JP3189826B2 - 方向探知装置 - Google Patents
方向探知装置Info
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- antenna
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は単一または複数の
電波源から伝搬する波動の方向を高い精度で求める方向
探知装置に関するものである。
電波源から伝搬する波動の方向を高い精度で求める方向
探知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の方向探知装置を示すもの
で、この図はＲａｌｐｈ Ｏ．Ｓｃｈｍｉｄｔ著、「Ｍ
ｕｌｔｉｐｌｅ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｌｏｃａｔｉｏｎ
ａｎｄＳｉｇｎａｌ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｅｓｔｉｍ
ａｔｉｏｎ」ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ａｎｔｅｎ
ｎａ ａｎｄ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ，ｖｏｌ．ＡＰ
−３４，ｎｏ．３，Ｍａｒｃｈ １９８６に記載されて
いる内容にもとづいた方向探知装置の構成図である。
で、この図はＲａｌｐｈ Ｏ．Ｓｃｈｍｉｄｔ著、「Ｍ
ｕｌｔｉｐｌｅ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｌｏｃａｔｉｏｎ
ａｎｄＳｉｇｎａｌ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｅｓｔｉｍ
ａｔｉｏｎ」ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ａｎｔｅｎ
ｎａ ａｎｄ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ，ｖｏｌ．ＡＰ
−３４，ｎｏ．３，Ｍａｒｃｈ １９８６に記載されて
いる内容にもとづいた方向探知装置の構成図である。
【０００３】また、図６は上記の方向探知装置の運用例
を表す図である。
を表す図である。
【０００４】図５において２は同一の方向に指向させた
複数のアンテナを取りつけたアンテナプラットフォー
ム、３は従来の信号処理を行う信号処理装置Ｃ、４はア
ンテナプラットフォーム２を回転させる回転駆動装置、
５−１、５−２、・・・、５−Ｍは電波源からの電波を
受信する同一仕様のアンテナ、６−１、６−２、・・
・、６−Ｍはそれぞれ上記アンテナ５−１、５−２、・
・・、５−Ｍで受信された電波を増幅、周波数変換を行
う同一仕様の受信機、７はＭ個の上記受信機の出力を同
時にサンプリングし、かつ複数回スナップショットを行
って共分散行列を算出する共分散行列算出器、８は上記
共分散行列より固有値、固有ベクトルを算出する固有値
・固有ベクトル算出器、９は固有値・固有ベクトル算出
器８で得られた固有値および固有ベクトルにもとづいて
張られる雑音部分空間にモードベクトルを射影して、そ
の射影長を算出する雑音部分空間射影長算出器、１０は
仮想波源を空間上で走査して雑音部分空間射影長算出器
９より出力される射影長が極小になるときの仮想波源の
方位角および仰角を算出する射影長極小値算出器、１１
は仮想波源により予想されるモードベクトルを算出する
モードベクトル算出器、１２は回転駆動装置４およびモ
ードベクトル算出器１１に所定の回転角を指示する制御
装置である。
複数のアンテナを取りつけたアンテナプラットフォー
ム、３は従来の信号処理を行う信号処理装置Ｃ、４はア
ンテナプラットフォーム２を回転させる回転駆動装置、
５−１、５−２、・・・、５−Ｍは電波源からの電波を
受信する同一仕様のアンテナ、６−１、６−２、・・
・、６−Ｍはそれぞれ上記アンテナ５−１、５−２、・
・・、５−Ｍで受信された電波を増幅、周波数変換を行
う同一仕様の受信機、７はＭ個の上記受信機の出力を同
時にサンプリングし、かつ複数回スナップショットを行
って共分散行列を算出する共分散行列算出器、８は上記
共分散行列より固有値、固有ベクトルを算出する固有値
・固有ベクトル算出器、９は固有値・固有ベクトル算出
器８で得られた固有値および固有ベクトルにもとづいて
張られる雑音部分空間にモードベクトルを射影して、そ
の射影長を算出する雑音部分空間射影長算出器、１０は
仮想波源を空間上で走査して雑音部分空間射影長算出器
９より出力される射影長が極小になるときの仮想波源の
方位角および仰角を算出する射影長極小値算出器、１１
は仮想波源により予想されるモードベクトルを算出する
モードベクトル算出器、１２は回転駆動装置４およびモ
ードベクトル算出器１１に所定の回転角を指示する制御
装置である。
【０００５】図６において、１は電波源の例として人工
衛星を示したものである。
衛星を示したものである。
【０００６】次に動作について説明する。電波源１の個
数Ｄがアンテナ５の個数Ｍより小さいとし、各波源によ
る信号は互いに無相関とする。さて、Ｍ個のアンテナ５
の出力はそれぞれ受信機６に入力されて、増幅、周波数
変換が行われる。
数Ｄがアンテナ５の個数Ｍより小さいとし、各波源によ
る信号は互いに無相関とする。さて、Ｍ個のアンテナ５
の出力はそれぞれ受信機６に入力されて、増幅、周波数
変換が行われる。
【０００７】そして、Ｍ個の受信機６の出力はそれぞれ
共分散行列算出器７に入力される。ここで、Ｍ個の受信
機６の出力をそれぞれＳ1 、Ｓ2 、・・・、ＳM とする
とき信号ベクトルは数１で表される。
共分散行列算出器７に入力される。ここで、Ｍ個の受信
機６の出力をそれぞれＳ1 、Ｓ2 、・・・、ＳM とする
とき信号ベクトルは数１で表される。
【０００８】
【数１】
【０００９】共分散行列を求めるにあたり、Ｐ回のスナ
ップショットを行うものとすれば共分散行列算出器７で
は数２に示す値が算出される。
ップショットを行うものとすれば共分散行列算出器７で
は数２に示す値が算出される。
【００１０】
【数２】
【００１１】数２が共分散行列算出器７の出力となる。
ここに、＊は共役またはエルミート共役を表わす。
ここに、＊は共役またはエルミート共役を表わす。
【００１２】固有値・固有ベクトル算出器８では、得ら
れた共分散行列にもとづいてＭ個の固有値が求められ、
それぞれの固有値に対応して固有ベクトルが算出され、
これらの結果は雑音部分空間射影長算出器９に入力され
る。上記の固有値をλ1 、λ 2 、・・・、λM とし、対
応する固有ベクトルをＸ1 、Ｘ2 、・・・、ＸM とすれ
ば数２を用いて数３により与えられる。
れた共分散行列にもとづいてＭ個の固有値が求められ、
それぞれの固有値に対応して固有ベクトルが算出され、
これらの結果は雑音部分空間射影長算出器９に入力され
る。上記の固有値をλ1 、λ 2 、・・・、λM とし、対
応する固有ベクトルをＸ1 、Ｘ2 、・・・、ＸM とすれ
ば数２を用いて数３により与えられる。
【００１３】
【数３】
【００１４】このとき、共分散行列は正定値行列とな
り、固有値はすべて零より大きくなる。受信機６の受信
機雑音はすべて等しいものとし、その標準偏差をσとす
ればＤ個の信号が無相関という前述の仮定から、数４が
成り立つ。
り、固有値はすべて零より大きくなる。受信機６の受信
機雑音はすべて等しいものとし、その標準偏差をσとす
ればＤ個の信号が無相関という前述の仮定から、数４が
成り立つ。
【００１５】
【数４】
【００１６】固有値λ1 、λ2 、・・・、λD に対応す
る固有ベクトルをＸ1 、Ｘ2 、・・・、ＸD とし、λ
D+1 、λD+2 、・・・、λM に対応する固有ベクトルを
ＸD+1、ＸD+2 、・・・、ＸM とすればＸ1 、Ｘ2 、・
・・、ＸD により張られる信号部分空間とＸD+1 、Ｘ
D+2 、・・・、ＸM により張られる雑音部分空間は互い
に直交補空間となる。
る固有ベクトルをＸ1 、Ｘ2 、・・・、ＸD とし、λ
D+1 、λD+2 、・・・、λM に対応する固有ベクトルを
ＸD+1、ＸD+2 、・・・、ＸM とすればＸ1 、Ｘ2 、・
・・、ＸD により張られる信号部分空間とＸD+1 、Ｘ
D+2 、・・・、ＸM により張られる雑音部分空間は互い
に直交補空間となる。
【００１７】さて、モードベクトル算出器１１はＭ個の
アンテナ５が配列されているとき、ある角度の方向に波
源が存在すると仮定した場合におけるＭ個のアンテナ出
力のデータ、即ちモードベクトルが蓄えられているもの
で、通常、この角度は所定の範囲にわたっている。
アンテナ５が配列されているとき、ある角度の方向に波
源が存在すると仮定した場合におけるＭ個のアンテナ出
力のデータ、即ちモードベクトルが蓄えられているもの
で、通常、この角度は所定の範囲にわたっている。
【００１８】ただし、上記モードベクトル算出器１１は
制御装置１２により指示された方位角および仰角を中心
とした角度範囲に対応するモードベクトルを発生し、上
記制御装置１２により指示された方位角および仰角を向
くようにアンテナプラットフォーム２を回転駆動装置４
により動かす。
制御装置１２により指示された方位角および仰角を中心
とした角度範囲に対応するモードベクトルを発生し、上
記制御装置１２により指示された方位角および仰角を向
くようにアンテナプラットフォーム２を回転駆動装置４
により動かす。
【００１９】従って、モードベクトル算出器１１よりあ
る方位角α、およびある仰角βにおけるモードベクトル
が発生され、雑音部分空間射影長算出器１０に入力され
る。一方、雑音部分空間射影長算出器１０では、入力さ
れた固有値・固有ベクトルにもとづいて雑音部分空間に
射影される。このモードベクトルをａ（α、β）とおけ
ば数５で与えられる射影長が雑音部分空間射影長算出器
９より出力される。
る方位角α、およびある仰角βにおけるモードベクトル
が発生され、雑音部分空間射影長算出器１０に入力され
る。一方、雑音部分空間射影長算出器１０では、入力さ
れた固有値・固有ベクトルにもとづいて雑音部分空間に
射影される。このモードベクトルをａ（α、β）とおけ
ば数５で与えられる射影長が雑音部分空間射影長算出器
９より出力される。
【００２０】
【数５】
【００２１】射影長極小値算出器１０ではモードベクト
ルａ（α、β）の射影長Ｒａがαおよびβの関数として
得られ、その極小値を与えるαおよびβの値（α1 、β
1 ）、（α2 、β2 ）、・・・、（αD 、βD ）が求め
られる。
ルａ（α、β）の射影長Ｒａがαおよびβの関数として
得られ、その極小値を与えるαおよびβの値（α1 、β
1 ）、（α2 、β2 ）、・・・、（αD 、βD ）が求め
られる。
【００２２】（α1 、β1 ）、（α2 、β2 ）、・・
・、（αD 、βD ）はそれぞれＤ個の波源が存在する方
向の角度推定値となる。
・、（αD 、βD ）はそれぞれＤ個の波源が存在する方
向の角度推定値となる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】従来の方向探知装置は
以上のように構成されているので、各アンテナの出力の
Ｓ／Ｎ（信号対雑音）比を大きくするためにアンテナの
開口を大きくするとき、アンテナ間の間隔が広がり、そ
の結果、グレーティングローブが発生し、波源の存在し
ない方向にもあたかも波源が存在しているような問題が
生じた。
以上のように構成されているので、各アンテナの出力の
Ｓ／Ｎ（信号対雑音）比を大きくするためにアンテナの
開口を大きくするとき、アンテナ間の間隔が広がり、そ
の結果、グレーティングローブが発生し、波源の存在し
ない方向にもあたかも波源が存在しているような問題が
生じた。
【００２４】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、この現象を抑圧することを目的
とする。
ためになされたもので、この現象を抑圧することを目的
とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】第１の発明による方向探
知装置は、電波源からの電波を受信する複数のアンテナ
と、それぞれが同一の指向方向を向くように上記複数の
アンテナを固定したアンテナプラットフォームと、上記
複数のアンテナの指向方向を保持した状態で与えられた
回転角度指令に応じて上記アンテナプラットフォームを
回転させる回転駆動手段と、異なる複数の上記回転角度
指令を発生し、その指令を上記回転駆動手段に与える制
御手段と、上記それぞれのアンテナからの出力信号と上
記複数のアンテナの配列に基づいて、上記それぞれの回
転角度指令に対応する電波源の到来方向を検出し、この
検出されたそれぞれの回転角度指令に対応する電波源の
到来方向の分布から電波源の真の到来方向を検出する検
出器とを備えたものである。
知装置は、電波源からの電波を受信する複数のアンテナ
と、それぞれが同一の指向方向を向くように上記複数の
アンテナを固定したアンテナプラットフォームと、上記
複数のアンテナの指向方向を保持した状態で与えられた
回転角度指令に応じて上記アンテナプラットフォームを
回転させる回転駆動手段と、異なる複数の上記回転角度
指令を発生し、その指令を上記回転駆動手段に与える制
御手段と、上記それぞれのアンテナからの出力信号と上
記複数のアンテナの配列に基づいて、上記それぞれの回
転角度指令に対応する電波源の到来方向を検出し、この
検出されたそれぞれの回転角度指令に対応する電波源の
到来方向の分布から電波源の真の到来方向を検出する検
出器とを備えたものである。
【００２６】また、第２の発明による方向探知装置は、
電波源からの電波を受信する複数のアンテナと、それぞ
れが同一の指向方向を向くように上記複数のアンテナを
固定したアンテナプラットフォームと、与えられた回転
角度指令に応じて上記アンテナの指向方向を所定の方向
からずらすように上記アンテナプラットフォームを回転
させる回転駆動手段と、異なる複数の上記回転角度指令
を発生し、その指令を上記回転駆動手段に与える制御手
段と、上記それぞれのアンテナからの出力信号と上記複
数のアンテナの配列に基づいて、上記それぞれの回転角
度指令に対応する電波源の到来方向を検出し、この検出
されたそれぞれの回転角度指令に対応する電波源の到来
方向の分布から電波源の真の到来方向を検出する検出器
とを備えたものである。
電波源からの電波を受信する複数のアンテナと、それぞ
れが同一の指向方向を向くように上記複数のアンテナを
固定したアンテナプラットフォームと、与えられた回転
角度指令に応じて上記アンテナの指向方向を所定の方向
からずらすように上記アンテナプラットフォームを回転
させる回転駆動手段と、異なる複数の上記回転角度指令
を発生し、その指令を上記回転駆動手段に与える制御手
段と、上記それぞれのアンテナからの出力信号と上記複
数のアンテナの配列に基づいて、上記それぞれの回転角
度指令に対応する電波源の到来方向を検出し、この検出
されたそれぞれの回転角度指令に対応する電波源の到来
方向の分布から電波源の真の到来方向を検出する検出器
とを備えたものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１を示す構成図であり、図において、２はア
ンテナプラットフォーム、５−１、５−２、・・・、５
−Ｍは上記アンテナプラットフォームに固定され、かつ
同一の方向に指向性をもつ同一仕様のＭ個のアンテナ、
６−１、６−２、・・・、６−Ｍは上記アンテナ５−
１、５−２、・・・、５−Ｍそれぞれに接続された同一
仕様の複数の受信機、７は上記受信機６−１、６−２、
・・・、６−Ｍの出力から共分散行列を算出する共分散
行列算出器、８は上記共分散行列算出器７より出力され
る共分散行列にもとづいて固有値および固有ベクトルを
算出する固有値・固有ベクトル算出器、９は上記固有値
・固有ベクトル算出器８より出力される固有値および固
有ベクトルにもとづいて張られる雑音部分空間にモード
ベクトルを射影し、その射影長を算出する雑音部分空間
射影長算出器、１０は上記雑音部分空間射影長算出器９
より出力される上記射影長が極小となるときの電波源の
方位角および仰角を求める射影長極小値算出器、１１は
モードベクトルを算出するモードベクトル算出器、１２
は制御装置、１３は信号処理装置Ａ、１４はアンテナ５
の指向方向を一定に保ちながらアンテナプラットフォー
ム２を回転させる瞬時視野不変回転駆動装置である。
実施の形態１を示す構成図であり、図において、２はア
ンテナプラットフォーム、５−１、５−２、・・・、５
−Ｍは上記アンテナプラットフォームに固定され、かつ
同一の方向に指向性をもつ同一仕様のＭ個のアンテナ、
６−１、６−２、・・・、６−Ｍは上記アンテナ５−
１、５−２、・・・、５−Ｍそれぞれに接続された同一
仕様の複数の受信機、７は上記受信機６−１、６−２、
・・・、６−Ｍの出力から共分散行列を算出する共分散
行列算出器、８は上記共分散行列算出器７より出力され
る共分散行列にもとづいて固有値および固有ベクトルを
算出する固有値・固有ベクトル算出器、９は上記固有値
・固有ベクトル算出器８より出力される固有値および固
有ベクトルにもとづいて張られる雑音部分空間にモード
ベクトルを射影し、その射影長を算出する雑音部分空間
射影長算出器、１０は上記雑音部分空間射影長算出器９
より出力される上記射影長が極小となるときの電波源の
方位角および仰角を求める射影長極小値算出器、１１は
モードベクトルを算出するモードベクトル算出器、１２
は制御装置、１３は信号処理装置Ａ、１４はアンテナ５
の指向方向を一定に保ちながらアンテナプラットフォー
ム２を回転させる瞬時視野不変回転駆動装置である。
【００２８】次に動作について説明する。まず、制御装
置１２から出力された所定の方位角および仰角を瞬時視
野不変回転駆動装置１４を用いてアンテナプラットフォ
ーム２を向ける。上記の所定の方位角および仰角を中心
としたアンテナ５の瞬時視野内にＤ個の互いに無相関の
複数電波源が存在するものとする。上記複数の電波源か
らの電波はアンテナ５−１、５−２、・・・、５−Ｍに
より受信され、それぞれ受信機６−１、６−２、・・
・、６−Ｍに入力される。上記受信機６−１、６−２、
・・・、６−Ｍの出力は増幅され、かつ周波数変換され
た後共分散行列算出器７に入力される。上記共分散行列
算出器７に入力される信号は数１のとおりである。
置１２から出力された所定の方位角および仰角を瞬時視
野不変回転駆動装置１４を用いてアンテナプラットフォ
ーム２を向ける。上記の所定の方位角および仰角を中心
としたアンテナ５の瞬時視野内にＤ個の互いに無相関の
複数電波源が存在するものとする。上記複数の電波源か
らの電波はアンテナ５−１、５−２、・・・、５−Ｍに
より受信され、それぞれ受信機６−１、６−２、・・
・、６−Ｍに入力される。上記受信機６−１、６−２、
・・・、６−Ｍの出力は増幅され、かつ周波数変換され
た後共分散行列算出器７に入力される。上記共分散行列
算出器７に入力される信号は数１のとおりである。
【００２９】上記共分散行列算出器７では、数２に示す
共分散行列が算出され、固有値・固有ベクトル算出器８
に入力される。上記固有値・固有ベクトル算出器８では
入力された共分散行列にもとづいてＭ個の固有値が求め
られ、それぞれの固有値に対応して固有ベクトルが算出
された後これらの結果は雑音部分空間射影長算出器９に
入力される。
共分散行列が算出され、固有値・固有ベクトル算出器８
に入力される。上記固有値・固有ベクトル算出器８では
入力された共分散行列にもとづいてＭ個の固有値が求め
られ、それぞれの固有値に対応して固有ベクトルが算出
された後これらの結果は雑音部分空間射影長算出器９に
入力される。
【００３０】上記の固有値をλ1 、λ2 、・・・、λM
とし、対応する固有ベクトルをＸ1、Ｘ2 、・・・、ＸM
とすれば数３にしたがって算出される。
とし、対応する固有ベクトルをＸ1、Ｘ2 、・・・、ＸM
とすれば数３にしたがって算出される。
【００３１】数２は正定値行列であるので、固有値λ
1 、λ2 、・・・、λM はすべて零より大きくなる。受
信機６の受信機雑音の標準偏差をσとすればＤ個の複数
電波源が互いに無相関という前述の仮定から、数４が成
り立つ。
1 、λ2 、・・・、λM はすべて零より大きくなる。受
信機６の受信機雑音の標準偏差をσとすればＤ個の複数
電波源が互いに無相関という前述の仮定から、数４が成
り立つ。
【００３２】固有値λ1 、λ2 、・・・、λD に対応す
る固有ベクトルをＸ1 、Ｘ2 、・・・、ＸD とし、λ
D+1 、λD+2 、・・・、λM に対応する固有ベクトルを
ＸD+1、ＸD+2 、・・・、ＸM とすればＸ1 、Ｘ2 、・
・・、ＸD により張られる信号部分空間とＸD+1 、Ｘ
D+2 、・・・、ＸM により張られる雑音部分空間は互い
に直交補空間となる。
る固有ベクトルをＸ1 、Ｘ2 、・・・、ＸD とし、λ
D+1 、λD+2 、・・・、λM に対応する固有ベクトルを
ＸD+1、ＸD+2 、・・・、ＸM とすればＸ1 、Ｘ2 、・
・・、ＸD により張られる信号部分空間とＸD+1 、Ｘ
D+2 、・・・、ＸM により張られる雑音部分空間は互い
に直交補空間となる。
【００３３】モードベクトル算出器１１では制御装置１
２からの指示による所定の方位角および仰角に向けられ
たアンテナプラットフォーム２に固定されたアンテナ５
−１、５−２、・・・、５−Ｍの配列に基づくモードベ
クトルが算出される。
２からの指示による所定の方位角および仰角に向けられ
たアンテナプラットフォーム２に固定されたアンテナ５
−１、５−２、・・・、５−Ｍの配列に基づくモードベ
クトルが算出される。
【００３４】例えば、図７に示すように、アンテナプラ
ットフォーム２の面の方向（Ｚ軸）が制御装置１２から
瞬時視野不変回転駆動装置１４への指示により所定の方
位角および仰角に向けられたものとし、上記アンテナプ
ラットフォーム２の面上（ｘｙ面上）に７個のアンテナ
５がｘ軸方向およびｙ軸方向ともに間隔ｄで配列されて
いる場合を考える。
ットフォーム２の面の方向（Ｚ軸）が制御装置１２から
瞬時視野不変回転駆動装置１４への指示により所定の方
位角および仰角に向けられたものとし、上記アンテナプ
ラットフォーム２の面上（ｘｙ面上）に７個のアンテナ
５がｘ軸方向およびｙ軸方向ともに間隔ｄで配列されて
いる場合を考える。
【００３５】このとき上記アンテナ５の位置座標は数６
で表される。
で表される。
【００３６】
【数６】
【００３７】仮想電波源が図７のＺ軸を基準に方位角、
仰角それぞれα、βの方向に存在するものと仮定すると
き、モードベクトル算出器１１では制御装置１２からモ
ードベクトル算出器１１への指示にもとづいて仮想電波
源に対応するモードベクトルが算出され、数７で表され
るものとなる。
仰角それぞれα、βの方向に存在するものと仮定すると
き、モードベクトル算出器１１では制御装置１２からモ
ードベクトル算出器１１への指示にもとづいて仮想電波
源に対応するモードベクトルが算出され、数７で表され
るものとなる。
【００３８】
【数７】
【００３９】数７においてγは図７のＺ軸を固定してｘ
ｙ面内でアンテナ５を回転させたときの角度、λは上記
仮想電波源の波長である。なお、図７はγ＝０としたと
きの図であり、γの初期値は零とする。
ｙ面内でアンテナ５を回転させたときの角度、λは上記
仮想電波源の波長である。なお、図７はγ＝０としたと
きの図であり、γの初期値は零とする。
【００４０】さて、雑音部分空間射影長算出器９では、
入力された固有値および固有ベクトルにもとづいて雑音
部分空間が張られ、モードベクトル算出器１１で算出さ
れたモードベクトルが雑音部分空間に射影される。この
モードベクトルをｂ（α、β）とおけば数８で表される
射影長Ｒｂが雑音部分空間射影長算出器９より出力され
る。
入力された固有値および固有ベクトルにもとづいて雑音
部分空間が張られ、モードベクトル算出器１１で算出さ
れたモードベクトルが雑音部分空間に射影される。この
モードベクトルをｂ（α、β）とおけば数８で表される
射影長Ｒｂが雑音部分空間射影長算出器９より出力され
る。
【００４１】
【数８】
【００４２】射影長極小値算出器１０ではモードベクト
ルｂ（α、β）の射影長Ｒｂがα、βの関数として得ら
れ、その極小値を与えるＤ組のα、βの値、（α11、β
11）、（α12、β12）、・・・、（α1D、β1D）が求め
られる。
ルｂ（α、β）の射影長Ｒｂがα、βの関数として得ら
れ、その極小値を与えるＤ組のα、βの値、（α11、β
11）、（α12、β12）、・・・、（α1D、β1D）が求め
られる。
【００４３】次に、制御装置１２によりγ＝γ1 ≠０に
設定し、モードベクトル算出器１１より数７で与えられ
るモードベクトルを雑音部分空間射影長算出器９に出力
する。
設定し、モードベクトル算出器１１より数７で与えられ
るモードベクトルを雑音部分空間射影長算出器９に出力
する。
【００４４】さらに、制御装置１２より瞬時視野不変回
転駆動装置に回転角γ1 を指示し、アンテナプラットフ
ォーム２をＺ軸を固定したままｘｙ面内で角度γ1 だけ
回転させる。
転駆動装置に回転角γ1 を指示し、アンテナプラットフ
ォーム２をＺ軸を固定したままｘｙ面内で角度γ1 だけ
回転させる。
【００４５】再び、アンテナ５から射影長極小値算出器
１０までの処理を繰り返し、射影長極小値算出器１０の
出力（α21、β21）、（α22、β22）、・・・、
（α2D、β 2D）を求める。
１０までの処理を繰り返し、射影長極小値算出器１０の
出力（α21、β21）、（α22、β22）、・・・、
（α2D、β 2D）を求める。
【００４６】上記の処理をＪ回繰り返したものとすれ
ば、ＤＪ個の（α、β）の組合せが得られることにな
り、これを累積角度検出器１５に入力する。
ば、ＤＪ個の（α、β）の組合せが得られることにな
り、これを累積角度検出器１５に入力する。
【００４７】累積角度検出器１５ではＤＪ個の（α、
β）の累積頻度を求め、所定の頻度数以上の（α、β）
の組を出力する。
β）の累積頻度を求め、所定の頻度数以上の（α、β）
の組を出力する。
【００４８】例えば、累積角度検出器１５では、射影長
極小値算出器の出力（αi1、βi1）、（αi2、βi2）、
・・・、（αiD、βiD）の頻度ＡＦが、数９にもとづい
て得られる。ただし、ｉ＝１，２，・・・，Ｊである。
極小値算出器の出力（αi1、βi1）、（αi2、βi2）、
・・・、（αiD、βiD）の頻度ＡＦが、数９にもとづい
て得られる。ただし、ｉ＝１，２，・・・，Ｊである。
【００４９】
【数９】
【００５０】数９において、α0 は累積頻度分布のアジ
マスの初期値、β0 は累積頻度分布のエレベーションの
初期値、Δαはアジマスの刻幅、Δβはエレベーション
の刻幅を表す。また、Ｕ（α0 ＋ｍ・Δα、β0 ＋ｎ・
Δβ）は、アジマスにおいてα0 ＋ｍ・Δα≦α＜α0
＋（ｍ＋１）・Δα、エレベーションにおいてβ0 ＋ｎ
・Δβ≦β＜β0 ＋（ｎ＋１）・Δβで表される領域に
対し、１を与える関数を表す。Ｈ（ｍ，ｎ）はＵ（α0
＋ｍ・Δα、β0 ＋ｎ・Δβ）の振幅を表し、 α0 ＋ｍ・Δα≦α＜α0 ＋（ｍ＋１）・Δα、 β0 ＋ｎ・Δβ≦β＜β0 ＋（ｎ＋１）・Δβで与えら
れる領域における累積頻度を表す。Ｋ，Ｌはそれぞれア
ジマス、エレベーションの刻幅Δα、Δβの個数を表
す。数９を例として図示すれば図８となる。
マスの初期値、β0 は累積頻度分布のエレベーションの
初期値、Δαはアジマスの刻幅、Δβはエレベーション
の刻幅を表す。また、Ｕ（α0 ＋ｍ・Δα、β0 ＋ｎ・
Δβ）は、アジマスにおいてα0 ＋ｍ・Δα≦α＜α0
＋（ｍ＋１）・Δα、エレベーションにおいてβ0 ＋ｎ
・Δβ≦β＜β0 ＋（ｎ＋１）・Δβで表される領域に
対し、１を与える関数を表す。Ｈ（ｍ，ｎ）はＵ（α0
＋ｍ・Δα、β0 ＋ｎ・Δβ）の振幅を表し、 α0 ＋ｍ・Δα≦α＜α0 ＋（ｍ＋１）・Δα、 β0 ＋ｎ・Δβ≦β＜β0 ＋（ｎ＋１）・Δβで与えら
れる領域における累積頻度を表す。Ｋ，Ｌはそれぞれア
ジマス、エレベーションの刻幅Δα、Δβの個数を表
す。数９を例として図示すれば図８となる。
【００５１】本実施の形態では、累積角度検出器１５を
備えているので、例えば数９のΔαおよびΔβを適当な
値に設定することにより、累積頻度の分散を防ぐことが
でき、したがって真値の周りに測角値を累積できるた
め、容易に真値を推定することができる。また、瞬時視
野不変回転駆動装置１４を備えているため、アンテナ５
を設置したアンテナプラットフォーム２を回転させるの
みで、アンテナ５の配列の配列係数（アレーファクタ）
を変えることなく、アンテナ５の個数および配列を一定
に維持したままでグレーティングローブの影響を抑圧す
ることができる結果、アンテナ５の切替え、アンテナ５
の個数の増加は不要となる。
備えているので、例えば数９のΔαおよびΔβを適当な
値に設定することにより、累積頻度の分散を防ぐことが
でき、したがって真値の周りに測角値を累積できるた
め、容易に真値を推定することができる。また、瞬時視
野不変回転駆動装置１４を備えているため、アンテナ５
を設置したアンテナプラットフォーム２を回転させるの
みで、アンテナ５の配列の配列係数（アレーファクタ）
を変えることなく、アンテナ５の個数および配列を一定
に維持したままでグレーティングローブの影響を抑圧す
ることができる結果、アンテナ５の切替え、アンテナ５
の個数の増加は不要となる。
【００５２】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２を示す構成図であり、図において、１６は共分散行
列算出器７から射影長極小値算出器１０までの処理を受
信機６の異なる受信機雑音のもとで繰り返し行い、射影
長極小値算出器１０の出力である仮想電波源の角度の相
関を求める時間相関器であり、その他は図１と同一であ
る。
態２を示す構成図であり、図において、１６は共分散行
列算出器７から射影長極小値算出器１０までの処理を受
信機６の異なる受信機雑音のもとで繰り返し行い、射影
長極小値算出器１０の出力である仮想電波源の角度の相
関を求める時間相関器であり、その他は図１と同一であ
る。
【００５３】次に動作について説明する。アンテナ５か
ら射影長極小値算出器１０までの処理はこの発明の実施
の形態１と同一である。
ら射影長極小値算出器１０までの処理はこの発明の実施
の形態１と同一である。
【００５４】さて、受信機６の異なる受信機雑音のもと
で繰り返し射影長極小値算出器１０より出力を得て、時
間相関器１６により上記出力の相関を求める。
で繰り返し射影長極小値算出器１０より出力を得て、時
間相関器１６により上記出力の相関を求める。
【００５５】即ち、時間相関器１６では受信機６のある
受信機雑音のもとで射影長極小値算出器１０より得られ
る（α1 、β1 ）、（α2 、β2 ）、・・・、（αD 、
βD）と、受信機６の別の受信機雑音のもとで射影長極
小値算出器１０より得られる（α1 、β1 ）’、（α
2 、β2 ）’、・・・、（αD 、βD ）’、（α1 、β
1 ）”、（α2 、β2 ）”、・・・、（αD 、βD ）”
・・・との間で相関を求め、一致した角度のみを時間相
関器１６の出力とする。
受信機雑音のもとで射影長極小値算出器１０より得られ
る（α1 、β1 ）、（α2 、β2 ）、・・・、（αD 、
βD）と、受信機６の別の受信機雑音のもとで射影長極
小値算出器１０より得られる（α1 、β1 ）’、（α
2 、β2 ）’、・・・、（αD 、βD ）’、（α1 、β
1 ）”、（α2 、β2 ）”、・・・、（αD 、βD ）”
・・・との間で相関を求め、一致した角度のみを時間相
関器１６の出力とする。
【００５６】次に、累積角度検出器１５ではこの発明の
実施の形態１と同一の処理を行い、種々の回転角γに対
する（α、β）の累積頻度を求め、所定の頻度数以上の
（α、β）の組を出力する。
実施の形態１と同一の処理を行い、種々の回転角γに対
する（α、β）の累積頻度を求め、所定の頻度数以上の
（α、β）の組を出力する。
【００５７】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３を示す構成図であり、図において、１８はアンテナ
プラットフォーム２の面の方向（Ｚ軸）を所定の方向に
向けた後、制御装置１２からの指示にもとづいて上記ア
ンテナプラットフォーム２の面の方向を上記所定方向か
らずらすように回転させる瞬時視野変動回転駆動装置で
あり、その他は図１と同じである。
態３を示す構成図であり、図において、１８はアンテナ
プラットフォーム２の面の方向（Ｚ軸）を所定の方向に
向けた後、制御装置１２からの指示にもとづいて上記ア
ンテナプラットフォーム２の面の方向を上記所定方向か
らずらすように回転させる瞬時視野変動回転駆動装置で
あり、その他は図１と同じである。
【００５８】次に動作について説明する。制御装置１２
からの指示にもとづき瞬時視野変動回転駆動装置１８に
よりアンテナプラットフォーム２を所定の方向に向け
る。
からの指示にもとづき瞬時視野変動回転駆動装置１８に
よりアンテナプラットフォーム２を所定の方向に向け
る。
【００５９】モードベクトル算出器１１では制御装置１
２により指示された所定の方向にアンテナプラットフォ
ーム２を向けたときにおける仮想電波源に対応するモー
ドベクトルを算出する。
２により指示された所定の方向にアンテナプラットフォ
ーム２を向けたときにおける仮想電波源に対応するモー
ドベクトルを算出する。
【００６０】アンテナ５から射影長極小値算出器１０ま
での処理はこの発明の実施の形態１と同一である。そし
て、制御装置１２はアンテナプラットフォーム２の面の
方向が初期設定された方向からずれるように瞬時視野変
動回転駆動装置１８により回転させる。
での処理はこの発明の実施の形態１と同一である。そし
て、制御装置１２はアンテナプラットフォーム２の面の
方向が初期設定された方向からずれるように瞬時視野変
動回転駆動装置１８により回転させる。
【００６１】再び、アンテナ５から射影長極小値算出器
１０までの処理を行う。このような動作を繰り返すこと
により得られた電波源の角度の累積頻度を累積角度検出
器１５より求め、所定の頻度数以上の角度を上記累積角
度検出器１５より出力する。
１０までの処理を行う。このような動作を繰り返すこと
により得られた電波源の角度の累積頻度を累積角度検出
器１５より求め、所定の頻度数以上の角度を上記累積角
度検出器１５より出力する。
【００６２】実施の形態４．図４はこの発明の実施の形
態４を示す構成図であり、図において、１６は共分散行
列算出器７から射影長極小値算出器１０までの処理を受
信機６の異なる受信機雑音のもとで繰り返し行い、射影
長極小値算出器１０の出力である仮想電波源の角度の相
関を求める時間相関器であり、その他は図３と同一であ
る。
態４を示す構成図であり、図において、１６は共分散行
列算出器７から射影長極小値算出器１０までの処理を受
信機６の異なる受信機雑音のもとで繰り返し行い、射影
長極小値算出器１０の出力である仮想電波源の角度の相
関を求める時間相関器であり、その他は図３と同一であ
る。
【００６３】次に動作について説明する。アンテナ５か
ら射影長極小値算出器１０までの処理はこの発明の実施
の形態３と同一である。
ら射影長極小値算出器１０までの処理はこの発明の実施
の形態３と同一である。
【００６４】さらに、時間相関器１６の動作はこの発明
の実施の形態２と同一である。
の実施の形態２と同一である。
【００６５】
【発明の効果】第１の発明によれば、制御手段からの指
示にもとづいて回転駆動手段によりアンテナの指向方向
を保持した状態でアンテナプラットフォームを回転さ
せ、かつそれぞれのアンテナからの出力信号と複数のア
ンテナの配列に基づいて、それぞれの回転角度指令に対
応する電波源の到来方向を検出し、この検出された電波
源の到来方向の分布から電波源の真の到来方向を検出す
ることにより、アンテナの配列により生じるグレーティ
ングローブの影響、即ち、波源が存在していないにもか
かわらず波源が存在しているかの如き現象を抑圧するこ
とができる。
示にもとづいて回転駆動手段によりアンテナの指向方向
を保持した状態でアンテナプラットフォームを回転さ
せ、かつそれぞれのアンテナからの出力信号と複数のア
ンテナの配列に基づいて、それぞれの回転角度指令に対
応する電波源の到来方向を検出し、この検出された電波
源の到来方向の分布から電波源の真の到来方向を検出す
ることにより、アンテナの配列により生じるグレーティ
ングローブの影響、即ち、波源が存在していないにもか
かわらず波源が存在しているかの如き現象を抑圧するこ
とができる。
【００６６】また、第２の発明によれば、制御手段から
の指示にもとづいて回転駆動手段によりアンテナの指向
方向を変動させながらアンテナプラットフォームを回転
させ、かつそれぞれのアンテナからの出力信号と複数の
アンテナの配列に基づいて、それぞれの回転角度指令に
対応する電波源の到来方向を検出し、この検出された電
波源の到来方向の分布から電波源の真の到来方向を検出
することにより、アンテナの配列により生じるグレーテ
ィングローブの影響を抑圧することができる。
の指示にもとづいて回転駆動手段によりアンテナの指向
方向を変動させながらアンテナプラットフォームを回転
させ、かつそれぞれのアンテナからの出力信号と複数の
アンテナの配列に基づいて、それぞれの回転角度指令に
対応する電波源の到来方向を検出し、この検出された電
波源の到来方向の分布から電波源の真の到来方向を検出
することにより、アンテナの配列により生じるグレーテ
ィングローブの影響を抑圧することができる。
【図１】 この発明による方向探知装置の実施の形態１
を示す図である。
を示す図である。
【図２】 この発明による方向探知装置の実施の形態２
を示す図である。
を示す図である。
【図３】 この発明による方向探知装置の実施の形態３
を示す図である。
を示す図である。
【図４】 この発明による方向探知装置の実施の形態４
を示す図である。
を示す図である。
【図５】 従来の方向探知装置の構成を示す図である。
【図６】 従来の方向探知装置の運用例を示す図であ
る。
る。
【図７】 この発明による方向探知装置のアンテナの配
列例と座標系を示す図である。
列例と座標系を示す図である。
【図８】 この発明による方向探知装置にもとづいて得
られる測角値の累積頻度分布を表す図である。
られる測角値の累積頻度分布を表す図である。
１ 人工衛星、２ アンテナプラットフォーム、３ 信
号処理装置Ｃ、４ 回転駆動装置、５ アンテナ、６
受信機、７ 共分散行列算出器、８ 固有値・固有ベク
トル算出器、９ 雑音部分空間射影長算出器、１０ 射
影長極小値算出器、１１ モードベクトル算出器、１２
制御装置、１３ 信号処理装置Ａ、１４ 瞬時視野不
変回転駆動装置、１５ 累積角度検出器、１６ 時間相
関器、１７ 信号処理装置Ｂ、１８ 瞬時視野変動回転
駆動装置。
号処理装置Ｃ、４ 回転駆動装置、５ アンテナ、６
受信機、７ 共分散行列算出器、８ 固有値・固有ベク
トル算出器、９ 雑音部分空間射影長算出器、１０ 射
影長極小値算出器、１１ モードベクトル算出器、１２
制御装置、１３ 信号処理装置Ａ、１４ 瞬時視野不
変回転駆動装置、１５ 累積角度検出器、１６ 時間相
関器、１７ 信号処理装置Ｂ、１８ 瞬時視野変動回転
駆動装置。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 3/00 - 3/74
Claims (2)
- 【請求項１】 電波源からの電波を受信する複数のアン
テナと、それぞれが同一の指向方向を向くように上記複
数のアンテナを固定したアンテナプラットフォームと、
上記複数のアンテナの指向方向を保持した状態で与えら
れた回転角度指令に応じて上記アンテナプラットフォー
ムを回転させる回転駆動手段と、異なる複数の上記回転
角度指令を発生し、その指令を上記回転駆動手段に与え
る制御手段と、上記それぞれのアンテナからの出力信号
と上記複数のアンテナの配列に基づいて、上記それぞれ
の回転角度指令に対応する電波源の到来方向を検出し、
この検出されたそれぞれの回転角度指令に対応する電波
源の到来方向の分布から電波源の真の到来方向を検出す
る検出器とを備えたことを特徴とする方向探知装置。 - 【請求項２】 電波源からの電波を受信する複数のアン
テナと、それぞれが同一の指向方向を向くように上記複
数のアンテナを固定したアンテナプラットフォームと、
与えられた回転角度指令に応じて上記アンテナの指向方
向を所定の方向からずらすように上記アンテナプラット
フォームを回転させる回転駆動手段と、異なる複数の上
記回転角度指令を発生し、その指令を上記回転駆動手段
に与える制御手段と、上記それぞれのアンテナからの出
力信号と上記複数のアンテナの配列に基づいて、上記そ
れぞれの回転角度指令に対応する電波源の到来方向を検
出し、この検出されたそれぞれの回転角度指令に対応す
る電波源の到来方向の分布から電波源の真の到来方向を
検出する検出器とを備えたことを特徴とする方向探知装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12121399A JP3189826B2 (ja) | 1996-12-11 | 1999-04-28 | 方向探知装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33102696 | 1996-12-11 | ||
| JP8-331026 | 1996-12-11 | ||
| JP12121399A JP3189826B2 (ja) | 1996-12-11 | 1999-04-28 | 方向探知装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9262992A Division JP2937174B2 (ja) | 1996-12-11 | 1997-09-29 | 方向探知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11352204A JPH11352204A (ja) | 1999-12-24 |
| JP3189826B2 true JP3189826B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=26458626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12121399A Expired - Fee Related JP3189826B2 (ja) | 1996-12-11 | 1999-04-28 | 方向探知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3189826B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104233948A (zh) * | 2014-07-24 | 2014-12-24 | 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司 | 多格室组合结构的桥塔或桥墩 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110094857A (ko) * | 2010-02-18 | 2011-08-24 | 삼성전자주식회사 | 도달각을 추정하는 방법 및 그 장치 |
-
1999
- 1999-04-28 JP JP12121399A patent/JP3189826B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104233948A (zh) * | 2014-07-24 | 2014-12-24 | 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司 | 多格室组合结构的桥塔或桥墩 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11352204A (ja) | 1999-12-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |