JPH02309703A - Adaptive antenna system - Google Patents

Adaptive antenna system

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Publication number
JPH02309703A
JPH02309703A JP13213289A JP13213289A JPH02309703A JP H02309703 A JPH02309703 A JP H02309703A JP 13213289 A JP13213289 A JP 13213289A JP 13213289 A JP13213289 A JP 13213289A JP H02309703 A JPH02309703 A JP H02309703A
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JP
Japan
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signal
load
storage device
output
converter
Prior art date
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Application number
JP13213289A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeo Wakayama
若山 栄夫
Takeshi Inoue
健 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH02309703A publication Critical patent/JPH02309703A/en
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Abstract

PURPOSE:To remove an unnecessary wave other than a desired communication signal from an antenna input in a high frequency range by providing a storage device where a digital signal outputted from an A/D converter fast is stored temporarily, inputting the stored signal at calculation intervals of a load calculating means, and calculating and outputting a load value. CONSTITUTION:Outputs x1(n),..., XM(n) of respective A/D converters 11 are stored on the storage device 6. Then the operation is repeated until (b) samples, i.e., x1(n+b),..., xM(n+b) are stored on the storage device 6. The necessary number (b) of sample data is stored on the storage device 6 previously. when sample data that a load calculating means 5 requires are stored on the storage device 6, the load calculating means 5 calculates a load. The sample data input from the respective A/D converters 11 to the storage device 6 is interrupted. Then the load calculating means 5 inputs one sample data from the storage device.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はアダプティブアンテナ装置に関し、特にその
通信信号以外の不要波を高い周波数帯で除去するための
信号除去装置の改良に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an adaptive antenna device, and particularly to an improvement in a signal removal device for removing unnecessary waves other than communication signals in a high frequency band.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第6図は例えば「プロシーデインダス オブアイイーイ
ーイー、55巻、12号、 1967年12月」 (P
ROCREDINGS OF THEIERE VOL
、 55 No、12 DEC,1967)に掲載され
たビー、ウィドロウ(B、WIDROW)等による「ア
ダプティブ アンテナ システムズ」(ADAPTIV
E ANTENNA S’/STEMS) ニ示された
従来のアダプティブアンテナの構成図であり、図におい
て、8は到来信号を受信するM個のアンテナ素子、9は
各アンテナ素子8に接続された受信機、10は各受信機
9に接続されたバンドパスフィルタ、11は各バンドパ
スフィルタ10に接続されたA/D変換器、lは各A/
D変換器11の出力信号と荷重計算手段5の出力信号で
ある荷重制御値を乗じる複素乗算器、2は各複素乗算器
1の出力信号の総和をとる複素加算器、4は所望の信号
と相関の強い信号である基準信号を発生する基準信号発
生器、3は基準信号発生器4が発生する基準信号と前記
複素加算器2の出力信号との差を求める複素減算器、5
は前記M個のA/D変換器11の出力信号と前記複素減
算器3の出力信号を入力し、荷重制御値を求める荷重計
算手段である。また図中、s (Bは所望波を示し、J
 (t)は不要波を示し、x、  (n) 、 ・・・
、  X14  (n)はA/D変換器11の出力信号
であるディジタル信号を示し、W+  (n)、=−、
w、(n)は荷重計算手段5の出力信号を示し、xl、
(n)+ ”’+  X’ M  (n)は複素乗算器
1の出力信号を示し、d (n)は基準信号発生器4の
出力信号である基準信号を示し、ε(n)は複素減算器
3の出力信号を示し、y(n)は複素加算器2からの出
力信号を示す。また、nはディジタル信号の時間を示す
因子である・次に動作について説明する。
FIG.
ROCREDINGS OF THEIERE VOL
"Adaptive Antenna Systems" (ADAPTIV) by B, WIDROW, et al., published in 1967).
E ANTENNA S'/STEMS) is a configuration diagram of a conventional adaptive antenna shown in FIG. 10 is a bandpass filter connected to each receiver 9; 11 is an A/D converter connected to each bandpass filter 10; l is an A/D converter connected to each receiver 9;
A complex multiplier that multiplies the output signal of the D converter 11 by the load control value that is the output signal of the load calculation means 5; 2 is a complex adder that takes the sum of the output signals of each complex multiplier 1; 4 is a complex adder that calculates the sum of the output signals of each complex multiplier 1; a reference signal generator that generates a reference signal that is a strongly correlated signal; 3 a complex subtracter that calculates the difference between the reference signal generated by the reference signal generator 4 and the output signal of the complex adder 2; 5;
is a load calculation means that inputs the output signals of the M A/D converters 11 and the output signal of the complex subtracter 3 and calculates a load control value. In addition, in the figure, s (B indicates the desired wave, J
(t) indicates unnecessary waves, x, (n), ...
, X14 (n) indicates a digital signal that is the output signal of the A/D converter 11, W+ (n), =-,
w, (n) indicate the output signal of the load calculation means 5, xl,
(n) + ”'+ The output signal of the subtracter 3 is shown, and y(n) is the output signal from the complex adder 2. Also, n is a factor indicating the time of the digital signal.Next, the operation will be explained.

各アンテナ素子8で受信された信号は受信器9゜バンド
パスフィルタ10.A/D変換器11を経て、不要波除
去手段7の入力信号X(n):x。
The signal received by each antenna element 8 is sent to a receiver 9 through a bandpass filter 10 . The input signal X(n): x passes through the A/D converter 11 and enters the unnecessary wave removing means 7.

(n)、−、x、4 (n)となる。入力信号Xは1サ
ンプル前の入力信号X(n−1)を用いて荷重計算手段
5で計算された荷重制御値W(n−1):w、(n)、
・・・、 X14  (n)と各複素乗算器1によって
乗ぜられる。乗ぜられた信号X’  (n): X’+
 (n)、++・、X’ 、4 (n)は複素加算器2
によって総和y (n)が求められる。
(n), −, x, 4 (n). The input signal X is a load control value W(n-1): w, (n), which is calculated by the load calculation means 5 using the input signal X(n-1) one sample before.
..., X14 (n) and is multiplied by each complex multiplier 1. Multiplied signal X' (n): X'+
(n), ++・, X', 4 (n) is complex adder 2
The total sum y (n) is obtained by

X’  (n) =X (n−1)  ・W (n−1
) ”・(1)y (n) =)(’、 (n) +・
・−・−X’ Jl  (n) −(2)この複素加算
器2の出力信号y (n)はアダプティブアンテナの出
力として取り出される他、複素減算器3へ人力される。
X' (n) =X (n-1) ・W (n-1
) ”・(1)y (n) =)(', (n) +・
.--X' Jl (n) -(2) The output signal y (n) of the complex adder 2 is taken out as the output of the adaptive antenna and is also manually input to the complex subtracter 3.

複素減算器3は複素加算器2の出力y (n)と、所望
波S (t)と相関が強い信号を発生させる基準信号発
生器4から出力される基準信号d (n)を入力し、y
 (n)とd (n)の差を取る。複素減算器3の出力
信号である誤差信号ε(n)は荷重計算手段5に入力さ
れる。
The complex subtracter 3 inputs the output y (n) of the complex adder 2 and the reference signal d (n) output from the reference signal generator 4 that generates a signal having a strong correlation with the desired wave S (t), y
Take the difference between (n) and d (n). The error signal ε(n), which is the output signal of the complex subtracter 3, is input to the load calculation means 5.

ε (n)−d  (n)−y  (n)      
  ・・・(3)荷重計算手段5は1ε(n)I”が最
小になるように荷重制御値W(n)を計算する。荷重制
御値W(n)は理想的には一1ener−Hopfの方
程式を解くことによって求められる。今、Wiener
−11opfの方程式を解くことによって求めた荷重制
御値をWとすると、Wは次式で表わされる。
ε (n)-d (n)-y (n)
...(3) The load calculation means 5 calculates the load control value W(n) so that 1ε(n)I'' becomes the minimum.The load control value W(n) is ideally 1ener-Hopf. It is found by solving the equation of .Now, Wiener
When the load control value obtained by solving the equation of −11 opf is defined as W, W is expressed by the following equation.

W=R−区、P              ・・・(
4)ここで、Rは受信信号の相関行列、Pは受信信号と
基準信号の相関ベクトルである。一般に次式%式% H:エルミート共役 *:共役複素数 ここではWiener解をディジタル方式により逐次的
に推定するアルゴリズムの中で、一般的なLMS (L
east−Mean−3quare)アルゴリズムを用
いた場合の動作を示す。L M Sアルゴリズムは(7
)式に示される。
W=R-ku, P...(
4) Here, R is a correlation matrix of the received signal, and P is a correlation vector between the received signal and the reference signal. In general, the following formula % Formula % H: Hermitian conjugate
The operation when using the east-Mean-3quare) algorithm is shown. The LMS algorithm is (7
) is shown in the formula.

W(n+1)=W(n)+ 2  ・u ・e (n)
 ・X(n)  ”(7)μ:パラメータ 二二でμはパラメータであり、LMSアルゴリズムの収
束の速さと安定性を制御する。e (n)は複素減算器
3の出力である。LMSアルゴリズムは(7)式に示さ
れるようにn+1次の荷重値をn次のアンテナ入力信号
X (n)と誤差信号e(n)。
W(n+1)=W(n)+ 2 ・u ・e (n)
・X(n) ”(7) μ: Parameter 22 μ is a parameter that controls the convergence speed and stability of the LMS algorithm. e (n) is the output of the complex subtractor 3. LMS algorithm As shown in equation (7), the n+1-order weight value is the n-order antenna input signal X (n) and the error signal e(n).

荷重値W(n)から推定する。Estimated from the load value W(n).

高い周波数帯でこのアルゴリズムを動作させた場合、サ
ンプリング歪みを増加させないためには、A/D変換器
11が信号をサンプルする速度を上げることが必要であ
る。このため、サンプル毎に(7)式の演算ができなく
なる場合がある。このとき、演算中に行われるA/D変
換器11の出力信号は無視される。この結果、(7)式
のアルゴリズムはA/D変換器11のサンプリング間隔
りとA/D変換器11に入力される周波数1の信号との
関係が(8)式を満たさないサンプリング間隔もで得ら
れたアンテナ受信信号を処理するのと等価な条件での処
理となる(以後(8)式の関係をサンプリング定理と記
す)。
When operating this algorithm in a high frequency band, it is necessary to increase the rate at which the A/D converter 11 samples the signal in order to avoid increasing sampling distortion. Therefore, it may become impossible to calculate equation (7) for each sample. At this time, the output signal of the A/D converter 11 during the calculation is ignored. As a result, the algorithm of equation (7) may include sampling intervals where the relationship between the sampling interval of the A/D converter 11 and the signal of frequency 1 input to the A/D converter 11 does not satisfy equation (8). The processing is performed under conditions equivalent to processing the obtained antenna reception signal (hereinafter, the relationship in equation (8) will be referred to as the sampling theorem).

L≦l/(2・r)           ・・・(8
)L :’A/D変換器11のサンプリング間隔f:A
/D変換器11への入力信号周波数従って、この場合の
荷重計算手段5の荷重値W(n)による制御は本来の不
要波除去の目的を果たさなくなる。第7図に所望波と不
要波が到来している場合のアンテナの励振分布を示す。
L≦l/(2・r) ...(8
)L:'Sampling interval f:A of A/D converter 11
/D converter 11 input signal frequency Therefore, in this case, control using the load value W(n) of the load calculation means 5 no longer serves the original purpose of removing unnecessary waves. FIG. 7 shows the excitation distribution of the antenna when desired waves and unnecessary waves arrive.

第7図(a)は各アンテナに何も荷重をかけていない初
期状態の励振分布、第7図(b)はA/D変換器11が
バンドパスフィルタ10からの出力信号をサンプルする
間に荷重計算手段が(7)式の演算を終了する場合のア
ンテナの励振分布、第7図(C)はA/D変換器11が
バンドパスフィルタ10からの出力信号をサンプルする
間に荷重計算手段が(7)式の演算を終了しない場合の
アンテナの励振分布である。第7図(C)に示すように
、サンプリング定理を満たさない信号から荷重計算を行
った場合、入力信号に制御のための情報がないので制御
できず、アンテナパターンが乱れる。
FIG. 7(a) shows the excitation distribution in the initial state where no load is applied to each antenna, and FIG. 7(b) shows the excitation distribution while the A/D converter 11 samples the output signal from the bandpass filter 10. The excitation distribution of the antenna when the load calculation means finishes the calculation of equation (7), FIG. 7(C) shows the load calculation means while the A/D converter 11 samples the output signal from the bandpass filter 10. This is the excitation distribution of the antenna when the calculation of equation (7) is not completed. As shown in FIG. 7(C), when load calculation is performed from a signal that does not satisfy the sampling theorem, control cannot be performed because the input signal does not have information for control, and the antenna pattern is disturbed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来のアダプティブアンテナ装置は以上のように構成さ
れているので、高い周波数帯の信号を処理する時にディ
ジタル化するためのA/D変換器のサンプリング速度が
高速化される場合に荷重計算手段がA/D変換器のサン
プリング毎に荷重値を計算できない。このため、A/D
変換器の出力をP回のサンプルに一回荷重計算手段に入
力することと等価になり、荷重計算手段への入力信号は
A/D変換器のサンプリング速度の1/Pのサンプリン
グ速度による信号となる。この結果、荷重計算手段への
入力信号はサンプリング定理を満たさなくなり、荷重計
算手段の出力である荷重値W(n)では不要波除去の制
御ができなくなるという問題点があった。
Since the conventional adaptive antenna device is configured as described above, when the sampling speed of the A/D converter for digitizing is increased when processing high frequency band signals, the load calculation means is A. /The load value cannot be calculated for each sampling of the D converter. For this reason, A/D
This is equivalent to inputting the output of the converter to the load calculation means once every P samples, and the input signal to the load calculation means is a signal at a sampling rate of 1/P of the sampling rate of the A/D converter. Become. As a result, the input signal to the load calculation means no longer satisfies the sampling theorem, and there is a problem that unnecessary wave removal cannot be controlled using the load value W(n) that is the output of the load calculation means.

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、高い川波数帯の処理でもサンプリング定理を
満足する信号を荷重計算手段に処理させることにより、
アンテナ入力から不要波を確実に除去して通信信号のみ
をアンテナ出力として出力できるアダプティブアンテナ
装置を得ることを目的とする。
This invention was made to solve the above problems, and by having the load calculation means process a signal that satisfies the sampling theorem even when processing a high river wave number band,
An object of the present invention is to obtain an adaptive antenna device that can reliably remove unnecessary waves from antenna input and output only communication signals as antenna output.

〔課題を解決するための°手段〕[°Means to solve the problem]

この発明に係るアダプティブアンテナ装置は、A/D変
換器から高速に出力されるディジタル信号を一時的に記
憶する記憶装置を設け、記憶した信号を荷重計算手段の
計算間隔毎に入力し、荷重値を計算し出力する手段によ
り、所望の通信信号以外の不要波を高い周波数帯でアン
テナ入力から除去するようにしたものである。
The adaptive antenna device according to the present invention is provided with a storage device that temporarily stores digital signals outputted at high speed from an A/D converter, inputs the stored signals to the load calculation means at every calculation interval, and calculates the load value. By means of calculating and outputting , unnecessary waves other than the desired communication signal are removed from the antenna input in a high frequency band.

〔作用〕[Effect]

この発明においては、A/D変換器の出力であるディジ
タル信号を一時的に記憶する記憶装置を設け、記憶した
信号を荷重計算手段の計算間隔毎に人力し、荷重値を計
算し出力するようにしたから、高い周波数帯の信号をサ
ンプリング定理を満たすように高速でサンプリングされ
ても、記憶装置で記憶し蓄えるので、必ず荷重計算手段
の計算間隔毎にサンプリング定理を満たした信号を出力
でき、これにより荷重計算手段がアンテナ入力から所望
の通信信号を除去することなく、不要波を確実に除去す
る荷重値を計算することができ、所望の通信信号のみを
アンテナ出力として得ることができる。
In this invention, a storage device is provided to temporarily store a digital signal that is the output of an A/D converter, and the stored signal is manually input to the load calculation means at each calculation interval to calculate and output a load value. Because of this, even if a signal in a high frequency band is sampled at high speed so as to satisfy the sampling theorem, it is stored and stored in the storage device, so a signal that satisfies the sampling theorem can always be output at each calculation interval of the load calculation means. Thereby, the load calculation means can calculate a load value that reliably removes unnecessary waves without removing the desired communication signal from the antenna input, and only the desired communication signal can be obtained as the antenna output.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例によるアダプティブアンテナ
装置の構成を示すブロック図であり、図において、8は
到来する信号を受信するM個のアンテナ素子、9は各ア
ンテナ素子8に接続されたM個の受信機、10は各受信
機9に接続されたM個のバンドパスフィルタ、11は各
バンドパスフィルタ10に接続されたA/D変換器、1
は各A/D変換器の出力信号に不要波除去手段7で求め
られた荷重制御値を乗じるM個の複素乗算器、2は各複
素乗算器1の出力の総和を求める複素加算器、7は前記
A/D変換器11の出力信号から前記荷重制御値を求め
る不要波除去手段である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an adaptive antenna device according to an embodiment of the present invention. In the figure, 8 is M antenna elements that receive incoming signals, and 9 is connected to each antenna element 8. M receivers, 10 M bandpass filters connected to each receiver 9, 11 an A/D converter connected to each bandpass filter 10, 1
2 are M complex multipliers that multiply the output signal of each A/D converter by the load control value obtained by the unnecessary wave removal means 7; 2 is a complex adder that calculates the sum of the outputs of each complex multiplier 1; 7 is an unnecessary wave removing means that obtains the load control value from the output signal of the A/D converter 11.

また、第2図は第1図中の不要波除去手段7の構成の詳
細を示す図であり、図において、6は第1図の前記A/
D変換器11の出力信号を一時的に蓄える記憶装置、1
2は記憶装置6の出力信号に荷重計算手段5で求められ
る荷重値を乗じるM個の複素乗算器、13は各複素乗算
器12の出力の総和を求める複素加算器、4は基準信号
を生成する基準信号発生器、3は複素加算器13と基準
信号発生器4の出力信号との差を求める複素減算器、5
は記憶装置6の出力信号と複素減算器3の出力信号を入
力して前記荷重制御値を求める荷重計算手段である。
Further, FIG. 2 is a diagram showing details of the configuration of the unnecessary wave removing means 7 in FIG.
A storage device for temporarily storing the output signal of the D converter 11, 1
Reference numeral 2 denotes M complex multipliers that multiply the output signal of the storage device 6 by the load value determined by the load calculation means 5, 13 a complex adder that calculates the sum of the outputs of each complex multiplier 12, and 4 generates a reference signal. 3 is a complex subtracter for calculating the difference between the output signals of the complex adder 13 and the reference signal generator 4;
is a load calculation means that inputs the output signal of the storage device 6 and the output signal of the complex subtracter 3 to obtain the load control value.

また第1図、第2図中、5(t)は所望波を示し、J 
(t)は不要波を示し、x、(n)、・・・。
In addition, in FIGS. 1 and 2, 5(t) indicates the desired wave, and J
(t) indicates an unnecessary wave, x, (n), . . .

x、(n)はA/D変換器11の出力信号であるディジ
タル信号を示し、W、(n)、・・・、W6 (n)は
A/D変換器11の出力信号を示し、X”1(n)、・
・・、x’ 、4 (n)は複素乗算器12の出力信号
を示し、d (n)は基準信号発生器4の出力信号であ
る基準信号を示し、ε(n)は複素減算器3の出力信号
を示し、y’  (n)は複素加算器13からの出力信
号を示し、y (n)は複素加算器2からの出力信号を
示す。また、nはディジタル信号の時間を示す因子であ
る。
x, (n) indicate digital signals that are output signals of the A/D converter 11, W, (n), ..., W6 (n) indicate output signals of the A/D converter 11, and “1(n),・
..., x', 4 (n) represents the output signal of the complex multiplier 12, d (n) represents the reference signal that is the output signal of the reference signal generator 4, and ε(n) represents the output signal of the complex subtracter 3. y'(n) indicates the output signal from the complex adder 13, and y(n) indicates the output signal from the complex adder 2. Further, n is a factor indicating the time of the digital signal.

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

不要波除去手段7における動作以外は従来装置の動作と
同一であるので、ここでは不要波除去手段7の動作につ
いて詳細に説明する。
Since the operations other than the operation of the unnecessary wave removing means 7 are the same as those of the conventional device, the operation of the unnecessary wave removing means 7 will be described in detail here.

不要波除去手段の動作は第3図のフローチャートに従っ
て行われる。14に示すように、各A/D変換器11の
出力x、(n)、 ・・・、x、4 (n)を記憶装置
6で記憶する。そして15に示すように、記憶装置6に
荷重計算手段5で処理するb回のサンプル分、つまりx
、(n+b)、=z  XM(n+b)が蓄えられるま
で14.15の動作を繰り返し実施する。必要なサンプ
ルデータ数すは予め記憶装置6に記憶されている。記憶
装置6に荷重計算手段5に必要なサンプルデータが蓄え
られると、16〜19に示すように荷重計算手段5で荷
重計算が実施される。まず、16に示すように各A/D
変換器11から記憶装置6へのサンプルデータ入力を中
断する。この後、荷重計算手段5は17に示すように記
憶装置から1サンプルデータを入力する。そして18に
示すように荷重値w、(n+i)、=、WN  (n+
i)が例えば(7)弐を用いて計算される。この時、荷
重計算手段5は複素減算器3の出力信号ε(n+i)を
用いる・計算された荷重値w、(n+i)、 ・−、W
M  (n+ i )は複素乗算器1及び複素乗算器1
2に出力される。複素乗算器1では、A/D変換器の出
力X、(P)、 ・・・、x、(P)と荷重値wl(r
l+i)、・・・、ws  (n+i)とを乗じ、複素
加算器2でこれらの総和を求め、アンテナ出力y (n
)を得る。
The operation of the unnecessary wave removing means is performed according to the flowchart shown in FIG. As shown in 14, the outputs x, (n), . . . , x, 4 (n) of each A/D converter 11 are stored in the storage device 6. Then, as shown in 15, the storage device 6 stores b samples to be processed by the load calculation means 5, that is, x
, (n+b),=z Repeat the operations in 14.15 until XM(n+b) is stored. The required number of sample data is stored in the storage device 6 in advance. When the sample data necessary for the load calculation means 5 is stored in the storage device 6, load calculation is performed by the load calculation means 5 as shown at 16-19. First, as shown in 16, each A/D
Sample data input from converter 11 to storage device 6 is interrupted. Thereafter, the load calculation means 5 inputs one sample data from the storage device as shown at 17. Then, as shown in 18, the load value w, (n+i), =, WN (n+
i) is calculated using, for example, (7)2. At this time, the load calculation means 5 uses the output signal ε(n+i) of the complex subtracter 3. The calculated load value w, (n+i), -, W
M (n+ i) is complex multiplier 1 and complex multiplier 1
2 is output. In the complex multiplier 1, the outputs X, (P), ..., x, (P) of the A/D converter and the load value wl(r
l+i), ..., ws (n+i), the complex adder 2 calculates the sum of these, and the antenna output y (n
).

複素乗算器12では記憶装置6からの次の出力データX
I  (n+i+1)、−、XH(n+i+1)と荷重
値W+  (n+i)、・・・、w、4 (n+i)と
乗じ、前記複素加算器13でこれらの総和を求め、この
結果を前記複素減算器3へ出力する。複素減算器3は複
素加算器13からの入力信号y′(n+i+1)から前
記基準信号発生器4の出力d (n+i+1)を減じる
。そして出力ε(n+i+1)を荷重計算手段5に入力
する。この16〜19の処理をb回実施し再び14の処
理に戻る。
The complex multiplier 12 receives the next output data X from the storage device 6.
I (n+i+1), -, Output to device 3. The complex subtracter 3 subtracts the output d (n+i+1) of the reference signal generator 4 from the input signal y' (n+i+1) from the complex adder 13 . Then, the output ε(n+i+1) is input to the load calculation means 5. These processes 16 to 19 are performed b times and the process returns to process 14 again.

このように本実施例では、不要波除去手段7としてA/
D変換器11の出力信号を蓄える記憶装置6を設け、ア
ンテナ出力の演算処理とは別に荷重値を計算する手段を
設けたので、高い周波数帯域でアンテナ入力信号を処理
するために高速のA/D変換器11を用いても荷重計算
手段5は常にサンプリング定理を満たす入力信号を処理
し、不要波除去手段7は第7図(b)に示すような通信
信号方向のゲインを高め、不要波を抑圧するように励振
分布の制御を行う荷重値W(n)を出力することができ
る。
In this way, in this embodiment, A/
A storage device 6 for storing the output signal of the D converter 11 is provided, and a means for calculating the load value separately from the calculation processing of the antenna output is provided. Even if the D converter 11 is used, the load calculation means 5 always processes the input signal that satisfies the sampling theorem, and the unnecessary wave removal means 7 increases the gain in the communication signal direction as shown in FIG. 7(b) and eliminates unnecessary waves. It is possible to output a load value W(n) that controls the excitation distribution so as to suppress .

なお、上記実施例では荷重計算手段における計算アルゴ
リズムにL M S (Least−Mean−5qu
are)アルゴリズムを用いたが、第4図に示すように
不要波除去手段7において荷重計算手段5に計算補助手
段20を付加することにより、(9)〜0り式に示され
るR L S (Recursive−Least−S
quares)アルゴリズムを用いることができる。
In addition, in the above embodiment, LMS (Least-Mean-5qu) is used as the calculation algorithm in the load calculation means.
However, by adding the calculation assisting means 20 to the load calculation means 5 in the unnecessary wave removal means 7 as shown in FIG. 4, the R L S ( Recursive-Least-S
quares) algorithm can be used.

ε(n) =d (n) −W(n−1)’  −X 
(n) −(9)W (n) =W(n−1)+ e 
(n)  ・K (n)  =OO)P (n) =λ
・P (n−1) −λ−K (n) ・X (n) ”−P(n−1) 
−02)H:エルミート行列 式中Pは(MX・・・、M〕行列、Kは(MX 1 ”
)行列、Xは(MXI)行列、Wは(MX 1 )行列
、λは定数、d (n)は参照信号である。RLSアル
ゴリズムがLMSアルゴリズムと異なる点は、(7)式
の代わりにθ■、 (II)、 O’lJ式が用いられ
る点である。
ε(n) = d (n) -W(n-1)' -X
(n) −(9)W (n) =W(n-1)+e
(n) ・K (n) =OO)P (n) =λ
・P (n-1) -λ-K (n) ・X (n) ”-P(n-1)
-02) H: Hermitian determinant, P is (MX...,M] matrix, K is (MX 1 ”
) matrix, X is a (MXI) matrix, W is a (MX 1 ) matrix, λ is a constant, and d (n) is a reference signal. The RLS algorithm differs from the LMS algorithm in that the equations θ■, (II), and O'lJ are used instead of the equation (7).

ここで、(11)式は除算、02)式は(MX・・・、
M〕行列の演算を含むため、演算量がLMSアルゴリズ
ムより増大する。計算補助手段20は上記除算や行列演
算を補助する手段である。この計算補助手段20により
RLSアルゴリズムを用いた場合に増大する演算時間を
短縮できる。以上のことより、計算補助手段20を付加
することによりRLSアルゴリズムを用いたアダプティ
ブアンテナ装置を実施できる。RLSアルゴリズムを用
いたアダプティブアンテナ装置の効果を第5図に示す。
Here, equation (11) is division, equation 02 is (MX...,
M] Since it includes matrix operations, the amount of calculations is larger than that of the LMS algorithm. The calculation assisting means 20 is a means for assisting the above-mentioned division and matrix operations. This calculation auxiliary means 20 can reduce the calculation time that increases when the RLS algorithm is used. From the above, by adding the calculation assisting means 20, it is possible to implement an adaptive antenna device using the RLS algorithm. FIG. 5 shows the effects of the adaptive antenna device using the RLS algorithm.

図において、縦軸は(3)式、(9)式に示される誤差
信号の二乗平均値、横軸はアルゴリズムのイテレーショ
ン回数である。図中θはLMSアルゴリズム、シはRL
Sアルゴリズムにより算出された荷重値Wを03)式に
代入した平均二乗誤差のアルゴリズムイテレーション回
数に対する変化である。
In the figure, the vertical axis is the root mean square value of the error signal shown in equations (3) and (9), and the horizontal axis is the number of iterations of the algorithm. In the figure, θ is the LMS algorithm, and shi is the RL
This is a change in the mean squared error obtained by substituting the load value W calculated by the S algorithm into equation 03) with respect to the number of algorithm iterations.

E(ε” ) −E (d2)+W”・R,W−2・P
”W・・・θ3)第5図に見られるようにRLSアルゴ
リズムがLMSアルゴリズムより少ないイテレーション
回数で平均二乗誤差が減少している。これはRLSアル
ゴリズムの収束性能がLMSアルゴリズムより優れてい
ることを意味する。このように、計算補助手段20を付
加することにより、収束性能の優れたRLSアルゴリズ
ムを用いたアダ、ブチイブアンテナ装置を実現できる。
E(ε”) −E (d2)+W”・R, W−2・P
”W...θ3) As seen in Figure 5, the mean square error of the RLS algorithm is reduced with fewer iterations than the LMS algorithm. This indicates that the convergence performance of the RLS algorithm is superior to the LMS algorithm. In this way, by adding the calculation assisting means 20, it is possible to realize an adder/bubble antenna device using the RLS algorithm with excellent convergence performance.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によればアダプティブアンテナ
装置において、A/D変換器の出力を蓄える記憶装置を
設けたので、処理する信号の周波数帯に応じた高速のサ
ンプリング速度のA/D変換器を用いても通信信号を抑
圧することなく、不要波のみを除去できる効果がある。
As described above, according to the present invention, since the adaptive antenna device is provided with a storage device for storing the output of the A/D converter, the A/D converter has a high sampling speed corresponding to the frequency band of the signal to be processed. Even if it is used, it is effective to remove only unnecessary waves without suppressing communication signals.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例によるアダプティブアンテ
ナ装置の構成を示すブロック図、第2図は第1図のアダ
プティブアンテナ装置の構成要素の一つである不要波除
去手段の構成を示すブロック図、第3図は不要波除去手
段の制御動作を示すフローチャート、第4図はこの発明
の第2の実施例によるアダプティブアンテナ装置の構成
要素の一つである不要波除去手段の構成を示すブロック
図、第5図はRLSアルゴリズムとLMSアルゴリズム
の収束性能を比較する学習曲線を示す図、第6図は従来
のアダプティブアンテナ装置を示すブロック図、第7図
はアダプティブアンテナ装置の励振分布図である。 1は複素乗算器、2は複素加算器、3は複素減算器、4
は基準信号発生器、5は荷重計算手段、6は記憶装置、
7は不要波除去手段、8はアンテナ素子、9は受信機、
1oはバンドパスフィルタ、11はA/D変換器、12
は複素乗算器、13は複素加算器、20は計算補助手段
。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an adaptive antenna device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of unnecessary wave removal means, which is one of the components of the adaptive antenna device shown in FIG. , FIG. 3 is a flowchart showing the control operation of the unnecessary wave removing means, and FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the unnecessary wave removing means, which is one of the components of the adaptive antenna device according to the second embodiment of the present invention. , FIG. 5 is a diagram showing a learning curve comparing the convergence performance of the RLS algorithm and the LMS algorithm, FIG. 6 is a block diagram showing a conventional adaptive antenna device, and FIG. 7 is an excitation distribution diagram of the adaptive antenna device. 1 is a complex multiplier, 2 is a complex adder, 3 is a complex subtracter, 4
is a reference signal generator, 5 is a load calculation means, 6 is a storage device,
7 is an unnecessary wave removal means, 8 is an antenna element, 9 is a receiver,
1o is a band pass filter, 11 is an A/D converter, 12
1 is a complex multiplier, 13 is a complex adder, and 20 is a calculation aid. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)M個のアンテナ素子と、この各アンテナ素子に接
続されたM個の受信機と、各受信機に接続されたM個の
A/D変換器と、各A/D変換器のディジタル信号出力
を同時に受け、これにアンテナ入力から通信信号以外の
不要波を除去するための荷重値を出力する信号除去装置
とを備え、上記通信信号をアンテナ出力とするアダプテ
ィブアンテナ装置において、 上記信号除去装置は、 M個の各A/D変換器からL回のサンプルの間に逐次出
力されるM×L個のディジタル信号出力x_i(1)〜
x_i(L)〔i:1、2、・・・、M〕を一時的に記
憶し、この記憶信号と基準信号とを加算処理し、荷重値
計算する荷重計算手段を備えたものであることを特徴と
するアダプティブアンテナ装置。
(1) M antenna elements, M receivers connected to each antenna element, M A/D converters connected to each receiver, and digital data of each A/D converter. In an adaptive antenna device that simultaneously receives a signal output and outputs a weight value for removing unnecessary waves other than communication signals from the antenna input, the adaptive antenna device uses the communication signal as an antenna output. The device outputs M×L digital signals x_i(1) to sequentially output from each of the M A/D converters during L samples.
It shall be equipped with a load calculation means that temporarily stores x_i(L) [i: 1, 2, . . . , M], adds this stored signal and a reference signal, and calculates a load value. An adaptive antenna device featuring:
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