JP2003194919A - スーパーリゾリューションアンテナ - Google Patents
スーパーリゾリューションアンテナInfo
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- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 30
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- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 9
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い相関性を有する複数目標からの受信信号
を信号分離し、それぞれの信号から信号到来方向を高精
度に測角演算することを可能とするスーパーリゾリュー
ションアンテナを提供する。 【解決手段】 素子アンテナ１１〜１Ｍで受信されたｎ
パルス分の受信信号は、各ＰＲＩ毎のパルス列における
同一レンジセルの受信信号について目標信号分離回路２
１〜２Ｍによりｎ個の周波数成分に分離し、更に分離し
た信号をｎ分岐してウェイト設定回路３により設定され
た各々異なるウェイト関数Ｗ0〜Ｗn-1でそれぞれ重み付
けされる。目標信号分離回路２１〜２Ｍから同一ウェイ
ト関数が設定された出力信号を同一の測角演算回路４１
〜４ｎに入力してそれぞれの測角演算回路で信号到来方
向を求めて出力する。
を信号分離し、それぞれの信号から信号到来方向を高精
度に測角演算することを可能とするスーパーリゾリュー
ションアンテナを提供する。 【解決手段】 素子アンテナ１１〜１Ｍで受信されたｎ
パルス分の受信信号は、各ＰＲＩ毎のパルス列における
同一レンジセルの受信信号について目標信号分離回路２
１〜２Ｍによりｎ個の周波数成分に分離し、更に分離し
た信号をｎ分岐してウェイト設定回路３により設定され
た各々異なるウェイト関数Ｗ0〜Ｗn-1でそれぞれ重み付
けされる。目標信号分離回路２１〜２Ｍから同一ウェイ
ト関数が設定された出力信号を同一の測角演算回路４１
〜４ｎに入力してそれぞれの測角演算回路で信号到来方
向を求めて出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、同一ビーム内、同
一レンジセル内に存在する複数目標に対し、それぞれの
目標の信号到来方向を高精度に検出するスーパーリゾリ
ューションアンテナに関する。
一レンジセル内に存在する複数目標に対し、それぞれの
目標の信号到来方向を高精度に検出するスーパーリゾリ
ューションアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】図５に従来方式の構成を示す。従来の３
Ｄレーダでは送信パルスを一定周期毎に送信し、目標か
らの反射信号を繰り返し受信する。この繰り返し周期を
ＰＲＩとし、連続するパルス数をｎとする。１ＰＲＩ目
〜ｎＰＲＩ目の受信信号は順次素子アンテナ１１〜１Ｍ
で受信され、これらＭ個の素子アンテナで受信された受
信信号は相関行列計算部４０１にて相関行列計算され、
その計算結果を用いて固有値演算部４０３にて固有値を
算出した後、ＭＤＬ規範やＡＩＣ規範（MatiWax, Thoma
s Lailath,‘Detection of Signals by Information Th
eoreticCriteria’, IEEE Trans.Acoust. ,Speech, and
Signal Processing, Vol. ASSP-33, pp.387-392, 198
5）等の公知文献に記載の方式により信号数検出部４０
４にて到来信号数を検出する。前記固有値演算部４０３
で演算した固有値に対応する固有ベクトルと方向ベクト
ル（素子アンテナ配置により定まる）を用いた評価関数
を定義する。この評価関数は方向ベクトルが信号到来方
向に一致するとき評価関数が極値を取るように設定する
ことにより、信号到来方向検出部４０５１〜４０５Ｌに
て到来信号数（Ｌ個）毎に信号到来方向を検出する。な
お、図５の従来方式における相関行列計算乃至固有値算
出等については公知文献（R.O.Schmidt,“Multiple Emi
tter Location and Signal Parameter Estimation”,IE
EETrans, Antennas and Propagation, Vol. AP-34, No.
3, pp276-280（特にFig.２及びこれに関する記載）, Ma
r. 1986.）に述べられている。
Ｄレーダでは送信パルスを一定周期毎に送信し、目標か
らの反射信号を繰り返し受信する。この繰り返し周期を
ＰＲＩとし、連続するパルス数をｎとする。１ＰＲＩ目
〜ｎＰＲＩ目の受信信号は順次素子アンテナ１１〜１Ｍ
で受信され、これらＭ個の素子アンテナで受信された受
信信号は相関行列計算部４０１にて相関行列計算され、
その計算結果を用いて固有値演算部４０３にて固有値を
算出した後、ＭＤＬ規範やＡＩＣ規範（MatiWax, Thoma
s Lailath,‘Detection of Signals by Information Th
eoreticCriteria’, IEEE Trans.Acoust. ,Speech, and
Signal Processing, Vol. ASSP-33, pp.387-392, 198
5）等の公知文献に記載の方式により信号数検出部４０
４にて到来信号数を検出する。前記固有値演算部４０３
で演算した固有値に対応する固有ベクトルと方向ベクト
ル（素子アンテナ配置により定まる）を用いた評価関数
を定義する。この評価関数は方向ベクトルが信号到来方
向に一致するとき評価関数が極値を取るように設定する
ことにより、信号到来方向検出部４０５１〜４０５Ｌに
て到来信号数（Ｌ個）毎に信号到来方向を検出する。な
お、図５の従来方式における相関行列計算乃至固有値算
出等については公知文献（R.O.Schmidt,“Multiple Emi
tter Location and Signal Parameter Estimation”,IE
EETrans, Antennas and Propagation, Vol. AP-34, No.
3, pp276-280（特にFig.２及びこれに関する記載）, Ma
r. 1986.）に述べられている。
【０００３】また、それら信号到来方向の推定アルゴリ
ズムは公知技術であり、ＭＵＳＩＣアルゴリズム等の各
種方式が報告されている。従来のモノパルスビームによ
る信号到来方向推定に対し、測角精度が優れており、ま
た、同一のビーム幅内同一レンジセル内の複数目標から
の受信信号に対しても、各々の到来信号毎に測角するこ
とができる。
ズムは公知技術であり、ＭＵＳＩＣアルゴリズム等の各
種方式が報告されている。従来のモノパルスビームによ
る信号到来方向推定に対し、測角精度が優れており、ま
た、同一のビーム幅内同一レンジセル内の複数目標から
の受信信号に対しても、各々の到来信号毎に測角するこ
とができる。
【０００４】前記ＭＵＳＩＣアルゴリズムの場合の評価
関数は、前記公知文献（R.O.Schmidt,“Multiple Emitt
er Location and Signal Parameter Estimation”,IEEE
Trans, Antennas and Propagation, Vol. AP-34, No.3,
pp276-280, Mar. 1986.）に記載されており、次式で示
される。
関数は、前記公知文献（R.O.Schmidt,“Multiple Emitt
er Location and Signal Parameter Estimation”,IEEE
Trans, Antennas and Propagation, Vol. AP-34, No.3,
pp276-280, Mar. 1986.）に記載されており、次式で示
される。
【０００５】
【数１】
また、評価関数としては、式（１）を規格化したものと
して、次式が用いられる場合もある。
して、次式が用いられる場合もある。
【０００６】
【数２】
【０００７】図６は、図５の従来方式における信号到来
方向推定の概要を示す。図６（ａ）は１目標からの到来
信号の場合における評価関数のスペクトラム（横軸：角
度、縦軸：強度）を示している。評価関数は目標１の信
号到来方向に鋭いピーク値を持つ。図６（ｂ）は目標数
が２つの場合で互いの相関性が低い場合における評価関
数のスペクトラムを示している。評価関数は２つの信号
到来方向（目標１及び目標２）にピークを有し、それぞ
れの目標の方向を推定できる。但し、測角精度は１目標
時に比べ劣化する。ここで、相関性が低いとは２目標か
らの信号がインコヒーレント（ＰＲＩ毎に２信号間の位
相が一定でない）であることを意味している。図６
（ｃ）は目標数が２つの場合で互いの相関性が高い場合
における評価関数のスペクトラムを示している。評価関
数は２つの信号到来方向（目標１及び目標２）にピーク
を有さず、それぞれの目標を正しく測角することができ
ず、測角誤差が大きくなる。ここで、相関性が高いとは
２目標からの信号がコヒーレントであり、２目標の相対
速度成分が小さく、ドップラ周波数差がパルス繰り返し
周波数（ＰＲＦ＝１／ＰＲＩ）に比べ、十分小さい場合
を示す。
方向推定の概要を示す。図６（ａ）は１目標からの到来
信号の場合における評価関数のスペクトラム（横軸：角
度、縦軸：強度）を示している。評価関数は目標１の信
号到来方向に鋭いピーク値を持つ。図６（ｂ）は目標数
が２つの場合で互いの相関性が低い場合における評価関
数のスペクトラムを示している。評価関数は２つの信号
到来方向（目標１及び目標２）にピークを有し、それぞ
れの目標の方向を推定できる。但し、測角精度は１目標
時に比べ劣化する。ここで、相関性が低いとは２目標か
らの信号がインコヒーレント（ＰＲＩ毎に２信号間の位
相が一定でない）であることを意味している。図６
（ｃ）は目標数が２つの場合で互いの相関性が高い場合
における評価関数のスペクトラムを示している。評価関
数は２つの信号到来方向（目標１及び目標２）にピーク
を有さず、それぞれの目標を正しく測角することができ
ず、測角誤差が大きくなる。ここで、相関性が高いとは
２目標からの信号がコヒーレントであり、２目標の相対
速度成分が小さく、ドップラ周波数差がパルス繰り返し
周波数（ＰＲＦ＝１／ＰＲＩ）に比べ、十分小さい場合
を示す。
【０００８】以上より、従来のＭＵＳＩＣアルゴリズム
等を用いた高精度測角方式の場合は、同一ビーム幅かつ
同一レンジセル内に複数の目標が存在するときに１目標
時に比べ測角精度は劣化する。さらに、目標間の相関性
が高い場合は測角精度が劣化するばかりか、正しく２目
標の方向を推定できない問題が生じる。
等を用いた高精度測角方式の場合は、同一ビーム幅かつ
同一レンジセル内に複数の目標が存在するときに１目標
時に比べ測角精度は劣化する。さらに、目標間の相関性
が高い場合は測角精度が劣化するばかりか、正しく２目
標の方向を推定できない問題が生じる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のＭＵＳＩＣアルゴリズム等を用いた高精度測角方式の
場合は、同一ビーム幅かつ同一レンジセル内に複数の目
標が存在するときに１目標時に比べ測角精度は劣化し、
さらに、目標間の相関性が高い場合は測角精度が劣化す
るばかりか、正しく２目標の方向を推定できないという
問題があった。
のＭＵＳＩＣアルゴリズム等を用いた高精度測角方式の
場合は、同一ビーム幅かつ同一レンジセル内に複数の目
標が存在するときに１目標時に比べ測角精度は劣化し、
さらに、目標間の相関性が高い場合は測角精度が劣化す
るばかりか、正しく２目標の方向を推定できないという
問題があった。
【００１０】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、高い相関性を有する複数目標からの受信
信号を信号分離し、それぞれの信号から信号到来方向を
高精度に測角演算することを可能とするスーパーリゾリ
ューションアンテナを提供することを目的とする。
されたもので、高い相関性を有する複数目標からの受信
信号を信号分離し、それぞれの信号から信号到来方向を
高精度に測角演算することを可能とするスーパーリゾリ
ューションアンテナを提供することを目的とする。
【００１１】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。
の実施の形態において明らかにする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願請求項１の発明は、複数の素子アンテナからの
受信信号を用いて信号到来方向を探知するスーパーリゾ
リューションアンテナにおいて、前記各素子アンテナで
受信されるパルス列の受信信号をフーリエ変換するフー
リエ変換手段と、このフーリエ変換手段により生成され
たドップラ周波数に応じたフィルタバンク毎の信号成分
に重み付けを行うウェイト設定手段と、前記ウェイト設
定手段により重み付けした信号成分から所望のフィルタ
バンク成分のみを抽出する逆フーリエ変換手段と、所望
のフィルタバンクの信号成分のみを抽出した各素子アン
テナの信号成分から信号到来方向を推定する測角演算手
段とを具備することを特徴としている。
に、本願請求項１の発明は、複数の素子アンテナからの
受信信号を用いて信号到来方向を探知するスーパーリゾ
リューションアンテナにおいて、前記各素子アンテナで
受信されるパルス列の受信信号をフーリエ変換するフー
リエ変換手段と、このフーリエ変換手段により生成され
たドップラ周波数に応じたフィルタバンク毎の信号成分
に重み付けを行うウェイト設定手段と、前記ウェイト設
定手段により重み付けした信号成分から所望のフィルタ
バンク成分のみを抽出する逆フーリエ変換手段と、所望
のフィルタバンクの信号成分のみを抽出した各素子アン
テナの信号成分から信号到来方向を推定する測角演算手
段とを具備することを特徴としている。
【００１３】この構成により、同一ビーム幅かつ同一レ
ンジセル内に複数の目標が存在する場合にも、１目標の
場合と同様の高精度な測角が実現できる。
ンジセル内に複数の目標が存在する場合にも、１目標の
場合と同様の高精度な測角が実現できる。
【００１４】本願請求項２の発明に係るスーパーリゾリ
ューションアンテナは、請求項１において、前記測角演
算手段が、各素子アンテナに対応する信号成分から、相
関行列計算を行う相関行列計算処理部と、その相関行列
計算結果から固有値を計算する固有値計算部と、前記固
有値に対応する固有ベクトルと方向ベクトルから信号到
来方向を推定する信号到来方向検出部とを具備すること
を特徴としている。
ューションアンテナは、請求項１において、前記測角演
算手段が、各素子アンテナに対応する信号成分から、相
関行列計算を行う相関行列計算処理部と、その相関行列
計算結果から固有値を計算する固有値計算部と、前記固
有値に対応する固有ベクトルと方向ベクトルから信号到
来方向を推定する信号到来方向検出部とを具備すること
を特徴としている。
【００１５】本願請求項３の発明に係るスーパーリゾリ
ューションアンテナは、請求項２において、前記信号到
来方向検出部の後段に、前記信号到来方向検出部の出力
信号強度を検出し予め設定した閥値を越えた場合のみ信
号到来方向を出力する信号強度計算部を設けたことを特
徴としている。
ューションアンテナは、請求項２において、前記信号到
来方向検出部の後段に、前記信号到来方向検出部の出力
信号強度を検出し予め設定した閥値を越えた場合のみ信
号到来方向を出力する信号強度計算部を設けたことを特
徴としている。
【００１６】本願請求項４の発明に係るスーパーリゾリ
ューションアンテナは、請求項２又は３において、前記
信号到来方向検出部は、ＭＵＳＩＣアルゴリズムの評価
関数を用いてピーク値の方向を信号到来方向に推定する
ことを特徴としている。
ューションアンテナは、請求項２又は３において、前記
信号到来方向検出部は、ＭＵＳＩＣアルゴリズムの評価
関数を用いてピーク値の方向を信号到来方向に推定する
ことを特徴としている。
【００１７】本願請求項５の発明に係るスーパーリゾリ
ューションアンテナは、請求項１において、前記フーリ
エ変換手段により生成されたドップラ周波数に応じたフ
ィルタバンク毎の信号を複数に分岐し、分岐単位毎に前
記ウェイト設定手段にて異なる重み付けを行い、それぞ
れを逆フーリエ変換することにより、特定のフィルタバ
ンク成分のみを抽出した複数の出力信号を、当該フィル
タバンク成分毎に設けられた前記測角演算手段に出力し
て、信号到来方向をそれぞれ推定することを特徴として
いる。
ューションアンテナは、請求項１において、前記フーリ
エ変換手段により生成されたドップラ周波数に応じたフ
ィルタバンク毎の信号を複数に分岐し、分岐単位毎に前
記ウェイト設定手段にて異なる重み付けを行い、それぞ
れを逆フーリエ変換することにより、特定のフィルタバ
ンク成分のみを抽出した複数の出力信号を、当該フィル
タバンク成分毎に設けられた前記測角演算手段に出力し
て、信号到来方向をそれぞれ推定することを特徴として
いる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るスーパーリゾ
リューションアンテナの一実施の形態を図１〜図４を参
照して詳細に説明する。但し、図１〜図４において、図
５と同一又は相当部分には同一符号を付して示し、説明
を省略する。
リューションアンテナの一実施の形態を図１〜図４を参
照して詳細に説明する。但し、図１〜図４において、図
５と同一又は相当部分には同一符号を付して示し、説明
を省略する。
【００１９】図１は本発明に係るスーパーリゾリューシ
ョンアンテナの実施の形態の全体構成を示したものであ
る。本実施の形態において、スーパーリゾリューション
アンテナは、素子アンテナ１１〜１Ｍ、目標信号分離手
段としての目標信号分離回路２１〜２Ｍ、ウェイト設定
手段としてのウェイト設定回路３、測角演算手段として
の高精度測角演算回路４１〜４ｎから構成される。
ョンアンテナの実施の形態の全体構成を示したものであ
る。本実施の形態において、スーパーリゾリューション
アンテナは、素子アンテナ１１〜１Ｍ、目標信号分離手
段としての目標信号分離回路２１〜２Ｍ、ウェイト設定
手段としてのウェイト設定回路３、測角演算手段として
の高精度測角演算回路４１〜４ｎから構成される。
【００２０】等間隔（ＰＲＩ毎）に受信されるパルス列
（１ＰＲＩ目〜ｎＰＲＩ目までの合計ｎ個のパルス列か
らなる）の受信信号は、Ｍ個の素子アンテナ１１〜１Ｍ
で順次受信され、目標信号分離回路２１〜２Ｍに入力さ
れる。Ｍ個の目標信号分離回路２１〜２Ｍは全て同一回
路構成であり、代表して一つの目標信号分離回路につい
て図２を用いて説明する。
（１ＰＲＩ目〜ｎＰＲＩ目までの合計ｎ個のパルス列か
らなる）の受信信号は、Ｍ個の素子アンテナ１１〜１Ｍ
で順次受信され、目標信号分離回路２１〜２Ｍに入力さ
れる。Ｍ個の目標信号分離回路２１〜２Ｍは全て同一回
路構成であり、代表して一つの目標信号分離回路につい
て図２を用いて説明する。
【００２１】図２において、目標信号分離回路２１はＦ
ＦＴ（高速フーリエ変換）回路２１１、ｎ個の乗算器２
１２１〜２１２ｎ、及びｎ個の逆ＦＦＴ回路２１３１〜
２１３ｎから構成されている。
ＦＴ（高速フーリエ変換）回路２１１、ｎ個の乗算器２
１２１〜２１２ｎ、及びｎ個の逆ＦＦＴ回路２１３１〜
２１３ｎから構成されている。
【００２２】素子アンテナで受信された１ＰＲＩ目〜ｎ
ＰＲＩ目までの合計ｎ個のパルス列分の受信信号は、各
ＰＲＩ毎のパルス列における同一レンジセルの受信信号
をＦＦＴ回路２１１によりフーリエ変換することによ
り、ｎ個の周波数成分の信号Ｓ１〜Ｓｎに分離される。
フーリエ変換された信号Ｓ１〜Ｓｎは、それぞれｎ個に
分岐された信号Ｓ１１〜Ｓｎｎとなって、ｎ個の乗算器
２１２１〜２１２ｎに入力される。それぞれの乗算器２
１２１〜２１２ｎでは、異なるウェイト関数Ｗ0〜Ｗn-1
が設定されており、信号Ｓ１１〜Ｓｎｎに重み付けす
る。重み付けされた信号Ｓ１１’〜Ｓｎｎ’はｎ個の逆
ＦＦＴ回路２１３１〜２１３ｎにより、逆フーリエ変換
され、ｎ個のパルス列の信号成分に変換される。
ＰＲＩ目までの合計ｎ個のパルス列分の受信信号は、各
ＰＲＩ毎のパルス列における同一レンジセルの受信信号
をＦＦＴ回路２１１によりフーリエ変換することによ
り、ｎ個の周波数成分の信号Ｓ１〜Ｓｎに分離される。
フーリエ変換された信号Ｓ１〜Ｓｎは、それぞれｎ個に
分岐された信号Ｓ１１〜Ｓｎｎとなって、ｎ個の乗算器
２１２１〜２１２ｎに入力される。それぞれの乗算器２
１２１〜２１２ｎでは、異なるウェイト関数Ｗ0〜Ｗn-1
が設定されており、信号Ｓ１１〜Ｓｎｎに重み付けす
る。重み付けされた信号Ｓ１１’〜Ｓｎｎ’はｎ個の逆
ＦＦＴ回路２１３１〜２１３ｎにより、逆フーリエ変換
され、ｎ個のパルス列の信号成分に変換される。
【００２３】そして、図１に示すように、Ｍ個の目標信
号分離回路２１〜２Ｍから、同一のウェイト関数が設定
された出力信号を同一の測角演算回路４１〜４ｎに入力
する。ｎ種のウェイト関数毎に逆フーリエ変換後の信号
が測角演算回路４１〜４ｎに入力され、それぞれの測角
演算回路４１〜４ｎで信号到来方向（信号到来方向１〜
信号到来方向ｎ）を求め出力する。
号分離回路２１〜２Ｍから、同一のウェイト関数が設定
された出力信号を同一の測角演算回路４１〜４ｎに入力
する。ｎ種のウェイト関数毎に逆フーリエ変換後の信号
が測角演算回路４１〜４ｎに入力され、それぞれの測角
演算回路４１〜４ｎで信号到来方向（信号到来方向１〜
信号到来方向ｎ）を求め出力する。
【００２４】上記の測角演算回路はウェイト関数の種別
分（ｎ個）、準備されており、ｎ個の測角演算回路４１
〜４ｎは全て同一構成である。測角演算回路４１の構成
例を図３に示し、従来方式と同一部分には同一符号を付
して示し、説明を省略する。
分（ｎ個）、準備されており、ｎ個の測角演算回路４１
〜４ｎは全て同一構成である。測角演算回路４１の構成
例を図３に示し、従来方式と同一部分には同一符号を付
して示し、説明を省略する。
【００２５】図３の測角演算回路４１において、Ｍ個の
各素子アンテナに対応する入力信号（逆フーリエ変換後
の信号）を用いて、相関行列計算部４０１にて相関行列
計算を行い、その計算結果を用いて固有値演算部４０３
にて固有値計算を行う。得られた固有値に対応する固有
ベクトルと方向ベクトル（素子アンテナ配列により既
知）より到来信号方向を推定する。この到来信号方向推
定には従来方式と同様にＭＵＳＩＣアルゴリズム等の評
価関数を用いる。例えば、ＭＵＳＩＣアルゴリズムの評
価関数として前記式（１）又は式（２）を用いることが
できる。以上は従来方式と同様である。
各素子アンテナに対応する入力信号（逆フーリエ変換後
の信号）を用いて、相関行列計算部４０１にて相関行列
計算を行い、その計算結果を用いて固有値演算部４０３
にて固有値計算を行う。得られた固有値に対応する固有
ベクトルと方向ベクトル（素子アンテナ配列により既
知）より到来信号方向を推定する。この到来信号方向推
定には従来方式と同様にＭＵＳＩＣアルゴリズム等の評
価関数を用いる。例えば、ＭＵＳＩＣアルゴリズムの評
価関数として前記式（１）又は式（２）を用いることが
できる。以上は従来方式と同様である。
【００２６】さらに、図３の測角演算回路では、評価関
数のピーク方向に対して、相関行列と到来信号方向行列
を用いて信号強度計算部４０６にて信号強度計算を行
い、設定されたスレッショルド値を超えた場合のみ、信
号到来方向を出力する。
数のピーク方向に対して、相関行列と到来信号方向行列
を用いて信号強度計算部４０６にて信号強度計算を行
い、設定されたスレッショルド値を超えた場合のみ、信
号到来方向を出力する。
【００２７】図４に本実施の形態における信号毎のグラ
フを示す。図２に示す目標信号分離回路２１のうち、Ｆ
ＦＴ回路でフーリエ変換された信号Ｓ１１〜Ｓ１ｎは図
４（ａ）に示すように周波数軸上に受信パルス列数（ｎ
個）分のフィルタバンク（＃０〜＃ｎ−１）が形成され
る。ここで、２目標からの反射波の合成信号により受信
信号が形成されている場合は、ドップラ周波数に応じた
フィルタバンクより信号出力される。ここで、相関性の
高い信号においても、２目標の相対速度に応じてドップ
ラ周波数差は生じ、そのドップラ周波数に応じたフィル
タバンクにより信号分離される。
フを示す。図２に示す目標信号分離回路２１のうち、Ｆ
ＦＴ回路でフーリエ変換された信号Ｓ１１〜Ｓ１ｎは図
４（ａ）に示すように周波数軸上に受信パルス列数（ｎ
個）分のフィルタバンク（＃０〜＃ｎ−１）が形成され
る。ここで、２目標からの反射波の合成信号により受信
信号が形成されている場合は、ドップラ周波数に応じた
フィルタバンクより信号出力される。ここで、相関性の
高い信号においても、２目標の相対速度に応じてドップ
ラ周波数差は生じ、そのドップラ周波数に応じたフィル
タバンクにより信号分離される。
【００２８】次に、図２に示す乗算器２１２１に設定さ
れるウェイト関数はｎ個のフィルタバンク出力の重み付
け関数であり、例えば図４（ｂ）のＷ１＝［０，１，
０，…，０］、Ｗ３＝［０，０，０，１，０，…，０］
のように特定の１つのフィルタバンクのみ選択される。
図４（ｃ）では乗算器の出力信号を示しており、特定の
フィルタバンク出力以外は消去されるため、１目標から
の反射信号成分のみが出力される。
れるウェイト関数はｎ個のフィルタバンク出力の重み付
け関数であり、例えば図４（ｂ）のＷ１＝［０，１，
０，…，０］、Ｗ３＝［０，０，０，１，０，…，０］
のように特定の１つのフィルタバンクのみ選択される。
図４（ｃ）では乗算器の出力信号を示しており、特定の
フィルタバンク出力以外は消去されるため、１目標から
の反射信号成分のみが出力される。
【００２９】以上により、同一ビームかつ同一レンジセ
ル内に複数目標が存在した場合でもドップラフィルタバ
ンクにより信号分離されるため、１目標からの反射信号
成分のみが抽出される。従って、複数目標に対しても、
従来方式図６（ａ）に示すような高精度な測角精度が得
られる。更に、相関性の高い複数目標からの受信信号に
対してもドップラフィルタバンクにより信号分離ができ
れば、高精度な測角を行うことができる。
ル内に複数目標が存在した場合でもドップラフィルタバ
ンクにより信号分離されるため、１目標からの反射信号
成分のみが抽出される。従って、複数目標に対しても、
従来方式図６（ａ）に示すような高精度な測角精度が得
られる。更に、相関性の高い複数目標からの受信信号に
対してもドップラフィルタバンクにより信号分離ができ
れば、高精度な測角を行うことができる。
【００３０】ところで、本発明はフーリエ変換にＦＦＴ
及び逆ＦＦＴ変換を用いた場合を示したが、ＤＥＴ（離
散フーリエ変換）方式及び逆ＤＦＴ方式を用いても成り
立つ。
及び逆ＦＦＴ変換を用いた場合を示したが、ＤＥＴ（離
散フーリエ変換）方式及び逆ＤＦＴ方式を用いても成り
立つ。
【００３１】また、ウェイト関数は１目標のみを選択す
ることが目的であり、複数のフィルタバンクに重み付け
した窓関数を適用できる。
ることが目的であり、複数のフィルタバンクに重み付け
した窓関数を適用できる。
【００３２】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るスー
パーリゾリューションアンテナによれば、同一ビーム幅
かつ同一レンジセル内に複数の目標が存在する場合に
も、１目標の場合と同様の高精度な測角が実現できる。
更に、目標間の相関性が高い場合においても、信号分離
ができる限りは測角精度は劣化せず、正しく２目標の方
向を推定することができる。
パーリゾリューションアンテナによれば、同一ビーム幅
かつ同一レンジセル内に複数の目標が存在する場合に
も、１目標の場合と同様の高精度な測角が実現できる。
更に、目標間の相関性が高い場合においても、信号分離
ができる限りは測角精度は劣化せず、正しく２目標の方
向を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスーパーリゾリューションアンテ
ナの一実施の形態であって、全体構成を示すブロック図
である。
ナの一実施の形態であって、全体構成を示すブロック図
である。
【図２】本発明の実施の形態における目標信号分離回路
の詳細を示すブロック図である。
の詳細を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態における測角演算回路の詳
細を示すブロック図である。
細を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態における各部信号を表した
説明図である。
説明図である。
【図５】従来方式のスーパーリゾリューションアンテナ
のブロック図である。
のブロック図である。
【図６】従来方式における信号検出の説明図である。
１１〜１Ｍ 素子アンテナ
２１〜２Ｍ 目標信号分離回路
２１１ ＦＦＴ回路
２１２１〜２１２ｎ 乗算器
２１３１〜２１３ｎ 逆ＦＦＴ回路
３ ウェイト設定回路
４１〜４ｎ 高精度測角演算回路
４０１ 相関行列計算部
４０３ 固有値演算部
４０４ 信号数検出部
４０５１〜４０５Ｌ 信号到来方向検出部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 渡部 勉
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式
会社東芝小向工場内
Ｆターム(参考） 5J070 AB01 AC11 AD11 AH04 AH14
AH31 AH35 AK15 AK22 BA01
Claims (5)
- 【請求項１】 複数の素子アンテナからの受信信号を用
いて信号到来方向を探知するスーパーリゾリューション
アンテナにおいて、 前記各素子アンテナで受信されるパルス列の受信信号を
フーリエ変換するフーリエ変換手段と、 このフーリエ変換手段により生成されたドップラ周波数
に応じたフィルタバンク毎の信号成分に重み付けを行う
ウェイト設定手段と、 前記ウェイト設定手段により重み付けした信号成分から
所望のフィルタバンク成分のみを抽出する逆フーリエ変
換手段と、 所望のフィルタバンクの信号成分のみを抽出した各素子
アンテナの信号成分から信号到来方向を推定する測角演
算手段とを具備することを特徴とするスーパーリゾリュ
ーションアンテナ。 - 【請求項２】 前記測角演算手段は、各素子アンテナに
対応する信号成分から、相関行列計算を行う相関行列計
算処理部と、その相関行列計算結果から固有値を計算す
る固有値計算部と、前記固有値に対応する固有ベクトル
と方向ベクトルから信号到来方向を推定する信号到来方
向検出部とを具備する請求項１記載のスーパーリゾリュ
ーションアンテナ。 - 【請求項３】 前記信号到来方向検出部の後段に、前記
信号到来方向検出部の出力信号強度を検出し予め設定し
た閥値を越えた場合のみ信号到来方向を出力する信号強
度計算部を設けてなる請求項２記載のスーパーリゾリュ
ーションアンテナ。 - 【請求項４】 前記信号到来方向検出部は、ＭＵＳＩＣ
アルゴリズムの評価関数を用いてピーク値の方向を信号
到来方向に推定する請求項２又は３記載のスーパーリゾ
リューションアンテナ。 - 【請求項５】 前記フーリエ変換手段により生成された
ドップラ周波数に応じたフィルタバンク毎の信号を複数
に分岐し、分岐単位毎に前記ウェイト設定手段にて異な
る重み付けを行い、それぞれを逆フーリエ変換すること
により、特定のフィルタバンク成分のみを抽出した複数
の出力信号を、当該フィルタバンク成分毎に設けられた
前記測角演算手段に出力して、信号到来方向をそれぞれ
推定する請求項１記載のスーパーリゾリューションアン
テナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001398743A JP3557463B2 (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | スーパーリゾリューションアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001398743A JP3557463B2 (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | スーパーリゾリューションアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003194919A true JP2003194919A (ja) | 2003-07-09 |
| JP3557463B2 JP3557463B2 (ja) | 2004-08-25 |
Family
ID=27604040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001398743A Expired - Lifetime JP3557463B2 (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | スーパーリゾリューションアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3557463B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005121581A (ja) * | 2003-10-20 | 2005-05-12 | Mitsubishi Electric Corp | レーダ装置 |
| JP2008275502A (ja) * | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Mitsubishi Electric Corp | スペクトル解析装置 |
| JP2010054344A (ja) * | 2008-08-28 | 2010-03-11 | Denso Corp | 方位検出装置 |
| US9435884B2 (en) | 2013-08-29 | 2016-09-06 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Radar system and target detection method |
| US9470784B2 (en) | 2011-12-02 | 2016-10-18 | Panasonic Corporation | Radar device |
-
2001
- 2001-12-28 JP JP2001398743A patent/JP3557463B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005121581A (ja) * | 2003-10-20 | 2005-05-12 | Mitsubishi Electric Corp | レーダ装置 |
| JP2008275502A (ja) * | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Mitsubishi Electric Corp | スペクトル解析装置 |
| JP2010054344A (ja) * | 2008-08-28 | 2010-03-11 | Denso Corp | 方位検出装置 |
| US9470784B2 (en) | 2011-12-02 | 2016-10-18 | Panasonic Corporation | Radar device |
| US9435884B2 (en) | 2013-08-29 | 2016-09-06 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Radar system and target detection method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3557463B2 (ja) | 2004-08-25 |
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