JP3428884B2 - 測角信号処理装置およびこの測角信号処理装置における測角信号処理方法 - Google Patents
測角信号処理装置およびこの測角信号処理装置における測角信号処理方法Info
- Publication number
- JP3428884B2 JP3428884B2 JP33337597A JP33337597A JP3428884B2 JP 3428884 B2 JP3428884 B2 JP 3428884B2 JP 33337597 A JP33337597 A JP 33337597A JP 33337597 A JP33337597 A JP 33337597A JP 3428884 B2 JP3428884 B2 JP 3428884B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- array
- angle
- matrix
- angle measurement
- virtual
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、等間隔リニアア
レーではない実アレーアンテナに複数の互いにコヒーレ
ントな電波や音波が入射する場合、より正確な入射角推
定結果を得ることができる測角信号処理装置およびこの
測角信号処理装置における測角処理信号方法に関するも
のである。
レーではない実アレーアンテナに複数の互いにコヒーレ
ントな電波や音波が入射する場合、より正確な入射角推
定結果を得ることができる測角信号処理装置およびこの
測角信号処理装置における測角処理信号方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】図１２は、例えばＦｒｉｅｄｌａｎｄｅ
ｒ，Ｗｅｉｓｓ，｀Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ Ｆｉｎｄｉｎ
ｇ Ｕｓｉｎｇ Ｓｐａｔｉａｌ Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ
ｗｉｔｈ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｅｄ Ａｒｒａｙ
ｓ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ＡＥＳ−２８，２，ｐｐ５
７４−５８７（１９９２）に開示されているアレーアン
テナを用いた測角信号処理装置を示した構成図であり、
図において、１はアレーアンテナを構成する素子アンテ
ナ、２は各素子アンテナ１からの受信信号をディジタル
信号ｘに変換するＡ／Ｄ変換器、３はＡ／Ｄ変換器２を
介して複数のディジタル受信信号ｘを入力する測角信号
処理装置である。
ｒ，Ｗｅｉｓｓ，｀Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ Ｆｉｎｄｉｎ
ｇ Ｕｓｉｎｇ Ｓｐａｔｉａｌ Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ
ｗｉｔｈ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｅｄ Ａｒｒａｙ
ｓ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ＡＥＳ−２８，２，ｐｐ５
７４−５８７（１９９２）に開示されているアレーアン
テナを用いた測角信号処理装置を示した構成図であり、
図において、１はアレーアンテナを構成する素子アンテ
ナ、２は各素子アンテナ１からの受信信号をディジタル
信号ｘに変換するＡ／Ｄ変換器、３はＡ／Ｄ変換器２を
介して複数のディジタル受信信号ｘを入力する測角信号
処理装置である。
【０００３】測角信号処理装置３の処理方法は、ＭＵＳ
ＩＣアルゴリズムであり、受信信号相関行列Ｒを固有分
解して得られる固有ベクトルを用いて、複数の電波の入
射角（混信分離測角）をそれぞれ独立に推定する手法で
ある。ここで相関行列Ｒは、Ｍを素子アンテナの個数と
すると、Ｍ×Ｍのエルミート行列で、その第（ｎ，ｍ）
要素が第ｎ受信信号ｘn と第ｍ受信信号ｘm との相関値
で与えられるものである。複数の入射電波が互いに完全
相関（コヒーレント）である場合には、そのままのＭＵ
ＳＩＣアルゴリズムでは原理上、混信分離測角はできな
い。そこでコヒーレント波が入射する場合には、空間ス
ムージングと呼ばれる前処理を実施することで、混信分
離測角を実現できる。
ＩＣアルゴリズムであり、受信信号相関行列Ｒを固有分
解して得られる固有ベクトルを用いて、複数の電波の入
射角（混信分離測角）をそれぞれ独立に推定する手法で
ある。ここで相関行列Ｒは、Ｍを素子アンテナの個数と
すると、Ｍ×Ｍのエルミート行列で、その第（ｎ，ｍ）
要素が第ｎ受信信号ｘn と第ｍ受信信号ｘm との相関値
で与えられるものである。複数の入射電波が互いに完全
相関（コヒーレント）である場合には、そのままのＭＵ
ＳＩＣアルゴリズムでは原理上、混信分離測角はできな
い。そこでコヒーレント波が入射する場合には、空間ス
ムージングと呼ばれる前処理を実施することで、混信分
離測角を実現できる。
【０００４】この空間スムージング処理は、アレーアン
テナを互いに相似な複数のサブアレーに分割し、それぞ
れのサブアレーで得られた受信信号相関行列ＲS を平均
処理することである。すなわち、以下に示す式（１）で
得られるＲをＭＵＳＩＣ処理する。
テナを互いに相似な複数のサブアレーに分割し、それぞ
れのサブアレーで得られた受信信号相関行列ＲS を平均
処理することである。すなわち、以下に示す式（１）で
得られるＲをＭＵＳＩＣ処理する。
【０００５】
Ｒ＝Σi ＲS i ・・・（１）
【０００６】ここでｉはサブアレーの番号を示す整数で
あり、ＲS iは第ｉ番目のサブアレーの受信信号相関行列
である。上記空間スムージング処理が有効であるために
は、サブアレーの素子アンテナ配列と指向性パターンが
互いに相似であることが必要である。このような条件を
満足し、素子アンテナ１の利用効率が最大になる全体の
アレーアンテナ配列は等間隔リニアアレーである。
あり、ＲS iは第ｉ番目のサブアレーの受信信号相関行列
である。上記空間スムージング処理が有効であるために
は、サブアレーの素子アンテナ配列と指向性パターンが
互いに相似であることが必要である。このような条件を
満足し、素子アンテナ１の利用効率が最大になる全体の
アレーアンテナ配列は等間隔リニアアレーである。
【０００７】ところが、実際のアレーアンテナの配列は
等間隔リニアアレーではない（アンテナ全体の寸法や全
方位均一に観測することなどが理由で円形アレーがよく
用いられる）ことがある。このような場合は、実アレー
アンテナの受信信号Ｘを仮想の等間隔リニアアレーアン
テナで受信した場合の信号ｘ￣（以下、この記号￣は仮
想アレーアンテナに関係する値を示す）に変換し、この
受信信号ｘ￣に対し空間スムージング型ＭＵＳＩＣ測角
処理を行う。すなわち、ｘをＭ×１の受信信号ベクト
ル、ＢをＭ×Ｍの変換行列として、
等間隔リニアアレーではない（アンテナ全体の寸法や全
方位均一に観測することなどが理由で円形アレーがよく
用いられる）ことがある。このような場合は、実アレー
アンテナの受信信号Ｘを仮想の等間隔リニアアレーアン
テナで受信した場合の信号ｘ￣（以下、この記号￣は仮
想アレーアンテナに関係する値を示す）に変換し、この
受信信号ｘ￣に対し空間スムージング型ＭＵＳＩＣ測角
処理を行う。すなわち、ｘをＭ×１の受信信号ベクト
ル、ＢをＭ×Ｍの変換行列として、
【０００８】
ｘ￣＝Ｂｘ ・・・（２）
【０００９】と考えて、次式のように求める相関行列Ｂ
ＲＢH を空間スムージング処理した行列Ｒ’をＭＵＳＩ
Ｃ測角処理する。
ＲＢH を空間スムージング処理した行列Ｒ’をＭＵＳＩ
Ｃ測角処理する。
【００１０】
Ｒ’＝Σi ［ＢＲＢH ］S i ・・・（３）
【００１１】ここで［ＢＲＢH ］S iはＢＲＢH の部分行
列で第ｉサブアレーの受信信号相関行列である。また、
相関行列ＢＲＢH は受信信号ｘ￣の相関行列に相当す
る。
列で第ｉサブアレーの受信信号相関行列である。また、
相関行列ＢＲＢH は受信信号ｘ￣の相関行列に相当す
る。
【００１２】次に、実アレーアンテナから仮想リニアア
レーアンテナヘの変換の概念を説明する。図１３は実ア
レーアンテナから仮想リニアアレーアンテナへの変換の
概念を示す概念図である。実アレーアンテナから仮想リ
ニアアレーアンテナヘの変換行列Ｂは、基本的には次式
で定義される。
レーアンテナヘの変換の概念を説明する。図１３は実ア
レーアンテナから仮想リニアアレーアンテナへの変換の
概念を示す概念図である。実アレーアンテナから仮想リ
ニアアレーアンテナヘの変換行列Ｂは、基本的には次式
で定義される。
【００１３】
ａ￣（θ）＝Ｂａ（θ） ・・・（４）
ａ￣（θ）：仮想アレーアンテナのステアリングベクト
ル θ ：入射角度
ル θ ：入射角度
【００１４】実アレーアンテナのステアリングベクトル
ａ（θ）はＭ×１のベクトルで、その第ｍ要素は第ｍ素
子アンテナの入射角度θから到来する電波のある基準値
に対する振幅／位相変化である。Ｂは理想的には電波が
入射しうる角度範囲全てに対し式（４）を満足する変換
行列であるが、実際には次のように求める。
ａ（θ）はＭ×１のベクトルで、その第ｍ要素は第ｍ素
子アンテナの入射角度θから到来する電波のある基準値
に対する振幅／位相変化である。Ｂは理想的には電波が
入射しうる角度範囲全てに対し式（４）を満足する変換
行列であるが、実際には次のように求める。
【００１５】電波が入射しうる角度範囲中の互いに異な
ったＰ個の角度θ(1) ，θ(2) ，・・・、θ(P) （以降
これを角度セクタと呼ぶ）に対応する実アレーのステア
リングベクトルａで定義される行列Ａ、仮想等間隔リニ
アアレーのステアリングベクトルａ￣で定義される行列
をＡ￣を考える。Ａ，Ａ￣はそれぞれ次式で定義される
（Ｍ×Ｐ）行列である。
ったＰ個の角度θ(1) ，θ(2) ，・・・、θ(P) （以降
これを角度セクタと呼ぶ）に対応する実アレーのステア
リングベクトルａで定義される行列Ａ、仮想等間隔リニ
アアレーのステアリングベクトルａ￣で定義される行列
をＡ￣を考える。Ａ，Ａ￣はそれぞれ次式で定義される
（Ｍ×Ｐ）行列である。
【００１６】
Ａ ≡［ａ（θ(1) ）・・・ａ（θ(P) ）］ ・・・（５）
Ａ￣≡［ａ￣（θ(1) ）・・・ａ￣（θ(P) ）］ ・・・（６）
≡：定義することを意味する
【００１７】なお、式（５）、式（６）における角度セ
クタθ(1) 、θ(2) 、・・・、θ(P ) は電波が入射しう
る角度範囲全体を網羅するように与えられる。すなわ
ち、電波が入射しうる角度範囲が０度〜３６０度なら
ば、例えばθ(1) ＝１度、θ(2)＝２度、・・・θ(P)
＝３６０度と与える。
クタθ(1) 、θ(2) 、・・・、θ(P ) は電波が入射しう
る角度範囲全体を網羅するように与えられる。すなわ
ち、電波が入射しうる角度範囲が０度〜３６０度なら
ば、例えばθ(1) ＝１度、θ(2)＝２度、・・・θ(P)
＝３６０度と与える。
【００１８】このとき、アレー変換行列Ｂは理想的には
次式を満足すべきものであるが、このような解は一般に
存在しない。
次式を満足すべきものであるが、このような解は一般に
存在しない。
【００１９】
Ａ￣＝ＢＡ ・・・（７）
【００２０】そこで、式（７）を次式の最小二乗問題と
捉えてアレー変換行列Ｂを決定する。
捉えてアレー変換行列Ｂを決定する。
【００２１】
評価関数Ψ＝‖ＢＡ−Ａ￣‖F 2 ・・・（８）
評価関数Ψ＝Σｐ＝1 P‖ａ￣（θ（ｐ））−Ｂａ（θ（ｐ））‖2
・・・（９）
【００２２】アレー変換行列Ｂは式（８）右辺の行列ノ
ルムを最小にする行列として決定される。なお、式
（８）の評価関数Ψは式（９）の評価関数Ψと等価であ
る。
ルムを最小にする行列として決定される。なお、式
（８）の評価関数Ψは式（９）の評価関数Ψと等価であ
る。
【００２３】次に動作について説明する。図１４は従来
の測角信号処理装置の測角信号処理方法を示すフローチ
ャートである。まず、測角信号処理装置３は仮想等間隔
リニアアレーのステアリングベクトルａ￣（仮想アレー
アンテナ配列）を設定し（ステップＳＴ１）、式
（５）、式（６）、式（７）によりアレー変換行列Ｂを
算出する（ステップＳＴ２）。次に、測角信号処理装置
３は各実アレーの素子アンテナ１を介して受信信号
ｘ1 ，ｘ2，・・・ｘM を受信し、それらの相関行列Ｒ
を算出する（ステップＳＴ３）。次に、ステップＳＴ２
で得たアレー変換行列ＢとステップＳＴ３で得た相関行
列Ｒを用いて相関行列ＢＲＢH を算出し、この相関行列
ＢＲＢH を式（３）により空間スムージング処理し相関
行列Ｒ’を求める（ステップＳＴ４）。そして、測角信
号処理装置３は空間スムージング処理された相関行列
Ｒ’を式（１）によりＭＵＳＩＣ測角処理し（ステップ
ＳＴ５）、このステップＳＴ５で推定された波の入射角
を表示する（ステップＳＴ６）。
の測角信号処理装置の測角信号処理方法を示すフローチ
ャートである。まず、測角信号処理装置３は仮想等間隔
リニアアレーのステアリングベクトルａ￣（仮想アレー
アンテナ配列）を設定し（ステップＳＴ１）、式
（５）、式（６）、式（７）によりアレー変換行列Ｂを
算出する（ステップＳＴ２）。次に、測角信号処理装置
３は各実アレーの素子アンテナ１を介して受信信号
ｘ1 ，ｘ2，・・・ｘM を受信し、それらの相関行列Ｒ
を算出する（ステップＳＴ３）。次に、ステップＳＴ２
で得たアレー変換行列ＢとステップＳＴ３で得た相関行
列Ｒを用いて相関行列ＢＲＢH を算出し、この相関行列
ＢＲＢH を式（３）により空間スムージング処理し相関
行列Ｒ’を求める（ステップＳＴ４）。そして、測角信
号処理装置３は空間スムージング処理された相関行列
Ｒ’を式（１）によりＭＵＳＩＣ測角処理し（ステップ
ＳＴ５）、このステップＳＴ５で推定された波の入射角
を表示する（ステップＳＴ６）。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】従来の測角信号処理装
置およびこの測角信号処理装置における測角信号処理方
法は以上のように構成されているので、実アレーから仮
想リニアアレーへの受信信号の完全な変換は難しく、電
波が入射しうる角度範囲全体に渡って式（７）を満足す
るアレー変換行列Ｂは得られなかった。
置およびこの測角信号処理装置における測角信号処理方
法は以上のように構成されているので、実アレーから仮
想リニアアレーへの受信信号の完全な変換は難しく、電
波が入射しうる角度範囲全体に渡って式（７）を満足す
るアレー変換行列Ｂは得られなかった。
【００２５】したがって、式（２）で求める仮想アレー
アンテナにおける受信信号ｘ￣（＝Ｂｘ）は、等間隔リ
ニアアレーの受信信号から誤差を生ずる。言い換えれ
ば、行列ＢＲＢH は等間隔リニアアレーの相関行列から
誤差を生ずる。その結果、空間スムージング処理におい
て誤差を招き、最終的には入射角推定結果に誤差が生じ
てしまうなどの課題があった。
アンテナにおける受信信号ｘ￣（＝Ｂｘ）は、等間隔リ
ニアアレーの受信信号から誤差を生ずる。言い換えれ
ば、行列ＢＲＢH は等間隔リニアアレーの相関行列から
誤差を生ずる。その結果、空間スムージング処理におい
て誤差を招き、最終的には入射角推定結果に誤差が生じ
てしまうなどの課題があった。
【００２６】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、等間隔リニアアレーではない実ア
レーアンテナに複数のコヒーレント波が入射する場合、
より正確な入射角推定結果が得られる測角信号処理装置
およびこの測角信号処理装置における測角信号処理方法
を得ることを目的とする。
めになされたもので、等間隔リニアアレーではない実ア
レーアンテナに複数のコヒーレント波が入射する場合、
より正確な入射角推定結果が得られる測角信号処理装置
およびこの測角信号処理装置における測角信号処理方法
を得ることを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る測角信号
処理装置は、仮想等間隔リニアアレーのステアリングベ
クトルを仮想アレー配列設定手段により設定し、この仮
想等間隔リニアアレーのステアリングベクトルで定義さ
れるアレー変換行列をアレー変換行列算出手段により算
出し、各実アレーの受波素子からの受信信号を観測し相
関行列算出手段により第１の相関行列を算出し、アレー
変換行列算出手段からのアレー変換行列と相関行列算出
手段からの第１の相関行列とを入力し、該アレー変換行
列と第１の相関行列とを用いて第２の相関行列を算出
し、この第２の相関行列を空間スムージング処理し第３
の相関行列を第１の空間スムージング行列算出手段によ
り算出し、この第１の空間スムージング行列算出手段か
らの空間スムージング処理された第３の相関行列をＭＵ
ＳＩＣ測角処理し、波の入射方向推定値の近傍の角度範
囲としての粗測角結果のみを第１のＭＵＳＩＣ測角処理
手段により推定し、この第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段
で推定された粗測角結果を改めて角度セクタと設定し直
し、この角度セクタにおける仮想等間隔リニアアレーの
ステアリングベクトルで定義されるアレー変換行列を変
換行列再算出手段により算出し、この変換行列再算出手
段で得たアレー変換行列と相関行列算出手段で得た第１
の相関行列を用いて第４の相関行列を算出し、この第４
の相関行列を空間スムージング処理し第５の相関行列を
第２の空間スムージング行列算出手段により算出し、こ
の第２の空間スムージング行列算出手段で得た第５の相
関行列をＭＵＳＩＣ測角処理し波の入射角を第２のＭＵ
ＳＩＣ測角処理手段により推定し、推定された波の入射
角を測角結果出力手段により表示するようにしたもので
ある。
処理装置は、仮想等間隔リニアアレーのステアリングベ
クトルを仮想アレー配列設定手段により設定し、この仮
想等間隔リニアアレーのステアリングベクトルで定義さ
れるアレー変換行列をアレー変換行列算出手段により算
出し、各実アレーの受波素子からの受信信号を観測し相
関行列算出手段により第１の相関行列を算出し、アレー
変換行列算出手段からのアレー変換行列と相関行列算出
手段からの第１の相関行列とを入力し、該アレー変換行
列と第１の相関行列とを用いて第２の相関行列を算出
し、この第２の相関行列を空間スムージング処理し第３
の相関行列を第１の空間スムージング行列算出手段によ
り算出し、この第１の空間スムージング行列算出手段か
らの空間スムージング処理された第３の相関行列をＭＵ
ＳＩＣ測角処理し、波の入射方向推定値の近傍の角度範
囲としての粗測角結果のみを第１のＭＵＳＩＣ測角処理
手段により推定し、この第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段
で推定された粗測角結果を改めて角度セクタと設定し直
し、この角度セクタにおける仮想等間隔リニアアレーの
ステアリングベクトルで定義されるアレー変換行列を変
換行列再算出手段により算出し、この変換行列再算出手
段で得たアレー変換行列と相関行列算出手段で得た第１
の相関行列を用いて第４の相関行列を算出し、この第４
の相関行列を空間スムージング処理し第５の相関行列を
第２の空間スムージング行列算出手段により算出し、こ
の第２の空間スムージング行列算出手段で得た第５の相
関行列をＭＵＳＩＣ測角処理し波の入射角を第２のＭＵ
ＳＩＣ測角処理手段により推定し、推定された波の入射
角を測角結果出力手段により表示するようにしたもので
ある。
【００２８】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、実アレーに概略の入射角度から入
射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応答を
示す実アレーベクトルから変換行列と仮想アレーに概略
の角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と
位相の応答を示す仮想アレーベクトルとの積算ベクトル
値を減算し、この減算したベクトル値の２乗ノルム式と
入射波の番号についての総計演算値との積算値である評
価関数を算出し、この評価関数が最小になるように変換
行列を決定するようにしたものである。
測角信号処理方法は、実アレーに概略の入射角度から入
射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応答を
示す実アレーベクトルから変換行列と仮想アレーに概略
の角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と
位相の応答を示す仮想アレーベクトルとの積算ベクトル
値を減算し、この減算したベクトル値の２乗ノルム式と
入射波の番号についての総計演算値との積算値である評
価関数を算出し、この評価関数が最小になるように変換
行列を決定するようにしたものである。
【００２９】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、実アレーに概略の入射角度から入
射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応答を
示す実アレーベクトルから変換行列と仮想アレーに概略
の角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と
位相の応答を示す仮想アレーベクトルとの積算ベクトル
値を減算し、この減算したベクトル値の２乗ノルム式の
所定の角度範囲の値の平均値と入射波の番号についての
総計演算値との積算値である評価関数を算出し、この評
価関数が最小になるように変換行列を決定するようにし
たものである。
測角信号処理方法は、実アレーに概略の入射角度から入
射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応答を
示す実アレーベクトルから変換行列と仮想アレーに概略
の角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と
位相の応答を示す仮想アレーベクトルとの積算ベクトル
値を減算し、この減算したベクトル値の２乗ノルム式の
所定の角度範囲の値の平均値と入射波の番号についての
総計演算値との積算値である評価関数を算出し、この評
価関数が最小になるように変換行列を決定するようにし
たものである。
【００３０】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、実アレーに概略の入射角度から入
射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応答を
示す実アレーベクトルの相互相関値を要素とする相関行
列を求め、この相関行列の複数個の部分行列を平均する
ことにより平均化相関行列を求め、この平均化相関行列
について、ＭＵＳＩＣアルゴリズムにより波の入射方向
を推定する処理を行い、このＭＵＳＩＣアルゴリズムで
求める相関行列の固有ベクトルと上記実アレーベクトル
との内積の逆数で与えられる方位スペクトルが所定の値
を超える角度範囲における値の平均値を最小にするよう
に変換行列を決定するようにしたものである。
測角信号処理方法は、実アレーに概略の入射角度から入
射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応答を
示す実アレーベクトルの相互相関値を要素とする相関行
列を求め、この相関行列の複数個の部分行列を平均する
ことにより平均化相関行列を求め、この平均化相関行列
について、ＭＵＳＩＣアルゴリズムにより波の入射方向
を推定する処理を行い、このＭＵＳＩＣアルゴリズムで
求める相関行列の固有ベクトルと上記実アレーベクトル
との内積の逆数で与えられる方位スペクトルが所定の値
を超える角度範囲における値の平均値を最小にするよう
に変換行列を決定するようにしたものである。
【００３１】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、仮想アレーの受信チャネルの仮想
的な受信信号の相互相関値を要素とする相関行列を求
め、この相関行列の複数個の部分行列を平均することに
より平均化相関行列を求め、この平均化相関行列につい
てＭＵＳＩＣアルゴリズムにより波の概略の入射角度を
推定する処理を行い、この処理値を概略の入射角度とす
るようにしたものである。
測角信号処理方法は、仮想アレーの受信チャネルの仮想
的な受信信号の相互相関値を要素とする相関行列を求
め、この相関行列の複数個の部分行列を平均することに
より平均化相関行列を求め、この平均化相関行列につい
てＭＵＳＩＣアルゴリズムにより波の概略の入射角度を
推定する処理を行い、この処理値を概略の入射角度とす
るようにしたものである。
【００３２】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、仮想アレーの受信チャネルの仮想
的な受信信号の相互相関値を要素とする相関行列を求
め、この相関行列の複数個の部分行列を平均することに
より平均化相関行列を求め、この平均化相関行列につい
てＭＵＳＩＣアルゴリズムもしくはＥＳＰＲＩＴアルゴ
リズムにより波の入射角度を推定するようにしたもので
ある。
測角信号処理方法は、仮想アレーの受信チャネルの仮想
的な受信信号の相互相関値を要素とする相関行列を求
め、この相関行列の複数個の部分行列を平均することに
より平均化相関行列を求め、この平均化相関行列につい
てＭＵＳＩＣアルゴリズムもしくはＥＳＰＲＩＴアルゴ
リズムにより波の入射角度を推定するようにしたもので
ある。
【００３３】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、実アレーの受信チャネルの受信信
号を用いて互いに異なる所定の方向を指向したビームを
複数本形成する処理を行い、ビームの出力信号の電力が
最も高い数本のビームを選択する処理を行い、ビームを
選択する処理で抽出されたビームの指向方向を概略の入
射角度とするものである。
測角信号処理方法は、実アレーの受信チャネルの受信信
号を用いて互いに異なる所定の方向を指向したビームを
複数本形成する処理を行い、ビームの出力信号の電力が
最も高い数本のビームを選択する処理を行い、ビームを
選択する処理で抽出されたビームの指向方向を概略の入
射角度とするものである。
【００３４】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、互いに等間隔で線形に配列した複
数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの配列を波の概
略の入射角に合わせて定めるようにしたものである。
測角信号処理方法は、互いに等間隔で線形に配列した複
数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの配列を波の概
略の入射角に合わせて定めるようにしたものである。
【００３５】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、互いに等間隔で線形に配列した複
数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの配列が波の概
略の入射角に垂直になるように定めるようにしたもので
ある。
測角信号処理方法は、互いに等間隔で線形に配列した複
数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの配列が波の概
略の入射角に垂直になるように定めるようにしたもので
ある。
【００３６】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、実アレーに概略の入射角度から入
射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応答を
示す実アレーベクトルから変換行列と仮想アレーに概略
の角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と
位相の応答を示す仮想アレーベクトルとの積算ベクトル
値を減算し、この減算したベクトル値の２乗ノルム式と
入射波の番号についての総計演算値との積算値である評
価関数を算出し、この評価関数が最小になるように変換
行列を決定し、この変換行列を実アレーの受信チャネル
の受信信号に作用させて受信チャネルの仮想的な受信信
号を求める処理を行い、この受信チャネルの仮想的な受
信信号を用いて受波素子に入射する波の入射角度を推定
する測角処理を行い、この推定入射角と概略の入射角度
との差が所定の値に比べ小さければ推定入射角を測角結
果と出力し、一方、大きければ推定入射角を概略の入射
角度に置き換えて変換行列を決定する処理に戻るように
したものである。
測角信号処理方法は、実アレーに概略の入射角度から入
射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応答を
示す実アレーベクトルから変換行列と仮想アレーに概略
の角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と
位相の応答を示す仮想アレーベクトルとの積算ベクトル
値を減算し、この減算したベクトル値の２乗ノルム式と
入射波の番号についての総計演算値との積算値である評
価関数を算出し、この評価関数が最小になるように変換
行列を決定し、この変換行列を実アレーの受信チャネル
の受信信号に作用させて受信チャネルの仮想的な受信信
号を求める処理を行い、この受信チャネルの仮想的な受
信信号を用いて受波素子に入射する波の入射角度を推定
する測角処理を行い、この推定入射角と概略の入射角度
との差が所定の値に比べ小さければ推定入射角を測角結
果と出力し、一方、大きければ推定入射角を概略の入射
角度に置き換えて変換行列を決定する処理に戻るように
したものである。
【００３７】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、実アレーに概略の入射角度から入
射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応答を
示す実アレーベクトルから変換行列と仮想アレーに概略
の角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と
位相の応答を示す仮想アレーベクトルとの積算ベクトル
値を減算し、この減算したベクトル値の２乗ノルム式の
所定の角度範囲の値の平均値と入射波の番号についての
総計演算値との積算値である評価関数を算出し、この評
価関数が最小になるように変換行列を決定し、この変換
行列を実アレーの受信チャネルの受信信号に作用させて
受信チャネルの仮想的な受信信号を求める処理を行い、
この受信チャネルの仮想的な受信信号を用いて受波素子
に入射する波の入射角度を推定する測角処理を行い、こ
の推定入射角と概略の入射角度との差が所定の値に比べ
小さければ推定入射角を測角結果と出力し、一方大きけ
れば、推定入射角を概略の入射角度に置き換えて変換行
列を決定する処理に戻るようにしたものである。
測角信号処理方法は、実アレーに概略の入射角度から入
射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応答を
示す実アレーベクトルから変換行列と仮想アレーに概略
の角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と
位相の応答を示す仮想アレーベクトルとの積算ベクトル
値を減算し、この減算したベクトル値の２乗ノルム式の
所定の角度範囲の値の平均値と入射波の番号についての
総計演算値との積算値である評価関数を算出し、この評
価関数が最小になるように変換行列を決定し、この変換
行列を実アレーの受信チャネルの受信信号に作用させて
受信チャネルの仮想的な受信信号を求める処理を行い、
この受信チャネルの仮想的な受信信号を用いて受波素子
に入射する波の入射角度を推定する測角処理を行い、こ
の推定入射角と概略の入射角度との差が所定の値に比べ
小さければ推定入射角を測角結果と出力し、一方大きけ
れば、推定入射角を概略の入射角度に置き換えて変換行
列を決定する処理に戻るようにしたものである。
【００３８】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、仮想アレーの受信チャネルの仮想
的な受信信号の相互相関値を要素とする相関行列を求
め、この相関行列の複数個の部分行列を平均することに
より平均化相関行列を求め、この平均化相関行列につい
てＭＵＳＩＣアルゴリズムにより波の概略の入射角度を
推定する処理を行い、波の入射角度を概略の入射角度と
するようにしたものである。
測角信号処理方法は、仮想アレーの受信チャネルの仮想
的な受信信号の相互相関値を要素とする相関行列を求
め、この相関行列の複数個の部分行列を平均することに
より平均化相関行列を求め、この平均化相関行列につい
てＭＵＳＩＣアルゴリズムにより波の概略の入射角度を
推定する処理を行い、波の入射角度を概略の入射角度と
するようにしたものである。
【００３９】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、仮想アレーの受信チャネルの仮想
的な受信信号の相互相関値を要素とする相関行列を求
め、この相関行列の複数個の部分行列を平均することに
より平均化相関行列を求め、この平均化相関行列につい
てＭＵＳＩＣアルゴリズムもしくはＥＳＰＲＩＴアルゴ
リズムにより波の入射角度を推定するようにしたもので
ある。
測角信号処理方法は、仮想アレーの受信チャネルの仮想
的な受信信号の相互相関値を要素とする相関行列を求
め、この相関行列の複数個の部分行列を平均することに
より平均化相関行列を求め、この平均化相関行列につい
てＭＵＳＩＣアルゴリズムもしくはＥＳＰＲＩＴアルゴ
リズムにより波の入射角度を推定するようにしたもので
ある。
【００４０】この発明に係る測角信号処理装置は、各実
アレーの受波素子を介して受信信号を受信し、マルチビ
ームを形成してそれぞれのビームの出力信号をビーム出
力信号算出手段により算出し、この各ビームの出力信号
の電力を出力信号電力算出手段により算出し、この各ビ
ームの出力信号の電力を比較して、最も高い電力となる
数個のビームを選択することにより、概略の波の入射角
度を決定して粗測角結果として概略入射角度決定手段か
ら出力し、この粗測角結果を改めて角度セクタと設定し
直し、再度、仮想等間隔リニアアレーのステアリングベ
クトルで定義されるアレー変換行列を変換行列再算出手
段により算出し、アレー変換行列から得た第１の相関行
列を用いて第４の相関行列を算出し、この第４の相関行
列を空間スムージング処理し第５の相関行列を第２の空
間スムージング行列算出手段により算出し、この第５の
相関行列をＭＵＳＩＣ測角処理し波の入射角を推定し第
２のＭＵＳＩＣ測角処理手段により、この推定された波
の入射角を測角結果出力手段により表示するようにした
ものである。
アレーの受波素子を介して受信信号を受信し、マルチビ
ームを形成してそれぞれのビームの出力信号をビーム出
力信号算出手段により算出し、この各ビームの出力信号
の電力を出力信号電力算出手段により算出し、この各ビ
ームの出力信号の電力を比較して、最も高い電力となる
数個のビームを選択することにより、概略の波の入射角
度を決定して粗測角結果として概略入射角度決定手段か
ら出力し、この粗測角結果を改めて角度セクタと設定し
直し、再度、仮想等間隔リニアアレーのステアリングベ
クトルで定義されるアレー変換行列を変換行列再算出手
段により算出し、アレー変換行列から得た第１の相関行
列を用いて第４の相関行列を算出し、この第４の相関行
列を空間スムージング処理し第５の相関行列を第２の空
間スムージング行列算出手段により算出し、この第５の
相関行列をＭＵＳＩＣ測角処理し波の入射角を推定し第
２のＭＵＳＩＣ測角処理手段により、この推定された波
の入射角を測角結果出力手段により表示するようにした
ものである。
【００４１】この発明に係る測角信号処理装置は、仮想
等間隔リニアアレーのステアリングベクトルを仮想アレ
ー配列設定手段により設定し、この仮想等間隔リニアア
レーのステアリングベクトルで定義されるアレー変換行
列をアレー変換行列算出手段により算出し、各実アレー
の受波素子からの受信信号を観測し、それらの第１の相
関行列を相関行列算出手段により算出し、アレー変換行
列と第１の相関行列とを入力し、これらアレー変換行列
と第１の相関行列とを用いて第２の相関行列を算出し、
この第２の相関行列を空間スムージング処理し第３の相
関行列を第１の空間スムージング行列算出手段により算
出し、この第３の相関行列をＭＵＳＩＣ測角処理し、入
射方向推定値の近傍の角度範囲とし、この粗測角結果の
みを第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段により推定し、この
推定された粗測角結果を参照し、仮想リニアアレーの素
子配列を仮想リニアアレー再設定手段により再設定し、
この粗測角結果を改めて角度セクタと設定し直し、この
角度セクタにおける仮想等間隔リニアアレーのステアリ
ングベクトルで定義されるアレー変換行列を変換行列再
算出手段により算出し、アレー変換行列と仮想リニアア
レーの素子配列を用いて第４の相関行列を算出し、この
第４の相関行列を空間スムージング処理し第５の相関行
列を第２の空間スムージング行列算出手段により算出
し、この第５の相関行列をＭＵＳＩＣ測角処理し波の入
射角を第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段により推定し、こ
の推定された波の入射角を測角結果出力手段により表示
するようにしたものである。
等間隔リニアアレーのステアリングベクトルを仮想アレ
ー配列設定手段により設定し、この仮想等間隔リニアア
レーのステアリングベクトルで定義されるアレー変換行
列をアレー変換行列算出手段により算出し、各実アレー
の受波素子からの受信信号を観測し、それらの第１の相
関行列を相関行列算出手段により算出し、アレー変換行
列と第１の相関行列とを入力し、これらアレー変換行列
と第１の相関行列とを用いて第２の相関行列を算出し、
この第２の相関行列を空間スムージング処理し第３の相
関行列を第１の空間スムージング行列算出手段により算
出し、この第３の相関行列をＭＵＳＩＣ測角処理し、入
射方向推定値の近傍の角度範囲とし、この粗測角結果の
みを第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段により推定し、この
推定された粗測角結果を参照し、仮想リニアアレーの素
子配列を仮想リニアアレー再設定手段により再設定し、
この粗測角結果を改めて角度セクタと設定し直し、この
角度セクタにおける仮想等間隔リニアアレーのステアリ
ングベクトルで定義されるアレー変換行列を変換行列再
算出手段により算出し、アレー変換行列と仮想リニアア
レーの素子配列を用いて第４の相関行列を算出し、この
第４の相関行列を空間スムージング処理し第５の相関行
列を第２の空間スムージング行列算出手段により算出
し、この第５の相関行列をＭＵＳＩＣ測角処理し波の入
射角を第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段により推定し、こ
の推定された波の入射角を測角結果出力手段により表示
するようにしたものである。
【００４２】この発明に係る測角信号処理装置は、仮想
等間隔リニアアレーのステアリングベクトルを仮想アレ
ー配列設定手段により設定し、この定義されるアレー変
換行列をアレー変換行列算出手段により算出し、各実ア
レーの受波素子からの受信信号を観測し相関行列算出手
段により第１の相関行列を算出し、アレー変換行列と第
１の相関行列とを入力し、これらアレー変換行列と第１
の相関行列とを用いて第２の相関行列を算出し、この第
２の相関行列を空間スムージング処理し第３の相関行列
を第１の空間スムージング行列算出手段により算出し、
この第３の相関行列をＭＵＳＩＣ測角処理し、入射方向
推定値の近傍の角度範囲としての粗測角結果のみを第１
のＭＵＳＩＣ測角処理手段により推定し、この推定した
測角結果を測角結果記憶手段に記憶し、この粗測角結果
を改めて角度セクタと設定し直し、この角度セクタにお
ける仮想等間隔リニアアレーのステアリングベクトルで
定義されるアレー変換行列を変換行列再算出手段により
算出し、このアレー変換行列と第１の相関行列を用いて
第４の相関行列を算出し、この第４の相関行列を空間ス
ムージング処理し第５の相関行列を第２の空間スムージ
ング行列算出手段により算出し、この第５の相関行列を
ＭＵＳＩＣ測角処理し波の入射角を第２のＭＵＳＩＣ測
角処理手段により推定し、この推定された測角結果と記
憶された測角結果とを比較し、その差が所定の閾値より
小さいか否かを判断し、小さい場合には第２のＭＵＳＩ
Ｃ測角処理手段で推定された測角結果を測角結果更新幅
判定手段により出力し、この推定された波の入射角を測
角結果出力手段により表示するようにしたものである。
等間隔リニアアレーのステアリングベクトルを仮想アレ
ー配列設定手段により設定し、この定義されるアレー変
換行列をアレー変換行列算出手段により算出し、各実ア
レーの受波素子からの受信信号を観測し相関行列算出手
段により第１の相関行列を算出し、アレー変換行列と第
１の相関行列とを入力し、これらアレー変換行列と第１
の相関行列とを用いて第２の相関行列を算出し、この第
２の相関行列を空間スムージング処理し第３の相関行列
を第１の空間スムージング行列算出手段により算出し、
この第３の相関行列をＭＵＳＩＣ測角処理し、入射方向
推定値の近傍の角度範囲としての粗測角結果のみを第１
のＭＵＳＩＣ測角処理手段により推定し、この推定した
測角結果を測角結果記憶手段に記憶し、この粗測角結果
を改めて角度セクタと設定し直し、この角度セクタにお
ける仮想等間隔リニアアレーのステアリングベクトルで
定義されるアレー変換行列を変換行列再算出手段により
算出し、このアレー変換行列と第１の相関行列を用いて
第４の相関行列を算出し、この第４の相関行列を空間ス
ムージング処理し第５の相関行列を第２の空間スムージ
ング行列算出手段により算出し、この第５の相関行列を
ＭＵＳＩＣ測角処理し波の入射角を第２のＭＵＳＩＣ測
角処理手段により推定し、この推定された測角結果と記
憶された測角結果とを比較し、その差が所定の閾値より
小さいか否かを判断し、小さい場合には第２のＭＵＳＩ
Ｃ測角処理手段で推定された測角結果を測角結果更新幅
判定手段により出力し、この推定された波の入射角を測
角結果出力手段により表示するようにしたものである。
【００４３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による測
角信号処理装置を示す構成図であり、図において、１は
アレーアンテナを構成する素子アンテナ（受波素子）、
２は各素子アンテナの受信信号をディジタル信号ｘに変
換するＡ／Ｄ変換器、１１は仮想等間隔リニアアレーの
ステアリングベクトルａ￣（仮想アレーアンテナ配列）
を設定する仮想アレー配列設定手段、１２は式（５）、
式（６）、式（７）によりアレー変換行列Ｂを算出する
アレー変換行列算出手段、１３は各実アレーの素子アン
テナ１からの受信信号ｘ1 ，ｘ2 ，・・・ｘM を観測
し、それらの相関行列Ｒを算出する相関行列算出手段で
ある。
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による測
角信号処理装置を示す構成図であり、図において、１は
アレーアンテナを構成する素子アンテナ（受波素子）、
２は各素子アンテナの受信信号をディジタル信号ｘに変
換するＡ／Ｄ変換器、１１は仮想等間隔リニアアレーの
ステアリングベクトルａ￣（仮想アレーアンテナ配列）
を設定する仮想アレー配列設定手段、１２は式（５）、
式（６）、式（７）によりアレー変換行列Ｂを算出する
アレー変換行列算出手段、１３は各実アレーの素子アン
テナ１からの受信信号ｘ1 ，ｘ2 ，・・・ｘM を観測
し、それらの相関行列Ｒを算出する相関行列算出手段で
ある。
【００４４】１４はアレー変換行列算出手段１２からの
アレー変換行列Ｂと相関行列算出手段１３からの相関行
列Ｒとを入力し、これらアレー変換行列Ｂと相関行列Ｒ
とを用いて相関行列ＢＲＢH を算出し、この相関行列Ｂ
ＲＢH を式（３）により空間スムージング処理し相関行
列Ｒ’を算出する第１の空間スムージング行列算出手
段、１５は第１の空間スムージング行列算出手段１４か
らの空間スムージング処理された相関行列Ｒ’を式
（１）によりＭＵＳＩＣ測角処理し、電波入射角度推定
値の近傍の角度範囲（以後、粗測角結果と略す）を推定
する第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段である。１６は第１
のＭＵＳＩＣ測角処理手段１５で推定された粗測角結果
を改めて角度セクタと設定し直し、式（５）、式
（６）、式（７）により再度、アレー変換行列Ｂを算出
する変換行列再算出手段である。
アレー変換行列Ｂと相関行列算出手段１３からの相関行
列Ｒとを入力し、これらアレー変換行列Ｂと相関行列Ｒ
とを用いて相関行列ＢＲＢH を算出し、この相関行列Ｂ
ＲＢH を式（３）により空間スムージング処理し相関行
列Ｒ’を算出する第１の空間スムージング行列算出手
段、１５は第１の空間スムージング行列算出手段１４か
らの空間スムージング処理された相関行列Ｒ’を式
（１）によりＭＵＳＩＣ測角処理し、電波入射角度推定
値の近傍の角度範囲（以後、粗測角結果と略す）を推定
する第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段である。１６は第１
のＭＵＳＩＣ測角処理手段１５で推定された粗測角結果
を改めて角度セクタと設定し直し、式（５）、式
（６）、式（７）により再度、アレー変換行列Ｂを算出
する変換行列再算出手段である。
【００４５】１７は変換行列再算出手段１６で得たアレ
ー変換行列Ｂと相関行列算出手段１３で得た相関行列Ｒ
を用いて相関行列ＢC ＲＢC Hを算出し、この相関行列Ｂ
C ＲＢC Hを空間スムージング処理し相関行列ＲC を算出
する第２の空間スムージング行列算出手段である。１８
は第２の空間スムージング行列算出手段１７で得た相関
行列ＲC をＭＵＳＩＣ測角処理し波の入射角を推定する
第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段、１９は第２のＭＵＳＩ
Ｃ測角処理手段１８で推定された波の入射角を表示する
測角結果出力手段である。
ー変換行列Ｂと相関行列算出手段１３で得た相関行列Ｒ
を用いて相関行列ＢC ＲＢC Hを算出し、この相関行列Ｂ
C ＲＢC Hを空間スムージング処理し相関行列ＲC を算出
する第２の空間スムージング行列算出手段である。１８
は第２の空間スムージング行列算出手段１７で得た相関
行列ＲC をＭＵＳＩＣ測角処理し波の入射角を推定する
第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段、１９は第２のＭＵＳＩ
Ｃ測角処理手段１８で推定された波の入射角を表示する
測角結果出力手段である。
【００４６】次に動作について説明する。図２はこの発
明の実施の形態１による測角信号処理装置の動作手順を
示すフローチャートである。まず、仮想アレー配列設定
手段１１は仮想等間隔リニアアレーのステアリングベク
トルａ￣（仮想アレーアンテナ配列）を設定し（ステッ
プＳＴ１１）、アレー変換行列算出手段１２は式
（５）、式（６）、式（７）によりアレー変換行列Ｂを
算出する（ステップＳＴ１２）。次に、相関行列算出手
段１３は各実アレーの素子アンテナ１を介して受信信号
ｘ1 ，ｘ2 ，・・・ｘM を受信し、それらの相関行列Ｒ
を算出する（ステップＳＴ１３）。次に、第１の空間ス
ムージング行列算出手段１４はステップＳＴ１２で得た
アレー変換行列ＢとステップＳＴ１３で得た相関行列Ｒ
を用いて相関行列ＢＲＢH を算出し、この相関行列ＢＲ
ＢH を式（３）により空間スムージング処理し相関行列
Ｒ’を求める（ステップＳＴ１４）。
明の実施の形態１による測角信号処理装置の動作手順を
示すフローチャートである。まず、仮想アレー配列設定
手段１１は仮想等間隔リニアアレーのステアリングベク
トルａ￣（仮想アレーアンテナ配列）を設定し（ステッ
プＳＴ１１）、アレー変換行列算出手段１２は式
（５）、式（６）、式（７）によりアレー変換行列Ｂを
算出する（ステップＳＴ１２）。次に、相関行列算出手
段１３は各実アレーの素子アンテナ１を介して受信信号
ｘ1 ，ｘ2 ，・・・ｘM を受信し、それらの相関行列Ｒ
を算出する（ステップＳＴ１３）。次に、第１の空間ス
ムージング行列算出手段１４はステップＳＴ１２で得た
アレー変換行列ＢとステップＳＴ１３で得た相関行列Ｒ
を用いて相関行列ＢＲＢH を算出し、この相関行列ＢＲ
ＢH を式（３）により空間スムージング処理し相関行列
Ｒ’を求める（ステップＳＴ１４）。
【００４７】そして、第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段１
５は第１の空間スムージング行列算出手段１４からの空
間スムージング処理された相関行列Ｒ’を式（１）によ
りＭＵＳＩＣ測角処理し、電波入射角度推定値の近傍の
角度範囲（以後、粗測角結果と略す）のみを推定する
（ステップＳＴ１５）。次に、変換行列再算出手段１６
は第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段１５で推定された粗測
角結果を改めて角度セクタと設定し直し、式（７）、式
（５）、式（６）により再度、アレー変換行列ＢC を算
出する（ステップＳＴ１６）。
５は第１の空間スムージング行列算出手段１４からの空
間スムージング処理された相関行列Ｒ’を式（１）によ
りＭＵＳＩＣ測角処理し、電波入射角度推定値の近傍の
角度範囲（以後、粗測角結果と略す）のみを推定する
（ステップＳＴ１５）。次に、変換行列再算出手段１６
は第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段１５で推定された粗測
角結果を改めて角度セクタと設定し直し、式（７）、式
（５）、式（６）により再度、アレー変換行列ＢC を算
出する（ステップＳＴ１６）。
【００４８】そして、第２の空間スムージング行列算出
手段１７は変換行列再算出手段１６で得たアレー変換行
列ＢC と相関行列算出手段１３で得た相関行列Ｒを用い
て相関行列ＢC ＲＢC Hを算出し、この相関行列ＢC ＲＢ
C Hを空間スムージング処理し相関行列ＲC を算出する
（ステップＳＴ１７）。次に、第２のＭＵＳＩＣ測角処
理手段１８は第２の空間スムージング行列算出手段１７
で得た相関行列ＲC をＭＵＳＩＣ測角処理し波の入射角
を推定し（ステップＳＴ１８）、測角結果出力手段１９
は第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段１８で推定された波の
入射角を表示する（ステップＳＴ１９）。
手段１７は変換行列再算出手段１６で得たアレー変換行
列ＢC と相関行列算出手段１３で得た相関行列Ｒを用い
て相関行列ＢC ＲＢC Hを算出し、この相関行列ＢC ＲＢ
C Hを空間スムージング処理し相関行列ＲC を算出する
（ステップＳＴ１７）。次に、第２のＭＵＳＩＣ測角処
理手段１８は第２の空間スムージング行列算出手段１７
で得た相関行列ＲC をＭＵＳＩＣ測角処理し波の入射角
を推定し（ステップＳＴ１８）、測角結果出力手段１９
は第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段１８で推定された波の
入射角を表示する（ステップＳＴ１９）。
【００４９】次に、ステップＳＴ１６で求めるアレー変
換行列ＢC の算出について、図３を用いてステップＳＴ
１２と比較しながらさらに詳しく説明する。図３はこの
発明の実施の形態１による測角信号処理装置におけるア
レー変換行列の算出に用いる角度セクタと入射角真値と
粗測角結果との関係について示す説明図である。図３に
おいて、θ1 、θ2 、θ3 は波の入射角の真値、θ1 、
θ2￣はステップＳＴ１５で推定された粗測角結果、θ1
=、θ2 =、θ3 =はステップＳＴ１８で推定された最終的
な測角結果である。従来例のステップＳＴ２と共通であ
るステップＳＴ１２では前述のように式（５）、式
（６）に用いる角度セクタθ(1) ，θ(2) ，・・・θ
(Q) は電波が入射しうる角度範囲全体を網羅するように
与える。例えば、θ(1) ＝１度，θ(2) ＝２度，・・・
θ(Q) ＝３６０度と与える。
換行列ＢC の算出について、図３を用いてステップＳＴ
１２と比較しながらさらに詳しく説明する。図３はこの
発明の実施の形態１による測角信号処理装置におけるア
レー変換行列の算出に用いる角度セクタと入射角真値と
粗測角結果との関係について示す説明図である。図３に
おいて、θ1 、θ2 、θ3 は波の入射角の真値、θ1 、
θ2￣はステップＳＴ１５で推定された粗測角結果、θ1
=、θ2 =、θ3 =はステップＳＴ１８で推定された最終的
な測角結果である。従来例のステップＳＴ２と共通であ
るステップＳＴ１２では前述のように式（５）、式
（６）に用いる角度セクタθ(1) ，θ(2) ，・・・θ
(Q) は電波が入射しうる角度範囲全体を網羅するように
与える。例えば、θ(1) ＝１度，θ(2) ＝２度，・・・
θ(Q) ＝３６０度と与える。
【００５０】これに対し、ステップＳＴ１６では式
（５）、式（６）に用いる角度セクタはステップＳＴ１
５で出力されたθ1 ￣とθ2 ￣の近傍の角度範囲（｜θ
￣｜＜Δθ）に限定する。例えば、ステップＳＴ１５で
θ1 ￣＝３０度、θ2 ￣＝８０度と出力されるならば、
ステップＳＴ１６の角度セクタは、例えばθ(1) ＝２５
度，θ(2) ＝２６度，・・・θ(11)＝３５度，θ(12)＝
７５度，θ(13)＝７６度，・・・θ(22)＝８５度，（Ｑ
＝２２、Δθ＝５度）と与える。
（５）、式（６）に用いる角度セクタはステップＳＴ１
５で出力されたθ1 ￣とθ2 ￣の近傍の角度範囲（｜θ
￣｜＜Δθ）に限定する。例えば、ステップＳＴ１５で
θ1 ￣＝３０度、θ2 ￣＝８０度と出力されるならば、
ステップＳＴ１６の角度セクタは、例えばθ(1) ＝２５
度，θ(2) ＝２６度，・・・θ(11)＝３５度，θ(12)＝
７５度，θ(13)＝７６度，・・・θ(22)＝８５度，（Ｑ
＝２２、Δθ＝５度）と与える。
【００５１】従来の測角方式やステップＳＴ１２では、
電波が入射しうる角度範囲全体に渡って式（８）を最小
にする規範でアレー変換行列Ｂを求めていた。しかし、
アレー変換行列Ｂは波の入射角において式（８）のみを
最小にすれば十分であり、このように求めたアレー変換
行列Ｂの方が波の入射角における変換誤差は小さくな
る。本実施の形態１のステップＳＴ１６では波の入射角
近傍で変換行列を求めるので、このアレー変換行列ＢC
を用いれば、仮想アレーアンテナにおける受信信号ｘ￣
（＝ＢC ｘ）は、等間隔リニアアレーの受信信号により
近づくことになる。
電波が入射しうる角度範囲全体に渡って式（８）を最小
にする規範でアレー変換行列Ｂを求めていた。しかし、
アレー変換行列Ｂは波の入射角において式（８）のみを
最小にすれば十分であり、このように求めたアレー変換
行列Ｂの方が波の入射角における変換誤差は小さくな
る。本実施の形態１のステップＳＴ１６では波の入射角
近傍で変換行列を求めるので、このアレー変換行列ＢC
を用いれば、仮想アレーアンテナにおける受信信号ｘ￣
（＝ＢC ｘ）は、等間隔リニアアレーの受信信号により
近づくことになる。
【００５２】以上のように、本実施の形態１の側角方法
では、ステップＳＴ１７で用いる行列ＢC ＲＢC Hの等間
隔リニアアレーの相関行列からの誤差は小さくなるの
で、従来例に比べ統計的に入射角の推定精度が向上する
などの効果が得られる。
では、ステップＳＴ１７で用いる行列ＢC ＲＢC Hの等間
隔リニアアレーの相関行列からの誤差は小さくなるの
で、従来例に比べ統計的に入射角の推定精度が向上する
などの効果が得られる。
【００５３】図３で図示した例では、ステップＳＴ１２
で求めたアレー変換行列ＢによるＢＲＢH が等間隔リニ
アアレーの相関行列からの誤差が大きいため、粗測角結
果では、測角誤差が大きいだけでなく、真値θ2 ，θ3
は分解できずにθ2 ￣とまとめて推定されてしまってい
る。しかし、ステップＳＴ１６で求めたアレー変換行列
ＢC によるＢC ＲＢC Hは等間隔リニアアレーの相関行列
に近づくため、最終的な測角結果は、真値θ2 ，θ3 を
正しく分解し測角誤差は小さくなっている。
で求めたアレー変換行列ＢによるＢＲＢH が等間隔リニ
アアレーの相関行列からの誤差が大きいため、粗測角結
果では、測角誤差が大きいだけでなく、真値θ2 ，θ3
は分解できずにθ2 ￣とまとめて推定されてしまってい
る。しかし、ステップＳＴ１６で求めたアレー変換行列
ＢC によるＢC ＲＢC Hは等間隔リニアアレーの相関行列
に近づくため、最終的な測角結果は、真値θ2 ，θ3 を
正しく分解し測角誤差は小さくなっている。
【００５４】なお、粗測角結果θK ￣の推定誤差が大き
くて、ステップＳＴ１６における角度セクタが波の入射
角真値θK を完全に含まない場合でも、ＢC ＲＢC Hの等
間隔リニアアレーの相関行列からの誤差は十分小さくな
り、従来例に比べて高い測角精度を得られることが多
い。
くて、ステップＳＴ１６における角度セクタが波の入射
角真値θK を完全に含まない場合でも、ＢC ＲＢC Hの等
間隔リニアアレーの相関行列からの誤差は十分小さくな
り、従来例に比べて高い測角精度を得られることが多
い。
【００５５】また、ステップＳＴ１５で行うＭＵＳＩＣ
処理は、相関行列Ｒ’の最小固有値に対応する固有ベク
トルｅを算出して、次式の方位スペクトルのピークＰ
（θ）から粗測角結果θK ￣を定める。
処理は、相関行列Ｒ’の最小固有値に対応する固有ベク
トルｅを算出して、次式の方位スペクトルのピークＰ
（θ）から粗測角結果θK ￣を定める。
【００５６】
Ｐ（θ）＝１／｜ｅH ａ（θ）｜ ・・・（１０）
ｅH ：ベクトルｅの共約転値
【００５７】本記実施の形態１では、ステップＳＴ１６
でアレー変換行列ＢC の算出に用いる角度セクタを、ス
テップＳＴ１５で出力された粗測角結果θK ￣近傍の角
度範囲（｜θ￣｜＜Δθ）にとったが、ステップＳＴ１
５のＭＵＳＩＣ測角処理で現れる方位スペクトルのピー
クＰ（θ）が所定の閾値を超える角度をステップＳＴ１
６で用いる角度セクタとして用いることもできる。
でアレー変換行列ＢC の算出に用いる角度セクタを、ス
テップＳＴ１５で出力された粗測角結果θK ￣近傍の角
度範囲（｜θ￣｜＜Δθ）にとったが、ステップＳＴ１
５のＭＵＳＩＣ測角処理で現れる方位スペクトルのピー
クＰ（θ）が所定の閾値を超える角度をステップＳＴ１
６で用いる角度セクタとして用いることもできる。
【００５８】また、本実施の形態１では、ステップＳＴ
１６でアレー変換行列ＢC の算出に用いる角度セクタ
を、ステップＳＴ１５で出力された粗測角結果θK ￣近
傍の角度範囲（｜θ￣｜＜Δθ）にとったが、単に粗測
角結果θK ￣のみを角度セクタとして用いても同様の効
果が得られる。
１６でアレー変換行列ＢC の算出に用いる角度セクタ
を、ステップＳＴ１５で出力された粗測角結果θK ￣近
傍の角度範囲（｜θ￣｜＜Δθ）にとったが、単に粗測
角結果θK ￣のみを角度セクタとして用いても同様の効
果が得られる。
【００５９】さらに、本実施の形態１では、ステップＳ
Ｔ１６で変換行列を算出しているが、あらかじめ入射角
に応じて変換行列を算出してメモリに記憶しておき、粗
測角結果に応じて変換行列を選んでメモリからロードす
る処理としてもよい。
Ｔ１６で変換行列を算出しているが、あらかじめ入射角
に応じて変換行列を算出してメモリに記憶しておき、粗
測角結果に応じて変換行列を選んでメモリからロードす
る処理としてもよい。
【００６０】さらに、本実施の形態１では、測角アルゴ
リズムにＭＵＳＩＣアルゴリズムを用いる場合を説明し
たが、例えば、ＥＳＰＲＩＴアルゴリズムのように、コ
ヒーレント波の分離測角に空間スムージング処理を要す
る測角アルゴリズムでも同様な効果が得られる。また、
電波の入射角を測定する場合を説明したが、音波、光波
などの入射角を推定する場合にも適用できる。
リズムにＭＵＳＩＣアルゴリズムを用いる場合を説明し
たが、例えば、ＥＳＰＲＩＴアルゴリズムのように、コ
ヒーレント波の分離測角に空間スムージング処理を要す
る測角アルゴリズムでも同様な効果が得られる。また、
電波の入射角を測定する場合を説明したが、音波、光波
などの入射角を推定する場合にも適用できる。
【００６１】実施の形態２．図４はこの発明の実施の形
態２による測角信号処理装置を示す構成図であり、図に
おいて、実施の形態１と同一の符号については同一また
は相当部分を示すので説明を省略する。２３は各実アレ
ーの素子アンテナ１を介して受信信号ｘ1 ，ｘ2 ，・・
・ｘM を受信し、マルチビームを形成してそれぞれのビ
ームの出力信号を算出するビーム出力信号算出手段、２
４はビーム出力信号算出手段２３で算出した各ビームの
出力信号の電力を算出する出力信号電力算出手段、２５
は出力信号電力算出手段２４からの各ビームの出力信号
の電力を比較して、最も高い電力となる数個のビームを
選択することにより、概略の波の入射角度を決定して粗
測角結果として出力する概略入射角度決定手段である。
態２による測角信号処理装置を示す構成図であり、図に
おいて、実施の形態１と同一の符号については同一また
は相当部分を示すので説明を省略する。２３は各実アレ
ーの素子アンテナ１を介して受信信号ｘ1 ，ｘ2 ，・・
・ｘM を受信し、マルチビームを形成してそれぞれのビ
ームの出力信号を算出するビーム出力信号算出手段、２
４はビーム出力信号算出手段２３で算出した各ビームの
出力信号の電力を算出する出力信号電力算出手段、２５
は出力信号電力算出手段２４からの各ビームの出力信号
の電力を比較して、最も高い電力となる数個のビームを
選択することにより、概略の波の入射角度を決定して粗
測角結果として出力する概略入射角度決定手段である。
【００６２】次に動作について説明する。図５はこの発
明の実施の形態２による測角信号処理装置の動作手順を
示すフローチャートである。まず、ビーム出力信号算出
手段２３は各実アレーの素子アンテナ１を介して受信信
号ｘ1 ，ｘ2 ，・・・ｘM を受信し、マルチビームを形
成してそれぞれのビームの出力信号を算出する（ステッ
プＳＴ２１）。次に、出力信号電力算出手段２４はビー
ム出力信号算出手段２３で算出した各ビームの出力信号
の電力を算出する（ステップＳＴ２２）。そして、概略
入射角度決定手段２５は出力信号電力算出手段２４から
の各ビームの出力信号の電力を比較して、最も高い電力
となる数個のビームを選択することにより、概略の波の
入射角度を決定して粗測角結果として出力する（ステッ
プＳＴ２３）。
明の実施の形態２による測角信号処理装置の動作手順を
示すフローチャートである。まず、ビーム出力信号算出
手段２３は各実アレーの素子アンテナ１を介して受信信
号ｘ1 ，ｘ2 ，・・・ｘM を受信し、マルチビームを形
成してそれぞれのビームの出力信号を算出する（ステッ
プＳＴ２１）。次に、出力信号電力算出手段２４はビー
ム出力信号算出手段２３で算出した各ビームの出力信号
の電力を算出する（ステップＳＴ２２）。そして、概略
入射角度決定手段２５は出力信号電力算出手段２４から
の各ビームの出力信号の電力を比較して、最も高い電力
となる数個のビームを選択することにより、概略の波の
入射角度を決定して粗測角結果として出力する（ステッ
プＳＴ２３）。
【００６３】次に、変換行列再算出手段１６は第１のＭ
ＵＳＩＣ測角処理手段１５で推定された粗測角結果を改
めて角度セクタと設定し直し、式（５）、式（６）、式
（７）により再度、アレー変換行列ＢC を算出する（ス
テップＳＴ１６）。そして、第２の空間スムージング行
列算出手段１７は変換行列再算出手段１６で得たアレー
変換行列ＢC を用いて相関行列ＢC ＲＢC Hを算出し、こ
の相関行列ＢC ＲＢC Hを空間スムージング処理し相関行
列ＲC を算出する（ステップＳＴ１７）。次に、第２の
ＭＵＳＩＣ測角処理手段１８は第２の空間スムージング
行列算出手段１７で得た相関行列ＲC をＭＵＳＩＣ測角
処理し波の入射角を推定し（ステップＳＴ１８）、測角
結果出力手段１９は第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段１８
で推定された波の入射角を表示する（ステップＳＴ１
９）。ステップＳＴ２１では、次式のように第ｊビーム
の出力信号ｂj を求める。
ＵＳＩＣ測角処理手段１５で推定された粗測角結果を改
めて角度セクタと設定し直し、式（５）、式（６）、式
（７）により再度、アレー変換行列ＢC を算出する（ス
テップＳＴ１６）。そして、第２の空間スムージング行
列算出手段１７は変換行列再算出手段１６で得たアレー
変換行列ＢC を用いて相関行列ＢC ＲＢC Hを算出し、こ
の相関行列ＢC ＲＢC Hを空間スムージング処理し相関行
列ＲC を算出する（ステップＳＴ１７）。次に、第２の
ＭＵＳＩＣ測角処理手段１８は第２の空間スムージング
行列算出手段１７で得た相関行列ＲC をＭＵＳＩＣ測角
処理し波の入射角を推定し（ステップＳＴ１８）、測角
結果出力手段１９は第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段１８
で推定された波の入射角を表示する（ステップＳＴ１
９）。ステップＳＴ２１では、次式のように第ｊビーム
の出力信号ｂj を求める。
【００６４】
ｂj ＝Σm ｗm jｘm ・・・（１１）
ここでｗm jは第ｊビーム形成のための荷重であり、ビー
ムの指向方向、素子アンテナの配列、入射電波の波長で
決定される。
ムの指向方向、素子アンテナの配列、入射電波の波長で
決定される。
【００６５】次に、ステップＳＴ２３で概略の波の入射
角度を決定する処理を図６に示す例を用いて説明する。
図６はこの発明の実施の形態２による測角信号処理装置
においてアレー変換行列の算出に用いる角度セレクタ、
ビームの指向性、および入射角真値との関係について説
明する波形図である。この図６では互いに異なった方向
を指向する８本のビームが形成されている。これら８本
のビームの出力電力｜ｂ1 ｜2 ，｜ｂ2 ｜2 ，・・・，
｜ｂ8 ｜2 を比較すると、３波の電波はビーム＃２とビ
ーム＃６の指向方向から入射しているので、これらのビ
ームの出力電力｜ｂ2 ｜2 ，｜ｂ6 ｜2 が他のものに比
べて大きくなる。
角度を決定する処理を図６に示す例を用いて説明する。
図６はこの発明の実施の形態２による測角信号処理装置
においてアレー変換行列の算出に用いる角度セレクタ、
ビームの指向性、および入射角真値との関係について説
明する波形図である。この図６では互いに異なった方向
を指向する８本のビームが形成されている。これら８本
のビームの出力電力｜ｂ1 ｜2 ，｜ｂ2 ｜2 ，・・・，
｜ｂ8 ｜2 を比較すると、３波の電波はビーム＃２とビ
ーム＃６の指向方向から入射しているので、これらのビ
ームの出力電力｜ｂ2 ｜2 ，｜ｂ6 ｜2 が他のものに比
べて大きくなる。
【００６６】これにより、ビーム＃２とビーム＃６の指
向方向を粗測角結果θ1 ￣とθ2 ￣と出力する。ステッ
プＳＴ１６でアレー変換行列ＢC を算出する際の角度セ
クタはθ1 ￣とθ2 ￣とを中心にΔθの範囲とするが、
Δθはビーム幅の半分に定める。なお、本実施の形態２
ではΔθをビーム幅の半分に定めたが、半分でなくとも
よい。また、角度セクタはθ1 ￣とθ2 ￣を中心にΔθ
の範囲としたが、単にθ1 ￣とθ2 ￣としても同様の効
果が期待できる。
向方向を粗測角結果θ1 ￣とθ2 ￣と出力する。ステッ
プＳＴ１６でアレー変換行列ＢC を算出する際の角度セ
クタはθ1 ￣とθ2 ￣とを中心にΔθの範囲とするが、
Δθはビーム幅の半分に定める。なお、本実施の形態２
ではΔθをビーム幅の半分に定めたが、半分でなくとも
よい。また、角度セクタはθ1 ￣とθ2 ￣を中心にΔθ
の範囲としたが、単にθ1 ￣とθ2 ￣としても同様の効
果が期待できる。
【００６７】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、実施の形態１と同様に、ステップＳＴ１７で用いる
相関行列ＢC ＲＢC Hの等間隔リニアアレーの相関行列か
らの誤差は小さくなるので、従来例に比べ統計的に入射
角の推定精度が向上するとともに、この時、粗測角処理
をビーム形成処理で行うため演算負荷を小さくすること
ができるなどの効果が得られる。
ば、実施の形態１と同様に、ステップＳＴ１７で用いる
相関行列ＢC ＲＢC Hの等間隔リニアアレーの相関行列か
らの誤差は小さくなるので、従来例に比べ統計的に入射
角の推定精度が向上するとともに、この時、粗測角処理
をビーム形成処理で行うため演算負荷を小さくすること
ができるなどの効果が得られる。
【００６８】実施の形態３．図７はこの発明の実施の形
態３による測角信号処理装置を示す構成図であり、図に
おいて、実施の形態１および２と同一の符号については
同一または相当部分を示すので説明を省略する。３１は
第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段１５で推定された粗測角
結果を参照し、仮想リニアアレーの素子配列を再設定す
る仮想リニアアレー再設定手段である。
態３による測角信号処理装置を示す構成図であり、図に
おいて、実施の形態１および２と同一の符号については
同一または相当部分を示すので説明を省略する。３１は
第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段１５で推定された粗測角
結果を参照し、仮想リニアアレーの素子配列を再設定す
る仮想リニアアレー再設定手段である。
【００６９】次に動作について説明する。図８はこの発
明の実施の形態３による測角信号処理装置の動作手順を
示すフローチャート、図９はこの発明の実施の形態３に
よる測角信号処理装置において入射角真値と仮想等間隔
リニアアレーとの関係を示す構成図である。まず、仮想
アレー配列設定手段１１は仮想等間隔リニアアレーのス
テアリングベクトルａ￣（仮想アレーアンテナ配列）を
設定し（ステップＳＴ３１）、アレー変換行列算出手段
１２は式（５）、式（６）、式（７）によりアレー変換
行列Ｂを算出する（ステップＳＴ３２）。次に、相関行
列算出手段１３は各実アレーの素子アンテナ１を介して
受信信号ｘ1 ，ｘ2 ，・・・ｘM を受信し、それらの相
関行列Ｒを算出する（ステップＳＴ３３）。次に、第１
の空間スムージング行列算出手段１４はステップＳＴ１
２で得たアレー変換行列ＢとステップＳＴ１３で得た相
関行列Ｒを用いて相関行列ＢＲＢH を算出し、この相関
行列ＢＲＢH を式（３）により空間スムージング処理し
相関行列Ｒ’を求める（ステップＳＴ３４）。
明の実施の形態３による測角信号処理装置の動作手順を
示すフローチャート、図９はこの発明の実施の形態３に
よる測角信号処理装置において入射角真値と仮想等間隔
リニアアレーとの関係を示す構成図である。まず、仮想
アレー配列設定手段１１は仮想等間隔リニアアレーのス
テアリングベクトルａ￣（仮想アレーアンテナ配列）を
設定し（ステップＳＴ３１）、アレー変換行列算出手段
１２は式（５）、式（６）、式（７）によりアレー変換
行列Ｂを算出する（ステップＳＴ３２）。次に、相関行
列算出手段１３は各実アレーの素子アンテナ１を介して
受信信号ｘ1 ，ｘ2 ，・・・ｘM を受信し、それらの相
関行列Ｒを算出する（ステップＳＴ３３）。次に、第１
の空間スムージング行列算出手段１４はステップＳＴ１
２で得たアレー変換行列ＢとステップＳＴ１３で得た相
関行列Ｒを用いて相関行列ＢＲＢH を算出し、この相関
行列ＢＲＢH を式（３）により空間スムージング処理し
相関行列Ｒ’を求める（ステップＳＴ３４）。
【００７０】そして、第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段１
５は第１の空間スムージング行列算出手段１４からの空
間スムージング処理された相関行列Ｒ’を式（１）によ
りＭＵＳＩＣ測角処理し、電波入射角度推定値の近傍の
角度範囲（以後、粗測角結果と略す）のみを推定する
（ステップＳＴ３５）。次に、仮想リニアアレー再設定
手段３１は第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段１５で推定さ
れた粗測角結果を参照し、仮想リニアアレーの素子配列
を再設定する（ステップＳＴ３６）。そして、変換行列
再算出手段１６は第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段１５で
推定された粗測角結果を改めて角度セクタと設定し直
し、式（５）、式（６）、式（７）により再度、アレー
変換行列ＢC を算出する（ステップＳＴ３７）。
５は第１の空間スムージング行列算出手段１４からの空
間スムージング処理された相関行列Ｒ’を式（１）によ
りＭＵＳＩＣ測角処理し、電波入射角度推定値の近傍の
角度範囲（以後、粗測角結果と略す）のみを推定する
（ステップＳＴ３５）。次に、仮想リニアアレー再設定
手段３１は第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段１５で推定さ
れた粗測角結果を参照し、仮想リニアアレーの素子配列
を再設定する（ステップＳＴ３６）。そして、変換行列
再算出手段１６は第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段１５で
推定された粗測角結果を改めて角度セクタと設定し直
し、式（５）、式（６）、式（７）により再度、アレー
変換行列ＢC を算出する（ステップＳＴ３７）。
【００７１】そして、第２の空間スムージング行列算出
手段１７は変換行列再算出手段１６から得たアレー変換
行列ＢC と仮想リニアアレー再設定手段３１から得た仮
想リニアアレーの素子配列を用いて相関行列ＢC ＲＢC H
を算出し、この相関行列ＢCＲＢC Hを空間スムージング
処理し相関行列ＲC を算出する（ステップＳＴ３８）。
次に、第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段１８は第２の空間
スムージング行列算出手段１７で得た相関行列ＲC をＭ
ＵＳＩＣ測角処理し波の入射角を推定し（ステップＳＴ
３９）、測角結果出力手段１９は第２のＭＵＳＩＣ測角
処理手段１８で推定された波の入射角を表示する（ステ
ップＳＴ４０）。
手段１７は変換行列再算出手段１６から得たアレー変換
行列ＢC と仮想リニアアレー再設定手段３１から得た仮
想リニアアレーの素子配列を用いて相関行列ＢC ＲＢC H
を算出し、この相関行列ＢCＲＢC Hを空間スムージング
処理し相関行列ＲC を算出する（ステップＳＴ３８）。
次に、第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段１８は第２の空間
スムージング行列算出手段１７で得た相関行列ＲC をＭ
ＵＳＩＣ測角処理し波の入射角を推定し（ステップＳＴ
３９）、測角結果出力手段１９は第２のＭＵＳＩＣ測角
処理手段１８で推定された波の入射角を表示する（ステ
ップＳＴ４０）。
【００７２】ステップＳＴ３１では設定する仮想リニア
アレーの素子配列の方向は特に指定しない。これに対
し、ステップＳＴ３６では図９に示すように、仮想リニ
アアレーの開口方向がおおむね波の入射角度を向くよう
に仮想リニアアレーの素子配列を定める。図９に示した
ステップＳＴ３６の仮想リニアアレーの回転角φは、例
えばφ＝（θ1 ￣＋θ2 ￣）／２と与える。
アレーの素子配列の方向は特に指定しない。これに対
し、ステップＳＴ３６では図９に示すように、仮想リニ
アアレーの開口方向がおおむね波の入射角度を向くよう
に仮想リニアアレーの素子配列を定める。図９に示した
ステップＳＴ３６の仮想リニアアレーの回転角φは、例
えばφ＝（θ1 ￣＋θ2 ￣）／２と与える。
【００７３】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、実施の形態１と同様に、ステップＳＴ３８で用いる
相関行列ＢC ＲＢC Hの等間隔リニアアレーの相関行列か
らの誤差は小さくなるので、従来例に比べ統計的に入射
角の推定精度が向上するなどの効果が得られる。また、
これに加えて、仮想リニアアレーアンテナの開口方向正
面から電波が入射することになるので、より測角精度が
向上するなどの効果が得られる。
ば、実施の形態１と同様に、ステップＳＴ３８で用いる
相関行列ＢC ＲＢC Hの等間隔リニアアレーの相関行列か
らの誤差は小さくなるので、従来例に比べ統計的に入射
角の推定精度が向上するなどの効果が得られる。また、
これに加えて、仮想リニアアレーアンテナの開口方向正
面から電波が入射することになるので、より測角精度が
向上するなどの効果が得られる。
【００７４】実施の形態４．図１０はこの発明の実施の
形態４による測角信号処理装置を示す構成図であり、図
において、実施の形態１から実施の形態３と同一の符号
については同一または相当部分を示すので説明を省略す
る。４１は第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段１５が推定し
た測角結果θK ￣を記憶する測角結果記憶手段、４２は
測角結果記憶手段４１に記憶されている測角結果θK ￣
を改めて角度セクタと設定し直し、式（７）、式
（５）、式（６）により再度、アレー変換行列Ｂを算出
する変換行列再算出手段である。４３は第２のＭＵＳＩ
Ｃ測角処理手段１８で推定された測角結果θK =と測角結
果記憶手段４１に記憶された測角結果θK ￣とを比較
し、その差が所定の閾値より小さいか否かを判断し、小
さい場合には測角結果θK =を測角結果出力手段１９に出
力する測角結果更新幅判定手段である。
形態４による測角信号処理装置を示す構成図であり、図
において、実施の形態１から実施の形態３と同一の符号
については同一または相当部分を示すので説明を省略す
る。４１は第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段１５が推定し
た測角結果θK ￣を記憶する測角結果記憶手段、４２は
測角結果記憶手段４１に記憶されている測角結果θK ￣
を改めて角度セクタと設定し直し、式（７）、式
（５）、式（６）により再度、アレー変換行列Ｂを算出
する変換行列再算出手段である。４３は第２のＭＵＳＩ
Ｃ測角処理手段１８で推定された測角結果θK =と測角結
果記憶手段４１に記憶された測角結果θK ￣とを比較
し、その差が所定の閾値より小さいか否かを判断し、小
さい場合には測角結果θK =を測角結果出力手段１９に出
力する測角結果更新幅判定手段である。
【００７５】次に動作について説明する。図１１はこの
発明の実施の形態４による測角信号処理装置の動作手順
を示すフローチャートである。まず、仮想アレー配列設
定手段１１は仮想等間隔リニアアレーのステアリングベ
クトルａ￣（仮想アレーアンテナ配列）を設定し（ステ
ップＳＴ４１）、アレー変換行列算出手段１２は式
（５）、式（６）、式（７）によりアレー変換行列Ｂを
算出する（ステップＳＴ４２）。次に、相関行列算出手
段１３は各実アレーの素子アンテナ１を介して受信信号
ｘ1 ，ｘ2 ，・・・ｘM を受信し、それらの相関行列Ｒ
を算出する（ステップＳＴ４３）。次に、第１の空間ス
ムージング行列算出手段１４はステップＳＴ１２で得た
アレー変換行列ＢとステップＳＴ１３で得た相関行列Ｒ
を用いて相関行列ＢＲＢH を算出し、この相関行列ＢＲ
ＢH を式（３）により空間スムージング処理し相関行列
Ｒ’を求める（ステップＳＴ４４）。
発明の実施の形態４による測角信号処理装置の動作手順
を示すフローチャートである。まず、仮想アレー配列設
定手段１１は仮想等間隔リニアアレーのステアリングベ
クトルａ￣（仮想アレーアンテナ配列）を設定し（ステ
ップＳＴ４１）、アレー変換行列算出手段１２は式
（５）、式（６）、式（７）によりアレー変換行列Ｂを
算出する（ステップＳＴ４２）。次に、相関行列算出手
段１３は各実アレーの素子アンテナ１を介して受信信号
ｘ1 ，ｘ2 ，・・・ｘM を受信し、それらの相関行列Ｒ
を算出する（ステップＳＴ４３）。次に、第１の空間ス
ムージング行列算出手段１４はステップＳＴ１２で得た
アレー変換行列ＢとステップＳＴ１３で得た相関行列Ｒ
を用いて相関行列ＢＲＢH を算出し、この相関行列ＢＲ
ＢH を式（３）により空間スムージング処理し相関行列
Ｒ’を求める（ステップＳＴ４４）。
【００７６】そして、第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段１
５は第１の空間スムージング行列算出手段１４からの空
間スムージング処理された相関行列Ｒ’を式（１）によ
りＭＵＳＩＣ測角処理し、電波入射角度推定値の近傍の
角度範囲（以後、粗測角結果θK ￣と略す）のみを推定
する（ステップＳＴ４５）。次に、測角結果記憶手段４
１は第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段１５が推定した測角
結果θK ￣を記憶する（ステップＳＴ４６）。そして、
変換行列再算出手段４２は測角結果記憶手段４１に記憶
された測角結果θK ￣を改めて角度セクタと設定し直
し、式（７）、式（５）、式（６）により再度、アレー
変換行列ＢC を算出する（ステップＳＴ４７）。
５は第１の空間スムージング行列算出手段１４からの空
間スムージング処理された相関行列Ｒ’を式（１）によ
りＭＵＳＩＣ測角処理し、電波入射角度推定値の近傍の
角度範囲（以後、粗測角結果θK ￣と略す）のみを推定
する（ステップＳＴ４５）。次に、測角結果記憶手段４
１は第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段１５が推定した測角
結果θK ￣を記憶する（ステップＳＴ４６）。そして、
変換行列再算出手段４２は測角結果記憶手段４１に記憶
された測角結果θK ￣を改めて角度セクタと設定し直
し、式（７）、式（５）、式（６）により再度、アレー
変換行列ＢC を算出する（ステップＳＴ４７）。
【００７７】そして、第２の空間スムージング行列算出
手段１７は変換行列再算出手段４２からのアレー変換行
列ＢC と相関行列算出手段１３で得た相関行列Ｒを用い
て相関行列ＢC ＲＢC Hを算出し、この相関行列ＢC ＲＢ
C Hを空間スムージング処理し相関行列ＲC を算出する
（ステップＳＴ４８）。次に、第２のＭＵＳＩＣ測角処
理手段１８は第２の空間スムージング行列算出手段１７
で得た相関行列ＲC をＭＵＳＩＣ測角処理し波の入射角
を推定する（ステップＳＴ４９）。次に、測角結果更新
幅判定手段４３は第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段１８で
推定された測角結果θK =と測角結果記憶手段４１に記憶
された測角結果θK ￣とを比較し、その差が所定の閾値
より小さいか否かを判断し、小さい場合には測角結果θ
K =を測角結果出力手段１９に出力する（ステップＳＴ５
０）。そして、測角結果出力手段１９は第２のＭＵＳＩ
Ｃ測角処理手段１８で推定された波の入射角を表示する
（ステップＳＴ５１）。
手段１７は変換行列再算出手段４２からのアレー変換行
列ＢC と相関行列算出手段１３で得た相関行列Ｒを用い
て相関行列ＢC ＲＢC Hを算出し、この相関行列ＢC ＲＢ
C Hを空間スムージング処理し相関行列ＲC を算出する
（ステップＳＴ４８）。次に、第２のＭＵＳＩＣ測角処
理手段１８は第２の空間スムージング行列算出手段１７
で得た相関行列ＲC をＭＵＳＩＣ測角処理し波の入射角
を推定する（ステップＳＴ４９）。次に、測角結果更新
幅判定手段４３は第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段１８で
推定された測角結果θK =と測角結果記憶手段４１に記憶
された測角結果θK ￣とを比較し、その差が所定の閾値
より小さいか否かを判断し、小さい場合には測角結果θ
K =を測角結果出力手段１９に出力する（ステップＳＴ５
０）。そして、測角結果出力手段１９は第２のＭＵＳＩ
Ｃ測角処理手段１８で推定された波の入射角を表示する
（ステップＳＴ５１）。
【００７８】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、ステップＳＴ４６，ＳＴ４７，ＳＴ４８，ＳＴ４
９，ＳＴ５０を繰り返して実行して処理していく間に、
ステップＳＴ４８で用いる相関行列ＢC ＲＢC Hの等間隔
リニアアレーの相関行列からの誤差は小さくなるので、
測角結果の推定精度は向上するなどの効果が得られる。
ば、ステップＳＴ４６，ＳＴ４７，ＳＴ４８，ＳＴ４
９，ＳＴ５０を繰り返して実行して処理していく間に、
ステップＳＴ４８で用いる相関行列ＢC ＲＢC Hの等間隔
リニアアレーの相関行列からの誤差は小さくなるので、
測角結果の推定精度は向上するなどの効果が得られる。
【００７９】また、測角結果の推定精度が上がれば、ス
テップＳＴ４７で用いる角度セクタがより波の入射角の
真値と一致するから、さらに相関行列ＢC ＲＢC Hの等間
隔リニアアレーの相関行列からの誤差は小さくなる。そ
のため、推定精度がより向上するなどの効果が得られ
る。
テップＳＴ４７で用いる角度セクタがより波の入射角の
真値と一致するから、さらに相関行列ＢC ＲＢC Hの等間
隔リニアアレーの相関行列からの誤差は小さくなる。そ
のため、推定精度がより向上するなどの効果が得られ
る。
【００８０】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、仮想
等間隔リニアアレーのステアリングベクトルを仮想アレ
ー配列設定手段により設定し、この仮想等間隔リニアア
レーのステアリングベクトルで定義されるアレー変換行
列をアレー変換行列算出手段により算出し、各実アレー
の受波素子からの受信信号を観測し相関行列算出手段に
より第１の相関行列を算出し、上記アレー変換行列算出
手段からのアレー変換行列と上記相関行列算出手段から
の第１の相関行列とを入力し、該アレー変換行列と第１
の相関行列とを用いて第２の相関行列を算出し、この第
２の相関行列を空間スムージング処理し第３の相関行列
を第１の空間スムージング行列算出手段により算出し、
この第１の空間スムージング行列算出手段からの空間ス
ムージング処理された第３の相関行列をＭＵＳＩＣ測角
処理し、波の入射方向推定値の近傍の角度範囲としての
粗測角結果のみを第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段により
推定し、この第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段で推定され
た粗測角結果を改めて角度セクタと設定し直し、この角
度セクタにおける仮想等間隔リニアアレーのステアリン
グベクトルで定義されるアレー変換行列を変換行列再算
出手段により算出し、この変換行列再算出手段で得たア
レー変換行列と上記相関行列算出手段で得た第１の相関
行列を用いて第４の相関行列を算出し、この第４の相関
行列を空間スムージング処理し第５の相関行列を第２の
空間スムージング行列算出手段により算出し、この第２
の空間スムージング行列算出手段で得た第５の相関行列
をＭＵＳＩＣ測角処理し波の入射角を第２のＭＵＳＩＣ
測角処理手段により推定し、推定された波の入射角を測
角結果出力手段により表示するように構成したので、等
間隔リニアアレーの相関行列からの誤差は小さくなり、
従来例に比べ統計的に入射角の推定精度を向上させるこ
とができる効果がある。
等間隔リニアアレーのステアリングベクトルを仮想アレ
ー配列設定手段により設定し、この仮想等間隔リニアア
レーのステアリングベクトルで定義されるアレー変換行
列をアレー変換行列算出手段により算出し、各実アレー
の受波素子からの受信信号を観測し相関行列算出手段に
より第１の相関行列を算出し、上記アレー変換行列算出
手段からのアレー変換行列と上記相関行列算出手段から
の第１の相関行列とを入力し、該アレー変換行列と第１
の相関行列とを用いて第２の相関行列を算出し、この第
２の相関行列を空間スムージング処理し第３の相関行列
を第１の空間スムージング行列算出手段により算出し、
この第１の空間スムージング行列算出手段からの空間ス
ムージング処理された第３の相関行列をＭＵＳＩＣ測角
処理し、波の入射方向推定値の近傍の角度範囲としての
粗測角結果のみを第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段により
推定し、この第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段で推定され
た粗測角結果を改めて角度セクタと設定し直し、この角
度セクタにおける仮想等間隔リニアアレーのステアリン
グベクトルで定義されるアレー変換行列を変換行列再算
出手段により算出し、この変換行列再算出手段で得たア
レー変換行列と上記相関行列算出手段で得た第１の相関
行列を用いて第４の相関行列を算出し、この第４の相関
行列を空間スムージング処理し第５の相関行列を第２の
空間スムージング行列算出手段により算出し、この第２
の空間スムージング行列算出手段で得た第５の相関行列
をＭＵＳＩＣ測角処理し波の入射角を第２のＭＵＳＩＣ
測角処理手段により推定し、推定された波の入射角を測
角結果出力手段により表示するように構成したので、等
間隔リニアアレーの相関行列からの誤差は小さくなり、
従来例に比べ統計的に入射角の推定精度を向上させるこ
とができる効果がある。
【００８１】この発明によれば、実アレーに概略の入射
角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位
相の応答を示す実アレーベクトルから上記変換行列と上
記仮想アレーに概略の角度から入射する波の各受信チャ
ネルにおける振幅と位相の応答を示す仮想アレーベクト
ルとの積算ベクトル値を減算し、この減算したベクトル
値の２乗ノルム式と入射波の番号についての総計演算値
との積算値である評価関数を算出し、この評価関数が最
小になるように上記変換行列を決定するように構成した
ので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差は小さ
くなり、従来例に比べ統計的に入射角の推定精度を向上
させることができる効果がある。
角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位
相の応答を示す実アレーベクトルから上記変換行列と上
記仮想アレーに概略の角度から入射する波の各受信チャ
ネルにおける振幅と位相の応答を示す仮想アレーベクト
ルとの積算ベクトル値を減算し、この減算したベクトル
値の２乗ノルム式と入射波の番号についての総計演算値
との積算値である評価関数を算出し、この評価関数が最
小になるように上記変換行列を決定するように構成した
ので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差は小さ
くなり、従来例に比べ統計的に入射角の推定精度を向上
させることができる効果がある。
【００８２】この発明によれば、実アレーに概略の入射
角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位
相の応答を示す実アレーベクトルから上記変換行列と上
記仮想アレーに概略の角度から入射する波の各受信チャ
ネルにおける振幅と位相の応答を示す仮想アレーベクト
ルとの積算ベクトル値を減算し、この減算したベクトル
値の２乗ノルム式の所定の角度範囲の値の平均値と入射
波の番号についての総計演算値との積算値である評価関
数を算出し、この評価関数が最小になるように上記変換
行列を決定するように構成したので、等間隔リニアアレ
ーの相関行列からの誤差は小さくなり、従来例に比べ統
計的に入射角の推定精度を向上させることができる効果
がある。
角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位
相の応答を示す実アレーベクトルから上記変換行列と上
記仮想アレーに概略の角度から入射する波の各受信チャ
ネルにおける振幅と位相の応答を示す仮想アレーベクト
ルとの積算ベクトル値を減算し、この減算したベクトル
値の２乗ノルム式の所定の角度範囲の値の平均値と入射
波の番号についての総計演算値との積算値である評価関
数を算出し、この評価関数が最小になるように上記変換
行列を決定するように構成したので、等間隔リニアアレ
ーの相関行列からの誤差は小さくなり、従来例に比べ統
計的に入射角の推定精度を向上させることができる効果
がある。
【００８３】この発明によれば、実アレーに概略の入射
角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位
相の応答を示す実アレーベクトルの相互相関値を要素と
する相関行列を求め、この相関行列の複数個の部分行列
を平均することにより平均化相関行列を求め、この平均
化相関行列について、ＭＵＳＩＣアルゴリズムにより波
の入射方向を推定する処理を行い、このＭＵＳＩＣアル
ゴリズムで求める上記相関行列の固有ベクトルと上記実
アレーベクトルとの内積の逆数で与えられる方位スペク
トルが所定の値を超える角度範囲における値の平均値を
最小にするように上記変換行列を決定するように構成し
たので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差は小
さくなり、従来例に比べ統計的に入射角の推定精度を向
上させることができる効果がある。
角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位
相の応答を示す実アレーベクトルの相互相関値を要素と
する相関行列を求め、この相関行列の複数個の部分行列
を平均することにより平均化相関行列を求め、この平均
化相関行列について、ＭＵＳＩＣアルゴリズムにより波
の入射方向を推定する処理を行い、このＭＵＳＩＣアル
ゴリズムで求める上記相関行列の固有ベクトルと上記実
アレーベクトルとの内積の逆数で与えられる方位スペク
トルが所定の値を超える角度範囲における値の平均値を
最小にするように上記変換行列を決定するように構成し
たので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差は小
さくなり、従来例に比べ統計的に入射角の推定精度を向
上させることができる効果がある。
【００８４】この発明によれば、仮想アレーの受信チャ
ネルの仮想的な受信信号の相互相関値を要素とする相関
行列を求め、この相関行列の複数個の部分行列を平均す
ることにより平均化相関行列を求め、この平均化相関行
列についてＭＵＳＩＣアルゴリズムにより波の概略の入
射角度を推定する処理を行い、この処理値を概略の入射
角度とするように構成したので、等間隔リニアアレーの
相関行列からの誤差は小さくなり、従来例に比べ統計的
に入射角の推定精度を向上させることができる効果があ
る。
ネルの仮想的な受信信号の相互相関値を要素とする相関
行列を求め、この相関行列の複数個の部分行列を平均す
ることにより平均化相関行列を求め、この平均化相関行
列についてＭＵＳＩＣアルゴリズムにより波の概略の入
射角度を推定する処理を行い、この処理値を概略の入射
角度とするように構成したので、等間隔リニアアレーの
相関行列からの誤差は小さくなり、従来例に比べ統計的
に入射角の推定精度を向上させることができる効果があ
る。
【００８５】この発明によれば、仮想アレーの受信チャ
ネルの仮想的な受信信号の相互相関値を要素とする相関
行列を求め、この相関行列の複数個の部分行列を平均す
ることにより平均化相関行列を求め、この平均化相関行
列についてＭＵＳＩＣアルゴリズムもしくはＥＳＰＲＩ
Ｔアルゴリズムにより波の入射角度を推定するように構
成したので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差
は小さくなり、従来例に比べ統計的に入射角の推定精度
を向上させることができる効果がある。
ネルの仮想的な受信信号の相互相関値を要素とする相関
行列を求め、この相関行列の複数個の部分行列を平均す
ることにより平均化相関行列を求め、この平均化相関行
列についてＭＵＳＩＣアルゴリズムもしくはＥＳＰＲＩ
Ｔアルゴリズムにより波の入射角度を推定するように構
成したので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差
は小さくなり、従来例に比べ統計的に入射角の推定精度
を向上させることができる効果がある。
【００８６】この発明によれば、実アレーの受信チャネ
ルの受信信号を用いて互いに異なる所定の方向を指向し
たビームを複数本形成する処理を行い、ビームの出力信
号の電力が最も高い数本のビームを選択する処理を行
い、ビームを選択する処理で抽出されたビームの指向方
向を概略の入射角度とするように構成したので、等間隔
リニアアレーの相関行列からの誤差は小さくなり、従来
例に比べ統計的に入射角の推定精度を向上させることが
できるとともに、演算負荷を小さくできる効果がある。
ルの受信信号を用いて互いに異なる所定の方向を指向し
たビームを複数本形成する処理を行い、ビームの出力信
号の電力が最も高い数本のビームを選択する処理を行
い、ビームを選択する処理で抽出されたビームの指向方
向を概略の入射角度とするように構成したので、等間隔
リニアアレーの相関行列からの誤差は小さくなり、従来
例に比べ統計的に入射角の推定精度を向上させることが
できるとともに、演算負荷を小さくできる効果がある。
【００８７】この発明によれば、互いに等間隔で線形に
配列した複数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの配
列を波の概略の入射角に合わせて定めるように構成した
ので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差は小さ
くなり、従来例に比べ統計的に入射角の推定精度を向上
させることができるとともに、仮想リニアアレーアンテ
ナの開口方向正面から電波が入射することになるので測
角精度を向上させることができる効果がある。
配列した複数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの配
列を波の概略の入射角に合わせて定めるように構成した
ので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差は小さ
くなり、従来例に比べ統計的に入射角の推定精度を向上
させることができるとともに、仮想リニアアレーアンテ
ナの開口方向正面から電波が入射することになるので測
角精度を向上させることができる効果がある。
【００８８】この発明によれば、互いに等間隔で線形に
配列した複数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの配
列が波の概略の入射角に垂直になるように定めるように
構成したので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤
差は小さくなり、従来例に比べ統計的に入射角の推定精
度を向上させることができるとともに、仮想リニアアレ
ーアンテナの開口方向正面から電波が入射することにな
るので測角精度を向上させることができる効果がある。
配列した複数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの配
列が波の概略の入射角に垂直になるように定めるように
構成したので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤
差は小さくなり、従来例に比べ統計的に入射角の推定精
度を向上させることができるとともに、仮想リニアアレ
ーアンテナの開口方向正面から電波が入射することにな
るので測角精度を向上させることができる効果がある。
【００８９】この発明によれば、実アレーに概略の入射
角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位
相の応答を示す実アレーベクトルから変換行列と仮想ア
レーに概略の角度から入射する波の各受信チャネルにお
ける振幅と位相の応答を示す仮想アレーベクトルとの積
算ベクトル値を減算し、この減算したベクトル値の２乗
ノルム式と入射波の番号についての総計演算値との積算
値である評価関数を算出し、この評価関数が最小になる
ように変換行列を決定し、この変換行列を実アレーの受
信チャネルの受信信号に作用させて受信チャネルの仮想
的な受信信号を求める処理を行い、この受信チャネルの
仮想的な受信信号を用いて受波素子に入射する波の入射
角度を推定する測角処理を行い、この推定入射角と概略
の入射角度との差が所定の値に比べ小さければ推定入射
角を測角結果と出力し、一方大きければ、推定入射角を
概略の入射角度に置き換えて変換行列を決定する処理に
戻るように構成したので、等間隔リニアアレーの相関行
列からの誤差と、測角結果の推定誤差は相乗的に小さく
なり、推定精度をより向上させることができる効果があ
る。
角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位
相の応答を示す実アレーベクトルから変換行列と仮想ア
レーに概略の角度から入射する波の各受信チャネルにお
ける振幅と位相の応答を示す仮想アレーベクトルとの積
算ベクトル値を減算し、この減算したベクトル値の２乗
ノルム式と入射波の番号についての総計演算値との積算
値である評価関数を算出し、この評価関数が最小になる
ように変換行列を決定し、この変換行列を実アレーの受
信チャネルの受信信号に作用させて受信チャネルの仮想
的な受信信号を求める処理を行い、この受信チャネルの
仮想的な受信信号を用いて受波素子に入射する波の入射
角度を推定する測角処理を行い、この推定入射角と概略
の入射角度との差が所定の値に比べ小さければ推定入射
角を測角結果と出力し、一方大きければ、推定入射角を
概略の入射角度に置き換えて変換行列を決定する処理に
戻るように構成したので、等間隔リニアアレーの相関行
列からの誤差と、測角結果の推定誤差は相乗的に小さく
なり、推定精度をより向上させることができる効果があ
る。
【００９０】この発明によれば、実アレーに概略の入射
角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位
相の応答を示す実アレーベクトルから変換行列と仮想ア
レーに概略の角度から入射する波の各受信チャネルにお
ける振幅と位相の応答を示す仮想アレーベクトルとの積
算ベクトル値を減算し、この減算したベクトル値の２乗
ノルム式の所定の角度範囲の値の平均値と入射波の番号
についての総計演算値との積算値である評価関数を算出
し、この評価関数が最小になるように変換行列を決定
し、この変換行列を実アレーの受信チャネルの受信信号
に作用させて受信チャネルの仮想的な受信信号を求める
処理を行い、この受信チャネルの仮想的な受信信号を用
いて受波素子に入射する波の入射角度を推定する測角処
理を行い、この推定入射角と概略の入射角度との差が所
定の値に比べ小さければ推定入射角を測角結果と出力
し、一方、大きければ推定入射角を概略の入射角度に置
き換えて変換行列を決定する処理に戻るように構成した
ので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差と、測
角結果の推定誤差は相乗的に小さくなり、推定精度をよ
り向上させることができる効果がある。
角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位
相の応答を示す実アレーベクトルから変換行列と仮想ア
レーに概略の角度から入射する波の各受信チャネルにお
ける振幅と位相の応答を示す仮想アレーベクトルとの積
算ベクトル値を減算し、この減算したベクトル値の２乗
ノルム式の所定の角度範囲の値の平均値と入射波の番号
についての総計演算値との積算値である評価関数を算出
し、この評価関数が最小になるように変換行列を決定
し、この変換行列を実アレーの受信チャネルの受信信号
に作用させて受信チャネルの仮想的な受信信号を求める
処理を行い、この受信チャネルの仮想的な受信信号を用
いて受波素子に入射する波の入射角度を推定する測角処
理を行い、この推定入射角と概略の入射角度との差が所
定の値に比べ小さければ推定入射角を測角結果と出力
し、一方、大きければ推定入射角を概略の入射角度に置
き換えて変換行列を決定する処理に戻るように構成した
ので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差と、測
角結果の推定誤差は相乗的に小さくなり、推定精度をよ
り向上させることができる効果がある。
【００９１】この発明によれば、仮想アレーの受信チャ
ネルの仮想的な受信信号の相互相関値を要素とする相関
行列を求め、この相関行列の複数個の部分行列を平均す
ることにより平均化相関行列を求め、この平均化相関行
列についてＭＵＳＩＣアルゴリズムにより波の概略の入
射角度を推定する処理を行い、波の入射角度を概略の入
射角度とするように構成したので、等間隔リニアアレー
の相関行列からの誤差と、測角結果の推定誤差は相乗的
に小さくなり、推定精度をより向上させることができる
効果がある。
ネルの仮想的な受信信号の相互相関値を要素とする相関
行列を求め、この相関行列の複数個の部分行列を平均す
ることにより平均化相関行列を求め、この平均化相関行
列についてＭＵＳＩＣアルゴリズムにより波の概略の入
射角度を推定する処理を行い、波の入射角度を概略の入
射角度とするように構成したので、等間隔リニアアレー
の相関行列からの誤差と、測角結果の推定誤差は相乗的
に小さくなり、推定精度をより向上させることができる
効果がある。
【００９２】この発明によれば、仮想アレーの受信チャ
ネルの仮想的な受信信号の相互相関値を要素とする相関
行列を求め、この相関行列の複数個の部分行列を平均す
ることにより平均化相関行列を求め、この平均化相関行
列についてＭＵＳＩＣアルゴリズムもしくはＥＳＰＲＩ
Ｔアルゴリズムにより波の入射角度を推定するように構
成したので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差
と、測角結果の推定誤差は相乗的に小さくなり、推定精
度をより向上させることができる効果がある。
ネルの仮想的な受信信号の相互相関値を要素とする相関
行列を求め、この相関行列の複数個の部分行列を平均す
ることにより平均化相関行列を求め、この平均化相関行
列についてＭＵＳＩＣアルゴリズムもしくはＥＳＰＲＩ
Ｔアルゴリズムにより波の入射角度を推定するように構
成したので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差
と、測角結果の推定誤差は相乗的に小さくなり、推定精
度をより向上させることができる効果がある。
【００９３】この発明によれば、各実アレーの受波素子
を介して受信信号を受信し、マルチビームを形成してそ
れぞれのビームの出力信号をビーム出力信号算出手段に
より算出し、この各ビームの出力信号の電力を出力信号
電力算出手段により算出し、この各ビームの出力信号の
電力を比較して、最も高い電力となる数個のビームを選
択することにより、概略の波の入射角度を決定して粗測
角結果として概略入射角度決定手段から出力し、この粗
測角結果を改めて角度セクタと設定し直し、この角度セ
クタにおける仮想等間隔リニアアレーのステアリングベ
クトルで定義されるアレー変換行列を変換行列再算出手
段により算出し、アレー変換行列から得た第１の相関行
列を用いて第４の相関行列を算出し、この第４の相関行
列を空間スムージング処理し第５の相関行列を第２の空
間スムージング行列算出手段により算出し、この第５の
相関行列をＭＵＳＩＣ測角処理し波の入射角を推定し第
２のＭＵＳＩＣ測角処理手段により、この推定された波
の入射角を測角結果出力手段により表示するように構成
したので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差は
小さくなり、従来例に比べ統計的に入射角の推定精度を
向上させることができるとともに、演算負荷を小さくで
きる効果がある。
を介して受信信号を受信し、マルチビームを形成してそ
れぞれのビームの出力信号をビーム出力信号算出手段に
より算出し、この各ビームの出力信号の電力を出力信号
電力算出手段により算出し、この各ビームの出力信号の
電力を比較して、最も高い電力となる数個のビームを選
択することにより、概略の波の入射角度を決定して粗測
角結果として概略入射角度決定手段から出力し、この粗
測角結果を改めて角度セクタと設定し直し、この角度セ
クタにおける仮想等間隔リニアアレーのステアリングベ
クトルで定義されるアレー変換行列を変換行列再算出手
段により算出し、アレー変換行列から得た第１の相関行
列を用いて第４の相関行列を算出し、この第４の相関行
列を空間スムージング処理し第５の相関行列を第２の空
間スムージング行列算出手段により算出し、この第５の
相関行列をＭＵＳＩＣ測角処理し波の入射角を推定し第
２のＭＵＳＩＣ測角処理手段により、この推定された波
の入射角を測角結果出力手段により表示するように構成
したので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差は
小さくなり、従来例に比べ統計的に入射角の推定精度を
向上させることができるとともに、演算負荷を小さくで
きる効果がある。
【００９４】この発明によれば、仮想等間隔リニアアレ
ーのステアリングベクトルを仮想アレー配列設定手段に
より設定し、この仮想等間隔リニアアレーのステアリン
グベクトルで定義されるアレー変換行列をアレー変換行
列算出手段により算出し、各実アレーの受波素子からの
受信信号を観測し、それらの第１の相関行列を相関行列
算出手段により算出し、アレー変換行列と第１の相関行
列とを入力し、これらアレー変換行列と第１の相関行列
とを用いて第２の相関行列を算出し、この第２の相関行
列を空間スムージング処理し第３の相関行列を第１の空
間スムージング行列算出手段により算出し、この第３の
相関行列をＭＵＳＩＣ測角処理し、入射方向推定値の近
傍の角度範囲とし、この粗測角結果のみを第１のＭＵＳ
ＩＣ測角処理手段により推定し、この推定された粗測角
結果を参照し、仮想リニアアレーの素子配列を仮想リニ
アアレー再設定手段により再設定し、この粗測角結果を
改めて角度セクタと設定し直し、この角度セクタにおけ
る仮想等間隔リニアアレーのステアリングベクトルで定
義されるアレー変換行列を変換行列再算出手段により算
出し、アレー変換行列と仮想リニアアレーの素子配列を
用いて第４の相関行列を算出し、この第４の相関行列を
空間スムージング処理し第５の相関行列を第２の空間ス
ムージング行列算出手段により算出し、この第５の相関
行列をＭＵＳＩＣ測角処理し波の入射角を第２のＭＵＳ
ＩＣ測角処理手段により推定し、この推定された波の入
射角を測角結果出力手段により表示するように構成した
ので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差は小さ
くなり、従来例に比べ統計的に入射角の推定精度を向上
させることができるとともに、仮想リニアアレーアンテ
ナの開口方向正面から電波が入射することになるので測
角精度を向上させることができる効果がある。
ーのステアリングベクトルを仮想アレー配列設定手段に
より設定し、この仮想等間隔リニアアレーのステアリン
グベクトルで定義されるアレー変換行列をアレー変換行
列算出手段により算出し、各実アレーの受波素子からの
受信信号を観測し、それらの第１の相関行列を相関行列
算出手段により算出し、アレー変換行列と第１の相関行
列とを入力し、これらアレー変換行列と第１の相関行列
とを用いて第２の相関行列を算出し、この第２の相関行
列を空間スムージング処理し第３の相関行列を第１の空
間スムージング行列算出手段により算出し、この第３の
相関行列をＭＵＳＩＣ測角処理し、入射方向推定値の近
傍の角度範囲とし、この粗測角結果のみを第１のＭＵＳ
ＩＣ測角処理手段により推定し、この推定された粗測角
結果を参照し、仮想リニアアレーの素子配列を仮想リニ
アアレー再設定手段により再設定し、この粗測角結果を
改めて角度セクタと設定し直し、この角度セクタにおけ
る仮想等間隔リニアアレーのステアリングベクトルで定
義されるアレー変換行列を変換行列再算出手段により算
出し、アレー変換行列と仮想リニアアレーの素子配列を
用いて第４の相関行列を算出し、この第４の相関行列を
空間スムージング処理し第５の相関行列を第２の空間ス
ムージング行列算出手段により算出し、この第５の相関
行列をＭＵＳＩＣ測角処理し波の入射角を第２のＭＵＳ
ＩＣ測角処理手段により推定し、この推定された波の入
射角を測角結果出力手段により表示するように構成した
ので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差は小さ
くなり、従来例に比べ統計的に入射角の推定精度を向上
させることができるとともに、仮想リニアアレーアンテ
ナの開口方向正面から電波が入射することになるので測
角精度を向上させることができる効果がある。
【００９５】この発明によれば、仮想等間隔リニアアレ
ーのステアリングベクトルを仮想アレー配列設定手段に
より設定し、この定義されるアレー変換行列をアレー変
換行列算出手段により算出し、各実アレーの受波素子か
らの受信信号を観測し相関行列算出手段により第１の相
関行列を算出し、アレー変換行列と第１の相関行列とを
入力し、これらアレー変換行列と第１の相関行列とを用
いて第２の相関行列を算出し、この第２の相関行列を空
間スムージング処理し第３の相関行列を第１の空間スム
ージング行列算出手段により算出し、この第３の相関行
列をＭＵＳＩＣ測角処理し、入射方向推定値の近傍の角
度範囲としての粗測角結果のみを第１のＭＵＳＩＣ測角
処理手段により推定し、この推定した測角結果を測角結
果記憶手段に記憶し、この粗測角結果を改めて角度セク
タと設定し直し、この角度セクタにおける仮想等間隔リ
ニアアレーのステアリングベクトルで定義されるアレー
変換行列を変換行列再算出手段により算出し、このアレ
ー変換行列と第１の相関行列を用いて第４の相関行列を
算出し、この第４の相関行列を空間スムージング処理し
第５の相関行列を第２の空間スムージング行列算出手段
により算出し、この第５の相関行列をＭＵＳＩＣ測角処
理し波の入射角を第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段により
推定し、この推定された測角結果と記憶された測角結果
とを比較し、その差が所定の閾値より小さいか否かを判
断し、小さい場合には第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段で
推定された測角結果を測角結果更新幅判定手段により出
力し、この推定された波の入射角を測角結果出力手段に
より表示するように構成したので、等間隔リニアアレー
の相関行列からの誤差は小さくなり、従来例に比べ統計
的に入射角の推定精度を向上させることができるととも
に、仮想リニアアレーアンテナの開口方向正面から電波
が入射することになるので測角精度を向上させることが
できる効果がある。
ーのステアリングベクトルを仮想アレー配列設定手段に
より設定し、この定義されるアレー変換行列をアレー変
換行列算出手段により算出し、各実アレーの受波素子か
らの受信信号を観測し相関行列算出手段により第１の相
関行列を算出し、アレー変換行列と第１の相関行列とを
入力し、これらアレー変換行列と第１の相関行列とを用
いて第２の相関行列を算出し、この第２の相関行列を空
間スムージング処理し第３の相関行列を第１の空間スム
ージング行列算出手段により算出し、この第３の相関行
列をＭＵＳＩＣ測角処理し、入射方向推定値の近傍の角
度範囲としての粗測角結果のみを第１のＭＵＳＩＣ測角
処理手段により推定し、この推定した測角結果を測角結
果記憶手段に記憶し、この粗測角結果を改めて角度セク
タと設定し直し、この角度セクタにおける仮想等間隔リ
ニアアレーのステアリングベクトルで定義されるアレー
変換行列を変換行列再算出手段により算出し、このアレ
ー変換行列と第１の相関行列を用いて第４の相関行列を
算出し、この第４の相関行列を空間スムージング処理し
第５の相関行列を第２の空間スムージング行列算出手段
により算出し、この第５の相関行列をＭＵＳＩＣ測角処
理し波の入射角を第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段により
推定し、この推定された測角結果と記憶された測角結果
とを比較し、その差が所定の閾値より小さいか否かを判
断し、小さい場合には第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段で
推定された測角結果を測角結果更新幅判定手段により出
力し、この推定された波の入射角を測角結果出力手段に
より表示するように構成したので、等間隔リニアアレー
の相関行列からの誤差は小さくなり、従来例に比べ統計
的に入射角の推定精度を向上させることができるととも
に、仮想リニアアレーアンテナの開口方向正面から電波
が入射することになるので測角精度を向上させることが
できる効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１による測角信号処理
装置を示す構成図である。
装置を示す構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による測角信号処理
装置の動作手順を示すフローチャートである。
装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図３】 この発明の実施の形態１による測角信号処理
装置におけるアレー変換行列の算出に用いる角度セクタ
と入射角真値と粗測角結果との関係について示す説明図
である。
装置におけるアレー変換行列の算出に用いる角度セクタ
と入射角真値と粗測角結果との関係について示す説明図
である。
【図４】 この発明の実施の形態２による測角信号処理
装置を示す構成図である。
装置を示す構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態２による測角信号処理
装置の動作手順を示すフローチャートである。
装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】 この発明の実施の形態２による測角信号処理
装置においてアレー変換行列の算出に用いる角度セレク
タ、ビームの指向性、および入射角真値との関係につい
て説明する波形図である。
装置においてアレー変換行列の算出に用いる角度セレク
タ、ビームの指向性、および入射角真値との関係につい
て説明する波形図である。
【図７】 この発明の実施の形態３による測角信号処理
装置を示す構成図である。
装置を示す構成図である。
【図８】 この発明の実施の形態３による測角信号処理
装置の動作手順を示すフローチャートである。
装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図９】 この発明の実施の形態３による測角信号処理
装置において入射角真値と仮想等間隔リニアアレーとの
関係を示す構成図である。
装置において入射角真値と仮想等間隔リニアアレーとの
関係を示す構成図である。
【図１０】 この発明の実施の形態４による測角信号処
理装置を示す構成図である。
理装置を示す構成図である。
【図１１】 この発明の実施の形態４による測角信号処
理装置の動作手順を示すフローチャートである。
理装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図１２】 従来のアレーアンテナを用いた測角信号処
理装置を示した構成図である。
理装置を示した構成図である。
【図１３】 実アレーアンテナから仮想リニアアレーア
ンテナへの変換の概念を示す概念図である。
ンテナへの変換の概念を示す概念図である。
【図１４】 従来の測角信号処理装置の測角信号処理方
法を示すフローチャートである。
法を示すフローチャートである。
１ 素子アンテナ、１１ 仮想アレー配列設定手段、１
２ アレー変換行列算出手段、１３ 相関行列算出手
段、１４ 第１の空間スムージング行列算出手段、１５
第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段、１６，４２ 変換行
列再算出手段、１７ 第２の空間スムージング行列算出
手段、１８ 第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段、１９ 測
角結果出力手段、２３ ビーム出力信号算出手段、２４
出力信号電力算出手段、２５ 概略入射角度決定手
段、３１ 仮想リニアアレー再設定手段、４１ 測角結
果記憶手段、４３ 測角結果更新幅判定手段。
２ アレー変換行列算出手段、１３ 相関行列算出手
段、１４ 第１の空間スムージング行列算出手段、１５
第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段、１６，４２ 変換行
列再算出手段、１７ 第２の空間スムージング行列算出
手段、１８ 第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段、１９ 測
角結果出力手段、２３ ビーム出力信号算出手段、２４
出力信号電力算出手段、２５ 概略入射角度決定手
段、３１ 仮想リニアアレー再設定手段、４１ 測角結
果記憶手段、４３ 測角結果更新幅判定手段。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−347529（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−140221（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−201498（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−33628（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−219616（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−142308（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−253730（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−38058（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−148956（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01S 3/00 - 3/86
Claims (16)
- 【請求項１】 仮想等間隔リニアアレーのステアリング
ベクトルを設定する仮想アレー配列設定手段と、 この仮想等間隔リニアアレーのステアリングベクトルで
定義されるアレー変換行列を算出するアレー変換行列算
出手段と、 各実アレーの受波素子からの受信信号を観測し第１の相
関行列を算出する相関行列算出手段と、 上記アレー変換行列算出手段からのアレー変換行列と上
記相関行列算出手段からの第１の相関行列とを入力し、
該アレー変換行列と第１の相関行列とを用いて第２の相
関行列を算出し、この第２の相関行列を空間スムージン
グ処理し第３の相関行列を算出する第１の空間スムージ
ング行列算出手段と、 この第１の空間スムージング行列算出手段からの空間ス
ムージング処理された第３の相関行列をＭＵＳＩＣ測角
処理し、波の入射方向推定値の近傍の角度範囲としての
粗測角結果のみを推定する第１のＭＵＳＩＣ測角処理手
段と、 この第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段で推定された粗測角
結果を改めて角度セクタと設定し直し、この角度セクタ
における仮想等間隔リニアアレーのステアリングベクト
ルで定義されるアレー変換行列を算出する変換行列再算
出手段と、 この変換行列再算出手段で得たアレー変換行列と上記相
関行列算出手段で得た第１の相関行列を用いて第４の相
関行列を算出し、この第４の相関行列を空間スムージン
グ処理し第５の相関行列を算出する第２の空間スムージ
ング行列算出手段と、 この第２の空間スムージング行列算出手段で得た第５の
相関行列をＭＵＳＩＣ測角処理し波の入射角を推定する
第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段と、 この第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段で推定された波の入
射角を表示する測角結果出力手段とを備えた測角信号処
理装置。 - 【請求項２】 複数の受波素子からなる実アレーの受信
チャネルの受信信号を互いに等間隔で線形に配列した複
数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの受信チャネル
の仮想的な受信信号に変換する変換行列を求め、 この変換行列を実アレーの受信チャネルの受信信号に作
用させて受信チャネルの仮想的な受信信号を求める処理
を行い、 この受信チャネルの仮想的な受信信号を用いて受波素子
に入射する波の入射方向を推定する測角信号処理装置に
おける測角信号処理方法において、 上記実アレーに概略の入射角度から入射する波の各受信
チャネルにおける振幅と位相の応答を示す実アレーベク
トルから上記変換行列と上記仮想アレーに概略の角度か
ら入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応
答を示す仮想アレーベクトルとの積算ベクトル値を減算
し、 この減算したベクトル値の２乗ノルム式と入射波の番号
についての総計演算値との積算値である評価関数を算出
し、この評価関数が最小になるように上記変換行列を決
定することを特徴とする測角信号処理装置における測角
信号処理方法。 - 【請求項３】 複数の受波素子からなる実アレーの受信
チャネルの受信信号を互いに等間隔で線形に配列した複
数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの受信チャネル
の仮想的な受信信号に変換する変換行列を求め、 この変換行列を実アレーの受信チャネルの受信信号に作
用させて受信チャネルの仮想的な受信信号を求める処理
を行い、 この受信チャネルの仮想的な受信信号を用いて受波素子
に入射する波の入射方向を推定する測角信号処理装置に
おける測角信号処理方法において、 上記実アレーに概略の入射角度から入射する波の各受信
チャネルにおける振幅と位相の応答を示す実アレーベク
トルから上記変換行列と上記仮想アレーに概略の角度か
ら入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応
答を示す仮想アレーベクトルとの積算ベクトル値を減算
し、 この減算したベクトル値の２乗ノルム式の所定の角度範
囲の値の平均値と入射波の番号についての総計演算値と
の積算値である評価関数を算出し、この評価関数が最小
になるように上記変換行列を決定することを特徴とする
測角信号処理装置における測角信号処理方法。 - 【請求項４】 複数の受波素子からなる実アレーの受信
チャネルの受信信号を互いに等間隔で線形に配列した複
数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの受信チャネル
の仮想的な受信信号に変換する変換行列を求め、 この変換行列を実アレーの受信チャネルの受信信号に作
用させて受信チャネルの仮想的な受信信号を求める処理
を行い、 この受信チャネルの仮想的な受信信号を用いて受波素子
に入射する波の入射方向を推定する測角信号処理装置に
おける測角信号処理方法において、 上記実アレーに概略の入射角度から入射する波の各受信
チャネルにおける振幅と位相の応答を示す実アレーベク
トルの相互相関値を要素とする相関行列を求め、この相
関行列の複数個の部分行列を平均することにより平均化
相関行列を求め、この平均化相関行列について、ＭＵＳ
ＩＣアルゴリズムにより波の入射方向を推定する処理を
行い、 このＭＵＳＩＣアルゴリズムで求める上記相関行列の固
有ベクトルと上記実アレーベクトルとの内積の逆数で与
えられる方位スペクトルが所定の値を超える角度範囲に
おける値の平均値を最小にするように上記変換行列を決
定することを特徴とする測角信号処理装置における測角
信号処理方法。 - 【請求項５】 仮想アレーの受信チャネルの仮想的な受
信信号の相互相関値を要素とする相関行列を求め、この
相関行列の複数個の部分行列を平均することにより平均
化相関行列を求め、この平均化相関行列についてＭＵＳ
ＩＣアルゴリズムにより波の概略の入射角度を推定する
処理を行い、この処理値を概略の入射角度とすることを
特徴とする請求項２または請求項３記載の測角信号処理
装置における測角信号処理方法。 - 【請求項６】 仮想アレーの受信チャネルの仮想的な受
信信号の相互相関値を要素とする相関行列を求め、この
相関行列の複数個の部分行列を平均することにより平均
化相関行列を求め、この平均化相関行列についてＭＵＳ
ＩＣアルゴリズムもしくはＥＳＰＲＩＴアルゴリズムに
より波の入射角度を推定することを特徴とする請求項２
から請求項４のうちいずれか１項記載の測角信号処理装
置における測角信号処理方法。 - 【請求項７】 実アレーの受信チャネルの受信信号を用
いて互いに異なる所定の方向を指向したビームを複数本
形成する処理を行い、ビームの出力信号の電力が最も高
い数本のビームを選択する処理を行い、上記ビームを選
択する処理で抽出されたビームの指向方向を概略の入射
角度とすることを特徴とする請求項２、請求項３または
請求項６のうちのいずれか１項記載の測角信号処理装置
における測角信号処理方法。 - 【請求項８】 互いに等間隔で線形に配列した複数の仮
想の受波素子からなる仮想アレーの配列を波の概略の入
射角に合わせて定めることを特徴とする請求項２または
請求項７記載の測角信号処理装置における測角信号処理
方法。 - 【請求項９】 互いに等間隔で線形に配列した複数の仮
想の受波素子からなる仮想アレーの配列が波の概略の入
射角に垂直になるように定めることを特徴とする請求項
２または請求項３記載の測角信号処理装置における測角
信号処理方法。 - 【請求項１０】 複数の受波素子からなる実アレーの受
信チャネルの受信信号を互いに等間隔で線形に配列した
複数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの受信チャネ
ルの仮想的な受信信号に変換する変換行列を求め、 この変換行列を実アレーの受信チャネルの受信信号に作
用させて受信チャネルの仮想的な受信信号を求める処理
を行い、 この受信チャネルの仮想的な受信信号を用いて受波素子
に入射する波の入射角度を推定する測角信号処理装置に
おける測角信号処理方法において、 上記実アレーに概略の入射角度から入射する波の各受信
チャネルにおける振幅と位相の応答を示す実アレーベク
トルから上記変換行列と上記仮想アレーに概略の角度か
ら入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応
答を示す仮想アレーベクトルとの積算ベクトル値を減算
し、 この減算したベクトル値の２乗ノルム式と入射波の番号
についての総計演算値との積算値である評価関数を算出
し、この評価関数が最小になるように上記変換行列を決
定し、 この変換行列を実アレーの受信チャネルの受信信号に作
用させて受信チャネルの仮想的な受信信号を求める処理
を行い、この受信チャネルの仮想的な受信信号を用いて
受波素子に入射する波の入射角度を推定する測角処理を
行い、 この推定入射角と上記概略の入射角度との差が所定の値
に比べ小さければ上記推定入射角を測角結果と出力し、
一方大きければ、上記推定入射角を上記概略の入射角度
に置き換えて上記変換行列を決定する処理に戻ることを
特徴とする測角信号処理装置における測角信号処理方
法。 - 【請求項１１】 複数の受波素子からなる実アレーの受
信チャネルの受信信号を互いに等間隔で線形に配列した
複数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの受信チャネ
ルの仮想的な受信信号に変換する変換行列を求め、 この変換行列を実アレーの受信チャネルの受信信号に作
用させて受信チャネルの仮想的な受信信号を求める処理
を行い、 この受信チャネルの仮想的な受信信号を用いて受波素子
に入射する波の入射方向を推定する測角信号処理装置に
おける測角信号処理方法において、 上記実アレーに概略の入射角度から入射する波の各受信
チャネルにおける振幅と位相の応答を示す実アレーベク
トルから上記変換行列と上記仮想アレーに概略の角度か
ら入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応
答を示す仮想アレーベクトルとの積算ベクトル値を減算
し、 この減算したベクトル値の２乗ノルム式の所定の角度範
囲の値の平均値と入射波の番号についての総計演算値と
の積算値である評価関数を算出し、この評価関数が最小
になるように上記変換行列を決定し、 この変換行列を実アレーの受信チャネルの受信信号に作
用させて受信チャネルの仮想的な受信信号を求める処理
を行い、この受信チャネルの仮想的な受信信号を用いて
受波素子に入射する波の入射角度を推定する測角処理を
行い、 この推定入射角と上記概略の入射角度との差が所定の値
に比べ小さければ上記推定入射角を測角結果として出力
し、一方大きければ、上記推定入射角を上記概略の入射
角度に置き換えて上記変換行列を決定する処理に戻るこ
とを特徴とする測角信号処理装置における測角信号処理
方法。 - 【請求項１２】 仮想アレーの受信チャネルの仮想的な
受信信号の相互相関値を要素とする相関行列を求め、こ
の相関行列の複数個の部分行列を平均することにより平
均化相関行列を求め、この平均化相関行列についてＭＵ
ＳＩＣアルゴリズムにより波の概略の入射角度を推定す
る処理を行い、波の入射角度を上記概略の入射角度とす
ることを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の
測角信号処理装置における測角信号処理方法。 - 【請求項１３】 仮想アレーの受信チャネルの仮想的な
受信信号の相互相関値を要素とする相関行列を求め、こ
の相関行列の複数個の部分行列を平均することにより平
均化相関行列を求め、この平均化相関行列についてＭＵ
ＳＩＣアルゴリズムもしくはＥＳＰＲＩＴアルゴリズム
により波の入射角度を推定することを特徴とする請求項
１０または請求項１１記載の測角信号処理装置における
測角信号処理方法。 - 【請求項１４】 各実アレーの受波素子を介して受信信
号を受信し、マルチビームを形成してそれぞれのビーム
の出力信号を算出するビーム出力信号算出手段と、 このビーム出力信号算出手段で算出した各ビームの出力
信号の電力を算出する出力信号電力算出手段と、 この出力信号電力算出手段からの各ビームの出力信号の
電力を比較して、最も高い電力となる数個のビームを選
択することにより、概略の波の入射角度を決定して粗測
角結果として出力する概略入射角度決定手段と、 この概略入射角度決定手段で推定された粗測角結果を改
めて角度セクタと設定し直し、再度、仮想等間隔リニア
アレーのステアリングベクトルで定義されるアレー変換
行列を算出する変換行列再算出手段と、 この変換行列再算出手段で得たアレー変換行列から得た
第１の相関行列を用いて第４の相関行列を算出し、この
第４の相関行列を空間スムージング処理し第５の相関行
列を算出する第２の空間スムージング行列算出手段と、 この第２の空間スムージング行列算出手段で得た第５の
相関行列をＭＵＳＩＣ測角処理し波の入射角を推定する
第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段と、 この第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段で推定された波の入
射角を表示する測角結果出力手段とを備えた測角信号処
理装置。 - 【請求項１５】 仮想等間隔リニアアレーのステアリン
グベクトルを設定する仮想アレー配列設定手段と、 この仮想等間隔リニアアレーのステアリングベクトルで
定義されるアレー変換行列を算出するアレー変換行列算
出手段と、 各実アレーの受波素子からの受信信号を観測し、それら
の第１の相関行列を算出する相関行列算出手段と、 上記アレー変換行列算出手段からのアレー変換行列と上
記相関行列算出手段からの第１の相関行列とを入力し、
これらアレー変換行列と第１の相関行列とを用いて第２
の相関行列を算出し、この第２の相関行列を空間スムー
ジング処理し第３の相関行列を算出する第１の空間スム
ージング行列算出手段と、 この第１の空間スムージング行列算出手段からの空間ス
ムージング処理された第３の相関行列をＭＵＳＩＣ測角
処理し、入射方向推定値の近傍の角度範囲としての粗測
角結果のみを推定する第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段
と、 この第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段で推定された粗測角
結果を参照し、仮想リニアアレーの素子配列を再設定す
る仮想リニアアレー再設定手段と、 この第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段で推定された粗測角
結果を改めて角度セクタと設定し直し、この角度セクタ
における仮想等間隔リニアアレーのステアリングベクト
ルで定義されるアレー変換行列を算出する変換行列再算
出手段と、 この変換行列再算出手段から得たアレー変換行列と上記
仮想リニアアレー再設定手段から得た仮想リニアアレー
の素子配列を用いて第４の相関行列を算出し、この第４
の相関行列を空間スムージング処理し第５の相関行列を
算出する第２の空間スムージング行列算出手段と、 この第２の空間スムージング行列算出手段で得た第５の
相関行列をＭＵＳＩＣ測角処理し波の入射角を推定する
第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段と、 この第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段で推定された波の入
射角を表示する測角結果出力手段とを備えた測角信号処
理装置。 - 【請求項１６】 仮想等間隔リニアアレーのステアリン
グベクトルを設定する仮想アレー配列設定手段と、 この仮想等間隔リニアアレーのステアリングベクトルで
定義されるアレー変換行列を算出するアレー変換行列算
出手段と、 各実アレーの受波素子からの受信信号を観測し第１の相
関行列を算出する相関行列算出手段と、 上記アレー変換行列算出手段からのアレー変換行列と上
記相関行列算出手段からの第１の相関行列とを入力し、
これらアレー変換行列と第１の相関行列とを用いて第２
の相関行列を算出し、この第２の相関行列を空間スムー
ジング処理し第３の相関行列を算出する第１の空間スム
ージング行列算出手段と、 この第１の空間スムージング行列算出手段からの空間ス
ムージング処理された第３の相関行列をＭＵＳＩＣ測角
処理し、入射方向推定値の近傍の角度範囲としての粗測
角結果のみを推定する第１のＭＵＳＩＣ測角処理手段
と、 このＭＵＳＩＣ測角処理手段が推定した測角結果を記憶
する測角結果記憶手段と、 この測角結果記憶手段に記憶されている粗測角結果を改
めて角度セクタと設定し直し、この角度セクタにおける
仮想等間隔リニアアレーのステアリングベクトルで定義
されるアレー変換行列を算出する変換行列再算出手段
と、 この変換行列再算出手段で得たアレー変換行列と上記相
関行列算出手段で得た第１の相関行列を用いて第４の相
関行列を算出し、この第４の相関行列を空間スムージン
グ処理し第５の相関行列を算出する第２の空間スムージ
ング行列算出手段と、 この第２の空間スムージング行列算出手段で得た第５の
相関行列をＭＵＳＩＣ測角処理し、波の入射角を推定す
る第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段と、 この第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段で推定された測角結
果と上記測角結果記憶手段４１に記憶された測角結果と
を比較し、その差が所定の閾値より小さいか否かを判断
し、小さい場合には第２のＭＵＳＩＣ測角処理手段で推
定された測角結果を出力する測角結果更新幅判定手段
と、 この測角結果更新幅判定手段で推定された波の入射角を
表示する測角結果出力手段とを備えた測角信号処理装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33337597A JP3428884B2 (ja) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | 測角信号処理装置およびこの測角信号処理装置における測角信号処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33337597A JP3428884B2 (ja) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | 測角信号処理装置およびこの測角信号処理装置における測角信号処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11166965A JPH11166965A (ja) | 1999-06-22 |
| JP3428884B2 true JP3428884B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=18265417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33337597A Expired - Lifetime JP3428884B2 (ja) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | 測角信号処理装置およびこの測角信号処理装置における測角信号処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3428884B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000199784A (ja) | 1999-01-06 | 2000-07-18 | Nec Corp | 希望波到来方向推定方法 |
| GB2347036B (en) * | 1999-01-06 | 2003-09-10 | Nec Corp | Method for estimating arrival direction of desired wave |
| JP4536281B2 (ja) * | 2001-03-12 | 2010-09-01 | 三菱電機株式会社 | 方位探知方法および方位探知装置 |
| KR100434429B1 (ko) * | 2001-07-24 | 2004-06-07 | 한국전자통신연구원 | 배열 센서의 가상 확장을 이용한 입사각 추정 방법 |
| JP4594680B2 (ja) * | 2004-09-06 | 2010-12-08 | 株式会社東芝 | 測高レーダ装置とその測角処理方法 |
| JP4725879B2 (ja) * | 2004-09-07 | 2011-07-13 | 株式会社国際電気通信基礎技術研究所 | 到来方向推定装置 |
| JP2007232632A (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-13 | Mitsubishi Electric Corp | 測角装置及び測角方法 |
| JP2008267909A (ja) * | 2007-04-18 | 2008-11-06 | Mitsubishi Electric Corp | 信号処理装置およびその方法 |
| JP5121366B2 (ja) * | 2007-09-21 | 2013-01-16 | 株式会社東芝 | 方向測定装置 |
| JP2012168156A (ja) * | 2011-02-11 | 2012-09-06 | National Univ Corp Shizuoka Univ | 車載用のマルチビーム方式レーダ装置、マルチビーム方式レーダ方法およびマルチビーム方式レーダプログラム |
| JP5601314B2 (ja) | 2011-12-13 | 2014-10-08 | 株式会社デンソー | レーダ装置 |
| JP7260427B2 (ja) * | 2019-07-18 | 2023-04-18 | 株式会社デンソーテン | 信号処理装置、レーダ装置、および、信号処理方法 |
| CN110927660B (zh) * | 2019-11-21 | 2023-04-21 | 华南理工大学 | 一种基于互质阵列的混合信号波达方向估计方法 |
-
1997
- 1997-12-03 JP JP33337597A patent/JP3428884B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11166965A (ja) | 1999-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3428884B2 (ja) | 測角信号処理装置およびこの測角信号処理装置における測角信号処理方法 | |
| CN110018452B (zh) | 使用虚拟接收信号的生成来估计到达方向的方法和设备 | |
| JP2011053056A (ja) | 到来方向推定装置及び方法 | |
| JP2988463B2 (ja) | 方向探知装置及びそのための測定結果処理装置 | |
| JP3477132B2 (ja) | 到来波の入射方位角測定装置 | |
| CN110673086A (zh) | 一种基于数字阵列雷达的二维角度超分辨方法 | |
| JPH0782053B2 (ja) | アパーチャ合成ラジオメータ | |
| JP2017036990A (ja) | 到来方向推定装置 | |
| RU2393498C2 (ru) | Способ поляризационно-чувствительного пеленгования радиосигналов (варианты) | |
| Cao et al. | Direction of arrival estimation for monostatic multiple-input multiple-output radar with arbitrary array structures | |
| Ren et al. | Extending MUSIC to single snapshot and on line direction finding applications | |
| JP2010078420A (ja) | 電波方向探知装置およびビーム形成装置 | |
| JP4187985B2 (ja) | 測角装置、測角方法及びプログラム | |
| JP2004361377A (ja) | 電波到来方向探知方法 | |
| CN113391266B (zh) | 基于非圆多嵌套阵降维子空间数据融合的直接定位方法 | |
| RU2385467C1 (ru) | Способ пространственной поляризационно-чувствительной локализации многолучевых радиосигналов | |
| JP4536281B2 (ja) | 方位探知方法および方位探知装置 | |
| CN111123250B (zh) | 基于模式搜索算法的脉冲多普勒雷达和波束形成方法 | |
| KR102030994B1 (ko) | 배열 안테나 장치 및 배열 안테나 장치의 공간 스펙트럼 합성 방법 | |
| JP4275425B2 (ja) | レーダ装置 | |
| JP6887571B2 (ja) | 信号処理回路、レーダ装置、信号処理方法及び信号処理プログラム | |
| JP4060001B2 (ja) | 測角装置及び測角方法 | |
| JP6415392B2 (ja) | 信号処理装置 | |
| Shen et al. | A blind direction of arrival and mutual coupling estimation scheme for nested array | |
| JP2005201798A (ja) | 到来方位測定システム及び到来方位測定方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080516 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090516 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100516 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100516 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130516 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140516 Year of fee payment: 11 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |