JP4367243B2 - Adaptive phasing device, its program and adaptive phasing system - Google Patents

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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

本発明は、例えば、ソーナー等で目標の方位推定等を行うために、直線又は円周上等に配置された複数の音響センサで受信された音響信号(音波)から干渉波を適応的に除去することにより目標信号のみを抽出する適応整相装置、そのプログラム及び適応整相システムに関する。   The present invention adaptively removes interference waves from acoustic signals (sound waves) received by a plurality of acoustic sensors arranged on a straight line or on a circumference, for example, in order to estimate a target orientation with a sonar or the like. It is related with the adaptive phasing apparatus which extracts only a target signal by doing, its program, and an adaptive phasing system.

従来の適応整相方法は、複数の音響センサで構成されるセンサアレイで受信された音響信号(音波)の複素周波数領域信号を用いて、整相方位に最大感度を有する1次ビームと、整相方位に零感度を有する0次ビームとを生成している。次に、0次ビームの自己相関マトリクスの時間平均の逆行列と、1次ビームと0次ビームとの相互相関ベクトルの時間平均とをそれぞれ算出して、上記逆行列及び上記相互相関ベクトルの時間平均に基づいて適応フィルタのフィルタ係数を算出している。そして、これらのフィルタ係数に基づいて、1次ビームから0次ビームの適応フィルタ出力を減算することにより、整相方位以外の方位から到来する信号を適応的に除去している。   The conventional adaptive phasing method uses a complex frequency domain signal of an acoustic signal (sound wave) received by a sensor array composed of a plurality of acoustic sensors, a primary beam having a maximum sensitivity in phasing direction, and a phasing. A zero-order beam having zero sensitivity in the phase direction is generated. Next, the inverse matrix of the time average of the autocorrelation matrix of the zeroth order beam and the time average of the cross correlation vector of the first order beam and the zeroth order beam are respectively calculated, and the time of the inverse matrix and the cross correlation vector is calculated. The filter coefficient of the adaptive filter is calculated based on the average. Based on these filter coefficients, the adaptive filter output of the 0th-order beam is subtracted from the primary beam to adaptively remove signals coming from directions other than the phasing direction.

この適応整相方法では、算出された逆行列の精度が許容範囲内に収まるか否かを判定して、逆行列の算出精度が許容範囲内に収まっていた場合には、逆行列を用いて算出されたフィルタ係数を用いて適応的な除去を行い、逆行列の算出精度が許容範囲から外れていた場合には、逆行列を用いて算出されたフィルタ係数を用いない(例えば、特許文献1参照。)。   In this adaptive phasing method, it is determined whether or not the accuracy of the calculated inverse matrix is within the allowable range, and if the calculation accuracy of the inverse matrix is within the allowable range, the inverse matrix is used. When adaptive removal is performed using the calculated filter coefficient and the calculation accuracy of the inverse matrix is out of the allowable range, the filter coefficient calculated using the inverse matrix is not used (for example, Patent Document 1). reference.).

特開2003−232849号公報(請求項1,[0058]〜[0098]、図3,図4)Japanese Patent Laying-Open No. 2003-232849 (Claims 1, [0058] to [0098], FIGS. 3 and 4)

ところで、上記した従来の適応整相方法では、センサアレイを構成する各音響センサの位置誤差、各音響センサの出力信号の振幅や位相のバラツキ、音響センサのいずれかの故障等が原因で、センサアレイの応答に誤差が発生する。各音響センサの出力信号の振幅や位相のバラツキは、各音響センサの個体差が原因で生じる他、例えば、平板等のプラットフォーム上に音響センサが取り付けられており、このプラットフォームの厚みや材質等が均一でない場合には、各音響センサに直接到来する信号と、プラットフォームから反射した信号との干渉状況が各音響センサで異なることが原因で生じる場合がある。   By the way, in the conventional adaptive phasing method described above, the position error of each acoustic sensor constituting the sensor array, variation in the amplitude or phase of the output signal of each acoustic sensor, failure of any acoustic sensor, etc. An error occurs in the response of the array. Variations in the amplitude and phase of the output signals of each acoustic sensor are caused by individual differences among the acoustic sensors, and for example, the acoustic sensor is mounted on a platform such as a flat plate. If it is not uniform, it may be caused by the fact that the interference state between the signal directly coming to each acoustic sensor and the signal reflected from the platform is different for each acoustic sensor.

センサアレイを用いた適応整相装置では、到来する信号が平面波であると仮定し、所望の方位(整相方位)から各音響センサに到来する信号が、音響中心(例えば、センサアレイの中心の位置)に到来する時刻と一致するように、遅延量(周波数空間では位相量)を補償している。1次ビームの場合、補償した各音響センサの受信信号を加算することにより、所望の方位に最大感度(センサアレイの応答が最大となる)を有するようなビームパターン(センサアレイの応答の方位特性)を生成している。   In an adaptive phasing device using a sensor array, it is assumed that an incoming signal is a plane wave, and a signal arriving at each acoustic sensor from a desired orientation (phasing orientation) is an acoustic center (for example, the center of the sensor array). The amount of delay (phase amount in frequency space) is compensated so as to coincide with the time of arrival at (position). In the case of the primary beam, a beam pattern having the maximum sensitivity (maximum response of the sensor array) is obtained in a desired direction by adding the received signals of the compensated acoustic sensors (direction characteristics of the response of the sensor array) ) Is generated.

一方、0次ビームの場合、補償した各音響センサの受信信号を加算する場合に、例えばすべての音響センサの受信信号の半分に+1を乗算し、受信信号の残りの半分に−1を乗算した後にすべてを加算することにより、所望の方位の感度が零となるビームパターンを生成している。このとき、音響センサに位置誤差がある場合、所望方位から到来した信号に対し、各音響センサで補償する位相量と、実際に各音響センサに到来した信号と音響中心に到来する信号との位相差が異なってしまう。   On the other hand, in the case of the 0th-order beam, when the received signals of compensated acoustic sensors are added, for example, half of the received signals of all acoustic sensors are multiplied by +1, and the remaining half of the received signals are multiplied by -1. By adding all later, a beam pattern in which the sensitivity in the desired direction is zero is generated. At this time, if there is a position error in the acoustic sensor, the phase amount compensated by each acoustic sensor with respect to the signal arriving from the desired direction, and the position of the signal actually arriving at each acoustic sensor and the signal arriving at the acoustic center. The phase difference will be different.

このように位相補償結果に誤差を有する各音響センサの位相補償結果に基づいて1次ビームを生成すると、所望の方位が最大感度とならなくなったり、ビームパターンが変形したりする。一方、0次ビームを生成すると、所望の方位の感度が零とならなくなったり、ビームパターンが変形したりする。つまり、1次ビームでは、所望の整相方位と最大感度方位が異なり、0次ビームでは、所望の整相方位の感度が零とならなくなってしまうことになる。各音響センサの出力信号に振幅や位相のバラツキが生じる場合も同様の不都合が発生する。   As described above, when a primary beam is generated based on the phase compensation result of each acoustic sensor having an error in the phase compensation result, the desired orientation does not become the maximum sensitivity or the beam pattern is deformed. On the other hand, when the 0th-order beam is generated, the sensitivity in a desired direction does not become zero, or the beam pattern is deformed. That is, the desired phasing azimuth differs from the maximum sensitivity azimuth in the primary beam, and the sensitivity of the desired phasing azimuth does not become zero in the zero-order beam. The same inconvenience occurs when there are variations in amplitude or phase in the output signals of the acoustic sensors.

ところで、上記した従来の適応整相方法では、センサアレイの応答誤差がそれほど大きくなく、入力信号が定常であるような場合には、逆行列演算における演算誤差が許容範囲内となるが、この逆行列演算結果から求めた適応フィルタの最適解を適応フィルタのフィルタ係数として使用すると、適応整相結果において所望信号の劣化が大きくなる場合がある。特に、所望信号のSN比が、整相方位以外の方位から到来する妨害音JのJN比に対して非常に高い場合に、適応整相結果における所望信号の劣化が顕著になる。   By the way, in the conventional adaptive phasing method described above, when the response error of the sensor array is not so large and the input signal is stationary, the calculation error in the inverse matrix calculation is within the allowable range. When the optimal solution of the adaptive filter obtained from the matrix calculation result is used as the filter coefficient of the adaptive filter, there is a case where the degradation of the desired signal becomes large in the adaptive phasing result. In particular, when the SN ratio of the desired signal is very high with respect to the JN ratio of the disturbing sound J coming from a direction other than the phasing direction, the deterioration of the desired signal in the adaptive phasing result becomes remarkable.

これは以下に示す理由による。すなわち、センサアレイの応答に誤差が生じるために、所望の整相方位の感度を零とするように生成した0次ビームにおいて、所望の整相方位の感度が零ではなくなるため、0次ビーム出力に所望の整相方位から到来する所望信号が混入する。この所望信号が混入した0次ビームを参照信号として、参照信号の適応フィルタ出力を1次ビーム出力から減算することによって適応整相結果を求めるため、適応整相結果において、所望信号が劣化してしまうのである。この結果、所望信号の検出が困難となったり、背景レベルの段差を信号として誤検出してしまうという課題があった。   This is for the following reason. That is, since an error occurs in the response of the sensor array, the sensitivity of the desired phasing direction is not zero in the zero-order beam generated so that the sensitivity of the desired phasing direction is zero. The desired signal coming from the desired phasing direction is mixed in. The adaptive phasing result is obtained by subtracting the adaptive filter output of the reference signal from the primary beam output using the 0th-order beam mixed with the desired signal as a reference signal. Therefore, the desired signal deteriorates in the adaptive phasing result. It ends up. As a result, there are problems that it is difficult to detect a desired signal, and that a step in the background level is erroneously detected as a signal.

本発明に係る適応整相装置は、前述の課題を解決するために、センサアレイで受信された信号を用いて整相方位に最大感度を有する1次ビームと整相方位に零感度を有する複数の0次ビームとを生成し、複数の0次ビームの適応フィルタにおけるフィルタリング結果を1次ビームから減算して適応整相結果を得ることにより整相方位以外の方位から到来する信号を適応的に除去するものであり、1次ビーム及び複数の0次ビームに基づいて、今回算出しようとする適応フィルタのフィルタ係数を使用した適応整相結果における所望信号が劣化するか否かを判定し、所望信号が劣化しないと判定した場合には第1の信号を、所望信号が劣化すると判定した場合には第2の信号を出力する劣化判定器と、第1の信号が供給された場合には今回算出したフィルタ係数を使用した適応整相結果を選択して今回の適応整相結果として出力し、第2の信号が供給された場合には1次ビームを選択して今回の適応整相結果として出力するセレクタとを備えている。   In order to solve the above-described problem, an adaptive phasing device according to the present invention uses a signal received by a sensor array and a plurality of primary beams having a maximum sensitivity in the phasing direction and a zero sensitivity in the phasing direction. And a signal arriving from a direction other than the phasing direction is adaptively obtained by subtracting the filtering result in the adaptive filter of a plurality of 0th order beams from the primary beam to obtain the adaptive phasing result. Based on the primary beam and a plurality of zero-order beams, it is determined whether or not the desired signal in the adaptive phasing result using the filter coefficient of the adaptive filter to be calculated this time is deteriorated. When it is determined that the signal is not deteriorated, the first signal is output. When it is determined that the desired signal is deteriorated, the deterioration determiner that outputs the second signal; and when the first signal is supplied, this time Calculation The adaptive phasing result using the selected filter coefficient is selected and output as the current adaptive phasing result, and when the second signal is supplied, the primary beam is selected and output as the current adaptive phasing result. And a selector.

また、本発明に係る適応整相装置は、センサアレイで受信された信号を用いて整相方位に最大感度を有する1次ビームと整相方位に零感度を有する複数の0次ビームとを生成し、複数の0次ビームの適応フィルタにおけるフィルタリング結果を1次ビームから減算して適応整相結果を得ることにより整相方位以外の方位から到来する信号を適応的に除去するものであり、1次ビーム及び複数の0次ビームに基づいて、今回算出しようとする適応フィルタのフィルタ係数を使用した適応整相結果における所望信号が劣化するか否かを判定し、所望信号が劣化しないと判定した場合には第1の信号を、所望信号が劣化すると判定した場合には第2の信号を出力する劣化判定器を備え、適応フィルタは、第1の信号が供給された場合には1次ビーム及び複数の0次ビームに基づいて算出されたフィルタ係数を使用し、第2の信号が供給された場合には予め記憶されたフィルタ係数の初期値を使用している。   The adaptive phasing device according to the present invention generates a primary beam having the maximum sensitivity in the phasing direction and a plurality of zero-order beams having zero sensitivity in the phasing direction using the signals received by the sensor array. Then, by subtracting the filtering results in the adaptive filters of a plurality of zero-order beams from the primary beam to obtain the adaptive phasing result, signals arriving from directions other than the phasing direction are adaptively removed. Based on the next beam and a plurality of 0th beams, it is determined whether the desired signal in the adaptive phasing result using the filter coefficient of the adaptive filter to be calculated this time is deteriorated, and it is determined that the desired signal is not deteriorated. A deterioration determining unit that outputs a second signal when it is determined that the desired signal is deteriorated in the case, and the adaptive filter receives the first beam when the first signal is supplied. Using the filter coefficient calculated based on a fine multiple of the zero-order beam, using the initial value of the pre-stored filter coefficients when the second signal is supplied.

また、本発明に係る適応整相装置は、センサアレイで受信された信号を用いて整相方位に最大感度を有する1次ビームと整相方位に零感度を有する複数の0次ビームとを生成し、複数の0次ビームの適応フィルタにおけるフィルタリング結果を1次ビームから減算して適応整相結果を得ることにより整相方位以外の方位から到来する信号を適応的に除去するものであり、1次ビーム及び複数の0次ビームに基づいて、今回算出しようとする適応フィルタのフィルタ係数を使用した適応整相結果における所望信号が劣化するか否かを判定する劣化判定器を備え、適応フィルタは、現時刻において今回算出しようとするフィルタ係数を次の時刻で使用して得られる適応整相結果における所望信号が劣化しないと劣化判定器で判定された場合には、前回算出して内部に記憶しておいたフィルタ係数を使用するとともに、複数の0次ビームと適応整相結果とに基づいてフィルタ係数の更新処理を行い、更新したフィルタ係数を次の時刻のフィルタ係数として内部に記憶し、現時刻において今回算出しようとするフィルタ係数を次の時刻で使用して得られる適応整相結果における所望信号が劣化すると劣化判定器で判定された場合には、前回算出して内部に記憶しておいたフィルタ係数を使用するとともに、フィルタ係数をフィルタ係数の初期値で初期化して内部に記憶している。   The adaptive phasing device according to the present invention generates a primary beam having the maximum sensitivity in the phasing direction and a plurality of zero-order beams having zero sensitivity in the phasing direction using the signals received by the sensor array. Then, by subtracting the filtering results in the adaptive filters of a plurality of zero-order beams from the primary beam to obtain the adaptive phasing result, signals arriving from directions other than the phasing direction are adaptively removed. The adaptive filter includes a deterioration determining unit that determines whether or not the desired signal in the adaptive phasing result using the filter coefficient of the adaptive filter to be calculated this time is deteriorated based on the next beam and the plurality of zeroth beams. When the deterioration determining unit determines that the desired signal in the adaptive phasing result obtained by using the filter coefficient to be calculated this time at the next time does not deteriorate at the current time, The filter coefficient that has been calculated and stored internally is used, and the filter coefficient is updated based on the plurality of zeroth-order beams and the adaptive phasing result, and the updated filter coefficient is filtered at the next time This is stored internally as a coefficient, and if the deterioration determiner determines that the desired signal in the adaptive phasing result obtained by using the filter coefficient to be calculated at this time at the next time deteriorates, the previous calculation is performed. Then, the filter coefficient stored inside is used, and the filter coefficient is initialized with the initial value of the filter coefficient and stored inside.

また、本発明に係る適応整相プログラムは、コンピュータに上記した適応整相装置のいずれかの機能を実現させるためのものである。
また、本発明に係る適応整相システムは、上記いずれかの適応整相装置を、周波数領域で実現した場合の複数の周波数ビンに対応して複数段並列に設けたものである。
また、本発明に係る適応整相システムは、上記いずれかの適応整相装置を、複数の整相方位に対応して複数段並列に設けたものである。
An adaptive phasing program according to the present invention is for causing a computer to realize any of the functions of the adaptive phasing device described above.
In addition, an adaptive phasing system according to the present invention includes any one of the above-described adaptive phasing devices provided in parallel in a plurality of stages corresponding to a plurality of frequency bins when realized in the frequency domain.
The adaptive phasing system according to the present invention includes any one of the above adaptive phasing devices arranged in parallel in a plurality of stages corresponding to a plurality of phasing directions.

本発明に係る適応整相装置では、劣化判定器は、1次ビーム及び複数の0次ビームに基づいて、今回算出しようとする適応フィルタのフィルタ係数を使用した適応整相結果における所望信号が劣化するか否かを判定し、所望信号が劣化しないと判定した場合には第1の信号を、所望信号が劣化すると判定した場合には第2の信号を出力する。これにより、セレクタは、第1の信号が供給された場合には今回算出したフィルタ係数を使用した適応整相結果を選択して今回の適応整相結果として出力し、第2の信号が供給された場合には1次ビームを選択して今回の適応整相結果として出力する。したがって、センサアレイの応答に誤差が存在する場合に、干渉信号の除去が必要ないほど強い所望信号に対し、所望信号の低下と背景レベルの上昇が生じた適応整相結果を後段に出力しないようにすることができる。   In the adaptive phasing device according to the present invention, the degradation determiner degrades the desired signal in the adaptive phasing result using the filter coefficient of the adaptive filter to be calculated this time based on the primary beam and the plurality of 0th beams. The first signal is output when it is determined that the desired signal does not deteriorate, and the second signal is output when it is determined that the desired signal is deteriorated. As a result, when the first signal is supplied, the selector selects the adaptive phasing result using the filter coefficient calculated this time and outputs it as the current adaptive phasing result, and the second signal is supplied. If this occurs, the primary beam is selected and output as the current adaptive phasing result. Therefore, when there is an error in the response of the sensor array, an adaptive phasing result in which a decrease in the desired signal and an increase in the background level are generated is not output to the subsequent stage for a desired signal that is strong enough to eliminate the interference signal. Can be.

また、本発明に係る適応整相システムは、上記いずれかの適応整相装置を、周波数領域で実現した場合の複数の周波数ビンに対応して複数段並列に設けている。したがって、複数の周波数ビンの処理を行うことができる。
また、本発明に係る適応整相システムは、上記いずれかの適応整相装置を、複数の整相方位に対応して複数段並列に設けている。したがって、複数の整相方位についての処理を行うことができる。
In the adaptive phasing system according to the present invention, any one of the above adaptive phasing devices is provided in parallel in a plurality of stages corresponding to a plurality of frequency bins in the case of being realized in the frequency domain. Therefore, a plurality of frequency bins can be processed.
In the adaptive phasing system according to the present invention, any one of the above adaptive phasing devices is provided in parallel in a plurality of stages corresponding to a plurality of phasing directions. Therefore, processing for a plurality of phasing directions can be performed.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1である適応整相装置の構成を示すブロック図である。この例の適応整相装置は、1次ビーム生成部1と、0次ビーム生成部2と、適応フィルタ部3と、減算器4と、劣化判定器5と、セレクタ6とから構成されている。1次ビーム生成部1は、N個(Nは自然数)のデジタルの複素周波数領域信号x1(k)〜xN(k)に対して、整相方位θに最大感度を有する1次ビームを生成する。kはサンプル番号を示している。N個の周波数領域信号x1(k)〜xN(k)は、直線又は円周上等に配置された複数の音響センサで構成されるN個のセンサアレイで受信されたアナログの音響信号(音波)を時系列のデジタルデータに変換した後、フーリエ変換やウェーブレット変換等をすることにより、周波数分析に必要な帯域に制限されたN個の周波数ビン(frequency bin)に分割したものである。図1に示す適応整相装置は、この周波数ビン1ビンの適応整相処理を行うものである。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an adaptive phasing device according to Embodiment 1 of the present invention. The adaptive phasing device of this example includes a primary beam generation unit 1, a 0th-order beam generation unit 2, an adaptive filter unit 3, a subtractor 4, a deterioration determination unit 5, and a selector 6. . The primary beam generation unit 1 generates a primary beam having the maximum sensitivity in the phasing direction θ with respect to N (N is a natural number) digital complex frequency domain signals x 1 (k) to x N (k). Generate. k indicates a sample number. The N frequency domain signals x 1 (k) to x N (k) are analog acoustic signals received by an N sensor array including a plurality of acoustic sensors arranged on a straight line or a circumference. (Sound wave) is converted into time-series digital data and then divided into N frequency bins that are limited to the band necessary for frequency analysis by Fourier transform, wavelet transform, etc. . The adaptive phasing device shown in FIG. 1 performs this adaptive phasing process for one bin of frequency bins.

1次ビーム生成部1は、位相補償器11と、空間窓乗算器12と、加算器13とから構成されている。位相補償器11は、周波数領域信号x1(k)〜xN(k)の位相を整相方位θの方向に合致させるために、式(1)に基づいて整相方位θに対する位相量v1(θ)〜vN(θ)を算出するとともに、式(2)に基づいて位相補償を行い、その位相補償結果g1(k)〜gN(k)を空間窓乗算器12及び0次ビーム生成部2に供給する。 The primary beam generation unit 1 includes a phase compensator 11, a space window multiplier 12, and an adder 13. In order to make the phase of the frequency domain signals x 1 (k) to x N (k) coincide with the direction of the phasing direction θ, the phase compensator 11 uses the phase amount v with respect to the phasing direction θ based on the equation (1). 1 (θ) to v N (θ) are calculated, phase compensation is performed based on the equation (2), and the phase compensation results g 1 (k) to g N (k) are converted into space window multipliers 12 and 0. The next beam generation unit 2 is supplied.

Figure 0004367243
Figure 0004367243

式(1)において、n=1〜N、ω0は周波数領域信号xn(k)の角周波数、hnは第n番目の音響センサの位置ベクトル、r(θ)は整相方位θへの単位ベクトル、cは音速、<a,b>はベクトルaとbの内積を示している。
n(k)=vn *(θ)・xn(k) …(2)
式(2)において、添え字の「*」は複素共役を示している。以下に示す各式においても同様である。
In Equation (1), n = 1 to N, ω 0 is the angular frequency of the frequency domain signal x n (k), h n is the position vector of the nth acoustic sensor, and r (θ) is the phasing direction θ. , C is the speed of sound, and <a, b> is the inner product of vectors a and b.
g n (k) = v n * (θ) · x n (k) (2)
In the formula (2), the subscript “*” indicates a complex conjugate. The same applies to the following equations.

空間窓乗算器12は、位相補償器11から供給される位相補償結果g1(k)〜gN(k)に対して、それぞれ対応した空間窓係数a1〜aNを乗算した後、乗算結果a1・g1(k)〜aN・gN(k)を加算器13に供給する。加算器13は、乗算結果a1・g1(k)〜aN・gN(k)を加算した後、加算結果を、式(3)に示す整相方位θに最大感度を有する1次ビームd(k)として、適応フィルタ部3、減算器4、劣化判定器5及びセレクタ6に供給する。 The space window multiplier 12 multiplies the phase compensation results g 1 (k) to g N (k) supplied from the phase compensator 11 by corresponding space window coefficients a 1 to a N , respectively, and then multiplies them. The results a 1 · g 1 (k) to a N · g N (k) are supplied to the adder 13. The adder 13 adds the multiplication results a 1 · g 1 (k) to a N · g N (k), and then adds the addition result to the primary having the maximum sensitivity in the phasing direction θ shown in Expression (3). The beam d (k) is supplied to the adaptive filter unit 3, the subtracter 4, the deterioration determiner 5, and the selector 6.

Figure 0004367243
Figure 0004367243

0次ビーム生成部2は、1次ビーム生成部1から供給される位相補償結果g1(k)〜gN(k)に基づいて、整相方位θに零感度を有するL個(Lは自然数)の0次ビームを生成する。0次ビーム生成部2は、BM(Block Matrix)乗算器14から構成されている。BM乗算器14は、1次ビーム生成部1から供給される位相補償結果g1(k)〜gN(k)に対して、式(4)に示す拘束マトリクスBEを式(5)に基づいて乗算することにより、整相方位θに零感度を有するL個の0次ビームy1(k)〜yL(k)を算出し、そのL個の0次ビームを適応フィルタ部3に供給する。 Based on the phase compensation results g 1 (k) to g N (k) supplied from the primary beam generator 1, the zero-order beam generator 2 has L (L is (Natural number) zero-order beam is generated. The zero-order beam generation unit 2 includes a BM (Block Matrix) multiplier 14. For the phase compensation results g 1 (k) to g N (k) supplied from the primary beam generation unit 1, the BM multiplier 14 converts the constraint matrix B E shown in Equation (4) into Equation (5). Based on this, L 0th-order beams y 1 (k) to y L (k) having zero sensitivity in the phasing direction θ are calculated, and the L 0th-order beams are applied to the adaptive filter unit 3. Supply.

Figure 0004367243
Figure 0004367243

Figure 0004367243
Figure 0004367243

式(4)において、n=1〜N、j=1〜L、bnj はj番目の0次ビームyj(k)を生成するためのn番目の位相補償結果gn(k)に対する拘束係数を示している。また、式(5)において、BE HのHは行列の共役転置操作を示している。拘束マトリクスBEの要素であるbnjは整相方位θの感度を零にする条件である式(6)に示す関係を満足する限り、0次拘束、1次微係数拘束等、その他の任意の拘束をかけることができる。 In Equation (4), n = 1 to N, j = 1 to L, and b nj are constraints on the nth phase compensation result g n (k) for generating the jth zeroth-order beam y j (k). The coefficient is shown. In Equation (5), H of B E H indicates a conjugate transpose operation of the matrix. As long as b nj that is an element of the constraint matrix B E satisfies the relationship shown in Expression (6), which is a condition that makes the sensitivity of the phasing direction θ zero, other arbitrary constraints such as zero-order constraint, first-order derivative constraint, and the like. Can be restrained.

Figure 0004367243
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適応フィルタ部3は、L個の乗算器151〜15Lと、加算器16と、フィルタ係数算出器17とから構成されている。乗算器151〜15Lは、0次ビームy1(k)〜yL(k)と、フィルタ係数算出器17から供給される時刻kに対応するL個のフィルタ係数w1(k)〜wL(k)とを乗算し、乗算結果w* 1(k)・y1(k)〜w* L(k)・yL(k)を加算器16に供給する。加算器16は、乗算結果w* 1(k)・y1(k)〜w* L(k)・yL(k)を加算した後、加算結果を、式(7)に示すフィルタリング結果である適応フィルタ結果z(k)として、減算器4に供給する。 The adaptive filter unit 3 includes L multipliers 15 1 to 15 L , an adder 16, and a filter coefficient calculator 17. The multipliers 15 1 to 15 L include zeroth-order beams y 1 (k) to y L (k) and L filter coefficients w 1 (k) to corresponding to time k supplied from the filter coefficient calculator 17. multiplies the w L (k), supplied to the adder 16 the result of the multiplication w * 1 (k) · y 1 (k) ~w * L (k) · y L (k). The adder 16 adds the multiplication results w * 1 (k) · y 1 (k) to w * L (k) · y L (k), and then adds the addition result to the filtering result shown in Expression (7). A certain adaptive filter result z (k) is supplied to the subtracter 4.

Figure 0004367243
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フィルタ係数算出器17は、フィルタ係数の最適解をその都度更新するいわゆるDMI型(SMI型ともいう)であり、1次ビーム生成部1から供給される1次ビームd(k)と、0次ビーム生成部2から供給される0次ビームy1(k)〜yL(k)とに基づいて、減算器4で適応フィルタ部3から供給される適応フィルタ結果z(k)を1次ビームd(k)から減算した減算結果ε(k)の自乗値|ε(k)|2を最小とするL個のフィルタ係数w1(k)〜wL(k)を算出し、各フィルタ係数w1(k)〜wL(k)を乗算器151〜15Lに供給する。 The filter coefficient calculator 17 is a so-called DMI type (also referred to as SMI type) that updates the optimum filter coefficient solution each time. The primary beam d (k) supplied from the primary beam generation unit 1 and the 0th order Based on the 0th-order beams y 1 (k) to y L (k) supplied from the beam generator 2, the adaptive filter result z (k) supplied from the adaptive filter unit 3 by the subtractor 4 is used as the primary beam. L filter coefficients w 1 (k) to w L (k) that minimize the square value | ε (k) | 2 of the subtraction result ε (k) subtracted from d (k) are calculated, and each filter coefficient w 1 (k) to w L (k) are supplied to the multipliers 15 1 to 15 L.

ここで、フィルタ係数算出器17において、フィルタ係数w1(k)〜wL(k)の最適解をその都度算出する方法について説明する。まず式(8)に基づいて1次ビームd(k)と0次ビームy1(k)〜yL(k)との相互相関ベクトルPdy(k)を算出するとともに、式(9)に基づいて相互相関ベクトルPdy(k)に対して各要素毎に所定の区間の時間平均である相互相関ベクトルの時間平均M〔Pdy(k)〕を算出する。〔x〕は値xの平均値を示している。また、式(9)において、Mは所定の区間に対応するサンプル数を示している。いずれの場合も以下において同様である。 Here, a method for calculating the optimum solution of the filter coefficients w 1 (k) to w L (k) each time in the filter coefficient calculator 17 will be described. First, a cross-correlation vector P dy (k) between the primary beam d (k) and the zero-order beams y 1 (k) to y L (k) is calculated based on the equation (8), and the equation (9) Based on the cross correlation vector P dy (k), the time average M [P dy (k)] of the cross correlation vector, which is the time average of a predetermined section, is calculated for each element. [X] indicates an average value x. In Equation (9), M indicates the number of samples corresponding to a predetermined section. In either case, the same applies below.

Figure 0004367243
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Figure 0004367243
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次に、式(10)に基づいて0次ビームy1(k)〜yL(k)の自己相関マトリクスRyy(k)を算出するとともに、式(11)に基づいて自己相関マトリクスRyy(k)に対して各要素毎に所定の区間の時間平均である自己相関マトリクスの時間平均M〔Ryy(k)〕を算出する。 Then, to calculate the autocorrelation matrix R yy (k) of on the basis of the equation (10) 0 order beam y 1 (k) ~y L ( k), the autocorrelation matrix R yy based on equation (11) For (k), the time average M [R yy (k)] of the autocorrelation matrix, which is the time average of a predetermined section, is calculated for each element.

Figure 0004367243
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Figure 0004367243
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次に、逆行列の公式、例えば、LU分解法やCholesky分解法等の手法を用いて、自己相関マトリクスの時間平均M〔Ryy(k)〕の逆行列M〔Ryy(k)〕-1を算出する。そして、式(12)に基づいて、相互相関ベクトルの時間平均M〔Pdy(k)〕と自己相関マトリクスの時間平均M〔Ryy(k)〕の逆行列M〔Ryy(k)〕-1との乗算を行うことにより、時刻kにおけるフィルタ係数の最適解であるフィルタ係数w1(k)〜wL(k)を求める。 Next, the inverse matrix M [R yy (k)] of the time average M [R yy (k)] of the autocorrelation matrix is used by using an inverse matrix formula such as LU decomposition method or Cholesky decomposition method. 1 is calculated. Then, based on the equation (12), the inverse matrix M [R yy (k)] of the time average M [P dy (k)] of the cross-correlation vector and the time average M [R yy (k)] of the autocorrelation matrix. By multiplying by −1 , filter coefficients w 1 (k) to w L (k) which are optimum solutions of the filter coefficient at time k are obtained.

Figure 0004367243
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減算器4は、式(13)に基づいて、1次ビーム生成部1から供給される1次ビームd(k)から、適応フィルタ部3から供給される適応フィルタ結果z(k)を減算した後、減算結果を適応整相結果ε(k)としてセレクタ6の第2の入力端に供給する。
ε(k)=d(k)−z(k) ・・・(13)
The subtracter 4 subtracts the adaptive filter result z (k) supplied from the adaptive filter unit 3 from the primary beam d (k) supplied from the primary beam generation unit 1 based on Expression (13). Thereafter, the subtraction result is supplied to the second input terminal of the selector 6 as the adaptive phasing result ε (k).
ε (k) = d (k) −z (k) (13)

劣化判定器5は、1次ビーム生成部1から供給される1次ビームd(k)と、0次ビーム生成部2から供給される0次ビームy1(k)〜yL(k)とを比較することにより、適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化するか否かを判定し、その判定結果RESをセレクタ6の制御端に供給する。セレクタ6は、劣化判定器5から供給される判定結果RESに基づいて、第1の入力端から供給される1次ビームd(k)又は、第2の入力端から供給される適応整相結果ε(k)のいずれかを選択して出力する。 The degradation determiner 5 includes a primary beam d (k) supplied from the primary beam generator 1 and zero-order beams y 1 (k) to y L (k) supplied from the zero-order beam generator 2. Are compared to determine whether the desired signal in the adaptive phasing result ε (k) deteriorates, and the determination result RES is supplied to the control terminal of the selector 6. Based on the determination result RES supplied from the deterioration determiner 5, the selector 6 receives the primary beam d (k) supplied from the first input terminal or the adaptive phasing result supplied from the second input terminal. Select one of ε (k) and output.

次に、劣化判定器5の構成について、図2を参照して説明する。この例の劣化判定器5は、L個の自乗器211〜21Lと、自乗器22と、加算器23と、積分器24及び25と、レベル差算出器26と、レベル差判定器27とから構成されている。自乗器211〜21Lは、0次ビーム生成部2から供給される対応する0次ビームy1(k)〜yL(k)をそれぞれ自乗した後、自乗値|y1(k)|2〜|yL(k)|2を加算器23に供給する。自乗器22は、1次ビーム生成部1から供給される1次ビームd(k)を自乗した後、自乗値|d(k)|2を積分器25に供給する。 Next, the configuration of the deterioration determiner 5 will be described with reference to FIG. The deterioration determiner 5 in this example includes L squarers 21 1 to 21 L , a squarer 22, an adder 23, integrators 24 and 25, a level difference calculator 26, and a level difference determiner 27. It consists of and. The squarers 21 1 to 21 L square the corresponding zero-order beams y 1 (k) to y L (k) supplied from the zero-order beam generation unit 2, respectively, and then square values | y 1 (k) | 2 to | y L (k) | 2 are supplied to the adder 23. The squarer 22 squares the primary beam d (k) supplied from the primary beam generator 1, and then supplies the square value | d (k) | 2 to the integrator 25.

加算器23は、すべての0次ビームの自乗値|y1(k)|2〜|yL(k)|2を加算した後、式(14)に示す加算結果Aとして積分器24に供給する。 The adder 23 adds the square values | y 1 (k) | 2 to | y L (k) | 2 of all the zero-order beams, and then supplies them to the integrator 24 as the addition result A shown in Expression (14). To do.

Figure 0004367243
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積分器24は、加算器23から供給される加算結果Aに対し、指定された積分時間に相当する時間分の加算平均処理を実施し、その時間平均値M〔A〕をレベル差算出器26の第1の入力端に供給する。積分器25は、自乗器22から供給される1次ビームの自乗値|d(k)|2に対し、指定された積分時間に相当する時間分の加算平均処理を実施し、その時間平均値M〔|d(k)|2〕をレベル差算出器26の第2の入力端に供給する。 The integrator 24 performs an addition averaging process on the addition result A supplied from the adder 23 for a time corresponding to the specified integration time, and the level average calculator 26 calculates the time average value M [A]. To the first input terminal. The integrator 25 performs an addition averaging process for the time corresponding to the specified integration time on the squared value | d (k) | 2 of the primary beam supplied from the squarer 22, and the time average value thereof. M [| d (k) | 2 ] is supplied to the second input terminal of the level difference calculator 26.

レベル差算出器26は、積分器24から供給される時間平均値M〔A〕と、積分器25から供給される時間平均値M〔|d(k)|2〕の比を算出し、その結果M〔A〕/M〔|d(k)|2〕をレベル差判定器27に供給する。レベル差判定器27は、外部から供給される劣化判定情報THLに基づいて、レベル差算出器26から供給される値M〔A〕/M〔|d(k)|2〕から適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化するか否かを判定し、その判定結果RESを図1に示すセレクタ6の制御端に供給する。 The level difference calculator 26 calculates a ratio between the time average value M [A] supplied from the integrator 24 and the time average value M [| d (k) | 2 ] supplied from the integrator 25, and The result M [A] / M [| d (k) | 2 ] is supplied to the level difference determiner 27. The level difference determiner 27, based on the deterioration determination information THL supplied from the outside, the adaptive phasing result from the value M [A] / M [| d (k) | 2 ] supplied from the level difference calculator 26. It is determined whether or not the desired signal at ε (k) is deteriorated, and the determination result RES is supplied to the control terminal of the selector 6 shown in FIG.

次に、上記構成の適応整相装置の動作について説明する。図2に示す劣化判定器5において、1次ビーム生成部1から1次ビームd(k)が供給されるとともに、0次ビーム生成部2からL個の0次ビームy1(k)〜yL(k)が供給されると、各自乗器211〜21Lは、式(15)に基づいて、対応する0次ビームy1(k)〜yL(k)のそれぞれの自乗値|y1(k)|2〜|yL(k)|2を算出し、加算器23に供給する。 Next, the operation of the adaptive phasing device configured as described above will be described. 2, the primary beam d (k) is supplied from the primary beam generator 1 and the L zero-order beams y 1 (k) to y are supplied from the zero-order beam generator 2. When L (k) is supplied, each squarer 21 1 to 21 L is set to the square value of each of the corresponding zero-order beams y 1 (k) to y L (k) based on Expression (15). y 1 (k) | 2 to | y L (k) | 2 are calculated and supplied to the adder 23.

Figure 0004367243
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加算器23は、すべての0次ビームの自乗値|y1(k)|2〜|yL(k)|2を加算した後、上記した式(14)に示す加算結果Aとして積分器24に供給する。これにより、積分器24は、式(16)に基づいて、加算結果Aに対し、指定された積分時間に相当する時間分の加算平均値を算出し、その時間平均値M〔A〕をレベル差算出器26の第1の入力端に供給する。 The adder 23 adds the square values | y 1 (k) | 2 to | y L (k) | 2 of all the zero-order beams, and then adds the integrator 24 as the addition result A shown in the above equation (14). To supply. Thereby, the integrator 24 calculates the addition average value for the time corresponding to the specified integration time with respect to the addition result A based on the equation (16), and sets the time average value M [A] to the level. This is supplied to the first input terminal of the difference calculator 26.

Figure 0004367243
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一方、自乗器22は、式(17)に基づいて、1次ビームd(k)の自乗値|d(k)|2を算出し、積分器25に供給する。これにより、積分器25は、式(18)に基づいて、1次ビームの自乗値|d(k)|2に対し、指定された積分時間に相当する時間分の加算平均値を算出し、その時間平均値M〔|d(k)|2〕をレベル差算出器26の第2の入力端に供給する。
|d(k)|2=d(k)・d*(k) ・・・(17)
On the other hand, the squarer 22 calculates the squared value | d (k) | 2 of the primary beam d (k) based on the equation (17), and supplies it to the integrator 25. Thereby, the integrator 25 calculates an addition average value for a time corresponding to the designated integration time with respect to the squared value | d (k) | 2 of the primary beam based on the equation (18), The time average value M [| d (k) | 2 ] is supplied to the second input terminal of the level difference calculator 26.
| D (k) | 2 = d (k) · d * (k) (17)

Figure 0004367243
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したがって、レベル差算出器26は、時間平均値M〔A〕と時間平均値M〔|d(k)|2〕の比を算出し、その結果をレベル差M〔A〕/M〔|d(k)|2〕としてレベル差判定器27に供給する。これにより、レベル差判定器27は、外部から供給される劣化判定情報THLとレベル差M〔A〕/M〔|d(k)|2〕とが以下に示す(a)〜(c)の条件を満たす場合に、適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化するか否かを判定し、その判定結果RESを図1に示すセレクタ6の制御端に供給する。 Therefore, the level difference calculator 26 calculates the ratio of the time average value M [A] and the time average value M [| d (k) | 2 ] and uses the result as the level difference M [A] / M [| d (K) | 2 ] is supplied to the level difference determiner 27. As a result, the level difference determiner 27 includes the deterioration determination information THL supplied from the outside and the level difference M [A] / M [| d (k) | 2 ] as shown in (a) to (c) below. When the condition is satisfied, it is determined whether or not the desired signal in the adaptive phasing result ε (k) is deteriorated, and the determination result RES is supplied to the control terminal of the selector 6 shown in FIG.

(a)M〔A〕/M〔|d(k)|2〕>THLである場合、RES=0
(b)M〔A〕/M〔|d(k)|2〕=THLである場合、RES=0(あるいはRES=1としても良い)
(c)M〔A〕/M〔|d(k)|2〕<THLである場合、RES=1
(A) When M [A] / M [| d (k) | 2 ]> THL, RES = 0
(B) When M [A] / M [| d (k) | 2 ] = THL, RES = 0 (or RES = 1 may be used)
(C) When M [A] / M [| d (k) | 2 ] <THL, RES = 1

レベル差算出器26は、例えば、所望信号が劣化しない場合はRES=0を出力し、劣化する場合はRES=1を出力する。これにより、セレクタ6は、判定結果RESに基づいて、RES=0である場合には、第2の入力端から供給される適応整相結果ε(k)を選択して後段に出力し、RES=1である場合には、第1の入力端から供給される1次ビームd(k)を選択して後段に出力する。   For example, the level difference calculator 26 outputs RES = 0 when the desired signal does not deteriorate, and outputs RES = 1 when it deteriorates. Thereby, based on the determination result RES, the selector 6 selects the adaptive phasing result ε (k) supplied from the second input terminal and outputs it to the subsequent stage when RES = 0. When = 1, the primary beam d (k) supplied from the first input terminal is selected and output to the subsequent stage.

このように、この例の構成によれば、劣化判定器5を設けて、すべての0次ビームの自乗値|y1(k)|2〜|yL(k)|2の時間平均値M〔A〕と、1次ビームの自乗値|d(k)|2の時間平均値M〔|d(k)|2〕とのレベル差M〔A〕/M〔|d(k)|2〕に基づいて、適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化するか否かを判定し、セレクタ6が判定結果RESに基づいて、適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化する場合には1次ビームd(k)を選択して後段に出力し、適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化しない場合には適応整相結果ε(k)を選択して後段に出力している。 Thus, according to the embodiment, provided with a deterioration judging unit 5, the square values of all the zero-order beam | y 1 (k) | 2 ~ | y L (k) | 2 of the time average value M Level difference M [A] / M [| d (k) | 2 between [A] and the time average value M [| d (k) | 2 ] of the squared value | d (k) | 2 of the primary beam ], The selector 6 determines whether or not the desired signal in the adaptive phasing result ε (k) deteriorates, and the selector 6 deteriorates the desired signal in the adaptive phasing result ε (k) based on the determination result RES. In this case, the primary beam d (k) is selected and output to the subsequent stage. If the desired signal in the adaptive phasing result ε (k) does not deteriorate, the adaptive phasing result ε (k) is selected and the subsequent stage is output. Output.

このため、適応整相結果ε(k)における所望信号の低下と背景レベルの上昇が生じるような場合には、所望信号の低下と背景レベルの上昇が生じていない、整相方位θに最大感度を有する1次ビームd(k)が出力される。したがって、センサアレイの応答誤差が存在する場合の適応整相出力において、所望信号が微弱なときは、干渉信号が適応的に除去された適応整相結果ε(k)を出力し、干渉信号の除去を必要としないほど所望信号が強いときは、所望信号の低下と背景レベルの上昇が生じない、整相方位θに最大感度を有する1次ビームd(k)を出力することができる。   For this reason, in the case where a decrease in the desired signal and an increase in the background level occur in the adaptive phasing result ε (k), the maximum sensitivity is detected in the phasing direction θ where the decrease in the desired signal and the increase in the background level have not occurred A primary beam d (k) having is output. Therefore, when the desired signal is weak in the adaptive phasing output when the response error of the sensor array exists, the adaptive phasing result ε (k) from which the interference signal is adaptively removed is output, and the interference signal When the desired signal is so strong that removal is not required, it is possible to output the primary beam d (k) having the maximum sensitivity in the phasing azimuth θ without causing a decrease in the desired signal and an increase in the background level.

実施の形態2.
図3は、本発明の実施の形態2である適応整相装置を構成する劣化判定器31の構成を示すブロック図である。図3において、図2の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図3に示す劣化判定器31においては、図2に示す加算器23、積分器24、レベル差算出器26及びレベル差判定器27に換えて、積分器321〜32L、レベル差算出器331〜33L及びレベル差判定器34が新たに設けられている。なお、適応整相装置の劣化判定器31以外の構成については、図1に示す適応整相装置の構成と同様である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the degradation determination unit 31 constituting the adaptive phasing device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, parts corresponding to those in FIG. In the deterioration determination unit 31 shown in FIG. 3, integrators 32 1 to 32 L , level difference calculators are used instead of the adder 23, integrator 24, level difference calculator 26 and level difference determiner 27 shown in FIG. 2. 33 1 to 33 L and a level difference determiner 34 are newly provided. The configuration other than the degradation determination device 31 of the adaptive phasing device is the same as the configuration of the adaptive phasing device shown in FIG.

積分器321〜32Lは、対応する自乗器211〜21Lから供給される自乗値|y1(k)|2〜|yL(k)|2に対し、指定された積分時間に相当する時間分の加算平均処理を実施し、その時間平均値M〔|y1(k)|2〕〜M〔|yL(k)|2〕を対応するレベル差算出器331〜33Lの第1の入力端に供給する。レベル差算出器331〜33Lは、対応する積分器321〜32Lから供給される時間平均値M〔|y1(k)|2〕〜M〔|yL(k)|2〕と、積分器25から供給される時間平均値M〔|d(k)|2〕の比を算出し、その結果M〔|y1(k)|2〕/M〔|d(k)|2〕〜M〔|yL(k)|2〕/M〔|d(k)|2〕をレベル差判定器34に供給する。 The integrators 32 1 to 32 L have a specified integration time with respect to the square values | y 1 (k) | 2 to | y L (k) | 2 supplied from the corresponding squares 21 1 to 21 L. Addition averaging processing for the corresponding time is performed, and the time average values M [| y 1 (k) | 2 ] to M [| y L (k) | 2 ] are corresponding level difference calculators 33 1 to 33. Supply to the first input of L. The level difference calculators 33 1 to 33 L are time average values M [| y 1 (k) | 2 ] to M [| y L (k) | 2 ] supplied from the corresponding integrators 32 1 to 32 L. And the time average value M [| d (k) | 2 ] supplied from the integrator 25, and as a result, M [| y 1 (k) | 2 ] / M [| d (k) | 2 ] to M [| y L (k) | 2 ] / M [| d (k) | 2 ] are supplied to the level difference determination unit 34.

レベル差判定器34は、外部から供給される劣化判定情報THLに基づいて、レベル差算出器331〜33Lから供給される値M〔|y1(k)|2〕/M〔|d(k)|2〕〜M〔|yL(k)|2〕/M〔|d(k)|2〕から適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化するか否かを判定し、その判定結果RESを図1に示すセレクタ6の制御端に供給する。 The level difference determiner 34 is based on the deterioration determination information THL supplied from the outside, and the value M [| y 1 (k) | 2 ] / M [| d supplied from the level difference calculators 33 1 to 33 L. (K) | 2 ] to M [| y L (k) | 2 ] / M [| d (k) | 2 ] to determine whether or not the desired signal in the adaptive phasing result ε (k) is deteriorated. The determination result RES is supplied to the control terminal of the selector 6 shown in FIG.

次に、上記構成の適応整相装置の動作について説明する。劣化判定器31において、1次ビーム生成部1から1次ビームd(k)が供給されるとともに、0次ビーム生成部2からL個の0次ビームy1(k)〜yL(k)が供給されると、各自乗器211〜21Lは、上記した式(15)に基づいて、対応する0次ビームy1(k)〜yL(k)のそれぞれの自乗値|y1(k)|2〜|yL(k)|2を算出し、対応する積分器321〜32Lに供給する。 Next, the operation of the adaptive phasing device configured as described above will be described. In the degradation determination unit 31, the primary beam generator with 1 from the primary beam d (k) is supplied, the zero-order beam from the generator 2 of the L 0 order beam y 1 (k) ~y L ( k) Is supplied to each squarer 21 1 to 21 L based on the above-described equation (15), the square value | y 1 of the corresponding zero-order beam y 1 (k) to y L (k). (K) | 2 to | y L (k) | 2 are calculated and supplied to the corresponding integrators 32 1 to 32 L.

これにより、積分器321〜32Lは、式(19)に基づいて、対応する0次ビームの自乗値|y1(k)|2〜|yL(k)|2に対し、指定された積分時間に相当する時間分の加算平均値を算出し、その時間平均値M〔|y1(k)|2〕〜M〔|yL(k)|2〕を対応するレベル差算出器331〜33Lの第1の入力端に供給する。 Thereby, the integrators 32 1 to 32 L are designated for the square values | y 1 (k) | 2 to | y L (k) | 2 of the corresponding zero-order beam based on the equation (19). The addition average value for the time corresponding to the integration time is calculated, and the time average values M [| y 1 (k) | 2 ] to M [| y L (k) | 2 ] are corresponding level difference calculators. 33 to 333 is supplied to the first input terminal of the L.

Figure 0004367243
Figure 0004367243

一方、自乗器22は、上記した式(17)に基づいて、1次ビームd(k)の自乗値|d(k)|2を算出し、積分器25に供給する。これにより、積分器25は、上記した式(18)に基づいて、1次ビームの自乗値|d(k)|2に対し、指定された積分時間に相当する時間分の加算平均値を算出し、その時間平均値M〔|d(k)|2〕をレベル差算出器331〜33Lの各第2の入力端に供給する。 On the other hand, the squarer 22 calculates the squared value | d (k) | 2 of the primary beam d (k) based on the above-described equation (17) and supplies it to the integrator 25. Thereby, the integrator 25 calculates the addition average value for the time corresponding to the designated integration time with respect to the squared value | d (k) | 2 of the primary beam based on the above equation (18). The time average value M [| d (k) | 2 ] is supplied to the second input terminals of the level difference calculators 33 1 to 33 L.

したがって、レベル差算出器331〜33Lは、対応する時間平均値M〔|y1(k)|2〕〜M〔|yL(k)|2〕と、時間平均値M〔|d(k)|2〕の比を算出し、それぞれの結果をレベル差M〔|y1(k)|2〕/M〔|d(k)|2〕〜M〔|yL(k)|2〕/M〔|d(k)|2〕(以下、M〔|yj(k)|2〕/M〔|d(k)|2〕(j=1〜L)と略す。)としてレベル差判定器34に供給する。これにより、レベル差判定器34は、外部から供給される劣化判定情報THLとレベル差M〔|yj(k)|2〕/M〔|d(k)|2〕とが以下に示す(d)〜(f)の条件を満たす場合に、適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化するか否かを判定し、その一次判定結果RES11〜RES1L(以下、RES1jと略す。)を算出する。 Therefore, the level difference calculators 33 1 to 33 L respectively correspond to the time average values M [| y 1 (k) | 2 ] to M [| y L (k) | 2 ] and the time average values M [| d (K) | 2 ] is calculated, and each result is expressed as a level difference M [| y 1 (k) | 2 ] / M [| d (k) | 2 ] to M [| y L (k) | 2 ] / M [| d (k) | 2 ] (hereinafter abbreviated as M [| y j (k) | 2 ] / M [| d (k) | 2 ] (j = 1 to L)). This is supplied to the level difference determiner 34. Thereby, the level difference determiner 34 shows deterioration determination information THL supplied from the outside and the level difference M [| y j (k) | 2 ] / M [| d (k) | 2 ] as follows ( When the conditions d) to (f) are satisfied, it is determined whether or not the desired signal in the adaptive phasing result ε (k) deteriorates, and the primary determination results RES1 1 to RES1 L (hereinafter abbreviated as RES1 j). .) Is calculated.

(d)M〔|yj(k)|2〕/M〔|d(k)|2〕>THLが成立する場合、RES1j=0
(e)M〔|yj(k)|2〕/M〔|d(k)|2〕=THLが成立する場合、RES1j=0(あるいはRES1j=1としても良い)
(f)M〔|yj(k)|2〕/M〔|d(k)|2〕<THLが成立する場合、RES1j=1
(D) When M [| y j (k) | 2 ] / M [| d (k) | 2 ]> THL, RES1 j = 0
(E) When M [| y j (k) | 2 ] / M [| d (k) | 2 ] = THL, RES1 j = 0 (or RES1 j = 1 may be set)
(F) When M [| y j (k) | 2 ] / M [| d (k) | 2 ] <THL, RES1 j = 1

レベル差判定器34は、例えば、所望信号が劣化しない場合はRES1j=0を算出し、劣化する場合はRES1j=1を算出する。さらに、レベル差判定器34は、判定係数J(0≦J≦L)と一次判定結果RES11〜RES1Lの加算結果とが以下に示す(g)〜(i)の条件を満たす場合に、適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化するか否かを判定し、その判定結果RESを図1に示すセレクタ6の制御端に供給する。 For example, the level difference determiner 34 calculates RES1 j = 0 when the desired signal does not deteriorate, and calculates RES1 j = 1 when it deteriorates. Further, the level difference determiner 34, when the determination coefficient J (0 ≦ J ≦ L) and the addition results of the primary determination results RES1 1 to RES1 L satisfy the following conditions (g) to (i): It is determined whether or not the desired signal in the adaptive phasing result ε (k) is deteriorated, and the determination result RES is supplied to the control terminal of the selector 6 shown in FIG.

(g)式(20)が成立する場合、RES=0
(h)式(21)が成立する場合、RES=1(あるいはRES=0としても良い)
(i)式(22)が成立する場合、RES=1

Figure 0004367243
(G) If equation (20) holds, RES = 0
(H) When Expression (21) is satisfied, RES = 1 (or RES = 0 may be set).
(I) If equation (22) holds, RES = 1
Figure 0004367243

Figure 0004367243
Figure 0004367243

Figure 0004367243
Figure 0004367243

レベル差判定器34は、例えば、所望信号が劣化しない場合はRES=0を出力し、劣化する場合はRES=1を出力する。例えば、J=1とした場合には、L個の1次判定結果RES1jのうち1個でも劣化すると1次判定された場合には、判定結果RESにおいて適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化すると判定され、すべての1次判定結果RES1jにおいて劣化しないと判定された場合にのみ、判定結果RESにおいて適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化しないと判定される。これにより、セレクタ6は、判定結果RESに基づいて、RES=0である場合には、第2の入力端から供給される適応整相結果ε(k)を選択して後段に出力し、RES=1である場合には、第1の入力端から供給される1次ビームd(k)を選択して後段に出力する。 For example, the level difference determiner 34 outputs RES = 0 when the desired signal does not deteriorate, and outputs RES = 1 when it deteriorates. For example, when J = 1, when a primary determination is made that even one of the L primary determination results RES1 j deteriorates, a desired value in the adaptive phasing result ε (k) is determined in the determination result RES. It is determined that the desired signal in the adaptive phasing result ε (k) is not deteriorated in the determination result RES only when it is determined that the signal is deteriorated and it is determined not to deteriorate in all the primary determination results RES1 j . Thereby, based on the determination result RES, the selector 6 selects the adaptive phasing result ε (k) supplied from the second input terminal and outputs it to the subsequent stage when RES = 0. When = 1, the primary beam d (k) supplied from the first input terminal is selected and output to the subsequent stage.

このように、この例の構成によれば、劣化判定器31を設けて、すべての0次ビームの自乗値|y1(k)|2〜|yL(k)|2の時間平均値M〔A〕と、1次ビームの自乗値|d(k)|2の時間平均値M〔|d(k)|2〕とのレベル差M〔|yj(k)|2〕/M〔|d(k)|2に基づいてL個の1次判定を実施してL個の1次判定結果RES11〜RES1Lを算出し、このL個の1次判定結果RES11〜RES1Lに基づいて適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化するか否かを総合的に判定し、セレクタ6が判定結果RESに基づいて、適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化する場合には1次ビームd(k)を選択して後段に出力し、適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化しない場合には適応整相結果ε(k)を選択して後段に出力している。 Thus, according to the embodiment, provided with a deterioration judging unit 31, the square values of all the zero-order beam | y 1 (k) | 2 ~ | y L (k) | 2 of the time average value M Level difference M [| y j (k) | 2 ] / M [A] and the time average value M [| d (k) | 2 ] of the squared value | d (k) | 2 of the primary beam | d (k) | to implement L linearly determined to calculate the L linearly determination result RES1 1 ~RES1 L based on 2, this L linearly determination result RES1 1 ~RES1 L Based on this, it is comprehensively determined whether or not the desired signal in the adaptive phasing result ε (k) deteriorates, and the selector 6 degrades the desired signal in the adaptive phasing result ε (k) based on the determination result RES. In this case, the primary beam d (k) is selected and output to the subsequent stage. If the desired signal in the adaptive phasing result ε (k) does not deteriorate, the adaptive phasing result ε k) selects and outputs to the subsequent stage.

このため、この例の構成によれば、上記した実施の形態1の場合よりも詳細な判定基準に基づいて、適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化するか否かを判定することができる。例えば、上記した条件(g)〜(i)において判定係数J=1とした場合には、上記した実施の形態1の場合よりも厳しい判定基準となり、判定係数J=Lとした場合には、上記した実施の形態1の場合よりも緩やかな判定基準となる。このような、詳細な判定基準に基づいて、適応整相結果ε(k)における所望信号の低下と背景レベルの上昇が生じるような場合には、所望信号の低下と背景レベルの上昇が生じていない、整相方位θに最大感度を有する1次ビームd(k)が出力される。   For this reason, according to the configuration of this example, it is determined whether or not the desired signal in the adaptive phasing result ε (k) is deteriorated based on the determination criterion more detailed than in the case of the first embodiment. Can do. For example, when the determination coefficient J = 1 in the above-described conditions (g) to (i), it becomes a stricter determination criterion than in the case of the first embodiment, and when the determination coefficient J = L, The judgment criterion is more gradual than in the case of the first embodiment described above. Based on such detailed determination criteria, when the desired signal decreases and the background level increases in the adaptive phasing result ε (k), the desired signal decreases and the background level increases. The primary beam d (k) having the maximum sensitivity in the phasing direction θ is not output.

したがって、センサアレイの応答誤差が存在する場合の適応整相出力において、所望信号が微弱なときは、干渉信号が適応的に除去された適応整相結果ε(k)を出力し、干渉信号の除去を必要としないほど所望信号が強いときは、所望信号の低下と背景レベルの上昇が生じない、整相方位θに最大感度を有する1次ビームd(k)を出力することができる。   Therefore, when the desired signal is weak in the adaptive phasing output when the response error of the sensor array exists, the adaptive phasing result ε (k) from which the interference signal is adaptively removed is output, and the interference signal When the desired signal is so strong that removal is not required, it is possible to output the primary beam d (k) having the maximum sensitivity in the phasing azimuth θ without causing a decrease in the desired signal and an increase in the background level.

実施の形態3.
上述した実施の形態2では、L個の一次判定結果RES11〜RES1Lの加算結果に基づいて判定結果RESを求める例を示したが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、本発明は、L個の一次判定結果RES11〜RES1Lに対して重み付けした後に上記した条件(g)〜(i)に基づいて判定結果RESを求めたり、L個の一次判定結果RES11〜RES1Lに対して組み合わせを考慮して判定結果RESを求めたりしても良い。
Embodiment 3 FIG.
In the above-described second embodiment, the example in which the determination result RES is obtained based on the addition result of the L primary determination results RES1 1 to RES1 L has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention obtains the determination result RES based on the above-described conditions (g) to (i) after weighting the L primary determination results RES1 1 to RES1 L , or the L primary determination results RES1. 1 ~RES1 combination may be asking for the decision result RES in consideration of the relative L.

このように構成すれば、個々の0次ビームの特性や外部環境等に柔軟に対応した判定をすることが可能となる。これは以下に示す理由による。すなわち、各0次ビームは、信号空間内で整相方位と直交し、かつ、互いの0次ビーム空間が直交するように生成している(個々の0次ビームの特性)。したがって、センサアレイの応答に誤差が生じ、所望信号が0次ビームに混入する場合、その混入の度合い(0次ビーム出力における所望信号の出力レベル)は、「所望信号の到来方位と整相方位とのずれの程度」(外部環境)によって、各0次ビームごとに異なり、所望信号の成分がほとんど出力されない0次ビームや、所望信号の成分が多く出力される0次ビームが存在する。また、センサアレイの応答誤差の発生状況(外部環境)によっても各0次ビームへの所望信号の混入の度合いが変わり、所望信号の成分がほとんど出力されない0次ビームや、所望信号の成分が多く出力される0次ビームが存在する。さらに、除去しようとする妨害音Jの到来方位(外部環境)によって、各0次ビーム出力での妨害音レベルは異なり、妨害音J成分を多く含む0次ビームと、ほとんど含まない0次ビームが存在することになる。   With such a configuration, it is possible to make a determination flexibly corresponding to the characteristics of the individual 0th-order beams, the external environment, and the like. This is for the following reason. That is, each 0th-order beam is generated so as to be orthogonal to the phasing azimuth in the signal space and so that the 0th-order beamspaces are orthogonal to each other (characteristics of individual 0th-order beams). Therefore, when an error occurs in the response of the sensor array and the desired signal is mixed into the zero-order beam, the degree of mixing (the output level of the desired signal at the zero-order beam output) is “the arrival direction and the phasing direction of the desired signal”. Depending on the degree of deviation ”(external environment), there are zero-order beams in which the desired signal components are hardly output and zero-order beams in which many desired signal components are output. In addition, the degree of mixing of the desired signal into each 0th-order beam also changes depending on the occurrence state of the response error of the sensor array (external environment), and there are many 0th-order beams and components of the desired signal in which almost no desired signal component is output. There is an output zero order beam. Further, depending on the arrival direction (external environment) of the disturbing sound J to be removed, the disturbing sound level at each 0th-order beam output is different. Will exist.

したがって、センサアレイの応答に誤差が生じ、所望信号が0次ビームに混入している場合にも、0次ビーム出力において所望信号が妨害音Jに比べて極めて少ない0次ビームや、所望信号が妨害音Jに比べて極めて多い0次ビームが存在し、所望信号が妨害音Jに比べて極めて多い0次ビームによって、適応整相出力における所望信号の劣化が起こるようになる。このため、すべての0次ビーム出力の平均値と1次ビーム出力とを比較するよりも、個々の0次ビーム出力と1次ビーム出力とを比較した結果から判断するほうが、所望信号の劣化を検出する能力が高くなるのである。   Therefore, even when an error occurs in the response of the sensor array and the desired signal is mixed in the 0th-order beam, the 0th-order beam and the desired signal are much less in the 0th-order beam output than the interference sound J in the 0th-order beam output. There are very many 0th-order beams compared to the disturbing sound J, and the 0th-order beam whose number of desired signals is very large compared to the disturbing sound J causes deterioration of the desired signal in the adaptive phasing output. For this reason, rather than comparing the average value of all the 0th-order beam outputs and the primary beam output, it is better to judge from the result of comparing the individual 0th-order beam outputs and the primary beam outputs, and to degrade the desired signal. The ability to detect increases.

このような、詳細で柔軟な判定基準に基づいて、適応整相結果ε(k)における所望信号の低下と背景レベルの上昇が生じるような場合には、所望信号の低下と背景レベルの上昇が生じていない、整相方位θに最大感度を有する1次ビームd(k)が出力される。   Based on such detailed and flexible criteria, when the desired signal decreases and the background level increases in the adaptive phasing result ε (k), the desired signal decreases and the background level increases. A primary beam d (k) having the maximum sensitivity in the phasing direction θ that is not generated is output.

実施の形態4.
図4は、本発明の実施の形態4である適応整相装置の構成を示すブロック図である。図4において、図1の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図4に示す適応整相装置においては、図1に示す適応フィルタ部3に換えて、適応フィルタ部41が新たに設けられているとともに、セレクタ6が取り除かれ、減算器4からの適応整相結果ε(k)がそのまま出力されている。また、劣化判定器5からの判定結果RESが適応フィルタ部41に供給されている。図4に示す適応フィルタ部41と図1に示す適応フィルタ部3とが異なる点は、乗算器151〜15Lとフィルタ係数算出器17との間に、フィルタ係数選択器42が新たに設けられている点と、劣化判定器5からの判定結果RESがフィルタ係数選択器42に供給されている点である。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an adaptive phasing device according to the fourth embodiment of the present invention. 4, parts corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. In the adaptive phasing device shown in FIG. 4, an adaptive filter unit 41 is newly provided in place of the adaptive filter unit 3 shown in FIG. 1, and the selector 6 is removed, so that the adaptive phasing from the subtractor 4 is performed. The result ε (k) is output as it is. Further, the determination result RES from the deterioration determiner 5 is supplied to the adaptive filter unit 41. The adaptive filter unit 41 shown in FIG. 4 is different from the adaptive filter unit 3 shown in FIG. 1 in that a filter coefficient selector 42 is newly provided between the multipliers 15 1 to 15 L and the filter coefficient calculator 17. And the determination result RES from the deterioration determiner 5 is supplied to the filter coefficient selector 42.

フィルタ係数選択器42は、劣化判定器5から供給される判定結果RESに基づいて、フィルタ係数算出器17から供給されるフィルタ係数w1(k)〜wL(k)又は、内部に記憶されているフィルタ係数の初期値w0,1〜w0,Lのいずれかを選択し、選択されたフィルタ係数を乗算器151〜15Lに供給する。フィルタ係数選択器42は、図5に示すように、フィルタ係数記憶手段43と、セレクタ44とから構成されている。 The filter coefficient selector 42 stores the filter coefficients w 1 (k) to w L (k) supplied from the filter coefficient calculator 17 based on the determination result RES supplied from the deterioration determiner 5 or internally. One of the initial values w 0,1 to w 0, L of the filter coefficient is selected, and the selected filter coefficient is supplied to the multipliers 15 1 to 15 L. As shown in FIG. 5, the filter coefficient selector 42 includes filter coefficient storage means 43 and a selector 44.

フィルタ係数記憶手段43は、例えば、EPROM等の不揮発性半導体メモリからなり、フィルタ係数の初期値w0,1〜w0,Lが予め記憶されており、セレクタ44のL個の第2の入力端群にフィルタ係数の初期値w0,1〜w0,Lを供給する。セレクタ44は、劣化判定器5から供給される判定結果RESに基づいて、L個の第1の入力端群から供給されるフィルタ係数w1(k)〜wL(k)又は、L個の第2の入力端群から供給されるフィルタ係数の初期値w0,1〜w0,Lのいずれかを選択して出力する。 The filter coefficient storage means 43 is composed of, for example, a non-volatile semiconductor memory such as EPROM, in which initial values w 0,1 to w 0, L of filter coefficients are stored in advance , and the L second inputs of the selector 44 The initial value w 0,1 to w 0, L of the filter coefficient is supplied to the end group. Based on the determination result RES supplied from the deterioration determiner 5, the selector 44 supplies filter coefficients w 1 (k) to w L (k) supplied from the L first input end groups or L pieces of filter coefficients. One of the initial values w 0,1 to w 0, L of the filter coefficients supplied from the second input end group is selected and output.

次に、上記構成の適応整相装置の動作について説明する。以下では、上記した実施の形態1と異なる点についてのみ説明する。劣化判定器5は、例えば、所望信号が劣化しない場合はRES=0を出力してフィルタ係数選択器42に供給し、劣化する場合はRES=1を出力してフィルタ係数選択器42に供給する。これにより、図5に示すセレクタ44は、判定結果RESに基づいて、RES=0である場合には、L個の第1の入力端群から供給されるフィルタ係数w1(k)〜wL(k)を選択して出力し、RES=1である場合には、L個の第2の入力端群から供給されるフィルタ係数の初期値w0,1〜w0,Lを選択して出力する。 Next, the operation of the adaptive phasing device configured as described above will be described. Hereinafter, only differences from the above-described first embodiment will be described. For example, when the desired signal does not deteriorate, the deterioration determining unit 5 outputs RES = 0 and supplies it to the filter coefficient selector 42, and when it deteriorates, outputs RES = 1 and supplies it to the filter coefficient selector 42. . Accordingly, the selector 44 shown in FIG. 5 performs filter coefficients w 1 (k) to w L supplied from the L first input end groups based on the determination result RES when RES = 0. (K) is selected and output, and when RES = 1, the initial values w 0,1 to w 0, L of the filter coefficients supplied from the L second input end groups are selected. Output.

したがって、乗算器151〜15Lは、RES=0である場合には、0次ビームy1(k)〜yL(k)と、フィルタ係数選択器42から供給される時刻kに対応するL個のフィルタ係数w1(k)〜wL(k)とを乗算し、乗算結果w* 1(k)・y1(k)〜w* L(k)・yL(k)を加算器16に供給し、RES=1である場合には、0次ビームy1(k)〜yL(k)と、フィルタ係数選択器42から供給されるフィルタ係数の初期値w0,1〜w0,Lとを乗算し、乗算結果w* 0,1・y1(k)〜w* 0,L・yL(k)を加算器16に供給する。 Accordingly, the multipliers 15 1 to 15 L correspond to the zero-order beams y 1 (k) to y L (k) and the time k supplied from the filter coefficient selector 42 when RES = 0. Multiply L filter coefficients w 1 (k) to w L (k), and add multiplication results w * 1 (k) · y 1 (k) to w * L (k) · y L (k) When RES = 1, the zero-order beam y 1 (k) to y L (k) and the initial value w 0,1 of the filter coefficient supplied from the filter coefficient selector 42 are supplied. w 0, by multiplying the L, supplied to the multiplication result w * 0,1 · y 1 (k ) ~w * 0, L · y L (k) of the adder 16.

これにより、加算器16は、RES=0である場合には、乗算結果w* 1(k)・y1(k)〜w* L(k)・yL(k)を加算した後、加算結果を、上記した式(7)に示すフィルタリング結果である適応フィルタ結果z(k)として、減算器4に供給し、RES=1である場合には、乗算結果w* 0,1・y1(k)〜w* 0,L・yL(k)を加算した後、加算結果を、式(23)に示すフィルタリング結果である適応フィルタ結果z0(k)として、減算器4に供給する。 Thus, when RES = 0, the adder 16 adds the multiplication results w * 1 (k) · y 1 (k) to w * L (k) · y L (k), and then adds them. The result is supplied to the subtracter 4 as the adaptive filter result z (k) that is the filtering result shown in the above equation (7). When RES = 1, the multiplication result w * 0,1 · y 1 After adding (k) to w * 0, L · y L (k), the addition result is supplied to the subtracter 4 as the adaptive filter result z 0 (k) that is the filtering result shown in Expression (23). .

Figure 0004367243
Figure 0004367243

したがって、減算器4は、RES=0である場合には、上記した式(13)に基づいて、1次ビーム生成部1から供給される1次ビームd(k)と、適応フィルタ部3から供給される適応フィルタ結果z(k)を減算した後、減算結果を適応整相結果ε(k)として出力し、RES=1である場合には、式(24)に基づいて、1次ビーム生成部1から供給される1次ビームd(k)から、適応フィルタ部3から供給される適応フィルタ結果z0(k)を減算した後、減算結果を適応整相結果ε(k)として出力する。
ε(k)=d(k)−z0(k) ・・・(24)
Therefore, when RES = 0, the subtractor 4 is configured to output the primary beam d (k) supplied from the primary beam generation unit 1 and the adaptive filter unit 3 based on the above-described equation (13). After subtracting the supplied adaptive filter result z (k), the subtraction result is output as the adaptive phasing result ε (k). When RES = 1, the primary beam is calculated based on the equation (24). After subtracting the adaptive filter result z 0 (k) supplied from the adaptive filter unit 3 from the primary beam d (k) supplied from the generation unit 1, the subtraction result is output as the adaptive phasing result ε (k). To do.
ε (k) = d (k) −z 0 (k) (24)

このように、この例の構成によれば、劣化判定器5を設けて適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化するか否かを判定するとともに、適応フィルタ部41内にフィルタ係数選択器42を設け、フィルタ係数選択器42が劣化判定器5から供給される判定結果RESに基づいて、適応フィルタ部41でのフィルタリングにおいて使用するフィルタ係数に、適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化しない場合には、フィルタ係数算出器17から供給されるフィルタ係数w1(k)〜wL(k)を、適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化する場合には、フィルタ係数記憶手段43に記憶されているフィルタ係数の初期値w0,1〜w0,Lを選択している。 As described above, according to the configuration of this example, the deterioration determination unit 5 is provided to determine whether or not the desired signal in the adaptive phasing result ε (k) is deteriorated, and the filter coefficient is selected in the adaptive filter unit 41. A filter 42 is provided, and the filter coefficient used in the adaptive phasing result ε (k) is set to the filter coefficient used in the filtering in the adaptive filter unit 41 based on the determination result RES supplied from the deterioration determination unit 5 by the filter coefficient selector When the signal does not deteriorate, the filter coefficients w 1 (k) to w L (k) supplied from the filter coefficient calculator 17 are converted into the desired signal in the adaptive phasing result ε (k). The initial values w 0,1 to w 0, L of the filter coefficients stored in the filter coefficient storage means 43 are selected.

このため、適応整相結果ε(k)における所望信号の低下と背景レベルの上昇が生じるような場合には、例えば、フィルタ係数記憶手段43に、フィルタ係数の初期値w0,1=w0,2=…=w0,L=0を予め記憶させておくことにより、所望信号の低下と背景レベルの上昇が生じていない、整相方位θに最大感度を有する1次ビームd(k)が出力される。したがって、この例の構成によれば、上記した実施の形態1及び実施の形態2の場合と同様の効果が得られることになり、センサアレイの応答誤差が存在する場合の適応整相出力において、所望信号が微弱なときは、干渉信号が適応的に除去された適応整相結果ε(k)を出力し、干渉信号の除去を必要としないほど所望信号が強いときは、所望信号の低下と背景レベルの上昇が生じない、整相方位θに最大感度を有する1次ビームd(k)を出力することができる。 For this reason, when a decrease in the desired signal and an increase in the background level occur in the adaptive phasing result ε (k), for example, the filter coefficient storage means 43 stores the initial value w 0,1 = w 0 of the filter coefficient. , 2 =... = W 0, L = 0 in advance, the primary signal d (k) having the maximum sensitivity in the phasing azimuth θ in which the desired signal is not lowered and the background level is not raised. Is output. Therefore, according to the configuration of this example, the same effect as in the first embodiment and the second embodiment described above can be obtained, and in the adaptive phasing output when the response error of the sensor array exists, When the desired signal is weak, the adaptive phasing result ε (k) from which the interference signal is adaptively removed is output. When the desired signal is so strong that it is not necessary to remove the interference signal, the desired signal is reduced. It is possible to output a primary beam d (k) having a maximum sensitivity in the phasing direction θ without causing an increase in background level.

実施の形態5.
図6は、本発明の実施の形態5である適応整相装置を構成するフィルタ係数選択器51の構成を示すブロック図である。図6において、図5の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図6に示すフィルタ係数選択器51においては、フィルタ係数記憶手段43に換えてフィルタ係数記憶手段53が新たに設けられているとともに、セレクタ52が新たに設けられている。なお、適応整相装置のフィルタ係数選択器51以外の構成については、図4に示す適応整相装置の構成と同様である。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a filter coefficient selector 51 constituting the adaptive phasing device according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 6, parts corresponding to those in FIG. In the filter coefficient selector 51 shown in FIG. 6, a filter coefficient storage means 53 is newly provided in place of the filter coefficient storage means 43, and a selector 52 is newly provided. The configuration other than the filter coefficient selector 51 of the adaptive phasing device is the same as the configuration of the adaptive phasing device shown in FIG.

セレクタ52は、劣化判定器5から供給される判定結果RESに基づいて、L個の第1の入力端群から供給されるフィルタ係数w1(k)〜wL(k)をセレクタ44のL個の第1の入力端群に供給するとともに、フィルタ係数記憶手段53に供給するか、フィルタ係数w1(k)〜wL(k)のセレクタ44のL個の第1の入力端群及びフィルタ係数記憶手段53への供給を停止する。 The selector 52 converts the filter coefficients w 1 (k) to w L (k) supplied from the L first input end groups based on the determination result RES supplied from the deterioration determiner 5 to the L of the selector 44. Are supplied to the first input terminal groups and supplied to the filter coefficient storage means 53, or the L first input terminal groups of the selector 44 of the filter coefficients w 1 (k) to w L (k) and The supply to the filter coefficient storage means 53 is stopped.

フィルタ係数記憶手段53は、例えば、RAM等の書き換え可能な半導体メモリからなり、フィルタ係数の初期値w0,1〜w0,Lが予め記憶されているとともに、セレクタ52から供給される、適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化しない最も近い過去にフィルタ係数算出器17から出力されたフィルタ係数w1(k−i)〜wL(k−i)(iは自然数)がオーバーライト可能に構成され、フィルタ係数の初期値w0,1〜w0,L又はオーバーライトされた過去のフィルタ係数w1(k−i)〜wL(k−i)のいずれかをセレクタ44のL個の第2の入力端群に供給する。 The filter coefficient storage means 53 is composed of, for example, a rewritable semiconductor memory such as a RAM, and the initial values w 0,1 to w 0, L of the filter coefficients are stored in advance and supplied from the selector 52. The filter coefficients w 1 (ki) to w L (ki) (i is a natural number) output from the filter coefficient calculator 17 in the nearest past in which the desired signal in the phasing result ε (k) does not deteriorate is over. The selector 44 selects either the initial value w 0,1 to w 0, L of the filter coefficient or the overwritten past filter coefficient w 1 (ki) to w L (ki), which is configured to be writable. To the L second input terminals.

次に、上記構成の適応整相装置の動作について説明する。以下では、上記した実施の形態1と異なる点についてのみ説明する。劣化判定器5は、例えば、適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化しない場合はRES=0を出力してフィルタ係数選択器51に供給し、劣化する場合はRES=1を出力してフィルタ係数選択器51に供給する。これにより、図6に示すセレクタ52は、判定結果RESに基づいて、RES=0である場合には、L個の第1の入力端群から供給されるフィルタ係数w1(k)〜wL(k)をセレクタ44のL個の第1の入力端群に供給するとともに、フィルタ係数記憶手段53に供給する。これにより、フィルタ係数記憶手段53では、予め記憶されているフィルタ係数の初期値w0,1〜w0,L又は過去のフィルタ係数w1(k−i)〜wL(k−i)に今回供給された、適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化しない新たなフィルタ係数w1(k)〜wL(k)がオーバーライトされる。一方、セレクタ44は、RES=0であるので、L個の第1の入力端群から供給されるフィルタ係数w1(k)〜wL(k)を選択して出力する。 Next, the operation of the adaptive phasing device configured as described above will be described. Hereinafter, only differences from the above-described first embodiment will be described. For example, when the desired signal in the adaptive phasing result ε (k) does not deteriorate, the deterioration determining unit 5 outputs RES = 0 and supplies it to the filter coefficient selector 51, and outputs RES = 1 when it deteriorates. To the filter coefficient selector 51. Accordingly, the selector 52 shown in FIG. 6 performs the filter coefficients w 1 (k) to w L supplied from the L first input end groups when RES = 0 based on the determination result RES. (K) is supplied to the L first input terminal groups of the selector 44 and also supplied to the filter coefficient storage means 53. As a result, the filter coefficient storage means 53 sets the initial values w 0,1 to w 0, L of the filter coefficients stored in advance or the past filter coefficients w 1 (ki) to w L (ki). The new filter coefficients w 1 (k) to w L (k) that are supplied this time and that do not degrade the desired signal in the adaptive phasing result ε (k) are overwritten. On the other hand, since RES = 0, the selector 44 selects and outputs the filter coefficients w 1 (k) to w L (k) supplied from the L first input end groups.

したがって、乗算器151〜15Lは、0次ビームy1(k)〜yL(k)と、フィルタ係数選択器42から供給される時刻kに対応するL個のフィルタ係数w1(k)〜wL(k)とを乗算し、乗算結果w* 1(k)・y1(k)〜w* L(k)・yL(k)を加算器16に供給する。これにより、加算器16は、乗算結果w* 1(k)・y1(k)〜w* L(k)・yL(k)を加算した後、加算結果を、上記した式(7)に示すフィルタリング結果である適応フィルタ結果z(k)として、減算器4に供給する。したがって、減算器4は、上記した式(13)に基づいて、1次ビーム生成部1から供給される1次ビームd(k)と、適応フィルタ部3から供給される適応フィルタ結果z(k)を減算した後、減算結果を適応整相結果ε(k)として出力する。 Accordingly, the multipliers 15 1 to 15 L include the zeroth-order beams y 1 (k) to y L (k) and L filter coefficients w 1 (k corresponding to the time k supplied from the filter coefficient selector 42. ) To w L (k) and the multiplication results w * 1 (k) · y 1 (k) to w * L (k) · y L (k) are supplied to the adder 16. Thus, the adder 16, the multiplication result w * 1 (k) · y 1 (k) ~w * L (k) · y L (k) after adding and the addition result, Equation (7) described above Are supplied to the subtracter 4 as an adaptive filter result z (k) which is a filtering result shown in FIG. Therefore, the subtractor 4 is based on the above equation (13), and the primary beam d (k) supplied from the primary beam generation unit 1 and the adaptive filter result z (k) supplied from the adaptive filter unit 3. ) Is subtracted, and the subtraction result is output as the adaptive phasing result ε (k).

一方、RES=1である場合には、セレクタ52は、フィルタ係数w1(k)〜wL(k)のセレクタ44のL個の第1の入力端群及びフィルタ係数記憶手段53への供給を停止する。また、RES=1であるので、セレクタ44は、フィルタ係数記憶手段53からL個の第2の入力端群を介して供給される予め記憶されているフィルタ係数の初期値w0,1〜w0,L又は、適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化しない最も近い過去のフィルタ係数w1(k−i)〜wL(k−i)を選択して出力する。 On the other hand, when RES = 1, the selector 52 supplies the filter coefficients w 1 (k) to w L (k) to the L first input terminals of the selector 44 and the filter coefficient storage means 53. To stop. Since RES = 1, the selector 44 receives the initial values w 0,1 to w of the filter coefficients stored in advance supplied from the filter coefficient storage means 53 via the L second input terminal groups. 0, L or selects and outputs the adaptive phasing result ε closest past filter coefficients desired signal does not deteriorate in the (k) w 1 (k- i) ~w L (k-i).

したがって、乗算器151〜15Lは、0次ビームy1(k)〜yL(k)と、フィルタ係数選択器42から供給されるフィルタ係数の初期値w0,1〜w0,L又は、適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化しない最も近い過去のフィルタ係数w1(k−i)〜wL(k−i)とを乗算し、乗算結果w* 0,1・y1(k)〜w* 0,L・yL(k)又は、乗算結果w* 1(k−i)・y1(k)〜w* L(k−i)・yL(k)を加算器16に供給する。 Accordingly, the multipliers 15 1 to 15 L include the zero-order beams y 1 (k) to y L (k) and the initial values w 0,1 to w 0, L of the filter coefficients supplied from the filter coefficient selector 42. Alternatively, the product is multiplied by the nearest past filter coefficients w 1 (k−i) to w L (k−i) in which the desired signal in the adaptive phasing result ε (k) does not deteriorate, and the multiplication result w * 0,1 ,. y 1 (k) ~w * 0 , L · y L (k) or the multiplication result w * 1 (k-i) · y 1 (k) ~w * L (k-i) · y L (k) Is supplied to the adder 16.

これにより、加算器16は、乗算結果w* 0,1・y1(k)〜w* 0,L・yL(k)又は乗算結果w* 1(k−i)・y1(k)〜w* L(k−i)・yL(k)を加算した後、加算結果を、上記した式(23)に示すフィルタリング結果である適応フィルタ結果z0(k)又は、式(25)に示すフィルタリング結果である適応フィルタ結果z1(k)として、減算器4に供給する。 Accordingly, the adder 16 causes the multiplication results w * 0,1 · y 1 (k) to w * 0, L · y L (k) or the multiplication results w * 1 (ki) · y 1 (k). ~w * L (k-i) · y after adding L (k), the addition result, the equation (23) adaptive filter is a filtering result shown in the result z 0 (k) or the formula (25) Is supplied to the subtracter 4 as an adaptive filter result z 1 (k) which is a filtering result shown in FIG.

Figure 0004367243
Figure 0004367243

したがって、減算器4は、上記した式(23)又は式(26)に基づいて、1次ビーム生成部1から供給される1次ビームd(k)から、適応フィルタ部3から供給される適応フィルタ結果z0(k)又はz1(k)を減算した後、減算結果を適応整相結果ε(k)として出力する。
ε(k)=d(k)−z1(k) ・・・(26)
Therefore, the subtractor 4 is adapted from the primary beam d (k) supplied from the primary beam generation unit 1 based on the above-described equation (23) or (26). After subtracting the filter result z 0 (k) or z 1 (k), the subtraction result is output as the adaptive phasing result ε (k).
ε (k) = d (k) −z 1 (k) (26)

したがって、例えば、時刻(k−1)においてRES=0であり、時刻kにおいてRES=1となるような場合には、時刻(k−1)では、フィルタ係数算出器17から出力されたフィルタ係数w1(k−1)〜wL(k−1)を使用した適応整相結果ε(k−1)がこの例の適応整相装置から出力されるとともに、このフィルタ係数w1(k−1)〜wL(k−1)がフィルタ係数記憶手段53に記憶される。 Therefore, for example, when RES = 0 at time (k−1) and RES = 1 at time k, the filter coefficient output from the filter coefficient calculator 17 at time (k−1). The adaptive phasing result ε (k−1) using w 1 (k−1) to w L (k−1) is output from the adaptive phasing device of this example, and the filter coefficient w 1 (k− 1) to w L (k−1) are stored in the filter coefficient storage means 53.

次に、時刻kでは、フィルタ係数記憶手段53に記憶されているフィルタ係数w1(k−1)〜wL(k−1)は更新されずに、このフィルタ係数w1(k−1)〜wL(k−1)を使用した適応整相結果ε(k)がこの例の適応整相装置から出力されるように動作する。また、動作開始時から最初にRES=0になるまでは、予めフィルタ係数記憶手段53に記憶されているフィルタ係数の初期値w0,1〜w0,Lを使用した適応整相結果ε(k)がこの例の適応整相装置から出力されるように動作する。 Next, at time k, the filter coefficients w 1 (k−1) to w L (k−1) stored in the filter coefficient storage unit 53 are not updated, and the filter coefficients w 1 (k−1) are not updated. It operates so that the adaptive phasing result ε (k) using ˜w L (k−1) is output from the adaptive phasing device of this example. Further, from the start of operation until the first RES = 0, the adaptive phasing result ε () using the initial values w 0,1 to w 0, L of the filter coefficients stored in advance in the filter coefficient storage means 53. k) is output from the adaptive phasing device of this example.

このように、この例の構成によれば、劣化判定器5を設けて適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化するか否かを判定するとともに、適応フィルタ部41内にフィルタ係数選択器51を設け、フィルタ係数選択器51が劣化判定器5から供給される判定結果RESに基づいて、適応フィルタ部41でのフィルタリングにおいて使用するフィルタ係数に、適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化しない場合には、フィルタ係数算出器17から供給されるフィルタ係数w1(k)〜wL(k)を選択するとともに、このときの適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化しないフィルタ係数w1(k)〜wL(k)がフィルタ係数記憶手段53に記憶され、適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化する場合には、フィルタ係数記憶手段53に記憶されている、フィルタ係数の初期値w0,1〜w0,L又は、適応整相結果ε(k)における所望信号が劣化しない最も近い過去のフィルタ係数w1(k−i)〜wL(k−i)を選択している。 As described above, according to the configuration of this example, the deterioration determination unit 5 is provided to determine whether or not the desired signal in the adaptive phasing result ε (k) is deteriorated, and the filter coefficient is selected in the adaptive filter unit 41. The filter coefficient selector 51 provides a filter coefficient to be used for filtering in the adaptive filter unit 41 based on the determination result RES supplied from the deterioration determination unit 5 to the desired coefficient in the adaptive phasing result ε (k). When the signal does not deteriorate, the filter coefficients w 1 (k) to w L (k) supplied from the filter coefficient calculator 17 are selected, and the desired signal in the adaptive phasing result ε (k) at this time is selected. filter coefficients not degraded w 1 (k) ~w L ( k) is stored in the filter coefficient storage unit 53, when the desired signal in the adaptive phasing results epsilon (k) is deteriorated, the filter coefficients憶means 53 is stored, the initial value w 0, 1 to w 0 of the filter coefficient, L or adaptive phasing result ε closest past filter coefficients desired signal does not deteriorate in the (k) w 1 (k- i) to w L (ki) are selected.

このため、適応整相結果ε(k)における所望信号の低下と背景レベルの上昇が生じるような場合には、最も近い過去において最適な解であったフィルタ係数を用いて適応整相処理を行うため、所望信号の低下と背景レベルの上昇がそれほど生じていない、ある程度干渉信号が適応的に除去された適応整相結果ε(k)が出力されることになる。   For this reason, when a decrease in the desired signal and an increase in the background level occur in the adaptive phasing result ε (k), the adaptive phasing process is performed using the filter coefficient that is the optimal solution in the nearest past. Therefore, the adaptive phasing result ε (k) from which the interference signal is adaptively removed to some extent is output, in which the decrease in the desired signal and the increase in the background level do not occur so much.

したがって、この例の構成によれば、センサアレイの応答誤差が存在する場合の適応整相出力において、所望信号が微弱なときは、干渉信号が適応的に除去された適応整相結果ε(k)を出力し、所望信号が強いときでも、所望信号の低下と背景レベルの上昇がそれほど生じていない、ある程度干渉信号が適応的に除去された適応整相結果ε(k)を出力することができる。   Therefore, according to the configuration of this example, when the desired signal is weak in the adaptive phasing output when there is a response error of the sensor array, the adaptive phasing result ε (k ) To output the adaptive phasing result ε (k) from which the interference signal is adaptively removed to some extent, even when the desired signal is strong, the decrease in the desired signal and the increase in the background level do not occur so much. it can.

実施の形態6.
上述した実施の形態1、2、4及び5では、適応整相装置は、それぞれ別個独立した構成である例を示したが、本発明はこれに限定するものではない。本発明では、上記した実施の形態4又は5と、上記した実施の形態1又は2とをそれぞれ組み合わせても良い。例えば、図5に示す実施の形態4におけるフィルタ係数選択器42を、図2に示す構成を有する劣化判定器5が設けられている図1に示す実施の形態1において、乗算器151〜15Lとフィルタ係数算出器17との間に設けても良い。
Embodiment 6 FIG.
In the first, second, fourth, and fifth embodiments described above, the adaptive phasing device has an example in which the adaptive phasing device is configured separately and independently. However, the present invention is not limited to this. In the present invention, Embodiment 4 or 5 described above may be combined with Embodiment 1 or 2 described above. For example, the filter coefficient selector 42 in the fourth embodiment shown in FIG. 5 is replaced with the multipliers 15 1 to 15 in the first embodiment shown in FIG. 1 in which the deterioration determining unit 5 having the configuration shown in FIG. 2 is provided. It may be provided between L and the filter coefficient calculator 17.

また、図5に示す実施の形態4におけるフィルタ係数選択器42を、図3に示す構成を有する劣化判定器31が設けられている実施の形態2(図1参照)において、乗算器151〜15Lとフィルタ係数算出器17との間に設けても良い。さらに、図6に示す実施の形態5におけるフィルタ係数選択器51を、図2に示す構成を有する劣化判定器5が設けられている図1に示す実施の形態1において、乗算器151〜15Lとフィルタ係数算出器17との間に設けても良いし、図6に示す実施の形態5におけるフィルタ係数選択器51を、図3に示す構成を有する劣化判定器31が設けられている実施の形態2(図1参照)において、乗算器151〜15Lとフィルタ係数算出器17との間に設けても良い。 Further, the filter coefficient selector 42 in the fourth embodiment shown in FIG. 5 is replaced with the multipliers 15 1 to 15 in the second embodiment (see FIG. 1) in which the deterioration determining unit 31 having the configuration shown in FIG. 3 is provided. It may be provided between 15 L and the filter coefficient calculator 17. Furthermore, the filter coefficient selector 51 in the fifth embodiment shown in FIG. 6 is replaced with the multipliers 15 1 to 15 in the first embodiment shown in FIG. 1 in which the deterioration determining unit 5 having the configuration shown in FIG. 2 is provided. 6 may be provided between L and the filter coefficient calculator 17, or the filter coefficient selector 51 in the fifth embodiment shown in FIG. 6 is provided with a deterioration determining unit 31 having the configuration shown in FIG. In the second embodiment (see FIG. 1), it may be provided between the multipliers 15 1 to 15 L and the filter coefficient calculator 17.

実施の形態7.
上述した実施の形態1では、積分器24は、加算器23から供給される加算結果Aに対し、指定された積分時間に相当する時間分の加算平均値を算出し、上述した実施の形態2では、積分器321〜32Lは、対応する0次ビームの自乗値|y1(k)|2〜|yL(k)|2に対し、指定された積分時間に相当する時間分の加算平均値を算出する例を示したが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、積分器24及び積分器321〜32Lは、指定された積分時間に相当する時間を時定数とする指数積分処理を実施するようにしても良い。このように構成しても、上記した実施の形態1又は2の場合と同様の効果を得ることができる。
Embodiment 7 FIG.
In the first embodiment described above, the integrator 24 calculates the addition average value for the time corresponding to the specified integration time with respect to the addition result A supplied from the adder 23, and the second embodiment described above. in the integrator 32 1 to 32 L, the square value of the corresponding zero-order beam | y 1 (k) | 2 ~ | y L (k) | with respect to 2, the time corresponding to the specified integration time Although the example which calculates an addition average value was shown, this invention is not limited to this. For example, the integrator 24 and the integrators 32 1 to 32 L may perform exponential integration processing using a time corresponding to a specified integration time as a time constant. Even if comprised in this way, the effect similar to the case of Embodiment 1 or 2 mentioned above can be acquired.

実施の形態8.
図7は、本発明の実施の形態8である適応整相装置の構成を示すブロック図である。図7において、図1の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図7に示す適応整相装置においては、図1に示す適応フィルタ部3に換えて、適応フィルタ部61が新たに設けられているとともに、適応フィルタ部61には1次ビームd(k)に換えて、減算器4からの適応整相結果ε(k)が供給されている。図7に示す適応フィルタ部61と図1に示す適応フィルタ部3とが異なる点は、フィルタ係数算出器17に換えて、フィルタ係数算出器62が新たに設けられている点である。
Embodiment 8 FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an adaptive phasing device according to the eighth embodiment of the present invention. 7, parts corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. In the adaptive phasing device shown in FIG. 7, an adaptive filter unit 61 is newly provided instead of the adaptive filter unit 3 shown in FIG. 1, and the adaptive filter unit 61 has a primary beam d (k). Instead, the adaptive phasing result ε (k) from the subtractor 4 is supplied. The adaptive filter unit 61 shown in FIG. 7 is different from the adaptive filter unit 3 shown in FIG. 1 in that a filter coefficient calculator 62 is newly provided in place of the filter coefficient calculator 17.

フィルタ係数算出器62は、フィルタ係数の最適解を逐次的に更新するいわゆるLMS型であり、前回算出して内部に記憶しておいたL個のフィルタ係数w1(k)〜wL(k)を乗算器151〜15Lに供給した後、0次ビーム生成部2から供給される現時刻kにおける0次ビームy1(k)〜yL(k)と、減算器4から供給される現時刻kにおける適応整相結果ε(k)とを式(27)に代入して、L個のフィルタ係数w1(k+1)〜wL(k+1)の更新処理を行い、更新したL個のフィルタ係数w1(k+1)〜wL(k+1)を次の時刻(k+1)のフィルタ係数として内部に記憶する。 The filter coefficient calculator 62 is a so-called LMS type that sequentially updates the optimum filter coefficient solution, and the L filter coefficients w 1 (k) to w L (k) calculated and stored in the previous time. ) To the multipliers 15 1 to 15 L, and then supplied from the subtractor 4 and the zero-order beams y 1 (k) to y L (k) at the current time k supplied from the zero-order beam generation unit 2. Substituting the adaptive phasing result ε (k) at the current time k into the equation (27), the L filter coefficients w 1 (k + 1) to w L (k + 1) are updated, and the updated L pieces The filter coefficients w 1 (k + 1) to w L (k + 1) are stored internally as filter coefficients at the next time (k + 1).

Figure 0004367243
Figure 0004367243

式(27)において、μは収束係数である。また、Aは正規化係数である。正規化係数Aの設定方法により、各種の更新アルゴリズムを選択することができる。例えば、LMSアルゴリズムの場合、A=1、学習アルゴリズムの場合、Aは上記した式(14)で表される。   In Expression (27), μ is a convergence coefficient. A is a normalization coefficient. Various update algorithms can be selected according to the setting method of the normalization coefficient A. For example, in the case of the LMS algorithm, A = 1, and in the case of the learning algorithm, A is expressed by the above equation (14).

次に、上記構成の適応整相装置の動作について説明する。以下では、上記した実施の形態1と異なる点についてのみ説明する。まず、時刻kでは、フィルタ係数算出器62は、前回算出して内部に記憶しておいたL個のフィルタ係数w1(k)〜wL(k)を乗算器151〜15Lに供給した後、0次ビーム生成部2から供給される現時刻kにおける0次ビームy1(k)〜yL(k)と、減算器4から供給される現時刻kにおける適応整相結果ε(k)とを上記した式(27)に代入して、L個のフィルタ係数w1(k+1)〜wL(k+1)の更新処理を行い、更新したL個のフィルタ係数w1(k+1)〜wL(k+1)を次の時刻(k+1)のフィルタ係数として内部に記憶する。 Next, the operation of the adaptive phasing device configured as described above will be described. Hereinafter, only differences from the above-described first embodiment will be described. First, at time k, the filter coefficient calculator 62 supplies the L filter coefficients w 1 (k) to w L (k) calculated and stored in the previous time to the multipliers 15 1 to 15 L. After that, the zero-order beam y 1 (k) to y L (k) at the current time k supplied from the zero-order beam generation unit 2 and the adaptive phasing result ε (at the current time k supplied from the subtractor 4 a k) and by substituting the equation (27) as described above, L-number of filter coefficient w 1 (k + 1) to update processing of ~w L (k + 1), updated the L filter coefficient w 1 (k + 1) ~ w L (k + 1) is stored internally as a filter coefficient at the next time (k + 1).

次に、時刻(k+1)では、フィルタ係数算出器62は、前回算出して内部に記憶しておいたL個のフィルタ係数w1(k+1)〜wL(k+1)を乗算器151〜15Lに供給した後、0次ビーム生成部2から供給される現時刻(k+1)における0次ビームy1(k+1)〜yL(k+1)と、減算器4から供給される現時刻(k+1)における適応整相結果ε(k+1)とを上記した式(27)に代入して、L個のフィルタ係数w1(k+2)〜wL(k+2)の更新処理を行い、更新したL個のフィルタ係数w1(k+2)〜wL(k+2)を次の時刻(k+2)のフィルタ係数として内部に記憶する。 Next, at time (k + 1), the filter coefficient calculator 62 uses the L filter coefficients w 1 (k + 1) to w L (k + 1) previously calculated and stored therein as multipliers 15 1 to 15. After being supplied to L , the 0th-order beams y 1 (k + 1) to y L (k + 1) at the current time (k + 1) supplied from the 0th-order beam generation unit 2 and the current time (k + 1) supplied from the subtractor 4 Substituting the adaptive phasing result ε (k + 1) in the above equation (27), the L filter coefficients w 1 (k + 2) to w L (k + 2) are updated, and the updated L filters The coefficients w 1 (k + 2) to w L (k + 2) are stored internally as filter coefficients at the next time (k + 2).

これにより、乗算器151〜15Lは、0次ビームy1(k+1)〜yL(k+1)と、フィルタ係数算出器62から供給される、上記時刻kで算出したL個のフィルタ係数w1(k+1)〜wL(k+1)とを乗算し、乗算結果w* 1(k+1)・y1(k+1)〜w* L(k+1)・yL(k+1)を加算器16に供給する。これにより、加算器16は、乗算結果w* 1(k+1)・y1(k+1)〜w* L(k+1)・yL(k+1)を加算した後、加算結果を、上記した式(7)に示すフィルタリング結果である適応フィルタ結果z(k+1)として、減算器4に供給する。したがって、減算器4は、1次ビームd(k+1)と、適応フィルタ結果z(k+1)を減算した後、減算結果を適応整相結果ε(k+1)として出力する。 Thereby, the multipliers 15 1 to 15 L are supplied with the 0th-order beams y 1 (k + 1) to y L (k + 1) and the L filter coefficients w calculated from the filter coefficient calculator 62 at the time k. 1 (k + 1) to w L (k + 1) are multiplied, and the multiplication results w * 1 (k + 1) · y 1 (k + 1) to w * L (k + 1) · y L (k + 1) are supplied to the adder 16. As a result, the adder 16 adds the multiplication results w * 1 (k + 1) · y 1 (k + 1) to w * L (k + 1) · y L (k + 1), and then adds the addition result to the above equation (7). Is supplied to the subtracter 4 as an adaptive filter result z (k + 1) which is a filtering result shown in FIG. Therefore, the subtractor 4 subtracts the primary beam d (k + 1) and the adaptive filter result z (k + 1), and then outputs the subtraction result as the adaptive phasing result ε (k + 1).

また、劣化判定器5は、時刻kにおいて今回算出しようとするL個のフィルタ係数w1(k+1)〜wL(k+1)を時刻(k+1)で使用して得られる適応整相結果ε(k+1)における所望信号が劣化しないと判定した場合にはその旨を示すRES=0を出力してセレクタ6に供給し、劣化すると判定した場合にはその旨を示すRES=1を出力してセレクタ6に供給する。これにより、時刻(k+1)では、セレクタ6は、判定結果RESに基づいて、RES=0である場合には、第2の入力端から供給される適応整相結果ε(k+1)を選択して後段に出力し、RES=1である場合には、第1の入力端から供給される1次ビームd(k+1)を選択して後段に出力する。 Further, the degradation determiner 5 uses the L filter coefficients w 1 (k + 1) to w L (k + 1) to be calculated this time at time k and uses the adaptive phasing result ε (k + 1) obtained at time (k + 1). ) Is output to the selector 6 when it is determined that the desired signal does not deteriorate, and is supplied to the selector 6. When it is determined that the desired signal is deteriorated, RES = 1 is output to indicate that fact. To supply. Accordingly, at time (k + 1), the selector 6 selects the adaptive phasing result ε (k + 1) supplied from the second input terminal when RES = 0 based on the determination result RES. When it is output to the subsequent stage and RES = 1, the primary beam d (k + 1) supplied from the first input terminal is selected and output to the subsequent stage.

実施の形態9.
上述した実施の形態8では、劣化判定器として図2に示す構成を有する劣化判定器5を用いる例を示したが、本発明はこれに限定するものではない。本発明は、劣化判定器として図3に示す構成を有する劣化判定器31を用いても良い。
Embodiment 9 FIG.
In the above-described eighth embodiment, the example in which the deterioration determining device 5 having the configuration shown in FIG. 2 is used as the deterioration determining device has been described. However, the present invention is not limited to this. In the present invention, a deterioration determiner 31 having the configuration shown in FIG. 3 may be used as the deterioration determiner.

実施の形態10.
図8は、本発明の実施の形態10である適応整相装置の構成を示すブロック図である。図8において、図4の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図8に示す適応整相装置においては、図4に示す適応フィルタ部41に換えて、適応フィルタ部71が新たに設けられているとともに、フィルタ係数制御器72が新たに設けられている。また、適応フィルタ部71には1次ビームd(k)に換えて、減算器4から適応整相結果ε(k)が供給され、劣化判定器5から判定結果RESが供給されているとともに、フィルタ係数制御器72からフィルタ係数の初期値w0,1〜w0,Lが供給されている。図8に示す適応フィルタ部71と図4に示す適応フィルタ部41とが異なる点は、フィルタ係数算出器17に換えて、フィルタ係数算出器73が新たに設けられている点と、フィルタ係数選択器42が取り除かれ、フィルタ係数算出器73からのフィルタ係数w1(k)〜wL(k)が直接乗算器151〜15Lに供給されている点と、劣化判定器5から判定結果RESが供給されている点である。
Embodiment 10 FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an adaptive phasing device according to the tenth embodiment of the present invention. In FIG. 8, parts corresponding to those in FIG. 4 are given the same reference numerals, and explanation thereof is omitted. In the adaptive phasing device shown in FIG. 8, an adaptive filter unit 71 is newly provided and a filter coefficient controller 72 is newly provided instead of the adaptive filter unit 41 shown in FIG. The adaptive filter unit 71 is supplied with the adaptive phasing result ε (k) from the subtractor 4 instead of the primary beam d (k), and is supplied with the determination result RES from the deterioration determiner 5. The filter coefficient controller 72 supplies initial values w 0,1 to w 0, L of filter coefficients. The adaptive filter unit 71 shown in FIG. 8 is different from the adaptive filter unit 41 shown in FIG. 4 in that a filter coefficient calculator 73 is newly provided in place of the filter coefficient calculator 17 and filter coefficient selection is performed. The filter 42 is removed, and the filter coefficients w 1 (k) to w L (k) from the filter coefficient calculator 73 are directly supplied to the multipliers 15 1 to 15 L and the determination result from the deterioration determiner 5 The point is that RES is supplied.

フィルタ係数算出器73は、いわゆるLMS型であり、時刻kにおいて今回算出しようとするL個のフィルタ係数w1(k+1)〜wL(k+1)を時刻(k+1)で使用して得られる適応整相結果ε(k+1)における所望信号が劣化しないと劣化判定器5で判定されてその旨を示すRES=0が供給された場合には、前回算出して内部に記憶しておいたL個のフィルタ係数w1(k)〜wL(k)を乗算器151〜15Lに供給した後、0次ビーム生成部2から供給される0次ビームy1(k)〜yL(k)と、減算器4から供給される適応整相結果ε(k)とを上記した式(27)に代入して、L個のフィルタ係数w1(k+1)〜wL(k+1)の更新処理を行い、更新したL個のフィルタ係数w1(k+1)〜wL(k+1)を次の時刻(k+1)のフィルタ係数として内部に記憶する。そして、時刻(k+1)では、フィルタ係数算出器73は、前回算出して内部に記憶しておいたL個のフィルタ係数w1(k+1)〜wL(k+1)を乗算器151〜15Lに供給する。 The filter coefficient calculator 73 is of the so-called LMS type, and is an adaptive adjustment obtained by using L filter coefficients w 1 (k + 1) to w L (k + 1) to be calculated at time k at time (k + 1). When the deterioration determination unit 5 determines that the desired signal in the phase result ε (k + 1) does not deteriorate and RES = 0 indicating that fact is supplied, the L number of values calculated and stored internally After supplying the filter coefficients w 1 (k) to w L (k) to the multipliers 15 1 to 15 L , the 0th-order beams y 1 (k) to y L (k) supplied from the 0th-order beam generation unit 2 are used. And the adaptive phasing result ε (k) supplied from the subtracter 4 is substituted into the above equation (27) to update the L filter coefficients w 1 (k + 1) to w L (k + 1). done, of L the updated filter coefficient w 1 (k + 1) ~w L (k + 1) the following: Stored therein as the filter coefficients of the time (k + 1). At time (k + 1), the filter coefficient calculator 73 uses the L filter coefficients w 1 (k + 1) to w L (k + 1) previously calculated and stored therein as multipliers 15 1 to 15 L. To supply.

一方、時刻kにおいて今回算出しようとするL個のフィルタ係数w1(k+1)〜wL(k+1)を時刻(k+1)で使用して得られる適応整相結果ε(k+1)における所望信号が劣化すると劣化判定器5で判定されてその旨を示すRES=1が供給された場合には、前回算出して内部に記憶しておいたL個のフィルタ係数w1(k)〜wL(k)を乗算器151〜15Lに供給した後、内部に記憶されているL個のフィルタ係数w1(k)〜wL(k)をフィルタ係数制御器72から供給されるフィルタ係数の初期値w0,1〜w0,Lで初期化して内部に記憶する。そして、時刻(k+1)では、フィルタ係数算出器73は、前回算出して内部に記憶しておいたL個のフィルタ係数の初期値w0,1〜w0,Lを乗算器151〜15Lに供給する。 On the other hand, the desired signal in the adaptive phasing result ε (k + 1) obtained by using the L filter coefficients w 1 (k + 1) to w L (k + 1) to be calculated at time k at time (k + 1) is deteriorated. Then, when RES = 1 indicating that it is determined by the deterioration determining unit 5 and is supplied, L filter coefficients w 1 (k) to w L (k) calculated and stored in the previous time. ) Is supplied to the multipliers 15 1 to 15 L , and the L filter coefficients w 1 (k) to w L (k) stored therein are initially set to the filter coefficients supplied from the filter coefficient controller 72. It is initialized with values w 0,1 to w 0, L and stored internally. At time (k + 1), the filter coefficient calculator 73 uses the initial values w 0,1 to w 0, L of the L filter coefficients calculated and stored in the previous time as multipliers 15 1 to 15. Supply to L.

フィルタ係数制御器72は、図示しないがフィルタ係数記憶手段を有し、フィルタ係数記憶手段にはフィルタ係数の初期値w0,1〜w0,Lが予め記憶されており、判定結果RESに基づいて、RES=1である場合には、フィルタ係数記憶手段に記憶されているフィルタ係数の初期値w0,1〜w0,Lを読み出して適応フィルタ部71に供給する。 Although not shown, the filter coefficient controller 72 has a filter coefficient storage unit, and the filter coefficient storage unit stores initial values w 0,1 to w 0, L of filter coefficients in advance, and is based on the determination result RES. If RES = 1, the filter coefficient initial values w 0,1 to w 0, L stored in the filter coefficient storage means are read out and supplied to the adaptive filter unit 71.

次に、上記構成の適応整相装置の動作について説明する。以下では、上記した実施の形態4と異なる点についてのみ説明する。まず、劣化判定器5は、時刻kにおいて今回算出しようとするL個のフィルタ係数w1(k+1)〜wL(k+1)を時刻(k+1)で使用して得られる適応整相結果ε(k+1)における所望信号が劣化しないと判定した場合にはその旨を示すRES=0を出力して適応フィルタ部71を構成するフィルタ係数算出器73及びフィルタ係数制御器72に供給し、劣化すると判定した場合にはその旨を示すRES=1を出力してフィルタ係数算出器73及びフィルタ係数制御器72に供給する。 Next, the operation of the adaptive phasing device configured as described above will be described. Hereinafter, only differences from the above-described fourth embodiment will be described. First, the degradation determination unit 5 uses the L filter coefficients w 1 (k + 1) to w L (k + 1) to be calculated this time at time k and uses the adaptive phasing result ε (k + 1) obtained at time (k + 1). If it is determined that the desired signal does not deteriorate, RES = 0 indicating that fact is output and supplied to the filter coefficient calculator 73 and the filter coefficient controller 72 constituting the adaptive filter unit 71 and determined to deteriorate. In this case, RES = 1 indicating that fact is output and supplied to the filter coefficient calculator 73 and the filter coefficient controller 72.

これにより、フィルタ係数算出器73は、判定結果RESに基づいて、RES=0である場合には、L個のフィルタ係数w1(k)〜wL(k)を乗算器151〜15Lに供給した後、L個のフィルタ係数w1(k+1)〜wL(k+1)を更新して次の時刻(k+1)のフィルタ係数として内部に記憶する。また、フィルタ係数算出器73は、RES=1である場合には、L個のフィルタ係数w1(k)〜wL(k)を乗算器151〜15Lに供給した後、内部に記憶されているL個のフィルタ係数w1(k)〜wL(k)をフィルタ係数制御器72から供給されるフィルタ係数の初期値w0,1〜w0,Lで初期化して内部に記憶する。 Thereby, the filter coefficient calculator 73 calculates the L filter coefficients w 1 (k) to w L (k) based on the determination result RES and the multipliers 15 1 to 15 L when RES = 0. Then, L filter coefficients w 1 (k + 1) to w L (k + 1) are updated and stored internally as filter coefficients at the next time (k + 1). In addition, when RES = 1, the filter coefficient calculator 73 supplies L filter coefficients w 1 (k) to w L (k) to the multipliers 15 1 to 15 L and then stores them internally. The L filter coefficients w 1 (k) to w L (k) are initialized with the initial values w 0,1 to w 0, L of the filter coefficients supplied from the filter coefficient controller 72 and stored internally. To do.

次に、劣化判定器5は、時刻(k+1)において今回算出しようとするL個のフィルタ係数w1(k+2)〜wL(k+2)を時刻(k+2)で使用して得られる適応整相結果ε(k+2)における所望信号が劣化しないと判定した場合にはその旨を示すRES=0を出力して適応フィルタ部71を構成するフィルタ係数算出器73及びフィルタ係数制御器72に供給し、劣化すると判定した場合にはその旨を示すRES=1を出力してフィルタ係数算出器73及びフィルタ係数制御器72に供給する。 Next, the degradation determination unit 5 uses the L filter coefficients w 1 (k + 2) to w L (k + 2) to be calculated this time at time (k + 1) at time (k + 2). When it is determined that the desired signal at ε (k + 2) does not deteriorate, RES = 0 indicating that fact is output and supplied to the filter coefficient calculator 73 and the filter coefficient controller 72 constituting the adaptive filter unit 71. If it is determined, RES = 1 indicating that is output and supplied to the filter coefficient calculator 73 and the filter coefficient controller 72.

これにより、フィルタ係数算出器73は、判定結果RESに基づいて、RES=0である場合には、L個のフィルタ係数w1(k+1)〜wL(k+1)を乗算器151〜15Lに供給した後、L個のフィルタ係数w1(k+2)〜wL(k+2)を更新して次の時刻(k+2)のフィルタ係数として内部に記憶する。また、フィルタ係数算出器73は、RES=1である場合には、L個のフィルタ係数w1(k+1)〜wL(k+1)を乗算器151〜15Lに供給した後、内部に記憶されているL個のフィルタ係数w1(k+1)〜wL(k+1)をフィルタ係数制御器72から供給されるフィルタ係数の初期値w0,1〜w0,Lで初期化して内部に記憶する。 Accordingly, the filter coefficient calculator 73 calculates the L filter coefficients w 1 (k + 1) to w L (k + 1) based on the determination result RES and the multipliers 15 1 to 15 L when RES = 0. Then, L filter coefficients w 1 (k + 2) to w L (k + 2) are updated and stored internally as filter coefficients at the next time (k + 2). Further, when RES = 1, the filter coefficient calculator 73 supplies L filter coefficients w 1 (k + 1) to w L (k + 1) to the multipliers 15 1 to 15 L and then stores them internally. The L filter coefficients w 1 (k + 1) to w L (k + 1) are initialized with the initial values w 0,1 to w 0, L of the filter coefficients supplied from the filter coefficient controller 72 and stored internally. To do.

したがって、時刻(k+1)では、乗算器151〜15Lは、RES=0である場合には、0次ビームy1(k+1)〜yL(k+1)とL個のフィルタ係数w1(k+1)〜wL(k+1)とを乗算し、乗算結果w* 1(k+1)・y1(k+1)〜w* L(k+1)・yL(k+1)を加算器16に供給する。また、乗算器151〜15Lは、RES=1である場合には、0次ビームy1(k+1)〜yL(k+1)と、フィルタ係数の初期値w0,1〜w0,Lとを乗算し、乗算結果w* 0,1・y1(k+1)〜w* 0,L・yL(k+1)を加算器16に供給する。 Accordingly, at time (k + 1), the multipliers 15 1 to 15 L have the 0th-order beams y 1 (k + 1) to y L (k + 1) and L filter coefficients w 1 (k + 1) when RES = 0. ) To w L (k + 1) and supplies the multiplication results w * 1 (k + 1) · y 1 (k + 1) to w * L (k + 1) · y L (k + 1) to the adder 16. In addition, when RES = 1, the multipliers 15 1 to 15 L have zero-order beams y 1 (k + 1) to y L (k + 1) and initial values w 0,1 to w 0, L of filter coefficients. And the multiplication results w * 0,1 · y 1 (k + 1) to w * 0, L · y L (k + 1) are supplied to the adder 16.

これにより、加算器16は、RES=0である場合には、乗算結果w* 1(k+1)・y1(k+1)〜w* L(k+1)・yL(k+1)を加算した後、加算結果を、フィルタリング結果である適応フィルタ結果z(k+1)として、減算器4に供給する。したがって、減算器4は、1次ビームd(k+1)と、適応フィルタ結果z(k+1)を減算した後、減算結果を適応整相結果ε(k+1)として出力する。一方、RES=1である場合には、加算器16は、乗算結果w* 0,1・y1(k+1)〜w* 0,L・yL(k+1)を加算した後、加算結果を、フィルタリング結果である適応フィルタ結果z(k+1)として、減算器4に供給する。したがって、減算器4は、1次ビームd(k+1)と、適応フィルタ結果z(k+1)を減算した後、減算結果を適応整相結果ε(k+1)として出力する。 Thus, when RES = 0, the adder 16 adds the multiplication results w * 1 (k + 1) · y 1 (k + 1) to w * L (k + 1) · y L (k + 1), and then adds The result is supplied to the subtracter 4 as an adaptive filter result z (k + 1) that is a filtering result. Therefore, the subtractor 4 subtracts the primary beam d (k + 1) and the adaptive filter result z (k + 1), and then outputs the subtraction result as the adaptive phasing result ε (k + 1). On the other hand, when RES = 1, the adder 16 adds the multiplication results w * 0,1 · y 1 (k + 1) to w * 0, L · y L (k + 1), An adaptive filter result z (k + 1) that is a filtering result is supplied to the subtracter 4. Therefore, the subtractor 4 subtracts the primary beam d (k + 1) and the adaptive filter result z (k + 1), and then outputs the subtraction result as the adaptive phasing result ε (k + 1).

実施の形態11.
上述した実施の形態10では、フィルタ係数算出器73が、時刻kにおいて今回算出しようとするL個のフィルタ係数w1(k+1)〜wL(k+1)を時刻(k+1)で使用して得られる適応整相結果ε(k+1)における所望信号が劣化すると劣化判定器5で判定されてその旨を示すRES=1が供給された場合に、前回算出して内部に記憶しておいたL個のフィルタ係数w1(k)〜wL(k)を乗算器151〜15Lに供給した後、内部に記憶されているL個のフィルタ係数w1(k)〜wL(k)をフィルタ係数制御器72から供給されるフィルタ係数の初期値w0,1〜w0,Lで初期化して内部に記憶している。また、フィルタ係数制御器72は、判定結果RESに基づいて、RES=1である場合には、フィルタ係数記憶手段に記憶されているフィルタ係数の初期値w0,1〜w0,Lを読み出して適応フィルタ部71に供給している。しかし、本発明はこれに限定するものではない。
Embodiment 11 FIG.
In the tenth embodiment described above, the filter coefficient calculator 73 is obtained by using the L filter coefficients w 1 (k + 1) to w L (k + 1) to be calculated this time at time k at time (k + 1). When the desired signal in the adaptive phasing result ε (k + 1) deteriorates, when the deterioration determination unit 5 determines that RES = 1 indicating that is supplied, L previously calculated and stored internally after the filter coefficients w 1 a (k) ~w L (k) is supplied to the multiplier 15 1 ~15 L, L-number of filter coefficients w 1 stored therein a (k) ~w L (k) filter Initialized with initial values w 0,1 to w 0, L of filter coefficients supplied from the coefficient controller 72 and stored internally. Further, based on the determination result RES, the filter coefficient controller 72 reads the initial values w 0,1 to w 0, L of the filter coefficients stored in the filter coefficient storage means when RES = 1. To the adaptive filter unit 71. However, the present invention is not limited to this.

例えば、フィルタ係数制御器72は、時刻kにおいて今回算出しようとするL個のフィルタ係数w1(k+1)〜wL(k+1)を時刻(k+1)で使用して得られる適応整相結果ε(k+1)における所望信号が劣化すると劣化判定器5で判定されてその旨を示すRES=1が供給された場合、フィルタ係数算出器73が、前回算出して内部に記憶しておいたL個のフィルタ係数w1(k)〜wL(k)を乗算器151〜15Lに供給した後、内部に記憶されているL個のフィルタ係数w1(k)〜wL(k)を更新せずに、時刻(k+1)において、内部に記憶されているL個のフィルタ係数w1(k)〜wL(k)を適応整相結果ε(k+1)を算出するためのフィルタ係数として乗算器151〜15Lに供給するように制御しても良い。 For example, the filter coefficient controller 72 uses the L filter coefficients w 1 (k + 1) to w L (k + 1) to be calculated this time at time k and uses the adaptive phasing result ε () obtained at time (k + 1). If the desired signal in k + 1) is deteriorated and is determined by the deterioration determining unit 5 and RES = 1 indicating that is supplied, the filter coefficient calculator 73 calculates the L number of values previously calculated and stored internally. after the filter coefficients w 1 a (k) ~w L (k) and supplied to the multiplier 15 1 ~15 L, L-number of filter coefficients w 1 stored therein a (k) ~w L (k) update Instead, at time (k + 1), L filter coefficients w 1 (k) to w L (k) stored therein are multiplied as filter coefficients for calculating the adaptive phasing result ε (k + 1). it may be controlled so as to supply to the vessel 15 1 to 15 L

実施の形態12.
上述した実施の形態10では、L個のフィルタ係数を一括して選択する例を示したが、本発明はこれに限定されず、L個のフィルタ係数を個別に選択するように構成しても良い。この場合、上記した条件(d)〜(f)に基づく一次判定結果RES1〜RESLに応じて、各0次ビームごとに、フィルタ係数算出器73から供給されるフィルタ係数w1(k)〜wL(k)と、フィルタ係数の初期値w0,1〜w0,Lとを個別に選択するように構成すれば良い。
Embodiment 12 FIG.
In the tenth embodiment described above, an example in which L filter coefficients are collectively selected has been described. However, the present invention is not limited to this, and the configuration may be such that L filter coefficients are individually selected. good. In this case, the filter coefficient w 1 (k) supplied from the filter coefficient calculator 73 for each 0th-order beam according to the primary determination results RES 1 to RES L based on the above conditions (d) to (f). ˜w L (k) and the initial values w 0,1 to w 0, L of the filter coefficients may be selected individually.

実施の形態13.
上述した実施の形態11では、L個のフィルタ係数を一括して制御する例を示したが、本発明はこれに限定されず、L個のフィルタ係数を個別に制御するように構成しても良い。この場合、上記した条件(d)〜(f)に基づく一次判定結果RES1〜RESLに応じて、各0次ビームごとに、フィルタ係数算出器17から供給されるフィルタ係数w1(k)〜wL(k)を更新するか否かを個別に制御するように構成すれば良い。
Embodiment 13 FIG.
In the eleventh embodiment described above, an example in which L filter coefficients are collectively controlled has been shown. However, the present invention is not limited to this, and the L filter coefficients may be individually controlled. good. In this case, the filter coefficient w 1 (k) supplied from the filter coefficient calculator 17 for each zero-order beam in accordance with the primary determination results RES 1 to RES L based on the above conditions (d) to (f). whether or not to update the to w L (k) may be configured to control individually.

実施の形態14.
上述の各実施の形態では、適応整相装置は、周波数領域で実現した場合の周波数ビン1ビンの処理のみを行う例を示したが、これに限定されず、各実施の形態における適応整相装置の構成を複数段並列に設けても良い。このように構成すれば、複数の周波数ビンの処理を行う適応整相システムを構成することができる。
Embodiment 14 FIG.
In each of the above-described embodiments, an example in which the adaptive phasing device performs only the processing of one frequency bin when realized in the frequency domain has been described. However, the present invention is not limited to this, and the adaptive phasing in each of the embodiments. The configuration of the apparatus may be provided in a plurality of stages in parallel. If comprised in this way, the adaptive phasing system which processes several frequency bins can be comprised.

実施の形態15.
上述の各実施の形態では、適応整相装置は、1つの整相方位についての処理のみを行う例を示したが、これに限定されず、各実施の形態における適応整相装置の構成を複数段並列に設けても良い。このように構成すれば、複数の整相方位についての処理が行えるいわゆる待受け型適応整相システムを構成することができる。
Embodiment 15 FIG.
In each of the above-described embodiments, an example in which the adaptive phasing device performs only processing for one phasing direction has been described. You may provide in parallel. If comprised in this way, what is called a stand-by-type adaptive phasing system which can process about a some phasing direction can be comprised.

実施の形態16.
上述の各実施の形態は、例えば、上記した特開2003−232849号公報や特開2001−343441号公報に記載された技術にも適応することができる。このように構成すれば、DMIアルゴリズム(SMIアルゴリズムともいう)のABFの逆行列演算で演算誤差が検出されない場合や、逆行列演算を実施しないLMSアルゴリズムのABF、あるいはこれらを併用した構成においても、センサアレイの応答に誤差が存在する場合に生じる適応整相結果における所望信号の劣化を回避することができる。
Embodiment 16 FIG.
Each of the above-described embodiments can be applied to, for example, the techniques described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2003-232849 and 2001-343441. With such a configuration, even when an operation error is not detected by the inverse matrix operation of the ABF of the DMI algorithm (also referred to as the SMI algorithm), the ABF of the LMS algorithm that does not perform the inverse matrix operation, or a combination of these, Degradation of the desired signal in the adaptive phasing result that occurs when there is an error in the response of the sensor array can be avoided.

実施の形態17.
上述の各実施の形態では、適応整相装置の具体的な実現手段については特に言及していないが、適応整相装置は、例えば、すべての構成要素が1チップに収納された、SOC(System On a Chip)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の集積回路で構成したり、各構成要素を上記した集積回路等の個別回路で構成しても良い。
Embodiment 17. FIG.
In each of the above-described embodiments, specific implementation means of the adaptive phasing device is not particularly mentioned. However, the adaptive phasing device is, for example, an SOC (System (SOC)) in which all components are housed in one chip. On-chip) or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) may be used, or each component may be configured by an individual circuit such as the above-described integrated circuit.

実施の形態18.
上述の各実施の形態では、各構成要素をハードウェアで構成する例を示したが、これに限定されない。すなわち、上記適応整相装置を、中央処理装置(CPU)と、ROMやRAM等の内部記憶装置と、FDD(フロッピー(登録商標)・ディスク・ドライブ)、HDD(ハード・ディスク・ドライブ)、CD−ROMドライブ等の外部記憶装置と、出力手段と、入力手段とを有するコンピュータによって構成し、上記1次ビーム生成部1等がCPUによって構成され、これらの機能が適応整相プログラムとして、ROM等の半導体メモリや、FD、HDやCD−ROM等の記憶媒体に記憶されていると構成しても良い。この場合、適応整相プログラムは、記憶媒体からCPUに読み込まれ、CPUの動作を制御する。CPUは、適応整相プログラムが起動されると、上記1次ビーム生成部1等として機能し、適応整相プログラムの制御により、上記した処理を実行するのである。上記適応整相装置をデジタルシグナルプロセッサ(DSP)等で構成した場合も同様である。
Embodiment 18 FIG.
In each of the above-described embodiments, an example in which each component is configured by hardware has been described. However, the present invention is not limited to this. That is, the adaptive phasing device includes a central processing unit (CPU), an internal storage device such as ROM and RAM, FDD (floppy (registered trademark) disk drive), HDD (hard disk drive), CD -Consists of a computer having an external storage device such as a ROM drive, an output means, and an input means. The primary beam generator 1 and the like are constituted by a CPU, and these functions are used as an adaptive phasing program such as a ROM. It may be configured to be stored in a semiconductor memory or a storage medium such as FD, HD, or CD-ROM. In this case, the adaptive phasing program is read from the storage medium to the CPU and controls the operation of the CPU. When the adaptive phasing program is activated, the CPU functions as the primary beam generation unit 1 and the like, and executes the above-described processing under the control of the adaptive phasing program. The same applies when the adaptive phasing device is constituted by a digital signal processor (DSP) or the like.

以上、この実施の形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用することができる。   The embodiment has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the embodiment, and there are design changes and the like without departing from the scope of the invention. Are also included in the present invention. In addition, each of the above-described embodiments can divert each other's technology as long as there is no particular contradiction or problem in its purpose and configuration.

本発明の実施の形態1を示す適応整相装置のブロック図である。It is a block diagram of the adaptive phasing apparatus which shows Embodiment 1 of this invention. 上記適応整相装置を構成する劣化判定器のブロック図である。It is a block diagram of the degradation determination device which comprises the said adaptive phasing apparatus. 本発明の実施の形態2を示す適応整相装置を構成する劣化判定器のブロック図である。It is a block diagram of the degradation determination device which comprises the adaptive phasing apparatus which shows Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態4を示す適応整相装置のブロック図である。It is a block diagram of the adaptive phasing apparatus which shows Embodiment 4 of this invention. 上記適応整相装置を構成するフィルタ係数選択器のブロック図である。It is a block diagram of the filter coefficient selector which comprises the said adaptive phasing apparatus. 本発明の実施の形態5を示す適応整相装置を構成するフィルタ係数選択器のブロック図である。It is a block diagram of the filter coefficient selector which comprises the adaptive phasing apparatus which shows Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態8を示す適応整相装置のブロック図である。It is a block diagram of the adaptive phasing apparatus which shows Embodiment 8 of this invention. 本発明の実施の形態10を示す適応整相装置のブロック図である。It is a block diagram of the adaptive phasing apparatus which shows Embodiment 10 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 1次ビーム生成部、2 0次ビーム生成部、3,41,61,71 適応フィルタ部、4 減算器、5,31 劣化判定器、6,44,52 セレクタ、11 位相補償器、12 空間窓乗算器、13,16,23 加算器、14 BM乗算器、151〜15L 乗算器、17,62,73 フィルタ係数算出器、211〜21L,22 自乗器、24,25,321〜32L 積分器、26,331〜33L レベル差算出器、27,34 レベル差判定器、42,51 フィルタ係数選択器、43,53 フィルタ係数記憶手段、72 フィルタ係数制御器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st order beam generation part, 2 0th order beam generation part, 3, 41, 61, 71 Adaptive filter part, 4 Subtractor, 5, 31 Degradation judgment device, 6, 44, 52 Selector, 11 Phase compensator, 12 Space Window multiplier, 13, 16, 23 adder, 14 BM multiplier, 15 1 to 15 L multiplier, 17, 62, 73 filter coefficient calculator, 21 1 to 21 L , 22 squarer, 24, 25, 32 1 to 32 L integrator, 26, 33 1 to 33 L level difference calculator, 27, 34 level difference determiner, 42, 51 filter coefficient selector, 43, 53 filter coefficient storage means, 72 filter coefficient controller.

Claims (18)

複数のセンサで構成されるセンサアレイで受信された信号を用いて整相方位に最大感度を有する1次ビームと前記整相方位に零感度を有する複数の0次ビームとを生成し、前記複数の0次ビームの適応フィルタにおけるフィルタリング結果を前記1次ビームから減算して適応整相結果を得ることにより前記整相方位以外の方位から到来する信号を適応的に除去する適応整相装置において、
前記1次ビーム及び前記複数の0次ビームに基づいて、今回算出しようとする前記適応フィルタのフィルタ係数を使用した前記適応整相結果における所望信号が劣化するか否かを判定し、前記所望信号が劣化しないと判定した場合には第1の信号を、前記所望信号が劣化すると判定した場合には第2の信号を出力する劣化判定器と、
前記第1の信号が供給された場合には今回算出した前記フィルタ係数を使用した前記適応整相結果を選択して今回の前記適応整相結果として出力し、前記第2の信号が供給された場合には前記1次ビームを選択して今回の前記適応整相結果として出力するセレクタと
を備えていることを特徴とする適応整相装置。
Using a signal received by a sensor array including a plurality of sensors, a primary beam having a maximum sensitivity in a phasing direction and a plurality of zero-order beams having a zero sensitivity in the phasing direction are generated, An adaptive phasing device that adaptively removes signals coming from directions other than the phasing azimuth by subtracting the filtering result in the adaptive filter of the zero-order beam from the primary beam to obtain an adaptive phasing result;
Based on the first-order beam and the plurality of zero-order beams, it is determined whether or not a desired signal in the adaptive phasing result using a filter coefficient of the adaptive filter to be calculated this time is deteriorated, and the desired signal A deterioration determiner that outputs a first signal when it is determined that the desired signal is deteriorated, and a second signal that is output when the desired signal is determined to be deteriorated;
When the first signal is supplied, the adaptive phasing result using the filter coefficient calculated this time is selected and output as the current adaptive phasing result, and the second signal is supplied. And a selector that selects the primary beam and outputs the result as the current adaptive phasing result.
前記適応フィルタは、前記第1の信号が供給された場合には前記1次ビーム及び前記複数の0次ビームに基づいて算出された前記フィルタ係数を使用し、前記第2の信号が供給された場合には予め記憶された前記フィルタ係数の初期値を使用することを特徴とする請求項1記載の適応整相装置。   When the first signal is supplied, the adaptive filter uses the filter coefficient calculated based on the first-order beam and the plurality of zero-order beams, and the second signal is supplied. 2. The adaptive phasing device according to claim 1, wherein an initial value of the filter coefficient stored in advance is used. 前記適応フィルタは、前回算出して内部に記憶しておいた前記フィルタ係数を使用するとともに、前記複数の0次ビームと前記適応整相結果とに基づいて前記フィルタ係数の更新処理を行い、更新した前記フィルタ係数を次の時刻の前記フィルタ係数として内部に記憶することを特徴とする請求項1記載の適応整相装置。   The adaptive filter uses the filter coefficient previously calculated and stored therein, and performs update processing of the filter coefficient based on the plurality of zeroth-order beams and the adaptive phasing result. 2. The adaptive phasing device according to claim 1, wherein the filter coefficient is stored as the filter coefficient at the next time. 複数のセンサで構成されるセンサアレイで受信された信号を用いて整相方位に最大感度を有する1次ビームと前記整相方位に零感度を有する複数の0次ビームとを生成し、前記複数の0次ビームの適応フィルタにおけるフィルタリング結果を前記1次ビームから減算して適応整相結果を得ることにより前記整相方位以外の方位から到来する信号を適応的に除去する適応整相装置において、
前記1次ビーム及び前記複数の0次ビームに基づいて、今回算出しようとする前記適応フィルタのフィルタ係数を使用した前記適応整相結果における所望信号が劣化するか否かを判定し、前記所望信号が劣化しないと判定した場合には第1の信号を、前記所望信号が劣化すると判定した場合には第2の信号を出力する劣化判定器を備え、
前記適応フィルタは、前記第1の信号が供給された場合には前記1次ビーム及び前記複数の0次ビームに基づいて算出された前記フィルタ係数を使用し、前記第2の信号が供給された場合には予め記憶された前記フィルタ係数の初期値を使用することを特徴とする適応整相装置。
Using a signal received by a sensor array including a plurality of sensors, a primary beam having a maximum sensitivity in a phasing direction and a plurality of zero-order beams having a zero sensitivity in the phasing direction are generated, An adaptive phasing device that adaptively removes signals coming from directions other than the phasing azimuth by subtracting the filtering result in the adaptive filter of the zero-order beam from the primary beam to obtain an adaptive phasing result;
Based on the first-order beam and the plurality of zero-order beams, it is determined whether or not a desired signal in the adaptive phasing result using a filter coefficient of the adaptive filter to be calculated this time is deteriorated, and the desired signal A deterioration determiner that outputs a first signal when it is determined that the signal does not deteriorate, and outputs a second signal when it is determined that the desired signal deteriorates,
When the first signal is supplied, the adaptive filter uses the filter coefficient calculated based on the first-order beam and the plurality of zero-order beams, and the second signal is supplied. In this case, an initial value of the filter coefficient stored in advance is used.
前記適応フィルタは、前記第2の信号が供給された場合には前記フィルタ係数の初期値又は、前記所望信号が劣化しない最も近い過去の前記フィルタ係数を使用することを特徴とする請求項2又は4記載の適応整相装置。   The adaptive filter uses the initial value of the filter coefficient when the second signal is supplied or the nearest past filter coefficient that does not degrade the desired signal. 4. The adaptive phasing device according to 4. 複数のセンサで構成されるセンサアレイで受信された信号を用いて整相方位に最大感度を有する1次ビームと前記整相方位に零感度を有する複数の0次ビームとを生成し、前記複数の0次ビームの適応フィルタにおけるフィルタリング結果を前記1次ビームから減算して適応整相結果を得ることにより前記整相方位以外の方位から到来する信号を適応的に除去する適応整相装置において、
前記1次ビーム及び前記複数の0次ビームに基づいて、今回算出しようとする前記適応フィルタのフィルタ係数を使用した前記適応整相結果における所望信号が劣化するか否かを判定する劣化判定器を備え、
前記適応フィルタは、現時刻において今回算出しようとする前記フィルタ係数を次の時刻で使用して得られる前記適応整相結果における前記所望信号が劣化しないと前記劣化判定器で判定された場合には、前回算出して内部に記憶しておいた前記フィルタ係数を使用するとともに、前記複数の0次ビームと前記適応整相結果とに基づいて前記フィルタ係数の更新処理を行い、更新した前記フィルタ係数を次の時刻の前記フィルタ係数として内部に記憶し、現時刻において今回算出しようとする前記フィルタ係数を次の時刻で使用して得られる前記適応整相結果における前記所望信号が劣化すると前記劣化判定器で判定された場合には、前回算出して内部に記憶しておいた前記フィルタ係数を使用するとともに、前記フィルタ係数を前記フィルタ係数の初期値で初期化して内部に記憶することを特徴とする適応整相装置。
Using a signal received by a sensor array including a plurality of sensors, a primary beam having a maximum sensitivity in a phasing direction and a plurality of zero-order beams having a zero sensitivity in the phasing direction are generated, An adaptive phasing device that adaptively removes signals coming from directions other than the phasing azimuth by subtracting the filtering result in the adaptive filter of the zero-order beam from the primary beam to obtain an adaptive phasing result;
A deterioration determiner for determining whether a desired signal in the adaptive phasing result using the filter coefficient of the adaptive filter to be calculated this time is deteriorated based on the primary beam and the plurality of zero-order beams; Prepared,
The adaptive filter, when it is determined by the deterioration determiner that the desired signal in the adaptive phasing result obtained by using the filter coefficient to be calculated this time at the next time does not deteriorate at the current time. , Using the filter coefficient calculated and stored in the previous time, updating the filter coefficient based on the plurality of zeroth order beams and the adaptive phasing result, and updating the filter coefficient Is stored as the filter coefficient at the next time, and the deterioration determination is performed when the desired signal in the adaptive phasing result obtained by using the filter coefficient to be calculated at the current time at the next time is deteriorated. If the filter coefficient is determined, the filter coefficient previously calculated and stored inside is used, and the filter coefficient is converted to the filter coefficient. Adaptive phasing device and to store therein initialized with initial values of the coefficients.
前記適応フィルタは、現時刻において今回算出しようとする前記フィルタ係数を次の時刻で使用して得られる前記適応整相結果における前記所望信号が劣化すると前記劣化判定器で判定された場合には、前回算出して内部に記憶しておいた前記フィルタ係数ごとに、当該フィルタ係数又は当該フィルタ係数の初期値のいずれかを個別に選択して内部に記憶することを特徴とする請求項6記載の適応整相装置。   The adaptive filter, when it is determined by the deterioration determiner that the desired signal in the adaptive phasing result obtained by using the filter coefficient to be calculated this time at the next time is deteriorated, The filter coefficient or the initial value of the filter coefficient is selected individually for each filter coefficient previously calculated and stored internally, and stored internally. Adaptive phasing device. 前記適応フィルタは、現時刻において今回算出しようとする前記フィルタ係数を次の時刻で使用して得られる前記適応整相結果における前記所望信号が劣化すると前記劣化判定器で判定された場合には、前回算出して内部に記憶しておいた前記フィルタ係数を使用するとともに、前記フィルタ係数を更新せずに、次の時刻において、内部に記憶しておいた前記フィルタ係数を使用することを特徴とする請求項6記載の適応整相装置。   The adaptive filter, when it is determined by the deterioration determiner that the desired signal in the adaptive phasing result obtained by using the filter coefficient to be calculated this time at the next time is deteriorated, The filter coefficient previously calculated and stored internally is used, and the filter coefficient stored internally is used at the next time without updating the filter coefficient. The adaptive phasing device according to claim 6. 前記適応フィルタは、現時刻において今回算出しようとする前記フィルタ係数を次の時刻で使用して得られる前記適応整相結果における前記所望信号が劣化すると前記劣化判定器で判定された場合には、前回算出して内部に記憶しておいた前記フィルタ係数ごとに更新するか否かを個別に制御することを特徴とする請求項8記載の適応整相装置。   The adaptive filter, when it is determined by the deterioration determiner that the desired signal in the adaptive phasing result obtained by using the filter coefficient to be calculated this time at the next time is deteriorated, 9. The adaptive phasing device according to claim 8, wherein whether or not to update each of the filter coefficients previously calculated and stored therein is individually controlled. 前記劣化判定器は、前記複数の0次ビームのそれぞれの自乗値の和の第1の時間平均値と、前記1次ビームの自乗値の第2の時間平均値とを算出し、前記第1及び第2の時間平均値に基づいて、前記所望信号が劣化するか否かを判定することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の適応整相装置。   The degradation determination unit calculates a first time average value of a sum of square values of the plurality of zeroth-order beams and a second time average value of the square values of the primary beams, and The adaptive phasing device according to any one of claims 1 to 9, wherein whether or not the desired signal is deteriorated is determined based on the second time average value. 前記劣化判定器は、前記複数の0次ビームのそれぞれの自乗値の複数の第1の時間平均値と、前記1次ビームの自乗値の第2の時間平均値とを算出し、前記複数の第1の時間平均値及び前記第2の時間平均値に基づいて、前記所望信号が劣化するか否かをそれぞれ一次判定し、複数の一次判定結果に基づいて、前記所望信号が劣化するか否かを総合的に判定することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の適応整相装置。   The degradation determination unit calculates a plurality of first time average values of square values of the respective zero-order beams and a second time average value of square values of the primary beams, and Based on the first time average value and the second time average value, primary determination is made as to whether or not the desired signal is degraded, and whether or not the desired signal is degraded based on a plurality of primary determination results. The adaptive phasing device according to claim 1, wherein the adaptive phasing device is comprehensively determined. 前記劣化判定器は、前記複数の一次判定結果に対して重み付けした後に前記所望信号が劣化するか否かを総合的に判定することを特徴とする請求項11記載の適応整相装置。   12. The adaptive phasing device according to claim 11, wherein the deterioration determiner comprehensively determines whether or not the desired signal deteriorates after weighting the plurality of primary determination results. 前記劣化判定器は、前記複数の一次判定結果に対して組み合わせを考慮して前記所望信号が劣化するか否かを総合的に判定することを特徴とする請求項11記載の適応整相装置。   12. The adaptive phasing device according to claim 11, wherein the deterioration determiner comprehensively determines whether or not the desired signal deteriorates in consideration of a combination with respect to the plurality of primary determination results. 前記劣化判定器は、前記第1の時間平均値、前記複数の第1の時間平均値、前記第2の時間平均値を、指定された積分時間に相当する時間分の加算平均処理を実施して求めることを特徴とする請求項10乃至13のいずれかに記載の適応整相装置。   The deterioration determiner performs an addition averaging process for the first time average value, the plurality of first time average values, and the second time average value for a time corresponding to a specified integration time. The adaptive phasing device according to claim 10, wherein the adaptive phasing device is obtained. 前記劣化判定器は、前記第1の時間平均値、前記複数の第1の時間平均値、前記第2の時間平均値を、指定された積分時間に相当する時間を時定数とする指数積分処理を実施して求めることを特徴とする請求項10乃至13のいずれかに記載の適応整相装置。   The deterioration determiner includes an exponential integration process in which the first time average value, the plurality of first time average values, and the second time average value are time constants corresponding to a specified integration time. The adaptive phasing device according to claim 10, wherein the adaptive phasing device is obtained by performing the following. コンピュータに請求項1乃至15のいずれか1に記載の機能を実現させるための適応整相プログラム。   An adaptive phasing program for causing a computer to realize the function according to any one of claims 1 to 15. 請求項1乃至15のいずれかに記載の適応整相装置を、周波数領域で実現した場合の複数の周波数ビンに対応して複数段並列に設けたことを特徴とする適応整相システム。   An adaptive phasing system, wherein the adaptive phasing device according to any one of claims 1 to 15 is provided in a plurality of stages in parallel corresponding to a plurality of frequency bins when realized in the frequency domain. 請求項1乃至15のいずれかに記載の適応整相装置を、複数の整相方位に対応して複数段並列に設けたことを特徴とする適応整相システム。
An adaptive phasing system, wherein the adaptive phasing device according to any one of claims 1 to 15 is provided in parallel in a plurality of stages corresponding to a plurality of phasing directions.
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