JP6422456B2 - 信号処理装置及びアレーアンテナ装置 - Google Patents

Description

この発明は、複数のアンテナの受信信号を合成することでビームを形成する信号処理装置及びアレーアンテナ装置に関するものである。

デジタルビームフォーミング（ＤＢＦ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｉｎｇ）構成のアレーアンテナであるＤＢＦアレーアンテナを実装しているアレーアンテナ装置では、アダプティブ荷重を用いて、ＤＢＦアレーアンテナを構成している複数のアンテナの受信信号を合成することでビームを形成する。
アレーアンテナ装置では、目標に反射された反射波や通信対象から送信された通信波などの信号波の信号電力の低下を抑えながら、クラッタや妨害波などの干渉波を抑圧する干渉波抑圧処理が用いられることがある。

以下の非特許文献１には、アレーアンテナ装置が、干渉波抑圧処理として、信号波の信号電力の低下を抑えながら、干渉波を抑圧することが可能なアダプティブ荷重を算出する処理が開示されている。
このアレーアンテナ装置では、複数のアンテナの受信信号間の相関行列、即ち、自己相関係数と相互相関係数を要素として有する相関行列を生成し、その相関行列の逆行列から、複数のアンテナの受信信号に対するアダプティブ荷重を算出するようにしている。

菊間信良著、「アダプティブアンテナ技術」、２００３年 オーム社発行

従来のアレーアンテナ装置は以上のように構成されているので、相関行列の対角荷重を調整することで、信号波や干渉波の抑圧度を変更することができる。ただし、相関行列の対角荷重を小さくすれば、干渉波の抑圧度を高めることができるが、信号波の抑圧度も高くなって、信号波の検出が困難になることがある。一方、相関行列の対角荷重を大きくすれば、信号波の抑圧度を低くすることができるが、干渉波の抑圧度も低下して、干渉波の消え残りが発生する。
したがって、信号波の信号電力の低下を抑えながら、干渉波を抑圧することが可能なアダプティブ荷重を算出するには、相関行列の対角荷重を適切に調整する必要があるが、適正な対角荷重は、到来する干渉波の到来数、干渉波の受信電力、干渉波の到来方向など、到来する干渉波の状態によって決まる。このため、到来する干渉波の状態を事前に想定することができない場合には、適正な対角荷重を決定することができず、信号波の信号電力の低下を抑えながら、干渉波を抑圧することができないことがあるという課題があった。

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、到来する干渉波の状態を事前に想定することができない場合でも、信号波の信号電力の低下を抑えながら、干渉波を抑圧することができる信号処理装置及びアレーアンテナ装置を得ることを目的とする。

この発明に係る信号処理装置は、アレーアンテナを構成している複数のアンテナの受信信号間の相関行列を生成する相関行列生成部と、相関行列生成部により生成された相関行列における複数の固有値に対応する固有ベクトルを算出する固有ベクトル算出部と、固有ベクトル算出部により算出された複数の固有ベクトルのうち、１つ以上の固有ベクトルを用いて、複数のアンテナの受信信号に対する荷重を算出する荷重算出部と、荷重算出部により算出された荷重を用いて、複数のアンテナの受信信号を合成することでビームを形成し、そのビームでの干渉波の抑圧状態の良否を判定する状態良否判定部と、状態良否判定部の判定結果にしたがって荷重の算出に用いる固有ベクトルの数の変更を荷重算出部に指示する制御部とを設け、荷重選択部が、複数のアンテナの受信信号に対する荷重として、荷重算出部により算出された荷重の中から、状態良否判定部により干渉波の抑圧状態が良であると判定された際のビームの形成に用いている荷重を選択するようにしたものである。

この発明によれば、荷重算出部により算出された荷重を用いて、複数のアンテナの受信信号を合成することでビームを形成し、そのビームでの干渉波の抑圧状態の良否を判定する状態良否判定部と、状態良否判定部の判定結果にしたがって荷重の算出に用いる固有ベクトルの数の変更を荷重算出部に指示する制御部とを設け、荷重選択部が、複数のアンテナの受信信号に対する荷重として、荷重算出部により算出された荷重の中から、状態良否判定部により干渉波の抑圧状態が良であると判定された際のビームの形成に用いている荷重を選択するように構成したので、到来する干渉波の状態を事前に想定することができない場合でも、信号波の信号電力の低下を抑えながら、干渉波を抑圧することができる効果がある。

この発明の実施の形態１による信号処理装置を含むアレーアンテナ装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による信号処理装置のハードウェア構成図である。 信号処理装置がソフトウェアやファームウェアなどで実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。 この発明の実施の形態１による信号処理装置の処理手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２による信号処理装置の処理手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３による信号処理装置の処理手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態４による信号処理装置を含むアレーアンテナ装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態４による信号処理装置のハードウェア構成図である。 この発明の実施の形態４による信号処理装置の処理手順を示すフローチャートである。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による信号処理装置を含むアレーアンテナ装置を示す構成図であり、図２はこの発明の実施の形態１による信号処理装置のハードウェア構成図である。
図１及び図２において、アレーアンテナ１はＤＢＦ構成のアレーアンテナであり、複数のサブアレーアンテナ１ａを備えている。
アナログ受信部２はサブアレーアンテナ１ａにより受信された信号に対する各種の信号処理を実施する。
各種の信号処理として、例えば、サブアレーアンテナ１ａにより受信された信号を増幅する処理、不要な高調波を除去する帯域通過フィルタ処理、信号の周波数を中間周波数に変換する周波数変換処理などが考えられる。
アナログデジタル変換器（以下、「Ａ／Ｄ変換器」と称する）３はアナログ受信部２による各種の信号処理後の信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号をデジタル受信信号として信号処理装置４に出力する。
図１では、サブアレーアンテナ１ａ毎に、アナログ受信部２及びＡ／Ｄ変換器３が設けられている例を示しているが、アレーアンテナ１が複数の素子アンテナを備えている場合、素子アンテナ毎に、アナログ受信部２及びＡ／Ｄ変換器３が設けられているものであってもよい。
また、図１では、アレーアンテナ１における複数のサブアレーアンテナ１ａの配置が１次元配置であるが、２次元配置の平面アレーアンテナであっても構わない。

信号処理装置４は、相関行列生成部１１、固有ベクトル算出部１２、荷重算出部１３、状態良否判定部１６、制御部１７、荷重選択部１８及び信号合成部１９を備えている。
相関行列生成部１１は例えば図２の相関行列生成処理回路２１で実現されるものであり、複数のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号間の相関行列を生成する処理を実施する。
固有ベクトル算出部１２は例えば図２の固有ベクトル算出処理回路２２で実現されるものであり、相関行列生成部１１により生成された相関行列における複数の固有値に対応する固有ベクトルを算出する処理を実施する。

荷重算出部１３は射影行列算出部１４と荷重算出処理部１５とを備えており、固有ベクトル算出部１２により算出された複数の固有ベクトルのうち、１つ以上の固有ベクトルを用いて、複数のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号に対するアダプティブ荷重を算出する処理を実施する。
射影行列算出部１４は例えば図２の射影行列算出処理回路２３で実現されるものであり、固有ベクトル算出部１２により算出された複数の固有ベクトルの中から、１つ以上の固有ベクトルを選択し、単位行列と選択した固有ベクトルから射影行列を算出する処理を実施する。
荷重算出処理部１５は例えば図２の荷重算出処理回路２４で実現されるものであり、射影行列算出部１４により算出された射影行列から、複数のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号に対するアダプティブ荷重を算出する処理を実施する。

状態良否判定部１６は例えば図２の状態良否判定処理回路２５で実現されるものであり、荷重算出部１３により算出されたアダプティブ荷重を用いて、複数のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号を合成することでビームを形成し、そのビームでの干渉波の抑圧状態の良否を判定する処理を実施する。
制御部１７は例えば図２の制御処理回路２６で実現されるものであり、状態良否判定部１６の判定結果にしたがってアダプティブ荷重の算出に用いる固有ベクトルの数の変更を荷重算出部１３に指示する処理を実施する。

荷重選択部１８は例えば図２の荷重選択処理回路２７で実現されるものであり、複数のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号に対するアダプティブ荷重として、荷重算出部１３により算出されたアダプティブ荷重の中から、状態良否判定部１６により抑圧状態が良であると判定された際のビームの形成に用いているアダプティブ荷重を選択する処理を実施する。
信号合成部１９は例えば図２の信号合成処理回路２８で実現されるものであり、荷重選択部１８により選択されたアダプティブ荷重を用いて、複数のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号を合成する処理を実施する。

図１では、信号処理装置の構成要素である相関行列生成部１１、固有ベクトル算出部１２、射影行列算出部１４、荷重算出処理部１５、状態良否判定部１６、制御部１７、荷重選択部１８及び信号合成部１９のそれぞれが、図２に示すような専用のハードウェア、即ち、相関行列生成処理回路２１、固有ベクトル算出処理回路２２、射影行列算出処理回路２３、荷重算出処理回路２４、状態良否判定処理回路２５、制御処理回路２６、荷重選択処理回路２７及び信号合成処理回路２８で実現されるものを想定している。
ここで、相関行列生成処理回路２１、固有ベクトル算出処理回路２２、射影行列算出処理回路２３、荷重算出処理回路２４、状態良否判定処理回路２５、制御処理回路２６、荷重選択処理回路２７及び信号合成処理回路２８は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、または、これらを組み合わせたものが該当する。

また、信号処理装置の構成要素が専用のハードウェアで実現されるものに限るものではなく、信号処理装置がソフトウェア、ファームウェア、または、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現されるものであってもよい。
ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして、コンピュータのメモリに格納される。
コンピュータは、プログラムを実行するハードウェアを意味し、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などが該当する。コンピュータのメモリは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒy）などの不揮発性又は揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などが該当する。

図３は信号処理装置がソフトウェアやファームウェアなどで実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
信号処理装置がソフトウェアやファームウェアなどで実現される場合、相関行列生成部１１、固有ベクトル算出部１２、射影行列算出部１４、荷重算出処理部１５、状態良否判定部１６、制御部１７、荷重選択部１８及び信号合成部１９の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムをメモリ５１に格納し、コンピュータのプロセッサ５２がメモリ５１に格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図４はこの発明の実施の形態１による信号処理装置の処理手順を示すフローチャートである。
また、図２では信号処理装置の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアで実現される例を示し、図３では、信号処理装置がソフトウェアやファームウェアなどで実現される例を示しているが、信号処理装置における一部の構成要素が専用のハードウェアで実現され、残りの構成要素がソフトウェアやファームウェアなどで実現されるものであってもよい。専用のハードウェアとソフトウェア等の組み合わせは任意である。

次に動作について説明する。
アレーアンテナ装置の通常の使用状態では、複数のサブアレーアンテナ１ａが、例えば、目標に反射された反射波や通信対象から送信された通信波などの信号波のほか、クラッタや妨害波などの干渉波を受信する。
この実施の形態１によれば、サブアレーアンテナ１ａが、信号波と干渉波の双方を受信している状態でも、信号波の信号電力の低下を抑えながら、干渉波を抑圧することが可能なアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを算出することが可能であるが、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出精度をより高めるために、干渉波だけを受信している状態で、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを算出するものとする。
例えば、アレーアンテナ装置がレーダ装置に適用される場合、当該アレーアンテナ装置がパルスなどの送信波を放射していないタイミングで、サブアレーアンテナ１ａが干渉波を受信するとき、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを算出するものとする。また、アレーアンテナ装置が通信装置に適用される場合、通信対象の装置から信号波が送信されてこないタイミングで、サブアレーアンテナ１ａが干渉波を受信するとき、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを算出するものとする。

アナログ受信部２は、サブアレーアンテナ１ａにより受信された信号に対する各種の信号処理を実施する。
各種の信号処理として、例えば、サブアレーアンテナ１ａにより受信された信号を増幅する処理、不要な高調波を除去する帯域通過フィルタ処理、信号の周波数を中間周波数に変換する周波数変換処理などが考えられる。
Ａ／Ｄ変換器３は、アナログ受信部２から信号処理後の信号を受けると、その信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号をデジタル受信信号として信号処理装置４に出力する。

信号処理装置４の相関行列生成部１１は、複数のＡ／Ｄ変換器３からデジタル受信信号を受けると、複数のデジタル受信信号間の相関行列Ａを生成する（図４のステップＳＴ１）。
この相関行列Ａは、複数のデジタル受信信号の自己相関係数と、複数のデジタル受信信号間の相互相関係数とを要素として有する行列であり、相関行列Ａを生成する処理自体は、例えば、上記の非特許文献１にも記載されているように公知の処理であるため詳細な説明を省略する。

固有ベクトル算出部１２は、相関行列生成部１１が相関行列Ａを生成すると、その相関行列Ａを固有値展開することで、その相関行列Ａにおける複数の固有値λを算出するとともに、複数の固有値λに対応する固有ベクトルｅを算出する（ステップＳＴ２）。
下記の式（１）は、相関行列Ａと、固有値λと、固有ベクトルｅとの関係を示している。

式（１）において、“ｅ”に上に付いている“→”の記号は、ベクトルであることを意味するが、明細書の文章中では、電子出願の関係上、文字の上に“→”の記号を付することができないので、矢印を省略して、固有ベクトルｅのように表記している。
なお、固有ベクトル算出部１２によりＡ／Ｄ変換器３の個数分の固有値λと固有ベクトルｅが算出される。
以下、Ａ／Ｄ変換器３の個数がＮ個（Ｎは２以上の整数）であるとし、ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）番目の固有値をλ_ｎ、ｎ番目の固有ベクトルをｅ_ｎのように表記する。

荷重算出部１３の射影行列算出部１４には、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｎの数Ｍが事前に初期設定される。
この実施の形態１では、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｎの数Ｍの初期値として、Ｍ_０（Ｍ＝Ｍ_０）が初期設定されるものとする（ステップＳＴ３）。ただし、１≦Ｍ_０≦Ｎ−１である。
射影行列算出部１４は、固有ベクトル算出部１２がＮ個の固有値λ_１，λ_２，・・・，λ_Ｎと、Ｎ個の固有ベクトルｅ_１，ｅ_２，・・・，ｅ_Ｎを算出すると、Ｎ個の固有値λ_１，λ_２，・・・，λ_Ｎの大きさを比較して、Ｎ個の固有値λ_１，λ_２，・・・，λ_Ｎの中から、値が相対的に大きな固有値λ_ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ_０）、即ち、値が大きい上位Ｍ_０個の固有値λ_ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ_０）を選択する。
そして、射影行列算出部１４は、下記の式（２）に示すように、Ｎ×Ｎの単位行列Ｉ_Ｎ×Ｎと、選択したＭ_０個の固有値λ_ｍに対応するＭ_０個の固有ベクトルｅ_ｍとから射影行列Ｃ_ｐｒｊを算出する（ステップＳＴ４）。

式（２）において、Ｈは転置を表す記号である。

荷重算出部１３の荷重算出処理部１５は、射影行列算出部１４が射影行列Ｃ_ｐｒｊを算出すると、下記の式（３）に示すように、その射影行列Ｃ_ｐｒｊからＮ個のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号に対するアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを算出する（ステップＳＴ５）。

式（３）において、ｗ_ＤＢＦは干渉波の抑圧処理を行わない場合のＤＢＦ荷重であり、一般的には、ビームの形成方向に対するアレーアンテナ１のステアリングベクトルである。

状態良否判定部１６は、荷重算出部１３がアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを算出すると、そのアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを用いて、Ｎ個のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号を合成することでビームを形成し、そのビームでの干渉波の抑圧状態の良否を判定する（ステップＳＴ６）。
干渉波の抑圧状態の良否を判定する方法として、例えば、以下の４つの判定方法Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが考えられる。

［判定方法Ａ］
状態良否判定部１６は、下記の式（４）に示すように、アレーアンテナ１により形成されるメインビームのボアサイト方向θ_ｂｅａｍの利得ｗ_ｐｒｊ ^Ｈａ（θ_ｂｅａｍ）が、β_１（第１の閾値）以上であるか否かを判定する。メインビームのボアサイト方向θ_ｂｅａｍは、メインビームのビーム中心方向である。

式（４）において、ａ（θ_ｂｅａｍ）はメインビームの形成方向に対するアレーアンテナ１のステアリングベクトルである。β_１は干渉波の抑圧条件を表す評価パラメータである。
状態良否判定部１６は、メインビームのボアサイト方向θ_ｂｅａｍの利得ｗ_ｐｒｊ ^Ｈａ（θ_ｂｅａｍ）がβ_１以上であり、式（４）が成立する場合、干渉波の抑圧状態が良であると判定する。
状態良否判定部１６は、メインビームのボアサイト方向の利得ｗ_ｐｒｊ ^Ｈａ（θ_ｂｅａｍ）がβ_１未満であり、式（４）が成立しない場合、干渉波の抑圧状態が否であると判定する。

［判定方法Ｂ］
状態良否判定部１６は、下記の式（５）に示すように、アレーアンテナ１により形成されるメインビームのボアサイト方向θ_ｂｅａｍから任意の角度θ’だけずれている方向（θ_ｂｅａｍ＋θ’）の利得ｗ_ｐｒｊ ^Ｈａ（θ_ｂｅａｍ＋θ’）が、β_２（第２の閾値）以上であるか否かを判定する。メインビームのボアサイト方向θ_ｂｅａｍから任意の角度θ’だけずれている方向（θ_ｂｅａｍ＋θ’）としては、例えば、信号波が入射される方向が考えられる。

式（５）において、ａ（θ_ｂｅａｍ＋θ’）はメインビームの形成方向から任意の角度θ’だけずれている方向に対するアレーアンテナ１のステアリングベクトルである。β_２は干渉波の抑圧条件を表す評価パラメータである。
状態良否判定部１６は、メインビームのボアサイト方向θ_ｂｅａｍから任意の角度θ’だけずれている方向（θ_ｂｅａｍ＋θ’）の利得ｗ_ｐｒｊ ^Ｈａ（θ_ｂｅａｍ＋θ’）がβ_２以上であり、式（５）が成立する場合、干渉波の抑圧状態が良であると判定する。
状態良否判定部１６は、メインビームのボアサイト方向θ_ｂｅａｍから任意の角度θ’だけずれている方向（θ_ｂｅａｍ＋θ’）の利得ｗ_ｐｒｊ ^Ｈａ（θ_ｂｅａｍ＋θ’）がβ_２未満であり、式（５）が成立しない場合、干渉波の抑圧状態が否であると判定する。

［判定方法Ｃ］
状態良否判定部１６は、下記の式（６）に示すように、アレーアンテナ１により形成されるメインビームのボアサイト方向θ_ｂｅａｍの方位方向に対する微分値がβ_３（第３の閾値）以下であるか否かを判定する。

式（６）において、β_３は干渉波の抑圧条件を表す評価パラメータである。
メインビームのボアサイト方向θ_ｂｅａｍは、理想的には方位方向に対する微分値が０になる。しかし、アレーアンテナ１としてアダプティブアレーを使用することで、メインビームに歪みが生じて、ビーム方向にずれが生じることがある。ビーム方向にずれが生じると、ボアサイト方向θ_ｂｅａｍの方位方向に対する微分値が非ゼロの値を持つようになる。したがって、その微分値を評価することで、メインビームの方位ずれの有無を判定することができ、メインビームの方位ずれが無ければ、干渉波の抑圧状態が干渉波の抑圧条件を満足していると判定することができる。一方、メインビームの方位ずれが有れば、干渉波の抑圧状態が干渉波の抑圧条件を満足していないと判定することができる。
そこで、状態良否判定部１６は、メインビームのボアサイト方向θ_ｂｅａｍの方位方向に対する微分値がβ_３以下であり、式（６）が成立する場合、干渉波の抑圧状態が良であると判定する。
状態良否判定部１６は、メインビームのボアサイト方向θ_ｂｅａｍの方位方向に対する微分値がβ_３より大きく、式（６）が成立しない場合、干渉波の抑圧状態が否であると判定する。

［判定方法Ｄ］
状態良否判定部１６は、下記の式（７）に示すように、アレーアンテナ１により形成される干渉波の入射方向θ”の利得ｗ_ｐｒｊ ^Ｈａ（θ”）がβ_４（第４の閾値）以下であるか否かを判定する。

式（７）において、θ”は干渉波の入射が想定される方向であり、Ｎｕｌｌを形成する評価対象方位である。
ａ（θ”）は干渉波の入射が想定される方向θ”に対するアレーアンテナ１のステアリングベクトルである。β_４は干渉波の抑圧条件を表す評価パラメータである。
この判定方法Ｄは、メインビームの歪みを評価するのではなく、既知の干渉波の方位で一定以上の抑圧ができているかの評価を行うものである。
状態良否判定部１６は、干渉波の入射方向θ”の利得ｗ_ｐｒｊ ^Ｈａ（θ”）がβ_４以下であり、式（７）が成立する場合、干渉波の抑圧状態が良であると判定する。
状態良否判定部１６は、干渉波の入射方向θ”の利得ｗ_ｐｒｊ ^Ｈａ（θ”）がβ_４より大きく、式（７）が成立しない場合、干渉波の抑圧状態が否であると判定する。

状態良否判定部１６は、４つの判定方法Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのいずれかを使用することで、干渉波の抑圧状態の良否を判定することができるが、４つの判定方法Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち、２つ以上の判定方法を使用することでも、干渉波の抑圧状態の良否を判定することができる。
ただし、判定方法Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄによる判定結果は、常に一致するものではなく、判定結果が異なることがある。
即ち、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｍの数Ｍが少ない場合は、干渉波に対する抑圧度が低くなるのに対して、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｍの数Ｍが多い場合は、干渉波に対する抑圧度が高くなる。このため、判定方法Ａ，Ｂ，Ｃは、固有ベクトルｅ_ｍの使用数Ｍが少ない程、干渉波の抑圧状態が良である旨を示す判定結果が得られる可能性が高く、固有ベクトルｅ_ｍの使用数Ｍが多い程、干渉波の抑圧状態が否である旨を示す判定結果が得られる可能性が高い。一方、判定方法Ｄは、固有ベクトルｅ_ｍの使用数Ｍが多い程、干渉波の抑圧状態が良である旨を示す判定結果が得られる可能性が高く、固有ベクトルｅ_ｍの使用数Ｍが少ない程、干渉波の抑圧状態が否である旨を示す判定結果が得られる可能性が高い。
このため、複数の判定方法を使用する場合には、使用する判定方法の全ての判定結果が、干渉波の抑圧状態が良である旨を示すときの固有ベクトルｅ_ｍの使用数Ｍを探索する必要がある。

制御部１７は、状態良否判定部１６の判定結果を取得し、その判定結果が、干渉波の抑圧状態が否である旨を示している場合（ステップＳＴ６：ＮＯの場合）、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｍの数Ｍの変更を荷重算出部１３の射影行列算出部１４に指示する（ステップＳＴ７）。
具体的には、制御部１７は、例えば、状態良否判定部１６が４つの判定方法Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを使用している場合において、判定方法Ａ，Ｂ，Ｃの判定結果のいずれかが、干渉波の抑圧状態が否である旨を示していれば、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｍの数Ｍを減らす指示を射影行列算出部１４に出力する。
また、判定方法Ｄの判定結果が、干渉波の抑圧状態が否である旨を示していれば、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｍの数Ｍを増やす指示を射影行列算出部１４に出力する。
アレーアンテナ装置の使用状況にもよるが、判定方法Ａ，Ｂ，Ｃの判定結果のいずれかが、干渉波の抑圧状態が否である旨を示している場合には、判定方法Ｄの判定結果は、干渉波の抑圧状態が良である旨を示すことが想定される。逆に、判定方法Ｄの判定結果が、干渉波の抑圧状態が否である旨を示している場合には、判定方法Ａ，Ｂ，Ｃの判定結果は、干渉波の抑圧状態が良である旨を示すことが想定される。

制御部１７は、状態良否判定部１６の判定結果が、干渉波の抑圧状態が良である旨を示している場合（ステップＳＴ６：ＹＥＳの場合）、例えば、状態良否判定部１６が４つの判定方法Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを使用している場合には、判定方法Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの判定結果の全てが、干渉波の抑圧状態が良である旨を示している場合、荷重算出部１３の射影行列算出部１４に対する固有ベクトルｅ_ｍの使用数Ｍの変更指示を行わず、制御の完了通知を荷重選択部１８に出力する。
なお、状態良否判定部１６の判定結果が、干渉波の抑圧状態が良である旨を示すまで、ステップＳＴ４〜ＳＴ７の処理が繰り返し実施される。

荷重選択部１８は、制御部１７から制御の完了通知を受けると、Ｎ個のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号に対するアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊとして、荷重算出部１３により算出されたアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの中から、状態良否判定部１６により抑圧状態が良であると判定された際のビームの形成に用いているアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを選択する（ステップＳＴ８）。
信号合成部１９は、荷重選択部１８がアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを選択すると、そのアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを用いて、Ｎ個のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号を合成し、Ｎ個のデジタル受信信号の合成信号を出力する（ステップＳＴ９）。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、荷重算出部１３により算出されたアダプティブ荷重を用いて、複数のサブアレーアンテナ１ａの受信信号を合成することでビームを形成し、そのビームでの干渉波の抑圧状態の良否を判定する状態良否判定部１６と、状態良否判定部１６の判定結果にしたがってアダプティブ荷重の算出に用いる固有ベクトルの数の変更を荷重算出部１３に指示する制御部１７とを設け、荷重選択部１８が、複数のサブアレーアンテナ１ａの受信信号に対するアダプティブ荷重として、荷重算出部１３により算出されたアダプティブ荷重の中から、状態良否判定部１６により抑圧状態が良であると判定された際のビームの形成に用いているアダプティブ荷重を選択するように構成したので、到来する干渉波の状態を事前に想定することができない場合でも、信号波の信号電力の低下を抑えながら、干渉波を抑圧することができる効果を奏する。

また、この実施の形態１では、状態良否判定部１６の判定結果が、干渉波の抑圧状態が否である旨を示している場合、荷重算出部１３が、固有ベクトルの使用数を変更して射影行列を生成し、その射影行列からアダプティブ荷重を算出するようにしている。即ち、状態良否判定部１６の判定結果が、干渉波の抑圧状態が良である旨を示すまで、固有ベクトルの使用数を変更して、射影行列の生成処理とアダプティブ荷重の算出処理を繰り返し実施するようにしている。
この実施の形態１では、演算負荷が大きい処理として、相関行列を生成する相関行列処理と、その相関行列における複数の固有値及び固有ベクトルを算出する算出処理とを含んでいるが、状態良否判定部１６の判定結果が、干渉波の抑圧状態が否である旨を示している場合の繰り返し処理には、上記の相関行列処理と算出処理が含まれていない。
したがって、状態良否判定部１６の判定結果が、干渉波の抑圧状態が否である旨を示す毎に、新たに相関行列を生成する処理と、その相関行列の逆行列からアダプティブ荷重を算出する処理とを繰り返し実施する手法と比べて、演算負荷の増加を抑えることができる。

この実施の形態１では、状態良否判定部１６が、判定方法Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを使用することで、干渉波の抑圧状態の良否を判定するものを示したが、図１のアレーアンテナ装置がレーダ装置に適用される場合、そのレーダ装置におけるレーダの処理結果や、レーダの処理過程の情報を用いて、干渉波の抑圧状態の良否を判定するようにしてもよい。
例えば、状態良否判定部１６は、レーダ装置からアダプティブアレー処理後のレンジアジマスマップやレンジドップラマップ等を取得し、そのレンジアジマスマップやレンジドップラマップ等に対するノイズフロアレベルが閾値以下であれば、干渉波の抑圧状態が良であると判定し、そのノイズフロアレベルが閾値より大きければ、干渉波の抑圧状態が否であると判定するようにしてもよい。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、状態良否判定部１６の判定結果が、干渉波の抑圧状態が否である旨を示している場合、制御部１７が、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｍの数Ｍの変更を荷重算出部１３に指示する例を説明しているが、この実施の形態２では、状態良否判定部１６の判定結果が、干渉波の抑圧状態が良である旨を示している場合、制御部１７が、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｍの数Ｍを増やす指示を荷重算出部１３に出力する例を説明する。

アレーアンテナ装置の構成図は、上記実施の形態１と同様に図１であり、信号処理装置４のハードウェア構成図は、上記実施の形態１と同様に図２である。
図５はこの発明の実施の形態２による信号処理装置の処理手順を示すフローチャートである。

次に動作について説明する。
信号処理装置４の相関行列生成部１１は、Ｎ個のＡ／Ｄ変換器３からデジタル受信信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、Ｎ個のデジタル受信信号間の相関行列Ａを生成する（図５のステップＳＴ１１）。
固有ベクトル算出部１２は、相関行列生成部１１が相関行列Ａを生成すると、上記実施の形態１と同様に、その相関行列Ａを固有値展開することで、その相関行列ＡにおけるＮ個の固有値λ_ｎを算出するとともに、Ｎ個の固有値λ_ｎに対応する固有ベクトルｅ_ｎを算出する（ステップＳＴ１２）。

荷重算出部１３の射影行列算出部１４には、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｎの数Ｍが事前に初期設定される。
この実施の形態２では、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｎの数Ｍの初期値として、“１”（Ｍ＝１）が設定されるものとする（ステップＳＴ１３）。固有ベクトルｅ_ｎの使用数Ｍが“１”の場合、干渉波に対する抑圧度が最も低い状態となる。
例えば、状態良否判定部１６が、上記実施の形態１に示した４つの判定方法Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを使用する場合、固有ベクトルｅ_ｎの使用数Ｍが少ない段階では、判定方法Ｄの判定結果が、干渉波の抑圧状態が否である旨を示す可能性が高いものとなる。
しかし、制御部１７が、固有ベクトルｅ_ｎの使用数Ｍを徐々に増やす制御を行うと、判定方法Ｄの判定結果が、干渉波の抑圧状態が良である旨を示す可能性が高まる。このため、判定方法Ａ，Ｂ，Ｃの判定結果が、干渉波の抑圧状態が良である旨を示すときの固有ベクトルｅ_ｎの使用数Ｍの上限付近では、判定方法Ｄの判定結果についても、干渉波の抑圧状態が良である旨を示すことが想定される。
したがって、実際には判定方法Ｄを使用せずに、３つの判定方法Ａ，Ｂ，Ｃだけを使用する場合でも、判定方法Ａ，Ｂ，Ｃの判定結果が、干渉波の抑圧状態が良である旨を示すときの固有ベクトルｅ_ｎの使用数Ｍの上限付近では、４つの判定方法Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを使用する場合と同様の判別結果が得られる。
そこで、この実施の形態２では、状態良否判定部１６が、例えば、判定方法Ｄを使用せずに、３つの判定方法Ａ，Ｂ，Ｃを使用するものとする。

射影行列算出部１４は、固有ベクトル算出部１２がＮ個の固有値λ_１，λ_２，・・・，λ_Ｎと、Ｎ個の固有ベクトルｅ_１，ｅ_２，・・・，ｅ_Ｎを算出すると、Ｎ個の固有値λ_１，λ_２，・・・，λ_Ｎの大きさを比較して、Ｎ個の固有値λ_１，λ_２，・・・，λ_Ｎの中から、値が大きい上位Ｍ個の固有値λ_ｍを選択する。初期段階では、Ｍ＝１に設定されているため、値が最も大きい１個の固有値を選択する。
そして、射影行列算出部１４は、Ｎ×Ｎの単位行列Ｉ_Ｎ×Ｎと、選択したＭ個の固有値λ_ｍに対応するＭ個の固有ベクトルｅ_ｍとから射影行列Ｃ_ｐｒｊを算出する（ステップＳＴ１４）。
荷重算出部１３の荷重算出処理部１５は、射影行列算出部１４が射影行列Ｃ_ｐｒｊを算出すると、上記実施の形態１と同様に、その射影行列Ｃ_ｐｒｊから、Ｎ個のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号に対するアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを算出する（ステップＳＴ１５）。

状態良否判定部１６は、荷重算出部１３がアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを算出すると、そのアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを用いて、Ｎ個のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号を合成することでビームを形成し、判定方法Ａ，Ｂ，Ｃを使用して、そのビームでの干渉波の抑圧状態の良否を判定する（ステップＳＴ１６）。

制御部１７は、状態良否判定部１６の判定結果を取得し、その判定結果が、干渉波の抑圧状態が良である旨を示している場合（ステップＳＴ１６：ＹＥＳの場合）、干渉波に対する抑圧度を高めるため、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｍの数Ｍを１つ増やす指示を荷重算出部１３の射影行列算出部１４に出力する（ステップＳＴ１７）。
状態良否判定部１６の判定結果が、干渉波の抑圧状態が否である旨を示すまで、ステップＳＴ１４〜ＳＴ１７の処理が繰り返し実施される。
制御部１７は、状態良否判定部１６の判定結果が、干渉波の抑圧状態が否である旨を示している場合（ステップＳＴ１６：ＮＯの場合）、固有ベクトルｅ_ｍの使用数Ｍを増やす指示を行わず、制御の完了通知を荷重選択部１８に出力する。

荷重選択部１８は、制御部１７から制御の完了通知を受けると、射影行列算出部１４で今回使用された固有ベクトルｅ_ｍの数Ｍが“１”より大きいか否かを判定する（ステップＳＴ１８）。
荷重選択部１８は、今回使用された固有ベクトルｅ_ｍの数Ｍが“１”より大きい場合（ステップＳＴ１８：ＹＥＳの場合）、荷重算出処理部１５により繰り返し算出されたアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの中から、今回使用された固有ベクトルｅ_ｍの数Ｍより“１”少ない“Ｍ−１”のときに、荷重算出処理部１５に算出されたアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを、Ｎ個のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号に対するアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊとして選択する（ステップＳＴ１９）。
荷重選択部１８は、今回使用された固有ベクトルｅ_ｍの数Ｍが“１”の場合（ステップＳＴ１８：ＮＯの場合）、使用している固有ベクトルｅ_ｍの数が“１”のときに、荷重算出処理部１５に算出されたアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを、Ｎ個のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号に対するアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊとして選択する（ステップＳＴ２０）。
信号合成部１９は、荷重選択部１８がアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを選択すると、そのアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを用いて、Ｎ個のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号を合成し、Ｎ個のデジタル受信信号の合成信号を出力する（ステップＳＴ２１）。

この実施の形態２の場合も、上記実施の形態１と同様に、到来する干渉波の状態を事前に想定することができない場合でも、信号波の信号電力の低下を抑えながら、干渉波を抑圧することができる効果を奏する。
また、演算負荷の増加を抑えることができる。

実施の形態３．
上記実施の形態２では、状態良否判定部１６の判定結果が、干渉波の抑圧状態が良である旨を示している場合、制御部１７が、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｍの数Ｍを増やす指示を荷重算出部１３に出力する例を説明しているが、この実施の形態３では、干渉波の抑圧状態が否である旨を示している場合、制御部１７が、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｍの数Ｍを減らす指示を荷重算出部１３に出力する例を説明する。

アレーアンテナ装置の構成図は、上記実施の形態１，２と同様に図１であり、信号処理装置４のハードウェア構成図は、上記実施の形態１，２と同様に図２である。
図６はこの発明の実施の形態３による信号処理装置の処理手順を示すフローチャートである。

次に動作について説明する。
この実施の形態３でも、上記実施の形態２と同様の理由により、状態良否判定部１６が、例えば、判定方法Ｄを使用せずに、判定方法Ａ，Ｂ，Ｃを使用するものとする。
信号処理装置４の相関行列生成部１１は、Ｎ個のＡ／Ｄ変換器３からデジタル受信信号を受けると、上記実施の形態１，２と同様に、Ｎ個のデジタル受信信号間の相関行列Ａを生成する（図６のステップＳＴ３１）。
固有ベクトル算出部１２は、相関行列生成部１１が相関行列Ａを生成すると、上記実施の形態１，２と同様に、その相関行列Ａを固有値展開することで、その相関行列ＡにおけるＮ個の固有値λ_ｎを算出するとともに、Ｎ個の固有値λ_ｎに対応する固有ベクトルｅ_ｎを算出する（ステップＳＴ３２）。

荷重算出部１３の射影行列算出部１４には、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｎの数Ｍが事前に初期設定される。
この実施の形態３では、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｎの数Ｍの初期値として、“Ｎ−１”（Ｍ＝Ｎ−１）が設定されるものとする（ステップＳＴ３３）。固有ベクトルｅ_ｎの使用数Ｍが“Ｎ−１”の場合、干渉波に対する抑圧度が最も高い状態となる。
射影行列算出部１４は、固有ベクトル算出部１２がＮ個の固有値λ_１，λ_２，・・・，λ_Ｎと、Ｎ個の固有ベクトルｅ_１，ｅ_２，・・・，ｅ_Ｎを算出すると、Ｎ個の固有値λ_１，λ_２，・・・，λ_Ｎの大きさを比較して、Ｎ個の固有値λ_１，λ_２，・・・，λ_Ｎの中から、値が大きい上位Ｍ個の固有値λ_ｍを選択する。初期段階では、Ｍ＝Ｎ−１に設定されているため、値が大きい上位（Ｎ−１）個の固有値λ_ｍを選択する。
そして、射影行列算出部１４は、Ｎ×Ｎの単位行列Ｉ_Ｎ×Ｎと、選択したＭ個の固有値λ_ｍに対応するＭ個の固有ベクトルｅ_ｍとから射影行列Ｃ_ｐｒｊを算出する（ステップＳＴ３４）。
荷重算出部１３の荷重算出処理部１５は、射影行列算出部１４が射影行列Ｃ_ｐｒｊを算出すると、上記実施の形態１，２と同様に、その射影行列Ｃ_ｐｒｊから、Ｎ個のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号に対するアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを算出する（ステップＳＴ３５）。

状態良否判定部１６は、荷重算出部１３がアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを算出すると、そのアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを用いて、Ｎ個のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号を合成することでビームを形成し、判定方法Ａ，Ｂ，Ｃを使用して、そのビームでの干渉波の抑圧状態の良否を判定する（ステップＳＴ３６）。

制御部１７は、状態良否判定部１６の判定結果を取得し、その判定結果が、干渉波の抑圧状態が否である旨を示している場合（ステップＳＴ３６：ＮＯの場合）、干渉波に対する抑圧度を下げるため、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｍの数Ｍを１つ減らす指示を荷重算出部１３の射影行列算出部１４に出力する（ステップＳＴ３７）。
状態良否判定部１６の判定結果が、干渉波の抑圧状態が良である旨を示すまで、ステップＳＴ３４〜ＳＴ３７の処理が繰り返し実施される。
制御部１７は、状態良否判定部１６の判定結果が、干渉波の抑圧状態が良である旨を示している場合（ステップＳＴ３６：ＹＥＳの場合）、固有ベクトルｅ_ｍの使用数Ｍを減らす指示を行わず、制御の完了通知を荷重選択部１８に出力する。

荷重選択部１８は、制御部１７から制御の完了通知を受けると、荷重算出処理部１５によって今回算出されたアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを、Ｎ個のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号に対するアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊとして選択する（ステップＳＴ３８）。
信号合成部１９は、荷重選択部１８がアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを選択すると、そのアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを用いて、Ｎ個のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号を合成し、Ｎ個のデジタル受信信号の合成信号を出力する（ステップＳＴ３９）。

この実施の形態３の場合も、上記実施の形態１，２と同様に、到来する干渉波の状態を事前に想定することができない場合でも、信号波の信号電力の低下を抑えながら、干渉波を抑圧することができる効果を奏する。
また、演算負荷の増加を抑えることができる。

実施の形態４．
上記実施の形態１では、制御部１７が、状態良否判定部１６の判定結果にしたがってアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｍの数Ｍの変更を荷重算出部１３に指示する例を説明しているが、この実施の形態４では、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｍの数Ｍの変更要求を受け付け、その変更要求にしたがって固有ベクトルｅ_ｍの使用数Ｍの変更を荷重算出部１３に指示する例を説明する。

図７はこの発明の実施の形態４による信号処理装置を含むアレーアンテナ装置を示す構成図であり、図８はこの発明の実施の形態４による信号処理装置のハードウェア構成図である。
図７及び図８において、図１及び図２と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
レーダ処理部３１は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどを実装している図８のレーダ処理回路４１で実現されるものである。レーダ処理部３１は荷重算出部１３により算出されたアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを用いて、Ｎ個のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号を合成し、Ｎ個のデジタル受信信号の合成信号から観測対象の位置を検出するレーダ処理を実施し、そのレーダ処理の検出結果を例えば外部の表示装置に出力する処理を実施する。

要求受付部３２は例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ポート、シリアルポートやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ポートなどの入出力インタフェースを備える図８の要求受付回路４２で実現されるものであり、例えば外部の操作装置から出力された固有ベクトルの使用数の変更要求を受け付ける処理を実施する。
制御部３３は例えば図８の制御処理回路２６で実現されるものであり、要求受付部３２により受け付けられた変更要求にしたがって固有ベクトルの使用数の変更を荷重算出部１３に指示する処理を実施する。

図７では、信号処理装置の構成要素である相関行列生成部１１、固有ベクトル算出部１２、射影行列算出部１４、荷重算出処理部１５、レーダ処理部３１、制御部３３、荷重選択部１８、信号合成部１９及び要求受付部３２のそれぞれが、図８に示すような専用のハードウェア、即ち、相関行列生成処理回路２１、固有ベクトル算出処理回路２２、射影行列算出処理回路２３、荷重算出処理回路２４、レーダ処理回路４１、制御処理回路２６、荷重選択処理回路２７、信号合成処理回路２８及び要求受付回路４２で実現されるものを想定している。

ただし、信号処理装置の構成要素が専用のハードウェアで実現されるものに限るものではなく、信号処理装置がソフトウェア、ファームウェア、または、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現されるものであってもよい。
例えば、信号処理装置の構成要素のうち、要求受付部３２以外の構成要素がソフトウェアやファームウェアなどで実現される場合、相関行列生成部１１、固有ベクトル算出部１２、射影行列算出部１４、荷重算出処理部１５、レーダ処理部３１、制御部３３、荷重選択部１８及び信号合成部１９の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムを図３に示すメモリ５１に格納し、図３に示すプロセッサ５２がメモリ５１に格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図９はこの発明の実施の形態４による信号処理装置の処理手順を示すフローチャートである。

次に動作について説明する。
信号処理装置４の相関行列生成部１１は、Ｎ個のＡ／Ｄ変換器３からデジタル受信信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、Ｎ個のデジタル受信信号間の相関行列Ａを生成する（図９のステップＳＴ４１）。
固有ベクトル算出部１２は、相関行列生成部１１が相関行列Ａを生成すると、上記実施の形態１と同様に、その相関行列Ａを固有値展開することで、その相関行列ＡにおけるＮ個の固有値λ_ｎを算出するとともに、Ｎ個の固有値λ_ｎに対応する固有ベクトルｅ_ｎを算出する（ステップＳＴ４２）。

荷重算出部１３の射影行列算出部１４には、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｎの数Ｍが事前に初期設定される。
この実施の形態４では、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｎの数Ｍの初期値として、Ｍ_０（Ｍ＝Ｍ_０）が設定されるものとする（ステップＳＴ４３）。ただし、１≦Ｍ_０≦Ｎ−１である。
射影行列算出部１４は、固有ベクトル算出部１２がＮ個の固有値λ_１，λ_２，・・・，λ_Ｎと、Ｎ個の固有ベクトルｅ_１，ｅ_２，・・・，ｅ_Ｎを算出すると、Ｎ個の固有値λ_１，λ_２，・・・，λ_Ｎの大きさを比較して、Ｎ個の固有値λ_１，λ_２，・・・，λ_Ｎの中から、値が大きい上位Ｍ_０個の固有値λ_ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ_０）を選択する。
そして、射影行列算出部１４は、上記実施の形態１と同様に、Ｎ×Ｎの単位行列Ｉ_Ｎ×Ｎと、選択したＭ_０個の固有値λ_ｍに対応するＭ_０個の固有ベクトルｅ_ｍとから射影行列Ｃ_ｐｒｊを算出する（ステップＳＴ４４）。
荷重算出部１３の荷重算出処理部１５は、射影行列算出部１４が射影行列Ｃ_ｐｒｊを算出すると、上記実施の形態１と同様に、その射影行列Ｃ_ｐｒｊから、Ｎ個のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号に対するアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを算出する（ステップＳＴ４５）。

レーダ処理部３１は、荷重算出処理部１５がアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを算出すると、そのアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを用いて、Ｎ個のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号を合成する。
そして、レーダ処理部３１は、Ｎ個のデジタル受信信号の合成信号から観測対象の位置を検出するレーダ処理を実施し、そのレーダ処理の検出結果を例えば外部の表示装置に出力する（ステップＳＴ４６）。
レーダ処理の検出結果としては、例えば、観測対象の位置を示すＰＰＩ（Ｐｌａｎ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）の２次元データなどが考えられる。
合成信号から観測対象の位置を検出するレーダ処理自体は公知の技術であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
レーダ処理の検出結果が外部の表示装置等に出力されることで、レーダ処理の検出結果が外部の表示装置等に表示される（ステップＳＴ４７）。これにより、ユーザは、外部の表示装置等の表示内容を見ることで、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊが適正であるか否かを把握することができる。

ユーザは、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊが適正ではないと判断して、例えば、キーボードやマウスなどの外部の操作装置を操作することで、アダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊの算出に用いる固有ベクトルｅ_ｍの数Ｍの変更要求を入力すると（ステップＳＴ４８）、外部の操作装置が、固有ベクトルｅ_ｍの使用数Ｍの変更要求を信号処理装置４に出力する。この変更要求は、変更後の固有ベクトルｅ_ｍの使用数Ｍ、あるいは、固有ベクトルｅ_ｍの使用数Ｍの増減を示すものである。
要求受付部３２は、外部の操作装置から出力された固有ベクトルｅ_ｍの使用数Ｍの変更要求を受け付けて、その変更要求を制御部３３に出力する。

制御部３３は、要求受付部３２から固有ベクトルｅ_ｍの使用数Ｍの変更要求を受けると（ステップＳＴ４９：ＹＥＳの場合）、その変更要求にしたがって固有ベクトルｅ_ｍの使用数Ｍの変更を荷重算出部１３の射影行列算出部１４に指示する（ステップＳＴ５０）。
ユーザが固有ベクトルｅ_ｍの使用数Ｍの変更要求を入力しなくなるまで、ステップＳＴ４４〜ＳＴ５０の処理が繰り返し実施される。
制御部１７は、ユーザが固有ベクトルｅ_ｍの使用数Ｍの変更要求を入力しなくなると（ステップＳＴ４９：ＮＯの場合）、例えば、レーダ処理部３１がレーダ処理の検出結果を出力してから、一定期間を経過しても、固有ベクトルｅ_ｍの使用数Ｍの変更要求が入力されない場合、制御の完了通知を荷重選択部１８に出力する。

荷重選択部１８は、制御部１７から制御の完了通知を受けると、荷重算出処理部１５によって今回算出されたアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを、Ｎ個のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号に対するアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊとして選択する（ステップＳＴ５１）。
信号合成部１９は、荷重選択部１８がアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを選択すると、そのアダプティブ荷重ｗ_ｐｒｊを用いて、Ｎ個のＡ／Ｄ変換器３から出力されたデジタル受信信号を合成し、Ｎ個のデジタル受信信号の合成信号を出力する（ステップＳＴ５２）。

この実施の形態４の場合も、上記実施の形態１と同様に、到来する干渉波の状態を事前に想定することができない場合でも、信号波の信号電力の低下を抑えながら、干渉波を抑圧することができる効果を奏する。
また、演算負荷の増加を抑えることができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ アレーアンテナ、１ａ サブアレーアンテナ、２ アナログ受信部、３ Ａ／Ｄ変換器、４ 信号処理装置、１１ 相関行列生成部、１２ 固有ベクトル算出部、１３ 荷重算出部、１４ 射影行列算出部、１５ 荷重算出処理部、１６ 状態良否判定部、１７ 制御部、１８ 荷重選択部、１９ 信号合成部、２１ 相関行列生成処理回路、２２ 固有ベクトル算出処理回路、２３ 射影行列算出処理回路、２４ 荷重算出処理回路、２５ 状態良否判定処理回路、２６ 制御処理回路、２７ 荷重選択処理回路、２８ 信号合成処理回路、３１ レーダ処理部、３２ 要求受付部、３３ 制御部、４１ レーダ処理回路、４２ 要求受付回路、５１ メモリ、５２ プロセッサ。

Claims (14)

1. アレーアンテナを構成している複数のアンテナの受信信号間の相関行列を生成する相関行列生成部と、
   前記相関行列生成部により生成された相関行列における複数の固有値に対応する固有ベクトルを算出する固有ベクトル算出部と、
   前記固有ベクトル算出部により算出された複数の固有ベクトルのうち、１つ以上の固有ベクトルを用いて、前記複数のアンテナの受信信号に対する荷重を算出する荷重算出部と、
   前記荷重算出部により算出された荷重を用いて、前記複数のアンテナの受信信号を合成することでビームを形成し、前記ビームでの干渉波の抑圧状態の良否を判定する状態良否判定部と、
   前記状態良否判定部の判定結果にしたがって前記荷重の算出に用いる前記固有ベクトルの数の変更を前記荷重算出部に指示する制御部と、
   前記複数のアンテナの受信信号に対する荷重として、前記荷重算出部により算出された荷重の中から、前記状態良否判定部により干渉波の抑圧状態が良であると判定された際のビームの形成に用いている荷重を選択する荷重選択部と
   を備えた信号処理装置。
2. 前記荷重選択部により選択された荷重を用いて、前記複数のアンテナの受信信号を合成する信号合成部を備えたことを特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
3. 前記荷重算出部は、
   前記固有ベクトル算出部により算出された複数の固有ベクトルの中から、１つ以上の固有ベクトルを選択し、単位行列と前記選択した固有ベクトルから射影行列を算出する射影行列算出部と、
   前記射影行列算出部により算出された射影行列から前記複数のアンテナの受信信号に対する荷重を算出する荷重算出処理部とを備えていることを特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
4. 前記射影行列算出部は、前記固有ベクトル算出部により算出された複数の固有ベクトルの中から、値が相対的に大きな固有値に対応している固有ベクトルを選択することを特徴とする請求項３記載の信号処理装置。
5. 前記制御部は、前記状態良否判定部により干渉波の抑圧状態が否であると判定された場合、前記荷重の算出に用いる前記固有ベクトルの数の変更を前記荷重算出部に指示することを特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
6. 前記制御部は、前記荷重の算出に用いる前記固有ベクトルの数の初期値を１に設定し、前記状態良否判定部により干渉波の抑圧状態が良であると判定された場合、前記状態良否判定部により干渉波の抑圧状態が否であると判定されるまで、前記荷重の算出に用いる前記固有ベクトルの数を増やす指示を前記荷重算出部に繰り返し出力することを特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
7. 前記制御部は、前記荷重の算出に用いる前記固有ベクトルの数の初期値を前記複数のアンテナの数より１つ少ない数に設定し、前記状態良否判定部により干渉波の抑圧状態が否であると判定された場合、前記状態良否判定部により干渉波の抑圧状態が良であると判定されるまで、前記荷重の算出に用いる前記固有ベクトルの数を減らす指示を前記荷重算出部に繰り返し出力することを特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
8. 前記状態良否判定部は、前記ビームのボアサイト方向の利得が第１の閾値以上である場合、前記干渉波の抑圧状態が良であると判定し、前記利得が前記第１の閾値未満である場合、前記干渉波の抑圧状態が否であると判定することを特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
9. 前記状態良否判定部は、前記ビームのボアサイト方向からずれている方向の利得が第２の閾値以上である場合、前記干渉波の抑圧状態が良であると判定し、前記利得が前記第２の閾値未満である場合、前記干渉波の抑圧状態が否であると判定することを特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
10. 前記状態良否判定部は、前記ビームのボアサイト方向の方位方向に対する微分値が第３の閾値以下である場合、前記干渉波の抑圧状態が良であると判定し、前記微分値が前記第３の閾値より大きい場合、前記干渉波の抑圧状態が否であると判定することを特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
11. 前記状態良否判定部は、前記干渉波の入射方向の利得が第４の閾値以下である場合、前記干渉波の抑圧状態が良であると判定し、前記利得が前記第４の閾値より大きい場合、前記干渉波の抑圧状態が否であると判定することを特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
12. アレーアンテナを構成している複数のアンテナの受信信号間の相関行列を生成する相関行列生成部と、
    前記相関行列生成部により生成された相関行列における複数の固有値に対応する固有ベクトルを算出する固有ベクトル算出部と、
    前記固有ベクトル算出部により算出された複数の固有ベクトルのうち、１つ以上の固有ベクトルを用いて、前記複数のアンテナの受信信号に対する荷重を算出する荷重算出部と、
    前記荷重算出部により算出された荷重を用いて、前記複数のアンテナの受信信号を合成し、前記複数の受信信号の合成信号から観測対象の位置を検出するレーダ処理を実施し、前記レーダ処理の検出結果を出力するレーダ処理部と、
    前記アダプティブ荷重の算出に用いる前記固有ベクトルの数の変更要求を受け付ける要求受付部と、
    前記要求受付部により受け付けられた変更要求にしたがって固有ベクトルの数の変更を前記荷重算出部に指示する制御部と
    を備えた信号処理装置。
13. アレーアンテナを構成している複数のアンテナと、
    前記複数のアンテナの受信信号間の相関行列を生成する相関行列生成部と、
    前記相関行列生成部により生成された相関行列における複数の固有値に対応する固有ベクトルを算出する固有ベクトル算出部と、
    前記固有ベクトル算出部により算出された複数の固有ベクトルのうち、１つ以上の固有ベクトルを用いて、前記複数のアンテナの受信信号に対する荷重を算出する荷重算出部と、
    前記荷重算出部により算出された荷重を用いて、前記複数のアンテナの受信信号を合成することでビームを形成し、前記ビームでの干渉波の抑圧状態の良否を判定する状態良否判定部と、
    前記状態良否判定部の判定結果にしたがって前記荷重の算出に用いる前記固有ベクトルの数の変更を前記荷重算出部に指示する制御部と、
    前記複数のアンテナの受信信号に対する荷重として、前記荷重算出部により算出された荷重の中から、前記状態良否判定部により干渉波の抑圧状態が良であると判定された際のビームの形成に用いている荷重を選択する荷重選択部と
    前記荷重選択部により選択された荷重を用いて、前記複数のアンテナの受信信号を合成する信号合成部と
    を備えたアレーアンテナ装置。
14. アレーアンテナを構成している複数のアンテナと、
    前記複数のアンテナの受信信号間の相関行列を生成する相関行列生成部と、
    前記相関行列生成部により生成された相関行列における複数の固有値に対応する固有ベクトルを算出する固有ベクトル算出部と、
    前記固有ベクトル算出部により算出された複数の固有ベクトルのうち、１つ以上の固有ベクトルを用いて、前記複数のアンテナの受信信号に対する荷重を算出する荷重算出部と、
    前記荷重算出部により算出された荷重を用いて、前記複数のアンテナの受信信号を合成し、前記複数の受信信号の合成信号から観測対象の位置を検出するレーダ処理を実施し、前記レーダ処理の検出結果を出力するレーダ処理部と、
    前記アダプティブ荷重の算出に用いる前記固有ベクトルの数の変更要求を受け付ける要求受付部と、
    前記要求受付部により受け付けられた変更要求にしたがって固有ベクトルの数の変更を前記荷重算出部に指示する制御部と、
    前記荷重算出部により算出された荷重を用いて、前記複数のアンテナの受信信号を合成する信号合成部と
    を備えたアレーアンテナ装置。

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