JP3462335B2 - 受信処理装置 - Google Patents

受信処理装置

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JP3462335B2
JP3462335B2 JP04142996A JP4142996A JP3462335B2 JP 3462335 B2 JP3462335 B2 JP 3462335B2 JP 04142996 A JP04142996 A JP 04142996A JP 4142996 A JP4142996 A JP 4142996A JP 3462335 B2 JP3462335 B2 JP 3462335B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線局等から送信
される信号を受信し、その信号を分析するための受信処
理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、目標の到来信号を探す場
合、受信処理装置側の受信方位と受信周波数が到来信号
のそれと一致しなければならない。そのために、従来の
受信処理装置では、図4に示すように、受信方位を一致
させるために、固定値のビーム幅を持つビームアンテナ
ATを電気的または機械的に走査して空間的に信号を捜
し、受信周波数を一致させるために、固定値の帯域幅を
持つ受信処理部RCで周波数軸上を掃引して信号を捜す
ようにしている。
【0003】一般に、ビーム幅とアンテナ利得の関係
は、ビーム幅が狭いほどアンテナ利得が高く、ビーム幅
が広くなるに従ってアンテナ利得は低くなる。したがっ
て、到来信号の探知確率を上げるには、走査する空間の
幅を広げるためにビーム幅を広くする必要があり、微弱
な信号を捜すには、アンテナ利得を上げるためにビーム
幅を狭くする必要がある。
【0004】また、一般に、受信帯域幅と受信感度の関
係は、受信帯域幅が狭いほど受信感度が高く、受信帯域
幅が広くなるに従って受信感度は低くなる。したがっ
て、到来信号の探知確率を上げるには、掃引する周波数
の幅を広げるために受信帯域幅を広くする必要があり、
微弱な信号を捜すには、受信感度を上げるために受信帯
域幅を狭くする必要がある。
【0005】これに対し、従来の受信処理装置では、固
定値のビーム幅と受信帯域幅を持っていたため、微弱な
信号から強力な信号まで、全ての信号に対して最高の探
知性能を発揮することは不可能であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
受信処理装置では、微弱な信号から強力な信号まで、全
ての到来信号に対して、最高の探知性能を発揮すること
は不可能であった。本発明は、上記の問題を解決し、微
弱な信号から強力な信号まで、全ての到来信号に対し
て、最高の探知性能を発揮することのできる受信処理装
置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明に係る受信処理装置は、それぞれ到来信号を
受信する複数の空中線と、前記複数の空中線が出力する
受信信号をそれぞれ中間周波数信号に変換する複数の受
信部と、前記複数の受信部で得られる中間周波数信号を
それぞれアナログ信号からデジタル信号に変換する複数
のA/D変換部と、前記複数のA/D変換部で得られる
デジタル信号を選択的に入力してデジタルビームフォー
ミングにより目的の信号を空間的に抽出するビーム合成
部と、このビーム合成部で抽出した信号を周波数軸から
抽出する受信処理部と、予め到来信号に関する情報が蓄
えられている受信データベース部と、指定される受信目
標に基づいて前記受信データベース部から対応する到来
信号に関する情報を読出し、その情報に基づいて前記ビ
ーム合成部の最適ビーム幅及び受信処理部の受信帯域幅
を算出し、その算出結果に基づいて前記ビーム合成部及
び受信処理部を制御する受信管理部とを具備して構成さ
れる。
【0008】特に、前記受信データベース部には、予め
指定目標に関する信号諸元、設置位置の情報を格納する
ようにしたことを特徴とする。この場合、前記受信管理
部は、前記受信データベース部から送信電力、送信周波
数等の信号諸元及び設置位置のデータを読出す第1の処
理過程と、この処理過程で読み出された情報から伝送ロ
スを計算して目標信号の予想受信電力を算出する第2の
処理過程と、前記指定目標の信号諸元となるパルス幅の
データから信号を再生するのに必要な受信帯域幅を算出
する第3の処理過程と、この過程で算出された受信帯域
幅から必要な受信感度を算出する第4の処理過程と、前
記第2の処理過程で得られた予想受信電力から前記第4
の処理過程で得られた必要受信感度を減算することで、
前記指定目標の信号を受信するのに必要なアンテナ利得
を算出する第5の処理過程と、この過程で得られた必要
アンテナ利得と前記第4の処理過程で得られた必要受信
感度を加算することで、前記指定目標の信号を受信する
のに必要なシステム利得を算出する第6の処理過程と、
この過程で得られた必要システム利得を既知の最大シス
テム利得から減じることで余剰利得を算出する第7の処
理過程と、この過程で得られた余剰利得をアンテナビー
ム幅及び受信帯域幅を広げるために配分して、設定ビー
ム幅及び設定受信帯域幅のデータを算出する第8の処理
過程と、この過程で得られたデータに基づいて前記ビー
ム合成部に対してビーム幅を、受信処理部に対して受信
帯域幅を設定する第9の処理過程とを備えることを特徴
とする。
【0009】また、前記ビーム合成部及び受信処理部は
複数系統備え、前記受信管理部は各系統のビーム合成部
及び受信処理部を独立に制御することを特徴とする。前
記受信処理部は、受信帯域幅を任意に設定可能なデジタ
ルフィルタを備えることを特徴とする。
【0010】すなわち、本発明では、DBF(デジタル
・ビーム・フォーミング)方式による空中線によりアン
テナビーム幅(利得)を可変制御し、デジタルフィルタ
により受信処理部の受信帯域幅を可変制御することによ
り、捜し出す信号に応じてこれらを最適に制御して、最
高の探知確率を発揮する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図1乃至図3を参照して本
発明の一実施形態を説明する。図1は本発明の実施形態
による受信処理装置の構成を示すもので、11、12、
…、1nは到来信号を受信するための広覆域の空中線で
ある。受信部21、22、…、2nはそれぞれ対応する
空中線11〜1nが出力する受信信号を高周波増幅し、
中間周波数信号に変換して出力する。A/D変換部3
1、32、…、3nはそれぞれ対応する受信部21〜2
nからの中間周波数信号をアナログ信号からデジタル信
号に変換する。
【0012】ビーム合成部4は各A/D変換部31〜3
nで得られたデジタル信号の位相と振幅を制御すること
により受信ビームを合成し、目的の信号を空間的に抽出
する。受信処理部5はビーム合成部4で空間的に抽出し
た信号を周波数軸から抽出する。
【0013】受信管理部6はビーム合成部4及び受信処
理部5を到来信号に対して最適に働くように制御する。
受信データベース部7は到来信号に関する情報が予め蓄
えられ、受信処理結果に応じて適宜更新される。
【0014】上記構成において、以下にその運用手段に
ついて説明する。まず、受信データベース部7に、探し
出す目標に関するデータとして、例えばレーダの場合、
各レーダに対する信号諸元(送信出力、送信周波数、パ
ルス繰り返し周波数、パルス幅、アンテナ走査方式、ア
ンテナ走査速度等)、設置位置(移動目標の場合は、順
次入力されるものとする)等を登録しておく。
【0015】次に、受信管理部6に受信目標を指定す
る。これにより、受信管理部6は、受信データベース部
7に登録されているデータをもとに、図2に示す処理ア
ルゴリズムに従ってビーム合成部4及び受信処理部5を
制御する。
【0016】図2において、まず、受信データベース部
7から送信電力、送信周波数及び設置位置のデータを読
出し(ステップS1)、伝送ロスを計算することで目標
信号の受信電力を予想する(ステップS2)。
【0017】次に、目標のパルス幅のデータから信号を
再生するのに必要な受信帯域幅を算出し(ステップS
3)、必要な受信感度を算出する(ステップS4)。ス
テップS4において、必要な受信感度は受信帯域幅から
一義的に算出することができる。
【0018】続いて、目標を受信するのに必要なアンテ
ナ利得の算出(ステップS5)、必要システム利得の算
出(ステップS6)、余剰利得の算出(ステップS7)
を行う。ステップS5において、必要アンテナ利得は予
想受信電力から必要受信感度を減算することにより求め
られる。ステップS6において、必要システム利得は必
要アンテナ利得と必要受信感度の和から求められる。ス
テップS7において、余剰利得はシステムが有する最大
システム利得から先の必要システム利得を減算すること
により求められる。
【0019】さらに、ステップS7で算出された余剰利
得をアンテナビーム幅及び受信帯域幅を広げるために配
分して、設定ビーム幅及び設定受信帯域幅のデータを算
出し(ステップS8)、ビーム合成部4に対してアンテ
ナ利得(ビーム幅)を、受信処理部5に対して受信帯域
幅を設定する(ステップS9)。
【0020】以上の設定に応じて、ビーム合成部4は、
DBF(デジタル・ビーム・フォーミング)方式によ
り、各空中線11〜1nで受信した信号をデジタル処理
で位相と振幅を制御して、ビーム幅を任意に可変するこ
とが可能であり、設定されたデータに従ってビーム幅を
制御する。受信処理部5は、デジタルフィルタ等により
受信帯域幅を任意に可変することが可能であり、設定さ
れたデータに従って受信帯域幅を制御する。
【0021】したがって、上記構成による受信処理装置
は、以上の処理により必要最小限のシステム感度が設定
され、これによって余った利得を配分して、ビーム幅を
広げる方向に変換したり、受信帯域幅を広げる方向に制
御することができ、探知確率を向上させることができ
る。
【0022】また、さらに探知確率を上げるためには、
図3に示すように、複数系統のビーム合成部41〜4n
と受信処理部51〜5nを用意し、マルチビームを形成
して複数の受信ビームで信号を捜すことも可能である。
【0023】この場合、総合的な探知確率を上げるた
め、複数の受信ビームの走査方法や受信処理部51〜5
nの受信周波数についても受信管理部6が最適な制御を
行うとよい。
【0024】例えば、ある狭い周波数範囲を探す場合、
各ビーム合成部41〜4nに受信ビームの走査空間を分
担させ、各受信処理部51〜5nに同一の周波数を受信
させるようにする。逆に、ある決まった方位を探す場
合、各ビーム合成部41〜4nに受信ビームを同一の方
位に指向させ、各受信処理部51〜5nで異なった周波
数を受信させるようにする。
【0025】このように、状況に応じて受信ビームの指
向制御、受信周波数を選択制御することによって、最適
な探知確率が得られるようになる。したがって、上記構
成による受信処理装置は、DBF方式による空中線11
〜1nによりアンテナビーム幅(利得)を可変制御し、
電気的にビームを走査し、デジタルフィルタにより受信
処理部51〜5nの受信帯域幅を可変制御するようにし
ているので、捜し出す信号に応じてアンテナビーム幅及
び受信帯域幅を最適に制御することができ、これによっ
て最高の探知確率を発揮することができる。
【0026】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、DBF
方式による空中線によりアンテナビーム幅(利得)を可
変制御し、電気的にビームを走査し、デジタルフィルタ
により受信処理部の受信帯域幅を可変制御することが可
能であるから、捜し出す信号に応じてアンテナビーム幅
及び受信帯域幅を最適に制御して、最高の探知確率を発
揮することのできる受信処理装置を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による受信処理装置の一実施形態の構成
を示す図である。
【図2】同実施形態の受信管理部の処理アルゴリズムを
示すフローチャートである。
【図3】本発明による受信処理装置の他の実施形態の構
成を示す図である。
【図4】従来の受信処理装置の構成図である。
【符号の説明】
AT…アンテナ RC…受信機 11〜1n…空中線 21〜2n…受信部 31〜3n…A/D変換部 4,41〜4n…ビーム合成部 5,51〜5n…受信処理部 6…受信管理部 7…受信データベース部
───────────────────────────────────────────────────── 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 G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】それぞれ到来信号を受信する複数の空中線
    と、 前記複数の空中線が出力する受信信号をそれぞれ中間周
    波数信号に変換する複数の受信部と、 前記複数の受信部で得られる中間周波数信号をそれぞれ
    アナログ信号からデジタル信号に変換する複数のA/D
    変換部と、 前記複数のA/D変換部で得られるデジタル信号を選択
    的に入力してデジタルビームフォーミングにより目的の
    信号を空間的に抽出するビーム合成部と、 このビーム合成部で抽出した信号を周波数軸から抽出す
    る受信処理部と、 予め到来信号に関する情報が蓄えられている受信データ
    ベース部と、 指定される受信目標に基づいて前記受信データベース部
    から対応する到来信号に関する情報を読出し、その情報
    に基づいて前記ビーム合成部の最適ビーム幅及び受信処
    理部の受信帯域幅を算出し、その算出結果に基づいて前
    記ビーム合成部及び受信処理部を制御する受信管理部と
    を具備する受信処理装置。
  2. 【請求項2】前記受信データベース部には、予め指定目
    標に関する信号諸元、設置位置の情報を格納するように
    したことを特徴とする請求項1記載の受信処理装置。
  3. 【請求項3】前記受信管理部は、 前記受信データベース部から信号諸元及び設定位置のデ
    ータを読出す第1の処理過程と、 この処理過程で読み出された情報から伝送ロスを計算し
    て目標信号の予想受信電力を算出する第2の処理過程
    と、 前記指定目標の信号諸元から信号を再生するのに必要な
    受信帯域幅を算出する第3の処理過程と、 この過程で算出された受信帯域幅から必要な受信感度を
    算出する第4の処理過程と、 前記第2の処理過程で得られた予想受信電力から前記第
    4の処理過程で得られた必要受信感度を減算すること
    で、前記指定目標の信号を受信するのに必要なアンテナ
    利得を算出する第5の処理過程と、 この過程で得られた必要アンテナ利得と前記第4の処理
    過程で得られた必要受信感度を加算することで、前記指
    定目標の信号を受信するのに必要なシステム利得を算出
    する第6の処理過程と、 この過程で得られた必要システム利得を既知の最大シス
    テム利得から減じることで余剰利得を算出する第7の処
    理過程と、 この過程で得られた余剰利得をアンテナビーム幅及び受
    信帯域幅を広げるために配分して、設定ビーム幅及び設
    定受信帯域幅のデータを算出する第8の処理過程と、 この過程で得られたデータに基づいて前記ビーム合成部
    に対してビーム幅を、受信処理部に対して受信帯域幅を
    設定する第9の処理過程とを備えることを特徴とする請
    求項記載の受信処理装置。
  4. 【請求項4】前記ビーム合成部及び受信処理部は複数系
    統備え、前記受信管理部は各系統のビーム合成部及び受
    信処理部を独立に制御することを特徴とする請求項1記
    載の受信処理装置。
  5. 【請求項5】前記受信処理部は、受信帯域幅を任意に設
    定可能なデジタルフィルタを備えることを特徴とする請
    求項1記載の受信処理装置。
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