JPH08510557A - マルチビーム感知システム用信号処理システム及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は例えばソナーやレーダシステムのような感知システム用の受信ビームの有効ビーム幅を減少するためのシステムおよび技法に関する。前記感知システムは、各々が受信信号を計測する複数の物理的センサー（２６）を備えており、各受信信号は第１および第２のデータ処理ユニットを含んでいる。前記感知システム（１０）は、前記複数の物理的センサーにおける第１データ処理ユニットの補外によって少なくとも１つの補外センサーにおける第１補外センサーデータユニットを計算するための第１補外手段と、前記複数の物理的センサーにおける第２データ処理ユニットの補外によって少なくとも１つの補外センサーにおける第２補外センサーデータユニットを計算するための第２補外手段とを含む、少なくとも１つの補外センサーに対応するセンサーデータを計算するための手段（１２）を備えている。前記システムはまた前記少なくとも１つの補外センサーの第１および第２補外センサーデータユニットを前記複数の物理的センサーの第１および第２データ処理ユニットに組み込んでより狭い有効ビーム幅を有する受信ビームを発生するための手段（１２）を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】 マルチビーム感知システム用信号処理システム及びその方法 発明の背景 本発明は単一またはマルチビーム感知システムにおける信号処理を含むシステ ムおよび技法に関するものであり、特に、単一またはマルチビームソナー、レー ダおよびライダー（レーダシステムに基づくレーザ）システムにおける受信信号 の信号処理を含むシステムおよび技法に関する。 背景技術においては、ソナーシステムを用いて音波による水中対象物の検出、 操縦、追跡、分類および位置検出を行うことができる。このようなソナーシステ ムの防衛用および民間用の用途は多数である。例えば、軍事用途においては、深 度音響測定、ナビゲーション、艦船および潜水艦の検出、射程計測および追跡（ 受動式および能動式）、水中通信、鉱山検出、および、魚雷等の武器の誘導およ び制御用に水中音響が使用される。これらの内のたいていのシステムはモノスタ ティックであるが、バイスタティックシステムも使用することができる。 同様に、民間用の水中音響検出システムもまた多数ある。すなわち、これらの 用途は、水圏、海底および海底下部への興味の高まりと共にその数を増やしつつ ある。 例えば、民間用途には、深度音響測定、海底局所部の写像処理、対象物の位置検 出、水中ビーコン（ピンガ）、波高計測、ドップラーナビゲーション、魚探、海 底下部の断面図形成、探査用水中画像処理、埋込パイプラインの位置検出、水中 遠隔測定および制御、ダイバー通信、船舶の移動およびドッキングの補助、船舶 の座礁防止警報、現在の流速計測、および船舶の速度計測などが含まれる。 典型的な能動式ソナーシステムには、音波を発生するためのトランスミッタ（ 一般に「ソース」または「プロジェクタ」と呼ばれるトランスデューサ）と、反 射エネルギー（「エコー」）における例えば振幅や位相等の特性を感知測定する ためのレシーバ（一般に「ハイドロホン」と呼ばれるトランスデューサ）とが含 まれる。また、典型的なマルチビームソナーシステムにおいては、第１のトラン スデューサアレイ（「トランスミッタまたはプロジェクタアレイ」）が船の竜骨 に沿って取り付けられて音を放射する。さらに、第２のトランスデューサアレイ （「レシーバまたはハイドロホンアレイ」）がこのトランスミッタアレイに垂直 に取り付けられる。このレシーバアレイは発信された音響パルスの「エコー」、 すなわち、トランスミッタアレイにより発せられた音波の反射を受け取る。なお 、従来のソナーシステムおよびトランスミッタおよびレシーバアレイから成る構 成はＬｕｓｔｉｇ他の米国特許第３１１４６３１号に開示されてい る。 このようなトランスミッタアレイが船の竜骨に沿って取り付けられている例に おいては、トランスミッタアレイは船首から船尾の方向に狭くかつ船を横切る方 向に広がる扇形状の音響ビームを発生する。さらに、レシーバアレイにおけるハ イドロホンにより受け取られる信号が合計されて、進行方向を横切る方向に狭く かつ進行方向に沿って広がる受信ビームが形成される。この結果、発信および受 信ビームの交点がエコーを生じる海床領域を決定する。さらに、異なるハイドロ ホン信号に対して異なる時間遅延を与えることにより、受信ビームを異なる方向 に配することができ、また、多数の受信ビームを同時に形成する際に、これらと 発信ビームとによってマルチビームソナー形状を決定することができる。 トランスミッタアレイからの発信音が単一周波数から成っている場合、この時 間遅延は位相遅延に変換してレシーバアレイからのハイドロホン信号によりビー ム形成することができる。また、任意周波数の場合は、受信ビームの狭い幅がレ シーバアレイから成るハイドロホンの数（すなわち、レシーバアレイの物理的な 長さ）およびビームが配される方向に支配される。この受信ビーム幅を（度数で ）決定するための一般的な経験則として以下の式がある。 ここで、 （１）「ａ」はアレイの長さ、 （２）「λ」は「ａ」（アレイの長さ）と同一単位で示される波長（プロジェ クタの音波の周波数により決定される）、および （３）「Θ」はビームの方位角である。 したがって、ビーム幅を狭くするにはレシーバアレイをより長くする必要があ ることがわかる。簡単に言えば、「より狭い」ビーム幅のレシーバビームは、例 えば、対象物の解像度、対象物方向の精度および到達範囲等の反射対象物につい て得られる情報を増やすことができる。しかしながら、マルチビームソナーの多 くの用途において、レシーバアレイの物理特性が船の物理的特性により制約され る。例えば、レシーバアレイがマルチビームソナー用に船を横切って取り付けら れている多くの場合において、アレイの物理的な最大長はこの船の幅に制限され る。さらに、レシーバアレイの物理特性は制約を受ける船の設計の結果として制 限を受けることもある。すなわち、このような制限によって、レシーバアレイの 深さが限られ、レシーバアレイを分割しなくてはならなくなることもある。 さらに、多くの場合において、船の竜骨構造を完全に維持することがレシーバ アレイの物理特性に影響を与える。すなわち、竜骨を構造的に完全に維持するこ とは「砕氷船」として使われる船の類いにとって重要である。 この場合、ハイドロホンアレイを単一ユニットとして船を横切るように備えるこ とは困難である。そこで、レシーバアレイを２個以上のサブアレイに分割して各 アレイを船体形状に一致するように備えることができる。しかしながら、マルチ ビームソナーとして船を横切るデータの連続的な配置を捨てて、このようにレシ ーバアレイを２個以上のサブアレイとして備えることは、ビームパタンの歪みを 増大させ、例えば、算出受信ビームのサイドローブを増加させる恐れがある。 したがって、アレイの物理的な大きさを増大することなく受信ビームの有効ビ ーム幅を減少するための信号処理システムおよびその技法が現在必要とされてい る。加えて、レシーバアレイの構造上において課せられている多くの典型的な制 約を解消し得るソナーシステムのための信号処理システムが必要とされている。 発明の概要 第１の主たる特徴において、本発明は例えばソナーおよびレーダシステム等の 感知システムにおける受信ビームの有効ビーム幅を減少するための技法並びにシ ステムである。感知システムは受信信号を計測するための複数の物理センサーを 含み、受信信号の各々には第１および第２のデータ処理ユニットが含まれる。 さらに、感知システムは少なくとも１つの補外センサー（ｅｘｔｒａｐｏｌａ ｔｅｄ−ｓｅｎｓｏｒ）に対応するセンサーデータを計算する手段、例えば、複 数の物 理センサーの第１データ処理ユニットの補外により少なくとも１つの補外センサ ーの第１の補外センサーデータユニットを算出するための第１補外手段を含む。 加えて、感知システムは複数の物理センサーの第２データ処理ユニットの補外に より少なくとも１つの補外センサーの第２の補外センサーデータユニットを算出 するための第２補外手段を含む。 なお、好ましい実施態様においては、システムは少なくとも１つの補外センサ ーの第１および第２補外センサーデータユニットを複数の物理センサーの第１お よび第２データ処理ユニットと結合して算出受信ビームのより狭い有効ビーム幅 を提供する手段をも含み得る。 受信信号における第１および第２データ処理ユニットは、例えば、（１）実数 部（Ｉ）および虚数部（Ｑ）、 位相、すなわち、ｔａｎ^-1（Ｑ／Ｉ）とすることができる。さらに、これらのデ ータ処理ユニットが各受信信号における実数部および虚数部である場合は、シス テムおよび技法はセンサーアレイの受信信号における実数部の一部または全部の 補外によって補外センサーの受信信号の実数部を算出する。加えて、システムお よび技法はセンサーアレイの受信信号における虚数部を補外することによって補 外センサーの受信信号の虚数部を算出する。 一方、上記データ処理ユニットが各受信信号の大きさおよび位相である場合は 、システムおよび技法はセンサ ーアレイにおける受信信号の大きさの一部または全部の補外によって補外センサ ーの受信信号の大きさを算出する。また、システムおよび技法はセンサーアレイ における受信信号の位相の補外によって補外センサーの受信信号の位相部分を算 出する。 さらに、好ましい実施態様においては、補外手段は以下の予測式を用いて補外 センサーにおける補外センサーデータを算出する。 ここで、 Ｎはフィルタの次数、 ｙ_nは補外処理ユニットの値、 ｙ_n-kは補外方向における物理的および／または既に補外した処理ユニットの 最端点の値、 ｄ_kは既知のＮ個の値ｙ_n-kから空間級数における次の値ｙ_nを予測するＮ次の 予測係数、ｋは最端の物理的および／または補外処理ユニットの１ないしＮ、 Ｍは予測係数ｄ_kの算出に寄与する物理的アレイにおける物理的センサーの数 、ｋ＝１ないしＮ、Ｎ＜Ｍであり、さらに 予測係数ｄ_kは次の関係式から得られる。 ここで、 である。 この予測係数は文献（Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ ３９，１（１９７４））におけ る「最大エントロピースペクトル解析のためのフィルタ係数の計算について」に おいてＡｎｄｅｒｓｅｎにより提供された方法を用いて計算できる。 さらに、別の主たる特徴において、本発明は物理的センサーのアレイを有する 感知システムにおいて一対の関連する補外センサーデータユニットを発生するた めのシステムおよび技法である。この物理的センサーのアレイは物理的センサー の第１のサブアレイと物理的センサーの第２のサブアレイを含んでおり、各サブ アレイには複数の相互に排他的な物理的センサーが含まれている。なお、物理的 センサーのサブアレイ中の各物理的センサーは第１および第２データ処理ユニッ トを含む受信信号を提供する。 このシステムおよび技法は物理的センサーの第１サブアレイにおける物理的セ ンサーの第１データ処理ユニットの補外により補外センサーの第１アレイにおけ る第１補外センサーデータユニットを計算するための手段を含む。さらに、シス テムおよび技法は物理的センサーの第１サブアレイにおける第２データ処理ユニ ットの補外により補外センサーの第１アレイにおける第２補外センサーデータユ ニットを計算するための手段を含む。 加えて、システムは物理的センサーの第２サブアレイにおける第１データ処理 ユニットの補外により補外センサーの第２アレイにおける第１補外センサーデー タユニットを計算するための手段を含む。また、システムは物理的センサーの第 ２サブアレイにおける第２データ処理ユニットの補外により補外センサーの第２ アレイにおける第２補外センサーデータユニットを計算するための手段を含む。 好ましい実施態様の一例においては、本発明の特徴を有するシステムおよび技 法は、（１）第１補外センサーサブアレイの第１および第２補外センサーデータ ユニットと物理的センサーの第１サブアレイの第１および第２データ処理ユニッ トの少なくとも一部を含む第１複合センサーサブアレイにおける第１および第２ データ処理ユニット、または、（２）第２補外センサーサブアレイの第１および 第２補外センサーデータユニットと物理的センサーの第２サブアレイの第１およ び第２データ処理ユ ニットの少なくとも一部を含む第２複合センサーサブアレイにおける第１および 第２データ処理ユニットを用いて、第１補外センサーの第１および第２補外セン サーデータを計算する手段をも含み得る。 この第１補外センサーの第１および第２補外センサーデータを計算する手段に は、（１）重みつき平均値を用いてセンサーの第１複合サブアレイとセンサーの 第２複合サブアレイにおける第１データ処理ユニットを平均化するための手段と 、（２）重みつき平均値を用いてセンサーの第１複合サブアレイとセンサーの第 ２複合サブアレイにおける第２データ処理ユニットを平均化するための手段が含 まれる。なお、実施の一例においては、これらの重みつき平均値は第１および第 ２複合サブアレイにおけるセンサーの数に基づく。 さらに、好ましい実施態様においては、第１および第２サブアレイは一定勾配 を有する構成に配列されている。すなわち、第１補外センサーサブアレイは第１ 物理サブアレイの収斂端でセンサーデータを示し、第２補外センサーサブアレイ は第２物理サブアレイの収斂端でセンサーデータを示して、第１および第２複合 サブアレイデータの各データが各収斂端における物理的ハイドロホンの間隔に等 しい量の分離を与えるようにしている。さらに、第１および第２補外センサーデ ータユニットは第１および第２物理サブアレイの間に位置するセンサーに対応す るセンサーデータを示す。 さらに、好ましい実施態様においては、システムおよび技法は第１および第２ センサーアレイの間に物理的に位置するセンサーの不正確なセンサーデータを検 出し、かつ、不正確なセンサーデータを第１補外センサーの計算された第１およ び第２補外センサーデータユニットに置き換えるための手段を備えている。 さらに、本発明の特徴を有する別の好ましい実施態様においては、システムは マルチビーム水深測量、画像処理または立体画像処理ソナーシステムである。 さらに別の主たる特徴において、本発明は物理的センサーアレイを有する感知 システム用の補外センサーデータユニットを計算するための感知システムおよび 技法である。この物理的センサーアレイは物理的センサーのサブアレイを含み、 サブアレイには複数の物理センサーが含まれる。なお、サブアレイの各物理セン サーは第１データ処理ユニットと第２データ処理ユニットを含む受信信号を供与 する。 さらに、システムおよび技法は補外センサーデータを計算するための補外計算 手段を備えており、計算手段には、物理的センサーから成るサブアレイにおける センサーの第１データ処理ユニットの補外により第１補外センサーの第１補外セ ンサーデータユニットを計算するための第１計算手段が含まれている。さらに、 補外計算手段は物理的センサーから成るサブアレイにおける第２データ処理ユニ ットの補外により第１補外センサーの第２補 外センサーデータユニットを計算するための第２計算手段を含む。 好ましい実施態様においては、本発明の特徴に従う補外計算手段は以下の予測 式を用いて補外センサーデータユニットを算出する。 ここで、 Ｎはフィルタの次数、 ｙ_nは補外処理ユニットの値、 ｙ_n-kは補外方向における物理的および／または既に補外した処理ユニットの 最端点の値、 ｄ_kは既知のＮ個の値ｙn-kから空間級数における次の値ｙ_nを予測するＮ次の 予測係数、ｋは最端の物理的および／または補外処理ユニットの１ないしＮ、 Ｍは予測係数ｄ_kの算出に寄与する物理的アレイにおける物理的センサーの数 、ｋ＝１ないしＮ、Ｎ＜Ｍであり、さらに 予測係数ｄ_kは次の関係式から得られる。 ここで、 である。 さらに、別の好ましい実施態様においては、システムは物理センサーのサブア レイの先端に位置する物理センサーからの不正確なセンサーデータを検出し、か つ、不正確なセンサーデータを第１補外センサーの計算された第１および第２補 外センサーデータユニットに置き換えるための手段を備えている。 さらに、別の好ましい実施態様においては、上記補外計算手段が第１補外セン サーにおける第１補外センサーデータユニットと物理センサーのサブアレイにお けるセンサーの少なくとも一部の第１データ処理ユニットの補外により第２補外 センサーの第１補外センサーデータユニットを計算するための手段を備えている 。また、補外計算手段は第１補外センサーの第２補外センサーデータユニットと 物理センサーのサブアレイにおける第２データ処理ユニットの少なくとも一部の 補外により第２補外センサーの第２補外センサーデータユニットも計算する。 図面の簡単な説明 以下、本発明の好ましい実施例を下記の図面に基づいて詳細に説明する。 第１図は本発明に従う信号処理システムを備えるソナ ーシステムを示す概略的ブロック図である。 第２図は船体におけるマルチビームソナーシステムのトランスミッタおよびレ シーバアレイの典型的な位置を示す平面図である。 第３Ａ図ないし第３Ｃ図は船体におけるマルチビームソナーシステムのレシー バアレイの種々の取り付け構造を示すための断面図である。 第４Ａ図ないし第４Ｃ図はそれぞれ第３Ａ図ないし第３Ｃ図のレシーバアレイ から成る複数のハイドロホンの一部を示す概略的ブロック図である。 第５Ａ図はスーパーヘテロダイン式レシーバおよびデータサンプリング素子に 関連するレシーバアレイの物理的ハイドロホンを示す概略的ブロック図である。 第５Ｂ図はデータサンプリング素子に関連するレシーバアレイの物理的ハイド ロホンを示す概略的ブロック図である。 第６図ないし第１１図はそれぞれマルチビームソナーシステムのレシーバアレ イにおける複数の物理的ハイドロホン、補外ハイドロホンおよび／または不完全 ハイドロホンを示してレシーバアレイの一部の機能を表現している。 第１２図はフェーズドアレイレーダシステムにおけるフェーズドアレイアンテ ナの素子を機能的に示している。 好ましい実施態様の説明 本発明は例えばマルチビームソナー、レーダおよびラ イダーシステム等の能動および受動式の単一およびマルチビーム感知システムに おいて使用する信号処理システムおよび技法である。以下、本発明を能動式マル チビームソナーシステムの環境において説明する。なお、当業者においては、本 発明が受動式ソナーシステム並びに例えばレーダおよびライダーシステム等の他 の種の能動式および／または受動式感知システムにおいても実施可能であること が明らかとなる。 本発明の信号処理技法およびシステムは補外のためにレシーバアレイの物理的 感知素子からのデータを使用し、場合においては、「疑似」感知素子のデータを 効果的に補外する。この補外技法はレシーバアレイに沿う種々の点に位置する疑 似ハイドロホンに対応する補外データを発生するために用いられる。なお、補外 データはエラーのまたは不正確なデータを生じている無効のハイドロホンからの 受信信号データに置き換えることができる。すなわち、補外データを不正確なデ ータに対して置き換えることが可能である。 ソナーシステムは例えばハイドロホン等のセンサーの物理的アレイを備えてい る。好ましい実施態様においては、技法は物理的センサーのアレイにおける各セ ンサーに対応する受信信号を計測する。これらの信号は、例えば、（１）信号の 実数部（Ｉ）および虚数部（Ｑ）また 位相、すなわちｔａｎ^-1（Ｑ／Ｉ）等の一対の関連する データ処理ユニットとして表記できる。さらに、各受信信号を複素信号（すなわ ち、Ｉ＋ｊＱ）として表記することもできる。 好ましい実施態様においては、システムおよび技法は受信信号の実数部および 虚数部を用いて補外データを計算する。特に、本発明のシステムおよび技法はセ ンサーアレイの受信信号における実数部の補外により補外センサーの受信信号の 実数部を計算する。さらに、システムおよび技法はセンサーアレイの受信信号に おける虚数部の補外により補外センサーの受信信号の虚数部を計算する。 また、他の好ましい実施態様においては、システムおよび技法は受信信号の大 きさおよび位相を用いて補外データを計算する。この実施態様においては、シス テムおよび技法はセンサーアレイの受信信号の大きさを補外することにより補外 センサーの受信信号の大きさの部分を計算すると共に、センサーアレイの受信信 号の位相を補外することによって補外センサーの受信信号の位相部分を計算する 。 さらに、システムおよび技法はエラーまたは不正確な情報を提供しているレシ ーバアレイにおける物理的感知素子に対応する補外データを発生することによっ て疑似ハイドロホンデータを「効果的に」補間するために使用することもできる 。この場合、無効のハイドロホンデータはレシーバアレイにより発生するデータ から消去され、 これによって、レシーバアレイに沿うハイドロホンの位置に対応する情報が欠落 した状態になる。実際には、レシーバアレイは２個のサブアレイに分割され、そ の各々が複数の有効な物理的感知素子を備えている。したがって、「欠落」はレ シーバアレイにおける各サブアレイからの有効なハイドロホンデータによりデー タを補外することによって充足される。なお、両方の補外値は（例えば重みつき 平均値を用いて）無効のハイドロホンの位置に対応するデータに代わるハイドロ ホンデータを補間するべく用いられる。 この場合、不正確なデータに置き換わるデータを発生することはシステムに信 頼できるデータ値の連続的な位置をレシーバアレイに沿って与えることになり、 これによって、例えば受信ビームのサイドローブにおける歪みの増加等のビーム パタンの歪みの増加を回避することができる。 第１図において、本発明に従うソナーシステム１０はデータ処理ユニット１２ 、トランスミッタユニット１４、レシーバユニット１６およびシステムコントロ ーラ１８を備えている。さらに、データ処理ユニット１２はマイクロプロセッサ ユニット２０とメモリーユニット２２を備えている。すなわち、データ処理ユニ ット１２はマイクロプロセッサユニット２０をメモリーユニット２２に関連して 使用することにより本発明の技法を実施する。つまり、マイクロプロセッサユニ ット２０は後述する処 理技法に従ってレシーバユニット１６からのデータを処理する。一方、メモリー ユニット２２はマイクロプロセッサユニット２０により実行されるプログラムと 、受信され、処理され、さらに、補外処理されたハイドロホンデータを記憶する 。 さらに、ソナーシステム１０はユーザとソナーシステム１０における種々の素 子との間のユーザインターフェイスとしてシステムコントローラ１８を使用して いる。すなわち、ユーザはシステムコントローラ１８を介してシステム１０のす べての機能動作を制御する。このシステムコントローラ１８はディスプレイ（図 示せず）、入力装置（キーボードおよび／またはポイント入力装置）、およびシ ステム１０の種々の素子に対応する他の制御および／またはインターフェイス機 構を備えている。なお、システムコントローラ１８はデータ処理ユニット１２、 トランスミッタユニット１４およびレシーバユニット１６とマルチワイヤバス１ ８ａを介して電気的に連結している。 さらに、ソナーシステム１０はトランスミッタユニット１４を用いて水中に音 波（エネルギー）を発生して送り出す。このトランスミッタユニット１４はトラ ンスミッタアレイ２４を備えている。さらに、トランスミッタアレイ２４はエネ ルギーを発生して送り出すための複数の分離したトランスミッタ素子（ジェネレ ータ）を備えている。第２図に示すように、トランスミッタアレイ２ ４は船３０の船体２８の底部に配置することができる。この場合、トランスミッ タアレイ２４を船３０の長軸に平行に配列することが可能である。 第１図に戻って、レシーバユニット１６は帰還エコーを感知するために用いら れる。このレシーバユニット１６は計測された反射エネルギーを復調して処理し 、データ処理ユニット１２がさらに処理できるようにする。このレシーバユニッ ト１６はレシーバアレイ２６を備えている。さらに、レシーバアレイ２６は例え ば大きさおよび位相等を含む反射エネルギー（帰還エコー）の特性を感知して計 測するための複数のハイドロホンを備えている。なお、レシーバユニット１６お よびその感知素子は後に詳述する。 第２図に示すように、レシーバアレイ２６は船３０の長軸に対して横向きに船 体２８に取り付けることができる。さらに、レシーバアレイ２６の位置は、（１ ）大規模なアレイの使用を可能にするべく船３０の中心から十分離すとか、（２ ）余計なノイズを避けるべく船３０の推進システム（図示せず）から前方に十分 離して配置するといった幾つかのガイドラインに沿って決定される。 第３Ａ図において、レシーバアレイ２６は船３０の船体２８の外面と一致する ように構成することもできる。すなわち、第３Ａ図に示すレシーバアレイ２６は 単純な曲線に沿うと言うよりは、アレイのすべての素子が船体２８にできるかぎ り近接配置されているという意味で 「同一形状」である。 第３Ｂ図においても、レシーバアレイ２６は船３０の船体２８の外面に一致し て表現されている。しかしながら、この場合のレシーバアレイ２６は一体素子で はない。つまり、レシーバアレイ２６は２個のサブアレイ３２および３４から構 成されている。すなわち、第３Ｂ図に示されるレシーバアレイ２６は船３０の竜 骨３６の構造的な完全性を維持するために必要となる。したがって、この場合、 レシーバアレイ２６は第３Ａ図に示すような単一ユニットとして船を横切って備 えられるものではなく、２個のサブアレイ３２および３４に分割して各アレイを 船３０の船体２８に一致させることができる。 さらに、第３Ｃ図において、レシーバアレイ２６は船３０の船体２８に幾分不 一致の状態で取り付けられている。この場合も、第３Ｂ図に示すレシーバアレイ ２６と同様に、レシーバアレイ２６は単一素子ではなく、船３０の竜骨３６によ り分離されたサブアレイ３２および３４から構成されている。 なお、第３Ａ図ないし第３Ｃ図はレシーバアレイ２６の３種の取り付け形態を 示しているが、当業者においては、本発明の実施に他の取り付け形態も採用可能 である。例えば、第３Ａ図および第３Ｂ図において、レシーバアレイ２６は船３ ０の右舷および左舷の両側に一致するように示されている。しかし、場合によっ て、レシーバアレイ２６は船３０の両側に取り付ける必要がなく、むし ろ、レシーバアレイ２６を船３０の右舷または左舷のいずれか一方に取り付ける こともできる。 第４Ａ図ないし第４Ｃ図はレシーバアレイ２６の部分を示す概略的ブロック図 である。すなわち、レシーバアレイ２６は複数の物理的ハイドロホン２６ａ₁− ２６ａ_Mを備えている。これらの物理的ハイドロホン２６ａ₁−２６ａ_Mはレシー バアレイ２６に沿ってそれぞれ延出している。物理的ハイドロホン２６ａ₁−２ ６ａ_Mはトランスミッタアレイ２４により発送されるエネルギーのうちで周囲の 対象物により反射されたエネルギーを計測する。 第５Ａ図において、レシーバユニット１６はスーパーヘテロダインレシーバ３ ８を含んでいる。レシーバ３８はハイドロホン２６ａから受信信号を受け取って 、ハイドロホン２６ａの各受信信号から「同相（ｉｎ−ｐｈａｓｅ）」および「 違相（ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｈａｓｅ）」信号を発生する。これらの「同相」（Ｉ） 信号および「違相」（Ｑ）信号はアナログ／デジタル変換器４０および４２を介 してアナログからデジタル形態に変換される。その後、ＩおよびＱ信号のデジタ ル表現がデータ処理ユニット１２に送られて本発明の技法に従ってさらに処理さ れる。 第５Ｂ図はハイドロホン２６ａにより発生される信号がスーパーヘテロダイン レシーバにより初期的に「処理される」ことがない場合を示している。例えば、 ハイドロホン２６ａからの信号を高速データサンプリング回路 ４０（例えば、高速アナログ／デジタル変換器およびサンプル／ホールド回路） によりサンプル処理した後にデータ処理ユニット１２が関連するＩおよびＱ信号 の対を「形成」してもよい。その後、データ処理ユニット１２が本発明の技法に 従ってデータを処理する。 上述したように、本発明は物理的ハイドロホン２６ａのデータからデータを補 外するシステムおよび技法である。すなわち、第６図において、物理的ハイドロ ホン２６ａ₁−２６ａ_Mは計測した反射エネルギーをそれぞれ表現する受信信号を 発生する。その後、データ処理ユニット１２がハイドロホン２６ａ₁−２６ａ_Mか らの受信信号による補外により補外データを計算する。これらの計算された補外 データは例えば補外される「疑似」ハイドロホン２６ａ₁’−２６ａ₈’等の補外 ハイドロホンからの受信信号を表現する。第６図は計算された補外データに対応 するレシーバアレイ２６上の位置における補外ハイドロホン２６ａ₁’−２６ａ₈ ’を示している。 さらに、第６図において、本発明は補外されるハイドロホン２６ａ₁’、２６ ａ₂’、２６ａ₇’および２６ａ₈’に対応する補外ハイドロホンデータを計算す るための実施が可能である。このようにすることによって、物理的ハイドロホン および補外ハイドロホンは必要または所望の受信ビーム幅を得るべくレシーバア レイ２６の有効幅を効果的に増大できる。 さらに、本発明は補外ハイドロホン２６ａ₃’、２６ ａ₄’、２６ａ₅’および２６ａ₆’に対応する補外ハイドロホンデータを計算す るための実施が可能である。この結果、物理的ハイドロホンおよび補外ハイドロ ホンは、レシーバアレイ２６が一体素子でない場合でも、レシーバアレイ２６の 連続的なデータ点を効果的に与えることができる。ここでは、レシーバアレイ２ ６はサブアレイ３２および３４から構成されている。上述したように、船３０に おける竜骨３６の構造的完全性を維持する（第３Ｂ図）ためには第６図に示すよ うなレシーバアレイ２６が必要となる。 なお、処理ユニット１２は１つの補外ハイドロホン例えば２６ａ₃’に対応す る補外値を計算するために物理的ハイドロホンの一部を使用することが可能であ る。この場合、処理ユニット１２はハイドロホン２６ａ₃’に対応する補外ハイ ドロホンデータを導くために例えばハイドロホン２６ａ₃−２６ａ_pからのデータ を用いる。 また、第７図におけるように、本発明はハイドロホン２６ａ_xとして示される 「無効の」ハイドロホンからのエラーまたは不正確なデータに対応するハイドロ ホンデータを補外するために実施できる。このような無効のハイドロホン２６ａ_x からのデータはレシーバアレイ２６により発生するデータから基本的に「切除 」されるので、レシーバアレイ２６に沿う位置に対応する情報が欠落した状態に なる。そこで、データ処理ユニット１２はアレイ２６に沿うサブアレイ３２の物 理的ハイドロホンデー タ（ハイドロホン２６ａ₁−２６ａ_x-1からのデータ）を「右」に補外する。この 結果、ハイドロホン２６ａ_xを表現する計算された補外値がソナーシステム全体 によるその後の、例えば計算された受信ビームを発生するためにすべてのデータ を組み合わせる等の、処理において用いられる。 さらに、データ処理ユニット１２はアレイに沿うサブアレイ３４の物理的ハイ ドロホンデータ（ハイドロホン２６ａ_x+1−２６ａ_M）を「左」に補外する。この 結果、ハイドロホン２６ａ_xを表現する計算された補外値がソナーシステム１０ によるその後の処理において用いられる。 さらに、第７図において、データ処理ユニット１２はサブアレイ３２および３ ４の物理的ハイドロホンによる補外値からハイドロホン２６ａ_xに対応する（代 わる）疑似ハイドロホン値を補間する。この時、データプロセッサ１２は各補外 値（サブアレイ３２の補外値およびサブアレイ３４の補外値）の重みつき平均値 を使用できる。つまり、サブアレイ３２および３４のハイドロホンによる補外値 が無効のハイドロホンの位置に対応するデータに代わるハイドロホンデータを補 間するために用いられる。 なお、重みつき平均値は種々の基準に基づく、若しくは、これらの関数である 。すなわち、上記ハイドロホン２６ａ_xに対応するまたはこれに代わる疑似ハイ ドロホ ン値（サブアレイ３２および３４の補外値から決定される）の最終的な予測は以 下の形を取り得る。 y_f ^p=C₀x[C₁y₁ ^P+C₂y_r ^P] ここで、 ｙ₁ ^Pはアレイに沿うサブアレイ３４の物理的ハイドロホンデータの「左」への 補外値（ハイドロホン２６ａ₁−２６ａ_x-1からのデータ）、および ｙ_r ^Pはアレイに沿うサブアレイ３２の物理的ハイドロホンデータの「右」への 補外値（ハイドロホン２６ａ_x+1−２６ａ_Mからのデータ）である。 さらに、Ｃ₀、Ｃ₁およびＣ₂は以下の制限を満足する定数である。 定数Ｃ₁およびＣ₂は多数のパラメータの関数である。すなわち、定数Ｃ₁およ びＣ₂を以下のように表現することができる。 C₁，C₂=f(N,SNR,p,x) ここで、 Ｎは予測計算において用いるサブアレイの物理的素子の数、 ＳＮＲはサブアレイにおけるシグナル／ノイズ比、 ｐはフィルタ関数の次数、および ｘはサブアレイの最寄りの端部から補外されるハイドロホンまでの距離である 。 したがって、上述したように、上記重みつき平均値は、例えば、予測係数Ｎの 計算に用いられる若しくは寄与するサブアレイ３２および３４の各々におけるハ イドロホンの数に単純に基づく等、幾つかの変数に基づいている。 それゆえ、実際的に、レシーバアレイは２個のサブアレイに分割され、その各 々に複数の有効な物理的感知素子が含まれている。さらに、上記の無効ハイドロ ホン２６ａ_xにより形成される「欠落部」はサブアレイ３２および３４のいずれ かまたは両方による有効なハイドロホンデータを補外することによって「充足」 される。 なお、処理ユニット１２はハイドロホンのデータの一部を用いて無効ハイドロ ホン２６ａ_xに対応する補外値を計算してもよい。この場合、例えば、処理ユニ ット１２はハイドロホン２６ａ_xに対応する補外ハイドロホンデータを導くため にハイドロホン２６ａ₂−２６ａ_x-1からのデータを使用する。 好ましい実施態様においては、データ処理ユニット１２は無効のハイドロホン ２６ａ_xをリアルタイムで検出する。この場合、データ処理ユニット１２はハイ ドロホ ン２６ａ_xからの信号を継続的に無視し、その代わりに、ハイドロホン２６ａ_xに 対応する補外ハイドロホンデータを継続的に補外および／または補間する。 第８図において、本発明はハイドロホン２６ａ_xからのエラーまたは不正確な データに対応するハイドロホンデータを補外し、かつ、補外されるハイドロホン ２６ａ₁’、２６ａ₂’に対応する補外ハイドロホンデータを計算するために用い られる。この場合、物理的ハイドロホンおよび補外されるハイドロホンはレシー バアレイ２６の長さを効果的に増大し、かつ、「無効」ハイドロホン２６ａ_xに 対応するハイドロホンデータを発生する。上述したように、ハイドロホンデータ の「左」方向への補外はレシーバアレイ２６の有効長が制限されている場合（す なわち、レシーバアレイの所望のまたは必要な物理的大きさが所望の受信ビーム 幅を得るのに有効でない場合）に有効長を増大するように作用する。 好ましい実施態様においては、データ処理ユニット１２は以下の技法を実施し て物理的ハイドロホンデータから補外データを発生する。 ここで、 Ｎはフィルタの次数、 ｙ_nは補外処理ユニットの値、 ｙ_n-kは補外方向における物理的および／または既に補外した処理ユニットの 最端点の値、 ｄ_kは既知のＮ個の値ｙ_n-kから空間級数における次の値ｙ_nを予測するＮ次の 予測係数、ｋは最端の物理的および／または補外処理ユニットにおける１ないし Ｎ、 Ｍは予測係数ｄ_kの算出に寄与する物理的アレイにおける物理的センサーの数 、ｋ＝１ないしＮ、Ｎ＜Ｍであり、さらに 補外係数ｄ_kは次の関係式から得られる。 ここで、 である。 さらに、ｙ_k値は、 （１ａ）ハイドロホン信号の実数部分（Ｉ）と、 （１ｂ）ハイドロホン信号の虚数部分（Ｑ）、または （２ａ）ハイドロホン信号の大きさ、すなわち、 （２ｂ）ハイドロホン信号の位相、すなわち ｔａｎ^-1（Ｑ／Ｉ）を含むデータ処理ユニットの関連対によって表現でき る。 また、ｙ_kの値は総括的な複素信号Ｉ＋ｊＱの処理データユニットとして表現 することもできる。 次に第９図において、ハイドロホン２６ａ₁−２６ａ_Mはレシーバアレイ２６の 受信信号を計測する。これらのハイドロホン２６ａ₁−２６ａ_Mからの各受信信号 は例えば実数部および虚数部等の関連するデータ処理ユニットの対により表記す ることができる。すなわち、データ処理ユニット１２は物理的ハイドロホン２６ ａ₁−２６ａ_Mの各受信信号における実数部分の補外によって補外されるハイドロ ホン２６ａ₂’の受信信号の実数部分を計算する。加えて、データ処理ユニット １２はレシーバアレイ２６の各受信信号における虚数部分の補外によって補外ハ イドロホン２６ａ₂’の受信信号の虚数部分を計算する。その後、データ処理ユ ニット１２は補外ハイドロホン２６ａ₂’の受信信号における実数部および虚数 部を物理的ハイドロホン２６ａ₁−２６ａ_Mの各受信信号における実数部および虚 数部に組み合わせる。この場合、ソナーシステムにおいては、レシーバアレイの 「有効」長が増大して算出される受信ビームの有効ビーム幅が小さくなる。 アレイ２６が「Ｍ個」の素子（ハイドロホン）を備えている場合、第１の補外 サンプルｙ_M+1（補外ハイドロホン２６ａ₂’のデータに対応する）は、物理的空 間級 数における最端のＮ個のデータサンプルを用いて、式１によって与えられる。同 様に、次の補外サンプルｙ_M+2（補外ハイドロホン２６ａ₁’のデータに対応する ）は第１補外値（ｙ_M+1）を式１に含むことによって得られる。その後、このよ うな処理を所望のまたは必要な素子数が設定されるまで続ける（補外ハイドロホ ン２６ａ₃’および２６ａ₄’のデータ）。 すなわち、本発明の技法は、補外データを算出する場合に、レシーバアレイ２ ６のすべての物理的素子からのデータを必要としないことが分かる。すなわち、 技法においては、補外データ（補外ハイドロホン２６ａ₁’、２６ａ₂’、２６ａ₃ ’および２６ａ₄’に対応する）を算出する場合にレシーバアレイ２６の物理的 ハイドロホン（２６ａ₁−２６ａ_M）からのデータの一部のみを使用すればよい。 さらに、式１における予測係数ｄ₁、ｄ₂、．．．ｄ_Nは式１により表現できる 下記の「補外フィルタ」の伝達関数Ｈ（ｚ）に基づいて誘導できる。（参照：Ｓ ｗｉｎｇｌｅｒ他の「アパーチャ補間および補外のための線形予測を用いるライ ンアレイビーム形成」（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ａｃｏｕｓｔ．，Ｓｐｅｅｃｈ ，Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ３３，１，（１９８９））） ここで、「ｚ」をｅ^jwに置き換えると、｜Ｈ（ｅ^jw）｜²は任意データからの最 大エントロピーまたは自動復帰スペクトル評価の形になる。この結果、補外係数 は以下の式を満足する。 ここで、 である。 「最大エントロピースペクトル解析のためのフィルタ係数の計算について」（ Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ ３９，１（１９７４））においてＡｎｄｅｒｓｅｎは一 組の等間隔なデータ点から最大エントロピースペクトル係数を推定するための方 法を提供している。なお、Ａｎｄｅｒｓｅｎは上述の行列式を反転するための幾 分簡単高速な方法を与えている。 さらに、Ａｎｄｅｒｓｅｎ法により導かれる係数の安定性が重要である。特に 、線形予測係数が以下の特性多項式を満足するので、 式３の根が安定性に対応する単位円内に存することが条件となる。すなわち、式 ３の各根Ｚ_tが以下の範囲を満足する。 なお、単位円の外に在る根については、以下の変換処理を用いてこれを単位円内 に「移動」させ、 さらに、式３により与えられる特性多項式を満足するように係数を再計算する。 このような変換を用いる場合の利点の１つは、レシーバアレイ２６の長さが水中 での信号の減衰長に比してはるかに小さいので、アレイ２６からの物理的ハイド ロホン信号が減衰していないサインおよびコサイン波の合計になると予測できる 。 また、実数および虚数のハイドロホンデータが９０°だけ異なる同一波形のサ ンプルであるため、この方法は実数および虚数のハイドロホンデータに分離して 適用できる。 上述のように、本発明の技法もまたサブアレイ３２お よび３４の間に位置するハイドロホンを示すハイドロホンデータを効果的に補間 するために使用できる。このことは、レシーバアレイ２６内に位置する誤ったま たは無効の物理的ハイドロホンにより生じ得る。すなわち、第１０図において、 誤ったまたは無効のハイドロホンを物理的ハイドロホン２６ａ_xで表現し、サブ アレイ３２が物理的ハイドロホン２６ａ_x-1ないし物理的ハイドロホン２６ａ₁を 含んでおり、さらに、サブアレイ３４が物理的ハイドロホン２６ａ_Mないし物理 的ハイドロホン２６ａ_x+1を含んでいる場合を考える。 この場合、データ処理ユニット１２は式２を用いてサブアレイ３２の物理的ハ イドロホン２６ａ₁ないし２６ａ_x-1に対応する係数ｄ_k（ｋ＝１ないしＮ）を計 算する。次いで、これらの係数を物理的ハイドロホン値ｙ₁ないしｙ_x-1と共に用 いて補外値ｙ_x｜_{sub-array 32}を計算する。すなわち、値ｙ_x｜_{sub-array 32}はサ ブアレイ３２の物理的ハイドロホン２６ａ₁−２６ａ_xー1のデータから計算される 補外ハイドロホン２６ａ_xを示す。 さらに、データ処理ユニット１２は式２を用いてサブアレイ３４の物理的ハイ ドロホン２６ａ_x+1ないし２６ａ_Mに対応する係数ｄ_k（ｋ＝１ないしＮ）を計算 する。次いで、この係数を物理的ハイドロホン値ｙ_x+1ないしｙ_Mと共に用いて補 外値ｙ_x｜_{sub-array 34}を計算する。値ｙ_x｜_{sub-array 34}はサブアレイ３４の物 理的ハイドロホン２６ａ_x+1−２６ａ_Mのデータから計算される補外 ハイドロホン２６ａ_xを示す。 次に、上述の重み付けに関する範囲を用いて、これら２個の補外ハイドロホン ２６ａ_xの補外値（ｙ_x｜_{sub-array 32}およびｙ_x｜_{sub-array 34}）の平均値を計 算する。例えば、補外ハイドロホン２６ａ_xの２個の補外値を重みとしての各ア レイ３２および３４における係数の数を用いて平均化して、ハイドロホン２６ａ_x に対応するレシーバアレイ２６内の位置における「有効な」補間値を決定する 。 この場合、無効のまたは誤ったハイドロホン２６ａ_xの値は「０」と見なされ 、係数ｄ_k（ｋ＝１ないしＮ）は物理的ハイドロホン２６ａ₁ないし２６ａ_Mのす べての値を用いて導かれる。その後、ハイドロホン２６ａ_xに対応する値を予測 または補外するために物理的ハイドロホン２６ａ₁ないし２６ａ_x-1についての有 効な係数ｄ_k（ｋ＝１ないしＮ）の組が与えられる。同時に、ハイドロホン２６ ａ_xに対応する値を予測または補外するために物理的ハイドロホン２６ａ_x+1ない し２６ａ_Mについての有効な係数ｄ_k（ｋ＝１ないしＮ）の組が与えられる。次い で、データ処理ユニット１２は２個の補外値の平均値を計算して上述の重み付け に関する範囲を用いてハイドロホン２６ａ_xに対応する最終的な補間値を求める 。 次に、第１１図において、本発明は補外ハイドロホン２６ａ₃’、２６ａ₄’、 ２６ａ₅’および２６ａ₆’に対応する補外ハイドロホンデータを計算するために 実施可 能である。既に述べたように、この場合、物理的ハイドロホンおよび補外ハイド ロホンは、レシーバアレイ２６が単一の素子でない場合に、レシーバアレイ２６ における連続的なデータ点を効果的に提供する。 すなわち、データ処理ユニット１２は式２を用いてサブアレイ３２の物理的ハ イドロホン２６ａ₁ないし２６ａ_pに対応する係数ｄ_k（ｋ＝１ないしＮ）を計算 する。次に、係数を物理的ハイドロホン値ｙ₁ないしｙ_pと共に用いて補外値ｙ_{a3 '} を計算する。この補外値ｙ_a3'は補外ハイドロホン２６ａ₃’に対応するデータ を表す。 その後、データ処理ユニット１２は係数ｄ_kおよび物理的ハイドロホン値ｙ₂な いしｙ_pおよび補外値ｙ_a3'を用いて補外値ｙ_a4'を計算する。この値ｙ_a4'はサブ アレイ３２からの補外ハイドロホン２６ａ₄’を表すデータである。 同時に、データ処理ユニット１２は式２を用いてサブアレイ３４の物理的ハイ ドロホン２６ａ_qないし２６ａ_Mに対応する係数ｄ_k（ｋ＝１ないしＮ）を計算す る。次いで、これらの係数を物理的ハイドロホン値ｙ_qないしｙ_Mと共に用いて補 外値ｙ_a6'を計算する。この補外値ｙ_a6'は補外ハイドロホン２６ａ₆’に対応す るデータを表す。 さらに、データ処理ユニット１２はこれらの係数ｄ_kと物理的ハイドロホン値 ｙ_qないしｙ_M-1および補外ハイドロホンｙ_a6'を用いて補外値ｙ_a5'を計算する。 この値 ｙ_a5'は補外ハイドロホン２６ａ₅’を表すデータである。 この場合、データ処理ユニット１２がサブアレイ３２および３４を「重複」す る補外ハイドロホン値を計算すると、補外ハイドロホンを表す２個の値の平均値 を上述の適当な重み付け（例えば、各アレイ３２および３４における係数の数） を用いて計算して補外ハイドロホンに対応するレシーバアレイ２６内の位置にお ける「有効な」補間値が決定できる。 さらに、第１１図において、物理ハイドロホンに対応する係数ｄ_k（ｋ＝１な いしＮ）並びに補外データを用いてサブアレイ３２および３４の各先端における 補外ハイドロホン２６ａ₁’、２６ａ₂’および２６ａ₇’、２６ａ₈’を表す補外 データが計算できる。 以上、本発明の種々の好ましい実施態様を説明したが、以下の特許請求の範囲 により規定する本発明の範囲および精神に逸脱しない範囲で変形並びに変更が可 能である。例えば、本発明を補外ハイドロホンデータを発生する種々の場合や状 況（一部のみを記載した）において実施および使用できる。 さらに、本発明を種々の感知システム、例えば、ソナー、レーダおよびライダ ーに関して実施および使用することができる。例えば、レーダシステムを、ソナ ーの場合と同様に、物体の検出、操縦、追跡、分類および位置決めに使用できる 。また、レーダは、強力な発信装置から発信され多くの物体により反射した高周 波数の無線波 によって周囲の空間を走査する方法を提供する。なお、反射信号はレシーバによ って受信される。この結果、反射信号の強度や方向等の特性によって、物体の距 離や高度のような物体の特性に関する情報が得られる。 本発明によるレーダシステムは一般にフェーズドアレイ型として分類されるも のであり、第１２図はフェーズドアレイ型素子の機能図である。 さらに、本発明はＬｕｓｔｉｇ他の米国特許第３１１４６３１号に開示される ものを含む多くの種類のトランスミッタおよびレシーバ構成を用いて実施および 使用することができる。加えて、米国特許第３１１４６３１号に開示されるトラ ンスミッタおよびレシーバ構成（トランスミッタアレイおよびレシーバアレイを 含む）の変形、変更並びに改良もまた適用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，Ｎ Ｌ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 タルクダール、クシャル カンティ アメリカ合衆国 02904 ロードアイラン ド州 ノース プロヴィデンス ナンバー 3302 ダグラス アヴェニュー 1650 【要約の続き】 めの手段（１２）を備えている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．物理的センサーアレイを有する感知システム用受信ビームの有効ビーム幅を 減少する方法において、 前記センサーアレイにおける各センサーに対応する受信信号を計測する段階か ら成り、各センサーの各受信信号が第１データ処理ユニットおよび第２データ処 理ユニットを含む一対の関連するデータ処理ユニットを含んでおり、さらに、 前記センサーアレイにおける物理的センサーの各受信信号における第１データ 処理ユニットの補外によって少なくとも１つの補外センサーの受信信号における 第１データ処理ユニットを計算する段階と、 前記センサーアレイにおける物理的センサーの各受信信号における第２データ 処理ユニットの補外によって少なくとも１つの補外センサーの受信信号における 第２データ処理ユニットを計算する段階と、 前記少なくとも１つの補外センサーの受信信号における第１および第２データ 処理ユニットを前記物理的センサーの各受信信号における第１および第２データ 処理ユニットに組み込んで計算される受信ビームの有効ビーム幅を狭める段階と から成ることを特徴とする方法。 ２．前記センサーアレイにおける各センサーの各受信信号における第１および第 ２データ処理ユニットを計算する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に 記載の 方法。 ３．前記第１補外センサーの第１データ処理ユニットと前記アレイにおける物理 的センサーの第１データ処理ユニットの少なくとも一部の補外によって第２補外 センサーの第１データ処理ユニットを計算する段階と、 前記第１補外センサーの第２データ処理ユニットと前記アレイにおける物理的 センサーの第２データ処理ユニットの少なくとも一部の補外によって前記第２補 外センサーの第２データ処理ユニットを計算する段階とをさらに含むことを特徴 とする請求項１に記載の方法。 ４．前記第２補外センサーの第１データ処理ユニットを前記第１補外センサーの 第１データ処理ユニットおよび前記アレイにおける物理的センサーの第１データ 処理ユニットに組み込む段階と、 前記第２補外センサーの第２データ処理ユニットを前記第１補外センサーの第 ２データ処理ユニットおよび前記アレイにおける物理的センサーの第２データ処 理ユニットに組み込んで計算される受信ビームの有効ビーム幅を狭める段階とを さらに含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。 ５．前記感知システムがマルチビーム式水深測量、画像処理または立体ソナーシ ステムにおいて使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ６．前記補外処理が以下の予測式を用いること含むことを特徴とする請求項１に 記載の方法。 ここで、 Ｎはフィルタの次数、 ｙ_nは補外処理ユニットの値、 ｙ_n-kは補外方向における物理的および／または既に補外した処理ユニットの 最端点の値、 ｄ_kは既知のＮ個の値ｙ_n-kから空間級数における次の値ｙ_nを予測するＮ次の 予測係数、ｋは最端の物理的および／または補外処理ユニットの１ないしＮ、 Ｍは予測係数ｄ_kの算出に寄与する物理的アレイにおける物理的センサーの数 、ｋ＝１ないしＮ、Ｎ＜Ｍであり、さらに 前記フィルタ係数ｄ_kは次の関係式から得られ、 ここで、 である。 ７．物理的センサーアレイを有する感知システムにおいて補外センサーデータを 発生する方法において、前記センサーのアレイが複数のセンサーから成るセンサ ーのサブアレイを含んでおり、 前記センサーのサブアレイにおける各センサーに対応する受信信号を計測する 段階から成り、前記センサーのサブアレイにおける各センサーの各受信信号が第 １および第２データ処理ユニットを含んでおり、さらに、 前記サブアレイのセンサーにおける第１データ処理ユニットの補外により第１ 補外センサーの第１補外センサーデータユニットを計算する段階と、 前記サブアレイの第２データ処理ユニットの補外により第１補外センサーの第 ２補外センサーデータユニットを計算する段階とから成ることを特徴とする方法 。 ８．前記データ補外処理が以下の予測式を用いることを含むことを特徴とする請 求項７に記載の方法。 ここで、 Ｎはフィルタの次数、 ｙ_nは補外処理ユニットの値、 ｙ_n-kは補外方向における物理的および／または既に補外した処理ユニットの 最端点の値、 ｄ_kは既知のＮ個の値ｙ_n-kから空間級数における次の 値ｙ_nを予測するＮ次の予測係数、ｋは最端の物理的および／または補外処理ユ ニットの１ないしＮ、 Ｍは予測係数ｄ_kの算出に寄与する物理的サブアレイにおける物理的センサー の数、ｋ＝１ないしＮ、Ｎ＜Ｍであり、さらに 前記フィルタ係数ｄ_kは次の関係式から得られ、 ここで、 である。 ９．前記サブアレイの先端に位置する物理的センサーの不正確なセンサーデータ を検出する段階と、 前記第１補外センサーにおける計算した第１および第２補外センサーデータユ ニットを前記不正確なセンサーデータに置き換える段階とをさらに含むことを特 徴とする請求項７に記載の方法。 １０．前記第１補外センサーにおける第１補外センサーデータユニットおよび前 記サブアレイの物理的センサーの少なくとも一部における第１データ処理ユニッ トの補 外によって第２補外センサーの第１補外センサーデータユニットを計算する段階 と、 前記第１補外センサーにおける第２補外センサーデータユニットおよび前記サ ブアレイの物理的センサーの少なくとも一部における第２データ処理ユニットの 補外によって第２補外センサーの第２補外センサーデータユニットを計算する段 階とをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。 １１．前記感知システムがマルチビーム式水深測量、画像処理または立体ソナー システムにおいて使用されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。 １２．センサーのアレイを有する感知システムにおいて補外センサーデータユニ ットを発生する方法において、前記センサーのアレイが物理的センサーの第１サ ブアレイと物理的センサーの第２サブアレイとを含み、各サブアレイが複数の相 互に排他的はセンサーを含んでおり、 前記センサーの第１物理的サブアレイにおける各センサーに対応する受信信号 を計測する段階から成り、前記センサーの第１物理的サブアレイにおける各セン サーの各受信信号が第１および第２データ処理ユニットを含む一対の関連するデ ータ処理ユニットを含んでおり、さらに、 前記センサーの第２物理的サブアレイにおける各センサーに対応する受信信号 を計測する段階から成り、前記センサーの第２物理的サブアレイにおける各セン サーの 各受信信号が第１および第２データ処理ユニットを含む一対の関連するデータ処 理ユニットを含んでおり、さらに、 前記物理的センサーの第１サブアレイにおける第１データ処理ユニットの少な くとも一部の補外によって前記第１サブアレイに対応する第１補外センサーにお ける第１補外センサーデータユニットを計算する段階と、 前記物理的センサーの第１サブアレイにおける第２データ処理ユニットの少な くとも一部の補外によって前記第１サブアレイに対応する第１補外センサーにお ける第２補外センサーデータユニットを計算する段階と、 前記物理的センサーの第２サブアレイにおける第１データ処理ユニットの少な くとも一部の補外によって前記第２サブアレイに対応する第２補外センサーにお ける第１補外センサーデータユニットを計算する段階と、 前記物理的センサーの第２サブアレイにおける第２データ処理ユニットの少な くとも一部の補外によって前記第２サブアレイに対応する第２補外センサーにお ける第２補外センサーデータユニットを計算する段階とから成ることを特徴とす る方法。 １３．前記第１補外センサーの第１および第２データ処理ユニットの重みつき平 均値と前記第２補外センサーの第１および第２データ処理ユニットの重みつき平 均値とを用いて補間センサーの第１および第２補間センサーデータユニットを計 算する段階をさらに含み、前記第１お よび第２サブアレイが共通線状の２個のセグメントに沿って配列されており、前 記第１および第２補外センサーからのデータが同一位置における物理的センサー により感知されるセンサーデータを表しており、さらに、前記補間センサー、第 １サブアレイおよび第２サブアレイが連続線状のセンサー群を形成することを特 徴とする請求項１２に記載の方法。 １４．前記第１および第２の物理的センサーサブアレイの間に物理的に位置する センサーのアレイにおけるセンサーから不正確なセンサーデータを検出する段階 と、 前記第１および第２補外センサーにおける計算した第１および第２補外センサ ーデータユニットの重みつき平均値を不正確なセンサーデータに置き換える段階 とをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。 １５．前記第１補外センサーにおける少なくとも第１補外センサーデータユニッ トと前記物理的センサーの第１サブアレイにおける第１データ処理ユニットの少 なくとも一部とを含む第１複合センサーサブアレイにおける第１データ処理ユニ ットを用いて第３補外センサーにおける第１補外センサーデータユニットを計算 する段階と、 前記第１補外センサーにおける少なくとも第２補外センサーデータユニットと 前記物理的センサーの第１サブアレイにおける第２データ処理ユニットの少なく とも一部とを含む第１複合センサーサブアレイにおける第２データ処理ユニット を用いて前記第３補外センサーにおけ る第２補外センサーデータユニットを計算する段階と、 前記第２補外センサーにおける少なくとも第１補外センサーデータユニットと 前記物理的センサーの第２サブアレイにおける第１データ処理ユニットの少なく とも一部とを含む第２複合センサーサブアレイにおける第１データ処理ユニット を用いて第４補外センサーにおける第１補外センサーデータユニットを計算する 段階と、 前記第２補外センサーにおける少なくとも第２補外センサーデータユニットと 前記物理的センサーの第２サブアレイにおける第２データ処理ユニットの少なく とも一部とを含む第２複合センサーサブアレイにおける第２データ処理ユニット を用いて第４補外センサーにおける第２補外センサーデータユニットを計算する 段階とから成ることを特徴とする請求項１２に記載の方法。 １６．前記第３および第４補外センサーの第１データ処理ユニットの重みつき平 均値と前記第３および第４補外センサーの第２データ処理ユニットの重みつき平 均値とを用いて補間センサーの第１および第２補間センサーデータユニットを計 算する段階を含み、前記第１および第２複合サブアレイが共通線状の２個のセグ メントに沿って配列されており、前記第３および第４補外センサーからのデータ が同一位置における物理的センサーにより感知されるセンサーデータを表してお り、さらに、前記補間センサー、第１複合サブアレイおよび第２複合サブアレイ が連続線状のセンサー群を形成することを特徴とす る請求項１５に記載の方法。 １７．前記第１および第２サブアレイが傾斜した構成に配列されており、前記第 ３補外センサーが前記第１物理的サブアレイの収斂端部におけるセンサーデータ を表し、前記第４補外センサーが前記第２物理的サブアレイの収斂端部における センサーデータを表して、前記第１および第２複合サブアレイのデータが前記収 斂端部における物理的センサーの間隔に等しい量の分離を示し、さらに、前記第 ３および第４補外センサーデータユニットが前記第１および第２の物理的サブア レイの間に位置するセンサーに対応するセンサーデータを表すことを特徴とする 請求項１５に記載の方法。 １８．前記補外処理が以下の予測式を用いることを含むことを特徴とする請求項 １２に記載の方法。 ここで、 Ｎはフィルタの次数、 ｙ_nは補外処理ユニットの値、 ｙ_n-kは補外方向における物理的および／または既に補外した処理ユニットの 最端点の値、 ｄ_kは既知のＮ個の値ｙ_nーkから空間級数における次の値ｙ_nを予測するＮ次の 予測係数、ｋは最端の物理的および／または補外処理ユニットの１ないしＮ、 Ｍは予測係数ｄ_kの算出に寄与する物理的サブアレイにおける物理的センサー の数、ｋ＝１ないしＮ、Ｎ＜Ｍであり、さらに 前記フィルタ係数ｄ_kは次の関係式から得られ、 ここで、 である。 １９．前記感知システムがマルチビーム式水深測量、画像処理または立体ソナー システムにおいて使用されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。 ２０．各々が受信信号を計測する複数の物理的センサーから成り、各受信信号が 第１および第２データ処理ユニットを含んでおり、さらに、 少なくとも１つの補外センサーに対応するセンサーデータを計算するための手 段から成り、前記手段が、 前記複数の物理的センサーの第１データ処理ユニットの補外によって前記少な くとも１つの補外センサーの第１補外センサーデータユニットを計算するための 第１補 外手段と、 前記複数の物理的センサーの第２データ処理ユニットの補外によって前記少な くとも１つの補外センサーの第２補外センサーデータユニットを計算するための 第２補外手段とを含んでおり、さらに、 前記少なくとも１つの補外センサーの第１および第２補外センサーデータユニ ットを前記複数の物理的センサーの第１および第２データ処理ユニットに組み込 んでより狭い有効ビーム幅を有する受信ビームを発生するための手段から成るこ とを特徴とする感知システム。 ２１．前記物理的センサーのアレイにおける各受信信号から第１および第２デー タユニットを計算するための手段をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記 載のシステム。 ２２．前記補外処理が以下の予測式を用いることを含むことを特徴とする請求項 ２０に記載のシステム。 ここで、 Ｎはフィルタの次数、 ｙ_nは補外処理ユニットの値、 ｙ_n-kは補外方向における物理的および／または既に補外した処理ユニットの 最端点の値、 ｄ_kは既知のＮ個の値ｙ_n-kから空間級数における次の 値ｙ_nを予測するＮ次の予測係数、ｋは最端の物理的および／または補外処理ユ ニットの１ないしＮ、 Ｍは予測係数ｄ_kの算出に寄与する物理的アレイにおける物理的センサーの数 、ｋ＝１ないしＮ、Ｎ＜Ｍであり、さらに 前記フィルタ係数ｄ_kは次の関係式から得られ、 ここで、 である。 ２３．前記感知システムがマルチビーム式水深測量、画像処理または立体ソナー システムにおいて使用されることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。 ２４．物理的センサーのアレイを有する感知システムにおいて一対の関連する補 外センサーデータユニットを発生するためのシステムにおいて、前記物理的セン サーのアレイが物理的センサーから成る第１サブアレイと物理的センサーから成 る第２サブアレイを含み、前記サブアレイの各々が相互に排他的な複数の物理的 センサーを含 み、前記サブアレイの各物理的センサーが第１および第２データ処理ユニットを 含む受信信号を供与し、さらに、 前記第１サブアレイにおける物理的センサーの第１データ処理ユニットの少な くとも一部を補外することによって第１補外センサーの第１補外センサーデータ ユニットを計算する手段と、 前記第１サブアレイにおける物理的センサーの第２データ処理ユニットの少な くとも一部を補外することによって前記第１補外センサーの第２補外センサーデ ータユニットを計算する手段と、 前記第２サブアレイにおける物理的センサーの第１データ処理ユニットの少な くとも一部を補外することによって第２補外センサーの第１補外センサーデータ ユニットを計算する手段と、 前記第２サブアレイにおける物理的センサーの第２データ処理ユニットの少な くとも一部を補外することによって前記第２補外センサーの第２補外センサーデ ータユニットを計算する手段とから成ることを特徴とするシステム。 ２５．前記第１および第２補外センサーの第１データ処理ユニットの重みつき平 均値と前記第１および第２補外センサーの第２データ処理ユニットの重みつき平 均値とを用いて補間センサーの第１および第２補間センサーデータユニットを計 算する手段をさらに含み、前記第１および第２サブアレイが共通線状の２個のセ グメントに沿 って配列されており、前記第１および第２補外センサーからのデータが同一位置 における物理的センサーにより感知されるセンサーデータを表しており、さらに 、前記補間センサー、第１サブアレイおよび第２サブアレイが連続線状のセンサ ー群を形成することを特徴とする請求項２４に記載のシステム。 ２６．前記第１および第２の物理的センサーサブアレイの間に物理的に位置する センサーアレイにおけるセンサーからの不正確なセンサーデータを検出し、前記 第１および第２補外センサーにおける計算した第１および第２補外センサーデー タユニットを前記不正確なセンサーデータに置き換えるための手段をさらに含む ことを特徴とする請求項２４に記載のシステム。 ２７．前記第１補外センサーにおける少なくとも第１補外センサーデータユニッ トと前記物理的センサーの第１サブアレイにおける第１データ処理ユニットの少 なくとも一部とを含む第１複合センサーサブアレイにおける第１データ処理ユニ ットを用いて第３補外センサーにおける第１補外センサーデータユニットを計算 する手段と、 前記第１補外センサーにおける少なくとも第２補外センサーデータユニットと 前記物理的センサーの第１サブアレイにおける第２データ処理ユニットの少なく とも一部とを含む第１複合センサーサブアレイにおける第２データ処理ユニット を用いて第３補外センサーにおける第２補外センサーデータユニットを計算する 手段と、 前記第２補外センサーにおける少なくとも第１補外センサーデータユニットと 前記物理的センサーの第２サブアレイにおける第１データ処理ユニットの少なく とも一部とを含む第２複合センサーサブアレイにおける第１データ処理ユニット を用いて第４補外センサーにおける第１補外センサーデータユニットを計算する 手段と、 前記第２補外センサーにおける少なくとも第２補外センサーデータユニットと 前記物理的センサーの第２サブアレイにおける第２データ処理ユニットの少なく とも一部とを含む第２複合センサーサブアレイにおける第２データ処理ユニット を用いて第４補外センサーにおける第２補外センサーデータユニットを計算する 手段とをさらに含むことを特徴とする請求項２４に記載のシステム。 ２８．前記第１および第２サブアレイが傾斜した構成に配列されており、前記第 ３補外センサーが前記第１物理的サブアレイの収斂端部におけるセンサーデータ を表し、前記第４補外センサーが前記第２物理的サブアレイの収斂端部における センサーデータを表して、前記第１および第２複合サブアレイのデータが前記収 斂端部における物理的センサーの間隔に等しい量の分離を示し、さらに、前記第 １および第２補外センサーデータユニットが前記第１および第２の物理的サブア レイの間に位置するセンサーに対応するセンサーデータを表すことを特徴とする 請求項２７に記載のシステム。 ２９．前記第３および第４補外センサーの第１データ処 理ユニットの重みつき平均値と前記第３および第４補外センサーの第２データ処 理ユニットの重みつき平均値とを用いて補間センサーの第１および第２補間セン サーデータユニットを計算する手段をさらに含み、前記第１および第２複合サブ アレイが共通線状の２個のセグメントに沿って配列されており、前記第３および 第４補外センサーからのデータが同一位置における物理的センサーにより感知さ れるセンサーデータを表しており、さらに、前記補間センサー、第１複合サブア レイおよび第２複合サブアレイが連続線状のセンサー群を形成することを特徴と する請求項２７に記載のシステム。 ３０．前記データ補外が以下の予測式を用いることを含むことを特徴とする請求 項２４に記載のシステム。 ここで、 Ｎはフィルタの次数、 ｙ_nは補外処理ユニットの値、 ｙ_n-kは補外方向における物理的および／または既に補外した処理ユニットの 最端点の値、 ｄ_kは既知のＮ個の値ｙ_n-kから空間級数における次の値ｙ_nを予測するＮ次の 予測係数、ｋは最端の物理的および／または補外処理ユニットの１ないしＮ、 Ｍは予測係数ｄ_kの算出に寄与する物理的サブアレイ における物理的センサーの数、ｋ＝１ないしＮ、Ｎ＜Ｍであり、さらに 前記フィルタ係数ｄ_kは次の関係式から得られ、 ここで、 である。 ３１．物理的センサーのアレイを有する感知システム用の補外センサーデータユ ニットを計算するための感知システムにおいて、前記物理的センサーのアレイが 複数の物理的センサーから成るサブアレイを含み、前記サブアレイの各物理的セ ンサーが第１および第２データ処理ユニットを含む受信信号を供与し、さらに、 前記補外センサーデータを計算するための補外計算手段から成り、前記計算手 段が、 前記物理的センサーのサブアレイにおけるセンサーの第１データ処理ユニッ トの補外により第１補外センサーにおける第１補外センサーデータユニットを計 算するための第１計算手段と、 前記物理的センサーのサブアレイにおける第２データ処理ユニットの補外に より前記第１補外センサーにおける第２補外センサーデータユニットを計算する ための第２計算手段とから成ることを特徴とする感知システム。 ３２．前記補外計算手段が以下の予測式を用いて前記第１および第２補外センサ ーデータユニットを計算することを特徴とする請求項３１に記載のシステム。 ここで、 Ｎはフィルタの次数、 ｙ_nは補外処理ユニットの値、 ｙ_n-kは補外方向における物理的および／または既に補外した処理ユニットの 最端点の値、 ｄ_kは既知のＮ個の値ｙ_n-kから空間級数における次の値ｙ_nを予測するＮ次の 予測係数、ｋは最端の物理的および／または補外処理ユニットの１ないしＮ、 Ｍは予測係数ｄ_kの算出に寄与する物理的サブアレイにおける物理的センサー の数、ｋ＝１ないしＮ、Ｎ＜Ｍであり、さらに 前記フィルタ係数ｄ_kは次の関係式から得られ、 ここで、 である。 ３３．前記物理的センサーサブアレイの先端部に位置する物理的センサーからの 不正確なセンサーデータを検出して前記不正確なセンサーデータを前記第１補外 センサーの計算された第１および第２補外センサーデータユニットに置き換える ための手段をさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載のシステム。 ３４．前記補外計算手段が、さらに、 前記第１補外センサーにおける第１補外センサーデータユニットと前記物理的 センサーのサブアレイにおけるセンサーの少なくとも一部の第１データ処理ユニ ットとの補外によって第２補外センサーの第１補外センサーデータユニットを計 算し、前記第１補外センサーにおける第２補外センサーデータユニットと前記物 理的センサーのサブアレイにおける少なくとも一部の第２データ処理ユニットと の補外によって前記第２補外センサーの第２補外センサーデータユニットを計算 するための手段を備えていることを特徴とする請求項３３に記載のシステム。 ３５．前記感知システムがマルチビーム式水深測量、画像処理または立体ソナー システムにおいて使用されることを特徴とする請求項３２に記載のシステム。 ３６．センサーの物理的なアレイを有する感知システムにおいて補外センサーデ ータを発生するためのシステムにおいて、前記センサーのアレイが複数のセンサ ーを含むサブアレイを含んでおり、さらに、 前記センサーのサブアレイにおける各センサーに対応する受信信号を計測する 手段から成り、前記センサーのサブアレイにおける各センサーの受信信号が第１ および第２データ処理ユニットを含んでおり、さらに、 前記サブアレイにおけるセンサーの第１データ処理ユニットの補外によって第 １補外センサーの第１補外センサーデータユニットを計算するための第１補外計 算手段と、 前記サブアレイにおける第２データ処理ユニットの補外によって前記第１補外 センサーの第２補外センサーデータユニットを計算するための第２補外計算手段 とから成ることを特徴とするシステム。 ３７．前記第１および第２補外計算手段が以下の予測式を用いて前記第１および 第２補外センサーデータユニットを計算することを特徴とする請求項３６に記載 のシステム。 ここで、 Ｎはフィルタの次数、 ｙ_nは補外処理ユニットの値、 ｙ_n-kは補外方向における物理的および／または既に補外した処理ユニットの 最端点の値、 ｄ_kは既知のＮ個の値ｙ_n-kから空間級数における次の値ｙ_nを予測するＮ次の 予測係数、ｋは最端の物理的および／または補外処理ユニットの１ないしＮ、 Ｍは予測係数ｄ_kの算出に寄与する物理的サブアレイにおける物理的センサー の数、ｋ＝１ないしＮ、Ｎ＜Ｍであり、さらに 前記フィルタ係数ｄ_kは次の関係式から得られ、 ここで、 である。 ３８．前記サブアレイの先端部に位置する物理的センサーの不正確なセンサーデ ータを検出して、不正確なセンサーデータを前記第１補外センサーの計算された 第１および第２補外センサーデータユニットに置き換えるための手段を含むこと を特徴とする請求項３６に記載のシス テム。 ３９．前記第１補外センサーにおける第１補外センサーデータユニットと前記サ ブアレイの物理的センサーにおける少なくとも一部の第１データ処理ユニットと の補外によって第２補外センサーの第１補外センサーデータユニットを計算する ための手段と、 前記第１補外センサーにおける第２補外センサーデータユニットと前記サブア レイの物理的センサーにおける少なくとも一部の第２データ処理ユニットとの補 外によって前記第２補外センサーの第２補外センサーデータユニットを計算する ための手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項３８に記載のシステム 。 ４０．前記感知システムがマルチビーム式水深測量、画像処理または立体ソナー システムにおいて使用されることを特徴とする請求項３９に記載のシステム。 ４１．センサーの物理的なアレイを有する感知システム用の受信ビームの有効ビ ーム幅を減少するための方法において、 前記センサーのアレイにおける各センサーに対応する受信信号を計測する段階 から成り、前記各センサーの各受信信号が実数処理ユニットおよび虚数処理ユニ ットを含む複素データ組を含んでおり、さらに、 前記センサーアレイにおける物理的センサーの各受信信号に対応する複素デー タ組の補外によって少なくとも１つの補外センサーの受信信号における実数デー タ処理 ユニットと虚数データ処理ユニットを含む複素データ組を計算する段階と、 前記少なくとも１つの補外センサーの受信信号の複素データ組を前記物理的セ ンサーの各受信信号の複素データ組に組み込んで計算された受信ビームの有効ビ ーム幅を狭める段階とから成ることを特徴とする方法。 ４２．さらに、前記センサーアレイにおける各センサーの各受信信号に対応する 複素データ組を計算する段階から成ることを特徴とする請求項４１に記載の方法 。