JP3960600B2 - Direction finding device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スーパーレゾリューション方式を用いて受信信号の到来方向を探知する方向探知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複数のアンテナ素子を配列し、それら各アンテナ素子からの受信信号を統計的に処理することによって、受信信号の到来方向を探知する、いわゆるスーパーレゾリューション方式を用いた方向探知装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
図4に、スーパーレゾリューション方式を用いた従来の方向探知装置の構成の一例を示す。図4において、この方向探知装置3は、特定方向に配列された複数(n)個のアンテナ素子11〜1nと、これら複数(n)個のアンテナ素子にそれぞれ対応して接続された複数(n)個の周波数変換回路21〜2nと、これら複数(n)個の周波数変換回路21〜2nにそれぞれ対応して接続された複数(n)個のアナログ/デジタル変換変換回路(A/D変換回路)31〜3nと、これら複数(n)個のA/D変換回路31〜3nに対応して接続された複数(n)個のIQ検波回路41〜4nと、これら複数(n)個のIQ検波回路41〜4nにそれぞれ対応して接続された複数(n)個のメモリ回路51〜5nと、これら複数(n)個のメモリ回路51〜5nにそれぞれ対応して接続された複数(n)個の位相調整回路61〜6nと、これら複数(n)個の位相調整回路61〜6nに共通に接続されたスーパーレゾリューション処理回路7とから構成されている。
【0004】
上述の構成において、アンテナ素子11〜1nで受信された到来方向が未知である信号は、まず周波数変換回路21〜2nにおいて中間周波数信号に変換された後、A/D変換回路31〜3nにおいてデジタル信号に変換される。次に、IQ検波回路41〜4nにおいてデジタル信号処理により位相検波され、その出力データがメモリ回路51〜5nに記憶される。この記憶された検波出力データは、スーパーレゾリューション処理回路7から適切なタイミングで読み出されると、位相調整回路61〜6nにおいて各受信系間の伝送線路長のばらつき等に起因する位相補正を施した上で、スーパーレゾリューション処理回路7に送られる。そして、スーパーレゾリューション処理回路7においてこれらデータに統計的処理を行なうことにより、受信された信号の到来方向を算出している。
【0005】
次に、スーパーレゾリューション処理回路7の詳細な構成の一例を図5に示す。図5において、スーパーレゾリューション処理回路7は、各アンテナ素子11〜1nに対応した複数(n)個の位相調整回路61〜6nに共通に接続され、自己相関行列算出回路71と、固有値・固有ベクトル算出回路72と、モードベクトル算出回路73と、雑音部分空間射影長算出回路74と、射影長極小算出回路75とから構成されている。
【0006】
この構成において、スーパーレゾリューション処理回路7は位相調整回路61〜6nからのデータを受け取ると、まず自己相関行列算出回路71でこれらデータに対する自己相関行列を算出し、得られた自己相関行列に基づき固有値・固有ベクトル算出回路72においてその固有値及び固有ベクトルを算出する。この固有ベクトルからは、受信信号の数に特徴づけられた信号部分空間と雑音部分空間を張ることができ、これらは互いに直交補空間となっている。そして、これらの固有値及び固有ベクトルは、雑音部分空間射影長算出回路74に送られる。更に、モードベクトル算出回路73では、アンテナ素子11〜1nの各出力をそれらの配列に基づいて受信信号の到来角度の関数として表したデータ、すなわちモードベクトルが算出され、雑音部分空間射影長算出回路74に送られる。
【0007】
一方、雑音部分空間射影長算出回路74においては、固有値・固有ベクトル算出回路72からの固有値及び固有ベクトルに基づいて雑音部分空間が張られ、この雑音部分空間にモードベクトル算出回路73からのモードベクトルを射影して、その射影長を算出する。算出された射影長は射影長極小算出回路75に送出される。そして、射影長極小算出回路75においては、受け取ったモードベクトルの射影長が極小となる到来角度を算出し、受信信号の到来方向として出力している。
【0008】
このように、スーパーレゾリューション方式を用いた方向探知装置では、配列された複数個のアンテナ素子からの受信信号を統計的に処理するため、配列方向の角度分解能を高めて受信信号の到来方向を高精度に探知でき、またビーム幅内に近接して存在する複数の目標を分離できるという特徴を有する。
【0009】
しかしながら、多数のアンテナ素子を配列した場合には、個々のアンテナ素子はその開口面積が限られてアンテナ利得が制限される。特に、上述した従来の方向探知装置3のように、各アンテナ素子で受信した信号をそのままそれぞれ後続の処理回路に供給すると、微弱な信号に対しては十分な受信信号レベルを確保できなかった。
【0010】
このため、多数のアンテナ素子の配列により形成される開口面を複数に分割してサブアレイを構成し、サブアレイ単位で受信信号を合成することにより受信感度を高めたスーパーレゾリューションアレイアンテナ装置が提案されている(例えば特許文献2参照。)。サブアレイを構成して複数(m)個のアンテナ素子からの受信信号を合成した場合には、単独のアンテナ素子の場合と比較して、理論上√m倍の受信感度が得られることが知られている。
【0011】
しかし、サブアレイを構成することによって、サブアレイ間隔と受信信号の波長との関係で決定される位相の周期性により、有効な覆域が狭くなってしまう。更に、サブアレイへ分割する際に、各サブアレイを構成する複数個のアンテナ素子の組み合わせが固定化されるため、装置の受信感度をその運用状況に応じて適切に設定することが困難であった。
【0012】
【特許文献1】
特開平10−268016号公報(第7頁、図2)
【0013】
【特許文献2】
特開平8−271609号公報(第7頁、図1)
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、スーパーレゾリューション方式を用いた従来の方向探知装置においては、多数のアンテナ素子を配列して角度分解能を高めているが、個々のアンテナ素子で得られるアンテナ利得には限度があり、これを解決するためにサブアレイを構成してアンテナ利得を向上させると覆域を確保することが困難であった。
【0015】
本発明は上述の事情を考慮してなされたものであり、角度分解能及び覆域を損なうことなく、方向探知に必要な受信感度を適切に確保できる方向探知装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第1の発明の方向探知装置は、特定方向に配列された複数(n)個のアンテナ素子と、これら配列された複数(n)個のアンテナ素子に対応して接続された複数(n)個の周波数変換回路と、これら複数(n)個の周波数変換回路に対応して接続された複数(n)個のA/D変換回路と、これら複数(n)個のA/D変換回路に対応して接続された複数(n)個のIQ検波回路と、これら複数(n)個のIQ検波回路に対応して接続された複数(n)個のメモリ回路と、これら複数(n)個のメモリ回路に対応して接続された複数(n)個の位相調整回路と、これら複数(n)個の位相調整回路からの出力を、サブアレイを構成する前記アンテナ素子の数(m)に基づき前記配列の順序に従って一つずつずらせたm個ずつの組み合わせで合成する複数(n−m+1)個の合成回路と、これら複数(n−m+1)個の合成回路に共通に接続され、信号部分空間とその直交補空間である雑音部分空間とにより前記配列された複数(n)個のアンテナ素子で受信した信号の到来方向を探知するスーパーレゾリューション処理回路とを具備したことを特徴とする。
【0017】
また、第2の発明の方向探知装置は、特定方向に配列された複数(n)個のアンテナ素子と、これら配列された複数(n)個のアンテナ素子に対応して接続された複数(n)個の周波数変換回路と、これら複数(n)個の周波数変換回路に対応して接続された複数(n)個のA/D変換回路と、これら複数(n)個のA/D変換回路に対応して接続された複数(n)個のIQ検波回路と、これら複数(n)個のIQ検波回路に対応して接続された複数(n)個のメモリ回路と、これら複数(n)個のメモリ回路に対応して接続された複数(n)個の位相調整回路と、これら複数(n)個の位相調整回路からの出力を、あらかじめ設定されるサブアレイを構成する前記アンテナ素子の数(m)に基づき前記配列の順序に従って一つずつずらせたm個ずつの組み合わせで合成し、(n−m+1)個の合成信号を出力する合成回路と、この合成回路に接続され、信号部分空間とその直交補空間である雑音部分空間とにより前記配列された複数(n)個のアンテナ素子で受信した信号の到来方向を探知するスーパーレゾリューション処理回路とを具備したことを特徴とする。
【0018】
本発明によれば、複数(n)個のアンテナ素子で受信した信号を、前記アンテナ素子の配列の順序に従って一つずつずらせた複数(m)個ずつの組み合わせで合成後、得られた(n−m+1)個の合成信号をスーパーレゾリューション処理することにより、有効な覆域を損なうことなく受信感度を向上させた方向探知装置を得ることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明による方向探知装置の実施の形態を、図1乃至図3を参照して説明する。なお、図4及び図5に示した従来の方向探知装置3及びスーパーレゾリューション回路7と同一構成には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【0020】
(第1の実施の形態)
図1は、本発明に係る方向探知装置の第1の実施の形態を示す構成図である。この方向探知装置1は、特定方向に配列された複数(n)個のアンテナ素子11〜1nと、これら複数(n)個のアンテナ素子にそれぞれ対応して接続された複数(n)個の周波数変換回路21〜2nと、これら複数(n)個の周波数変換回路21〜2nにそれぞれ対応して接続された複数(n)個のアナログ/デジタル変換変換回路(A/D変換回路)31〜3nと、これら複数(n)個のA/D変換回路31〜3nに対応して接続された複数(n)個のIQ検波回路41〜4nと、これら複数(n)個のIQ検波回路41〜4nにそれぞれ対応して接続された複数(n)個のメモリ回路51〜5nと、これら複数(n)個のメモリ回路51〜5nにそれぞれ対応して接続された複数(n)個の位相調整回路61〜6nと、 これら複数(n)個の位相調整回路61〜6nからの出力をアンテナ素子11〜1nの配列の順序に従って一つずつずらしながら、サブアレイを構成するアンテナ素子の数であるm個ずつの組み合わせで合成する複数(n−m+1)個の合成回路81〜8(n−m+1)と、これら複数(n―m+1)個の合成回路81〜8(n−m+1)に共通に接続されたスーパーレゾリューション処理回路7とから構成されている。
【0021】
また、スーパーレゾリューション処理回路7は図5で示したと同様、自己相関行列算出回路71と、固有値・固有ベクトル算出回路72と、モードベクトル算出回路73と、雑音部分空間射影長算出回路74と、射影長極小算出回路75とから構成されている。スーパーレゾリューション処理回路7においては、合成回路81〜8(n−m+1)からのデータに基づき、受信信号の数に特徴づけられた信号部分空間とその直交補空間である雑音部分空間を張ることができる固有ベクトルを算出するとともに、その雑音部分空間にモードベクトルを射影して受信信号の到来方位を判定している。
【0022】
前記構成において、アンテナ素子11〜1nで受信された到来方向が未知である信号は、まず周波数変換回路21〜2nにおいて中間周波数信号に変換された後、A/D変換回路31〜3nにおいてデジタル信号に変換される。次に、IQ検波回路41〜4nにおいてデジタル信号処理により位相検波され、その出力データがメモリ回路51〜5nに記憶される。この記憶された検波出力データは、スーパーレゾリューション処理回路7から適切なタイミングで読み出されると、位相調整回路61〜6nにおいて各受信系間の伝送線路長のばらつき等に起因する位相補正を施した補正済み検波出力データ61a〜6naとして、合成回路81〜8(n−m+1)に送られる。
【0023】
合成回路81〜8(n−m+1)においては、位相調整回路61〜6nからの補正済み検波出力データ61a〜6naはサブアレイを構成するアンテナ素子の数であるm個ずつ、アンテナ素子11〜1nの配列順に従って一つずつずらせた組み合わせで合成される。このとき、前記の各合成回路において合成されるこれらデータの組み合わせは、例えばアンテナ素子が10個(n=10)、サブアレイを構成するアンテナ素子の数が4(m=4)の場合は、次のようになる。すなわち、合成回路の数は(n−m+1)の7個となり、まず、合成回路81では4つのアンテナ素子11〜14の受信信号に対応した位相調整回路61〜64からのデータが合成されて、合成データ81aが出力される。次に、合成回路82ではアンテナ素子の配列順に一つずらし、アンテナ素子12〜15の受信信号に対応した位相調整回路62〜65からのデータが合成されて、合成データ82aが出力される。以下、同様な組み合わせで順次合成され、合成回路87では位相調整回路67〜610からのデータが合成されて、合成データ87aが出力される。そして、これら合成回路からの各合成データ81a〜8(n−m+1)aはスーパーレゾリューション処理回路7に送られる。
【0024】
スーパーレゾリューション処理回路7は、合成データ81a〜8(n−m+1)aを受け取ると、図5で示したようにまず、自己相関行列算出回路71でこれらデータに対する自己相関行列を算出する。次に、得られた自己相関行列に基づき固有値・固有ベクトル算出回路72においてその固有値及び固有ベクトルを算出する。この固有ベクトルからは、受信信号の数に特徴づけられた信号部分空間と雑音部分空間を張ることができ、これらは互いに直交補空間となっている。そして、その算出結果を雑音部分空間射影長算出回路74に送る。また、モードベクトル算出回路73では、アンテナ素子11〜1nの各出力をそれらの配列に基づいて受信信号の到来角度の関数として表したデータ、すなわちモードベクトルが算出され、同じく雑音部分空間射影長算出回路74に送られる。
【0025】
一方、雑音部分空間射影長算出回路74においては、固有値・固有ベクトル算出回路72からの固有値及び固有ベクトルに基づいて雑音部分空間が張られ、この雑音部分空間にモードベクトル算出回路73からのモードベクトルを射影して、その射影長を算出する。算出された射影長は射影長極小算出回路75に送出される。そして、射影長極小算出回路75においては、受け取ったモードベクトルの射影長が極小となる到来角度を算出し、受信信号の到来方向として出力している。
【0026】
本発明の第1の実施の形態においては、複数(n)個のアンテナ素子11〜1nで受信した信号を、サブアレイを構成するアンテナ素子の数であるm個ずつ、配列の順序に従って一つずつずらせた組み合わせで合成して得られる(n−m+1)個の合成信号をスーパーレゾリューション処理している。サブアレイを構成して受信信号を合成した場合のアンテナ利得、角度分解能、及び覆域の関係を図2に示す。
【0027】
図2(a)は、上記本発明におけるサブアレイを構成して受信信号を合成した場合を、また図2(b)は、サブアレイを構成しない場合をそれぞれモデル化したものである。図2(a)においては、各アンテナ素子11〜1nで受信した信号をサブアレイ間でオーバーラップさせて合成しているため、サブアレイを構成しない場合(図2(b))と同等のアンテナ間隔でサブアレイが配列されたことになり、所望する覆域を狭めることなくアンテナ利得を上げることができ、方向探知の受信感度を向上させることができる。
【0028】
(第2の実施の形態)
図3は、本発明に係る方向探知装置の第2の実施の形態を示す構成図である。この方向探知装置2は、上述した第1の実施の形態とは位相調整回路61〜6nとスーパーレゾリューション処理回路7との間の回路構成が異なるので、その相違点のみを説明する。
【0029】
第2の実施形態の方向探知装置2においては、選択合成回路9及びサブアレイ素子数設定回路10を有している。選択合成回路9は、サブアレイ素子数設定回路10からのサブアレイを構成するアンテナ素子の数mに基づき位相調整回路61〜6nからの補正済み検波出力データ61a〜6naを合成し、合成データ9a1〜9a(n−m+1)をスーパーレゾリューション処理回路7に送出する。また、サブアレイ素子数設定回路10は、設定操作によりあらかじめ設定されたサブアレイを構成するアンテナ素子の数mを、選択合成回路9に送出する。
【0030】
上記の構成においては、位相調整回路61〜6nからの補正済み検波出力データ61a〜6naは、選択合成回路9において、サブアレイを構成するアンテナ素子の数であるm個ずつ、アンテナ素子11〜1nの配列順に従って一つずつずらせた組み合わせで合成され、(n−m+1)個の合成データ9a1〜9a(n−m+1)が出力される。ここで、前記のmは、サブアレイ素子数設定回路10から設定されるサブアレイを構成するアンテナ素子の数であり、設定操作により、その値は変更することができる。
【0031】
選択合成回路9から出力される合成データ9a1〜9a(n−m+1)は、例えばアンテナ素子が10個(n=10)、サブアレイ素子数設定回路10からのサブアレイを構成するアンテナ素子の数が4(m=4)の場合は、次のようになる。すなわち、出力される合成データの数は(n−m+1)の7個となり、4つのアンテナ素子11〜14の受信信号に対応した位相調整回路61〜64からのデータを合成した合成データ9a1、アンテナ素子12〜15の受信信号に対応した位相調整回路62〜65からのデータを合成した合成データ9a2、以下、アンテナ素子11〜1nの配列順に1つずつずらせた組み合わせで合成し、アンテナ素子17〜110の受信信号に対応した位相調整回路67〜610からのデータを合成した合成データ9a7までの7データが出力される。
【0032】
一方、設定操作により、先に説明した状態からサブアレイを構成するアンテナ素子の数mを例えば3に変更すると、選択合成回路9からの出力は次のようになる。すなわち、出力される合成データの数は(n−m+1)の8個となり、3つのアンテナ素子11〜13の受信信号に対応した位相調整回路61〜63からのデータを合成した合成データ9a1、アンテナ素子12〜14の受信信号に対応した位相調整回路62〜64からのデータを合成した合成データ9a2、以下、アンテナ素子11〜1nの配列順に1つずつずらせた組み合わせで合成し、アンテナ素子18〜110の受信信号に対応した位相調整回路68〜610からのデータを合成した合成データ9a8の8データが出力される。
【0033】
そして、これら選択合成回路からの合成データはスーパーレゾリューション処理回路7に送出され、スーパーレゾリューション処理回路7において統計的処理を行なうことにより、受信信号の到来方向を算出している。
【0034】
本発明の第2の実施の形態においては、複数(n)個のアンテナ素子11〜1nで受信した信号を、サブアレイを構成するアンテナ素子の数であるm個ずつ、配列の順序に従って一つずつずらせた組み合わせで合成して得られる(n−m+1)個の合成信号をスーパーレゾリューション処理している。これにより、本発明の第1の実施の形態と同様に、覆域を確保したまま、方向探知の受信感度を向上させることができる。
【0035】
更に、本実施の形態においては、サブアレイを構成するアンテナ素子の数mの設定を変更することで、サブアレイのアンテナ利得を変えることができる。これにより、装置の運用状況に応じた適切な受信感度を得ることができる。
【0036】
【発明の効果】
本発明によれば、方向探知の覆域を確保でき、更に、運用状況に応じて適切に受信感度を向上させることのできる方向探知装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る方向探知装置の第1の実施の形態を示す構成図。
【図2】 サブアレイを構成して受信信号を合成した場合のアンテナ利得、及び覆域の関係をモデル化した説明図。
【図3】 本発明に係る方向探知装置の第2の実施の形態を示す構成図。
【図4】 スーパーレゾリューション方式を用いた従来の方向探知装置の一例を示す構成図。
【図5】 スーパーレゾリューション処理回路の一例を示す構成図。
【符号の説明】
1、2、3 方向探知装置
7 スーパーレゾリューション処理回路
9 選択合成回路
10 サブアレイ素子数設定回路
11〜1n アンテナ素子
21〜2n 周波数変換回路
31〜3n A/D変換回路
41〜4n IQ検波回路
51〜5n メモリ回路
61〜6n 位相調整回路
81〜8(n−m+1) 合成回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a direction detection device that detects a direction of arrival of a received signal using a super resolution method.
[0002]
[Prior art]
There is known a direction detection device using a so-called super-resolution method in which a plurality of antenna elements are arranged and a reception signal from each antenna element is statistically processed to detect the arrival direction of the reception signal. (For example, refer to Patent Document 1).
[0003]
FIG. 4 shows an example of the configuration of a conventional direction finding device using the super resolution method. In FIG. 4, the
[0004]
In the above-described configuration, the signals with unknown arrival directions received by the
[0005]
Next, an example of a detailed configuration of the super
[0006]
In this configuration, when the
[0007]
On the other hand, in the noise subspace projection
[0008]
As described above, in the direction finding device using the super resolution method, the received signals from the plurality of arranged antenna elements are statistically processed, so that the angle resolution in the arranged direction is increased and the arrival direction of the received signals is increased. Can be detected with high accuracy, and a plurality of targets existing in close proximity within the beam width can be separated.
[0009]
However, when a large number of antenna elements are arranged, the opening area of each antenna element is limited and the antenna gain is limited. In particular, when the signals received by the respective antenna elements are supplied as they are to the subsequent processing circuits as in the conventional direction finding
[0010]
For this reason, a super-resolution array antenna device is proposed in which the aperture formed by the arrangement of a large number of antenna elements is divided into a plurality of sub-arrays, and the received signal is synthesized in units of sub-arrays to increase reception sensitivity. (For example, refer to Patent Document 2). When sub-arrays are used to synthesize received signals from multiple (m) antenna elements, it is theoretically possible to obtain a reception sensitivity that is √m times that of a single antenna element. ing.
[0011]
However, by configuring the subarray, the effective coverage is narrowed due to the periodicity of the phase determined by the relationship between the subarray interval and the wavelength of the received signal. Furthermore, since the combination of a plurality of antenna elements constituting each sub-array is fixed when dividing into sub-arrays, it is difficult to set the reception sensitivity of the apparatus appropriately according to the operation status.
[0012]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-268016 (
[0013]
[Patent Document 2]
JP-A-8-271609 (
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional direction finding device using the super-resolution method, the angle resolution is enhanced by arranging a large number of antenna elements, but there is a limit to the antenna gain that can be obtained with each antenna element. In order to solve this problem, it is difficult to secure the coverage when the sub-array is configured to improve the antenna gain.
[0015]
The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a direction detection device that can appropriately secure reception sensitivity necessary for direction detection without impairing angular resolution and coverage.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a direction detecting device according to a first aspect of the present invention corresponds to a plurality (n) antenna elements arranged in a specific direction and a plurality (n) antenna elements arranged in a specific direction. A plurality of (n) frequency conversion circuits connected, a plurality (n) A / D conversion circuits connected corresponding to the plurality (n) frequency conversion circuits, and a plurality (n) of these A plurality of (n) IQ detection circuits connected corresponding to the A / D conversion circuits, and a plurality (n) memory circuits connected corresponding to the plurality (n) IQ detection circuits; A plurality of (n) phase adjustment circuits connected to the plurality of (n) memory circuits, and outputs from the plurality (n) phase adjustment circuits, the antenna elements constituting the sub-array Were shifted one by one according to the order of the sequence based on the number (m) of A plurality of (n−m + 1) combining circuits combined in a combination of each, and a plurality of (n−m + 1) combining circuits connected in common, and a signal subspace and a noise subspace which is an orthogonal complement space thereof, And a super-resolution processing circuit for detecting the direction of arrival of the signals received by the plurality of (n) antenna elements arranged as described above.
[0017]
The direction detecting device of the second aspect of the invention includes a plurality (n) of antenna elements arranged in a specific direction and a plurality (n) of antenna elements connected corresponding to the arranged (n) antenna elements. ) Frequency conversion circuits, a plurality (n) A / D conversion circuits connected to the plurality (n) frequency conversion circuits, and a plurality (n) A / D conversion circuits. (N) IQ detection circuits connected corresponding to the plurality, (n) memory circuits connected corresponding to the (n) IQ detection circuits, and these (n) A plurality of (n) phase adjustment circuits connected corresponding to a plurality of memory circuits, and the number of the antenna elements constituting a sub-array that is set in advance with outputs from the plurality (n) phase adjustment circuits Shifted one by one according to the order of the sequence based on (m) A combination circuit that combines each combination and outputs (n−m + 1) combined signals, and is connected to the combination circuit and arranged in a signal subspace and a noise subspace that is its orthogonal complement space. And a super resolution processing circuit for detecting the arrival direction of signals received by a plurality of (n) antenna elements.
[0018]
According to the present invention, a signal received by a plurality (n) of antenna elements is obtained by combining a plurality (m) of combinations obtained by shifting one by one according to the arrangement order of the antenna elements (n By performing super-resolution processing on the (−m + 1) synthesized signals, a direction finding device with improved reception sensitivity can be obtained without impairing the effective coverage.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a direction finding device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The same components as those of the conventional
[0020]
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a direction finding device according to the present invention. The
[0021]
Further, as shown in FIG. 5, the super
[0022]
In the above configuration, the signals with unknown arrival directions received by the
[0023]
In the combining
[0024]
When the super
[0025]
On the other hand, in the noise subspace projection
[0026]
In the first embodiment of the present invention, the signals received by a plurality (n) of
[0027]
FIG. 2 (a) shows a case where the sub-array in the present invention is configured and a received signal is synthesized, and FIG. 2 (b) models a case where the sub-array is not configured. In FIG. 2 (a), the signals received by the
[0028]
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the direction finding device according to the present invention. The
[0029]
The
[0030]
In the above-described configuration, the corrected
[0031]
The combined
[0032]
On the other hand, when the number m of antenna elements constituting the sub-array is changed to 3, for example, from the state described above by the setting operation, the output from the
[0033]
The synthesized data from these selective synthesis circuits is sent to the super
[0034]
In the second embodiment of the present invention, the signals received by a plurality (n) of
[0035]
Further, in the present embodiment, the antenna gain of the subarray can be changed by changing the setting of the number m of antenna elements constituting the subarray. As a result, it is possible to obtain appropriate reception sensitivity according to the operation status of the apparatus.
[0036]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the direction detection apparatus which can ensure the coverage area of direction detection and can improve a receiving sensitivity appropriately according to an operation condition can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a direction finding device according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram modeling the relationship between antenna gain and coverage when a received signal is synthesized by configuring a sub-array.
FIG. 3 is a configuration diagram showing a second embodiment of the direction finding device according to the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of a conventional direction finding device using a super resolution method.
FIG. 5 is a configuration diagram showing an example of a super resolution processing circuit.
[Explanation of symbols]
1, 2 and 3
Claims (2)
これら配列された複数(n)個のアンテナ素子に対応して接続された複数(n)個の周波数変換回路と、
これら複数(n)個の周波数変換回路に対応して接続された複数(n)個のA/D変換回路と、
これら複数(n)個のA/D変換回路に対応して接続された複数(n)個のIQ検波回路と、
これら複数(n)個のIQ検波回路に対応して接続された複数(n)個のメモリ回路と、
これら複数(n)個のメモリ回路に対応して接続された複数(n)個の位相調整回路と、
これら複数(n)個の位相調整回路からの出力を、サブアレイを構成する前記アンテナ素子の数(m)に基づき前記配列の順序に従って一つずつずらせたm個ずつの組み合わせで合成する複数(n−m+1)個の合成回路と、
これら複数(n−m+1)個の合成回路に共通に接続され、信号部分空間とその直交補空間である雑音部分空間とにより前記配列された複数(n)個のアンテナ素子で受信した信号の到来方向を探知するスーパーレゾリューション処理回路とを具備したことを特徴とする方向探知装置。A plurality (n) of antenna elements arranged in a specific direction;
A plurality of (n) frequency conversion circuits connected corresponding to the plurality of (n) antenna elements arranged;
A plurality of (n) A / D conversion circuits connected to the plurality of (n) frequency conversion circuits;
A plurality (n) of IQ detection circuits connected corresponding to the plurality of (n) A / D conversion circuits;
A plurality (n) of memory circuits connected to the plurality of (n) IQ detection circuits;
A plurality (n) of phase adjustment circuits connected to the plurality of (n) memory circuits;
A plurality (n) of combinations of the outputs from the plurality (n) of phase adjustment circuits are combined in units of m, which are shifted one by one according to the arrangement order based on the number (m) of the antenna elements constituting the subarray. -M + 1) synthesis circuits;
Arrival of signals received by a plurality of (n) antenna elements arranged in common by a signal subspace and a noise subspace which is an orthogonal complement space connected in common to the plurality (n−m + 1) combining circuits. A direction detection apparatus comprising a super-resolution processing circuit for detecting a direction.
これら配列された複数(n)個のアンテナ素子に対応して接続された複数(n)個の周波数変換回路と、
これら複数(n)個の周波数変換回路に対応して接続された複数(n)個のA/D変換回路と、
これら複数(n)個のA/D変換回路に対応して接続された複数(n)個のIQ検波回路と、
これら複数(n)個のIQ検波回路に対応して接続された複数(n)個のメモリ回路と、
これら複数(n)個のメモリ回路に対応して接続された複数(n)個の位相調整回路と、
これら複数(n)個の位相調整回路からの出力を、あらかじめ設定されるサブアレイを構成する前記アンテナ素子の数(m)に基づき前記配列の順序に従って一つずつずらせたm個ずつの組み合わせで合成し、(n−m+1)個の合成信号を出力する合成回路と、
この合成回路に接続され、信号部分空間とその直交補空間である雑音部分空間とにより前記配列された複数(n)個のアンテナ素子で受信した信号の到来方向を探知するスーパーレゾリューション処理回路とを具備したことを特徴とする方向探知装置。A plurality (n) of antenna elements arranged in a specific direction;
A plurality of (n) frequency conversion circuits connected corresponding to the plurality of (n) antenna elements arranged;
A plurality of (n) A / D conversion circuits connected to the plurality of (n) frequency conversion circuits;
A plurality (n) of IQ detection circuits connected corresponding to the plurality of (n) A / D conversion circuits;
A plurality (n) of memory circuits connected to the plurality of (n) IQ detection circuits;
A plurality (n) of phase adjustment circuits connected to the plurality of (n) memory circuits;
The outputs from the multiple (n) phase adjustment circuits are combined in m combinations that are shifted one by one in accordance with the arrangement order based on the number (m) of the antenna elements constituting the preset subarray. A combining circuit that outputs (n−m + 1) combined signals;
A super-resolution processing circuit that is connected to this synthesis circuit and detects the direction of arrival of signals received by a plurality of (n) antenna elements arranged in the signal subspace and a noise subspace that is an orthogonal complementary space thereof. A direction detecting device characterized by comprising:
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