５に示す強度差テーブルＴ１の他、図５に示す強度差テーブルＴ１を基に数式化したものも含む。

【0024】

演算部１２は、検出器１０の検出部１０ａにおいて検出した受信波の位相差Δθ及び波長λと、記憶部１１から取得したアンテナ５間の距離ｄに基づいて、所定の算出式から、受信波の到来方向を算出する。ここで、所定の算出式は、一般に知られている位相差方探の方式であり、「θ＝sin^－１(Δθ・λ／２πｄ)」などを用いる。

【0025】

抽出器１３は、検出器１０の検出部１０ｂにおいて検出した受信波の周波数、偏波及び強度差に基づいて、「アンテナ１」及び「アンテナ２」の強度差テーブルＴ１から、強度差に対応する受信波の到来方向を抽出している。具体的に、実施形態１において、抽出器１３は、必要に応じて、検出部１０ｂにおいて検出した受信波の周波数及び偏波に基づいて、周波数に対応する強度差テーブルＴ１、偏波に応じた強度差テーブルＴ１、または周波数及び偏波に応じた強度差テーブルＴ１を取得する。この後、抽出器１３は、検出部１０ｂにおいて検出した強度差に対応する、強度差テーブルＴ１のセルを抽出する。

【0026】

比較器１４は、演算部１２において算出した到来方向と、抽出器１３により抽出した複数の到来方向の候補とが一致する受信波の到来方向を、探知結果として取得する。ここで、図６から図８を参照して、比較器１４による処理について具体的に説明する。図６は、所定の算出式を用いて算出した、所定の位相差における到来方向の変化を示すグラフの図である。図６では、「アンテナ１」と「アンテナ２」との位相差Δθにおける到来方向を例として示している。一方で、図７は、図５のような強度差テーブルＴ１において、強度差が同じとなる値のセルを抽出したときの図となっている。図７では、「アンテナ１」と「アンテナ２」の強度差ΔＥのセルを抽出したときの図となっている。

【0027】

比較器１４は、図６に示すように、演算部１２により取得した「アンテナ１」と「アンテナ２」の位相差Δθに基づく到来方向を取得する。また、比較器１４は、図７に示すように、「アンテナ１」と「アンテナ２」の強度差ΔＥに基づく到来方向の候補となるセルを取得する。そして、比較器１４は、図８に示すように、「アンテナ１」と「アンテナ２」の位相差Δθに基づく到来方向と、「アンテナ１」と「アンテナ２」の強度差ΔＥに基づく到来方向に該当するセルとを重ね合わせ、一致するセルを取得する。そして、比較器１４は、取得したセルに対応するＡＺ角度及びＥＬ角度を、探知結果として取得する。すなわち、一致するセルが示すＡＺ角度とＥＬ角度の組合せで示される方位は、「アンテナ１」と「アンテナ２」に位相差Δθを生じさせると共に、「アンテナ１」と「アンテナ２」に強度差ΔＥを生じさせる方位であり、観測結果に一致することから、受信波の到来方向であると推測できる。

【0028】

（強度差テーブル取得方法）
次に、図９を参照して、方向探知装置１に用いられる強度差テーブルＴ１を取得する強度差テーブルの取得方法について説明する。強度差テーブルＴ１の取得には、図９に示す取得装置２１が用いられる。取得装置２１は、送信器２２と、受信器２３と、動作部２４と、測定器２５と、を備えている。

【0029】

送信器２２は、受信器２３へ向けて所定の偏波となる電波を送信する。受信器２３は、方向探知装置１の複数のアンテナ５及びレドーム６を模したものとなっており、受信した電波を受信波として取得する。動作部２４は、受信器２３から見た送信器２２の位置が所定のＡＺ角度及びＥＬ角度となるように受信器２３を移動させる。測定器２５は、送信器２２の送信周波数を設定し、受信器２３において受信した受信波の強度差を取得すると共に、取得時におけるＡＺ角度及びＥＬ角度を取得する。

【0030】

強度差テーブルＴ１の取得方法では、２つのアンテナ５を含む受信器２３が、所定のＡＺ角度及びＥＬ角度となる到来方向となるように、動作部２４を動作させるステップを実行する。この後、取得方法では、電波発生源となる送信器２２から所定の周波数となる電波を発生させるステップを実行する。そして、取得方法では、所定の周波数となる電波を受信器２３により受信波として受信するステップを実行する。取得方法では、受信器２３において受信波を受信すると、測定器２５により受信した受信波の強度差を測定する。そして、取得方法では、測定した２つのアンテナ５間における強度差と、取得時におけるＡＺ角度及びＥＬ角度とを対応付けて、受信波の周波数及び偏波ごとに強度差テーブルＴ１として取得するステップを実行する。なお、上記の強度差テーブルＴ１の取得方法では、受信波の周波数ごと及び偏波ごとに強度差テーブルＴ１を取得したが、周波数ごとのみ、偏波ごとのみの強度差テーブルＴ１を取得してもよい。

【0031】

なお、受信波の周波数または偏波ごとに用意される複数の強度差テーブルＴ１は、周波数または偏波間の強度差が補間される補間処理が実行されてもよい。さらに、強度差テーブルＴ１内の各セルは、ＡＺ角度及びＥＬ角度からなる到来方向に対応付けられているが、セル間のＡＺ角度及びＥＬ角度が補間される補間処理が実行されてもよい。

【0032】

（方向探知方法）
次に、図４を参照して、方向探知装置１により、受信波の到来方向を探知する方向探知方法について説明する。

【0033】

方向探知方法では、先ず、２つのアンテナ５により受信波を受信するステップＳ１を実行する。この後、方向探知方法では、検出器１０において、２つのアンテナ５で受信した受信波に基づいて、２つのアンテナ５間における位相差及び強度差を検出するステップＳ２を実行する。ステップＳ２では、検出部１０ａにおいて、２つのアンテナ５間における位相差と周波数とを検出し、検出部１０ｂにおいて、２つのアンテナ５間における強度差と、必要に応じて周波数または偏波とを検出する。続いて、方向探知方法では、検出した位相差及び波長と、記憶部１１から取得したアンテナ５間の距離ｄとに基づいて、所定の算出式から、位相差に対応する受信波の到来方向を算出するステップＳ３を実行する。次に、方向探知方法では、抽出器１３において、検出した周波数または偏波に基づいて、周波数または偏波に対応する強度差テーブルＴ１を記憶部１１から取得するステップＳ４を実行する。そして、方向探知方法では、抽出器１３において、取得した強度差テーブルＴ１から、検出器１０で検出した強度差に対応する受信波の到来方向、すなわち、ＡＺ角度及びＥＬ角度に対応するセルを抽出するステップＳ５を実行する。方向探知方法では、ステップＳ５の実行後、比較器１４において、ステップＳ３において算出した位相差に対応する受信波の到来方向と、取得したＡＺ角度及びＥＬ角度のセルとを比較して、一致するセルのＡＺ角度及びＥＬ角度を、探知結果として取得するステップＳ６を実行する。なお、実施形態１の方向探知方法では、周波数または偏波に基づいて、対応する強度差テーブルＴ１からセルを取得したが、周波数及び偏波に基づいて、対応する強度差テーブルＴ１からセルを取得してもよい。

【0034】

［実施形態２］
次に、図１０及び図１１を参照して、実施形態２について説明する。なお、実施形態２では、重複した記載を避けるべく、実施形態１と異なる部分について説明し、実施形態１と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。図１０及び図１１は、実施形態２に係る方向探知装置及び方向探知方法に関する一例の説明図である。

【0035】

実施形態１の方向探知方法では、抽出器１３において、検出器１０の検出部１０ｂにより検出した強度差に対応するセルを抽出した。この場合、比較器１４において、図１０の左側に示すように、一致するセルが複数となる可能性がある。また、比較器１４において、図１１の左側に示すように、一致するセルがゼロとなる可能性がある。

【0036】

このため、実施形態２の方向探知方法では、抽出器１３が、検出器１０で検出した強度差ΔＥに第１調整幅（α、β）を付与した強度差幅に対応する受信波の到来方向を抽出している。具体的に、抽出器１３は、検出器１０から強度差ΔＥを取得すると、強度差幅として、「ΔＥ－α＜ΔＥ＜ΔＥ＋β」を生成し、生成した強度差幅に対応するセルを取得する。ここで、抽出器１３は、第１調整幅（α、β）を小さくすることで、取得するセルの数を減らす一方で、第１調整幅（α、β）を大きくすることで、取得するセルの数を増やす。

【0037】

具体的に、図１０の左側に示すように、比較器１４は、位相差に対応する受信波の到来方向と、「アンテナ１」と「アンテナ２」の強度差幅に該当するセルとを比較した結果、複数のセルが該当する場合、抽出器１３は、強度差幅を狭くする。これにより、「アンテナ１」と「アンテナ２」の強度差幅に該当するセルが減る。そして、比較器１４は、再び、位相差に対応する受信波の到来方向と、「アンテナ１」と「アンテナ２」の強度差幅に該当するセルとを比較することで、図１０の右側に示すように、一致するセルを見出すことができる。

【0038】

また、図１１の左側に示すように、比較器１４は、位相差に対応する受信波の到来方向と、「アンテナ１」と「アンテナ２」の強度差幅に該当するセルとを比較した結果、一致するセルがない、つまり、セルが不一致となる場合、抽出器１３は、強度差幅を広くする。これにより、「アンテナ１」と「アンテナ２」の強度差幅に該当するセルが増える。そして、比較器１４は、再び、位相差に対応する受信波の到来方向と、「アンテナ１」と「アンテナ２」の強度差幅に該当するセルとを比較することで、図１１の右側に示すように、一致するセルを見出すことができる。

【0039】

［実施形態３］
次に、図１２から図１５を参照して、実施形態３について説明する。なお、実施形態３では、重複した記載を避けるべく、実施形態１及び２と異なる部分について説明し、実施形態１及び２と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。図１２は、実施形態３に係る方向探知装置及び方向探知方法に関する説明図である。図１３は、位相差テーブルの一例を示すグラフである。図１４は、強度差テーブルの一例を示すグラフである。図１５は、受信波の到来方向を重ね合わせたときのグラフである。

【0040】

実施形態１及び２の方向探知方法では、位相差に対応する受信波の到来方向を、所定の算出式を用いて、演算により導出した。実施形態３では、位相差に対応する受信波の到来方向を、位相差テーブルＴ２を用いて導出している。

【0041】

（方向探知装置）
実施形態３の方向探知装置４０は、複数のアンテナ５と、レドーム６と、を備えている。なお、複数のアンテナ５は、実施形態１及び２と同様であるため、説明を省略する。レドーム６は、受信波の到来方向によって異なる位相差を付与する位相差付与部として機能している。レドーム６は、形状を異ならせること、積層構成を異ならせること、形状及び積層構成の両方を異ならせることで、受信波の到来方向によって異なる位相差を付与している。

【0042】

また、図１２に示すように、方向探知装置４０は、検出器１０と、記憶部１１と、抽出器１３と、比較器１４と、を備えている。

【0043】

検出器１０は、２つのアンテナ５に接続されており、位相差を検出する検出部１０ａと、強度差を検出する検出部１０ｂとを有している。検出部１０ａは、２つのアンテナ５で受信した受信波の位相差、また、必要に応じて、周波数及び偏波を検出している。つまり、実施形態３において、検出部１０ａは、２つのアンテナ５の位相差として、「アンテナ１」及び「アンテナ２」の位相差を検出している。なお、検出部１０ｂは、実施形態１及び２と同様となっている。

【0044】

記憶部１１は、２つのアンテナ５間の距離ｄに代えて、位相差テーブルＴ２を記憶している。なお、位相差テーブルＴ２は、図５に示す強度差テーブルＴ１とほぼ同様となっている。すなわち、位相差テーブルＴ２は、２つのアンテナ５間における位相差と受信波の到来方向とを対応付けたデータである。なお、位相差テーブルＴ２は、強度差テーブルＴ１と同様に、周波数ごとまたは偏波ごとに用意してもよい。位相差テーブルＴ２の取得方法は、上記の取得装置２１を用いて実行される。位相差テーブルＴ２は、強度差テーブルＴ１の取得方法において取得した強度差に代えて、位相差を取得することにより取得することができる。なお、位相差テーブルＴ２の取得方法においても、受信波の周波数ごと及び偏波ごとに位相差テーブルＴ２を取得してもよく、また、周波数ごとのみ、偏波ごとのみの位相差テーブルＴ２を取得してもよい。

【0045】

さらに、受信波の周波数または偏波ごとに用意される複数の位相差テーブルＴ２は、周波数または偏波間の強度差が補間される補間処理が実行されてもよい。さらに、位相差テーブルＴ２内の各セルは、ＡＺ角度及びＥＬ角度からなる到来方向に対応付けられているが、セル間のＡＺ角度及びＥＬ角度が補間される補間処理が実行されてもよい。

【0046】

抽出器１３は、位相差テーブルＴ２を用いた抽出部１３ａと、強度差テーブルＴ１を用いた抽出部１３ｂとを有している。抽出部１３ｂは、実施形態１及び２の抽出器１３と同様である。抽出部１３ａは、検出器１０の検出部１０ａにおいて検出した受信波の周波数、偏波及び位相差に基づいて、「アンテナ１」及び「アンテナ２」の位相差テーブルＴ２から、位相差に対応する受信波の到来方向を抽出している。具体的に、実施形態３において、抽出部１３ａは、検出部１０ａにおいて検出した受信波の周波数に基づいて、周波数に対応する位相差テーブルＴ２を取得する。この後、抽出器１３は、検出部１０ｂにおいて検出した位相差に対応する、位相差テーブルＴ２のセルを抽出する。

【0047】

比較器１４は、抽出器１３の抽出部１３ａにより抽出した複数の到来方向の候補と、抽出器１３の抽出部１３ｂにより抽出した複数の到来方向の候補とが一致する受信波の到来方向を、探知結果として取得する。ここで、図１３から図１５を参照して、比較器１４による処理について具体的に説明する。図１３は、位相差テーブルＴ２において、位相差が同じとなる値のセルを抽出したときの図となっている。図１３では、「アンテナ１」と「アンテナ２」の位相差Δθのセルを抽出したときの図となっている。図１４は、図５のような強度差テーブルＴ１において、強度差が同じとなる値のセルを抽出したときの図となっている。図１４では、「アンテナ１」と「アンテナ２」の強度差ΔＥのセルを抽出したときの図となっている。

【0048】

比較器１４は、図１３に示すように、「アンテナ１」と「アンテナ２」の位相差Δθに基づく到来方向の候補となるセルを取得する。また、比較器１４は、図１４に示すように、「アンテナ１」と「アンテナ２」の強度差ΔＥに基づく到来方向の候補となるセルを取得する。そして、比較器１４は、図１５に示すように、「アンテナ１」と「アンテナ２」の位相差Δθに基づく到来方向と、「アンテナ１」と「アンテナ２」の強度差ΔＥに基づく到来方向に該当するセルとを重ね合わせ、一致するセルを取得する。そして、比較器１４は、取得したセルに対応するＡＺ角度及びＥＬ角度を、探知結果として取得する。すなわち、一致するセルが示すＡＺ角度とＥＬ角度の組合せで示される方位は、「アンテナ１」と「アンテナ２」に位相差Δθを生じさせると共に、「アンテナ１」と「アンテナ２」に強度差ΔＥを生じさせる方位であり、観測結果に一致することから、受信波の到来方向であると推測できる。

【0049】

（方向探知方法）
次に、図１２を参照して、方向探知装置４０により、受信波の到来方向を探知する方向探知方法について説明する。

【0050】

方向探知方法では、先ず、２つのアンテナ５により受信波を受信するステップＳ１１を実行する。この後、方向探知方法では、検出器１０において、２つのアンテナ５で受信した受信波に基づいて、２つのアンテナ５間における位相差及び強度差を検出するステップＳ１２を実行する。ステップＳ１２では、検出部１０ａにおいて、２つのアンテナ５間における位相差と、必要に応じて周波数または偏波とを検出し、検出部１０ｂにおいて、２つのアンテナ５間における強度差と、必要に応じて周波数または偏波とを検出する。続いて、方向探知方法では、抽出器１３において、検出した周波数または偏波に基づいて、周波数または偏波に対応する強度差テーブルＴ１及び位相差テーブルＴ２を記憶部１１から取得するステップＳ１３を実行する。そして、方向探知方法では、抽出器１３の抽出部１３ａにおいて、取得した位相差テーブルＴ２から、検出器１０で検出した位相差に対応する受信波の到来方向、すなわち、ＡＺ角度及びＥＬ角度に対応するセルを抽出するステップＳ１４を実行する。また、方向探知方法では、抽出器１３の抽出部１３ｂにおいて、取得した強度差テーブルＴ１から、検出器１０で検出した強度差に対応する受信波の到来方向、すなわち、ＡＺ角度及びＥＬ角度に対応するセルを抽出するステップＳ１５を実行する。方向探知方法では、ステップＳ１５の実行後、比較器１４において、ステップＳ３において算出した位相差に対応する受信波の到来方向と、取得したＡＺ角度及びＥＬ角度のセルとを比較して、一致するセルのＡＺ角度及びＥＬ角度を、探知結果として取得するステップＳ１６を実行する。なお、実施形態１の方向探知方法では、周波数または偏波に基づいて、強度差テーブルＴ１及び位相差テーブルＴ２からセルを取得したが、周波数及び偏波に基づいて、強度差テーブルＴ１及び位相差テーブルＴ２からセルを取得してもよい。

【0051】

［実施形態４］
次に、図１６及び図１７を参照して、実施形態４について説明する。なお、実施形態４では、重複した記載を避けるべく、実施形態１から３と異なる部分について説明し、実施形態１から３と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。図１６及び図１７は、実施形態４に係る方向探知装置及び方向探知方法に関する一例の説明図である。

【0052】

実施形態３の方向探知方法では、抽出器１３の抽出部１３ａにおいて、検出器１０の検出部１０ａにより検出した位相差に対応するセルを抽出し、また、抽出器１３の抽出部１３ｂにおいて、検出器１０の検出部１０ｂにより検出した強度差に対応するセルを抽出した。この場合、比較器１４において、図１６の左側に示すように、一致するセルが複数となる可能性がある。また、比較器１４において、図１７の左側に示すように、一致するセルがゼロとなる可能性がある。

【0053】

このため、実施形態４の方向探知方法では、抽出器１３の抽出部１３ａが、検出部１０ａで検出した位相差Δθに第２調整幅（α、β）を付与した位相差幅に対応する受信波の到来方向を抽出している。具体的に、抽出部１３ａは、検出部１０ａから位相差Δθを取得すると、位相差幅として、「Δθ－α＜Δθ＜Δθ＋β」を生成し、生成した位相差幅に対応するセルを取得する。ここで、抽出部１３ａは、第２調整幅（α、β）を小さくすることで、取得するセルの数を減らす一方で、第２調整幅（α、β）を大きくすることで、取得するセルの数を増やす。

【0054】

また、方向探知方法では、抽出器１３の抽出部１３ｂが、検出部１０ｂで検出した強度差ΔＥに調整幅（α、β）を付与した強度差幅に対応する受信波の到来方向を抽出している。具体的に、抽出部１３ｂは、検出部１０ｂから強度差ΔＥを取得すると、強度差幅として、「ΔＥ－α＜ΔＥ＜ΔＥ＋β」を生成し、生成した強度差幅に対応するセルを取得する。ここで、抽出部１３ｂは、第１調整幅（α、β）を小さくすることで、取得するセルの数を減らす一方で、第１調整幅（α、β）を大きくすることで、取得するセルの数を増やす。

【0055】

具体的に、図１６の左側に示すように、比較器１４は、「アンテナ１」と「アンテナ２」の位相差幅に該当するセルと、「アンテナ１」と「アンテナ２」の強度差幅に該当するセルとを比較した結果、複数のセルが該当する場合、抽出器１３は、位相差幅及び強度差幅の少なくとも一方を狭くする。これにより、「アンテナ１」と「アンテナ２」の位相差幅に該当するセルと、「アンテナ１」と「アンテナ２」の強度差幅に該当するセルとが減る。そして、比較器１４は、再び、「アンテナ１」と「アンテナ２」の位相差幅に該当するセルと、「アンテナ１」と「アンテナ２」の強度差幅に該当するセルとを比較することで、図１６の右側に示すように、一致するセルを見出すことができる。

【0056】

また、図１７の左側に示すように、比較器１４は、「アンテナ１」と「アンテナ２」の位相差幅に該当するセルと、「アンテナ１」と「アンテナ２」の強度差幅に該当するセルとを比較した結果、一致するセルがない、つまり、セルが不一致となる場合、抽出器１３は、位相差幅及び強度差幅を広くする。これにより、「アンテナ１」と「アンテナ２」の位相差幅に該当するセルと、「アンテナ１」と「アンテナ２」の強度差幅に該当するセルが増える。そして、比較器１４は、再び、「アンテナ１」と「アンテナ２」の位相差幅に該当するセルと、「アンテナ１」と「アンテナ２」の強度差幅に該当するセルとを比較することで、図１７の右側に示すように、一致するセルを見出すことができる。

【0057】

［実施形態５］
次に、図１８を参照して、実施形態５について説明する。なお、実施形態５では、重複した記載を避けるべく、実施形態１から４と異なる部分について説明し、実施形態１から４と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。図１８は、実施形態５に係る方向探知装置のレドームの形状の例を示す断面図である。

【0058】

実施形態１から４の方向探知方法では、抽出器１３において、検出器１０により検出した強度差に対応するセルを、強度差テーブルＴ１から抽出した。この場合、比較器１４において、一致するセルが複数となり、強度差幅の調整によっても絞り込めない可能性がある。これは、レドーム６において、受信波の到来方向によって異なる強度差を付与していない部位または付与が不足している部位等があるためである。

【0059】

このため、実施形態５では、図１８に示すように、方向探知装置１のレドーム６に電気特性を変化させるための材料を追加した構成となっている。電気特性を変化させるための材料としては、例えば、誘電体、金属等の良導体を用いることが可能である。なお、以下では、誘電体３１を追加した構成として説明する。誘電体３１は、受信波の到来方向によって異なる強度差を付与すればよく、例えば、図１８の誘電体３１ａ～３１ｃ、３２、３３を配置してもよい。図１８のレドーム６ａでは、レドーム６ａの内側に倣って誘電体３１ａが設けられており、誘電体３１ａは、その内面が湾曲面となっている。また、図１８のレドーム６ｂでは、誘電体３１ｂが、レドーム６ａの内側から突出するブロック形状のものとなっている。図１８のレドーム６ｃでは、レドーム６ｃの内側に倣って誘電体３１ｃが設けられており、誘電体３１ｃは、アンテナ５と対向する内面が平面となっており、この平面のＥＬ方向の両側に連なる面も平面となっている。図１８のレドーム６ｄでは、レドーム６ａの内側に、別体となる誘電体３２が取り付けられたものとなっている。図１８のレドーム６ｅでは、アンテナ５に被覆されるキャップ状の誘電体３３を取り付けたものとなっている。

【0060】

なお、図示は省略するが、レドーム６の外側に、誘電体３１のような電気特性を変化させるための材料を配置してもよく、例えば、方向探知装置１を航空機に搭載する場合には、レドーム６の外側にある機体を、電気特性を変化させるための材料として用いてもよい。つまり、レドーム６の外側にある機体が、受信波の到来方向によって異なる強度差を付与する強度差付与部として機能してもよい。

【0061】

また、実施形態５は、実施形態３に記載した位相差を付与する場合において適用してもよい。つまり、レドーム６に電気特性を変化させるための材料を追加することで、受信波の到来方向によって異なる位相差を付与するようにしてもよい。

【0062】

［実施形態６］
次に、図１９を参照して、実施形態６について説明する。なお、実施形態６では、重複した記載を避けるべく、実施形態１から５と異なる部分について説明し、実施形態１から５と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。図１９は、実施形態６に係る方向探知装置の複数のアンテナの配置の例を示す概略構成図である。

【0063】

実施形態１から５では、２つのアンテナ５を並べて配置したが、図１９に示すように、ＡＺ方向に３つ以上並べて配置してもよい。３つ以上のアンテナ５を用いる場合、２つのアンテナ５の組み合わせ数を増やすことができるため、強度差に対応する受信波の到来方向の候補を増やすことができ、候補の絞り込みの精度を高めることができる。また、３つ以上のアンテナ５を用いる場合、実施形態３及び４における位相差に対応する受信波の到来方向の候補についても、２つのアンテナ５の組み合わせ数を増やすことで増やすことができる。

【0064】

なお、実施形態６において、３つ以上のアンテナ５を用いる場合、所定の算出式を用いて、位相差に対応する受信波の到来方向を算出する場合には、ＡＺ方向に一列に並べ、不等間隔となるように配置する。一方で、実施形態６において、３つ以上のアンテナ５を用いる場合、位相差テーブルＴ２を用いて、位相差に対応する受信波の到来方向を算出する場合には、アンテナ５の配置の制限はない。

【0065】

また、実施形態１から５では、ＡＺ角度及びＥＬ角度を変更させながら、各セルにおける強度差を取得した強度差テーブルＴ１を用いて、受信波の到来方向を探知したが、この構成に特に限定されない。例えば、レドーム６を荷重変形させながら、各セルにおける強度差を取得して強度差テーブルＴ１を生成し、生成した強度差テーブルＴ１を用いて、レドーム６の荷重変形を考慮して、受信波の到来方向を探知してもよい。

【0066】

また、実施形態１から５では、方向探知装置１，４０のレドーム６が強度差付与部として機能していたが、アンテナ５の素子のゲインを空間的に一様でないゲインとすることで、アンテナ５自体を強度差付与部として機能させてもよい。つまり、アンテナ５の素子のゲインを、素子ごとに異なったゲインとすることで、受信波の到来方向によって異なった強度差を得ることができる。

【0067】

以上のように、実施形態に記載の方向探知装置１，４０、強度差テーブルＴ１の取得方法、方向探知方法及び方向探知プログラムは、例えば、以下のように把握される。

【0068】

第１の態様に係る方向探知装置１，４０は、受信波の到来方向を探知する方向探知装置１，４０において、前記受信波を受信する複数のアンテナ５と、複数の前記アンテナ５で受信される前記受信波の受信強度に対して、前記受信波の到来方向によって異なる強度差を付与する強度差付与部（レドーム６、誘電体３１、良導体、空間的に一様でないゲインを有するアンテナ素子）と、複数の前記アンテナ５のうち、２つの前記アンテナ５間における前記強度差と前記受信波の到来方向とを対応付けた強度差テーブルＴ１を、２つの前記アンテナ５の組み合わせごとに記憶する記憶部１１と、複数の前記アンテナ５において受信した前記受信波に基づいて、２つの前記アンテナ５間における前記強度差と、２つの前記アンテナ５間における位相差とをそれぞれ検出する検出器１０と、前記記憶部に記憶された前記強度差テーブルＴ１から、前記検出器１０で検出した前記強度差に対応する前記受信波の到来方向を、２つの前記アンテナ５の組み合わせに応じて抽出する抽出器１３と、前記検出器１０で検出した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向を導出する導出部（演算部１２）と、前記抽出器１３から取得した前記強度差に対応する前記受信波の到来方向と、前記導出部から取得した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向と、を比較して、一致する前記受信波の到来方向を、探知結果として取得する比較器１４と、を備える。

【0069】

この構成によれば、レドーム６の内部空間における物理的な制約により、複数のアンテナ５を配置する場合であっても、異なる物理量となる位相差及び強度差を用いることで、アンビギュイティを除去し、受信波の三次元的な到来方向を好適に取得することができる。このとき、アンテナ５は、少なくとも２つ用いればよいため、装置構成の簡易化を図ることができる。

【0070】

第２の態様として、前記強度差テーブルＴ１は、前記受信波の周波数ごとまたは偏波ごとに記憶されており、前記検出器１０は、前記受信波の前記周波数または前記偏波を検出し、前記抽出器１３は、前記検出器１０で検出した前記周波数または前記偏波に基づいて、前記周波数または前記偏波に対応する前記強度差テーブルＴ１を取得し、取得した前記強度差テーブルＴ１から、前記検出器１０で検出した前記強度差に対応する前記受信波の到来方向を抽出する。

【0071】

この構成によれば、強度差テーブルＴ１を周波数ごとまたは偏波ごとに取得することができるため、周波数、偏波に対応した適切な強度差を取得することができ、強度差に対応する精度のよい受信波の到来方向を抽出することができる。

【0072】

第３の態様として、前記強度差付与部は、前記複数のアンテナ５を収容するレドーム６を有し、前記レドーム６は、三次元空間において不均一な形状または不均一な構造となっている。

【0073】

この構成によれば、レドーム６の形状を三次元空間において不均一な形状または不均一な構造とすることで、受信波の到来方向によって異なる強度差を付与することができる。

【0074】

第４の態様として、前記強度差付与部は、前記複数のアンテナ５を収容するレドーム６に設けられると共に、電気特性を変化させる材料（誘電体３１、良導体）を有する。

【0075】

この構成によれば、電気特性を変化させる材料をレドーム６に設けることで、受信波の到来方向によって異なる強度差を簡易に付与することができる。

【0076】

第５の態様として、前記強度差付与部は、前記アンテナ５の素子のゲインを、空間的に一様でないゲインとしたアンテナ５である。

【0077】

この構成によれば、アンテナ５の素子のゲインを空間的に一様でないゲインとすることで、アンテナ５自体を強度差付与部として容易に機能させることができる。つまり、アンテナ５の素子のゲインを、素子ごとに異なったゲインとすることで、受信波の到来方向によって異なった強度差を容易に得ることができる。

【0078】

第６の態様として、前記抽出器１３は、前記検出器１０で検出した前記強度差に第１調整幅を付与した強度差幅に対応する前記受信波の到来方向を抽出しており、前記比較器１４は、組み合わせに応じて抽出された複数の前記強度差幅に対応する前記受信波の到来方向の候補が不一致である場合、前記第１調整幅を広くする一方で、一致する前記受信波の到来方向の候補が複数となる場合、前記第１調整幅を狭くする。

【0079】

この構成によれば、第１調整幅を調整することで、一致する受信波の到来方向を適切に見出すことができる。

【0080】

第７の態様として、前記受信波の到来方向は、方位角方向の角度であるＡＺ角度と、前記方位角方向に直交する俯仰角方向の角度であるＥＬ角度と、により規定され、前記強度差テーブルＴ１は、前記ＡＺ角度及び前記ＥＬ角度に対応付けた複数のセルを有すると共に、複数の前記セルに前記強度差がそれぞれ設定されており、前記セル間の前記強度差が補間されている。

【0081】

この構成によれば、セル間の強度差を適切に補間することができるため、強度差を精度よく取得することができ、また、強度差に対応する受信波の到来方向を適切に取得することができる。

【0082】

第８の態様として、前記強度差テーブルＴ１が前記受信波の周波数ごとまたは偏波ごとに用意される場合、前記強度差テーブルＴ１は、前記周波数間の前記強度差または前記偏波間の前記強度差が補間されている。

【0083】

この構成によれば、周波数間の強度差、偏波間の強度差を、適切に補間することができるため、周波数間の強度差、偏波間の強度差を精度よく取得することができ、また、強度差に対応する受信波の到来方向を適切に取得することができる。

【0084】

第９の態様として、前記導出部は、前記位相差と、前記受信波の周波数と、２つの前記アンテナ５間の距離とに基づいて、所定の算出式から、前記受信波の到来方向を算出する演算部１２である。

【0085】

この構成によれば、所定の算出式を用いた演算により受信波の到来方向を容易に導出することができる。

【0086】

第１０の態様として、前記記憶部１１は、複数の前記アンテナ５のうち、２つの前記アンテナ５間における位相差と前記受信波の到来方向とを対応付けた位相差テーブルＴ２を、２つの前記アンテナ５の組み合わせごとに、さらに記憶しており、前記導出部は、前記記憶部１１に記憶された前記位相差テーブルＴ２から、前記検出器１０で検出した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向を、２つの前記アンテナ５の組み合わせに応じて抽出する前記抽出器１３である。

【0087】

この構成によれば、位相差テーブルＴ２を用いることで、受信波の到来方向の候補を容易に抽出することができる。

【0088】

第１１の態様として、前記位相差テーブルＴ２は、前記受信波の周波数ごとまたは偏波ごとに記憶されており、前記検出器１０は、前記受信波の前記周波数または前記偏波を検出し、前記抽出器１３は、前記検出器１０で検出した前記周波数または前記偏波に基づいて、前記周波数または前記偏波に対応する前記位相差テーブルＴ２を取得し、取得した前記位相差テーブルＴ２から、前記検出器１０で検出した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向を抽出する。

【0089】

この構成によれば、位相差テーブルＴ２を周波数ごとまたは偏波ごとに取得することができるため、周波数、偏波に対応した適切な位相差を取得することができ、位相差に対応する精度のよい受信波の到来方向を抽出することができる。

【0090】

第１２の態様として、前記抽出器１３は、前記検出器１０で検出した前記位相差に第２調整幅を付与した位相差幅に対応する前記受信波の到来方向を抽出しており、前記比較器１４は、前記位相差幅に対応する前記受信波の到来方向の候補と、前記強度差に対応する前記受信波の到来方向の候補とが不一致である場合、前記第２調整幅を広くする一方で、一致する前記受信波の到来方向の候補が複数となる場合、前記第２調整幅を狭くする。

【0091】

この構成によれば、第２調整幅を調整することで、一致する受信波の到来方向を適切に見出すことができる。

【0092】

第１３の態様として、前記受信波の到来方向は、方位角方向の角度であるＡＺ角度と、前記方位角方向に直交する俯仰角方向の角度であるＥＬ角度と、により規定され、前記位相差テーブルＴ２は、前記ＡＺ角度及び前記ＥＬ角度に対応付けた複数のセルを有すると共に、複数の前記セルに前記位相差がそれぞれ設定されており、前記セル間の前記位相差が補間されている。

【0093】

この構成によれば、セル間の位相差を、適切に補間することができるため、周波数間の位相差を精度よく取得することができ、また、位相差に対応する受信波の到来方向を適切に取得することができる。

【0094】

第１４の態様として、前記位相差テーブルＴ２が前記受信波の周波数ごとまたは偏波ごとに用意される場合、前記位相差テーブルＴ２は、前記周波数間の前記位相差または前記偏波間の前記位相差が補間されている。

【0095】

この構成によれば、周波数間の位相差、偏波間の位相差を、適切に補間することができるため、周波数間の位相差、偏波間の位相差を精度よく取得することができ、また、位相差に対応する受信波の到来方向を適切に取得することができる。

【0096】

第１５の態様に係る強度差テーブルＴ１の取得方法は、上記の方向探知装置１，４０に用いられる強度差テーブルＴ１を取得する強度差テーブルＴ１の取得方法であって、複数のアンテナ５に対して、電波発生源（送信器２２）から発生する前記受信波を、所定の到来方向となるように設定するステップと、前記電波発生源から前記受信波を発生させるステップと、複数の前記アンテナ５において前記受信波を受信するステップと、前記受信波を受信することによって得られた前記強度差に基づいて、２つの前記アンテナ５間における前記強度差と前記受信波の到来方向とを対応付けた強度差テーブルＴ１を取得するステップと、を実行する。

【0097】

この構成によれば、強度差と受信波の到来方向とを適切に対応付けた強度差テーブルＴ１を取得することができる。

【0098】

第１６の態様に係る方向探知方法は、上記の方向探知装置１，４０により、受信波の到来方向を探知する方向探知方法であって、複数のアンテナ５により、前記受信波を受信するステップＳ１，Ｓ１１と、前記検出器１０において、複数の前記アンテナ５で受信した前記受信波に基づいて、２つの前記アンテナ５間における前記強度差及び前記位相差を検出するステップＳ２，Ｓ１２と、前記抽出器１３において、前記記憶部１１に記憶された前記強度差テーブルＴ１から、前記検出器１０で検出した前記強度差に対応する前記受信波の到来方向を、２つの前記アンテナ５の組み合わせに応じて抽出するステップＳ５，Ｓ１５と、前記検出器１０で検出した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向を導出するステップＳ３，Ｓ１３と、前記比較器１４において、前記抽出器１３から取得した前記強度差に対応する前記受信波の到来方向と、前記導出部から取得した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向と、を比較して、一致する前記受信波の到来方向を、探知結果として取得するステップＳ６，Ｓ１６と、を実行する。

【0099】

この構成によれば、レドーム６の内部空間における物理的な制約により、複数のアンテナ５を配置する場合であっても、異なる物理量となる位相差及び強度差を用いることで、アンビギュイティを除去し、受信波の三次元的な到来方向を好適に取得することができる。このとき、アンテナ５は、少なくとも２つ用いればよいため、装置構成の簡易化を図ることができる。

【0100】

第１７の態様に係る方向探知プログラムは、上記の方向探知装置１，４０により実行される、受信波の到来方向を探知する方向探知プログラムであって、複数のアンテナ５により、前記受信波を受信するステップＳ１，Ｓ１１と、前記検出器１０において、複数の前記アンテナ５で受信した前記受信波に基づいて、２つの前記アンテナ５間における前記強度差及び前記位相差を検出するステップＳ２，Ｓ１２と、前記抽出器１３において、前記記憶部１１に記憶された前記強度差テーブルＴ１から、前記検出器１０で検出した前記強度差に対応する前記受信波の到来方向を、２つの前記アンテナ５の組み合わせに応じて抽出するステップＳ５，Ｓ１５と、前記検出器１０で検出した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向を導出するステップＳ３，Ｓ１３と、前記比較器１４において、前記抽出器１３から取得した前記強度差に対応する前記受信波の到来方向と、前記導出部から取得した前記位相差に対応する前記受信波の到来方向と、を比較して、一致する前記受信波の到来方向を、探知結果として取得するステップＳ６，Ｓ１６と、を実行させる。

【0101】

この構成によれば、レドーム６の内部空間における物理的な制約により、複数のアンテナ５を配置する場合であっても、異なる物理量となる位相差及び強度差を用いることで、アンビギュイティを除去し、受信波の三次元的な到来方向を好適に取得することができる。このとき、アンテナ５は、少なくとも２つ用いればよいため、装置構成の簡易化を図ることができる。

【符号の説明】

【0102】

１，４０ 方向探知装置
５ アンテナ
６ レドーム
１０ 検出器
１１ 記憶部
１２ 演算部
１３ 抽出器
１４ 比較器
２１ 取得装置
２２ 送信器
２３ 受信器
２４ 動作部
２５ 測定器
３１ａ～３１ｃ，３２，３３ 誘電体
Ｔ１ 強度差テーブル
Ｔ２ 位相差テーブル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】