JP5693041B2 - Antenna arrangement calculation device - Google Patents
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Description
この発明は、電波を用いて目標を探知、追尾または標定するレーダ装置に関し、特に複数のアンテナの最適配置を算出するアンテナ配置算出装置に関するものである。 The present invention relates to a radar apparatus that detects, tracks, or locates a target using radio waves, and more particularly to an antenna arrangement calculation apparatus that calculates an optimum arrangement of a plurality of antennas.
一般に、レーダ装置の探知性能を向上するためには、アンテナを大型化することや、送信電力を大きくすることが考えられるが、これらの方式では、装置規模が増大し、費用対効果の低下や抗堪性の劣化などの問題が生じる。 In general, in order to improve the detection performance of the radar device, it is conceivable to increase the size of the antenna or increase the transmission power. However, these methods increase the device size and reduce the cost effectiveness. Problems such as deterioration of tolerability arise.
そこで、上記問題を回避するために、複数個の小規模アンテナを分散して配置した分散型レーダを用い、各アンテナ出力を合成することにより、全体の探知性能を向上させる方式が提案されている（たとえば、非特許文献１参照）。
非特許文献１に記載の分散型レーダにおいては、グレーティングローブと呼ばれる不要な放射パターンを低減するためのアンテナ配置方式について述べられている。
Therefore, in order to avoid the above problem, there has been proposed a method for improving the overall detection performance by using a distributed radar in which a plurality of small-scale antennas are distributed and combining each antenna output. (For example, refer nonpatent literature 1).
In the distributed radar described in Non-Patent
上記分散型レーダにおけるアンテナ配置方式は、グレーティングローブ低減を目的としているが、複数のアンテナを分散配置する状況においては、グレーティングローブの問題の他に、各アンテナ間の遮蔽問題が生じることも知られている。 The antenna placement method in the distributed radar is intended to reduce grating lobes, but in the situation where a plurality of antennas are dispersedly arranged, it is also known that there is a shielding problem between the antennas in addition to the problem of grating lobes. ing.
たとえば、水平面上に複数のアンテナを配置した分散型レーダにおいて、仰角０度を含む仰角範囲の全方位角にわたる捜索が求められる場合、必ず、いくつかのアンテナ（被遮蔽アンテナ）において、捜索対象となる方向に他のアンテナ（遮蔽アンテナ）が存在するとの状況が生じることになる。 For example, in a distributed radar in which a plurality of antennas are arranged on a horizontal plane, when a search over all azimuth angles in an elevation angle range including an elevation angle of 0 degrees is required, the search target must be selected from several antennas (shielded antennas). The situation that other antennas (shielded antennas) exist in a certain direction will occur.
このとき、被遮蔽アンテナにおいて、遮蔽アンテナが存在する方向については、遮蔽アンテナおよび付随する設備によって電波が遮蔽されるので、被遮蔽アンテナの利得が低下する。これにともない、分散型レーダ全体としての実際の探知性能は、遮蔽が全くないと仮定した場合の探知性能と比較して、必然的に低下することになる。 At this time, in the shielded antenna, in the direction in which the shielded antenna exists, the radio wave is shielded by the shielded antenna and the accompanying equipment, so that the gain of the shielded antenna decreases. As a result, the actual detection performance of the distributed radar as a whole is inevitably lowered as compared with the detection performance when there is no shielding.
上記説明では、水平面上に複数個のアンテナを分散配置する場合について述べたが、これに限らず、地平面上に高さ調整可能な架台で支持される複数個のアンテナを分散配置する場合など、アンテナ間の遮蔽による探知性能低下を考慮すべき状況は種々想定される。 In the above description, the case where a plurality of antennas are distributed on the horizontal plane has been described. However, the present invention is not limited to this, and a case where a plurality of antennas supported by a height-adjustable mount on the ground plane is distributed. There are various situations in which degradation in detection performance due to shielding between antennas should be considered.
以上のような状況下では、各アンテナ間の遮蔽に起因した分散型レーダの探知性能劣化は不可避ではあるが、探知性能劣化分を可能な限り小さくすることが望まれている。
しかし、アンテナ間の遮蔽に起因する探知性能劣化を最小限にとどめるためのアンテナ配置については、いずれの従来文献でも述べられていない。
Under the circumstances as described above, the detection performance degradation of the distributed radar due to the shielding between the antennas is inevitable, but it is desired to make the detection performance degradation as small as possible.
However, none of the prior art documents describes an antenna arrangement for minimizing detection performance degradation due to shielding between antennas.
従来の分散型レーダにおいては、各アンテナ間の遮蔽に起因した探知性能劣化を低減したい要求があるものの、探知性能劣化を最小限にとどめるためのアンテナ配置算出装置が提案されていないという課題があった。 In the conventional distributed radar, there is a demand to reduce detection performance degradation due to shielding between antennas, but there is a problem that an antenna arrangement calculation device for minimizing detection performance degradation has not been proposed. It was.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、分散型レーダにおいて、捜索対象とする方向の範囲（以下、「捜索方向範囲」という）の、アンテナ間の遮蔽を考慮に入れた探知性能が、最も向上するようなアンテナ配置を高効率に求めることのできるアンテナ配置算出装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and in a distributed radar, considers shielding between antennas in a range of a direction to be searched (hereinafter referred to as “search direction range”). It is an object of the present invention to obtain an antenna arrangement calculating apparatus that can obtain an antenna arrangement that improves the detection performance most efficiently.
この発明に係るアンテナ配置算出装置は、分散型レーダを構成する複数のアンテナの配置を算出するアンテナ配置算出装置であって、前記複数のアンテナのすべての位置情報を、アンテナ配置として評価値とともに保持するアンテナ配置保持手段と、前記アンテナ配置保持手段が保持するアンテナ配置のうち、評価値をまだ算出していない未評価アンテナ配置を１つ選択し、前記未評価アンテナ配置に関して、前記複数のアンテナごとに、他のすべてのアンテナの遮蔽を考慮し、捜索方向範囲における利得を評価してアンテナ群遮蔽考慮利得グラフを生成するアンテナ群遮蔽評価手段と、前記アンテナ群遮蔽評価手段から生成される、すべてのアンテナの捜索方向範囲に関する利得を合成することにより、前記分散型レーダとしての捜索方向範囲に関する探知性能を求めるレーダ探知性能評価手段と、前記レーダ探知性能評価手段から生成される、前記分散型レーダとしての捜索方向範囲に関する探知性能を入力情報として、アンテナ配置の良さを表す単一の評価値を算出して前記アンテナ配置保持手段に記録する評価値算出手段と、前記アンテナ配置保持手段が保持するアンテナ配置のうち、評価値の良い高評価アンテナ配置を抽出する高評価アンテナ配置抽出手段と、前記高評価アンテナ配置抽出手段によって抽出される高評価アンテナ配置を変化させることにより、新たなアンテナ配置を生成して前記アンテナ配置保持手段に記録する新アンテナ配置生成手段と、前記評価値算出手段から生成される評価値の系列を解析してアンテナ配置最適化の収束判定を行う収束判定手段とを備え、前記アンテナ群遮蔽評価手段は、前記複数のアンテナ間の距離を算出するアンテナ間距離算出手段と、前記複数のアンテナ間の角度を算出するアンテナ間角度算出手段と、前記アンテナ間距離算出手段から生成されるアンテナ間の距離を入力情報として、利得算出対象となる被遮蔽アンテナの利得低下状況を、遮蔽する側の複数の遮蔽アンテナの各々について、各遮蔽アンテナの方向を中心とした各１台の遮蔽アンテナによる遮蔽パターンとして、個々に導出する遮蔽状況導出手段と、前記アンテナ間角度算出手段から生成されるアンテナ間の角度と前記遮蔽状況導出手段から生成される遮蔽パターンとを入力情報として、前記各遮蔽アンテナの１台分の遮蔽のみを考慮した、前記被遮蔽アンテナの捜索方向範囲における利得を表す単一アンテナ遮蔽考慮利得グラフを導出する単一アンテナ遮蔽評価手段と、前記単一アンテナ遮蔽評価手段から生成される、前記各遮蔽アンテナに対して得られた単一アンテナ遮蔽考慮利得グラフを統合することにより、前記各遮蔽アンテナのすべての遮蔽を考慮した、前記被遮蔽アンテナの捜索方向範囲における利得を表す前記アンテナ群遮蔽考慮利得グラフを導出する遮蔽評価結果統合手段とを含み、前記アンテナ群遮蔽評価手段は、前記遮蔽状況導出手段から生成される遮蔽パターンを、利得低下範囲が拡大するように加工して、前記単一アンテナ遮蔽評価手段に入力する遮蔽範囲拡大手段と、前記遮蔽範囲拡大手段による前記利得低下範囲の拡大サイズを調整する遮蔽範囲サイズ調整手段と、を含み、前記収束判定手段は、前記アンテナ配置最適化が収束したと判定された時点で、前記遮蔽範囲サイズ調整手段に対し、前記利得低下範囲の拡大サイズを縮小するように指示するものである。 An antenna arrangement calculating apparatus according to the present invention is an antenna arrangement calculating apparatus that calculates the arrangement of a plurality of antennas constituting a distributed radar, and holds all position information of the plurality of antennas together with evaluation values as antenna arrangements. Selecting one of the antenna arrangement holding means to which the evaluation value has not yet been calculated from among the antenna arrangements held by the antenna arrangement holding means, and for each of the plurality of antennas with respect to the unevaluated antenna arrangement In addition, the antenna group shielding evaluation means for generating the antenna group shielding consideration gain graph by evaluating the gain in the search direction range in consideration of the shielding of all other antennas, and the antenna group shielding evaluation means, The search direction as the distributed radar is synthesized by combining the gains related to the search direction range of the antenna. A radar detection performance evaluation means for obtaining detection performance related to the surroundings, and a single detection that represents the goodness of the antenna arrangement using the detection performance related to the search direction range as the distributed radar generated from the radar detection performance evaluation means as input information Evaluation value calculating means for calculating an evaluation value and recording it in the antenna arrangement holding means, and high evaluation antenna arrangement extracting means for extracting a high evaluation antenna arrangement having a good evaluation value from among the antenna arrangements held by the antenna arrangement holding means And a new antenna arrangement generating means for generating a new antenna arrangement by changing the high evaluation antenna arrangement extracted by the high evaluation antenna arrangement extracting means and recording the new antenna arrangement in the antenna arrangement holding means, and the evaluation value calculation Convergence Judgment Unit for Analyzing Evaluation Value Sequence Generated from the Unit and Performing Convergence Judgment for Antenna Placement Optimization Wherein the antenna group shielding evaluation means, an antenna distance calculating means for calculating a distance between the plurality of antennas, and the inter-antenna angle calculating means for calculating an angle between said plurality of antennas, the antenna distance is calculated The distance between the antennas generated from the means is used as input information, and the gain reduction status of the shielded antenna to be gain-calculated is determined for each of the plurality of shielded antennas on the shielding side with respect to the direction of each shielded antenna. As shielding patterns by one shielding antenna, input information includes shielding condition deriving means derived individually, angles between antennas generated from the inter-antenna angle calculating means, and shielding patterns generated from the shielding condition deriving means Represents the gain in the search direction range of the shielded antenna considering only the shielding of one shielded antenna. A single antenna shielding evaluation means for deriving a single antenna shielding consideration gain graph and a single antenna shielding consideration gain graph obtained for each of the shielded antennas generated from the single antenna shielding evaluation means are integrated. And a shielding evaluation result integrating means for deriving the antenna group shielding-considered gain graph representing the gain in the search direction range of the shielded antenna in consideration of all shielding of each shielded antenna, and the antenna group shielding The evaluation unit processes the shielding pattern generated from the shielding state deriving unit so that the gain reduction range is expanded, and inputs the shielding range expanding unit to the single antenna shielding evaluating unit, and the shielding range expanding unit Shielding range size adjusting means for adjusting the enlargement size of the gain reduction range by means of When the Na placement optimization is determined to have converged, with respect to the shielded area size adjustment means is for instructing to reduce the enlargement size of the gain reduction ranges.
この発明によれば、アンテナ群遮蔽評価結果に基づいて算出した探知性能に基づき、最適なアンテナ配置を高効率に算出することにより、複数のアンテナの相互間の遮蔽に起因した探知性能劣化を最小限に抑制することができる。 According to the present invention, the optimum antenna arrangement is calculated with high efficiency based on the detection performance calculated based on the antenna group shielding evaluation result, thereby minimizing detection performance degradation due to the shielding between the plurality of antennas. It can be suppressed to the limit.
実施の形態１．
以下、図１〜図８を参照しながら、この発明の実施の形態１について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係るアンテナ配置算出装置の機能構成を示すブロック図である。
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of an antenna arrangement calculating apparatus according to
図１において、この発明の実施の形態１に係るアンテナ配置算出装置は、アンテナ配置保持手段１０１と、アンテナ配置初期化手段１０２と、アンテナ群遮蔽評価手段１０３と、レーダ探知性能評価手段１０９と、評価値算出手段１１０と、高評価アンテナ配置抽出手段１１１と、アンテナ配置制約保持手段１１２と、新アンテナ配置生成手段１１３とを備えている。
In FIG. 1, an antenna arrangement calculating apparatus according to
アンテナ群遮蔽評価手段１０３は、アンテナ間距離算出手段１０４と、遮蔽状況導出手段１０５と、アンテナ間角度算出手段１０６と、単一アンテナ遮蔽評価手段１０７と、遮蔽評価結果統合手段１０８とを備えている。
The antenna group
図２はこの発明の実施の形態１が適用される分散型レーダのアンテナ配置例を示す説明図であり、分散型レーダを上から見た状態を示している。
図２において、複数のアンテナ１０は、アンテナ設置可能領域Ｒ内に任意に配置され得る。
FIG. 2 is an explanatory view showing an antenna arrangement example of a distributed radar to which the first embodiment of the present invention is applied, and shows a state of the distributed radar as viewed from above.
In FIG. 2, the plurality of
各アンテナ１０は、複数の素子から構成されるサブアレイアンテナであってもよく、単一の素子アンテナであってもよい。
ここでは、アンテナ設置可能領域Ｒおよび個々のアンテナ１０の形状がそれぞれ円形状の場合を例にとり、各アンテナ１０の形状やサイズが同一であるものとして説明する。
Each
Here, the case where the antenna installable region R and the shape of each
個々のアンテナ１０に関し、各方向について送信または受信できる電力の、ある基準値に対する比を「利得」と呼ぶ。
なお、利得の計算に際しては、利得算出対象となるアンテナの捜索方向に他のアンテナが存在する場合に、アンテナの利得は、遮蔽の効果により、他のアンテナが存在しない場合と比較して減少するので、遮蔽の効果も考慮して計算される。
For each
When calculating the gain, when there is another antenna in the search direction of the antenna that is the target of gain calculation, the gain of the antenna decreases due to the shielding effect compared to the case where there is no other antenna. Therefore, it is calculated in consideration of the shielding effect.
以下では、説明を簡略化するため、各アンテナ１０は、全方向に均等に電波を送受信する等方向性を有するアンテナであることを前提とする。
また、利得を算出する際の基準値を、「遮蔽を考慮しない場合の電力」とする。この場合、アンテナによる電波の反射等の現象を考慮する必要がなければ、一般に、利得は０〜１の範囲内の実数となる。
In the following, in order to simplify the description, it is assumed that each
In addition, the reference value for calculating the gain is set to “electric power without considering shielding”. In this case, generally, the gain is a real number within a range of 0 to 1 unless it is necessary to consider a phenomenon such as reflection of radio waves by the antenna.
図３は２つのアンテナ１０ａ、１０ｂのみが存在する状態を一例として示す説明図である。
図３において、一方のアンテナ（被遮蔽アンテナ）１０ａから見て、他方のアンテナ（遮蔽アンテナ）１０ｂへの範囲θの方向は、電波が遮蔽されるので、被遮蔽アンテナ１０ａの利得は低減する。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing, as an example, a state in which only two
In FIG. 3, since the radio wave is shielded in the direction of the range θ to the other antenna (shielded antenna) 10b when viewed from one antenna (shielded antenna) 10a, the gain of the shielded
ここでは、簡単な遮蔽モデルを用い、被遮蔽アンテナ１０ａから見て、遮蔽アンテナ１０ｂによって幾何学的に遮蔽される範囲θ（遮蔽方位）では利得が「０」、それ以外の範囲では利得が「１」であるものとして説明する。
Here, using a simple shielding model, the gain is “0” in the range θ (shielding direction) geometrically shielded by the shielded
また、説明を簡略化するため、すべてのアンテナ１０が受信専用である場合、つまり、分散型レーダがパッシブレーダである場合を前提として説明する。ただし、説明の途中では、送信アンテナと受信アンテナとの両方が存在する場合（送受兼用のアンテナが存在する場合も含む）の処理内容についても触れる。
In order to simplify the description, the description will be made on the assumption that all the
また、説明を簡略化するため、２次元平面を想定した場合について説明する。具体的には、アンテナ設置可能領域Ｒを水平面内の２次元領域とし、捜索方向範囲が、方位角に関しては全方位角範囲（すなわち方位角が０〜３６０度の範囲）、仰角に関しては０度方向のみである場合について述べる。 In order to simplify the description, a case where a two-dimensional plane is assumed will be described. Specifically, the antenna installable region R is a two-dimensional region in a horizontal plane, and the search direction range is an azimuth angle range (that is, an azimuth angle range of 0 to 360 degrees), and an elevation angle is 0 degrees. The case where there is only a direction will be described.
次に、図２および図３とともに、図４〜図８を参照しながら、図１に示したこの発明の実施の形態１に係るアンテナ配置算出装置の動作について説明する。
まず、アンテナ配置保持手段１０１は、分散型レーダ（図２）を構成するすべてのアンテナ１０の位置情報を、評価値とともに保持する。この場合、２次元平面を想定しているので、個々のアンテナ１０の位置情報は、２次元で表現される。
Next, the operation of the antenna arrangement calculating apparatus according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 4 to 8 together with FIGS.
First, the antenna arrangement holding means 101 holds the position information of all the
アンテナ配置初期化手段１０２は、アンテナ１０の初期配置を決定してアンテナ配置保持手段１０１に記録する。このときの初期配置の決定は、具体的には、たとえば、アンテナ配置に関する制約を満たす範囲内で、アンテナ１０をランダムに配置することなどにより行われる。
The antenna
アンテナ群遮蔽評価手段１０３は、アンテナ配置保持手段１０１が保持するアンテナ配置のうち、未評価（評価値が未算出）のアンテナ配置を１つ選択し、未評価のアンテナ配置に関して、複数のアンテナ１０の各々について、他のアンテナの遮蔽を考慮して、捜索方向範囲における利得を評価する。
The antenna group shielding evaluation means 103 selects one antenna arrangement that has not been evaluated (evaluation value has not been calculated) from among the antenna arrangements held by the antenna arrangement holding means 101, and a plurality of
レーダ探知性能評価手段１０９は、アンテナ群遮蔽評価手段１０３から生成されるすべてのアンテナ１０の捜索方向範囲に関する利得を合成することにより、分散型レーダとしての捜索方向範囲に関する探知性能を求める。
The radar detection
評価値算出手段１１０は、レーダ探知性能評価手段１０９から生成される分散型レーダとしての捜索方向範囲に関する探知性能に基づき、アンテナ配置の最適さを表す単一の評価値を算出してアンテナ配置保持手段１０１に入力する。
算出された評価値は、評価値算出対象としたアンテナ配置に対応させて、アンテナ配置保持手段１０１に記録される。
The evaluation value calculation means 110 calculates a single evaluation value representing the optimum antenna arrangement based on the detection performance relating to the search direction range as the distributed radar generated from the radar detection performance evaluation means 109, and holds the antenna arrangement. Input to means 101.
The calculated evaluation value is recorded in the antenna arrangement holding means 101 in correspondence with the antenna arrangement that is the evaluation value calculation target.
なお、評価値は、具体的には、捜索方向範囲に関する探知性能の平均値や最悪値などにより定めればよい。
また、各方向について要求される探知性能が与えられている場合、各方向の「探知性能の不足分」の総和などに基づいて評価値を定めてもよい。
Specifically, the evaluation value may be determined by an average value or worst value of detection performance related to the search direction range.
Further, when the required detection performance is given for each direction, the evaluation value may be determined based on the sum of “insufficient detection performance” in each direction.
高評価アンテナ配置抽出手段１１１は、アンテナ配置保持手段１０１が保持するアンテナ配置のうち、評価値の良い高評価アンテナ配置を抽出する。
アンテナ配置制約保持手段１１２は、アンテナ配置に関する制約情報を保持する。
具体的には、たとえば、アンテナ設置可能領域Ｒ（図２参照）などの情報が、アンテナ配置に関する制約情報となる。
The high evaluation antenna
The antenna arrangement
Specifically, for example, information such as the antenna installable region R (see FIG. 2) is the constraint information regarding the antenna arrangement.
新アンテナ配置生成手段１１３は、高評価アンテナ配置抽出手段１１１によって抽出されたアンテナ配置を少し変化させることにより、新たなアンテナ配置を生成する。
図４は新アンテナ配置生成手段１１３によるアンテナ配置生成の一例を示す説明図である。図４においては、１つのアンテナ１０を選択して、その位置を少し移動することにより、新たなアンテナ配置を生成する例を示している。
こうして、評価値の良い高評価アンテナ配置を選択し、アンテナ配置の改善を試みる処理を反復実行することにより、最終的に評価値が最適に近いアンテナ配置が得られる。
The new antenna
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of antenna arrangement generation by the new antenna arrangement generation means 113. FIG. 4 shows an example in which a new antenna arrangement is generated by selecting one
In this way, by selecting a highly evaluated antenna arrangement with a good evaluation value and repeatedly executing a process of trying to improve the antenna arrangement, an antenna arrangement with an evaluation value close to the optimum is finally obtained.
次に、アンテナ群遮蔽評価手段１０３の動作について、さらに詳細に説明する。
アンテナ群遮蔽評価手段１０３は、分散型レーダ（図２）のアンテナ配置に関し、１つのアンテナ（たとえば、図３内の被遮蔽アンテナ１０ａ）に着目し、他のすべてのアンテナ（遮蔽アンテナ１０ｂ）の遮蔽を考慮して、捜索方向範囲における利得を評価するとともに、残りのすべてのアンテナ１０を被遮蔽アンテナ１０ａとして、それぞれについて同様の評価を繰り返し行う。
Next, the operation of the antenna group shielding
The antenna group shielding evaluation means 103 pays attention to one antenna (for example, the shielded
アンテナ群遮蔽評価手段１０３内において、アンテナ間距離算出手段１０４は、アンテナ配置保持手段１０１が保持するアンテナ配置に基づき、被遮蔽アンテナ１０ａと各遮蔽アンテナ１０ｂとの距離を算出する。
遮蔽状況導出手段１０５は、被遮蔽アンテナ１０ａと各遮蔽アンテナ１０ｂとの距離を入力情報として、アンテナ情報（アンテナ形状やアンテナサイズなど）に基づき、遮蔽アンテナ１０ｂの方向を中心とした、被遮蔽アンテナ１０ａの（遮蔽による）利得低下状況を導出する。
In the antenna group shielding
The shielding state deriving means 105 uses the distance between the shielded
ここで、１台の遮蔽アンテナ１０ｂの遮蔽による被遮蔽アンテナ１０ａの利得低下状況のことを「遮蔽パターン」と呼ぶ。遮蔽パターンは、具体的には、利得を算出するための表や数式で表現されるものである。
図５は遮蔽パターンをグラフで示す説明図である。ここでは単純な遮蔽モデルを想定しているので、図５において、遮蔽アンテナ中心を含む一定範囲内では利得が「０」となり、一定範囲外では利得が「１」となっている。
Here, a situation where the gain of the shielded
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the shielding pattern in a graph. Here, since a simple shielding model is assumed, in FIG. 5, the gain is “0” within a certain range including the center of the shielding antenna, and the gain is “1” outside the certain range.
アンテナ間角度算出手段１０６は、アンテナ配置保持手段１０１が保持するアンテナ配置に基づき、被遮蔽アンテナ１０ａを基準として、各遮蔽アンテナ１０ｂの位置方向の角度を算出する。
単一アンテナ遮蔽評価手段１０７は、アンテナ間角度算出手段１０６から生成された位置方向の角度に基づき、各遮蔽アンテナ１０ｂについて、１台分の遮蔽を考慮した、被遮蔽アンテナ１０ａの捜索方向範囲における利得を算出する。
The inter-antenna angle calculating means 106 calculates the angle in the position direction of each shielded
The single antenna shielding evaluation means 107 is based on the position direction angle generated from the inter-antenna angle calculation means 106, and each shielding
なお、捜索方向範囲の利得は、捜索方向範囲において、遮蔽パターンを、遮蔽アンテナ１０ｂの方向角度に設定することにより算出される。
以下、１台の遮蔽アンテナの遮蔽を考慮した、被遮蔽アンテナの捜索方向範囲における利得変化を表したものを「単一アンテナ遮蔽考慮利得グラフ」と呼ぶ。
The gain in the search direction range is calculated by setting the shielding pattern to the direction angle of the
Hereinafter, the gain change in the search direction range of the shielded antenna considering the shielding of one shielded antenna will be referred to as a “single antenna shielding-considered gain graph”.
図６は単一アンテナ遮蔽評価手段１０７により算出される単一アンテナ遮蔽考慮利得グラフを示す説明図である。
図６においては、図５と同様に、遮蔽アンテナ中心を含む一定範囲内では利得が「０」となり、一定範囲外では利得が「１」となっている。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a single antenna shielding consideration gain graph calculated by the single antenna shielding evaluation means 107.
In FIG. 6, as in FIG. 5, the gain is “0” within a certain range including the center of the shielded antenna, and the gain is “1” outside the certain range.
遮蔽評価結果統合手段１０８は、各遮蔽アンテナ１０ｂに対して得られた単一アンテナ遮蔽考慮利得グラフ（図６）を統合することにより、被遮蔽アンテナ１０ａに対するすべての遮蔽アンテナ１０ｂの遮蔽を考慮した、被遮蔽アンテナ１０ａの捜索方向範囲における利得を算出する。
以下、捜索方向範囲の利得変化を表したものを「アンテナ群遮蔽考慮利得グラフ」と呼ぶ。
The shielding evaluation result integrating means 108 considers the shielding of all the shielding
Hereinafter, the gain change in the search direction range is referred to as an “antenna group shielding consideration gain graph”.
アンテナ群遮蔽考慮利得グラフは、捜索方向範囲における各方向について、当該方向における単一アンテナ遮蔽考慮利得グラフ（図６）の値を合成することにより生成される。
ここでは、幾何学的な遮蔽モデルを想定しているので、アンテナ群遮蔽考慮利得グラフの各方向の値は、当該方向における単一アンテナ遮蔽考慮利得グラフの値の最小値として計算される。
The antenna group shielding consideration gain graph is generated for each direction in the search direction range by combining the values of the single antenna shielding consideration gain graph (FIG. 6) in that direction.
Here, since a geometric shielding model is assumed, the value in each direction of the antenna group shielding consideration gain graph is calculated as the minimum value of the single antenna shielding consideration gain graph in that direction.
図７は上記考え方に基づいて遮蔽評価結果統合手段１０８により算出されるアンテナ群遮蔽考慮利得グラフを示す説明図である。
図７においては、３つの遮蔽アンテナ１０ｂＡ、１０ｂＢ、１０ｂＣの遮蔽を考慮して生成された被遮蔽アンテナ１０ａに関する３つの単一アンテナ遮蔽考慮利得グラフと、各単一アンテナ遮蔽考慮利得グラフを統合して生成されたアンテナ群遮蔽考慮利得グラフとの例を示している。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an antenna group shielding consideration gain graph calculated by the shielding evaluation
In FIG. 7, three single antenna shielding-considered gain graphs for the shielded
前述のように、アンテナ群遮蔽評価手段１０３は、すべてのアンテナ１０を被遮蔽アンテナ１０ａとして、それぞれ繰り返し上記処理を行う。
この結果、すべてのアンテナ１０の捜索方向範囲に関する（遮蔽を考慮した）利得情報として、複数のアンテナ１０の各々のアンテナ群遮蔽考慮利得グラフ（図７）が得られることになる。
As described above, the antenna group shielding
As a result, an antenna group shielding-considered gain graph (FIG. 7) for each of the plurality of
レーダ探知性能評価手段１０９は、アンテナ群遮蔽評価手段１０３から生成されたすべてのアンテナ１０のアンテナ群遮蔽考慮利得グラフを合成することにより、分散型レーダとしての捜索方向範囲に関する探知性能を求める。
このとき、探知性能は、捜索方向範囲における各方向について、当該方向における、すべてのアンテナのアンテナ群遮蔽考慮利得グラフの値に基づいて探知性能を評価することにより求められる。
The radar detection
At this time, the detection performance is obtained for each direction in the search direction range by evaluating the detection performance based on the values of the antenna group shielding consideration gain graphs of all antennas in the direction.
ここで、レーダ探知性能評価手段１０９による探知性能の評価方法について述べる。
まず、前提条件として、分散型レーダ（図２）を構成する各アンテナ１０の諸元が同一で、また、捜索対象とする目標までの距離が、すべてのアンテナ１０で同一と見做せるものとする。
Here, a detection performance evaluation method by the radar detection performance evaluation means 109 will be described.
First, as a precondition, the specifications of each
また、各アンテナ１０で受信した電力をコヒーレントに合成できるものとすると、分散型レーダとしての受信電力は、「利得の平方根の和」の２乗に基づいて評価可能である。
したがって、受信電力のＳ／Ｎ比も「利得の平方根の和」の２乗に基づいて評価可能であることから、探知性能を、「利得の平方根の和」の２乗として評価することができる。
Further, assuming that the power received by each
Therefore, since the S / N ratio of the received power can also be evaluated based on the square of the “sum of square root of gain”, the detection performance can be evaluated as the square of the “sum of square root of gain”. .
上記説明では、分散型レーダが受信アンテナのみから構成される場合について述べたが、次に、分散型レーダが送信アンテナを含む場合の探知性能の評価方法について述べる。
電力の送信についても、受信の場合と全く同様の議論を行うことが可能であり、送信アンテナ群について、それぞれ、アンテナ群遮蔽考慮利得グラフを生成することができる。
In the above description, the case where the distributed radar is composed of only the receiving antenna has been described. Next, a method for evaluating the detection performance when the distributed radar includes the transmitting antenna will be described.
Regarding power transmission, it is possible to perform the same discussion as in the case of reception, and it is possible to generate an antenna group shielding-consideration gain graph for each of the transmission antenna groups.
また、前述のように、受信アンテナ群についても、それぞれ、アンテナ群遮蔽考慮利得グラフが生成されているので、送信アンテナ群を含む２種のアンテナ群遮蔽考慮利得グラフに基づき、分散型レーダとしての、捜索方向範囲に関する探知性能を求めることができる。 In addition, as described above, since the antenna group shielding-considered gain graph is generated for each of the receiving antenna groups, based on the two antenna group shielding-considered gain graphs including the transmitting antenna group, the distributed radar can be used. In addition, the detection performance relating to the search direction range can be obtained.
具体的には、たとえば、捜索方向範囲の各方向について、送信アンテナ群の「利得の平方根の和」の２乗と、受信アンテナ群の「利得の平方根の和」の２乗との積により、探知性能を評価すればよい。
なお、送信および受信を兼ねた送受信アンテナが存在する場合は、それを、送信アンテナ群と受信アンテナ群との両方の評価において考慮すればよい。
Specifically, for example, for each direction of the search direction range, the product of the square of the “sum of square root of gain” of the transmitting antenna group and the square of the “sum of square root of gain” of the receiving antenna group, What is necessary is just to evaluate detection performance.
In addition, when there is a transmission / reception antenna that serves as both transmission and reception, it may be considered in the evaluation of both the transmission antenna group and the reception antenna group.
前述では、単一アンテナ遮蔽考慮利得グラフ（図６）やアンテナ群遮蔽考慮利得グラフ（図７）が、捜索方向範囲において連続的に評価できるものとして示していた。
しかし、実際には、図８のように、捜索方向範囲をサンプリングして得られる離散的なサンプル（以下、「サンプル方向」という）について、利得や探知性能を評価することになる。
図８は図６の単一アンテナ遮蔽考慮利得グラフを複数の離散的なサンプル方向で表現した例を示す説明図である。
In the above description, the single antenna shielding consideration gain graph (FIG. 6) and the antenna group shielding consideration gain graph (FIG. 7) are shown as being able to be continuously evaluated in the search direction range.
However, in practice, as shown in FIG. 8, gain and detection performance are evaluated for discrete samples obtained by sampling the search direction range (hereinafter referred to as “sample direction”).
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example in which the single antenna shielding-considered gain graph of FIG. 6 is expressed in a plurality of discrete sample directions.
以上では、説明を簡略化するために、各アンテナ１０が等方向性のアンテナであることを前提として説明したが、指向性を有するアンテナであっても、同様に適用可能である。 また、２次元平面を想定した場合について説明したが、３次元空間を想定する場合であっても、同様に適用可能である。
In the above description, in order to simplify the description, the description has been made on the assumption that each
さらに、遮蔽を考慮した探知性能のみに基づいたアンテナ配置最適化を述べたが、他の要素（たとえば、グレーティングローブの低減など）も考慮したい場合には、評価値算出手段１１０において、他の要素も組込めばよい。
具体的には、たとえば、「遮蔽を考慮した探知性能」、「グレーティングローブを抑圧できる度合い」などの評価値の線形和を、最適化対象とする最終的な評価値とすることができる。この場合も、遮蔽による利得低下が重要な要素であれば、この発明の実施の形態１（図１）の構成は有効である。
Furthermore, the antenna arrangement optimization based on only the detection performance in consideration of the shielding has been described. However, in the case where other elements (for example, reduction of the grating lobe) are to be considered, the evaluation
Specifically, for example, a linear sum of evaluation values such as “detection performance in consideration of shielding” and “degree of suppression of grating lobes” can be used as a final evaluation value to be optimized. Also in this case, the configuration of the first embodiment (FIG. 1) of the present invention is effective if the gain reduction due to shielding is an important factor.
以上のように、この発明の実施の形態１（図１〜図８）に係るアンテナ配置算出装置は、分散型レーダを構成する複数のアンテナ１０の配置を算出するために、複数のアンテナ１０のすべての位置情報を、アンテナ配置として評価値とともに保持するアンテナ配置保持手段１０１と、アンテナ配置保持手段１０１が保持するアンテナ配置のうち、評価値をまだ算出していない未評価アンテナ配置を１つ選択し、未評価アンテナ配置に関して、複数のアンテナ１０ごとに、他のすべてのアンテナの遮蔽を考慮し、捜索方向範囲における利得を評価してアンテナ群遮蔽考慮利得グラフを生成するアンテナ群遮蔽評価手段１０３と、アンテナ群遮蔽評価手段１０３から生成される、すべてのアンテナの捜索方向範囲に関する利得を合成することにより、分散型レーダとしての捜索方向範囲に関する探知性能を求めるレーダ探知性能評価手段１０９と、レーダ探知性能評価手段１０９から生成される、分散型レーダとしての捜索方向範囲に関する探知性能を入力情報として、アンテナ配置の良さを表す単一の評価値を算出してアンテナ配置保持手段１０１に記録する評価値算出手段１１０と、アンテナ配置保持手段１０１が保持するアンテナ配置のうち、評価値の良い高評価アンテナ配置を抽出する高評価アンテナ配置抽出手段１１１と、高評価アンテナ配置抽出手段１１１によって抽出される高評価アンテナ配置を変化させることにより、新たなアンテナ配置を生成してアンテナ配置保持手段１０１に記録する新アンテナ配置生成手段１１３とを備えている。
As described above, the antenna arrangement calculating apparatus according to the first embodiment (FIGS. 1 to 8) of the present invention uses a plurality of
アンテナ群遮蔽評価手段１０３は、複数のアンテナ間の距離を算出するアンテナ間距離算出手段１０４と、複数のアンテナ間の角度を算出するアンテナ間角度算出手段１０６と、アンテナ間距離算出手段１０４から生成されるアンテナ間の距離を入力情報として、利得算出対象となる被遮蔽アンテナ１０ａの利得低下状況を、遮蔽する側の複数の遮蔽アンテナ１０ｂの各々について、各遮蔽アンテナ１０ｂの方向を中心とした各１台の遮蔽アンテナ１０ｂによる遮蔽パターン（図５）として、個々に導出する遮蔽状況導出手段１０５と、アンテナ間角度算出手段１０６から生成されるアンテナ間の角度と遮蔽状況導出手段１０５から生成される遮蔽パターン（図５）とを入力情報として、各遮蔽アンテナ１０ｂの１台分の遮蔽のみを考慮した、被遮蔽アンテナ１０ａの捜索方向範囲における利得を表す単一アンテナ遮蔽考慮利得グラフ（図６）を導出する単一アンテナ遮蔽評価手段１０７と、単一アンテナ遮蔽評価手段１０７から生成される、各遮蔽アンテナ１０ｂに対して得られた単一アンテナ遮蔽考慮利得グラフ（図６）を統合することにより、各遮蔽アンテナ１０ｂのすべての遮蔽を考慮した、被遮蔽アンテナ１０ａの捜索方向範囲における利得を表すアンテナ群遮蔽考慮利得グラフ（図７）を導出する遮蔽評価結果統合手段１０８とを備えている。
The antenna group shielding
このように、分散型レーダにおいて、複数のアンテナ１０の相互間の遮蔽を考慮して評価した探知性能に基づいてアンテナ配置を評価し、高評価のアンテナ配置に基づく新たなアンテナ配置の生成および評価を反復実行することにより、アンテナ１０の相互間の遮蔽を考慮に入れた探知性能が最適に近いアンテナ配置を求めることができる。
As described above, in the distributed radar, the antenna arrangement is evaluated based on the detection performance evaluated in consideration of the shielding between the plurality of
また、個々の被遮蔽アンテナ１０ａの、他のすべての遮蔽アンテナ１０ｂの遮蔽を考慮した利得評価においては、各遮蔽アンテナ１０ｂの遮蔽を考慮した利得を算出後に、利得を統合することによって計算するので、すべての遮蔽アンテナ１０ｂの影響を同時に考慮する場合と比較して、複数のアンテナ１０が関与する複雑な電波の回り込みなどの効果を考慮することがなく、正確さは若干落ちる可能性があるものの、計算処理が容易になるという効果がある。
In gain evaluation of each shielded
実施の形態２．
上記実施の形態１（図１〜図８）では、アンテナ群遮蔽評価手段１０３内の遮蔽状況導出手段１０５で得られた遮蔽パターンを単一アンテナ遮蔽評価手段１０７に直接入力したが、図９のように、遮蔽範囲拡大手段９０１を介した遮蔽パターンを単一アンテナ遮蔽評価手段１０７に入力してもよい。
以下、図２〜図４および図９〜図１２を参照しながら、この発明の実施の形態２について説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment (FIGS. 1 to 8), the shielding pattern obtained by the shielding
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 2 to 4 and FIGS. 9 to 12.
図９はこの発明の実施の形態２に係るアンテナ配置算出装置の機能構成を示すブロック図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ａ」を付して詳述を省略する。 FIG. 9 is a block diagram showing a functional configuration of the antenna arrangement calculating apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. Components similar to those described above (see FIG. 1) are denoted by the same reference numerals as those described above, or Is followed by “A” and detailed description is omitted.
図９において、この発明の実施の形態２に係るアンテナ配置算出装置は、前述（図１）の各手段１０１、１０２、１０３Ａ、１０９〜１１３に加えて、収束判定手段９０３を備えている。
収束判定手段９０３は、評価値算出手段１１０とアンテナ群遮蔽評価手段１０３Ａとの間に挿入されている。
9, the antenna arrangement calculating apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a
The
また、アンテナ群遮蔽評価手段１０３Ａは、前述の各手段１０４〜１０８に加えて、遮蔽範囲拡大手段９０１と、遮蔽範囲サイズ調整手段９０２とを備えている。
遮蔽範囲拡大手段９０１は、遮蔽状況導出手段１０５と単一アンテナ遮蔽評価手段１０７との間に挿入されており、遮蔽範囲サイズ調整手段９０２は、収束判定手段９０３と遮蔽範囲拡大手段９０１との間に挿入されている。
The antenna group shielding
The shielding
この発明の実施の形態２においては、収束判定手段９０３が追加され、アンテナ群遮蔽評価手段１０３Ａ内に遮蔽範囲拡大手段９０１および遮蔽範囲サイズ調整手段９０２が追加された点、のみが前述の実施の形態１と異なる。
この発明の実施の形態２における他の構成および基本的機能は、前述と同様である。
In the second embodiment of the present invention, only the point that the
Other configurations and basic functions in the second embodiment of the present invention are the same as those described above.
次に、図１０を参照しながら、図９に示したこの発明の実施の形態２に係るアンテナ配置算出装置の動作について説明する。
遮蔽範囲拡大手段９０１は、遮蔽状況導出手段１０５から生成された遮蔽パターンを加工して、利得低下範囲を広げる。
Next, the operation of the antenna arrangement calculating apparatus according to Embodiment 2 of the present invention shown in FIG. 9 will be described with reference to FIG.
The shielding
図１０は図９内の遮蔽範囲拡大手段９０１による動作を示す説明図であり、遮蔽状況導出手段１０５からの元の遮蔽パターン（図１０（ａ））と、遮蔽範囲拡大手段９０１により利得低下範囲（遮蔽範囲）を拡大した後の遮蔽パターン（図１０（ｂ））とを示している。 FIG. 10 is an explanatory diagram showing the operation of the shielding range expanding means 901 in FIG. 9, and the original shielding pattern (FIG. 10A) from the shielding status deriving means 105 and the gain reduction range by the shielding range expanding means 901. The shielding pattern (FIG. 10B) after enlarging (shielding range) is shown.
なお、図１０では、遮蔽パターンを引き延ばした例を示しているが、たとえば、利得が「０」と「１」以外の値も取る場合には、ある閾値よりも利得が低い部分の値を、一律に「０」に置き換えることによっても、利得低下範囲を広げることができる。 In addition, in FIG. 10, although the example which extended the shielding pattern is shown, for example, when gain takes values other than "0" and "1", the value of the part where a gain is lower than a certain threshold value is shown. The gain reduction range can also be widened by uniformly replacing “0”.
遮蔽範囲サイズ調整手段９０２は、遮蔽範囲拡大手段９０１による利得低下範囲の拡大サイズを調整する。
利得低下範囲の拡大サイズは、初めは大きめに設定されているが、その後は、収束判定手段９０３によって順次に縮小制御される。
The shielding range
The enlargement size of the gain reduction range is initially set to be large, but thereafter, the
収束判定手段９０３は、評価値算出手段１１０から生成される評価値の系列を解析し、評価値の向上が続いているか、または、評価値の向上が止まったかを判定する。この評価値向上が継続しているか否かの判定は、アンテナ配置最適化の収束判定に相当する。
The
具体的には、収束判定手段９０３は、たとえば、あらかじめ定めた回数分にわたって、より良い評価値が出力されない場合には、最適化が収束した（評価値の向上が止まった）と判定し、この収束判定時点で、遮蔽範囲サイズ調整手段９０２に対し、利得低下範囲の拡大サイズを縮小するように指示する。
Specifically, for example, when a better evaluation value is not output for a predetermined number of times, the
ただし、拡大サイズの縮小の結果、利得低下範囲の拡大を行わないところまで処理が進むと、収束判定手段９０３から遮蔽範囲サイズ調整手段９０２への指示は生成されず、この時点でアンテナ配置最適化処理は終了する。
すなわち、アンテナ配置最適化が収束するごとに、遮蔽パターンの利得低下範囲の拡大サイズが縮小されていき、最終的には、遮蔽パターンの利得低下範囲の拡大を行わない状況で、最適化が行われたところで処理が終了する。
However, if the process proceeds to a point where the gain reduction range is not expanded as a result of the reduction of the enlargement size, an instruction from the
In other words, every time antenna placement optimization converges, the expansion size of the gain reduction range of the shielding pattern is reduced, and finally optimization is performed in a situation where the gain reduction range of the shielding pattern is not expanded. The process ends at the point where it was interrupted.
次に、図２〜図４とともに、図１１および図１２を参照しながら、図１０のように遮蔽パターンの利得低下範囲を拡大した場合に、アンテナ群遮蔽考慮利得グラフがどのように変化するかについて説明する。 Next, referring to FIGS. 11 and 12 together with FIGS. 2 to 4, how the antenna group shielding consideration gain graph changes when the gain reduction range of the shielding pattern is expanded as shown in FIG. Will be described.
図１１は遮蔽評価結果統合手段１０８で算出されるアンテナ群遮蔽考慮利得グラフを示す説明図であり、元（利得低下範囲が拡大される前）の遮蔽パターンに対するアンテナ群遮蔽考慮利得グラフ（図１１（ａ））と、利得低下範囲拡大後の遮蔽パターンに対するアンテナ群遮蔽考慮利得グラフ（図１１（ｂ））と比較して示している。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an antenna group shielding-considered gain graph calculated by the shielding evaluation
図１１から明らかなように、元のアンテナ群遮蔽考慮利得グラフ（図１１（ａ））においては、小さな利得低下範囲が連続的に発生する範囲が、利得低下範囲拡大後のアンテナ群遮蔽考慮利得グラフ（図１１（ｂ））においては、利得低下範囲の拡大により統合（マージ）されていることが分かる。 As is clear from FIG. 11, in the original antenna group shielding-considered gain graph (FIG. 11 (a)), the range in which a small gain reduction range continuously occurs is the antenna group shielding-considered gain after the gain reduction range is expanded. In the graph (FIG. 11 (b)), it can be seen that integration (merging) is performed by expanding the gain reduction range.
このとき、新アンテナ配置生成手段１１３は、新アンテナ配置生成に際し、図４のように、１つのアンテナ１０の位置を少しだけ移動するものと想定する。
図１２は新アンテナ配置生成手段１１３の動作を示す説明図であり、新配置への移動対象となったアンテナ１０を被遮蔽アンテナ１０ａとした場合の、被遮蔽アンテナ１０ａの移動前後におけるアンテナ群遮蔽考慮利得グラフの変化状況を示している。
At this time, it is assumed that the new antenna
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the operation of the new antenna arrangement generation means 113, and shielding the antenna group before and after the movement of the shielded
図１２においては、元の遮蔽パターンに対する被遮蔽アンテナ１０ａの移動後におけるアンテナ群遮蔽考慮利得グラフの変化状況（図１２（ａ））と、利得低下範囲拡大後の遮蔽パターンに対する被遮蔽アンテナ１０ａの移動後におけるアンテナ群遮蔽考慮利得グラフの変化状況（図１２（ｂ））とを示している。
図１２（ａ）、図１２（ｂ）において、それぞれ、上のグラフがアンテナ移動前、下のグラフがアンテナ移動後の、当該アンテナに関するアンテナ群遮蔽考慮利得グラフを示している。
In FIG. 12, the change state (FIG. 12A) of the antenna group shielding-considered gain graph after the movement of the shielded
12 (a) and 12 (b), the upper graph shows the antenna group shielding-considered gain graph related to the antenna before the antenna movement and the lower graph after the antenna movement, respectively.
まず、元の遮蔽パターンを前提とした場合（図１２（ａ））には、アンテナ群遮蔽考慮利得グラフにおいて小さな利得低下範囲が近接して生じることから、アンテナ移動前後で利得が変化する方向範囲が広いので、アンテナ移動にともない、探知性能が変化する方向範囲も広くなり、結果的に、評価値の変化も大きくなる。
このことは、アンテナ配置に対する評価値の変化が複雑であることを意味しており、したがって、局所最適解が多くなり、このような性質を有する最適化問題においては、質の悪い局所最適解に陥る可能性が高くなる。
First, when the original shielding pattern is assumed (FIG. 12 (a)), a small gain reduction range occurs in the antenna group shielding-considering gain graph, and thus the direction range in which the gain changes before and after the antenna movement. Therefore, as the antenna moves, the direction range in which the detection performance changes is widened. As a result, the evaluation value also changes greatly.
This means that the change of the evaluation value with respect to the antenna arrangement is complicated, and therefore, the number of local optimum solutions increases, and in an optimization problem having such a property, a poor quality local optimum solution is obtained. The possibility of falling is increased.
これに対し、この発明の実施の形態２による利得低下範囲拡大後の遮蔽パターンを前提とした場合（図１２（ｂ））には、アンテナ群遮蔽考慮利得グラフにおいて、利得低下範囲が１つにまとまっていることから、アンテナ移動前後で利得が変化する方向範囲が狭いので、アンテナ移動にともない探知性能が変化する方向範囲も狭くなり、結果的に、評価値の変化も小さくなる。
このことは、アンテナ配置に対する評価値の変化がなだらかであることを意味しており、したがって、局所最適解が少なく、このような性質を有する最適化問題においては、質の悪い局所最適解に陥る可能性が低く抑制されることになる。
On the other hand, when the shielding pattern after the gain reduction range expansion according to the second embodiment of the present invention is assumed (FIG. 12B), the gain reduction range is one in the antenna group shielding consideration gain graph. Therefore, since the direction range in which the gain changes before and after the antenna movement is narrow, the direction range in which the detection performance changes as the antenna moves becomes narrow. As a result, the change in the evaluation value also becomes small.
This means that the change in the evaluation value with respect to the antenna arrangement is gentle. Therefore, there are few local optimal solutions, and the optimization problem having such properties falls into a poor local optimal solution. The possibility will be suppressed low.
遮蔽パターンの加工により利得低下範囲を拡大すると、上記のように、アンテナ配置に対する評価値の変化の仕方が変わるが、（細かい評価値の変化を無視した）大まかな傾向自体は変わらない。 When the gain reduction range is expanded by processing the shielding pattern, as described above, the method of changing the evaluation value with respect to the antenna arrangement changes, but the general tendency itself (ignoring the fine evaluation value change) does not change.
したがって、初めに利得低下範囲を拡大して算出した評価値に基づいてアンテナ配置最適化を行うことにより、質の悪い局所最適解に陥らず、比較的高評価のアンテナ配置が得られる。その後、利得低下範囲の拡大サイズを縮小しつつ、アンテナ配置最適化を繰り返し行うことにより、最終的に、元の遮蔽パターンに対する評価値に関して良いと判定される高評価のアンテナ配置が得られる可能性が高くなる。 Therefore, by performing antenna arrangement optimization based on the evaluation value calculated by expanding the gain reduction range first, a relatively high evaluation antenna arrangement can be obtained without falling into a poor local optimal solution. After that, it is possible to obtain a highly evaluated antenna arrangement that is determined to be good with respect to the evaluation value for the original shielding pattern by repeatedly performing the antenna arrangement optimization while reducing the expansion size of the gain reduction range. Becomes higher.
以上のように、この発明の実施の形態２（図９〜図１２）に係るアンテナ配置算出装置は、図１の構成に加えて、評価値算出手段１１０から生成される評価値の系列を解析してアンテナ配置最適化の収束判定を行う収束判定手段９０３を備えている。
As described above, the antenna arrangement calculating apparatus according to Embodiment 2 (FIGS. 9 to 12) of the present invention analyzes the evaluation value series generated from the evaluation value calculating means 110 in addition to the configuration of FIG. Then, a
また、アンテナ群遮蔽評価手段１０３Ａは、図１に示した構成に加えて、遮蔽状況導出手段１０５から生成される遮蔽パターンを、利得低下範囲が拡大するように加工して、単一アンテナ遮蔽評価手段１０７に入力する遮蔽範囲拡大手段９０１と、遮蔽範囲拡大手段９０１による利得低下範囲の拡大サイズを調整する遮蔽範囲サイズ調整手段９０２とを備えている。
Further, in addition to the configuration shown in FIG. 1, the antenna group shielding
収束判定手段９０３は、アンテナ配置最適化が収束したと判定された時点で、遮蔽範囲サイズ調整手段９０２に対し、利得低下範囲の拡大サイズを縮小するように指示する。
このように、遮蔽パターンの利得低下範囲の拡大サイズを縮小しつつ、アンテナ配置最適化を繰り返し行うことにより、質の悪い局所最適解に陥らず、高評価のアンテナ配置に到達できる可能性を高くすることができる。
The
In this way, by repeatedly performing antenna placement optimization while reducing the expansion size of the gain reduction range of the shielding pattern, it is highly possible to reach a highly evaluated antenna placement without falling into a poor local optimal solution. can do.
実施の形態３．
上記実施の形態２（図９〜図１２）では、アンテナ群遮蔽評価手段１０３Ａ内に、遮蔽範囲拡大手段９０１および遮蔽範囲サイズ調整手段９０２を設けたが、図１３のように、アンテナ群遮蔽評価手段１０３Ａ内に、遮蔽状況導出手段１０５Ｂを制御するアンテナサイズ調整手段１３０１を設けてもよい。
以下、図１３および図１４を参照しながら、この発明の実施の形態３について説明する。
In the second embodiment (FIGS. 9 to 12), the shielding range expansion means 901 and the shielding range size adjustment means 902 are provided in the antenna group shielding evaluation means 103A. However, as shown in FIG. An antenna
The third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図１３はこの発明の実施の形態３に係るアンテナ配置算出装置の機能構成を示すブロック図であり、前述（図１、図９参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ｂ」を付して詳述を省略する。
FIG. 13 is a block diagram showing a functional configuration of the antenna arrangement calculating apparatus according to
図１３において、この発明の実施の形態３に係るアンテナ配置算出装置は、前述（図９）の各手段１０１、１０２、１０３Ｂ、１０９〜１１３、９０３を備えているが、アンテナ群遮蔽評価手段１０３Ｂの一部構成が、前述と異なる。
アンテナ群遮蔽評価手段１０３Ｂは、前述（図９）の遮蔽範囲拡大手段９０１および遮蔽範囲サイズ調整手段９０２に代えて、アンテナサイズ調整手段１３０１を備えている。
In FIG. 13, the antenna arrangement calculating apparatus according to the third embodiment of the present invention includes the above-described means 101, 102, 103B, 109 to 113, and 903 (FIG. 9). Is partially different from the above.
The antenna group shielding
アンテナ群遮蔽評価手段１０３Ｂ内の遮蔽状況導出手段１０５Ｂは、前述のように、すべてのアンテナ（被遮蔽アンテナ）ごとに、アンテナ情報（アンテナ形状やサイズなど）と、各遮蔽アンテナとの距離と、に基づいて、被遮蔽アンテナの、遮蔽アンテナ方向を中心とした遮蔽パターンを導出する。
また、遮蔽状況導出手段１０５Ｂは、上記アンテナ情報を保持し、アンテナ情報に基づいて遮蔽パターンを導出しているものとする。
As described above, the shielding
Further, it is assumed that the shielding
アンテナサイズ調整手段１３０１は、遮蔽状況導出手段１０５Ｂが保持するアンテナ情報内のアンテナサイズを調整する。なお、アンテナサイズは、初めは大きめに設定されており、収束判定手段９０３によって順次に縮小制御される。
The antenna
収束判定手段９０３は、評価値算出手段１１０から生成される評価値の系列を解析してアンテナ配置最適化の収束判定を行い、収束したと判定された時点で、アンテナサイズ調整手段１３０１に対し、アンテナサイズを縮小するように指示する。
The
ただし、アンテナサイズが実際のサイズに至るまで処理が進むと、アンテナサイズ調整手段１３０１への指示は生成されず、この時点でアンテナ配置最適化処理は終了する。
すなわち、アンテナ配置最適化が収束するごとに、アンテナサイズが縮小されていき、最終的には、アンテナサイズが実際のサイズに至って最適化が行われたところで処理が終了する。
However, when the process proceeds until the antenna size reaches the actual size, an instruction to the antenna
That is, each time the antenna arrangement optimization converges, the antenna size is reduced. Finally, the process ends when the antenna size reaches the actual size and the optimization is performed.
図１４はアンテナサイズを拡大した状況を示す説明図であり、被遮蔽アンテナ１０ａと遮蔽アンテナ１０ｂとの関係を、実際のアンテナサイズ（図１４（ａ））および拡大後のアンテナサイズ（図１４（ｂ））の各場合で示している。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a situation in which the antenna size is enlarged. The relationship between the shielded
図１４から明らかなように、図１４（ａ）の状態から、図１４（ｂ）のようにアンテナサイズを拡大すると、遮蔽アンテナ１０ｂによる遮蔽方位θが大きくなり、遮蔽パターンの利得低下範囲も拡大されることが分かる。
したがって、前述の実施の形態２（図１０〜図１２）と同様に、図１４のようにアンテナサイズを拡大することにより、質の悪い局所最適解に陥らず、評価値の良いアンテナ配置に到達できる可能性が高くなる。
As is clear from FIG. 14, when the antenna size is increased from the state of FIG. 14A as shown in FIG. 14B, the shielding direction θ by the shielding
Therefore, as in the above-described second embodiment (FIGS. 10 to 12), by increasing the antenna size as shown in FIG. 14, the antenna arrangement with a good evaluation value is reached without falling into a poor local optimal solution. The possibility of being able to be increased.
以上のように、この発明の実施の形態３（図１３、図１４）に係るアンテナ配置算出装置は、図１の構成に加えて、評価値算出手段１１０から生成される評価値の系列を解析してアンテナ配置最適化の収束判定を行う収束判定手段９０３を備えている。
また、アンテナ群遮蔽評価手段１０３Ｂは、図１に示した構成に加えて、遮蔽状況導出手段１０５Ｂが保持するアンテナサイズを調整するアンテナサイズ調整手段１３０１を備えている。
As described above, the antenna arrangement calculating apparatus according to Embodiment 3 (FIGS. 13 and 14) of the present invention analyzes the evaluation value series generated from the evaluation value calculating means 110 in addition to the configuration of FIG. Then, a
The antenna group shielding
遮蔽状況導出手段１０５Ｂは、アンテナサイズ調整手段１３０１で調整されたアンテナサイズに基づいて遮蔽パターンを導出し、収束判定手段９０３は、アンテナ配置最適化が収束したと判定された時点で、アンテナサイズ調整手段１３０１に対し、アンテナサイズを縮小するように指示する。
このように、遮蔽パターンの導出において前提とするアンテナサイズを大きめの値から出発して徐々に縮小しつつ、アンテナ配置最適化を繰り返し行うことにより、質の悪い局所最適解に陥らず、高評価のアンテナ配置に到達できる可能性を高くすることができる。
The shielding
In this way, the antenna size assumed in the derivation of the shielding pattern is gradually reduced starting from a larger value, and by repeatedly performing antenna placement optimization, it does not fall into a poor local optimal solution and is highly evaluated. It is possible to increase the possibility of reaching the antenna arrangement.
実施の形態４．
上記実施の形態２、３（図９〜図１４）では、アンテナ群遮蔽評価手段１０３Ａ、１０３Ｂ内に、遮蔽範囲拡大手段９０１および遮蔽範囲サイズ調整手段９０２、またはアンテナサイズ調整手段１３０１を設けたが、図１５のように、アンテナ群遮蔽評価手段１０３の外部に、アンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１および修正サイズ調整手段１５０２を設けてもよい。
Embodiment 4 FIG.
In the second and third embodiments (FIGS. 9 to 14), the shielding range expansion means 901 and the shielding range size adjustment means 902 or the antenna size adjustment means 1301 are provided in the antenna group shielding evaluation means 103A and 103B. As shown in FIG. 15, the antenna group shielding evaluation
以下、図１５および図１６を参照しながら、この発明の実施の形態４について説明する。
図１５はこの発明の実施の形態４に係るアンテナ配置算出装置の機能構成を示すブロック図であり、前述（図１、図９、図１３参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 and 16.
FIG. 15 is a block diagram showing a functional configuration of the antenna arrangement calculating apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. Components similar to those described above (see FIGS. 1, 9, and 13) are denoted by the same reference numerals. A detailed description will be omitted.
図１５において、この発明の実施の形態４に係るアンテナ配置算出装置は、前述（図１）の各手段１０１〜１０３、１０９〜１１３に加えて、収束判定手段９０３と、アンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１と、修正サイズ調整手段１５０２とを備えている。
他の構成および基本的な動作については、前述の実施の形態１と同様である。
In FIG. 15, the antenna arrangement calculating apparatus according to the fourth embodiment of the present invention includes a
Other configurations and basic operations are the same as those in the first embodiment.
アンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１は、遮蔽評価結果総合手段１０８とレーダ探知性能評価手段１０９との間に挿入さている。
修正サイズ調整手段１５０２は、収束判定手段９０３とアンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１との間に挿入さている。
The antenna group shielding evaluation
The corrected
アンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１は、アンテナ群遮蔽評価手段１０３から生成されるアンテナ群遮蔽考慮利得グラフ（図７）を加工する。
ここで、図１６を参照しながら、アンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１による、アンテナ群遮蔽考慮利得グラフの加工の内容について説明する。
The antenna group shielding evaluation
Here, the contents of the antenna group shielding consideration gain graph processing by the antenna group shielding evaluation result correction means 1501 will be described with reference to FIG.
図１６はアンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１により加工されるアンテナ群遮蔽考慮利得グラフを示す説明図である。
図１６においては、アンテナ群遮蔽考慮利得グラフが、離散的なサンプル方向における利得によって表されているものとする。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing an antenna group shielding consideration gain graph processed by the antenna group shielding evaluation
In FIG. 16, it is assumed that the antenna group shielding-considered gain graph is represented by gains in discrete sample directions.
アンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１は、まず、捜索方向範囲の各方向について、当該方向を中心として、ある幅（以下、「ウィンドウ幅」という）Ｗを有するウィンドウを設定する。
そして、アンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１は、アンテナ群遮蔽考慮利得グラフに関し、捜索方向範囲の各方向について、その利得を、ウィンドウ内の方向の利得を合成して得られる値で置き換える処理を行う。
First, the antenna group shielding evaluation
Then, the antenna group shielding evaluation
具体的には、アンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１は、各サンプル方向の利得を、ウィンドウ内の各サンプル方向の「利得の最小値」などで置き換えればよい。
図１６内の上段のグラフにおいては、元のアンテナ群遮蔽考慮利得グラフがサンプル方向の利得で表されている例を示しており、ウィンドウ幅Ｗを「３」（３つ分のサンプル方向）に設定した例を示している。
Specifically, the antenna group shielding evaluation
The upper graph in FIG. 16 shows an example in which the original antenna group shielding-considered gain graph is represented by the gain in the sample direction, and the window width W is set to “3” (three sample directions). An example of setting is shown.
一方、図１６内の下段のグラフにおいては、上記加工処理を適用した結果を示しており、ウィンドウ幅Ｗ内に利得の最小値「０」のサンプル方向を含む場合には、すべての利得が「０」に置き換えられている。 On the other hand, the lower graph in FIG. 16 shows the result of applying the above-described processing. When the sample direction of the minimum gain “0” is included in the window width W, all gains are “ 0 ”.
修正サイズ調整手段１５０２は、アンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１による加工で利用するウィンドウ幅Ｗを調整する。なお、ウィンドウ幅Ｗは、初めは大きめに設定されており、収束判定手段９０３によって順次に縮小制御される。
The corrected
収束判定手段９０３は、評価値算出手段１１０が出力する評価値の系列を解析してアンテナ配置最適化の収束判定を行い、収束したと判定された時点で、修正サイズ調整手段１５０２に対し、ウィンドウ幅Ｗを縮小するように指示する。
ただし、ウィンドウ幅Ｗが「１」となって、アンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１においてアンテナ群遮蔽考慮利得グラフの加工を行わないところまで処理が進むと、修正サイズ調整手段１５０２への指示は生成されず、この時点でアンテナ配置最適化処理は終了する。
The
However, when the window width W becomes “1” and the processing advances to the point where the antenna group shielding evaluation
この結果、前述と同様の理由により、ウィンドウ幅Ｗを拡大した場合、アンテナ配置に対する評価値の変化がなだらかになり、局所最適解が少なくなるので、このような性質を有する最適化問題においては、質の悪い局所最適解に陥る可能性が低く抑制されることになる。 As a result, when the window width W is increased for the same reason as described above, the change in the evaluation value with respect to the antenna arrangement becomes gentle, and the local optimal solution decreases. Therefore, in the optimization problem having such properties, The possibility of falling into a poor local optimal solution is suppressed.
アンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１において、アンテナ群遮蔽考慮利得グラフを上記のように加工した場合、アンテナ配置に対する評価値の変化の仕方は変わるものの、大まかな（細かい評価値の変化を無視した）傾向自体は変わらない。 In the antenna group shielding evaluation result correction means 1501, when the antenna group shielding consideration gain graph is processed as described above, although the manner of changing the evaluation value with respect to the antenna arrangement changes, it is rough (ignoring small changes in the evaluation value). The trend itself does not change.
したがって、初めに大きめのウィンドウ幅Ｗでアンテナ群遮蔽考慮利得グラフを加工して算出した評価値に基づいてアンテナ配置最適化を行うことにより、質の悪い局所最適解に陥らず、比較的高評価のアンテナ配置が得られる。
その後、ウィンドウ幅Ｗを縮小しつつ、アンテナ配置最適化を繰り返し行うことにより、最終的に、元のアンテナ群遮蔽考慮利得グラフに基づく評価値に関して良いと判定されるアンテナ配置が得られる可能性が高くなる。
Therefore, the antenna placement optimization is performed based on the evaluation value calculated by processing the antenna group shielding-considered gain graph with a large window width W first, so that it does not fall into a poor local optimal solution and is relatively highly evaluated. Antenna arrangement is obtained.
Thereafter, by repeatedly performing the antenna arrangement optimization while reducing the window width W, there is a possibility that an antenna arrangement that is finally determined to be good with respect to the evaluation value based on the original antenna group shielding consideration gain graph may be obtained. Get higher.
以上のように、この発明の実施の形態４（図１５、図１６）に係るアンテナ配置算出装置は、図１の構成に加えて、アンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１と、修正サイズ調整手段１５０２と、収束判定手段９０３とを備えている。
As described above, the antenna arrangement calculating apparatus according to Embodiment 4 (FIGS. 15 and 16) of the present invention includes an antenna group shielding evaluation
アンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１は、アンテナ群遮蔽評価手段１０３から生成されるアンテナ群遮蔽考慮利得グラフに関し、捜索方向範囲内の各方向の利得を、各方向を含むウィンドウ内の方向の利得を合成して得られる値で置き換える処理を行う。
具体的には、図１６のように、アンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１は、アンテナ群遮蔽考慮利得グラフに関し、捜索方向範囲の各方向の利得を、ウィンドウ内の利得の最小値で置き換える。
The antenna group shielding evaluation result correction means 1501 relates to the antenna group shielding consideration gain graph generated from the antenna group shielding evaluation means 103, and calculates the gain in each direction within the search direction range and the gain in the direction including the respective directions. Replace with the value obtained by synthesis.
Specifically, as shown in FIG. 16, the antenna group shielding evaluation
修正サイズ調整手段１５０２は、アンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１による加工において利用するウィンドウ幅Ｗを調整する。
収束判定手段９０３は、評価値算出手段から生成される評価値の系列を解析してアンテナ配置最適化の収束判定を行い、アンテナ配置最適化が収束したと判定された時点で、修正サイズ調整手段１５０２に対し、ウィンドウ幅Ｗを縮小するように指示する。
The corrected
Convergence determining means 903 analyzes the evaluation value sequence generated from the evaluation value calculating means to perform convergence determination of antenna arrangement optimization, and when it is determined that the antenna arrangement optimization has converged, the corrected size adjusting means Instruct 1502 to reduce the window width W.
このように、アンテナ群遮蔽考慮利得グラフの加工におけるウィンドウ幅Ｗを縮小しつつ、アンテナ配置最適化を繰り返し行うことにより、質の悪い局所最適解に陥らず、高評価のアンテナ配置に到達できる可能性を高くすることができる。 In this way, by repeatedly performing antenna placement optimization while reducing the window width W in the processing of the antenna group shielding-considered gain graph, it is possible to reach highly evaluated antenna placement without falling into a poor local optimum solution. Sexuality can be increased.
実施の形態５．
上記実施の形態４（図１５、図１６）では、アンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１において、捜索方向範囲の各方向の利得をウィンドウ内の利得の最小値で置き換えたが、図１７のように、ウィンドウ内の各方向の両側に各方向の利得よりも低い利得を有する方向が存在する場合に限り、利得の置き換え処理を行うように構成してもよい。
Embodiment 5 FIG.
In Embodiment 4 (FIGS. 15 and 16), the antenna group shielding evaluation
以下、図１５および図１７を参照しながら、この発明の実施の形態５について説明する。
図１７はこの発明の実施の形態５に係るアンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１により加工されるアンテナ群遮蔽考慮利得グラフを示す説明図である。
なお、この発明の実施の形態５の機能構成は、図１５に示した通りであり、アンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１の一部処理内容のみが、前述と異なる。
Hereinafter, Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 and 17.
FIG. 17 is an explanatory diagram showing an antenna group shielding consideration gain graph processed by the antenna group shielding evaluation
The functional configuration of the fifth embodiment of the present invention is as shown in FIG. 15, and only the partial processing content of the antenna group shielding evaluation
以下、アンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１による、アンテナ群遮蔽考慮利得グラフの加工の内容について説明する。
アンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１は、前述と同様に、捜索方向範囲の各方向についてウィンドウを設定し、アンテナ群遮蔽考慮利得グラフに関し、捜索方向範囲の各方向について、当該方向の利得を、ウィンドウ内の方向の利得を合成して得られる値で置き換える処理を行う。
The contents of processing of the antenna group shielding consideration gain graph by the antenna group shielding evaluation
The antenna group shielding evaluation
具体的には、アンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１は、前述の実施の形態４と同様に、各方向の利得を、ウィンドウ内の方向の利得の最小値などで置き換える。
ただし、前述とは異なり、アンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１による利得の置き換え処理は、以下の条件が満たされる場合に限って行い、そうでない場合には、置き換え処理を行わないものとする。
Specifically, antenna group shielding evaluation result correction means 1501 replaces the gain in each direction with the minimum value of the gain in the direction in the window, as in the fourth embodiment.
However, unlike the above, the gain replacement process by the antenna group shielding evaluation
すなわち、利得の置き換え処理の実行条件は、ウィンドウにおいて、当該方向の両方の側（具体的には、当該方向より方位角が小さい側と大きい側）に、当該方向の利得よりも低い利得を有するサンプル方向が存在すること、である。 That is, the execution condition of the gain replacement process has a gain lower than the gain in the direction on both sides of the direction (specifically, the side having a smaller azimuth angle and the side having the larger azimuth than the direction) in the window. There is a sample direction.
図１７において、上段のグラフは、元のアンテナ群遮蔽考慮利得グラフがサンプル方向の利得で表されている例を示す。
図１７の下段のグラフは、上段のグラフにおいて、ウィンドウ幅Ｗを５つ分のサンプル方向として、上記加工処理を適用した結果を示す。
In FIG. 17, the upper graph shows an example in which the original antenna group shielding-consideration gain graph is represented by the gain in the sample direction.
The lower graph of FIG. 17 shows the result of applying the above processing with the window width W set to five sample directions in the upper graph.
図１７の下側のグラフを前述の図１６と比較すると、図１６の下段のグラフでは、アンテナ群遮蔽考慮利得グラフの変化の激しい部分の左右にある１つずつのサンプル方向の利得が「１」から「０」に変化しているのに対し、図１７の下段のグラフでは、変化の激しい部分のサンプル方向の左右にある、１つずつのサンプル方向の利得が「１」のままであることが分かる。 When the lower graph of FIG. 17 is compared with the above-described FIG. 16, in the lower graph of FIG. ”From“ 0 ”to“ 0 ”, in the lower graph of FIG. 17, the gain in each sample direction at the left and right of the sample direction of the portion where the change is rapid remains“ 1 ”. I understand that.
すなわち、図１６および図１７においては、いずれも、アンテナ群遮蔽考慮利得グラフを加工することにより、アンテナ配置の変化に対する評価値の変化をなだらかにしているものの、図１６においては、加工処理の目的から逸脱した不要な部分のサンプル方向に対しても利得を変更している。
これに対し、図１７においては、加工処理の目的に必要な範囲のサンプル方向のみについて、利得を変更していることが分かる。
That is, in both FIG. 16 and FIG. 17, although the antenna group shielding consideration gain graph is processed, the change in the evaluation value with respect to the change in the antenna arrangement is smoothed. The gain is also changed with respect to the sample direction of an unnecessary part that deviates from.
On the other hand, in FIG. 17, it can be seen that the gain is changed only in the sample direction within the range necessary for the purpose of the processing.
つまり、この発明の実施の形態５（図１７）によれば、前述の実施の形態４（図１６）と比べて、利得の置き換え処理の実行条件という余分な判定処理の追加が必要になるが、さらに正確なアンテナ群遮蔽考慮利得グラフに基づいてアンテナ配置最適化処理を行うことができる。 That is, according to the fifth embodiment (FIG. 17) of the present invention, it is necessary to add an extra determination process as an execution condition for the gain replacement process as compared with the above-described fourth embodiment (FIG. 16). Furthermore, the antenna arrangement optimization process can be performed based on a more accurate antenna group shielding-considered gain graph.
以上のように、この発明の実施の形態５（図１５、図１７）に係るアンテナ配置算出装置のアンテナ群遮蔽評価結果修正手段１５０１は、アンテナ群遮蔽考慮利得グラフに関し、捜索方向範囲の各方向について設定したウィンドウにおいて、各方向の両方の側に、各方向の利得よりも低い利得を有する方向が存在する場合に限り、利得の置き換え処理を行う。
As described above, the antenna group shielding evaluation
また、前述の実施の形態４と同様に、アンテナ群遮蔽考慮利得グラフの加工におけるウィンドウ幅Ｗを縮小しつつ、アンテナ配置最適化を繰り返し行うことにより、質の悪い局所最適解に陥らず、良いアンテナ配置に到達できる可能性を高くすることができる。
また、不要な部分のサンプル方向の利得変更処理を行わないことにより、より正確な評価値に基づいて最適化を行うことができるので、さらに高評価のアンテナ配置に至る可能性を高くすることができる。
Similarly to the above-described fourth embodiment, it is possible to avoid poor local optimal solutions by repeatedly performing antenna arrangement optimization while reducing the window width W in the processing of the antenna group shielding consideration gain graph. The possibility of reaching the antenna arrangement can be increased.
Also, by not performing gain change processing in the sample direction for unnecessary portions, optimization can be performed based on a more accurate evaluation value, which can increase the possibility of further highly evaluated antenna arrangement. it can.
１０ アンテナ、１０ａ 被遮蔽アンテナ、１０ｂ、１０ｂＡ、１０ｂＢ、１０ｂＣ 遮蔽アンテナ、１０１ アンテナ配置保持手段、１０２ アンテナ配置初期化手段、１０３、１０３Ａ、１０３Ｂ アンテナ群遮蔽評価手段、１０４ アンテナ間距離算出手段、１０５ 遮蔽状況導出手段、１０６ アンテナ間角度算出手段、１０７ 単一アンテナ遮蔽評価手段、１０８ 遮蔽評価結果統合手段、１０９ レーダ探知性能評価手段、１１０ 評価値算出手段、１１１ 高評価アンテナ配置抽出手段、１１２ アンテナ配置制約保持手段、１１３ 新アンテナ配置生成手段、９０１ 遮蔽範囲拡大手段、９０２ 遮蔽範囲サイズ調整手段、９０３ 収束判定手段、１３０１ アンテナサイズ調整手段、１５０１ アンテナ群遮蔽評価結果修正手段、１５０２ 修正サイズ調整手段、Ｒ アンテナ設置可能領域、Ｗ ウィンドウ幅、θ 遮蔽方位。 10 antenna, 10a shielded antenna, 10b, 10bA, 10bB, 10bC shielded antenna, 101 antenna arrangement holding means, 102 antenna arrangement initialization means, 103, 103A, 103B antenna group shielding evaluation means, 104 antenna distance calculation means, 105 Shielding condition deriving means, 106 Inter-antenna angle calculating means, 107 Single antenna shielding evaluation means, 108 Shielding evaluation result integrating means, 109 Radar detection performance evaluating means, 110 Evaluation value calculating means, 111 High evaluation antenna arrangement extracting means, 112 Antenna Arrangement constraint holding means, 113 New antenna arrangement generating means, 901 Shielding area expanding means, 902 Shielding area size adjusting means, 903 Convergence determining means, 1301 Antenna size adjusting means, 1501 Antenna group shielding evaluation result correcting means, 150 Fixed size adjustment unit, R antenna installation area, W window width, theta shield orientation.
Claims (5)
前記複数のアンテナのすべての位置情報を、アンテナ配置として評価値とともに保持するアンテナ配置保持手段と、
前記アンテナ配置保持手段が保持するアンテナ配置のうち、評価値をまだ算出していない未評価アンテナ配置を１つ選択し、前記未評価アンテナ配置に関して、前記複数のアンテナごとに、他のすべてのアンテナの遮蔽を考慮し、捜索方向範囲における利得を評価してアンテナ群遮蔽考慮利得グラフを生成するアンテナ群遮蔽評価手段と、
前記アンテナ群遮蔽評価手段から生成される、すべてのアンテナの捜索方向範囲に関する利得を合成することにより、前記分散型レーダとしての捜索方向範囲に関する探知性能を求めるレーダ探知性能評価手段と、
前記レーダ探知性能評価手段から生成される、前記分散型レーダとしての捜索方向範囲に関する探知性能を入力情報として、アンテナ配置の良さを表す単一の評価値を算出して前記アンテナ配置保持手段に記録する評価値算出手段と、
前記アンテナ配置保持手段が保持するアンテナ配置のうち、評価値の良い高評価アンテナ配置を抽出する高評価アンテナ配置抽出手段と、
前記高評価アンテナ配置抽出手段によって抽出される高評価アンテナ配置を変化させることにより、新たなアンテナ配置を生成して前記アンテナ配置保持手段に記録する新アンテナ配置生成手段と、
前記評価値算出手段から生成される評価値の系列を解析してアンテナ配置最適化の収束判定を行う収束判定手段と
を備え、
前記アンテナ群遮蔽評価手段は、
前記複数のアンテナ間の距離を算出するアンテナ間距離算出手段と、
前記複数のアンテナ間の角度を算出するアンテナ間角度算出手段と、
前記アンテナ間距離算出手段から生成されるアンテナ間の距離を入力情報として、利得算出対象となる被遮蔽アンテナの利得低下状況を、遮蔽する側の複数の遮蔽アンテナの各々について、各遮蔽アンテナの方向を中心とした各１台の遮蔽アンテナによる遮蔽パターンとして、個々に導出する遮蔽状況導出手段と、
前記アンテナ間角度算出手段から生成されるアンテナ間の角度と前記遮蔽状況導出手段から生成される遮蔽パターンとを入力情報として、前記各遮蔽アンテナの１台分の遮蔽のみを考慮した、前記被遮蔽アンテナの捜索方向範囲における利得を表す単一アンテナ遮蔽考慮利得グラフを導出する単一アンテナ遮蔽評価手段と、
前記単一アンテナ遮蔽評価手段から生成される、前記各遮蔽アンテナに対して得られた単一アンテナ遮蔽考慮利得グラフを統合することにより、前記各遮蔽アンテナのすべての遮蔽を考慮した、前記被遮蔽アンテナの捜索方向範囲における利得を表す前記アンテナ群遮蔽考慮利得グラフを導出する遮蔽評価結果統合手段と
を含み、
前記アンテナ群遮蔽評価手段は、
前記遮蔽状況導出手段から生成される遮蔽パターンを、利得低下範囲が拡大するように加工して、前記単一アンテナ遮蔽評価手段に入力する遮蔽範囲拡大手段と、
前記遮蔽範囲拡大手段による前記利得低下範囲の拡大サイズを調整する遮蔽範囲サイズ調整手段と、を含み、
前記収束判定手段は、前記アンテナ配置最適化が収束したと判定された時点で、前記遮蔽範囲サイズ調整手段に対し、前記利得低下範囲の拡大サイズを縮小するように指示する
ことを特徴とするアンテナ配置算出装置。 An antenna arrangement calculation device for calculating the arrangement of a plurality of antennas constituting a distributed radar,
Antenna arrangement holding means for holding all position information of the plurality of antennas together with an evaluation value as an antenna arrangement;
Of the antenna arrangements held by the antenna arrangement holding means, one unevaluated antenna arrangement for which an evaluation value has not yet been calculated is selected, and all other antennas are selected for each of the plurality of antennas with respect to the unevaluated antenna arrangement. An antenna group shielding evaluation means for evaluating the gain in the search direction range and generating an antenna group shielding consideration gain graph,
Radar detection performance evaluation means for obtaining detection performance related to the search direction range as the distributed radar by combining the gains related to the search direction range of all antennas generated from the antenna group shielding evaluation means;
Using the detection performance of the search direction range as the distributed radar generated from the radar detection performance evaluation means as input information, a single evaluation value representing the goodness of the antenna arrangement is calculated and recorded in the antenna arrangement holding means Evaluation value calculating means for
Among the antenna arrangements held by the antenna arrangement holding means, high evaluation antenna arrangement extracting means for extracting a high evaluation antenna arrangement having a good evaluation value;
A new antenna arrangement generating means for generating a new antenna arrangement and recording it in the antenna arrangement holding means by changing the high evaluation antenna arrangement extracted by the high evaluation antenna arrangement extracting means;
Convergence determining means for analyzing a series of evaluation values generated from the evaluation value calculating means and performing convergence determination for antenna placement optimization, and
The antenna group shielding evaluation means includes
An inter-antenna distance calculating means for calculating a distance between the plurality of antennas;
An inter-antenna angle calculating means for calculating an angle between the plurality of antennas;
Using the distance between the antennas generated from the inter-antenna distance calculation means as input information, the gain reduction status of the shielded antenna to be gain-calculated is determined for each of the plurality of shielded antennas on the side to be shielded. Shielding state deriving means for individually deriving as a shielding pattern by each one shielding antenna centering on
Using the angle between the antennas generated from the inter-antenna angle calculating means and the shielding pattern generated from the shielding status deriving means as input information, the shielded object is considered only for the shielding of each shielded antenna. A single antenna shielding evaluation means for deriving a single antenna shielding considering gain graph representing a gain in a search direction range of the antenna;
By integrating the single antenna shielding consideration gain graph obtained for each shielding antenna, which is generated from the single antenna shielding evaluation means, the shielding is performed in consideration of all shielding of each shielding antenna. Shielding evaluation result integrating means for deriving the antenna group shielding-considered gain graph representing the gain in the search direction range of the antenna,
The antenna group shielding evaluation means includes
The shielding pattern generated from the shielding state deriving unit is processed so that the gain reduction range is expanded, and the shielding range expanding unit is input to the single antenna shielding evaluation unit,
A shielding range size adjusting means for adjusting an enlarged size of the gain reduction range by the shielding range expanding means,
The convergence determining unit instructs the shielding range size adjusting unit to reduce the enlargement size of the gain reduction range when it is determined that the antenna arrangement optimization has converged. Arrangement calculation device.
前記複数のアンテナのすべての位置情報を、アンテナ配置として評価値とともに保持するアンテナ配置保持手段と、
前記アンテナ配置保持手段が保持するアンテナ配置のうち、評価値をまだ算出していない未評価アンテナ配置を１つ選択し、前記未評価アンテナ配置に関して、前記複数のアンテナごとに、他のすべてのアンテナの遮蔽を考慮し、捜索方向範囲における利得を評価してアンテナ群遮蔽考慮利得グラフを生成するアンテナ群遮蔽評価手段と、
前記アンテナ群遮蔽評価手段から生成される、すべてのアンテナの捜索方向範囲に関する利得を合成することにより、前記分散型レーダとしての捜索方向範囲に関する探知性能を求めるレーダ探知性能評価手段と、
前記レーダ探知性能評価手段から生成される、前記分散型レーダとしての捜索方向範囲に関する探知性能を入力情報として、アンテナ配置の良さを表す単一の評価値を算出して前記アンテナ配置保持手段に記録する評価値算出手段と、
前記アンテナ配置保持手段が保持するアンテナ配置のうち、評価値の良い高評価アンテナ配置を抽出する高評価アンテナ配置抽出手段と、
前記高評価アンテナ配置抽出手段によって抽出される高評価アンテナ配置を変化させることにより、新たなアンテナ配置を生成して前記アンテナ配置保持手段に記録する新アンテナ配置生成手段と、
前記評価値算出手段から生成される評価値の系列を解析してアンテナ配置最適化の収束判定を行う収束判定手段と
を備え、
前記アンテナ群遮蔽評価手段は、
前記複数のアンテナ間の距離を算出するアンテナ間距離算出手段と、
前記複数のアンテナ間の角度を算出するアンテナ間角度算出手段と、
前記アンテナ間距離算出手段から生成されるアンテナ間の距離を入力情報として、利得算出対象となる被遮蔽アンテナの利得低下状況を、遮蔽する側の複数の遮蔽アンテナの各々について、各遮蔽アンテナの方向を中心とした各１台の遮蔽アンテナによる遮蔽パターンとして、個々に導出する遮蔽状況導出手段と、
前記アンテナ間角度算出手段から生成されるアンテナ間の角度と前記遮蔽状況導出手段から生成される遮蔽パターンとを入力情報として、前記各遮蔽アンテナの１台分の遮蔽のみを考慮した、前記被遮蔽アンテナの捜索方向範囲における利得を表す単一アンテナ遮蔽考慮利得グラフを導出する単一アンテナ遮蔽評価手段と、
前記単一アンテナ遮蔽評価手段から生成される、前記各遮蔽アンテナに対して得られた単一アンテナ遮蔽考慮利得グラフを統合することにより、前記各遮蔽アンテナのすべての遮蔽を考慮した、前記被遮蔽アンテナの捜索方向範囲における利得を表す前記アンテナ群遮蔽考慮利得グラフを導出する遮蔽評価結果統合手段と
を含み、
前記アンテナ群遮蔽評価手段は、前記遮蔽状況導出手段が保持するアンテナサイズを調整するアンテナサイズ調整手段を含み、
前記遮蔽状況導出手段は、前記アンテナサイズ調整手段で調整されたアンテナサイズに基づいて前記遮蔽パターンを導出し、
前記収束判定手段は、前記アンテナ配置最適化が収束したと判定された時点で、前記アンテナサイズ調整手段に対し、前記アンテナサイズを縮小するように指示する
ことを特徴とするアンテナ配置算出装置。 An antenna arrangement calculation device for calculating the arrangement of a plurality of antennas constituting a distributed radar,
Antenna arrangement holding means for holding all position information of the plurality of antennas together with an evaluation value as an antenna arrangement;
Of the antenna arrangements held by the antenna arrangement holding means, one unevaluated antenna arrangement for which an evaluation value has not yet been calculated is selected, and all other antennas are selected for each of the plurality of antennas with respect to the unevaluated antenna arrangement. An antenna group shielding evaluation means for evaluating the gain in the search direction range and generating an antenna group shielding consideration gain graph,
Radar detection performance evaluation means for obtaining detection performance related to the search direction range as the distributed radar by combining the gains related to the search direction range of all antennas generated from the antenna group shielding evaluation means;
Using the detection performance of the search direction range as the distributed radar generated from the radar detection performance evaluation means as input information, a single evaluation value representing the goodness of the antenna arrangement is calculated and recorded in the antenna arrangement holding means Evaluation value calculating means for
Among the antenna arrangements held by the antenna arrangement holding means, high evaluation antenna arrangement extracting means for extracting a high evaluation antenna arrangement having a good evaluation value;
A new antenna arrangement generating means for generating a new antenna arrangement and recording it in the antenna arrangement holding means by changing the high evaluation antenna arrangement extracted by the high evaluation antenna arrangement extracting means;
Convergence determining means for analyzing a series of evaluation values generated from the evaluation value calculating means and performing convergence determination for antenna placement optimization, and
The antenna group shielding evaluation means includes
An inter-antenna distance calculating means for calculating a distance between the plurality of antennas;
An inter-antenna angle calculating means for calculating an angle between the plurality of antennas;
Using the distance between the antennas generated from the inter-antenna distance calculation means as input information, the gain reduction status of the shielded antenna to be gain-calculated is determined for each of the plurality of shielded antennas on the side to be shielded. Shielding state deriving means for individually deriving as a shielding pattern by each one shielding antenna centering on
Using the angle between the antennas generated from the inter-antenna angle calculating means and the shielding pattern generated from the shielding status deriving means as input information, the shielded object is considered only for the shielding of each shielded antenna. A single antenna shielding evaluation means for deriving a single antenna shielding considering gain graph representing a gain in a search direction range of the antenna;
By integrating the single antenna shielding consideration gain graph obtained for each shielding antenna, which is generated from the single antenna shielding evaluation means, the shielding is performed in consideration of all shielding of each shielding antenna. Shielding evaluation result integrating means for deriving the antenna group shielding-considered gain graph representing the gain in the search direction range of the antenna,
The antenna group shielding evaluation means includes an antenna size adjusting means for adjusting an antenna size held by the shielding condition deriving means,
The shielding state deriving unit derives the shielding pattern based on the antenna size adjusted by the antenna size adjusting unit,
The convergence determination means instructs the antenna size adjustment means to reduce the antenna size when it is determined that the antenna arrangement optimization has converged.
前記複数のアンテナのすべての位置情報を、アンテナ配置として評価値とともに保持するアンテナ配置保持手段と、
前記アンテナ配置保持手段が保持するアンテナ配置のうち、評価値をまだ算出していない未評価アンテナ配置を１つ選択し、前記未評価アンテナ配置に関して、前記複数のアンテナごとに、他のすべてのアンテナの遮蔽を考慮し、捜索方向範囲における利得を評価してアンテナ群遮蔽考慮利得グラフを生成するアンテナ群遮蔽評価手段と、
前記アンテナ群遮蔽評価手段から生成される、すべてのアンテナの捜索方向範囲に関する利得を合成することにより、前記分散型レーダとしての捜索方向範囲に関する探知性能を求めるレーダ探知性能評価手段と、
前記レーダ探知性能評価手段から生成される、前記分散型レーダとしての捜索方向範囲に関する探知性能を入力情報として、アンテナ配置の良さを表す単一の評価値を算出して前記アンテナ配置保持手段に記録する評価値算出手段と、
前記アンテナ配置保持手段が保持するアンテナ配置のうち、評価値の良い高評価アンテナ配置を抽出する高評価アンテナ配置抽出手段と、
前記高評価アンテナ配置抽出手段によって抽出される高評価アンテナ配置を変化させることにより、新たなアンテナ配置を生成して前記アンテナ配置保持手段に記録する新アンテナ配置生成手段と、
前記アンテナ群遮蔽評価手段から生成される前記アンテナ群遮蔽考慮利得グラフに関し、前記捜索方向範囲内の各方向の利得を、前記各方向を含むウィンドウ内の方向の利得を合成して得られる値で置き換える処理を行うアンテナ群遮蔽評価結果修正手段と、
前記アンテナ群遮蔽評価結果修正手段による加工において利用するウィンドウ幅を調整する修正サイズ調整手段と、
前記評価値算出手段から生成される評価値の系列を解析してアンテナ配置最適化の収束判定を行い、前記アンテナ配置最適化が収束したと判定された時点で、前記修正サイズ調整手段に対し、前記ウィンドウ幅を縮小するように指示する収束判定手段と
を備えたことを特徴とするアンテナ配置算出装置。 An antenna arrangement calculation device for calculating the arrangement of a plurality of antennas constituting a distributed radar,
Antenna arrangement holding means for holding all position information of the plurality of antennas together with an evaluation value as an antenna arrangement;
Of the antenna arrangements held by the antenna arrangement holding means, one unevaluated antenna arrangement for which an evaluation value has not yet been calculated is selected, and all other antennas are selected for each of the plurality of antennas with respect to the unevaluated antenna arrangement. An antenna group shielding evaluation means for evaluating the gain in the search direction range and generating an antenna group shielding consideration gain graph,
Radar detection performance evaluation means for obtaining detection performance related to the search direction range as the distributed radar by combining the gains related to the search direction range of all antennas generated from the antenna group shielding evaluation means;
Using the detection performance of the search direction range as the distributed radar generated from the radar detection performance evaluation means as input information, a single evaluation value representing the goodness of the antenna arrangement is calculated and recorded in the antenna arrangement holding means Evaluation value calculating means for
Among the antenna arrangements held by the antenna arrangement holding means, high evaluation antenna arrangement extracting means for extracting a high evaluation antenna arrangement having a good evaluation value;
A new antenna arrangement generating means for generating a new antenna arrangement and recording it in the antenna arrangement holding means by changing the high evaluation antenna arrangement extracted by the high evaluation antenna arrangement extracting means;
With respect to the antenna group shielding consideration gain graph generated from the antenna group shielding evaluation means, the gain in each direction within the search direction range is a value obtained by combining the gains in the directions including the directions in the window. Antenna group shielding evaluation result correction means for performing a replacement process;
Correction size adjustment means for adjusting the window width used in the processing by the antenna group shielding evaluation result correction means,
Analyzing a series of evaluation values generated from the evaluation value calculation means to perform convergence determination of antenna placement optimization, and when it is determined that the antenna placement optimization has converged, for the corrected size adjustment means, Convergence determining means for instructing to reduce the window width.
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