JP4046260B2 - サイドローブキャンセラ及びその荷重制御方法 - Google Patents
サイドローブキャンセラ及びその荷重制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4046260B2 JP4046260B2 JP27498499A JP27498499A JP4046260B2 JP 4046260 B2 JP4046260 B2 JP 4046260B2 JP 27498499 A JP27498499 A JP 27498499A JP 27498499 A JP27498499 A JP 27498499A JP 4046260 B2 JP4046260 B2 JP 4046260B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- desired wave
- signal
- output
- main antenna
- 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 - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アンテナのサイドローブから入射する複数の干渉波を抑圧するサイドローブキャンセラ及びその荷重制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のサイドローブキャンセラとして、例えば特開昭６０−４１８０２号公報に示されたものがある。
図９は上記文献に示された従来のサイドローブキャンセラの構成を示すブロック図である。
図９において、１は所望波信号方向にゲインを有する主アンテナ、２は無指向性の補助アンテナ、１４は受信機、４はローカルオシレータ、３は主アンテナ１の受信信号にローカルオシレータ４の出力を乗算してベースバンドにダウンコンバートする乗算器、１０は乗算器３を介してダウンコンバートされた主アンテナ１および補助アンテナ２の受信信号から荷重を計算する適応荷重計算手段、１１は乗算器３を介してダウンコンバートされた補助アンテナ２の受信信号に適応荷重計算手段１０による重み付けをする乗算器、１２は乗算器１１により重み付けされた補助アンテナ２の各受信信号を加算する加算器、１３は乗算器３を介してダウンコンバートされた主アンテナ１の受信信号から加算器１２の加算結果を減算して出力信号を得る減算器である。
【０００３】
次に、上記構成に係るサイドローブキャンセラの動作について説明する。
今、ｘ０（ｔ）を主アンテナ１の受信信号をベースバンドにダウンコンバートした信号、ｘ１（ｔ）、ｘ２（ｔ）を２つの補助アンテナ２の受信信号をベースバンドにダウンコンバートした信号、ｙ（ｔ）を加算器１２の出力信号、ｚ（ｔ）を減算手段１３の出力信号、ｗ１、ｗ２を乗算器１１で乗じる荷重とする。これらの信号の表記式におけるｔは時間を表す因子であり、また、信号はすべて複素信号とする。
【０００４】
ここで、説明を簡単化するため、補助アンテナ数を２、干渉波数を２とする。従来のサイドローブキャンセラでは、補助アンテナ２の受信信号ｘ１（ｔ）、ｘ２（ｔ）に乗算器１１により荷重ｗ１、ｗ２を乗算し、加算器１２により加算して適応フィルタの出力信号ｙ（ｔ）を得る。次に、主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）からｙ（ｔ）を差し引きサイドローブキャンセラの出力信号ｚ（ｔ）を得る。
【０００５】
サイドローブキャンセラでは、適応荷重計算手段１０により、サイドローブキャンセラの出力信号ｚ（ｔ）と補助アンテナ２の受信信号ｘ１（ｔ）、ｘ２（ｔ）から、出力信号ｚ（ｔ）の電力が最小となるように、荷重ｗ１、ｗ２を制御して、主アンテナ１の受信信号から、補助アンテナ２の受信信号と相関のある信号成分を除去する。このとき、無指向性の補助アンテナ２の受信信号に含まれる所望波電力は、所望波方向に指向性を持つ主アンテナ１の受信信号に比べ十分に小さいので、主アンテナ１の受信信号中に含まれる所望波成分は抑圧されず、干渉波成分のみが抑圧される。
【０００６】
図１０は、電力レベルの等しい２つの干渉波が入射する場合に、１つの干渉波Ｊ１の入射角度φを−１０［ｄｅｇ］に固定し、もう一つの干渉波Ｊ２の入射角度φを変化させた場合のサイドローブキャンセラ処理後のＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise Ratio）を示したものである。主アンテナ１および補助アンテナ２は、図１１に示すように配置し、入射角度φ、θとアンテナを配置する座標系は、図１２に示すように定義した。
【０００７】
ＳＩＮＲは、所望波の電力対干渉波とノイズの合計電力の比であり、高いほど良い。この性能評価において、主アンテナ１は、所望波方向に４０ｄＢの利得を持ち、主アンテナ１の受信信号におけるＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）を４０ｄＢと比較的高い場合を想定した。一方、補助アンテナ２は、無指向性で、補助アンテナ２の受信信号におけるＳＮＲは０ｄＢとした。また、所望波の周波数はダウンコンバート後１０ｋＨｚの周波数を持っているものとする。この図１０の横軸において、干渉波Ｊ２の入射角度が−１０ｄｅｇのとき２つの干渉波の入射方向は一致するが、このときに大きなＳＩＮＲの低下が生じていることが分かる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の複数の干渉波を抑圧するサイドローブキャンセラでは、所望波電力レベルが比較的大きく、２干渉波が同一方向から入射し、ダウンコンバート後の信号に含まれる所望波成分の周波数の絶対値が大きい程、抑圧性能が劣化するという課題がある。
【０００９】
この発明は上記の課題を解消するためになされたもので、ダウンコンバート後の信号の所望波成分の周波数が小さくなるように周波数補正を行い、抑圧性能が低下しないサイドローブキャンセラ及びその荷重制御方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るサイドローブキャンセラは、主アンテナと、複数の補助アンテナと、ローカルオシレータと、上記主アンテナ及び上記複数の補助アンテナの各受信信号に上記ローカルオシレータの出力をそれぞれ乗算してベースバンドにダウンコンバートする第１の乗算器と、上記第１の乗算器を介してダウンコンバートされた主アンテナまたは複数の補助アンテナの受信信号に含まれる所望波成分の周波数を０に近づけるように補正する周波数補正装置と、上記第１の乗算器を介してダウンコンバートされた主アンテナまたは複数の補助アンテナの受信信号に上記周波数補正装置の出力をそれぞれ乗算して周波数補正された信号を出力する第２の乗算器と、上記第２の乗算器を介して周波数補正された主アンテナまたは複数の補助アンテナの受信信号に基づいて出力信号を最小化すべく適応荷重を計算する適応荷重計算器と、上記第２の乗算器を介して周波数補正された複数の補助アンテナの受信信号に上記適応荷重計算器から出力される荷重をそれぞれ乗算する第３の乗算器と、上記第３の乗算器の出力信号を合成する合成器と、上記第２の乗算器を介して周波数補正された主アンテナの受信信号と上記合成器の出力との差分を得て出力信号として送出する減算器とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、上記第１の乗算器を介してダウンコンバートされた主アンテナまたは複数の補助アンテナの受信信号に含まれる所望波信号の周波数を推定する所望波周波数推定手段をさらに備え、上記周波数補正装置は、上記所望波周波数推定手段で推定された所望波成分の周波数に基づいて所望波成分の周波数を０に近づけるための周波数の補正値を生成することを特徴とするものである。
【００１２】
また、上記周波数補正装置は、所定の複数の周波数補正値を持つメモリを備え、それら周波数補正値のうちで上記減算器の出力電力が最も小さくなるものを選択して出力することを特徴とするものである。
【００１３】
また、上記周波数補正装置は、上記減算器の出力電力が小さくなるように周波数補正値を増減することを特徴とするものである。
【００１４】
また、レーダ装置に装着するサイドローブキャンセラであって、上記主アンテナは、送信機と受信機とを備え、上記所望波周波数推定手段は、上記送信機から出力する信号の周波数に基づいて所望波成分の周波数を推定することを特徴とするものである。
【００１５】
また、上記周波数補正装置は、上記所望波周波数推定手段で推定される周波数を増減する複数の周波数補正値を持つメモリを備え、それら周波数補正値のうちで上記減算器の出力電力が最も小さくなるものを選択して出力することを特徴とするものである。
【００１６】
また、上記周波数補正装置は、上記減算器の出力電力が小さくなるように周波数補正値を増減することを特徴とするものである。
【００１７】
また、上記受信機の出力する受信信号からドップラ周波数を推定するドップラ周波数推定手段をさらに備え、上記所望波周波数推定手段は、上記送信機から出力する信号の周波数と上記ドップラ周波数推定手段で推定されるドップラ周波数に基づいて所望波成分の周波数を推定することを特徴とするものである。
【００１８】
また、上記周波数補正装置は、上記所望波周波数推定手段で推定される周波数を増減する複数の周波数補正値を持つメモリを備え、それら周波数補正値のうちで上記減算器の出力電力が最も小さくなるものを選択して出力することを特徴とするものである。
【００１９】
また、上記周波数補正装置は、上記減算器の出力電力が小さくなるように周波数補正値を増減することを特徴とするものである。
【００２０】
さらに、この発明に係るサイドローブキャンセラの荷重制御方法は、主アンテナ及び複数の補助アンテナの受信信号とローカルオシレータの出力との乗算をそれぞれ行い、それら乗算結果から上記主アンテナまたは上記補助アンテナの受信信号に含まれる所望波成分の周波数を推定し、推定された所望波成分の周波数に基づいて上記各乗算結果の信号に含まれる所望波成分の周波数を０に近づけるように周波数の補正を行い、周波数補正された上記主アンテナまたは上記補助アンテナの受信信号に基づいて出力信号の電力が最小化するような適応荷重を計算し、周波数補正された補助アンテナの受信信号に計算された適応荷重を乗じた後合成し、その合成信号と周波数補正された主アンテナの受信信号の差分を出力信号として送出することを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るサイドローブキャンセラの構成及びその荷重制御方法を説明するためのブロック構成図である。
図１において、図９に示す従来例と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、７はダウンコンバータされた主アンテナ１の受信信号中の所望波成分の周波数を推定する所望波周波数推定手段、８は所望波周波数推定手段７の出力に従って周波数の補正を行う周波数補正装置、９は乗算器３を介してダウンコンバートされた受信信号に上記周波数補正装置８の出力信号を乗算する乗算器である。
【００２２】
次に、図１を参照して本実施の形態１に係る動作を説明する。
ここでは、２つの補助アンテナ２を持つサイドローブキャンセラに、２波の干渉波が入射する場合について説明する。
レーダなどにサイドローブキャンセラを実装する場合、高い周波数の入射波をダウンコンバートして低い周波数帯に落としてサイドローブキャンセラに入力する。ここでは、キャリア周波数ｆ０の負の周波数を持つ正弦波信号を出力するローカルオシレータ４と、その正弦波信号と各アンテナの受信信号を乗算する乗算器３により各アンテナの受信信号をベースバンドにダウンコンバートする。ここで、主アンテナ１の受信信号をベースバンドにダウンコンバートした信号をｘ０（ｔ）、２つの補助アンテナ２の受信信号をベースバンドにダウンコンバートした信号をそれぞれｘ１（ｔ）、ｘ２（ｔ）とする。
【００２３】
もし、所望波信号が純粋な正弦波信号であり、ローカルオシレータ４の周波数と一致する場合には、主アンテナ１の受信信号をダウンコンバートした信号ｘ０（ｔ）に含まれる所望波成分の周波数は０Ｈｚに変換されることになる。しかし、レーダなどでは目標の運動によるドップラ周波数や誤差要素により一般には所望波周波数とローカルオシレータ４の周波数は異なり、信号ｘ０（ｔ）に含まれる所望波成分はある周波数を持つことになる。ここでは、その周波数をｆｓとする。
【００２４】
図２は、図１０と同様に、図９に示した従来の構成のサイドローブキャンセラに電力レベルの等しい２つの干渉波が入射する場合に、１つの干渉波Ｊ１の入射角度を−１０[ｄｅｇ]に固定し、もう一つの干渉波Ｊ２の入射角度を変化させた場合のサイドローブキャンセラ処理後のＳＩＮＲを示したものである。ここでは、主アンテナ１の受信信号を乗算器３によりダウンコンバートした信号ｘ０（ｔ）に含まれる所望波成分の周波数ｆｓが０ｋＨｚ、１ｋＨｚ、５ｋＨｚ、１０ｋＨｚの場合についてそれぞれ示した。この図から、２つの干渉波の入射角度が一致する干渉波Ｊ２の入射角度φが−１０ｄｅｇである場合の性能劣化は、ｘ０（ｔ）に含まれる所望波成分の周波数ｆｓが大きいほど大きいことが分かる。
【００２５】
そこで、この実施の形態によるサイドローブキャンセラでは、所望波周波数推定手段７により主アンテナ１の受信信号をダウンコンバートした後の信号ｘ０（ｔ）に含まれる所望波成分の周波数ｆｓを推定する。周波数補正装置８では、所望波周波数推定手段７で推定された周波数ｆｓに基づいて、例えば次式（１）に示すような正弦波信号ｘｈ（ｔ）を出力し、これをｘ０（ｔ）、ｘ１（ｔ）、ｘ２（ｔ）のそれぞれに乗算器９により乗算することで、それぞれに含まれる所望波成分の周波数が小さくなるように補正する。
ｘｈ（ｔ）＝ｅｘｐ（−２πｊｆｓｔ） （１）
【００２６】
上述した実施の形態１のサイドローブキャンセラによる主アンテナ１の受信信号をダウンコンバートした後の信号ｘ０（ｔ）に含まれる所望波成分の周波数を補正する方法を図３のフローチャートに示す。
まず、ステップＳ１では、ローカルオシレータ４から出力する信号と受信信号を乗算することにより、主アンテナ１の受信信号をダウンコンバートする。次に、ステップＳ２において、ステップＳ１でダウンコンバートされた信号ｘ０（ｔ）に含まれる所望波成分の周波数ｆｓを推定する。ステップＳ３では、ステップＳ２で推定された所望波周波数に基づいてｘ０（ｔ）に含まれる所望波成分の周波数が小さくなるように補正する。
【００２７】
これにより、図２における所望波成分の周波数ｆｓが小さい場合の性能が得られることとなり、２つの干渉波の入射方向が一致する場合でも性能劣化を起こさないサイドローブキャンセラを得ることができる。
【００２８】
なお、上記実施の形態１において、所望波周波数推定手段７は、乗算器３を介してダウンコンバータされた主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波信号の周波数を推定するようにしているが、乗算器３を介してダウンコンバータされた複数の補助アンテナ２の受信信号から所望波信号の周波数を推定するようにしてもよい。
【００２９】
また、この実施の形態１に係るサイドローブキャンセラの荷重制御方法によれば、主アンテナ及び複数の補助アンテナの受信信号とローカルオシレータの出力との乗算をそれぞれ行い、それら乗算結果から上記主アンテナまたは上記補助アンテナの受信信号に含まれる所望波周波数を推定し、推定された所望波周波数に基づいて上記各乗算結果の信号に含まれる所望波周波数が小さくなるように周波数補正を行い、周波数補正された上記主アンテナまたは上記補助アンテナの受信信号に基づいて出力信号の電力が最小化するような適応荷重を計算し、周波数補正された補助アンテナの受信信号に計算された適応荷重を乗じた後合成し、その合成信号と周波数補正された主アンテナの受信信号の差分を出力信号として送出することにより、所望波成分の周波数が小さくなるように周波数補正された主及び補助アンテナの受信信号に基づいて補助アンテナの受信信号に乗算する適切な荷重を求めて複数の干渉波を抑制するようにしたので、２つの干渉波の入射方向が一致する場合でも性能劣化を起こさないサイドローブキャンセラを得ることができる。
【００３０】
実施の形態２．
図４は実施の形態２に係るサイドローブキャンセラの構成を示すブロック図である。
図４において、図１に示す実施の形態１と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、８'は本実施の形態２に係る周波数補正装置を示し、この周波数補正装置８'は、サイドローブキャンセラの出力信号を入力してその出力信号電力が小さくなるような周波数補正値を選択して周波数補正を行うようになされている。
【００３１】
実施の形態２に係るサイドローブキャンセラでは、周波数補正装置８'がサイドローブキャンセラの出力信号を入力し、その出力信号電力が小さくなるような周波数補正値を選択して周波数補正を行う。出力信号電力が小さくなるように周波数補正値を選択するために、例えば図５に示すように制御する。まず、あらかじめメモリなどにＫ種類の周波数補正値ｆｓ、 k（ｋ＝１〜Ｋ）を用意しておき、これを順次読み出して周波数補正装置８'により周波数補正を行う（ステップＳ１１）。次に、ステップＳ１１で周波数補正された状態で適応荷重を算出しサイドローブキャンセラの出力信号電力Ｐｋを計算する（ステップＳ１２）。Ｋ種類の全ての周波数補正値ｆｓ、 kに対して出力信号電力Ｐｋを計算してそのうちで最も小さいものに対応する周波数補正値を採用する（ステップＳ１３）。
【００３２】
従って、実施の形態２によれば、抑圧性能が劣化する場合にはそれに応じて出力信号電力が増大するので、適切な周波数補正値を求めることができ、実施の形態１と同様な効果に、２つの干渉波の入射方向が一致する場合でも性能劣化を起こさないサイドローブキャンセラを得ることができる。
【００３３】
実施の形態３．
実施の形態３では、前述した実施の形態２と同じ図４に示す構成を備えて、周波数補正装置８'により出力信号電力が小さくなるように図６に示す方法で周波数補正値を求める。
まず、時刻ｋの周波数補正値ｆｓ、 kに基づいて周波数補正装置８'により周波数補正を行う（ステップＳ２１）。次に、ステップＳ２１で周波数補正された状態で適応荷重を算出しサイドローブキャンセラの出力信号電力Ｐｋを計算する（ステップＳ２２）。ここで、時刻ｋ−１において同様に計算されたＰｋ−１から次式（２）に従って時刻ｋ＋１で設定する周波数補正値ｆｓ、 k+1を求める（ステップＳ２３）。
ここに、Δｆｓは正の補正値である。
また、ｓｉｇｎ（・）は（・）内が正の時＋１、 （・）内が負の時−１を与える関数である。
【００３４】
このような方法により、サイドローブキャンセラの出力電力が減少する方向へ漸化的に周波数補正値を変化させることができる。出力信号電力が最小化する付近では、サイドローブキャンセラの出力信号電力Ｐｋの変化は小さいので周波数補正値ｆｓ、 kは出力信号電力が最小化するところへ収束する。
【００３５】
従って、上記実施の形態３によれば、適切な周波数補正値を求めることができ、実施の形態１と同様な効果で、２つの干渉波の入射方向が一致する場合でも性能劣化を起こさないサイドローブキャンセラを得ることができる。さらに、この形態３によれば、実施の形態２で必要であったメモリを必要としないので構成が簡単となり、また、速やかに最適な周波数補正値を推定できる効果がある。
【００３６】
実施の形態４．
図７は実施の形態４に係るサイドローブキャンセラの構成を示すブロック図である。
図７において、図１に示す実施の形態１と同一部分は同一符号を付して示しその説明は省略する。新たな符号として、１５は電波を送信する送信機である。
【００３７】
この実施の形態４では、サイドローブキャンセラがレーダのように自身が送信した電波の反射波を計測する機器に装着されている場合の例を示す。レーダにおいては、自身が送信する電波の目標からの反射波が所望波となるので、所望波の周波数は送信周波数と近い周波数となる。
【００３８】
そこで、本実施の形態４では、所望周波数推定手段７により、送信機１５の送信周波数に基づいて主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波成分の周波数を予測し、周波数補正手段８により、主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波成分の周波数が小さくなるように補正を行う。
【００３９】
これにより、実施の形態１の効果と同様に、２つの干渉波の入射方向が一致する場合の性能劣化を回避することができる。なお、この実施の形態４では、既知情報のない実施の形態１に比べれば容易に所望波の周波数を予測することができる効果がある。
【００４０】
また、所望波周波数を推定する方法としては、例えば実施の形態２で示した方法を用いても良い。すなわち、減算器１３の出力信号が最小となる周波数補正値をあらかじめメモリに用意したものの中から選択して用いることにより、主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波成分の周波数を小さくするように上記所望周波数推定手段７で推定される周波数を増減するようにしてもよい。これにより、２つの干渉波の入射方向が一致する場合の性能劣化を回避することができる。
【００４１】
なお、この実施の形態４では、送信周波数から主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波成分の周波数を推定するので、用意する周波数補正値を少なくすることができ、用意するメモリが小さくて済む。また、短時間で最適な周波数補正値を推定できる。また、例えば送信周波数からの増減分だけをメモリとして持つ構成とすれば、送信周波数を変えた場合でも対処することができる効果がある。
【００４２】
また、所望波周波数を推定する方法としては、例えば実施の形態３で示した方法を用いても良い。すなわち、周波数補正装置８により減算器１３の出力信号が小さくなる方向へ漸化的に周波数補正値を変化させて、最適な周波数補正値を求めても良い。これにより、２つの干渉波の入射方向が一致する場合の性能劣化を回避することができる。
【００４３】
なお、この実施の形態では、送信周波数から最適な周波数補正値に近い値を初期値として設定できるので、短時間に最適な周波数補正値を求めることができる効果がある。また、実施の形態３の場合と同様な効果で、メモリ等を必要としないので構成が簡単になる効果がある。
【００４４】
実施の形態５．
図８は実施の形態５に係るサイドローブキャンセラの構成を示すブロック図である。
図８において、図７に示す実施の形態４と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、１６は目標のドップラ周波数を推定するドップラ周波数推定手段である。
【００４５】
この実施の形態５では、サイドローブキャンセラがレーダのように自身が送信した電波の反射波を計測する機器に装着され、レーダが目標の速度を測定するためにドップラ周波数推定手段１６を備えている場合の例を示す。レーダにおいては、自身が送信する電波の目標からの反射波が所望波となり、目標の運動速度に応じて生じるドップラ周波数分だけ送信周波数からずれて受信される。
【００４６】
そこで、本実施の形態５において、所望波周波数推定手段７は、送信周波数とドップラ周波数推定手段１６の出力とに基づいて主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波成分の周波数を推定して、周波数補正手段８により主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波成分の周波数が小さくなるように補正を行う。
【００４７】
これにより、実施の形態１の効果と同様に、２つの干渉波の入射方向が一致する場合の性能劣化を回避することができる。なお、この実施の形態５は、実施の形態１や実施の形態４に比べれて正確かつ速やかに主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波成分の周波数を予測することができる効果がある。
【００４８】
また、上記所望波周波数推定手段７の推定結果でも誤差を持つ場合に対応して、例えば送信周波数およびドップラ周波数推定手段１６の出力から所望波の周波数を推定した後、実施の形態２で示した方法を用いて補正を行っても良い。すなわち、周波数補正装置８により、減算器１３の出力信号が最小となる周波数補正値をあらかじめ用意したものの中から選択して用いることにより、主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波成分の周波数を小さくするように制御してもよい。これにより、２つの干渉波の入射方向が一致する場合の性能劣化を回避することができる。
【００４９】
従って、この実施の形態５によれば、送信周波数とドップラ周波数推定手段１６の出力から主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波成分の周波数を推定するので、用意する周波数補正値は実施の形態２や実施の形態４に比べ少なくすることができるので用意するメモリが小さくて済み、また、正確でかつ短時間で最適な周波数補正値を推定できる。また、例えば送信周波数からの増減分だけをメモリとして持つ構成とすれば、送信周波数を変えた場合でも対処することができる効果がある。
【００５０】
また、例えば実施の形態３で示した方法を用いても補正を行っても良い。すなわち、周波数補正装置８により、減算器１３の出力信号が小さくなる方向へ漸化的に周波数補正値を変化させて、最適な周波数補正値を求めても良い。これにより、２つの干渉波の入射方向が一致する場合の性能劣化を回避することができる。
【００５１】
なお、この実施の形態では、送信周波数とドップラ周波数推定手段１６の出力から主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波成分の周波数を推定するので、最適な周波数補正値に近い値を初期値として設定でき、短時間で正確に最適な周波数補正値を求めることができる効果がある。また、実施の形態３の場合と同様な効果で、メモリ等を必要としないので構成が簡単になる効果がある。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係るサイドローブキャンセラによれば、ダウンコンバート後の信号の所望波成分の周波数が小さくなるように周波数補正を行うことにより、２つの干渉波の入射方向が一致する場合でも性能劣化を起こさないサイドローブキャンセラを得ることができる。
【００５３】
また、サイドローブキャンセラの出力信号電力が小さくなるような周波数補正を行うことにより、適切な周波数補正値を求めて、２つの干渉波の入射方向が一致する場合でも性能劣化を起こさないサイドローブキャンセラを得ることができる。
【００５４】
また、送信周波数から主アンテナの受信信号に含まれる所望波成分の周波数を予測し、周波数補正手段により、主アンテナの受信信号に含まれる所望波成分の周波数が小さくなるように補正を行うことにより、短時間に最適な周波数補正値を求めることができる。
【００５５】
また、送信周波数とドップラ周波数推定手段の出力とに基づいて主アンテナの受信信号に含まれる所望波成分の周波数を推定して、周波数補正手段により主アンテナの受信信号に含まれる所望波成分の周波数が小さくなるように補正を行うことにより、正確かつ速やかに主アンテナの受信信号に含まれる所望波成分の周波数を予測することができる効果がある。
【００５６】
さらに、この発明に係るサイドローブキャンセラの荷重制御方法によれば、所望波成分の周波数が小さくなるように周波数補正された主及び補助アンテナの受信信号に基づいて補助アンテナの受信信号に乗算する適切な荷重を求めて複数の干渉波を抑制するようにしたので、２つの干渉波の入射方向が一致する場合でも性能劣化を起こさないサイドローブキャンセラを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係るサイドローブキャンセラの構成及びそのか従制御方法を説明するためのブロック構成図である。
【図２】 電力レベルの等しい２つの干渉波が入射する場合に、１つの干渉波の入射角度を固定し、他方の干渉波の入射角度を変化させた場合のサイドローブキャンセラ処理後のＳＩＮＲを示す説明図である。
【図３】 この発明の実施の形態１のサイドローブキャンセラによる主アンテナの受信信号をダウンコンバートした後の信号に含まれる所望波成分の周波数を補正する方法を示すフローチャートである。
【図４】 この発明の実施の形態２及び３に係るサイドローブキャンセラの構成を示すブロック図である。
【図５】 この発明の実施の形態２に係るもので、図４の周波数補正装置８'の動作を説明するフローチャートである。
【図６】 この発明の実施の形態３に係るもので、図４の周波数補正装置８'の動作を説明するフローチャートである。
【図７】 この発明の実施の形態４に係るサイドローブキャンセラの構成を示すブロック図である。
【図８】 この発明の実施の形態５に係るサイドローブキャンセラの構成を示すブロック図である。
【図９】 従来のサイドローブキャンセラの構成を示すブロック図である。
【図１０】 図９に示す従来例において、電力レベルの等しい２つの干渉波が入射する場合に、１つの干渉波の入射角度φを固定し、もう一つの干渉波の入射角度φを変化させた場合のサイドローブキャンセラ処理後のＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise Ratio）を示す説明図である。
【図１１】 図９に示す従来例における主アンテナおよび補助アンテナの配置説明図である。
【図１２】 図９に示す従来例において、入射角度φ、θとアンテナを配置する座標系の説明図である。
【符号の説明】
１ 主アンテナ、２ 補助アンテナ、３ 乗算器、４ ローカルオシレータ、７ 所望波周波数推定手段、８，８' 周波数補正装置、９ 乗算器、１０ 適応荷重計算手段、１１ 乗算器、１２ 加算器、１３ 減算器、１４ 受信機、１５ 送信機、１６ ドップラ周波数推定手段。
【発明の属する技術分野】
この発明は、アンテナのサイドローブから入射する複数の干渉波を抑圧するサイドローブキャンセラ及びその荷重制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のサイドローブキャンセラとして、例えば特開昭６０−４１８０２号公報に示されたものがある。
図９は上記文献に示された従来のサイドローブキャンセラの構成を示すブロック図である。
図９において、１は所望波信号方向にゲインを有する主アンテナ、２は無指向性の補助アンテナ、１４は受信機、４はローカルオシレータ、３は主アンテナ１の受信信号にローカルオシレータ４の出力を乗算してベースバンドにダウンコンバートする乗算器、１０は乗算器３を介してダウンコンバートされた主アンテナ１および補助アンテナ２の受信信号から荷重を計算する適応荷重計算手段、１１は乗算器３を介してダウンコンバートされた補助アンテナ２の受信信号に適応荷重計算手段１０による重み付けをする乗算器、１２は乗算器１１により重み付けされた補助アンテナ２の各受信信号を加算する加算器、１３は乗算器３を介してダウンコンバートされた主アンテナ１の受信信号から加算器１２の加算結果を減算して出力信号を得る減算器である。
【０００３】
次に、上記構成に係るサイドローブキャンセラの動作について説明する。
今、ｘ０（ｔ）を主アンテナ１の受信信号をベースバンドにダウンコンバートした信号、ｘ１（ｔ）、ｘ２（ｔ）を２つの補助アンテナ２の受信信号をベースバンドにダウンコンバートした信号、ｙ（ｔ）を加算器１２の出力信号、ｚ（ｔ）を減算手段１３の出力信号、ｗ１、ｗ２を乗算器１１で乗じる荷重とする。これらの信号の表記式におけるｔは時間を表す因子であり、また、信号はすべて複素信号とする。
【０００４】
ここで、説明を簡単化するため、補助アンテナ数を２、干渉波数を２とする。従来のサイドローブキャンセラでは、補助アンテナ２の受信信号ｘ１（ｔ）、ｘ２（ｔ）に乗算器１１により荷重ｗ１、ｗ２を乗算し、加算器１２により加算して適応フィルタの出力信号ｙ（ｔ）を得る。次に、主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）からｙ（ｔ）を差し引きサイドローブキャンセラの出力信号ｚ（ｔ）を得る。
【０００５】
サイドローブキャンセラでは、適応荷重計算手段１０により、サイドローブキャンセラの出力信号ｚ（ｔ）と補助アンテナ２の受信信号ｘ１（ｔ）、ｘ２（ｔ）から、出力信号ｚ（ｔ）の電力が最小となるように、荷重ｗ１、ｗ２を制御して、主アンテナ１の受信信号から、補助アンテナ２の受信信号と相関のある信号成分を除去する。このとき、無指向性の補助アンテナ２の受信信号に含まれる所望波電力は、所望波方向に指向性を持つ主アンテナ１の受信信号に比べ十分に小さいので、主アンテナ１の受信信号中に含まれる所望波成分は抑圧されず、干渉波成分のみが抑圧される。
【０００６】
図１０は、電力レベルの等しい２つの干渉波が入射する場合に、１つの干渉波Ｊ１の入射角度φを−１０［ｄｅｇ］に固定し、もう一つの干渉波Ｊ２の入射角度φを変化させた場合のサイドローブキャンセラ処理後のＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise Ratio）を示したものである。主アンテナ１および補助アンテナ２は、図１１に示すように配置し、入射角度φ、θとアンテナを配置する座標系は、図１２に示すように定義した。
【０００７】
ＳＩＮＲは、所望波の電力対干渉波とノイズの合計電力の比であり、高いほど良い。この性能評価において、主アンテナ１は、所望波方向に４０ｄＢの利得を持ち、主アンテナ１の受信信号におけるＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）を４０ｄＢと比較的高い場合を想定した。一方、補助アンテナ２は、無指向性で、補助アンテナ２の受信信号におけるＳＮＲは０ｄＢとした。また、所望波の周波数はダウンコンバート後１０ｋＨｚの周波数を持っているものとする。この図１０の横軸において、干渉波Ｊ２の入射角度が−１０ｄｅｇのとき２つの干渉波の入射方向は一致するが、このときに大きなＳＩＮＲの低下が生じていることが分かる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の複数の干渉波を抑圧するサイドローブキャンセラでは、所望波電力レベルが比較的大きく、２干渉波が同一方向から入射し、ダウンコンバート後の信号に含まれる所望波成分の周波数の絶対値が大きい程、抑圧性能が劣化するという課題がある。
【０００９】
この発明は上記の課題を解消するためになされたもので、ダウンコンバート後の信号の所望波成分の周波数が小さくなるように周波数補正を行い、抑圧性能が低下しないサイドローブキャンセラ及びその荷重制御方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るサイドローブキャンセラは、主アンテナと、複数の補助アンテナと、ローカルオシレータと、上記主アンテナ及び上記複数の補助アンテナの各受信信号に上記ローカルオシレータの出力をそれぞれ乗算してベースバンドにダウンコンバートする第１の乗算器と、上記第１の乗算器を介してダウンコンバートされた主アンテナまたは複数の補助アンテナの受信信号に含まれる所望波成分の周波数を０に近づけるように補正する周波数補正装置と、上記第１の乗算器を介してダウンコンバートされた主アンテナまたは複数の補助アンテナの受信信号に上記周波数補正装置の出力をそれぞれ乗算して周波数補正された信号を出力する第２の乗算器と、上記第２の乗算器を介して周波数補正された主アンテナまたは複数の補助アンテナの受信信号に基づいて出力信号を最小化すべく適応荷重を計算する適応荷重計算器と、上記第２の乗算器を介して周波数補正された複数の補助アンテナの受信信号に上記適応荷重計算器から出力される荷重をそれぞれ乗算する第３の乗算器と、上記第３の乗算器の出力信号を合成する合成器と、上記第２の乗算器を介して周波数補正された主アンテナの受信信号と上記合成器の出力との差分を得て出力信号として送出する減算器とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、上記第１の乗算器を介してダウンコンバートされた主アンテナまたは複数の補助アンテナの受信信号に含まれる所望波信号の周波数を推定する所望波周波数推定手段をさらに備え、上記周波数補正装置は、上記所望波周波数推定手段で推定された所望波成分の周波数に基づいて所望波成分の周波数を０に近づけるための周波数の補正値を生成することを特徴とするものである。
【００１２】
また、上記周波数補正装置は、所定の複数の周波数補正値を持つメモリを備え、それら周波数補正値のうちで上記減算器の出力電力が最も小さくなるものを選択して出力することを特徴とするものである。
【００１３】
また、上記周波数補正装置は、上記減算器の出力電力が小さくなるように周波数補正値を増減することを特徴とするものである。
【００１４】
また、レーダ装置に装着するサイドローブキャンセラであって、上記主アンテナは、送信機と受信機とを備え、上記所望波周波数推定手段は、上記送信機から出力する信号の周波数に基づいて所望波成分の周波数を推定することを特徴とするものである。
【００１５】
また、上記周波数補正装置は、上記所望波周波数推定手段で推定される周波数を増減する複数の周波数補正値を持つメモリを備え、それら周波数補正値のうちで上記減算器の出力電力が最も小さくなるものを選択して出力することを特徴とするものである。
【００１６】
また、上記周波数補正装置は、上記減算器の出力電力が小さくなるように周波数補正値を増減することを特徴とするものである。
【００１７】
また、上記受信機の出力する受信信号からドップラ周波数を推定するドップラ周波数推定手段をさらに備え、上記所望波周波数推定手段は、上記送信機から出力する信号の周波数と上記ドップラ周波数推定手段で推定されるドップラ周波数に基づいて所望波成分の周波数を推定することを特徴とするものである。
【００１８】
また、上記周波数補正装置は、上記所望波周波数推定手段で推定される周波数を増減する複数の周波数補正値を持つメモリを備え、それら周波数補正値のうちで上記減算器の出力電力が最も小さくなるものを選択して出力することを特徴とするものである。
【００１９】
また、上記周波数補正装置は、上記減算器の出力電力が小さくなるように周波数補正値を増減することを特徴とするものである。
【００２０】
さらに、この発明に係るサイドローブキャンセラの荷重制御方法は、主アンテナ及び複数の補助アンテナの受信信号とローカルオシレータの出力との乗算をそれぞれ行い、それら乗算結果から上記主アンテナまたは上記補助アンテナの受信信号に含まれる所望波成分の周波数を推定し、推定された所望波成分の周波数に基づいて上記各乗算結果の信号に含まれる所望波成分の周波数を０に近づけるように周波数の補正を行い、周波数補正された上記主アンテナまたは上記補助アンテナの受信信号に基づいて出力信号の電力が最小化するような適応荷重を計算し、周波数補正された補助アンテナの受信信号に計算された適応荷重を乗じた後合成し、その合成信号と周波数補正された主アンテナの受信信号の差分を出力信号として送出することを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るサイドローブキャンセラの構成及びその荷重制御方法を説明するためのブロック構成図である。
図１において、図９に示す従来例と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、７はダウンコンバータされた主アンテナ１の受信信号中の所望波成分の周波数を推定する所望波周波数推定手段、８は所望波周波数推定手段７の出力に従って周波数の補正を行う周波数補正装置、９は乗算器３を介してダウンコンバートされた受信信号に上記周波数補正装置８の出力信号を乗算する乗算器である。
【００２２】
次に、図１を参照して本実施の形態１に係る動作を説明する。
ここでは、２つの補助アンテナ２を持つサイドローブキャンセラに、２波の干渉波が入射する場合について説明する。
レーダなどにサイドローブキャンセラを実装する場合、高い周波数の入射波をダウンコンバートして低い周波数帯に落としてサイドローブキャンセラに入力する。ここでは、キャリア周波数ｆ０の負の周波数を持つ正弦波信号を出力するローカルオシレータ４と、その正弦波信号と各アンテナの受信信号を乗算する乗算器３により各アンテナの受信信号をベースバンドにダウンコンバートする。ここで、主アンテナ１の受信信号をベースバンドにダウンコンバートした信号をｘ０（ｔ）、２つの補助アンテナ２の受信信号をベースバンドにダウンコンバートした信号をそれぞれｘ１（ｔ）、ｘ２（ｔ）とする。
【００２３】
もし、所望波信号が純粋な正弦波信号であり、ローカルオシレータ４の周波数と一致する場合には、主アンテナ１の受信信号をダウンコンバートした信号ｘ０（ｔ）に含まれる所望波成分の周波数は０Ｈｚに変換されることになる。しかし、レーダなどでは目標の運動によるドップラ周波数や誤差要素により一般には所望波周波数とローカルオシレータ４の周波数は異なり、信号ｘ０（ｔ）に含まれる所望波成分はある周波数を持つことになる。ここでは、その周波数をｆｓとする。
【００２４】
図２は、図１０と同様に、図９に示した従来の構成のサイドローブキャンセラに電力レベルの等しい２つの干渉波が入射する場合に、１つの干渉波Ｊ１の入射角度を−１０[ｄｅｇ]に固定し、もう一つの干渉波Ｊ２の入射角度を変化させた場合のサイドローブキャンセラ処理後のＳＩＮＲを示したものである。ここでは、主アンテナ１の受信信号を乗算器３によりダウンコンバートした信号ｘ０（ｔ）に含まれる所望波成分の周波数ｆｓが０ｋＨｚ、１ｋＨｚ、５ｋＨｚ、１０ｋＨｚの場合についてそれぞれ示した。この図から、２つの干渉波の入射角度が一致する干渉波Ｊ２の入射角度φが−１０ｄｅｇである場合の性能劣化は、ｘ０（ｔ）に含まれる所望波成分の周波数ｆｓが大きいほど大きいことが分かる。
【００２５】
そこで、この実施の形態によるサイドローブキャンセラでは、所望波周波数推定手段７により主アンテナ１の受信信号をダウンコンバートした後の信号ｘ０（ｔ）に含まれる所望波成分の周波数ｆｓを推定する。周波数補正装置８では、所望波周波数推定手段７で推定された周波数ｆｓに基づいて、例えば次式（１）に示すような正弦波信号ｘｈ（ｔ）を出力し、これをｘ０（ｔ）、ｘ１（ｔ）、ｘ２（ｔ）のそれぞれに乗算器９により乗算することで、それぞれに含まれる所望波成分の周波数が小さくなるように補正する。
ｘｈ（ｔ）＝ｅｘｐ（−２πｊｆｓｔ） （１）
【００２６】
上述した実施の形態１のサイドローブキャンセラによる主アンテナ１の受信信号をダウンコンバートした後の信号ｘ０（ｔ）に含まれる所望波成分の周波数を補正する方法を図３のフローチャートに示す。
まず、ステップＳ１では、ローカルオシレータ４から出力する信号と受信信号を乗算することにより、主アンテナ１の受信信号をダウンコンバートする。次に、ステップＳ２において、ステップＳ１でダウンコンバートされた信号ｘ０（ｔ）に含まれる所望波成分の周波数ｆｓを推定する。ステップＳ３では、ステップＳ２で推定された所望波周波数に基づいてｘ０（ｔ）に含まれる所望波成分の周波数が小さくなるように補正する。
【００２７】
これにより、図２における所望波成分の周波数ｆｓが小さい場合の性能が得られることとなり、２つの干渉波の入射方向が一致する場合でも性能劣化を起こさないサイドローブキャンセラを得ることができる。
【００２８】
なお、上記実施の形態１において、所望波周波数推定手段７は、乗算器３を介してダウンコンバータされた主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波信号の周波数を推定するようにしているが、乗算器３を介してダウンコンバータされた複数の補助アンテナ２の受信信号から所望波信号の周波数を推定するようにしてもよい。
【００２９】
また、この実施の形態１に係るサイドローブキャンセラの荷重制御方法によれば、主アンテナ及び複数の補助アンテナの受信信号とローカルオシレータの出力との乗算をそれぞれ行い、それら乗算結果から上記主アンテナまたは上記補助アンテナの受信信号に含まれる所望波周波数を推定し、推定された所望波周波数に基づいて上記各乗算結果の信号に含まれる所望波周波数が小さくなるように周波数補正を行い、周波数補正された上記主アンテナまたは上記補助アンテナの受信信号に基づいて出力信号の電力が最小化するような適応荷重を計算し、周波数補正された補助アンテナの受信信号に計算された適応荷重を乗じた後合成し、その合成信号と周波数補正された主アンテナの受信信号の差分を出力信号として送出することにより、所望波成分の周波数が小さくなるように周波数補正された主及び補助アンテナの受信信号に基づいて補助アンテナの受信信号に乗算する適切な荷重を求めて複数の干渉波を抑制するようにしたので、２つの干渉波の入射方向が一致する場合でも性能劣化を起こさないサイドローブキャンセラを得ることができる。
【００３０】
実施の形態２．
図４は実施の形態２に係るサイドローブキャンセラの構成を示すブロック図である。
図４において、図１に示す実施の形態１と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、８'は本実施の形態２に係る周波数補正装置を示し、この周波数補正装置８'は、サイドローブキャンセラの出力信号を入力してその出力信号電力が小さくなるような周波数補正値を選択して周波数補正を行うようになされている。
【００３１】
実施の形態２に係るサイドローブキャンセラでは、周波数補正装置８'がサイドローブキャンセラの出力信号を入力し、その出力信号電力が小さくなるような周波数補正値を選択して周波数補正を行う。出力信号電力が小さくなるように周波数補正値を選択するために、例えば図５に示すように制御する。まず、あらかじめメモリなどにＫ種類の周波数補正値ｆｓ、 k（ｋ＝１〜Ｋ）を用意しておき、これを順次読み出して周波数補正装置８'により周波数補正を行う（ステップＳ１１）。次に、ステップＳ１１で周波数補正された状態で適応荷重を算出しサイドローブキャンセラの出力信号電力Ｐｋを計算する（ステップＳ１２）。Ｋ種類の全ての周波数補正値ｆｓ、 kに対して出力信号電力Ｐｋを計算してそのうちで最も小さいものに対応する周波数補正値を採用する（ステップＳ１３）。
【００３２】
従って、実施の形態２によれば、抑圧性能が劣化する場合にはそれに応じて出力信号電力が増大するので、適切な周波数補正値を求めることができ、実施の形態１と同様な効果に、２つの干渉波の入射方向が一致する場合でも性能劣化を起こさないサイドローブキャンセラを得ることができる。
【００３３】
実施の形態３．
実施の形態３では、前述した実施の形態２と同じ図４に示す構成を備えて、周波数補正装置８'により出力信号電力が小さくなるように図６に示す方法で周波数補正値を求める。
まず、時刻ｋの周波数補正値ｆｓ、 kに基づいて周波数補正装置８'により周波数補正を行う（ステップＳ２１）。次に、ステップＳ２１で周波数補正された状態で適応荷重を算出しサイドローブキャンセラの出力信号電力Ｐｋを計算する（ステップＳ２２）。ここで、時刻ｋ−１において同様に計算されたＰｋ−１から次式（２）に従って時刻ｋ＋１で設定する周波数補正値ｆｓ、 k+1を求める（ステップＳ２３）。
また、ｓｉｇｎ（・）は（・）内が正の時＋１、 （・）内が負の時−１を与える関数である。
【００３４】
このような方法により、サイドローブキャンセラの出力電力が減少する方向へ漸化的に周波数補正値を変化させることができる。出力信号電力が最小化する付近では、サイドローブキャンセラの出力信号電力Ｐｋの変化は小さいので周波数補正値ｆｓ、 kは出力信号電力が最小化するところへ収束する。
【００３５】
従って、上記実施の形態３によれば、適切な周波数補正値を求めることができ、実施の形態１と同様な効果で、２つの干渉波の入射方向が一致する場合でも性能劣化を起こさないサイドローブキャンセラを得ることができる。さらに、この形態３によれば、実施の形態２で必要であったメモリを必要としないので構成が簡単となり、また、速やかに最適な周波数補正値を推定できる効果がある。
【００３６】
実施の形態４．
図７は実施の形態４に係るサイドローブキャンセラの構成を示すブロック図である。
図７において、図１に示す実施の形態１と同一部分は同一符号を付して示しその説明は省略する。新たな符号として、１５は電波を送信する送信機である。
【００３７】
この実施の形態４では、サイドローブキャンセラがレーダのように自身が送信した電波の反射波を計測する機器に装着されている場合の例を示す。レーダにおいては、自身が送信する電波の目標からの反射波が所望波となるので、所望波の周波数は送信周波数と近い周波数となる。
【００３８】
そこで、本実施の形態４では、所望周波数推定手段７により、送信機１５の送信周波数に基づいて主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波成分の周波数を予測し、周波数補正手段８により、主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波成分の周波数が小さくなるように補正を行う。
【００３９】
これにより、実施の形態１の効果と同様に、２つの干渉波の入射方向が一致する場合の性能劣化を回避することができる。なお、この実施の形態４では、既知情報のない実施の形態１に比べれば容易に所望波の周波数を予測することができる効果がある。
【００４０】
また、所望波周波数を推定する方法としては、例えば実施の形態２で示した方法を用いても良い。すなわち、減算器１３の出力信号が最小となる周波数補正値をあらかじめメモリに用意したものの中から選択して用いることにより、主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波成分の周波数を小さくするように上記所望周波数推定手段７で推定される周波数を増減するようにしてもよい。これにより、２つの干渉波の入射方向が一致する場合の性能劣化を回避することができる。
【００４１】
なお、この実施の形態４では、送信周波数から主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波成分の周波数を推定するので、用意する周波数補正値を少なくすることができ、用意するメモリが小さくて済む。また、短時間で最適な周波数補正値を推定できる。また、例えば送信周波数からの増減分だけをメモリとして持つ構成とすれば、送信周波数を変えた場合でも対処することができる効果がある。
【００４２】
また、所望波周波数を推定する方法としては、例えば実施の形態３で示した方法を用いても良い。すなわち、周波数補正装置８により減算器１３の出力信号が小さくなる方向へ漸化的に周波数補正値を変化させて、最適な周波数補正値を求めても良い。これにより、２つの干渉波の入射方向が一致する場合の性能劣化を回避することができる。
【００４３】
なお、この実施の形態では、送信周波数から最適な周波数補正値に近い値を初期値として設定できるので、短時間に最適な周波数補正値を求めることができる効果がある。また、実施の形態３の場合と同様な効果で、メモリ等を必要としないので構成が簡単になる効果がある。
【００４４】
実施の形態５．
図８は実施の形態５に係るサイドローブキャンセラの構成を示すブロック図である。
図８において、図７に示す実施の形態４と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、１６は目標のドップラ周波数を推定するドップラ周波数推定手段である。
【００４５】
この実施の形態５では、サイドローブキャンセラがレーダのように自身が送信した電波の反射波を計測する機器に装着され、レーダが目標の速度を測定するためにドップラ周波数推定手段１６を備えている場合の例を示す。レーダにおいては、自身が送信する電波の目標からの反射波が所望波となり、目標の運動速度に応じて生じるドップラ周波数分だけ送信周波数からずれて受信される。
【００４６】
そこで、本実施の形態５において、所望波周波数推定手段７は、送信周波数とドップラ周波数推定手段１６の出力とに基づいて主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波成分の周波数を推定して、周波数補正手段８により主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波成分の周波数が小さくなるように補正を行う。
【００４７】
これにより、実施の形態１の効果と同様に、２つの干渉波の入射方向が一致する場合の性能劣化を回避することができる。なお、この実施の形態５は、実施の形態１や実施の形態４に比べれて正確かつ速やかに主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波成分の周波数を予測することができる効果がある。
【００４８】
また、上記所望波周波数推定手段７の推定結果でも誤差を持つ場合に対応して、例えば送信周波数およびドップラ周波数推定手段１６の出力から所望波の周波数を推定した後、実施の形態２で示した方法を用いて補正を行っても良い。すなわち、周波数補正装置８により、減算器１３の出力信号が最小となる周波数補正値をあらかじめ用意したものの中から選択して用いることにより、主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波成分の周波数を小さくするように制御してもよい。これにより、２つの干渉波の入射方向が一致する場合の性能劣化を回避することができる。
【００４９】
従って、この実施の形態５によれば、送信周波数とドップラ周波数推定手段１６の出力から主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波成分の周波数を推定するので、用意する周波数補正値は実施の形態２や実施の形態４に比べ少なくすることができるので用意するメモリが小さくて済み、また、正確でかつ短時間で最適な周波数補正値を推定できる。また、例えば送信周波数からの増減分だけをメモリとして持つ構成とすれば、送信周波数を変えた場合でも対処することができる効果がある。
【００５０】
また、例えば実施の形態３で示した方法を用いても補正を行っても良い。すなわち、周波数補正装置８により、減算器１３の出力信号が小さくなる方向へ漸化的に周波数補正値を変化させて、最適な周波数補正値を求めても良い。これにより、２つの干渉波の入射方向が一致する場合の性能劣化を回避することができる。
【００５１】
なお、この実施の形態では、送信周波数とドップラ周波数推定手段１６の出力から主アンテナ１の受信信号に含まれる所望波成分の周波数を推定するので、最適な周波数補正値に近い値を初期値として設定でき、短時間で正確に最適な周波数補正値を求めることができる効果がある。また、実施の形態３の場合と同様な効果で、メモリ等を必要としないので構成が簡単になる効果がある。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係るサイドローブキャンセラによれば、ダウンコンバート後の信号の所望波成分の周波数が小さくなるように周波数補正を行うことにより、２つの干渉波の入射方向が一致する場合でも性能劣化を起こさないサイドローブキャンセラを得ることができる。
【００５３】
また、サイドローブキャンセラの出力信号電力が小さくなるような周波数補正を行うことにより、適切な周波数補正値を求めて、２つの干渉波の入射方向が一致する場合でも性能劣化を起こさないサイドローブキャンセラを得ることができる。
【００５４】
また、送信周波数から主アンテナの受信信号に含まれる所望波成分の周波数を予測し、周波数補正手段により、主アンテナの受信信号に含まれる所望波成分の周波数が小さくなるように補正を行うことにより、短時間に最適な周波数補正値を求めることができる。
【００５５】
また、送信周波数とドップラ周波数推定手段の出力とに基づいて主アンテナの受信信号に含まれる所望波成分の周波数を推定して、周波数補正手段により主アンテナの受信信号に含まれる所望波成分の周波数が小さくなるように補正を行うことにより、正確かつ速やかに主アンテナの受信信号に含まれる所望波成分の周波数を予測することができる効果がある。
【００５６】
さらに、この発明に係るサイドローブキャンセラの荷重制御方法によれば、所望波成分の周波数が小さくなるように周波数補正された主及び補助アンテナの受信信号に基づいて補助アンテナの受信信号に乗算する適切な荷重を求めて複数の干渉波を抑制するようにしたので、２つの干渉波の入射方向が一致する場合でも性能劣化を起こさないサイドローブキャンセラを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係るサイドローブキャンセラの構成及びそのか従制御方法を説明するためのブロック構成図である。
【図２】 電力レベルの等しい２つの干渉波が入射する場合に、１つの干渉波の入射角度を固定し、他方の干渉波の入射角度を変化させた場合のサイドローブキャンセラ処理後のＳＩＮＲを示す説明図である。
【図３】 この発明の実施の形態１のサイドローブキャンセラによる主アンテナの受信信号をダウンコンバートした後の信号に含まれる所望波成分の周波数を補正する方法を示すフローチャートである。
【図４】 この発明の実施の形態２及び３に係るサイドローブキャンセラの構成を示すブロック図である。
【図５】 この発明の実施の形態２に係るもので、図４の周波数補正装置８'の動作を説明するフローチャートである。
【図６】 この発明の実施の形態３に係るもので、図４の周波数補正装置８'の動作を説明するフローチャートである。
【図７】 この発明の実施の形態４に係るサイドローブキャンセラの構成を示すブロック図である。
【図８】 この発明の実施の形態５に係るサイドローブキャンセラの構成を示すブロック図である。
【図９】 従来のサイドローブキャンセラの構成を示すブロック図である。
【図１０】 図９に示す従来例において、電力レベルの等しい２つの干渉波が入射する場合に、１つの干渉波の入射角度φを固定し、もう一つの干渉波の入射角度φを変化させた場合のサイドローブキャンセラ処理後のＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise Ratio）を示す説明図である。
【図１１】 図９に示す従来例における主アンテナおよび補助アンテナの配置説明図である。
【図１２】 図９に示す従来例において、入射角度φ、θとアンテナを配置する座標系の説明図である。
【符号の説明】
１ 主アンテナ、２ 補助アンテナ、３ 乗算器、４ ローカルオシレータ、７ 所望波周波数推定手段、８，８' 周波数補正装置、９ 乗算器、１０ 適応荷重計算手段、１１ 乗算器、１２ 加算器、１３ 減算器、１４ 受信機、１５ 送信機、１６ ドップラ周波数推定手段。
Claims (11)
- 主アンテナと、
複数の補助アンテナと、
ローカルオシレータと、
上記主アンテナ及び上記複数の補助アンテナの各受信信号に上記ローカルオシレータの出力をそれぞれ乗算してベースバンドにダウンコンバートする第１の乗算器と、
上記第１の乗算器を介してダウンコンバートされた主アンテナまたは複数の補助アンテナの受信信号に含まれる所望波成分の周波数を０に近づけるように補正する周波数補正装置と、
上記第１の乗算器を介してダウンコンバートされた主アンテナまたは複数の補助アンテナの受信信号に上記周波数補正装置の出力をそれぞれ乗算して周波数補正された信号を出力する第２の乗算器と、
上記第２の乗算器を介して周波数補正された主アンテナまたは複数の補助アンテナの受信信号に基づいて出力信号を最小化すべく適応荷重を計算する適応荷重計算器と、
上記第２の乗算器を介して周波数補正された複数の補助アンテナの受信信号に上記適応荷重計算器から出力される荷重をそれぞれ乗算する第３の乗算器と、
上記第３の乗算器の出力信号を合成する合成器と、
上記第２の乗算器を介して周波数補正された主アンテナの受信信号と上記合成器の出力との差分を得て出力信号として送出する減算器と
を備えたことを特徴とするサイドローブキャンセラ。 - 請求項１に記載のサイドローブキャンセラにおいて、上記第１の乗算器を介してダウンコンバートされた主アンテナまたは複数の補助アンテナの受信信号に含まれる所望波信号の周波数を推定する所望波周波数推定手段をさらに備え、上記周波数補正装置は、上記所望波周波数推定手段で推定された所望波成分の周波数に基づいて所望波成分の周波数を０に近づけるための周波数の補正値を生成することを特徴とするサイドローブキャンセラ。
- 請求項１に記載のサイドローブキャンセラにおいて、上記周波数補正装置は、所定の複数の周波数補正値を持つメモリを備え、それら周波数補正値のうちで上記減算器の出力電力が最も小さくなるものを選択して出力することを特徴とするサイドローブキャンセラ。
- 請求項２に記載のサイドローブキャンセラにおいて、上記周波数補正装置は、上記減算器の出力電力が小さくなるように周波数補正値を増減することを特徴とするサイドローブキャンセラ。
- 請求項２に記載のサイドローブキャンセラにおいて、レーダ装置に装着するサイドローブキャンセラであって、上記主アンテナは、送信機と受信機とを備え、上記所望波周波数推定手段は、上記送信機から出力する信号の周波数に基づいて所望波成分の周波数を推定することを特徴とするサイドローブキャンセラ。
- 請求項５に記載のサイドローブキャンセラにおいて、上記周波数補正装置は、上記所望波周波数推定手段で推定される周波数を増減する複数の周波数補正値を持つメモリを備え、それら周波数補正値のうちで上記減算器の出力電力が最も小さくなるものを選択して出力することを特徴とするサイドローブキャンセラ。
- 請求項５に記載のサイドローブキャンセラにおいて、上記周波数補正装置は、上記減算器の出力電力が小さくなるように周波数補正値を増減することを特徴とするサイドローブキャンセラ。
- 請求項５に記載のサイドローブキャンセラにおいて、上記受信機の出力する受信信号からドップラ周波数を推定するドップラ周波数推定手段をさらに備え、上記所望波周波数推定手段は、上記送信機から出力する信号の周波数と上記ドップラ周波数推定手段で推定されるドップラ周波数に基づいて所望波成分の周波数を推定することを特徴とするサイドローブキャンセラ。
- 請求項８に記載のサイドローブキャンセラにおいて、上記周波数補正装置は、上記所望波周波数推定手段で推定される周波数を増減する複数の周波数補正値を持つメモリを備え、それら周波数補正値のうちで上記減算器の出力電力が最も小さくなるものを選択して出力することを特徴とするサイドローブキャンセラ。
- 請求項８に記載のサイドローブキャンセラにおいて、上記周波数補正装置は、上記減算器の出力電力が小さくなるように周波数補正値を増減することを特徴とするサイドローブキャンセラ。
- 主アンテナ及び複数の補助アンテナの受信信号とローカルオシレータの出力との乗算をそれぞれ行い、
それら乗算結果から上記主アンテナまたは上記補助アンテナの受信信号に含まれる所望波成分の周波数を推定し、
推定された所望波成分の周波数に基づいて上記各乗算結果の信号に含まれる所望波成分の周波数を０に近づけるように周波数の補正を行い、
周波数補正された上記主アンテナまたは上記補助アンテナの受信信号に基づいて出力信号の電力が最小化するような適応荷重を計算し、
周波数補正された補助アンテナの受信信号に計算された適応荷重を乗じた後合成し、
その合成信号と周波数補正された主アンテナの受信信号の差分を出力信号として送出する
ことを特徴とするサイドローブキャンセラの荷重制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27498499A JP4046260B2 (ja) | 1999-09-28 | 1999-09-28 | サイドローブキャンセラ及びその荷重制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27498499A JP4046260B2 (ja) | 1999-09-28 | 1999-09-28 | サイドローブキャンセラ及びその荷重制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001102845A JP2001102845A (ja) | 2001-04-13 |
| JP4046260B2 true JP4046260B2 (ja) | 2008-02-13 |
Family
ID=17549300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27498499A Expired - Fee Related JP4046260B2 (ja) | 1999-09-28 | 1999-09-28 | サイドローブキャンセラ及びその荷重制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4046260B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2700042C1 (ru) * | 2019-01-30 | 2019-09-12 | Общество с ограниченной ответственностью "НЕЛАКС" | Способ управления формой основного лепестка характеристики направленности излучающей параметрической антенны и устройство для его реализации |
-
1999
- 1999-09-28 JP JP27498499A patent/JP4046260B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001102845A (ja) | 2001-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8005237B2 (en) | Sensor array beamformer post-processor | |
| US6218986B1 (en) | Adaptive reception diversity method and adaptive transmission diversity method | |
| JP3933597B2 (ja) | 送信方法およびそれを利用した無線装置 | |
| CN104243001A (zh) | 宽带波束切换系统、宽带波束切换方法 | |
| US8174935B2 (en) | Adaptive array control device, method and program, and adaptive array processing device, method and program using the same | |
| EP1198077A1 (en) | Radio communication apparatus and radio communication method | |
| JP3902477B2 (ja) | 干渉波抑圧装置及び干渉波抑圧方法 | |
| JP3571209B2 (ja) | アダプティブアンテナ装置及びアンテナ励振方法 | |
| JP4772462B2 (ja) | 受信機 | |
| JP4046260B2 (ja) | サイドローブキャンセラ及びその荷重制御方法 | |
| EP1489757B1 (en) | Radio reception device, array parameter optimal value estimation method, and array parameter optimal value estimation program | |
| JP5904818B2 (ja) | 干渉信号抑圧装置および干渉信号抑圧方法 | |
| JP3587985B2 (ja) | アダプティブアンテナ | |
| JP3017400B2 (ja) | アレーアンテナの制御方法及び制御装置 | |
| JP4253173B2 (ja) | 無線装置、送信制御切替方法、および送信制御切替プログラム | |
| JP4219490B2 (ja) | 受信方法および受信装置 | |
| JP2022116538A (ja) | 無線通信装置 | |
| JP2002204193A (ja) | 移動通信システム | |
| JP3598617B2 (ja) | サイドローブキャンセラ | |
| JP3582343B2 (ja) | 受信信号処理装置 | |
| JP3959073B2 (ja) | アレイアンテナ通信装置 | |
| JPH11125670A (ja) | 送受信装置 | |
| JP3723056B2 (ja) | サイドローブキャンセラ | |
| JP5812010B2 (ja) | 無線通信装置 | |
| JP4097112B2 (ja) | サイドローブキャンセラ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060118 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070801 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070807 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071004 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071030 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071116 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101130 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111130 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121130 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121130 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131130 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |