JP6615529B2 - Arrival wave restoration device, arrival wave restoration system, and arrival wave restoration method - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、到来波を復元するための到来波復元装置、到来波復元システム、および到来波復元方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to an arrival wave restoration device, an arrival wave restoration system, and an arrival wave restoration method for restoring an incoming wave.
従来、レーダを用いて到来波を受信する際、所望の方向と異なる方向（例えば地面方向）から到来する反射波が所望の到来波に混入することがある。このような反射波は、所望の到来波に対する妨害波となる。そのため、例えば、所望の到来波の受信信号の精度を低下させることがある。 Conventionally, when an incoming wave is received using a radar, a reflected wave arriving from a direction different from the desired direction (for example, the ground direction) may be mixed into the desired incoming wave. Such a reflected wave becomes an interference wave for a desired incoming wave. Therefore, for example, the accuracy of the received signal of a desired incoming wave may be reduced.
そこで、例えば、レーダの受信指向性パターンを変更することによって、妨害波が到来する方向の受信感度を低下させ、妨害波の影響を低減させる手法が知られている（ＭＭＳＥ法）。 Thus, for example, a technique is known in which the reception sensitivity in the direction in which the interference wave arrives is reduced by changing the reception directivity pattern of the radar to reduce the influence of the interference wave (MMSE method).
また、例えば、レーダの受信指向性のメインビーム方向と異なる方向の感度を下げることによって、妨害波が到来する方向の感度を低下させる手法も知られている。 In addition, for example, a technique is known in which the sensitivity in the direction in which an interference wave arrives is reduced by reducing the sensitivity in a direction different from the main beam direction of the radar reception directivity.
しかしながら、例えば上述したような受信指向性パターンを変更する手法を用いた場合、負荷が重い演算処理を行う必要があるという問題がある。そのため、例えば、雷雲のように時間的に移動する妨害波源に対して、リアルタイムに低感度域を追従させて、妨害波が到来する方向の受信感度を低下させることは困難である。 However, for example, when the technique for changing the reception directivity pattern as described above is used, there is a problem in that it is necessary to perform a heavy processing operation. Therefore, for example, it is difficult to reduce the reception sensitivity in the direction in which the interference wave arrives by following the low sensitivity region in real time with respect to the interference wave source moving in time like a thundercloud.
また、メインビーム方向と異なる方向の感度を下げる手法を用いた場合、メインビームの幅が太くなることがある。そのため、例えば、受信信号の解像度が低下するという問題もある。 In addition, when a technique for reducing the sensitivity in a direction different from the main beam direction is used, the width of the main beam may be increased. Therefore, for example, there is a problem that the resolution of the received signal is lowered.
この発明は上記事情に着目してなされたもので、第１の目的は、演算負荷を軽減しつつ、妨害波信号を除去することであり、第２の目的は、受信信号の解像度の低下を防止する、到来波復元装置、到来波復元システム、および到来波復元方法を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above circumstances. The first object is to reduce the load of computation while removing the interference wave signal, and the second object is to reduce the resolution of the received signal. An object of the present invention is to provide an incoming wave restoration device, an incoming wave restoration system, and an incoming wave restoration method, which are prevented.
実施形態の装置は、到来波を復元する到来波復元装置であって、レーダ受信機の送信指向性と受信指向性とから決定される総合指向性を、離散的な指示角毎に特徴付けた行列を生成する行列生成手段と、行列生成手段によって生成された行列の逆行列を生成する逆行列生成手段と、逆行列の行列要素である係数のうち、所定の角度に対応する列の係数を変更し、係数を変更された逆行列に、レーダ受信機によって受信され、離散的な指示角毎に出力された到来波の受信結果を乗じて、離散的な指示角毎に乗算結果を得る乗算手段と、各指示角において得られた乗算結果に含まれる、所定の角度に対応する信号レベルが上昇しなくなるまで、乗算手段による係数の変更を繰り返し、所定の角度に対応する信号レベルが上昇しなくなった場合、各指示角において得られた乗算結果の合計値が最小であると判定し、最小であると判定された乗算結果から決定される波形を、到来波の復元結果であると判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。 An apparatus according to an embodiment is an arrival wave restoration apparatus that restores an incoming wave, and characterizes the total directivity determined from the transmission directivity and reception directivity of a radar receiver for each discrete indication angle. Matrix generating means for generating a matrix, inverse matrix generating means for generating an inverse matrix of the matrix generated by the matrix generating means, and coefficients of a column corresponding to a predetermined angle among coefficients that are matrix elements of the inverse matrix the modified inverse matrix, which is changed coefficients are received by the radar receiver, multiplied by the discrete arrival wave output for each indication angle received result, a multiplication result to the discrete indication angle each multiplied The coefficient change by the multiplying means is repeated until the signal level corresponding to the predetermined angle included in the multiplication results obtained at each indication angle does not increase, and the signal level corresponding to the predetermined angle increases. when it becomes without, each The total value of the multiplication results obtained have you to示角is determined to be the minimum, the waveform is determined from the multiplication result is determined to be minimum, a determination unit that the restoration result of the incoming waves It is characterized by providing.
以下、図面を参照してこの発明に係る実施形態を説明する。
まず、図１を参照して、本実施形態の概要を説明する。図１は、本実施形態の到来波復元処理方法の概念を説明するための図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, an overview of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram for explaining the concept of the incoming wave restoration processing method of the present embodiment.
本実施形態では、フェーズドアレーアンテナ等のアンテナを有するレーダによって受信された受信信号に漏れ込むクラッタエコー等を低減するために、アンテナの受信指向性の特徴を利用した演算負荷が軽い逆行列処理を行うことによって、アンテナに到来する到来波Ｔを復元するための処理を行う。 In this embodiment, in order to reduce clutter echo and the like leaking into a received signal received by a radar having an antenna such as a phased array antenna, an inverse matrix process with a light computation load using the reception directivity characteristics of the antenna is performed. By performing this, processing for restoring the incoming wave T arriving at the antenna is performed.
具体的に、図１に示すように、アンテナを介して、アンテナに対する各方位を示す方位角毎に信号レベルの成分が異なる到来波Ｔを受信する場合を想定して説明する。 Specifically, as shown in FIG. 1, a description will be given assuming that an incoming wave T having a different signal level component is received via an antenna for each azimuth angle indicating each azimuth relative to the antenna.
アンテナは、例えば５つの異なる受信指向性a１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５を有している。また、受信指向性a１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５の各々は、指示角θ１，θ２，θ３，θ４，θ５の各々に対応している。なお、指示角は、アンテナを向ける方位に対応する角度であり、他の角度よりも相対的に受信感度が高い角度である。また、例えば、受信指向性a１に対応する指示角θ１の受信感度は、受信レベルａ１１で示される。 The antenna has, for example, five different reception directivities a1, a2, a3, a4, and a5. Each of the reception directivities a1, a2, a3, a4, and a5 corresponds to each of the indication angles θ1, θ2, θ3, θ4, and θ5. The indication angle is an angle corresponding to the direction in which the antenna is directed, and is an angle with relatively higher reception sensitivity than other angles. Further, for example, the reception sensitivity of the instruction angle θ1 corresponding to the reception directivity a1 is indicated by the reception level a11.
そして、受信指向性a１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５の各々に関して到来波Ｔが受信され、受信結果Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５が得られる。なお、受信結果Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５は、指示角θ１，θ２，θ３，θ４，θ５に対応する成分が強く反映されており、指示角θ１，θ２，θ３，θ４，θ５と異なる他の角度の成分も混入している。そのため、各受信結果には、クラッタエコー等の除去すべき成分が含まれている。 Then, the incoming wave T is received for each of the reception directivities a1, a2, a3, a4, and a5, and reception results D1, D2, D3, D4, and D5 are obtained. Note that the reception results D1, D2, D3, D4, and D5 strongly reflect the components corresponding to the instruction angles θ1, θ2, θ3, θ4, and θ5, and are different from the instruction angles θ1, θ2, θ3, θ4, and θ5. Other angle components are also mixed. Therefore, each reception result includes components to be removed such as clutter echo.
そこで、受信結果Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５に対して逆行列処理を行うことによって、クラッタエコー等の成分が除去された到来波Ｔの復元を試みる。 Therefore, by performing inverse matrix processing on the reception results D1, D2, D3, D4, and D5, an attempt is made to restore the incoming wave T from which components such as clutter echo have been removed.
ここで、到来波Ｔの成分は、角度に関して連続的に変化する連続値であるが、受信結果Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５は、この連続的に変化する到来波Ｔの成分を、例えば角度に関して所定区間ごとに積分することによって得られるような離散値である。 Here, the component of the incoming wave T is a continuous value that changes continuously with respect to the angle. However, the reception results D1, D2, D3, D4, and D5 indicate the components of the incoming wave T that change continuously, for example, It is a discrete value obtained by integrating every predetermined section with respect to the angle.
そして、逆行列処理は、この離散値である受信結果Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５に対して、各受信指向性a１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５の各角度に対する各受信レベルを行列要素とするような行列の逆行列を用いて、演算処理を行う処理である。各受信指向性a１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５の各角度に対する各受信レベルは、例えば、受信レベルａ１１，ａ２２，ａ３３，ａ４４，ａ５５である。 In the inverse matrix processing, the reception levels corresponding to the angles of the reception directivities a1, a2, a3, a4, and a5 with respect to the reception results D1, D2, D3, D4, and D5, which are discrete values, are matrix elements. This is a process of performing an arithmetic process using an inverse matrix of the matrix. The reception levels for the respective angles of the reception directivities a1, a2, a3, a4, and a5 are, for example, reception levels a11, a22, a33, a44, and a55.
このように、受信結果Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５に対して、さらに、逆行列処理を行うことによって到来波Ｔの各成分を分離し、到来波Ｔを復元する。 In this way, each component of the incoming wave T is further separated by performing inverse matrix processing on the reception results D1, D2, D3, D4, and D5, and the incoming wave T is restored.
なお、図１では、受信指向性ａについて述べたが、受信指向性ａの代わりに、受信指向性ａと送信指向性（図示せず）とから決定される送受信総合指向性を用いてもよい。この場合、送受信総合指向性を離散的な指示角毎に特徴付けた行列の逆行列を用いて逆行列処理を行う。 In FIG. 1, the reception directivity a is described. However, instead of the reception directivity a, transmission / reception comprehensive directivity determined from the reception directivity a and transmission directivity (not shown) may be used. . In this case, the inverse matrix processing is performed using the inverse matrix of the matrix that characterizes the transmission / reception comprehensive directivity for each discrete indication angle.
次に、図２を参照して、本実施形態の到来波復元装置１０の構成例について説明する。
到来波復元装置１０は、データ蓄積部１２、送信特性取得部１４、受信特性取得部１６、行列・逆行列生成部１８、行列乗算部２０、判定部２２、および係数調整部２４を備えてなる。
Next, a configuration example of the incoming wave restoration device 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
The incoming wave restoration device 10 includes a data storage unit 12, a transmission characteristic acquisition unit 14, a reception characteristic acquisition unit 16, a matrix / inverse matrix generation unit 18, a matrix multiplication unit 20, a determination unit 22, and a coefficient adjustment unit 24. .
また、到来波復元装置１０は、到来波Ｔを復元するための装置であり、レーダシステム３０と接続されており、上述したような逆行列処理を行うことによって、到来波Ｔを復元するための信号処理を行う。なお、到来波復元装置１０は、レーダシステム３０に含まれていてもよい。また、到来波復元装置１０は、到来波復元装置１０とレーダシステム３０とを備える信号処理システムとして実現してもよい。 The incoming wave restoration device 10 is a device for restoring the incoming wave T. The incoming wave restoration device 10 is connected to the radar system 30 and performs the inverse matrix processing as described above to restore the incoming wave T. Perform signal processing. Note that the arrival wave restoration device 10 may be included in the radar system 30. The incoming wave restoration device 10 may be realized as a signal processing system including the incoming wave restoration device 10 and the radar system 30.
レーダシステム３０は、例えばアンテナ３２を備えたデジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）構成を有するレーダシステムであり、到来波Ｔを受信するレーダ受信機およびビームを送信するレーダ送信機を備える。 The radar system 30 is a radar system having a digital beam forming (DBF) configuration including an antenna 32, for example, and includes a radar receiver that receives an incoming wave T and a radar transmitter that transmits a beam.
レーダシステム３０は、アンテナ３２を介して、到来波Ｔの信号を受信する。そして、受信された到来波Ｔの信号を受信結果Ｄとしてデータ蓄積部１２に送る。具体的には、受信結果Ｄを離散的な指示角毎にデータ蓄積部１２に出力する。なお、図１では、レーダシステム３０が５個の指示角成分（ｎ＝５）を有する場合を想定したが、図２では、ｎ個の指示角成分を有する場合を想定しており、受信結果ＤはＤ１〜Ｄｎを含む。 The radar system 30 receives an incoming wave T signal via an antenna 32. Then, the received signal of the incoming wave T is sent to the data storage unit 12 as a reception result D. Specifically, the reception result D is output to the data storage unit 12 for each discrete instruction angle. In FIG. 1, it is assumed that the radar system 30 has five instruction angle components (n = 5). However, FIG. 2 assumes a case where the radar system 30 has n instruction angle components, and the reception result. D includes D 1 to D n .
データ蓄積部１２は、レーダシステム３０から送られてきた受信結果Ｄをデータとして蓄積する。蓄積されたデータは、例えば、レーダシステム３０による走査の１走査分のデータである。データ蓄積部１２は、蓄積したデータを、受信結果ｄとして行列乗算部２０に出力する。なお、受信結果ｄは、受信結果Ｄに含まれる１走査分のデータであってもよいし、受信結果Ｄと同様のデータであってもよい。また、レーダシステム３０から出力される受信結果Ｄは、データ蓄積部１２を介さずに、受信結果ｄとして行列乗算部２０に出力されてもよい。 The data accumulation unit 12 accumulates the reception result D sent from the radar system 30 as data. The accumulated data is, for example, data for one scan of scanning by the radar system 30. The data accumulation unit 12 outputs the accumulated data to the matrix multiplication unit 20 as a reception result d. The reception result d may be data for one scan included in the reception result D, or may be data similar to the reception result D. Further, the reception result D output from the radar system 30 may be output to the matrix multiplication unit 20 as the reception result d without going through the data storage unit 12.
送信特性取得部１４は、レーダ送信機の送信特性を示す送信指向性に関する情報ｂ１をレーダシステム３０等から取得する。そして、取得された情報ｂ１を行列・逆行列生成部１８に送る。 The transmission characteristic acquisition unit 14 acquires information b1 related to transmission directivity indicating the transmission characteristic of the radar transmitter from the radar system 30 or the like. Then, the acquired information b 1 is sent to the matrix / inverse matrix generation unit 18.
受信特性取得部１６は、レーダ受信機の受信特性を示す受信指向性ａに関する情報ｂ２をレーダシステム３０等から取得する。そして、取得された情報ｂ２を行列・逆行列生成部１８に送る。 The reception characteristic acquisition unit 16 acquires information b2 regarding the reception directivity a indicating the reception characteristic of the radar receiver from the radar system 30 or the like. The acquired information b <b> 2 is sent to the matrix / inverse matrix generation unit 18.
行列・逆行列生成部１８は、レーダシステム３０の受信指向性ａをレーダシステム３０の離散的な指示角（１〜ｎ）毎に特徴付けた行列を生成する。そして、生成された行列の逆行列（ｋ１〜kｎ）を生成する。すなわち、少なくとも受信指向性ａに基づき、行列およびその行列の逆行列を生成する。なお、受信指向性ａの代わりに上述したような送受信総合指向性を離散的な指示角毎に特徴付けた行列を生成してもよい。すなわち、受信指向性ａおよび送信指向性の両方に基づき、行列およびその行列の逆行列を生成してもよい。 The matrix / inverse matrix generation unit 18 generates a matrix that characterizes the reception directivity a of the radar system 30 for each discrete indication angle (1 to n) of the radar system 30. Then, an inverse matrix (k 1 to k n ) of the generated matrix is generated. That is, a matrix and an inverse matrix of the matrix are generated based on at least the reception directivity a. Instead of the reception directivity a, a matrix that characterizes the transmission / reception comprehensive directivity as described above for each discrete indication angle may be generated. That is, a matrix and an inverse matrix of the matrix may be generated based on both the reception directivity a and the transmission directivity.
例えば、行列・逆行列生成部１８は、送信特性取得部１４から送られてきた送信指向性に関する情報ｂ１、および、受信特性取得部１６から送られてきた受信指向性ａに関する情報ｂ２に基づき、行列およびその行列の逆行列を生成する。 For example, the matrix / inverse matrix generation unit 18 is based on the information b1 related to the transmission directivity sent from the transmission characteristic acquisition unit 14 and the information b2 related to the reception directivity a sent from the reception characteristic acquisition unit 16. Generate a matrix and the inverse of that matrix.
より詳細には、行列・逆行列生成部１８は、送信指向性に関する情報ｂ１に含まれる送信指向性の送信指向性レベルと、受信指向性ａに関する情報ｂ２に含まれる受信指向性の受信指向性レベルと、を乗算することによって得られる送受信総合指向性に基づいて、行列およびその行列の逆行列を生成する。 More specifically, the matrix / inverse matrix generation unit 18 transmits the transmission directivity level of the transmission directivity included in the information b1 related to the transmission directivity and the reception directivity of the reception directivity included in the information b2 related to the reception directivity a. A matrix and an inverse matrix of the matrix are generated on the basis of the transmission / reception comprehensive directivity obtained by multiplying the level with the level.
この場合、行列・逆行列生成部１８は、例えば、受信指向性a１〜ａｎの各々の受信指向性レベルと送信指向性レベルとを乗算し、その結果として得られるｎ個の送受信総合指向性の各角度に対する感度を示す送受信レベルを行列要素とするような行列の逆行列を用いて、行列およびその行列の逆行列を生成する。 In this case, for example, the matrix / inverse matrix generation unit 18 multiplies the reception directivity level of each of the reception directivities a1 to an by the transmission directivity level, and obtains n transmission / reception comprehensive directivities obtained as a result. A matrix and an inverse matrix of the matrix are generated using an inverse matrix of a matrix having a transmission / reception level indicating sensitivity to each angle as a matrix element.
そして、行列・逆行列生成部１８は、生成された逆行列を、逆行列を示す情報ｃとして、行列乗算部２０に送る。 Then, the matrix / inverse matrix generation unit 18 sends the generated inverse matrix to the matrix multiplication unit 20 as information c indicating the inverse matrix.
また、行列・逆行列生成部１８は、後述するように、係数調整部２４によって調整された係数を有する行列または逆行列に関する情報ｇに基づいて、行列または逆行列を生成する。 Further, the matrix / inverse matrix generation unit 18 generates a matrix or an inverse matrix based on the information g related to the matrix or the inverse matrix having the coefficient adjusted by the coefficient adjustment unit 24, as will be described later.
また、行列・逆行列生成部１８は、図１１等を参照して後述するように、部分的受信指向性に基づいて、行列Ａを生成し、生成された行列Ａの部分行列を生成する。また、部分的送信指向性に基づいて、行列Ａを生成し、生成された行列Ａの部分行列を生成する。 Further, the matrix / inverse matrix generation unit 18 generates a matrix A based on the partial reception directivity and generates a partial matrix of the generated matrix A, as will be described later with reference to FIG. Further, a matrix A is generated based on the partial transmission directivity, and a partial matrix of the generated matrix A is generated.
また、行列・逆行列生成部１８は、部分的受信指向性と送信指向性、図１２等を参照して後述するような受信指向性と部分的送信指向性、または、部分的受信指向性と部分的送信指向性、との何れかに基づいて生成される送受信総合指向性に基づいて、行列Ａを生成し、生成された行列Ａの部分行列を生成する。これらの部分行列は、後述するように、行列Ａの代わりに用いられるものである。 Further, the matrix / inverse matrix generation unit 18 has partial reception directivity and transmission directivity, reception directivity and partial transmission directivity as described later with reference to FIG. 12 and the like, or partial reception directivity. A matrix A is generated based on the transmission / reception comprehensive directivity generated based on any of the partial transmission directivities, and a partial matrix of the generated matrix A is generated. These sub-matrices are used instead of the matrix A, as will be described later.
行列乗算部２０は、行列・逆行列生成部１８から送られてきた逆行列を示す情報ｃおよびデータ蓄積部１２から送られてきた受信結果ｄに基づき、受信結果ｄと行列・逆行列生成部１８によって生成された逆行列とを乗算する。そして、受信結果ｄと逆行列との乗算結果ｅを判定部２２に送る。なお、乗算結果ｅは、離散的な指示角毎に得られた乗算結果を含む。 The matrix multiplying unit 20 receives the reception result d and the matrix / inverse matrix generation unit based on the information c indicating the inverse matrix sent from the matrix / inverse matrix generation unit 18 and the reception result d sent from the data storage unit 12. The inverse matrix generated by 18 is multiplied. Then, the multiplication result e of the reception result d and the inverse matrix is sent to the determination unit 22. The multiplication result e includes a multiplication result obtained for each discrete indication angle.
また、行列乗算部２０は、図１２等を参照して後述するように、例えば、行列・逆行列生成部１８によって生成された行列Ａの部分行列と、受信結果ｄの一部とを乗算することによって乗算結果ｅを得る。 Further, as will be described later with reference to FIG. 12 and the like, the matrix multiplication unit 20 multiplies, for example, the partial matrix of the matrix A generated by the matrix / inverse matrix generation unit 18 and a part of the reception result d. As a result, the multiplication result e is obtained.
ここで、具体的に、行列・逆行列生成部１８および行列乗算部２０による行列および逆行列の生成処理について、数式を用いて説明する。 Here, the matrix / inverse matrix generation processing by the matrix / inverse matrix generation unit 18 and the matrix multiplication unit 20 will be specifically described using mathematical expressions.
測定結果である受信結果Ｄは、数式（１）に示すように、真値である到来波Ｔを変数として、受信指向性ａに対応する行列（以下、「行列Ａ」と称す。）を係数とする線形方程式の解であると見なされる。換言すると、受信結果Ｄは、到来波Ｔと、サイドローブ成分を含む受信指向性ａとの積の和と考えられる。 As shown in Equation (1), the reception result D that is the measurement result is a matrix corresponding to the reception directivity a (hereinafter referred to as “matrix A”) with the arrival wave T being a true value as a variable. Is considered to be a solution of the linear equation. In other words, the reception result D is considered to be the sum of products of the incoming wave T and the reception directivity a including the side lobe component.
ここで、例えば、ａ1,1〜ａ1,nは、受信指向性ａ１の各角度１〜ｎに対応する行列要素であり、ａｎ,1〜ａｎ,nは、受信指向性ａｎの各角度１〜ｎに対応する行列要素である。また、例えば、ａ１,１〜ａ１,nが、１番目のビーム番号に相当する。ここで、ビーム番号について説明する。複数の受信指向性ａ１〜ａｎの各々が、例えば、レーダシステム３０によって各受信指向性ａ１〜ａｎに対応する指示角の方向に送信されるビームのビーム番号に相当する。例えば、受信指向性ａ１は、１番目のビームの番号に対応する。 Here, for example, a 1,1 to a 1, n are matrix elements corresponding to the angles 1 to n of the reception directivity a1, and a n, 1 to an , n are the values of the reception directivity an. It is a matrix element corresponding to each angle 1 to n. For example, a 1,1 to a 1, n correspond to the first beam number. Here, the beam number will be described. Each of the plurality of reception directivities a1 to an corresponds to, for example, a beam number of a beam transmitted by the radar system 30 in the direction of the pointing angle corresponding to each reception directivity a1 to an. For example, the reception directivity a1 corresponds to the number of the first beam.
また、Ｔ１〜Ｔｎは、各角度１〜ｎの各々に対応する到来波Ｔの成分である。Ｄ１〜Ｄｎは、受信指向性ａ１〜ａｎの各々に対応する受信結果Ｄである。すなわち、また、Ｔ１〜Ｔｎは、測定値としてのＤ１〜Ｄｎに対する真の値に相当する。 T1 to Tn are components of the incoming wave T corresponding to each of the angles 1 to n. D1 to Dn are reception results D corresponding to the reception directivities a1 to an. That is, T1 to Tn correspond to true values for D1 to Dn as measured values.
次に、行列・逆行列生成部１８は、行列Ａを生成し、生成された行列Ａの逆行列（以下、「逆行列Ｋ」と称す。）、すなわち受信指向性ａ１〜ａｎの各々に対応する行列の逆行列、を数式（２）に示すように算出する。 Next, the matrix / inverse matrix generation unit 18 generates the matrix A and corresponds to each of the generated inverse matrix of the matrix A (hereinafter referred to as “inverse matrix K”), that is, the reception directivities a1 to an. The inverse matrix of the matrix to be calculated is calculated as shown in Equation (2).
そして、行列・逆行列生成部１８は、数式（３）のように、逆行列Ｋと受信結果Ｄを乗算することによって、到来波Ｔを算出する。 Then, the matrix / inverse matrix generation unit 18 calculates the incoming wave T by multiplying the inverse matrix K and the reception result D as shown in Equation (3).
このように、行列・逆行列生成部１８は、受信結果Ｄに逆行列Ｋを乗じることによって真値である到来波Ｔの成分を得て、到来波Ｔを復元する。 In this way, the matrix / inverse matrix generation unit 18 obtains the true component of the incoming wave T by multiplying the reception result D by the inverse matrix K, and restores the incoming wave T.
なお、行列・逆行列生成部１８は、受信指向性ａの代わりに送受信総合指向性を用いる場合、行列Ａの代わりに行列Ｃを生成し、行列Ｃの逆行列を逆行列Ｋとして生成する。 Note that the matrix / inverse matrix generation unit 18 generates a matrix C instead of the matrix A and generates an inverse matrix of the matrix C as an inverse matrix K when the transmission / reception comprehensive directivity is used instead of the reception directivity a.
行列Ｃは、例えば、数式（４）に示すように、受信指向性ａを示す行列Ａと送信指向性を示す行列Ｂとの積として求められる。 The matrix C is obtained, for example, as a product of a matrix A indicating the reception directivity a and a matrix B indicating the transmission directivity, as shown in Equation (4).
再び、図２を参照して、到来波復元装置１０について説明する。
判定部２２は、行列乗算部２０から送られてきた乗算結果ｅに基づき、各指示角において得られた乗算結果ｅの合計値が最小であるか否かを判定する。
Again, referring to FIG. 2, the incoming wave restoration device 10 will be described.
Based on the multiplication result e sent from the matrix multiplication unit 20, the determination unit 22 determines whether or not the total value of the multiplication results e obtained at each indicated angle is the minimum.
判定部２２は、乗算結果ｅの合計値が最小であると判定された場合、各指示角における乗算結果ｅから決定される波形を到来波Ｔの復元結果ｈであると判定し、復元された到来波Ｔを示す情報（復元結果）ｈとして出力する。一方、乗算結果ｅの合計値が最小でないと判定された場合、その乗算結果ｅを調整前乗算結果ｆとして係数調整部２４に送る。判定部２２は、このような判定を行うために、以下のような処理を行う。 When the determination unit 22 determines that the total value of the multiplication results e is the minimum, the determination unit 22 determines that the waveform determined from the multiplication result e at each indicated angle is the restoration result h of the incoming wave T, and has been restored. Output as information (restoration result) h indicating the incoming wave T. On the other hand, when it is determined that the total value of the multiplication results e is not the minimum, the multiplication result e is sent to the coefficient adjustment unit 24 as the pre-adjustment multiplication result f. The determination unit 22 performs the following process in order to make such a determination.
まず、判定部２２は、行列乗算部２０から送られてきた乗算結果ｅが１回目の乗算結果ｅであるか否かを判定する。そして、１回目の乗算結果ｅであると判定された場合、１回目の乗算結果ｅに対しては、例えば、乗算結果ｅの合計値が最小であるか否かを判定することなく、調整前乗算結果ｆを係数調整部２４に送る。 First, the determination unit 22 determines whether the multiplication result e sent from the matrix multiplication unit 20 is the first multiplication result e. When it is determined that the multiplication result e is the first time, for the first multiplication result e, for example, before the adjustment is made without determining whether or not the total value of the multiplication results e is minimum. The multiplication result f is sent to the coefficient adjustment unit 24.
あるいは、判定部２２は、１回目の乗算結果ｅの合計値と予め設定された最小値とを比較して、１回目の乗算結果ｅの合計値が最小値よりも低いか否かを判定してもよい。この場合、１回目の乗算結果ｅの合計値が最小値よりも高い場合、調整前乗算結果ｆを係数調整部２４に送る。一方、１回目の乗算結果ｅの合計値が最小値よりも低い場合、乗算結果ｅを復元結果ｈとして出力する。 Alternatively, the determination unit 22 compares the total value of the first multiplication result e with a preset minimum value and determines whether or not the total value of the first multiplication result e is lower than the minimum value. May be. In this case, when the total value of the first multiplication result e is higher than the minimum value, the pre-adjustment multiplication result f is sent to the coefficient adjustment unit 24. On the other hand, when the total value of the first multiplication result e is lower than the minimum value, the multiplication result e is output as the restoration result h.
なお、判定部２２は、１回目の乗算結果ｅであっても、係数を調整する必要がない場合、例えば、到来波Ｔの信号レベルの成分が角度毎に一様に分布していることが予め想定されるような場合、調整前乗算結果ｆを係数調整部２４に送ることなく、乗算結果ｅを復元結果ｈとしてそのまま出力してもよい。 Note that, even when the determination unit 22 does not need to adjust the coefficient even in the first multiplication result e, for example, the signal level component of the incoming wave T may be uniformly distributed for each angle. In such a case, the multiplication result e may be output as it is as the restoration result h without sending the pre-adjustment multiplication result f to the coefficient adjustment unit 24.
また、判定部２２は、行列乗算部２０から２回目以降の乗算結果ｅが送られてきた場合、送られてきた乗算結果eの合計値を前回の乗算結果ｅの合計値と比較することを繰り返すことによって、最終的に、乗算結果ｅの最小の合計値を判定する。 Further, when the second and subsequent multiplication results e are sent from the matrix multiplication unit 20, the determination unit 22 compares the total value of the sent multiplication results e with the total value of the previous multiplication result e. By repeating, the minimum total value of the multiplication results e is finally determined.
係数調整部２４は、判定部２２から送られてきた調整前乗算結果ｆに基づき、逆行列Ｋの行列要素のうちの少なくとも１つを調整する。なお、行列要素は、例えば、パラメータとして変更可能な係数である。そして、調整された係数を有する行列Ａまたは逆行列Ｋに関する情報ｇを行列・逆行列生成部１８に送る。 The coefficient adjustment unit 24 adjusts at least one of the matrix elements of the inverse matrix K based on the pre-adjustment multiplication result f sent from the determination unit 22. The matrix element is, for example, a coefficient that can be changed as a parameter. Then, the information g regarding the matrix A or the inverse matrix K having the adjusted coefficient is sent to the matrix / inverse matrix generation unit 18.
そして、行列・逆行列生成部１８は、調整された係数を有する行列Ａまたは逆行列Ｋに関する情報ｇに基づき、新たに行列Ａまたは逆行列Ｋを生成する。そして、行列乗算部２０は、新たに生成された逆行列Ｋを示す情報ｃに基づき、受信結果ｄと新たに生成された調整された逆行列Ｋとを乗算する。なお、受信結果ｄは、係数が調整される前の受信結果と同じ受信結果を用いる。そして、判定部２２は、その新たな乗算結果ｅに基づき、再び、乗算結果ｅの合計値が最小であるか否かを判定する。 Then, the matrix / inverse matrix generation unit 18 newly generates the matrix A or the inverse matrix K based on the information g regarding the matrix A or the inverse matrix K having the adjusted coefficient. Then, the matrix multiplication unit 20 multiplies the reception result d by the newly generated adjusted inverse matrix K based on the information c indicating the newly generated inverse matrix K. The reception result d uses the same reception result as the reception result before the coefficient is adjusted. Then, the determination unit 22 determines again whether the total value of the multiplication results e is the minimum based on the new multiplication result e.
このように、係数調整部２４は、係数の調整を繰り返し行い、判定部２２は、合計値が最小になった場合における乗算結果ｅを、到来波Ｔの復元結果ｈであると判定する。 In this manner, the coefficient adjustment unit 24 repeatedly performs coefficient adjustment, and the determination unit 22 determines that the multiplication result e when the total value is minimized is the restoration result h of the incoming wave T.
なお、例えば、到来波Ｔの信号レベルの成分が角度毎に一様に分布していることが予め想定されるような場合、受信結果ｄも一様に分布すること想定されるため、必ずしも、係数調整部２４等による係数の調整を行わなくてもよい。 For example, when it is assumed in advance that the signal level component of the incoming wave T is uniformly distributed for each angle, the reception result d is also assumed to be uniformly distributed. It is not necessary to adjust the coefficient by the coefficient adjustment unit 24 or the like.
ここで、具体的に、係数調整部２４等によって行われる係数の調整例について説明する。
例えば、係数調整部２４は、所定の角度に対応する列の係数を変更する。具体的には、所定の角度がθｋである場合、θｋに対応する行列Ａの係数ａk,1〜ａk,nを変更する。
Here, a specific example of coefficient adjustment performed by the coefficient adjustment unit 24 and the like will be described.
For example, the coefficient adjustment unit 24 changes the coefficient of the column corresponding to a predetermined angle. Specifically, when the predetermined angle is θk, the coefficients a k, 1 to a k, n of the matrix A corresponding to θk are changed.
そして、判定部２２は、調整された逆行列Ｋを用いて算出された乗算結果ｅに含まれるθｋに対応する信号レベルが低下している場合、係数調整部２４によって調整された係数が、乗算結果ｅの合計値を最小にするために、正しい係数であると判定する。 When the signal level corresponding to θk included in the multiplication result e calculated using the adjusted inverse matrix K is reduced, the determination unit 22 multiplies the coefficient adjusted by the coefficient adjustment unit 24. In order to minimize the total value of the result e, it is determined that the coefficient is correct.
そして、再び、係数調整部２４は、係数ａk,1〜ａk,nを変更する。そして、判定部２２は、θｋに対応する信号レベルが低下しているか否かを判定する。 Then, again, the coefficient adjustment unit 24 changes the coefficients a k, 1 to a k, n . And the determination part 22 determines whether the signal level corresponding to (theta) k is falling.
判定部２２は、この係数調整部２４による調整と判定部２２による判定を繰り返し行い、係数をどのように変更した場合でもθｋに対応する信号レベルが低下しないような場合、すなわち、θｋに対応する信号レベルがさらに上昇しないような場合、乗算結果ｅの合計値が最小であると判定する。 The determination unit 22 repeatedly performs the adjustment by the coefficient adjustment unit 24 and the determination by the determination unit 22, and when the signal level corresponding to θk does not decrease no matter how the coefficient is changed, that is, corresponding to θk. When the signal level does not further increase, it is determined that the total value of the multiplication results e is the minimum.
本実施形態では、乗算結果ｅの合計値の最小値を判定するために、係数調整部２４によって行われる係数の調整手法は限定されず、例えば、周知の手法である最急降下法やモンテカルロ法を用いて、係数を最適な値に調整してもよい。 In this embodiment, the coefficient adjustment method performed by the coefficient adjustment unit 24 to determine the minimum value of the total value of the multiplication results e is not limited. For example, the steepest descent method or the Monte Carlo method, which are well-known methods, are used. And the coefficient may be adjusted to an optimum value.
次に、図３を参照して、本実施形態の到来波が復元装置によって実施される到来波復元処理の手順について説明する。
まず、レーダシステム３０によって、到来波Ｔが受信される（ステップＳ３０）。次に、行列・逆行列生成部１８によって、行列Ａが生成され（ステップＳ３１）、そして、この行列Ａの逆行列Ｋが生成される（ステップＳ３２）。
Next, with reference to FIG. 3, the procedure of the incoming wave restoration process in which the incoming wave of the present embodiment is implemented by the restoration device will be described.
First, the incoming wave T is received by the radar system 30 (step S30). Next, the matrix / inverse matrix generation unit 18 generates a matrix A (step S31), and then generates an inverse matrix K of the matrix A (step S32).
そして、行列乗算部２０によって、受信結果ｄと、ステップＳ３２において生成された逆行列Ｋが乗算される（ステップＳ３４）。次に、判定部２２によって、ステップＳ３４における乗算結果ｅが１回目の乗算結果ｅであるか否かが判定される（ステップＳ３５）。そして、１回目の乗算結果ｅである場合、後述するステップＳ３８に進み、そうでない場合、ステップＳ３６に進む。ステップＳ３６では、判定部２２によって、乗算結果ｅの合計値が最小であるか否かが判定される（ステップＳ３６）。 The matrix multiplication unit 20 multiplies the reception result d by the inverse matrix K generated in step S32 (step S34). Next, the determination unit 22 determines whether or not the multiplication result e in step S34 is the first multiplication result e (step S35). If it is the first multiplication result e, the process proceeds to step S38, which will be described later. Otherwise, the process proceeds to step S36. In step S36, the determination unit 22 determines whether or not the total value of the multiplication results e is the minimum (step S36).
そして、乗算結果ｅの合計値が最小であると判定されなかった場合（ステップＳ３６：ＮＯ）もステップＳ３８に進む、ステップＳ３８では、係数調整部２４によって、逆行列Ｋの行列要素である係数が調整される（ステップＳ３８）。そして、例えば、係数調整部２４によって係数を調整して新たな逆行列Ｋが生成される（ステップＳ３２）
一方、乗算結果ｅの合計値が最小であると判定された場合（ステップＳ３６：ＹＥＳ）、この乗算結果ｅから決定される波形を到来波Ｔの復元結果ｈとして出力する。
If it is not determined that the total value of the multiplication results e is the minimum (step S36: NO), the process proceeds to step S38. In step S38, the coefficient that is the matrix element of the inverse matrix K is obtained by the coefficient adjustment unit 24. Adjustment is made (step S38). Then, for example, a new inverse matrix K is generated by adjusting the coefficient by the coefficient adjusting unit 24 (step S32).
On the other hand, when it is determined that the total value of the multiplication results e is minimum (step S36: YES), the waveform determined from the multiplication results e is output as the restoration result h of the incoming wave T.
次に、到来波Ｔの復元結果ｈについて説明する。
図４は、到来波Ｔの一例を示しており、中心角−０．４５°（指示角−０．９°〜０．０°の区間)に約０ｄＢの信号レベルを示す到来波Ｔ１が一様に分布しており、中心角−２．２５°（指示角−２．７°〜−１．８°の区間）に約−４０ｄＢの信号レベルを示す到来波Ｔ２が一様に分布している。
Next, the restoration result h of the incoming wave T will be described.
FIG. 4 shows an example of the incoming wave T, and the incoming wave T 1 showing a signal level of about 0 dB at the central angle −0.45 ° (section between the indication angle −0.9 ° and 0.0 °) is shown. are uniformly distributed, the central angle -2.25 ° incoming wave T 2 is uniformly distributed showing the signal level of approximately -40dB (the indication angle -2.7 ° ~-1.8 ° interval) doing.
図５は、このような到来波Ｔ１，Ｔ２が、従来技術の受信装置によって受信された受信結果ｄの一例を示している。なお、中心角は、指示角の中心を示す角度である。 FIG. 5 shows an example of a reception result d in which such incoming waves T 1 and T 2 are received by a conventional receiving apparatus. The center angle is an angle indicating the center of the indication angle.
図５の縦軸は、受信結果ｄの信号レベル（ｄＢ）を示しており、図５の横軸は、指示角（ｄｅｇ）を示している。 5 indicates the signal level (dB) of the reception result d, and the horizontal axis in FIG. 5 indicates the indication angle (deg).
この例では、指示角−１４．４°，−１３．５°，・・・，−２．７°，−１．８°，−０．９°，０．０°，０．９°，・・・のように、０．９°毎に走査され、受信結果ｄが得られる場合を想定している。 In this example, the indication angles are -14.4 °, -13.5 °, ..., -2.7 °, -1.8 °, -0.9 °, 0.0 °, 0.9 °, It is assumed that the reception result d is obtained by scanning every 0.9 ° as in FIG.
図５では、中心角−０．４５°に対応する指示角−０．９°，０．０°の受信結果信号レベルが０ｄＢであるため、図４に示すような中心角−０．４５°に対応する成分の到来波Ｔ１は、受信結果ｄに示されていることが分かる。 In FIG. 5, since the reception result signal level of the indication angle −0.9 ° and 0.0 ° corresponding to the center angle −0.45 ° is 0 dB, the center angle −0.45 ° as shown in FIG. It can be seen that the incoming wave T 1 of the component corresponding to is shown in the reception result d.
しかし、図５では、中心角−２．２５°に対応する指示角−２．７°，−１．８°の受信結果信号レベルは約−１８ｄＢ，−１３ｄＢである。そのため、図４に示すような中心角−２．２５°に対応する成分の到来波Ｔ２は、受信結果ｄに示されていない。さらに、それ以外の指示角成分の受信波、例えば反射波またはノイズ等も測定されており、図４に示すような到来波Ｔ１，Ｔ２とは程遠いものとなっている。そこで、本実施形態では、従来技術のように受信指向性パターンを変更するのではなく、上述したような係数調整処理を行い、最適な係数からなる逆行列を用いて到来波Ｔの復元を試みる。 However, in FIG. 5, the reception result signal levels at the instruction angles of −2.7 ° and −1.8 ° corresponding to the central angle of −2.25 ° are approximately −18 dB and −13 dB, respectively. Therefore, the incoming wave T 2 having a component corresponding to the central angle of −2.25 ° as shown in FIG. 4 is not shown in the reception result d. In addition, the received waves of other indication angle components, such as reflected waves or noises, are measured and are far from the incoming waves T 1 and T 2 as shown in FIG. Therefore, in the present embodiment, instead of changing the reception directivity pattern as in the prior art, the coefficient adjustment processing as described above is performed, and restoration of the incoming wave T is attempted using an inverse matrix composed of optimum coefficients. .
反射波またはノイズ等を最小にするためには、乗算結果ｅの合計値を最小にする必要がある。したがって、乗算結果ｅの合計値が最小になるように、係数調整部２４によって逆行列Ｋの係数が繰り返し調整される。 In order to minimize the reflected wave or noise, it is necessary to minimize the total value of the multiplication results e. Therefore, the coefficient of the inverse matrix K is repeatedly adjusted by the coefficient adjusting unit 24 so that the total value of the multiplication results e is minimized.
図６は、乗算結果ｅに対して、係数調整部２４による係数の調整によって、判定部２２によって、合計値が最小になると判定された乗算結果ｅを示している。 FIG. 6 shows the multiplication result e determined by the determination unit 22 that the total value is minimized by adjusting the coefficient by the coefficient adjustment unit 24 with respect to the multiplication result e.
図６に示すように、係数調整部２４による係数の調整によって、反射波またはノイズ等による成分が除去され、図４のような到来波Ｔが復元されていることが分かる。 As shown in FIG. 6, it can be seen that the component of the reflected wave or noise is removed by adjusting the coefficient by the coefficient adjusting unit 24, and the incoming wave T as shown in FIG. 4 is restored.
次に、係数調整部２４による係数調整の別の例を説明する。
ここでは、図７のように、中心角−０．４５°に約０ｄＢの信号レベルを示す到来波Ｔ１が一様に分布している場合を想定する。
Next, another example of coefficient adjustment by the coefficient adjustment unit 24 will be described.
Here, as in FIG. 7, it is assumed that incoming wave T 1 showing a signal level of approximately 0dB to central angle -0.45 ° are uniformly distributed.
図８は、係数調整部２４による係数の調整を行う前の乗算結果ｅを示している。
また、図８の縦軸は、乗算結果eに含まれる中心角毎の調整前信号レベル（ｄＢ）を示しており、図８の横軸は、中心角（ｄｅｇ）を示している。
FIG. 8 shows a multiplication result e before the coefficient adjustment unit 24 adjusts the coefficient.
Further, the vertical axis in FIG. 8 indicates the pre-adjustment signal level (dB) for each central angle included in the multiplication result e, and the horizontal axis in FIG. 8 indicates the central angle (deg).
図８に示すように、例えば逆行列Ｋの係数が最適でない場合、中心角−０．４５°とは異なる中心角、例えば中心角１１．２５°の調整前信号レベルが中心角−０．４５°の調整前信号レベルよりも高い場合がある。そのため、例えば、中心角−０．４５°と中心角１１．２５°との何れの方位から到来波Ｔが到来しているか否かを判定できない。 As shown in FIG. 8, for example, when the coefficient of the inverse matrix K is not optimal, the signal level before adjustment at a center angle different from the center angle −0.45 °, for example, the center angle 11.25 °, is the center angle −0.45. May be higher than the pre-adjustment signal level. Therefore, for example, it cannot be determined whether the incoming wave T is arriving from which direction of the central angle −0.45 ° or the central angle 11.25 °.
そこで、判定部２２によって、最適な逆行列Ｋであると判定されるまで、すなわち、乗算結果ｅの合計値が最小になるまで、係数調整部２４によって係数が調整される。なお、到来波Ｔ１が到来している角度が予め分かっているような場合、その角度方向と異なる角度の調整前信号レベルが最小になるように、すなわち、所望ではない信号レベルを最小にするように、係数が調整されてもよい。 Therefore, the coefficient is adjusted by the coefficient adjustment unit 24 until the determination unit 22 determines that the inverse matrix K is optimal, that is, until the total value of the multiplication results e is minimized. Incidentally, when the angle of the arrival wave T 1 is has arrived as is known in advance, as adjusted before the signal level of the angle different from the angle direction is minimized, i.e., to minimize the signal level is not a desired As such, the coefficients may be adjusted.
図９は、図８の乗算結果ｅに対して、係数調整部２４による係数の調整によって、判定部２２によって、合計値が最小になると判定された乗算結果を示している。 FIG. 9 shows a multiplication result for which the determination unit 22 determines that the total value is minimized by adjusting the coefficient by the coefficient adjustment unit 24 with respect to the multiplication result e in FIG.
図９に示すように、係数調整部２４による係数の調整によって、反射波またはノイズ等による成分が除去され、図７のような到来波Ｔ１が復元されていることが分かる。 As shown in FIG. 9, it can be seen that the component due to the reflected wave or noise is removed by adjusting the coefficient by the coefficient adjusting unit 24, and the incoming wave T 1 as shown in FIG. 7 is restored.
このように、係数が最適化されていない場合、例えば本来存在しない方位に到来波Ｔが存在するような乗算結果ｅが得られるため、係数が最適値になるまで調整し、最適な係数、すなわち最適な逆行列Ｋを用いることによって、到来波Ｔを復元する。 In this way, when the coefficient is not optimized, for example, a multiplication result e is obtained such that the incoming wave T exists in a direction that does not exist originally. Therefore, the coefficient is adjusted to an optimum value, and the optimum coefficient, that is, The incoming wave T is restored by using the optimal inverse matrix K.
次に、図１０を参照して、乗算結果ｅの他の例について説明する。
図１０は、受信指向性ａとして一様分布指向性を用いた場合の受信信号レベルのシミュレーション結果の一例を示す図である。一様分布指向性とは、一様分布のアンテナパターンに基づく指向性である。また、指示角が４０．５°である場合における一様分布指向性を示している。
Next, another example of the multiplication result e will be described with reference to FIG.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a reception signal level simulation result when uniform distribution directivity is used as the reception directivity a. Uniform distribution directivity is directivity based on a uniformly distributed antenna pattern. Further, the uniform distribution directivity when the indication angle is 40.5 ° is shown.
また、図１０の縦軸は、一様分布指向性、受信結果ｄ、および乗算結果ｅの各々の信号レベル（ｄＢ）を示しており、図１０の横軸は、方位角（ｄｅｇ）を示している。 Also, the vertical axis in FIG. 10 indicates the signal level (dB) of the uniform distribution directivity, the reception result d, and the multiplication result e, and the horizontal axis in FIG. 10 indicates the azimuth angle (deg). ing.
また、図１０では、４０．５°方向に０ｄＢの点波源から到来波Ｔが到来する場合を想定している。 Further, FIG. 10 assumes a case where an incoming wave T arrives from a 0 dB point wave source in the 40.5 ° direction.
受信結果ｄは、指示角を０．９°毎に変更し、各指示角において受信信号をサンプリングした結果を示している。また、方位角４０．５°の信号レベルが０ｄＢであり、方位角３０．６°の信号レベルが約−３０ｄＢを示している。つまり、２つの方位から到来波Ｔが到来していることを示している。 The reception result d indicates a result obtained by sampling the reception signal at each indication angle by changing the indication angle every 0.9 °. Further, the signal level at the azimuth angle 40.5 ° is 0 dB, and the signal level at the azimuth angle 30.6 ° is about −30 dB. That is, it shows that the incoming wave T has arrived from two directions.
乗算結果ｅは、受信結果ｄに対して、逆行列処理を行った結果を示している。方位角約７０°から約８５°を除いて、方位角４０．５°と異なる方位角に対応する信号レベルが−７０ｄＢよりも低いことが示されている。つまり、方位角４０．５°と異なる方位からの反射波またはノイズ等の成分が除去されていることが示されている。なお、方位角約７０°から約８５°の信号レベルは、例えば、上述したように係数を調整することによって、最小値になるように調整される。 A multiplication result e indicates a result obtained by performing an inverse matrix process on the reception result d. It is shown that the signal level corresponding to an azimuth angle different from the azimuth angle 40.5 ° is lower than −70 dB except for the azimuth angle of about 70 ° to about 85 °. That is, it is shown that components such as a reflected wave or noise from an azimuth different from the azimuth angle of 40.5 ° are removed. Note that the signal level of the azimuth angle of about 70 ° to about 85 ° is adjusted to be a minimum value by adjusting the coefficient as described above, for example.
このように、本実施形態では、点波源からの到来波Ｔに対して、受信指向性ａとして例えば一様分布指向性を用いた場合でも、受信結果ｄより、真の値を示す到来波Ｔを復元する。 As described above, in this embodiment, even when uniform distribution directivity is used as the reception directivity a for the incoming wave T from the point wave source, the arrival wave T that shows a true value from the reception result d. To restore.
次に、図１１を参照して、図１０に示したような一様分布指向性の別の例について説明する。なお、図１１に示す一様分布指向性は、指示角が０．０°である場合における一様分布指向性を示している。 Next, another example of uniform distribution directivity as shown in FIG. 10 will be described with reference to FIG. Note that the uniform distribution directivity shown in FIG. 11 indicates the uniform distribution directivity when the indication angle is 0.0 °.
また、図１１の縦軸は、一様分布指向性の信号レベル（ｄＢ）を示しており、図１１の横軸は、方位角（ｄｅｇ）を示している。 Further, the vertical axis in FIG. 11 indicates the signal level (dB) of uniform distribution directivity, and the horizontal axis in FIG. 11 indicates the azimuth angle (deg).
図１１に示す一様分布指向性は、予め定められた高い受信指向性を有する指示角範囲に対応する部分的受信指向性を示している。部分的受信指向性は、受信指向性ａのうち、予め定められた高い受信指向性を有する方位角範囲に対応する部分的な受信指向性である。具体的には、図１０に示したような一様分布指向性に対して、指示角を０．０°として、測定範囲（方位角約−３６．０°〜約６０．５°）外の感度を低下させた指向性を有している。なお、従来技術を用いて、測定範囲外の感度を低下させることができる。 The uniform distribution directivity shown in FIG. 11 indicates partial reception directivity corresponding to an instruction angle range having predetermined high reception directivity. The partial reception directivity is a partial reception directivity corresponding to an azimuth range having a high reception directivity in the reception directivity a. Specifically, with respect to the uniform distribution directivity as shown in FIG. 10, the indication angle is set to 0.0 °, and the measurement range (azimuth angle of about −36.0 ° to about 60.5 °) is outside. It has directivity with reduced sensitivity. Note that the sensitivity outside the measurement range can be reduced by using the conventional technique.
測定範囲は、例えば、到来波Ｔを復元するために必要な所定の角度範囲である。より詳細には、測定範囲は、少なくとも到来波Ｔを復元するために必要な行列Ａの部分行列を生成可能な角度範囲である。また、行列Ａの部分行列は、上述したように、行列・逆行列生成部１８によって、部分的受信指向性に基づいて生成される。 The measurement range is, for example, a predetermined angle range necessary for restoring the incoming wave T. More specifically, the measurement range is an angular range in which a partial matrix of the matrix A necessary for restoring the incoming wave T can be generated. Further, as described above, the partial matrix of the matrix A is generated by the matrix / inverse matrix generation unit 18 based on the partial reception directivity.
このように、受信指向性ａとして例えば一様分布指向性の測定範囲を限定することによって、例えば、行列Ａを生成する代わりに部分的受信指向性に対応する行列Ａの部分行列を生成するため、行列Ａに対する逆行列処理に関する演算負荷よりも演算負荷が低減されるという利点がある。 As described above, for example, by limiting the measurement range of the uniform distribution directivity as the reception directivity a, for example, to generate a partial matrix of the matrix A corresponding to the partial reception directivity instead of generating the matrix A. There is an advantage that the calculation load is reduced rather than the calculation load related to the inverse matrix processing for the matrix A.
なお、本実施形態において、図１１に示すような一様分布指向性とは異なる一般的な受信指向性ａに対して、測定範囲外の感度を低下させた部分的受信指向性を用いてもよい。 In the present embodiment, a partial reception directivity obtained by reducing the sensitivity outside the measurement range may be used for a general reception directivity a different from the uniform distribution directivity as shown in FIG. Good.
次に、図１２を参照して、行列Ａの部分行列を用いた場合における逆行列処理の結果の一例について説明する。
なお、図１１では、部分的受信指向性について説明したが、図１２では、部分的送信指向性について説明する。
部分的送信指向性は、送信指向性（図示せず）のうち、予め定められた高い送信指向性を有する方位角範囲に対応する部分的な送信指向性である。具体的には、部分的送信指向性は、例えば、方位角θ６〜θ８を含む角度範囲に対して他の方位角よりも高い送信指向性を有する矩形波のような指向性を有する。また、部分的送信指向性は、高い送信指向性を有する角度範囲が狭い送信指向性、すなわち細い送信指向性を有していてもよい。
Next, an example of the result of the inverse matrix processing when the submatrix of the matrix A is used will be described with reference to FIG.
In addition, although FIG. 11 demonstrated partial reception directivity, FIG. 12 demonstrates partial transmission directivity.
The partial transmission directivity is a partial transmission directivity corresponding to an azimuth range having a predetermined high transmission directivity among transmission directivities (not shown). Specifically, the partial transmission directivity has directivity like a rectangular wave having a transmission directivity higher than other azimuth angles with respect to an angle range including azimuth angles θ6 to θ8, for example. Further, the partial transmission directivity may have a transmission directivity with a narrow angle range having a high transmission directivity, that is, a narrow transmission directivity.
また、図１２の縦軸は、受信結果ｄおよび乗算結果ｅの信号レベル（ｄＢ）を示しており、図１２の横軸は、方位角を示している。また、図１２では、方位角θ６および方位角θ８の方向に各々０ｄＢの点波源が存在する場合を想定している。 The vertical axis in FIG. 12 indicates the signal level (dB) of the reception result d and the multiplication result e, and the horizontal axis in FIG. 12 indicates the azimuth angle. In FIG. 12, it is assumed that a point wave source of 0 dB exists in the directions of azimuth angle θ6 and azimuth angle θ8.
図１２に示す受信結果ｄは、このような部分的送信指向性を用いて送信されたビームに対して波源から到来波Ｔを受信することによって得られる。また、図１２に示す乗算結果ｅは、行列・逆行列生成部１８によって部分的送信指向性と受信指向性ａとが乗算されることによって得られる送受信総合指向性に対応する行列Ａの部分行列から得られる逆行列Ｋの部分行列と、受信結果ｄの一部とを乗算して得られる。 The reception result d shown in FIG. 12 is obtained by receiving the incoming wave T from the wave source with respect to the beam transmitted using such partial transmission directivity. Also, the multiplication result e shown in FIG. 12 is a partial matrix of the matrix A corresponding to the transmission / reception total directivity obtained by multiplying the partial transmission directivity and the reception directivity a by the matrix / inverse matrix generation unit 18. Is obtained by multiplying the partial matrix of the inverse matrix K obtained from the above and a part of the reception result d.
具体的に、このような逆行列Ｋの部分行列を用いて得られた結果について説明する。
受信結果ｄは、本来波源のない方位角θ７の方向に対して約５ｄＢの信号レベルを示している。これは、例えば、クラッタエコー等の漏れ込みによる応答によって生じることがある。
Specifically, the results obtained using such a partial matrix of the inverse matrix K will be described.
The reception result d indicates a signal level of about 5 dB with respect to the direction of the azimuth angle θ7 that originally has no wave source. This may be caused by a response due to leakage such as clutter echo.
そこで、方位角θ７を中心とした所定の角度範囲の受信結果ｄに対応する逆行列Ｋの部分行列と、その所定の角度範囲の受信結果ｄとを乗算することによって乗算結果ｅを得る。 Therefore, the multiplication result e is obtained by multiplying the partial matrix of the inverse matrix K corresponding to the reception result d in the predetermined angle range centered on the azimuth angle θ7 and the reception result d in the predetermined angle range.
そして、図１２に示すように、乗算結果ｅは、方位角θ７の方向に対して信号レベルが−１００ｄＢ以下になったことを示している。 Then, as shown in FIG. 12, the multiplication result e indicates that the signal level is −100 dB or less with respect to the direction of the azimuth angle θ7.
このように、部分的送信指向性の高い指向性を有する狭い角度範囲に対応した逆行列Ｋの部分行列を用いることによって、逆行列Ｋの大きさを小さくすることができ、逆行列Ｋの部分行列と受信結果ｄの一部分とを用いて、方位角θ７の真の値が得られる。 Thus, by using a partial matrix of the inverse matrix K corresponding to a narrow angle range having high directivity with partial transmission directivity, the size of the inverse matrix K can be reduced, and the portion of the inverse matrix K can be reduced. Using the matrix and a part of the reception result d, a true value of the azimuth angle θ7 is obtained.
なお、部分的送信指向性を用いた送信波は、例えばファンビームとして送信されるため、メインローブ幅が太いような場合であっても受信結果ｄ等の解像度は低下しない。 In addition, since the transmission wave using partial transmission directivity is transmitted as a fan beam, for example, the resolution of the reception result d and the like does not decrease even when the main lobe width is large.
次に、図１３を参照して、受信指向性ａの別の例について説明する。
また、図１３の縦軸は、受信指向性ａの信号レベル（ｄＢ）を示しており、図１３の横軸は、方位角を示している。
Next, another example of the reception directivity a will be described with reference to FIG.
The vertical axis in FIG. 13 indicates the signal level (dB) of the reception directivity a, and the horizontal axis in FIG. 13 indicates the azimuth angle.
図１３に示す受信指向性ａは、レーダ受信機の方位角において等間隔に、すなわち等角度に、ヌル点が配置されている指向性を有する。ヌル点は、例えば、方位角θ９，θ１０，θ１１等で示されるように受信感度が十分低い点である。図１３では、方位角θ９，θ１０，θ１１で示される各ヌル点に対応する受信指向性レベルは、それぞれ−６０ｄＢである。 The reception directivity a shown in FIG. 13 has directivity in which null points are arranged at equal intervals in the azimuth angle of the radar receiver, that is, at equal angles. The null point is a point with sufficiently low reception sensitivity as indicated by azimuth angles θ9, θ10, θ11, and the like. In FIG. 13, the reception directivity levels corresponding to the null points indicated by the azimuth angles θ9, θ10, and θ11 are −60 dB, respectively.
このように、ヌル点が等間隔に配置されている受信指向性ａを用いることによって、行列Ａに対する逆行列処理に関する演算負荷よりも演算負荷が低減されるという利点がある。 Thus, by using the reception directivity a in which the null points are arranged at equal intervals, there is an advantage that the calculation load is reduced rather than the calculation load related to the inverse matrix processing for the matrix A.
例えば、等角度に受信指向性ａが配置されているため、この受信指向性ａに基づき生成される行列Ａの係数も角度に関して規則性を有しているおり、行列Ａの係数は、乗算結果ｅの合計値を最小にする行列Ａの係数に近い値を示す。そのため、例えば、逆行列Ｋの係数を調整する回数等が減少し、逆行列処理に関する演算負荷が低減される。 For example, since the reception directivities a are arranged at equal angles, the coefficients of the matrix A generated based on the reception directivities a have regularity with respect to the angles, and the coefficients of the matrix A are the multiplication results. A value close to the coefficient of the matrix A that minimizes the total value of e is shown. Therefore, for example, the number of times of adjusting the coefficient of the inverse matrix K is reduced, and the calculation load related to the inverse matrix processing is reduced.
ここで、本実施形態において、行列・逆行列生成部１８によって到来波Ｔの成分を復元することが可能な逆行列Ｋの成分k_(i,j)を有する逆行列Ｋを生成するための条件の一例について説明する。 Here, in the present embodiment, a condition for generating the inverse matrix K having the component k_ (i, j) of the inverse matrix K that can restore the component of the incoming wave T by the matrix / inverse matrix generation unit 18. An example will be described.
まず、数式（３）等の解を得るために、指示角数≧中心角数を満たす必要がある。すなわち、数式（３）等の連立方程式の未知数がその連立方程式の数に等しいまたは少ないことが必要である。また、行列Ａを生成するために、中心角数は有限数である必要がある。 First, in order to obtain a solution such as Equation (3), it is necessary to satisfy the indication angle number ≧ the center angle number. That is, it is necessary that the unknown number of simultaneous equations such as Equation (3) is equal to or less than the number of simultaneous equations. Further, in order to generate the matrix A, the number of central angles needs to be a finite number.
なお、本実施形態において、行列Ａの係数は、受信指向性ａの所定の角度範囲の信号レベルの積分値を用いてもよい。 In the present embodiment, the coefficient of the matrix A may be an integral value of the signal level in a predetermined angle range of the reception directivity a.
例えば、各指示角によって分割される方位角範囲を示す区間内において、到来波Ｔの成分が一様に分布していると見なせる場合、その区間に対応する行列Ａの係数a_(i,j)は、この区間に相当する受信指向性ａの信号レベルの積分値としてもよい。また、このような場合、効率的に最適な逆行列Ｋを求めることができるという利点がある。 For example, when it can be considered that the components of the incoming wave T are uniformly distributed within the interval indicating the azimuth angle range divided by each indication angle, the coefficient a_ (i, j) of the matrix A corresponding to that interval May be an integral value of the signal level of the reception directivity a corresponding to this section. In such a case, there is an advantage that the optimum inverse matrix K can be obtained efficiently.
また、行列演算処理を実時間で行うためには、測定範囲外からの到来波Ｔの信号が少ない方がよい。そのため、例えば、図１１を参照して上述したように、不要領域である測定範囲外（ｒ１よりも小さく、ｒ２よりも大きい範囲）に対する受信感度を低下させた受信指向性ａを用いることによって、容易に行列演算処理を行うことができる。 In addition, in order to perform the matrix calculation processing in real time, it is better that the signal of the incoming wave T from outside the measurement range is small. Therefore, for example, as described above with reference to FIG. 11, by using the reception directivity a in which the reception sensitivity outside the measurement range which is an unnecessary region (a range smaller than r1 and larger than r2) is reduced, Matrix operation processing can be easily performed.
また、受信指向性ａは、例えば、電波暗室における、レーダシステム３０による受信に関する実測値に基づいて得られるような指向性でもよい。同様に、送信指向性は、例えば、電波暗室における、レーダシステム３０による送信に関する実測値に基づいて得られるような指向性でもよい。 Further, the reception directivity a may be a directivity obtained based on an actual measurement value related to reception by the radar system 30 in an anechoic chamber, for example. Similarly, the transmission directivity may be a directivity obtained based on an actual measurement value related to transmission by the radar system 30 in an anechoic chamber, for example.
また、一様に分布した到来波Ｔは、例えば、レーダシステム３０が気象レーダ等である場合、この気象レーダによって測定される一様な雨粒を有する雨雲を波源とする到来波である。また、図１０等を参照して説明した点波源は、例えば飛行機等である。 In addition, the uniformly distributed incoming wave T is, for example, an incoming wave whose source is a rain cloud having uniform raindrops measured by the weather radar when the radar system 30 is a weather radar or the like. The point wave source described with reference to FIG. 10 and the like is, for example, an airplane.
なお、図２等を参照して説明した行列・逆行列生成部１８は、行列Ａを生成する行列生成部と、逆行列Ｋを生成する逆行列生成部とからなる構成要素に適宜分けてもよい。 The matrix / inverse matrix generation unit 18 described with reference to FIG. 2 and the like may be appropriately divided into components including a matrix generation unit that generates the matrix A and an inverse matrix generation unit that generates the inverse matrix K. Good.
上述したように本実施形態の到来波復元方法を適用した到来波復元装置によれば、上記のような作用により、次のような効果を得ることができる。
すなわち、測定結果である受信結果ｄを、真値である到来波Ｔと、クラッタエコー等の漏れこみに相当する係数を有する行列との線形和と見なし、連立方程式を解くことによって真値を復元するような手法を用いることによって、演算負荷を低減して、受信結果ｄから、測定範囲外からのクラッタエコー等の反射波またはノイズ等の影響を除去することが可能となる。
As described above, according to the arrival wave restoration device to which the arrival wave restoration method of the present embodiment is applied, the following effects can be obtained by the operation described above.
That is, the reception result d, which is a measurement result, is regarded as a linear sum of an incoming wave T that is a true value and a matrix having a coefficient corresponding to leakage such as clutter echo, and the true value is restored by solving simultaneous equations. By using such a method, it is possible to reduce the calculation load and remove the influence of reflected waves such as clutter echoes from outside the measurement range or noise from the reception result d.
具体的には、受信結果（Ｄ１〜Ｄｎ）に対して、逆行列Ｋを乗算することによって、クラッタエコー等の妨害波の影響を受ける前の到来波（Ｔ１〜Ｔｎ）を復元することが可能となる。このように、演算負荷が低減された逆行列Ｋの演算処理を用いることによって、到来波Ｔを復元することが可能となる。 Specifically, by multiplying the reception results (D1 to Dn) by the inverse matrix K, it is possible to restore the incoming waves (T1 to Tn) before being affected by interference waves such as clutter echoes. It becomes. In this manner, the incoming wave T can be restored by using the inverse matrix K computation process with a reduced computation load.
また、フェーズドアレーアンテナにおける、クラッタエコー等の漏れこみを回避することも可能となる。 It is also possible to avoid leakage of clutter echo or the like in the phased array antenna.
また、送信指向性または受信指向性の範囲を限定することによって、すなわち受信結果ｄの一部を用いることによって、行列の大きさが小さい部分行列から得られる逆行列Ｋを用いることによって、逆行列Ｋの係数調整のための演算処理を容易に行うことが可能となる。よって、クラッタエコー等の除去に要する演算量を低減することが可能となる。 Further, by limiting the range of transmission directivity or reception directivity, that is, by using a part of the reception result d, by using an inverse matrix K obtained from a submatrix having a small matrix size, an inverse matrix is obtained. Arithmetic processing for adjusting the coefficient of K can be easily performed. Therefore, it is possible to reduce the amount of calculation required for removing clutter echo and the like.
また、妨害波の影響を除去することができるため、到来波Ｔが到来している方向とは異なる方向から到来波Ｔが到来しているように見える虚像のような現象を除去することも可能となる。 In addition, since the influence of the interference wave can be removed, it is also possible to remove a phenomenon such as a virtual image that appears to arrive from a direction different from the direction from which the incoming wave T arrives. It becomes.
また、従来技術のような低い解像度の受信結果ｄに対して解像度を向上させることも可能となる。 Further, it is possible to improve the resolution with respect to the reception result d having a low resolution as in the prior art.
また、例えば到来波Ｔが中心角近傍で一様に分布しているとみなすことができるような場合、行列・逆行列生成部１８によって生成される行列Ａおよび逆行列Ｋは、送受信総合指向性等の特性によって決定される。そのため、行列・逆行列生成部１８によって生成される行列Ａおよび逆行列Ｋは、例えば、妨害波源の位置や強度等に影響されることなく、一度生成されれば、再び生成する必要がないため、演算負荷を低減することが可能となる。 For example, when the incoming wave T can be regarded as being uniformly distributed in the vicinity of the central angle, the matrix A and the inverse matrix K generated by the matrix / inverse matrix generation unit 18 are the transmission / reception comprehensive directivity. Etc. are determined by the characteristics. For this reason, the matrix A and the inverse matrix K generated by the matrix / inverse matrix generation unit 18 are not affected by the position or intensity of the disturbing wave source, and do not need to be generated again once generated. It becomes possible to reduce the calculation load.
また、離散化された状態で、すなわち角度毎に分離されて、受信結果ｄおよび復元結果ｈを得ることが可能となるため、連続的な無限の分解能で測定するよりも演算処理が容易になる。さらに、複数の到来波Ｔが混合しているような場合でも、離散化された状態で演算処理を行うため、複数の到来波Ｔを分離して復元することが可能となる。 In addition, since the reception result d and the restoration result h can be obtained in a discretized state, that is, separated for each angle, the arithmetic processing becomes easier than measurement with continuous infinite resolution. . Furthermore, even when a plurality of incoming waves T are mixed, the calculation process is performed in a discretized state, and thus it is possible to separate and restore the plurality of incoming waves T.
また、指示角と異なる角度範囲の信号を低減することによって、例えば、到来波Ｔに含まれる所望の方向以外からの信号を抑制することが可能となる。 Further, by reducing signals in an angle range different from the indicated angle, for example, signals from other than the desired direction included in the incoming wave T can be suppressed.
また、一様に分布した到来波Ｔに対して、気象レーダ等の特性を生かした演算処理を容易に行うことが可能となる。 In addition, it is possible to easily perform arithmetic processing using the characteristics of a weather radar or the like with respect to the uniformly distributed incoming waves T.
以上のように、本発明によれば、演算負荷を低減しつつ、妨害波信号を除去することを可能とし、また、受信信号の解像度の低下を防止することを可能とする到来波復元装置、到来波復元システム、および到来波復元方法が提供される。 As described above, according to the present invention, it is possible to remove an interfering wave signal while reducing a calculation load, and to prevent a reduction in resolution of a received signal, An arrival wave restoration system and an arrival wave restoration method are provided.
要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 In short, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
１０…到来波復元装置、１２…データ蓄積部、１４…送信特性取得部、１６…受信特性取得部、１８…行列・逆行列生成部、２０…行列乗算部、２２…判定部、２４…係数調整部、３０…レーダシステム、３２…アンテナ、ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５…受信指向性、ａ１１，ａ２２，ａ３３，ａ４４，ａ５５…受信レベル、ｂ１…送信指向性に関する情報、ｂ２…受信指向性に関する情報、ｃ…逆行列を示す情報、ｄ…受信結果、ｅ…乗算結果、ｆ…調整前乗算結果、ｇ…行列Ａまたは逆行列Ｋに関する情報、ｈ…復元結果、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５…受信結果、Ｔ…到来波、θ１，θ２，θ３，θ４，θ５…指示角、θ６，θ７，θ８，θ９，θ１０，θ１１…方位角。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Arrival wave decompression | restoration apparatus, 12 ... Data storage part, 14 ... Transmission characteristic acquisition part, 16 ... Reception characteristic acquisition part, 18 ... Matrix / inverse matrix production | generation part, 20 ... Matrix multiplication part, 22 ... Determination part, 24 ... Coefficient Adjustment unit, 30 ... radar system, 32 ... antenna, a1, a2, a3, a4, a5 ... reception directivity, a11, a22, a33, a44, a55 ... reception level, b1 ... information on transmission directivity, b2 ... reception Information on directivity, c: information indicating an inverse matrix, d: reception result, e: multiplication result, f: pre-adjustment multiplication result, g: information on matrix A or inverse matrix K, h: restoration result, D1, D2, D3, D4, D5 ... reception results, T ... incoming waves, θ1, θ2, θ3, θ4, θ5 ... indication angles, θ6, θ7, θ8, θ9, θ10, θ11 ... azimuth angles.
Claims (9)
レーダ受信機の送信指向性と受信指向性とから決定される総合指向性を、離散的な指示角毎に特徴付けた行列を生成する行列生成手段と、
前記行列生成手段によって生成された行列の逆行列を生成する逆行列生成手段と、
前記逆行列の行列要素である係数のうち、所定の角度に対応する列の係数を変更し、前記係数を変更された逆行列に、前記レーダ受信機によって受信され、離散的な指示角毎に出力された前記到来波の受信結果を乗じて、前記離散的な指示角毎に乗算結果を得る乗算手段と、
前記各指示角において得られた乗算結果に含まれる、前記所定の角度に対応する信号レベルが上昇しなくなるまで、前記乗算手段による前記係数の変更を繰り返し、前記所定の角度に対応する信号レベルが上昇しなくなった場合、前記各指示角において得られた乗算結果の合計値が最小であると判定し、前記最小であると判定された乗算結果から決定される波形を、前記到来波の復元結果であると判定する判定手段と、
を備える到来波復元装置。 A device that restores incoming waves,
Matrix generating means for generating a matrix that characterizes the total directivity determined from the transmission directivity and reception directivity of the radar receiver for each discrete indication angle;
Inverse matrix generation means for generating an inverse matrix of the matrix generated by the matrix generation means;
Among the coefficients that are matrix elements of the inverse matrix , the coefficient of the column corresponding to a predetermined angle is changed, and the coefficient is changed to an inverse matrix that is received by the radar receiver, and for each discrete indication angle. Multiplication means for multiplying the received reception result of the incoming wave to obtain a multiplication result for each discrete indication angle;
The coefficient change by the multiplication means is repeated until the signal level corresponding to the predetermined angle included in the multiplication result obtained at each indication angle does not increase, and the signal level corresponding to the predetermined angle is If no longer increased, the waveform sum of the indication angle your have been multiplication results obtained it is determined to be the minimum, which is determined from the determined multiplication result and said a minimum, the incoming waves Determining means for determining that the result is a restoration result of;
An incoming wave restoration device comprising:
レーダ波を目標に向けて送信するレーダ送信機と、
前記レーダ波が前記目標において反射してなる到来波を受信し、その受信結果を、離散的な指示角毎に出力するレーダ受信機と、
前記レーダ受信機の送信指向性と受信指向性とから決定される総合指向性を、離散的な指示角毎に特徴付けた行列を生成する行列生成手段と、
前記行列生成手段によって生成された行列の逆行列を生成する逆行列生成手段と、
前記逆行列の行列要素である係数のうち、所定の角度に対応する列の係数を変更し、前記係数を変更された逆行列に前記受信結果を乗じて、前記離散的な指示角毎に乗算結果を得る乗算手段と、
前記各指示角において得られた乗算結果に含まれる、前記所定の角度に対応する信号レベルが上昇しなくなるまで、前記乗算手段による前記係数の変更を繰り返し、前記所定の角度に対応する信号レベルが上昇しなくなった場合、前記各指示角において得られた乗算結果の合計値が最小であると判定し、前記最小であると判定された乗算結果から決定される波形を、前記到来波の復元結果であると判定する判定手段と、
を備える到来波復元システム。 A system that restores incoming waves,
A radar transmitter for transmitting a radar wave toward a target;
A radar receiver that receives an incoming wave formed by reflecting the radar wave at the target, and outputs a reception result for each discrete indication angle;
Matrix generating means for generating a matrix that characterizes the total directivity determined from the transmission directivity and reception directivity of the radar receiver for each discrete indication angle;
Inverse matrix generation means for generating an inverse matrix of the matrix generated by the matrix generation means;
Of the coefficients that are matrix elements of the inverse matrix, change the coefficient of the column corresponding to a predetermined angle, multiply the inverse matrix with the coefficient changed by the reception result, and multiply each discrete indication angle Multiplication means for obtaining a result;
The coefficient change by the multiplication means is repeated until the signal level corresponding to the predetermined angle included in the multiplication result obtained at each indication angle does not increase, and the signal level corresponding to the predetermined angle is If you no longer rose, the determining the sum of the multiplication results obtained have you each indication angle is minimum, the waveform is determined from the multiplication result of the is determined to be minimal, the arriving wave Determining means for determining that the result is a restoration result;
An incoming wave restoration system comprising:
前記到来波をレーダ受信機によって受信し、その受信結果を、離散的な指示角毎に出力し、
前記レーダ受信機の送信指向性と受信指向性とから決定される総合指向性を、離散的な指示角毎に特徴付けた行列を生成し、
前記生成された行列の逆行列を生成し、
前記逆行列の行列要素である係数のうち、所定の角度に対応する列の係数を変更し、前記係数を変更された逆行列に前記受信結果を乗じて、前記離散的な指示角毎に乗算結果を得て、
前記各指示角において得られた乗算結果に含まれる、前記所定の角度に対応する信号レベルが上昇しなくなるまで、前記係数の変更を繰り返し、前記所定の角度に対応する信号レベルが上昇しなくなった場合、前記各指示角において得られた乗算結果の合計値が最小であると判定し、前記最小であると判定された乗算結果から決定される波形を、前記到来波の復元結果であると判定する、
到来波復元方法。 A method for restoring incoming waves,
The incoming wave is received by a radar receiver, the reception result is output for each discrete indication angle,
Generating a matrix that characterizes the total directivity determined from the transmission directivity and reception directivity of the radar receiver for each discrete indication angle;
Generating an inverse matrix of the generated matrix;
Of the coefficients that are matrix elements of the inverse matrix, change the coefficient of the column corresponding to a predetermined angle, multiply the inverse matrix with the coefficient changed by the reception result, and multiply each discrete indication angle Get the result
The coefficient change is repeated until the signal level corresponding to the predetermined angle included in the multiplication result obtained at each indication angle does not increase, and the signal level corresponding to the predetermined angle does not increase. and if the determined total value of the multiplication results obtained have you each indication angle is minimum, the waveform is determined from multiplicative result determines that the is the minimum, in the reconstruction result of the arrival wave Judge that there is,
Arrival wave reconstruction method.
レーダ波を目標に向けて送信するレーダ送信機と、
前記レーダ波が前記目標において反射してなる到来波を受信し、その受信結果を、離散的な指示角毎に出力するレーダ受信機とを備え、
前記レーダ受信機の送信指向性と受信指向性とから決定される総合指向性を、離散的な指示角毎に特徴付けた行列を生成させ、前記生成された行列の逆行列を生成させ、前記逆行列の行列要素である係数のうち、所定の角度に対応する列の係数を変更させ、前記係数を変更された逆行列に前記受信結果を乗じて、前記離散的な指示角毎に乗算結果を得させ、前記各指示角において得られた乗算結果に含まれる、前記所定の角度に対応する信号レベルが上昇しなくなるまで、前記係数の変更を繰り返させ、前記所定の角度に対応する信号レベルが上昇しなくなった場合、前記各指示角において得られた乗算結果の合計値が最小であると判定させ、前記最小であると判定された乗算結果から決定される波形を、前記到来波の復元結果であると判定させる、
レーダ装置。 A radar device for restoring incoming waves,
A radar transmitter for transmitting a radar wave toward a target;
A radar receiver that receives an incoming wave formed by reflecting the radar wave at the target, and outputs a reception result for each discrete indication angle;
Generating a matrix characterizing the total directivity determined from the transmission directivity and the reception directivity of the radar receiver for each discrete indication angle, generating an inverse matrix of the generated matrix, Of the coefficients that are matrix elements of the inverse matrix , the coefficient of the column corresponding to a predetermined angle is changed , the inverse matrix with the coefficient changed is multiplied by the reception result, and the multiplication result for each discrete indication angle the allowed obtained, the included in the multiplication results obtained in each direction angle, until the signal level corresponding to the predetermined angle is not increased, thereby repeatedly changing the coefficients, the signal level corresponding to the predetermined angle If There no longer increased, the waveform sum of the indication angle your have been multiplication results obtained by determined the minimum, is determined from the multiplication result is determined to the a minimum, the incoming waves Is determined to be the restoration result of To,
Radar device.
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