JPH0862323A

JPH0862323A - 受信装置及び送信装置

Info

Publication number: JPH0862323A
Application number: JP6200872A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Jinbo; 宣久神保
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1994-08-25
Filing date: 1994-08-25
Publication date: 1996-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】センサアレイの有効利用【構成】環境推定装置２を有する場合に、センサアレ
イ１の全素子出力に振幅及び位相の制御器５を付加し、
自由度の余りを利用して、受信指向性の零点をワイド形
状とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁波や音波等の波動
を利用して通信等の各種センシングシステムに適用され
る、センサアレイを用いた受信システム；電磁波や音波
等の波動を利用して通信等の各種センシングシステムに
適用される、トランスデューサアレイを用いた送信シス
テム；更に、電磁波や音波等の波動を利用して通信等の
各種センシングシステムに適用される、可逆トランスデ
ューサアレイを用いた送信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】

＜従来例１＞従来例１として、センサアレイを用いた環
境推定装置付き受信システムを、図１８及び図１９を参
照して説明する。図１８には受信システムの装置構成が
示され、図１９には受信指向性が示されている。

【０００３】図１８に示された受信システムは、Ｋ素子
のセンサからなるセンサアレイ１と、このセンサアレイ
１からのＫ個の出力を利用して波源に関する情報即ち外
部の電磁波や音波等の波動環境を推定する環境推定装置
２と、センサアレイ１からのＪ個の出力を利用する受信
信号合成装置１００とからなる。なお、センサアレイ１
のセンサを数える場合は単位に「素子」を使用し、セン
サアレイ１のセンサ出力を数える場合は単位に「個」を
使用している。Ｋ，Ｊともに自然数で、Ｊ＜Ｋである。

【０００４】センサアレイ１は自由度Ｋであり、Ｋ素子
のセンサで入射波９を受信し、それぞれから受信信号を
出力する。入射波９には一般に、所望波の他に、外来雑
音としての不要波が含まれている。

【０００５】環境推定装置２は、センサアレイ１からの
Ｋ個の受信信号に基づき、電磁波や音波等の環境として
例えば入射波９中の各波の到来方向や信号強度などのパ
ラメータを推定・解析する。ここで、「推定」と表記し
たのは、無線系は一般に開かれた系であるため、所望波
に関する事前情報（変調方式、運用周波数、到来方向な
ど）はともかく、外来雑音に関しては未知であるからで
ある。

【０００６】受信信号合成装置１００は環境推定装置２
からの例えば入射波パラメータなどの環境推定結果３に
基づき、センサアレイ１からのＪ個の出力に振幅と位相
の重み付けをして合成することにより、センサアレイ１
全体の受信指向性を図１９のように制御する。具体的に
は、受信信号合成装置１００はＪ素子分の振幅及び位相
の制御器１０１と、和信号生成器１０２と、制御装置１
０３とからなる。振幅及び位相の制御器１０１はそれぞ
れＪ個のセンサ出力に１つ付加され、制御装置１０３の
制御の下で、各センサ出力に振幅及び位相の重み付けを
施して和信号生成器１０２に与える。和信号生成器１０
２は振幅及び位相のＪ個の制御器１０１から与えられる
Ｊ個のセンサ出力を加算して、受信信号１０４とする。
制御装置１０３は環境推定装置２から与えられる環境推
定結果３に基づき、所望の１波を選別受信し、他のＪ−
１波の不要波を除去できるように各制御器１０１に対す
る振幅と位相の重み付けを求め、指示する。

【０００７】＜従来例１の問題点＞しかし、下記〜
の問題点がある。実際の殆どの場合のように、入射波９の信号間の相
関が高い場合は、センサアレイ１の自由度がＫであって
も、環境推定装置２においては自由度Ｋを全て利用する
ことはできず、環境推定に利用できる自由度ＮはＫより
小さくなる。（Ｋ，Ｎは自然数）また、環境推定可能な自由度Ｊは、環境推定アルゴ
リズムにより異なり、環境推定に利用できる自由度Ｎ以
下である。（Ｊは自然数、Ｊ≦Ｎ＜Ｋ）従って、従来は、センサアレイ１を構成するＫ素子
のセンサのうちでＪ個のセンサ出力に対して受信信号合
成装置１００にて振幅と位相の重み付けをして合成をす
るが、残りのＫ−Ｊ個のセンサ出力は受信信号の合成に
利用されていない。その理由は、Ｊ波中より１波を選別受信する場合、
Ｊ−１波の不要波を除去すれば良く、選別受信に必要と
される自由度はＪであることによる。（Ｊ＝Ｌ）また、環境推定装置２での推定波源数Ｌが環境推定
に利用できる自由度Ｎよりも小さい場合は、Ｎ−Ｌ個の
自由度は受信信号の合成には利用されるが、不要波除去
には利用されない。図１９は、Ｋ＝５、Ｎ＝Ｋ−１＝４、Ｊ＝Ｎ＝４、
Ｌ＝Ｊ＝４の場合の指向性である。

【０００８】ここで、環境推定装置２においてセンサア
レイ１の自由度Ｋが全ては利用することができない理由
を説明する。

【０００９】環境推定の際に、Ｋ素子のセンサアレイ１
からのＫ個のセンサ出力を用いて全入力の自己相関行列
を推定する場合、入射波９の信号間が理想的に完全無相
関の状態（周囲に電磁波等を反射する物が全くない場合
で、且つ、全く独立な入射信号が入射する場合、但し、
前者は電波暗室のような設備で模擬可能であるが、後者
は観測時間が有限なことからかなり難しい。）であれば
問題ないが、一般には入射信号間には相関があるため、
自己相関行列がフルランクでなくなる。

【００１０】具体的には、次式（１）で表わされる時刻
（ｔ）における入力ベクトル（複素Ｋ次元ベクトル）Ｘ
（ｔ）に対し、次式（２）で表わされる有限サンプルに
よる真の自己相関行列Ｒの推定を行う。その結果、通常
の環境では、入射信号間の相関のため、自己相関行列が
フルランクでなくなる。このように行列Ｒでランク落ち
があると、以後Ｒを用いた演算では全て、Ｒの持つラン
ク以下のランクしか持ち得ない。従って、センサアレイ
１の自由度Ｋが全ては利用できないことになる。なお、
式（１）中の添え字Ｔは転置を示し、ｘ_i（ｔ）は時刻
（ｔ）における第ｉ番目素子からの複素サンプリングデ
ータを示す。式（２）中の添え字＊は共役転置を示し、
ＲはＫ×Ｋの自己相関行列を示し、Ｅ｛｝は期待値を取
る操作を示す。ここで、「複素」というのは、取扱って
いる量が振幅と位相により一意に定義される量であるこ
とを示す。本明細書では、表記の簡便化のため複素量１
つで自由度１つと扱って表記している。従って、Ｋ素子
のセンサアレイ１から出力される複素Ｋ次元ベクトルデ
ータは自由度Ｋと表記されている。即ち、変数は２Ｋ個
存在するが、２個を１ペアとして扱うことになる。

【００１１】

【数１】Ｘ(t) ＝［ｘ₁(t)，ｘ₂(t)，…，ｘ_K(t) ］^T ・・・式（１）

【００１２】

【数２】Ｒ＝Ｅ｛ＸＸ^*｝・・・式（２）

【００１３】＜従来例２＞次に、従来例２として、送信
パターン制御機能付き送信システムを、図２０及び２１
を参照して説明する。図２０には送信システムの装置構
成が示され、図２１には送信指向性が示されている。

【００１４】図２０に示された送信システムは、Ｋ素子
のトランスデューサセンサからなるトランスデューサア
レイ２１と、送信エネルギーの角度依存特性を制御する
送信制御装置１２０とを備えている。送信制御装置１２
０は、トランスデューサアレイ２１全体の送信指向性
を、図２１の如く送信しようとする特定の方向のみに制
御するか、あるいは、全方位になくべく一様にエネルギ
ーが伝達されるように制御するのに利用されていた。図
中、２０は入射波を示す。

【００１５】なお、送信制御装置１２０は信号分配器１
２１と、Ｋ素子分の振幅及び位相の制御器１２２と、制
御装置１２３とを備えている。信号分配器１２１は送信
すべき信号１２４をＫ個に分配して、各制御器１２２を
通してトランスデューサアレイ２１の各素子に与える。
各制御器１２２は、制御装置１２３の制御の下で、各ト
ランスデューサセンサへの入力信号に振幅及び位相の重
み付けを施す。制御装置１２３は、外部から指定された
送信方向の情報に基づいて、トランスデューサアレイ２
１全体の送信指向性が指定された送信方向となるよう
に、各制御器１２２に対する振幅及び位相の重み付けを
求め、指示する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来例１の受
信システムでは、センサアレイ１のうちで受信信号の合
成に寄与しないセンサ素子が生じるという無駄が生じ、
また、Ｊ＜Ｋなる環境下では角度領域における選別受信
の際に不要波除去に寄与しないセンサ素子が生じるとい
う無駄が生じる。即ち、センサアレイ１が持つ自由度よ
りも環境推定装置２の出力できる情報の自由度の方が小
さいため、受信の際に不要波除去に寄与しない素子が生
じる。そこで、移動体通信あるいはレーダ等のセンシン
グでは重要な資源の１つにセンサ等の設置場所があるこ
とを考えると、センサの設置可能な場所が少ないので、
設置されているセンサは全て有効に利用する必要があ
る。

【００１７】一方、従来例２の送信システムでは、運用
の際に送信局からの距離が送信エネルギーの減衰しきる
距離までの間にある受信システムが必ずそのエネルギー
に曝されることになり、何らかの対策を施さないと、複
数組の送受信システム間が干渉を起こして運用できない
ことがある。また、逆に見れば、複数組の送受信システ
ム間で大切な情報が漏洩し、セキュリティ上好ましくな
い場合もある。ここで、前記何らかの対策としては、周
波数帯、変調方式あるいは利用時間等を変えることが考
えられるが、これらは有限な資源であるため、資源の有
効利用の観点から好ましくなく、抜本的な改善が必要で
ある。

【００１８】本発明の目的は、上述した従来技術の問題
点を解決した受信装置及び送信装置を提供するものであ
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の受信装置は、セ
ンサアレイと、このセンサアレイからの出力を利用して
波源に関する情報を推定する環境推定装置と、前記セン
サアレイからの出力を利用して不要波到来方向に指向性
の零点を向け、良好な所望波信号を得る受信信号合成装
置とを備え、センサアレイの自由度Ｋと環境推定可能な
自由度Ｊとの差の自由度Ｋ−Ｊを、不要波除去の自由度
に利用したことを特徴とする受信装置である。また、好
ましくは、入射波の数Ｌが自由度Ｋより少なく、Ｌ≦Ｊ
の場合に自由度の差Ｋ−Ｌを不要波除去の自由度に利用
したことを特徴とし、また不要波除去のための自由度の
割り付けを、信号電力の大きい順としたことを特徴とす
る。

【００２０】本発明の送信装置は、トランスデューサア
レイと、送信エネルギーを送信しないことが望ましい方
向を判定する判定装置と、送信エネルギの角度依存特性
を制御し、前記判定装置からの判定結果に応じて送信指
向性の零点を形成する送信制御装置とを備えたことを特
徴とする送信装置である。好ましくは前記判定装置は方
向の判定に、波源環境情報と受信システムの事前情報と
の少なくとも一方を利用することを特徴とする。

【００２１】また本発明の他の送信装置は、可逆トラン
スデューサアレイと、送受分離回路と、波源に関する情
報を推定する波源環境推定装置と、送信エネルギーを送
信しないことが望ましい方向とその優先順位を判定する
判定装置と、送信エネルギの角度依存性を制御し、判定
装置から判定結果に応じて送信指向性の零点を形成する
制御装置とを備え、可逆トランスデューサアレイの余裕
の自由度を、送信しないことが望ましい方向に向いた送
信指向性の零点のワイド形状の形成に利用したことを特
徴とする送信装置である。好ましくは、前記判定装置の
判定処理に、送信エネルギーと同一周波数帯における波
源環境推定装置からの情報と、受信システムに関する事
前情報とを利用したことを特徴とし、また全周波数帯の
エネルギーに関する情報も判定処理に利用したことを特
徴とする。更に好ましくは、送信指向性の零点をワイド
形状化する際の割り付け順位が変更可能であることを特
徴とし、また零点の方向が同一の送信指向性に対して、
二重極の割り付けが変更可能であることを特徴とし、更
に送信周波数に近い周波数で運用していると判定される
対象、距離が近いと判定される対象、送信周波数付近で
の運用エネルギーが低いと判定される対象、受信極側で
の分離特性が低いと判定される対象及び移動に伴う相対
位置変化の大きい対象を、送信エネルギー抑圧の対象と
したことを特徴とする。

【００２２】

【作用】本発明の受信装置では、空間領域においてセン
サアレイが持つ自由度及び開口度を有効に利用する。例
えば設置されたアンテナの有効利用とする。また、不要
波除去能力が向上する。

【００２３】本発明の送信装置では、他組の送受信シス
テムが存在すると思われる方向には、送信エネルギーそ
のものを送信しないか、あるいは送信出力を十分抑え
る。これにより、信号の干渉や情報の漏洩が防止され
る。

【００２４】本発明の他の送信装置では、可逆トランス
デューサアレイが持つ自由度及び開口長を有効に利用す
る。これにより移動体通信等において貴重な資源である
アンテナ設置場所、及び設置されたアンテナの有効利用
とする。また、送信指向性の零点のワイド形状化によ
り、信号の干渉や情報の漏洩防止が更に向上する。

【００２５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明をその実施例と
ともに詳細に説明する。

【００２６】＜実施例１：受信装置＞図１に本発明の一
実施例に係る受信装置の構成が示されている。図１にお
いて、この受信装置はＫ素子のセンサからなるフェーズ
ドアレイ等のセンサアレイ１と、このセンサアレイ１の
Ｋ個の出力を利用する環境推定装置２と、この環境推定
装置２の環境推定結果３に基づいて、センサアレイ１の
Ｋ個の出力を利用する受信信号合成装置４からなる。受
信信号合成装置４はＫ素子分の振幅及び位相の制御器５
と、和信号生成器６と、制御装置７からなる。図中、８
は受信信号、９は入射波を示す。

【００２７】環境推定装置２は前述した如く波源に関す
る情報として電磁波や音波等の環境である入射波９の到
来方向や信号強度等のパラメータを推定し解析するもの
であり、例えば図９に示すようにセンサ毎の周波数変換
器ＦＣ及びアナログデジタル変換器ＡＤと、各ＡＤの出
力を処理するデジタルシグナルプロセッサＤＳＰで実現
される。ＤＳＰが環境推定の演算を行うが、環境推定の
アルゴリズムにより、環境推定に利用できる自由度Ｎ
と、環境推定可能な自由度Ｊとの関係はＪ＝ＮまたはＪ
＝Ｎ−１となる。また、センサアレイ１の自由度Ｋと、
環境推定に利用できる自由度Ｎとの関係は、入射波９の
信号相関の有無により、Ｎ＝ＫまたはＮ＜Ｋとなる。ま
た、入射波９の数Ｌと、使用する環境推定アルゴリズム
との関係により、Ｌ＝ＪまたはＬ＜Ｊとなる。

【００２８】受信信号合成装置４は、センサアレイ１の
Ｋ素子全ての出力に振幅及び位相の制御器５を付したこ
とにより、余りのＫ−Ｊの自由度を利用して、従来の図
１９に示したような受信指向性の急峻な零点を、図２に
示すような指向性関数の傾きが零となって滑らかに零レ
ベルと交わるワイド形状の零点にする。即ち、図１９に
おける受信電界強度｜ｆ（θ）｜の角度θに関する依存
性を示す指向性関数ｆ（θ）は、指向性の零点をθ₁，
θ₂，θ₃で表わし、或る変換関数をｇ（θ）で表わし
て、或る定数をＣで表わすと、ｆ（θ）＝Ｃ×（ｇ
（θ）−ｇ（θ₁））×（ｇ（θ）−ｇ（θ₂））×
（ｇ（θ）−ｇ（θ₃））と表わすことができる。そこ
で、余りのＫ−Ｊのセンサ素子からの出力にも振幅及び
位相の制御器５を付加して、余りのＫ−Ｊの自由度を用
い、自由度を１（＝Ｋ−Ｊ）個増加した指向性関数ｆ₁
（θ）において、ワイド形状の零点にしたい角度θ
₁を、次式（３）の如く、二重極とすることによりワイ
ド形状化を達成できる。但し、Ｃ₁は或る定数である。
この結果、指向性関数値の変化率が少なく、その値が接
点において零となるため、指向性関数において零点付近
の関数値が十分小さい領域が増え、零点方向のみならず
零点付近方向から到来する入射波（不要波）も受信信号
８中で十分小さくなり、不要波除去効果が向上する。

【００２９】

【数３】

【００３０】ここで、振幅及び位相の制御器５は減衰も
含む可変利得アンプと移相器の機能を持つものであれば
良く、制御装置７で制御された量だけ入力信号の振幅を
変化させる作用と、入力信号の位相を変化させる作用を
もつ。即ち、入力信号に振幅及び位相の重み付けを行う
処理をする。和信号生成器６はこれら制御器５を通った
Ｋ個のセンサ出力を加え合わせて受信信号８とする。制
御装置７は環境推定結果３に基づいて、所望波に対する
メイン指向性と、不要波に対する零点と、前述した零点
のワイド形状化とを達成するために必要な各制御器５に
対する利得及び移相量を求め、それぞれに指令する。な
お、受信信号合成装置４も図９に示したように、センサ
毎の周波数変換器ＦＣ及びアナログデジタル変換器ＡＤ
と、デジタルシグナルプロセッサＤＳＰで実現すること
もできる。

【００３１】ここで、センサアレイ１の受信電界強度Ｆ
（θ）について考えると、パターンマルチプリケーショ
ンの原理により、Ｆ（θ）をセンサ素子に依存する部分
ｅ（θ）と、アレイ形状に依存する部分ｆ（θ）とに分
けられる。そして、Ｋを複素定数とし、アレイを構成す
る各センサ素子が全て相似形であるとすれば、Ｆ（θ）
＝Ｋｅ（θ）×ｆ（θ）となり、Ｆ（θ）を考える場合
は、ｆ（θ）はｅ（θ）の係数であり、ｆ（θ）を考え
れば全てのｅ（θ）に対応できる。即ち、全てセンサ素
子に対応することができる。

【００３２】次に、前述した自由度Ｋ，Ｎ，Ｊ，Ｌの関
係を幾つかのケースに区分し、各ケースに対し具体的な
説明を行う。但し、図３に各ケース１２〜１５の対応関
係を示す。

【００３３】＜第１のケース１２：Ｎ＜Ｋ，Ｊ＝Ｎ，Ｌ
＝Ｊ＞実際の殆どの場合のように入力信号間の相関が高
い環境では、環境推定装置２において、センサアレイ１
の自由度Ｋは全を利用することができず、環境推定に使
用できる自由度Ｎは、Ｋよりも小さくなる（Ｎ＜Ｋ）。
また、環境推定可能な自由度Ｊは、環境推定アルゴリズ
ムにより異なり、環境推定に使用できる自由度Ｎ以下で
ある（Ｊ≦Ｎ）。ここで、Ｌ波の入射波の環境推定が行
われるとする。Ｌ＝Ｊとする。その後、センサアレイ１
の出力に振幅と位相に関し重み付け合成をすることによ
り、Ｊ波中より１波を選別受信する。この選択受信の際
に、残りＫ−Ｊ個のセンサ出力にも振幅と位相の制御器
５を付加してあるので、全センサ出力に対して、振幅と
位相に関し重み付け合成をする。この重み付けの制御
は、前述の如く指向性の零点を二重極とする方法によ
る。その結果、Ｋ＝５、Ｎ＝Ｋ−１＝４、Ｊ＝Ｎ＝４、
Ｌ＝Ｊ＝４の場合、図２に示すような受信指向性が得ら
れる。

【００３４】＜第２のケース１３：Ｎ≦Ｋ，Ｊ＝Ｎ−
１，Ｌ＝Ｊ＞Ｋ個のセンサ素子からなるセンサアレイ１
の出力により、信号間の相関行列Ｒを、Ｒの第（ｉ，
ｊ）要素Ｒ_ijが第ｉセンサ出力と第ｊセンサ出力の相互
相関を計算した結果となるように作成し、環境推定のア
ルゴリズムとして相関行列から解析される信号空間と雑
音空間の直交性を利用する。この場合、後述する理由に
より、環境推定に利用できる自由度がＮであれば、環境
推定可能な自由度（推定可能な波源数）ＪはＮ−１とな
る。図４に、Ｋ＝５、Ｎ＝Ｋ−１＝４、Ｊ＝Ｎ−１＝
３、Ｌ＝Ｊ＝３の場合の受信指向性を示す。この場合、
ワイド形状化は２つの零点θ₁，θ₂で行われ、指向性
関数ｆ₂（θ）は次式（４）で与えられる。但し、Ｃ₂
は或る定数である。なお、Ｋ＝５、Ｎ＝Ｋ＝５、Ｊ＝Ｎ
−１＝４、Ｌ＝Ｊ＝４の場合の受信指向性は、零点に関
し図２とほぼ同様の特性となる。

【００３５】

【数４】

【００３６】ここで、上述したＪ＝Ｎ−１となる理由を
説明する。（１）今、Ｋ素子のセンサアレイ１からの信号を用い
て、全入力の自己相関行列Ｒを前述の式（１）と式
（２）により推定する。（２）この際、各到来波に図８のマルチパス等により相
関が有れば、相関行列に対して相関抑圧等を行う。ここ
で、相関抑圧されたものを添え字‐を付けて表わすと次
式（５），（６），（７）のように表現される。但し、
Ｋはセンサアレイ１の素子数（Ｍ＜Ｋ）、Ｍは相関抑圧
後の次元、Ｌ′は到来波数（Ｌ′＜Ｍ）、Ｒ^-はＭ×Ｍ
の自己相関行列、Ｐ^-はＬ′×Ｌ′の信号相関行列、Ａ
^-はＭ×Ｌ′のアレイモード行列、σ²は雑音電力、Ｒ
₀ ^-はＭ×Ｍの雑音相関係数行列、ａ^-（φ_i）はφ_i
方向から到来するアレイモード（伝播）ベクトル、φ_i
は到来方向に依存するパラメータ、ｊは虚数単位とす
る。また、添え字Ｔと＊はそれぞれ、転置と共役転置を
示す。

【数５】Ｒ^-＝Ａ^-Ｐ^-Ａ^-*＋σ²Ｒ₀ ^- ・・・式（５）

【数６】Ａ^-＝［ａ^-（φ₁)，ａ^-（φ₂)，…，ａ^-（φ_L'）］・・・式（６）

【数７】（３）信号が存在しない時は、上記（１）項と（２）項
の操作を用い、雑音のパラメータＲ₀ ^-とσ²を推定す
る。（４）次に、一般固有値問題を次式（８）により解く。
但し、ｅはＭ次元固有ベクトル、λは対応する固有値で
ある。

【数８】Ｒ^-ｅ＝λＲ₀ ^-ｅ・・・式（８）（５）次に、固有値λの大きさの変化により、到来波数
Ｌ′を推定する。但し、実際の入射波数はＬであり、正
しく推定できればＬ＝Ｌ′となる。また、Ｌ′＜Ｍであ
る。

【数９】（６）次に、次式（１０）で表わされる評価関数Ｐ
_MU（φ）を用いて、Ｌ個のピークから到来方向を求め
る。但し、Ｅ_Nは最低でも１つの固有ベクトルにより構
成されねばならない。従って、前記（５）項でＬ′＜Ｍ
の制限が生じ、後述する（８）項でＭ＝Ｎとなるから、
環境推定可能な自由度ＪはＪ＝Ｎ−１となる。

【数１０】（７）次に、信号相関行列Ｐ^-を次式（１１）により計
算する。その第ｉ対角成分が第ｉ波の信号電力を示す。

【数１１】Ｐ^-＝（Ａ^-*Ｒ₀ ^-(-1)Ａ^-）^-1Ａ^-*Ｒ₀ ^-(-1)（Ｒ^-−λ_minＲ₀ ^-）Ｒ₀ ^-(-1)Ａ^-（Ａ^-*Ｒ₀ ^-(-1)Ａ^-）^-1 ・・・式（１１）（８）前項（１）の相関行列に対して、相関抑圧をする
方法例は次の通りである。図１１に示すように、元の行
列Ｒから小行列Ｒ_i（ｉ＝１〜Ｍ）を選び、次式（１
２）の如く、それらの平均を取ることにより相関を抑圧
する。これにより、行列Ｒ^-はフルランクとなる。但
し、この相関抑圧には次のようなトレードオフがある。
小行列の次数Ｎを大きくすると、相関抑圧がうまくゆか
ず波の分離が困難であり、小行列の数Ｍを大きくする
と、小行列の次数（推定可能な波）の数が小さくなる。
例えば、小行列の次数ＮはＮ＝（Ｋ＋１）／２、小行列
の数ＭはＭ＝Ｋ＋１−Ｎとする。これはＫが奇数即ちＫ
＝２ｋ＋１の場合、Ｎ＝Ｍ＝ｋ＋１である。

【００３７】＜第３のケース１４：Ｎ＝Ｋ（但し、Ｋ＝
Ｎ＝Ｊ＝Ｌを除く）＞特殊な環境として信号間に相関が
ない場合にも、指向性の零点をワイド形状化することが
できる。その場合、環境推定に利用可能な自由度はＫの
まま保たれる。Ｋ＝５、Ｎ＝Ｋ＝５、Ｊ＝Ｎ−１＝４、
Ｌ＝Ｊ＝４の場合の指向性は、図２とほぼ零点に関して
同様の特性となる。但し、Ｌ＝Ｊ＝Ｎ＝Ｋの場合は除く
が、通常このような自由度ぎりぎりでの運用は避けるよ
うにシステム設計されるべきものであるから、さほど問
題ではない。更に、Ｊ＝Ｎが得られるシステムの多く
は、環境推定の誤差が大きい。

【００３８】＜第４のケース１５：Ｌ＜Ｊ＞更に、入射
波９の数ＬがＫより少ない場合（Ｌ≦Ｊ≦Ｋ）にも、指
向性の零点をワイド形状化することができる。Ｋ＝５、
Ｎ＝Ｋ＝５、Ｊ＝Ｎ＝５、Ｌ＝４の場合の指向性は、零
点に関して図２とほぼ同様の特性となる。Ｋ＝５、Ｎ＝
Ｋ＝５、Ｊ＝Ｎ＝５、Ｌ＝３の場合の指向性は、零点に
関して図４とほぼ同様の特性となる。Ｋ＝５、Ｎ＝Ｋ＝
５、Ｊ＝Ｎ−１＝４、Ｌ＝３の場合の指向性は、零点に
関して図４とほぼ同様の特性となる。Ｋ＝５、Ｎ＝Ｋ−
１＝４、Ｊ＝Ｎ＝４、Ｌ＝３の場合も、指向性は、零点
に関して図４とほぼ同様の特性となる。なお、センサア
レイ１の自由度即ちＫが奇数、Ｋ＝２ｋ＋１であると
し、Ｌ≦ｋ＋１の場合は、全ての零点がワイド形状の零
点となる（ｋは自然数）。

【００３９】上記実施例の受信装置では、不要波除去の
ための自由度の割り付けを、信号電力の大きい順に行っ
ているが、固定的に割り付けを行うことも可能である。

【００４０】以上の説明から判るように上記実施例の受
信装置では、零点がワイド形状化したので、環境推定誤
差、例えば不要波到来方向の推定誤差に対して寛容であ
る。また、散乱体からの反射のような、図５に示す空間
的に広がった分布を持つ一群の不要波９ａをも除去可能
となる。従来例では除去不可能な広帯域不要波をも、除
去可能となる。また、センサアレイ１の入力端におい
て、所望波と同一周波数、例えば周波数スペクトルの重
なり重った広帯域不要波の除去も可能である。更に、送
信局及び受信局の移動、伝送路中の散乱体の位置変化、
伝送媒体の変化、受信システムの経年変化などによる諸
々の誤差に対しても不要波除去の効果がある。また更
に、Ｋ−Ｊの自由度を活用するので、センサアレイ１の
開口長を有効利用できる。

【００４１】ここで、指向性関数ｆ（θ）の導出につい
て説明する。振幅及び位相の制御器５の出力信号につい
て、ｎ番目素子からの出力信号をＩ_nexp （jn（kd sin
θ−αｚ）として表わすと、前出の受信電界強度Ｆ
（θ）はそれらの和として表現できる。ここで、一般性
を失うことなく、Ｆ（θ）＝Ｋｅ（θ）ｆ（θ）の複素
ゲインＫをＫ＝１、素子依存部分を等方性即ちｅ（θ）
＝１とすることができるので、Ｆ（θ）＝ｆ（θ）とな
る。従って、ｆ（θ）は数１２で与えられる。但し、ｋ
は２π／λ、λは波長、ｄは素子間隔、ｅは指数関数、
αＺは感度最大方向を示すパラメータ、θは図１０の如
くアレイ入射角、Ｉ₁〜Ｉ_Nは複素数、Ｗ₁−Ｗ_N-はＮ
−１個の複素根である。なお、ここではｆ（θ）を等間
隔一次元アレイで示しているが、二次元アレイや三次元
アレイの場合も、座標値を拡張して同様に得ることがで
きる。

【００４２】

【数１２】

【００４３】＜実施例２：送信装置（その１）＞図１２
に本発明の一実施例に係る送信装置の構成が示されてい
る。図１２において、この送信装置はＫ素子のトランス
デューサセンサからなるトランスデューサアレイ２１
と、電磁波や音波等のエネルギーを送信しない方が望ま
しい方向を判定する判定装置２２と、送信エネルギーの
角度依存特性を制御する送信制御装置２５とを備えてい
る。送信制御装置２５は判定装置２２の判定結果２３に
基づいて、エネルギーを送信しないことが望ましい方向
は送信エネルギーそのものを送信しないか、あるいは送
信出力を十分小さくする。そのために、送信制御装置２
５は信号分配器２６と、Ｋ素子分の振幅及び位相の制御
器２７と、制御装置２８を備えている。図中、２０は入
射波を示す。

【００４４】判定装置２２は他組の受信システムが存在
する方向を、電磁波や音波等のエネルギーを自局から送
信しないことが望ましい方向であると判定して、その判
定結果２３を送信制御装置２５に与える。例えば判定装
置２２は、受信システム（受信局とその付随装置を含
む）に関する事前情報２４ａを予め用意しておき、この
事前情報２４ａから他組の受信システムが存在する方向
を判定する。或いは、判定装置２２は他の任意のサブシ
ステムからそのサブシステムが推定した波源環境情報２
４ｂを入力し、波源環境情報２４ｂから他組の受信シス
テムが存在する方向を判定する。或いは、受信システム
に関する事前情報２４ａと波源環境情報２４ｂの双方を
利用して、他組の受信システムが存在する方向を判定す
る。

【００４５】このように他組の受信システムが存在する
方向を、電磁波や音波等のエネルギーを送信しないこと
が望ましい方向であるとして、送信制御装置２５に通知
する。

【００４６】送信制御装置２５では、自局の送信方向に
指向性のメインビームが向くように送信エネルギーの角
度依存特性を制御すると共に、判定装置２２からの判定
結果２３をも考慮して、他組の送受信システムとの信号
の干渉や他組の受信システムへの情報の漏洩を防ぐよう
に、送信しないことが望ましい方向には送信エネルギー
そのものを送信しないか、あるいは送信出力を十分抑え
るように送信エネルギーの角度依存特性を制御する。

【００４７】具体的には、送信制御装置２５では送信信
号２９を信号分配器２６でＫ素子分に分配し、各信号を
振幅及び位相の制御器２７を通してトランスデューサア
レイ２１の各素子に与える。振幅及び位相の各制御器２
７は、制御装置２８の制御の下で、入力信号の振幅を変
え且つ位相を変える作用をする。つまり各制御器２７は
可変利得（減衰も含む）アンプと移相器との機能を有す
る。制御装置２８は自局本来の送信方向の指定と判定装
置２２からの判定結果２３に基づいて、トランスデュー
サアレイ２１全体の指向性が送信しない方が望ましい方
向に零点あるいは零点付近に来るように、各制御器２７
に対する利得及び移相量を求めて、それぞれ指示する。

【００４８】ここで、従来例２の図２１で示した送信指
向性においては、送信電界強度｜ｆ（θ，θ₀）｜の角
度θに関する依存性を示す指向性関数ｆ（θ，θ₀）
は、メインビームの角度θ₀と、送信電界強度｜ｆ
（θ，θ₀）｜の角度θに関する依存性の要求値から決
定されていた。従って、指向性関数ｆ（θ，θ₀）は、
或る変換関数をｇ（θ）で、或る定数をＣで表わすと、
ｆ（θ，θ₀）＝Ｃ×（ｇ（θ，θ₀）−ｇ（θ₁₀，θ
₀））×（ｇ（θ，θ₀）−ｇ（θ₂₀，θ₀））×（ｇ
（θ，θ₀）−ｇ（θ₃₀，θ₀））と表現され、指向性
の零点の角度θ₁₀，θ ₂₀，θ₃₀については指定されてい
なかった。

【００４９】これに対し、本実施例の送信装置では、判
定装置２２と送信制御装置２５の働きにより、送信エネ
ルギーの角度依存特性を制御する場合に、指向性の零点
の角度の所望値θ₁，θ₂，θ₃についても指定する。

【００５０】このように指向性の零点の角度を所望値に
指定すると、指向性関数は、元のｆ（θ，θ₀）とは異
なり、ｆ′（θ，θ₀）＝ｆ′（θ，θ₀，θ₁，
θ₂，θ ₃）＝Ｃ′×（ｇ（θ，θ₀）−ｇ（θ₁，θ
₀））×（ｇ（θ，θ₀）−ｇ（θ₂，θ₀））×（ｇ
（θ，θ₀）−ｇ（θ₃，θ₀））となる。Ｃ′は或る
定数である。

【００５１】この場合、元の指向性関数ｆ（θ，θ₀）
のエンベロープをなるべる変化させないようにするため
に、指向性の零点の角度の所望値θ₁，θ₂，θ₃は図
２１に示した元の指向性の零点の角度θ₁₀，θ₂₀，θ₃₀
のうち、それぞれに最も近い角度にある零点に移動さ
せ、図１３に示すように変える。

【００５２】或いは、送信しないことが望ましいと思わ
れる方向において、必要とされる信号減衰量が少ない場
合には、即ちその方向のサイドロープ抑圧で対応できる
場合には、判定装置２２の判定結果２３に基づいて、サ
イドロープ抑圧を実施する。

【００５３】次に、図１４を参照して、本実施例の送信
装置を用いることにより、スペクトラム拡散通信のＤＳ
方式で問題となる遠近問題を回避する例を説明する。

【００５４】ここで、遠近問題とは、同一領域にＴ／Ｒ
１１とＴ／Ｒ１２で示される組１に属する無線局１１
と、Ｔ／Ｒ２１とＴ／Ｒ２２で示される組２に属する無
線局１２とが混在している配置で、同一の搬送波周波数
を使用し、組１と組２が符号分割により運用している状
況下において、Ｔ／Ｒ１１からＴ／Ｒ１２に送信１４を
している時に、Ｔ／Ｒ２１からＴ／Ｒ２２に送信１５を
する場合：Ｔ／Ｒ１１から到来した所望信号１４の信号
電力とＴ／Ｒ２１から到来した妨害信号１６の信号電力
との差が処理利得よりも大きければ、Ｔ／Ｒ１２では所
望信号を受信できなくなるという問題のことである。

【００５５】この場合には、Ｔ／Ｒ１２の現在位置が何
らかの手段によって既知であれば、Ｔ／Ｒ２１からＴ／
Ｒ１２への送信波１６の電力を抑制すれば、Ｔ／Ｒ１２
はＴ／Ｒ２１からの送信エネルギーに曝されずに済み、
遠近問題が解決するか、あるいは、施すべき対策を軽減
することができる。

【００５６】本発明の送信装置では、Ｔ／Ｒ１２の現在
位置の把握を、受信システムに関する事前情報２４ａを
持つことにより、あるいはＴ／Ｒ１２が電磁波等を送信
した際に波源環境推定する等の機能を有するサブシステ
ムからの波源環境情報２４ｂを入力することにより、こ
れらの情報を利用してＴ／Ｒ１２が存在すると思われる
方向を判定装置２２により判定し、その方向には送信エ
ネルギーそのものを送信しないか、あるいは送信出力を
十分小さく抑えるように送信制御装置２５が動作する。

【００５７】上述した送信装置では、他組の送受信シス
テムが存在すると思われる方向には電磁波や音波のエネ
ルギーそのものを送信しないか、送信出力を小さくする
ことにより、他組の送受信システムに与える干渉エネル
ギー量自体を低減させることができる。また、同一の周
波数帯で同一の時刻に運用する場合に、変調方式や利用
時間、周波数帯などを変える各種対策が少なくて済む、
あるいは不必要となる。従って、周波数帯、変調方式、
利用時間などの各種資源の利用効率が向上する。また、
不要な方向へのエネルギーの放射が少なくなるため、電
磁波汚染が減少し、しかも、送信エネルギーの有効利用
が可能になる。更に、送信エネルギー自体が他組の送受
信システムに検出され難くなり、秘匿性が向上し、セキ
ュリティがより確実になる。また更に、スペクトラム拡
散通信でのＤＳ方式で問題となる遠近問題の回避にも適
用できる。

【００５８】＜実施例３：送信装置（その２）＞図２２
に本発明の他の実施例に係る送信装置の構成が示されて
いる。図２２において、この送信装置は図１２に示した
送信装置のＫ素子のトランスデューサアレイ２１と、判
定装置２２と、送信制御装置２５とに加え、波源に関す
る環境推定装置３０と、サブシステム３２とを備えてい
る。また、送信制御装置２５は信号分配器２６と、Ｎ素
子分の振幅及び位相の制御器２７と、制御装置２８とに
加え、Ｎ素子分の送受分離回路３４を備えている。

【００５９】判定装置２２は電磁波や音波のエネルギー
を送信しないことが望ましい方向を判定するために、他
組の受信システムが存在すると思われる方向を、受信シ
ステムに関する事前情報２４ａとサブシステム３２から
与えられる波源情報２４ｂとの他に、環境推定装置３０
から与えられる環境情報３１をも利用して判定する。環
境推定装置３０は送信制御装置２２内の送受分離回路３
４を通してＫ素子の可逆トランスデューサアレイ２１か
らＫ個のセンサ受信出力を入力し、実施例１の受信装置
における環境推定装置２と同様に波源に関する環境情報
を推定し、送信制御装置２２に与える。

【００６０】送信制御装置２５は、判定装置２２からの
判定結果２３に基づいて、送信しようとする方向（送信
方向）と、送信しないことが望ましいと判定された方向
を考慮して、他組受信システムへの信号の干渉、あるい
は、情報の漏洩が生じないように、各制御器２７の利得
及び移相量を制御装置２８が制御することにより、送信
エネルギーの角度依存特性を制御して全体として図２３
に示すような送信指向性を得る。

【００６１】このように、波源の環境情報３１をも利用
することにより、送信しないことが望ましい方向の判定
が一段と確実化する。

【００６２】＜実施例４：送信装置（その３）＞前述し
た実施例３の送信装置では、可逆トランスデューサアレ
イ２１がＫ素子からなるのでその自由度がＫであるのに
対し、波源環境推定に利用できる自由度Ｎは入射信号間
に相関があるとＫよりも小さくなり（Ｎ＜Ｋ）、更に波
源環境推定可能な自由度Ｊは環境推定のアルゴリズムに
より異なりＮ以下であるから（Ｊ≦Ｎ＜Ｋ）、送信電力
はＫ個のセンサ素子全てに与えられているわけではな
い。そのため、判定装置２２で判定した送信抑圧方向
（送信しないことが望ましい方向）の数がｍ個とする
と、余った自由度Ｋ−ｍは送信指向性パターンの零点を
利用した送信電力の抑圧には寄与していないことにな
る。なお、Ｊ，Ｎ，Ｋ，ｍは自然数である。

【００６３】このような点を改良した送信装置の構成
が、本発明の一実施例として図１５に示されている。図
１５において、この送信装置はＫ素子の可逆トランスデ
ューサセンサからなる可逆トランスデューサアレイ２１
と、電磁波や音波エネルギーを送信しないことが望まし
い方向とその優先順位を判定する判定装置２２と、送信
制御装置２５と、波源環境推定装置３０と、環境推定の
サブシステム３２とを備えている。また、送信制御装置
２５は信号分配器２６と、Ｋ素子分の振幅及び位相の制
御器２７と、制御装置２８と、Ｋ素子分の送受信分離回
路３４とを備えている。即ち、可逆トランスデューサア
レイ２１のＫ個全ての素子に振幅及び位相の制御器２７
と送受信分離回路３４を備えている。

【００６４】波源環境推定装置３０は可逆トランスデュ
ーサアレイ２１のＫ個のセンサ受信出力をＫ個の送受分
離回路３４を通して入力し、実施例１の環境推定装置２
と同様に、波源に関する情報として入射波２０の到来方
向や信号強度などのパラメータである電磁波や音波等の
環境を推定して解析し、その環境推定結果３１を送信制
御装置２５に与える。

【００６５】サブシステム３２はセキュリティが問題と
なる場合のために、全周波数帯の電磁波や音波等のエネ
ルギーに関する環境情報を推定して解析し、得られた環
境情報３３を送信制御装置２５に与える。当然ながら、
光領域も電磁波であり、環境推定装置３０やサブシステ
ム３２の処理対象に含まれている。サブシステム３２の
形式は任意である。

【００６６】判定装置２２は受信システムに関する事前
情報（受信局とその付随装置を含む）２４ａ、波源環境
推定装置３０からの波源環境推定結果３１、並びにサブ
システム３０からの環境情報３１の全てまたは一部を利
用する。例えば、電磁波や音波のエネルギーを送信しな
いことが望ましい方向とその優先順位の判定には、送信
エネルギーと同一周波数帯における波源環境推定装置３
０からの推定結果３１内の波源情報と、受信システムに
関する事前情報２４ａを利用して、方向と優先順位を判
定する。優先順位には例えば周波数、信号電力や遠近を
利用することができる。更に、セキュリティが問題とな
る場合には、環境推定サブシステム３２からの環境情報
３３も加えて利用することにより、方向と優先順位を判
定する。

【００６７】送信制御装置２５は、基本的には送信すべ
き方向の指定に応じて送信エネルギーの角度依存特性を
制御し、且つ判定装置２２の判定結果２３を考慮して他
組の受信システムへの信号の干渉や情報の漏洩を防ぐよ
うに送信エネルギーの角度依存特性を制御するものであ
るが、可逆トランスデューサアレイ２１のＫ素子全ての
トランスデューサセンサに振幅及び位相の制御器２７を
付加して制御装置２８により振幅及び位相を制御するこ
ととしたので、余裕のある自由度を利用して、送信しな
いことが望ましい方向に向けていた送信指向性パターン
の零点を、実施例１の受信信号合成装置４と同様に、図
１６の如くワイドな形状に制御する。具体的には、指向
性関数の傾きを零とし、零レベルと滑らかに交わるよう
にする。即ち、指向性関数において零点付近の関数値が
十分小さい領域が増え、零点方向のみならず零点付近方
向に出射する送信エネルギーが十分小さくなる。

【００６８】ここで、実施例３の図２３で示した送信指
向性においては、送信電界強度｜ｆ（θ，θ₀）｜の角
度θに関する依存性を示す指向性関数ｆ（θ，θ₀）
は、メインビームの角度θ₀と、送信電界強度｜ｆ
（θ，θ₀）｜の角度θに関する依存性の要求値から決
定されていた。従って、指向性関数ｆ（θ，θ₀）は、
或る変換関数をｇ（θ）で、或る定数をＣで表わすと、
ｆ（θ，θ₀）＝Ｃ×（ｇ（θ，θ₀）−ｇ（θ₁₀，θ
₀））×（ｇ（θ，θ₀）−ｇ（θ₂₀，θ₀））×（ｇ
（θ，θ₀）−ｇ（θ₃₀，θ₀））と表現され、指向性
の零点の角度θ₁₀，θ ₂₀，θ₃₀については指定されてい
なかった。

【００６９】これに対し、本実施例の送信装置では、判
定装置２２と送信制御装置２５の働きにより、送信エネ
ルギーの角度依存特性を制御する場合に、指向性の零点
の角度の所望値θ₁，θ₂，θ₃についても指定する。

【００７０】このように指向性の零点の角度を所望値に
指定すると、指向性関数は、元のｆ（θ，θ₀）とは異
なり、ｆ′（θ，θ₀）＝ｆ′（θ，θ₀，θ₁，
θ₂，θ ₃）＝Ｃ′×（ｇ（θ，θ₀）−ｇ（θ₁，θ
₀））×（ｇ（θ，θ₀）−ｇ（θ₂，θ₀））×（ｇ
（θ，θ₀）−ｇ（θ₃，θ₀））となる。Ｃ′は或る
定数である。

【００７１】そして、余裕のある自由度を用いて、図１
６の如く、零点をワイド形状化する。例えば、自由度を
１つ増した指向性関数ｆ″₁（θ，θ₀）においてワイ
ド形状にしたい零点の角度をθ₁とすれば、ｆ″
₁（θ，θ₀）＝ｆ″₁（θ，θ₀，θ₁，θ₂，
θ₃）を次式（１３）の如く二重極とする。但し、Ｃ″
は或る定数である。

【数１３】

【００７２】或いは、送信しないことが望ましいと思わ
れる方向において、必要とされる信号減衰量が少ない場
合には、即ちその方向のサイドローブ抑圧で対応できる
場合には、判定装置２２の判定結果２３に基づいて、サ
イドローブ抑圧を実施する。

【００７３】ここで、送信パタンの零点をワイド形状化
する際の割り付け順位は、運用要求に応じて変えること
ができ、また、零点の方向が同一の送信パタンに対して
も二重極の割り付けを変えることができるようにしてあ
る。

【００７４】また、信号干渉防止が目的の場合には、送
信エネルギー抑圧対象を以下の項目とするようにしてい
る。（１）送信周波数に近い周波数で運用していると判定さ
れる対象。（２）距離が近いと判定される対象。（３）送信周波数付近での運用エネルギーが低いと判定
される対象。（４）変調方式など、受信局側での分離特性が低いと判
定される対象。（５）移動に伴う相対位置変化の大きい対象。

【００７５】次に、図１７により具体例を説明する。図
１７に示された状況は、組１に属する無線局、Ｔ／Ｒ１
１，Ｔ／Ｒ１２と、組２に属する無線局Ｔ／Ｒ２１，Ｔ
／Ｒ２２，Ｔ／Ｒ２３が同一領域で運用しており、Ｔ／
Ｒ１１はＴ／Ｒ１２にのみ送信し、Ｔ／Ｒ２１，Ｔ／Ｒ
２２，Ｔ／Ｒ２３には送信したくない場合である。この
例では、送受信局Ｔ／Ｒ２１，Ｔ／Ｒ２２，Ｔ／Ｒ２３
の中で、近距離にあり移動しているＴ／Ｒ２１が、本送
信システムＴ／Ｒ１１から見て大きな方向変化があり、
送信パタン３６においてワイド形状の零点を割り当てて
いる。Ｔ／Ｒ２１の現在位置の把握には、何らかの事前
情報を持つこと、或いは、Ｔ／Ｒ２１が電磁波エネルギ
ー等を送信した際に、環境推定装置３０などにより推定
させればよい。

【００７６】

【発明の効果】本発明の受信装置によれば、零点がワイ
ド形状化したので、環境推定誤差、例えば不要波到来方
向の推定誤差に対して寛容である。また、散乱体からの
反射のような、空間的に広がった分布を持つ一群の不要
波をも除去可能となる。従来例では除去不可能な広帯域
不要波をも、除去可能となる。また、センサアレイの入
力端において、所望波と同一周波数、例えば周波数スペ
クトルの重なり重った広帯域不要波の除去も可能であ
る。更に、送信局及び受信局の移動、伝送路中の散乱体
の位置変化、伝送媒体の変化、受信システムの経年変化
などによる諸々の誤差に対しても不要波除去の効果があ
る。また更に、Ｋ−Ｊの自由度を活用するので、センサ
アレイの開口長を有効利用できる。

【００７７】また本発明の送信装置によれば、他組の送
受信システムが存在すると思われる方向には電磁波や音
波のエネルギーそのものを送信しないか、送信出力を小
さくすることにより、他組の送受信システムに与える干
渉エネルギー量自体を低減させることができる。また、
同一の周波数帯で同一の時刻に運用する場合に、変調方
式や利用時間、周波数帯などを変える各種対策が少なく
て済む、あるいは不必要となる。従って、周波数帯、変
調方式、利用時間などの各種資源の利用効率が向上す
る。また、不要な方向へのエネルギーの放射が少なくな
るため、電磁波汚染が減少し、しかも、送信エネルギー
の有効利用が可能になる。更に、送信エネルギー自体が
他組の送受信システムに検出され難くなり、秘匿性が向
上し、セキュリティがより確実になる。また更に、スペ
クトラム拡散通信でのＤＳ方式で問題となる遠近問題の
回避にも適用できる。

【００７８】更に本発明の他の送信装置によれば、従
来、併用されていた分離技術（変調方式、利用時間、周
波数帯、含むコード化等）の必要性が、さらに減少す
る。従って、同一の周波数、同一の変調方式、同一の利
用時間であっても、ある特定の方向のみに送信エネルギ
ーを届け、送信したくない方向には、送信しない事が可
能となる。送信パタン制御を実施する際に使用する、波
源情報、及び環境情報に推定誤差が含まれている場合に
も、所望の特性からの劣化が少なくなる。アレイを構成
するトランスデューサ素子を有効に活用することによ
り、送信エネルギーが同一の場合、一つのトランスデュ
ーサ素子に要求される耐エネルギー量が少なくて済む、
或いは逆に、一つのトランスデューサに使用するエネル
ギー量を同一とするならば、全体として多くのエネルギ
ー量を伝送できる。送信パタンの零点（極小値）がワイ
ド形状となるに伴い、零点方向の付近方向の送信電力も
抑圧されるので、より効果的に干渉が低減できる、或い
は、情報の漏洩がより少なくなる。送信局、及び、受信
局の移動、伝送路中の散乱体の位置変化、伝送媒体の変
化、送信システムの経年変化などによる諸々の誤差に対
して効果がある。スペクトラム拡散通信でのＤＳ方式で
問題となる遠近問題にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る受信装置の構成図。

【図２】受信指向性パターンを示す図。

【図３】自由度によるケースの区分けを示す図。

【図４】受信指向性パターンを示す図。

【図５】効果を示す図

【図６】受信信号合成装置を示す図。

【図７】環境推定装置を示す図。

【図８】マルチパスの説明図。

【図９】環境推定装置の構成例を示す図。

【図１０】アレイ入射角を示す図。

【図１１】相関抑圧の説明図。

【図１２】本発明の一実施例に係る送信装置の構成図。

【図１３】送信指向性パタンを示す図。

【図１４】遠近問題を示す図。

【図１５】本発明の一実施例に係る送信装置の構成図。

【図１６】送信指向性パタンを示す図。

【図１７】運用例を示す図。

【図１８】従来例を示す図。

【図１９】受信指向性パタンを示す図。

【図２０】従来例を示す図。

【図２１】送信指向性パタンを示す図。

【図２２】本発明の一実施例に係る送信装置の構成図。

【図２３】送信指向性パタンを示す図。

【符号の説明】

１センサアレイ２環境推定装置４受信信号合成装置５，２７振幅及び位相の制御器６和信号生成器７，２８制御装置２１トランスデューサアレイ２２判定装置２５送信制御装置２６信号分配器３０波源環境推定装置３２サブシステム３４送受分離回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】センサアレイと、このセンサアレイから
の出力を利用して波源に関する情報を推定する環境推定
装置と、前記センサアレイからの出力を利用して不要波
到来方向に指向性の零点を向け、良好な所望波信号を得
る受信信号合成装置とを備え、センサアレイの自由度Ｋ
と環境推定可能な自由度Ｊとの差の自由度Ｋ−Ｊを、不
要波除去の自由度に利用したことを特徴とする受信装
置。
【請求項２】入射波の数Ｌが自由度Ｋより少なく、Ｌ
≦Ｊの場合に自由度の差Ｋ−Ｌを不要波除去の自由度に
利用したことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項３】不要波除去のための自由度の割り付け
を、信号電力の大きい順としたことを特徴とする請求項
１または２記載の受信装置。
【請求項４】トランスデューサアレイと、送信エネル
ギーを送信しないことが望ましい方向を判定する判定装
置と、送信エネルギの角度依存特性を制御し、前記判定
装置からの判定結果に応じて送信指向性の零点を形成す
る送信制御装置とを備えたことを特徴とする送信装置。
【請求項５】判定装置は判定に、波源環境情報と受信
システムの事前情報との少なくとも一方を利用すること
を特徴とする請求項４記載の送信装置。
【請求項６】可逆トランスデューサアレイと、送受分
離回路と、波源に関する情報を推定する波源環境推定装
置と、送信エネルギーを送信しないことが望ましい方向
とその優先順位を判定する判定装置と、送信エネルギの
角度依存性を制御し、判定装置から判定結果に応じて送
信指向性の零点を形成する制御装置とを備え、可逆トラ
ンスデューサアレイの余裕の自由度を、送信しないこと
が望ましい方向に向いた送信指向性の零点のワイド形状
の形成に利用したことを特徴とする送信装置。
【請求項７】前記判定装置の判定処理に、送信エネル
ギーと同一周波数帯における波源環境推定装置からの情
報と、受信システムに関する事前情報とを利用したこと
を特徴とする請求項６記載の送信装置。
【請求項８】請求項７において、全周波数帯のエネル
ギーに関する情報も判定処理に利用したことを特徴とす
る送信装置。
【請求項９】請求項６において、送信指向性の零点を
ワイド形状化する際の割り付け順位が変更可能であるこ
とを特徴とする送信装置。
【請求項１０】請求項６において、零点の方向が同一
の送信指向性に対して、二重極の割り付けが変更可能で
あることを特徴とする送信装置。
【請求項１１】請求項６において、送信周波数に近い
周波数で運用していると判定される対象、距離が近いと
判定される対象、送信周波数付近での運用エネルギーが
低いと判定される対象、受信極側での分離特性が低いと
判定される対象及び移動に伴う相対位置変化の大きい対
象を、送信エネルギー抑圧の対象としたことを特徴とす
る送信装置。