JPH10242737A - Ｆｉｒ型ディジタルフィルタのフィルタ係数演算装置、ｆｉｒ型ディジタルフィルタ、ディジタルビーム形成装置及び適応ディジタルビーム形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 指向特性のサイドローブ特性を制御すること
ができる適応ディジタルビーム形成装置のためのＦＩＲ
型ディジタルフィルタのフィルタ係数演算装置を提供す
る。 【解決手段】 インパルス応答長Ｍ（＜素子数Ｎ）を有
する正規化時間周波数の１次元狭帯域低域通過デジタル
フィルタのインパルス応答に基づいてこれに対応する１
次元の周波数応答を演算し、当該周波数応答に対して所
望波の入射角に基づいた１次元から２次元への周波数変
換を行って正規化時間周波数と正規化空間周波数との２
次元の周波数応答を演算し、２次元の周波数応答に対し
て逆フーリエ変換して、２次元の周波数応答のインパル
ス応答を演算し、素子数Ｎとタップ数Ｋに基づいて、イ
ンパルス応答のサイドローブを０に打ち切ることによ
り、演算されたインパルス応答に基づいて所望通過領域
で所定の振幅応答値を有する複数のＦＩＲ型ディジタル
フィルタのフィルタ係数を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、到来する伝搬波信
号のうち、所望信号の方向にビームを形成して受信し、
干渉信号の到来方向にはヌルを向けて抑圧する適応ディ
ジタルビーム形成装置と、当該適応ディジタルビーム形
成装置のためのＦＩＲ型ディジタルフィルタのフィルタ
係数演算装置及びＦＩＲ型ディジタルフィルタに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来技術のファンフィルタは、ビーム形
成装置（又はビームフォーマ）の一種である（例えば、
従来技術文献１「K. Nishikawa et al.,“Wideband bea
mforming using fan filter",Proceedings of IEEE Int
ernational Symposium on Circuits and Systems,pp.53
3-536,1992年」参照。）。この場合、対象とする伝搬波
信号は、音響信号や地震波信号のようなベースバンド伝
搬波信号であるが、当然のことながら、比帯域幅が５０
％を超える帯域通過形伝搬波信号に対しても適用可能で
ある。あらかじめ複数の異なる方向にビームを形成して
おいて、それらを制御することにより干渉波を抑圧する
ビームスペース形適応アレーは、少ない自由度で効率よ
く所望波補足や干渉波抑圧が可能であることが知られて
いる（例えば、従来技術文献２「K.Takao et al.,“Bea
mspace partially adaptive antenna",IEE Proceeding,
Vol.136,PartH,No.6,pp.439-444,1989年12月」及び従来
技術文献３「千葉ほか，“ビームスペースＣＭＡアダプ
ティブアレーアンテナ”，電子情報通信学会論文誌Ｂ−
ＩＩ，Ｖｏｌ．Ｊ７７−Ｂ−ＩＩ，Ｎｏ．３，ｐｐ．１
３０−１３８，１９９４年」参照。）。

【０００３】また、従来のファンフィルタは遮断域が低
周波数域も高周波数域も同一の幅で設計されているが、
ビーム形成においては、これが低域の指向特性を極端に
劣化させる要因になっており、この問題点を解決するた
めに、例えば、従来技術文献４「西川清ほか，“フーリ
エ級数法によるファンフィルタの設計”，電子情報通信
学会第６回ディジタル信号処理シンポジウム講演論文
集，講演番号Ｂ３−２，ｐｐ．２８７−２９２，１９９
１年」において、遮断域の幅が周波数に比例して広くな
るような、くさび型の特性のファンフィルタを設計する
方法（以下、従来例という。）について提案している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、広帯域信号に
対応したビームスペース形適応アレーにおけるマルチビ
ーム形成回路を構成する各広帯域ビーム形成回路は、サ
イドローブ特性が周波数に依存しないようにする必要が
ある（従来文献５「関口ほか，“スペクトル変換と窓関
数法の組み合わせによる広帯域ディジタルビームフォー
ミングアンテナのための２次元複素係数ＦＩＲディジタ
ルフィルタの設計法”，電子情報通信学会論文誌Ａ，Vo
l.J80-A,No.1,pp.61-73,1997.」参照。）。一方、従来
例の特性近似方法は窓関数法だが、近似すべき所望特性
を、通過域１、阻止域０と与えているためにサイドロー
ブ特性の制御ができなくなるという問題点があった。こ
れでは目的とするマルチビーム形成回路には適さず、指
向特性におけるサイドローブ特性が周波数に依存しない
ようにするには、阻止域所望周波数応答値を０とするの
ではなく、所望特性そのものがサイドローブを持ち、そ
れが指向特性でみたときに周波数に依存しない形で与え
る必要がある。

【０００５】本発明の目的は以上の問題点を解決して、
従来例に比較して指向特性のサイドローブ特性を制御す
ることができる適応ディジタルビーム形成装置のための
ＦＩＲ型ディジタルフィルタのフィルタ係数演算装置、
ＦＩＲ型ディジタルフィルタ、ディジタルビーム形成装
置及び適応ディジタルビーム形成装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載のディジタルビーム形成装置のためのＦＩＲ型ディジ
タルフィルタのフィルタ係数演算装置は、複数Ｎ個のセ
ンサ素子が１直線上に所定の素子間隔で並置されたリニ
アアレーセンサを用いて、上記複数のセンサ素子に対応
してそれぞれ設けられ、かつ複数Ｋ個のタップ数を有
し、所望の入射角の方向でビームを形成するディジタル
ビーム形成装置のための複数のＦＩＲ型ディジタルフィ
ルタのフィルタ係数演算装置であって、上記Ｎよりも小
さいインパルス応答長Ｍを有する正規化時間周波数の１
次元狭帯域低域通過デジタルフィルタのインパルス応答
に基づいて、上記インパルス応答に対応する１次元の周
波数応答を演算し、上記１次元の周波数応答に対して、
所望波の入射角に基づいた所定の１次元から２次元への
周波数変換を行うことにより、正規化時間周波数と正規
化空間周波数との２次元の周波数応答を演算し、上記２
次元の周波数応答に対して逆フーリエ変換することによ
り、上記２次元の周波数応答のインパルス応答を演算
し、上記センサ素子の素子数Ｎと上記タップ数Ｋに基づ
いて、上記インパルス応答のサイドローブを０に打ち切
ることにより、演算されたインパルス応答に基づいて上
記所望通過領域で所定の振幅応答値を有する上記複数の
ＦＩＲ型ディジタルフィルタのフィルタ係数を演算する
係数演算手段を備え、上記周波数変換は、ディジタルビ
ーム形成装置の指向特性が周波数に依存しないように実
行されたことを特徴とする。

【０００７】また、本発明に係る請求項２記載のディジ
タルビーム形成装置のためのＦＩＲ型ディジタルフィル
タは、請求項１記載のＦＩＲ型ディジタルフィルタのフ
ィルタ係数演算装置によって演算された上記複数のＦＩ
Ｒ型ディジタルフィルタのフィルタ係数が設定されたこ
とを特徴とする。

【０００８】本発明に係る請求項３記載のディジタルビ
ーム形成装置は、複数のセンサ素子からなるアレーセン
サと、上記各センサ素子によって受信された各受信信号
をそれぞれＡ／Ｄ変換して、上記各受信信号に対応する
各ディジタル信号を出力する変換手段と、それぞれ所定
の複数のフィルタ係数に基づいて、上記変換手段から出
力される上記複数のディジタル信号をろ波して出力する
複数のＦＩＲ型ディジタルフィルタと、上記複数のＦＩ
Ｒ型ディジタルフィルタから出力される複数のろ波後の
ディジタル信号を加算して加算後の信号を出力信号とし
て出力する加算器とを含むディジタルビーム形成回路と
を備え、上記複数のＦＩＲ型ディジタルフィルタの複数
のフィルタ係数は、請求項１記載のフィルタ係数演算装
置によって演算されたことを特徴とする。

【０００９】また、本発明に係る請求項４記載の適応デ
ィジタルビーム形成装置は、複数Ｎ個のセンサ素子から
なるアレーセンサと、上記各センサ素子によって受信さ
れた各受信信号をそれぞれＡ／Ｄ変換して、上記各受信
信号に対応する各ディジタル信号を出力する変換手段
と、上記各センサ素子に対して複数Ｎ個のＦＩＲ型ディ
ジタルフィルタが対応しかつ形成すべき複数Ｂ個のビー
ムの各ビームに対して複数Ｎ個のＦＩＲ型ディジタルフ
ィルタが対応するように設けられ、それぞれ上記各ディ
ジタル信号を予め決められたフィルタ係数に従ってろ波
して出力する複数（Ｎ×Ｂ）個のＦＩＲ型ディジタルフ
ィルタと、それぞれ上記各ビームを形成するための複数
Ｎ個のＦＩＲ型ディジタルフィルタから出力される複数
Ｎ個の信号を加算して出力する複数Ｂ個の加算器とを備
え、上記変換手段から出力される各ディジタル信号に基
づいて、複数Ｂ個の異なる方向にそれぞれビームを形成
して、当該ビームに対応する複数Ｂ個のビーム受信信号
を出力するビーム形成手段と、上記ビーム形成手段から
出力される複数Ｂ個のビーム受信信号から複数Ｌ個のビ
ーム受信信号を選択して出力する信号選択手段と、上記
信号選択手段から入力される上記複数Ｌ個のビーム受信
信号と入力される複数Ｌ個の荷重係数とをそれぞれ乗算
して乗算結果の信号を出力する複数Ｌ個の乗算器と、上
記信号選択手段から出力される複数Ｌ個のビーム受信信
号に基づいて、少なくとも所望信号の周波数を含む所定
の周波数範囲において、上記アレーセンサの主ビームを
所望信号の到来方向に向けかつ干渉信号の到来方向の受
信信号のレベルを零にするような上記複数Ｌ個の荷重係
数を上記各乗算器に対して演算して、当該複数Ｌ個の荷
重係数をそれぞれ対応する上記各乗算器に出力する係数
制御手段と、上記複数Ｌ個の乗算器から出力される複数
Ｌ個の乗算結果の信号を加算して受信信号として出力す
る加算手段とを備え、上記複数（Ｎ×Ｂ）個のＦＩＲ型
ディジタルフィルタの複数のフィルタ係数は、請求項１
記載のフィルタ係数演算装置によって演算されたことを
特徴とする。

【００１０】さらに、本発明に係る請求項５記載の適応
ディジタルビーム形成装置は、複数Ｎ個のセンサ素子か
らなるアレーセンサと、上記各センサ素子によって受信
された各受信信号をそれぞれＡ／Ｄ変換して、上記各受
信信号に対応する各ディジタル信号を出力する変換手段
と、上記各センサ素子に対して複数Ｎ個のＦＩＲ型ディ
ジタルフィルタが対応しかつ形成すべき所望波と干渉波
を含む複数（Ｂ＋１）個のビームの各ビームに対して複
数Ｎ個のＦＩＲ型ディジタルフィルタが対応するように
設けられ、それぞれ上記各ディジタル信号を予め決めら
れたフィルタ係数に従ってろ波して出力する複数｛Ｎ×
（Ｂ＋１）｝個のＦＩＲ型ディジタルフィルタと、それ
ぞれ上記各ビームを形成するための複数Ｎ個のＦＩＲ型
ディジタルフィルタから出力される複数Ｎ個の信号を加
算して出力する複数（Ｂ＋１）個の加算器とを備え、上
記変換手段から出力される各ディジタル信号に基づい
て、複数（Ｂ＋１）個の異なる方向にそれぞれビームを
形成して、当該ビームに対応する複数（Ｂ＋１）個のビ
ーム受信信号を出力するビーム形成手段と、上記ビーム
形成手段から出力される干渉波の複数Ｂ個のビーム受信
信号から複数Ｌ個のビーム受信信号を選択して出力する
信号選択手段と、上記信号選択手段から入力される上記
複数Ｌ個のビーム受信信号と入力される複数Ｌ個の荷重
係数とをそれぞれ乗算して乗算結果の信号を出力する複
数Ｌ個の乗算器と、上記信号選択手段から出力される複
数Ｌ個のビーム受信信号に基づいて、少なくとも所望信
号の周波数を含む所定の周波数範囲において、上記アレ
ーセンサの主ビームを干渉信号の到来方向の受信信号の
レベルを最大にするような上記複数Ｌ個の荷重係数を上
記各乗算器に対して演算して、当該複数Ｌ個の荷重係数
をそれぞれ対応する上記各乗算器に出力する係数制御手
段と、上記複数Ｌ個の乗算器から出力される複数Ｌ個の
乗算結果の信号を加算して干渉波の受信信号として出力
する第１の加算手段と、上記ビーム形成手段から出力さ
れる所望波の１個のビーム受信信号から、上記第１の加
算手段から出力される干渉波の受信信号を減算して、干
渉波を除去した所望波の受信信号を出力する第２の加算
手段とを備え、上記複数｛Ｎ×（Ｂ＋１）｝個のＦＩＲ
型ディジタルフィルタの複数のフィルタ係数は、請求項
１記載のフィルタ係数演算装置によって演算されたこと
を特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施形態について説明する。

【００１２】＜第１の実施形態＞図１は、本発明に係る
第１の実施形態のディジタルビーム形成装置の構成を示
すブロック図であり、図２は、図１のディジタルビーム
形成装置のＦＩＲ型ディジタルフィルタの構成を示すブ
ロック図である。

【００１３】本発明者は、比帯域幅が約４０％以下の伝
搬波信号を対象としたビームスペース型適応アレーアン
テナ装置を、先行する特願平８−０８８５３４号の特許
出願（以下、先行特許出願という。）において発明し
た。ここで、アンテナアレー配置は、間隔ｄの等間隔リ
ニアアレーである。この適応アレーアンテナ装置におけ
るマルチビーム形成回路は比帯域幅が約４０％以下の広
帯域信号に対応しており、マルチビーム形成回路を構成
する各ビーム形成回路の指向特性が周波数に依存しない
ように係数を決めていた。

【００１４】本発明に係る第１の実施形態においては、
先行特許出願に比較してよりさらに広い、比帯域幅が５
０％を超える広帯域信号に対応する適応ディジタルビー
ム形成装置を構成するために、そのディジタルビーム形
成回路（以下、ＤＢＦ回路という。）５や、マルチビー
ム形成器６及び７ａに適用することを目的とした線形位
相ＦＩＲファンフィルタの係数の演算方法を開示する。

【００１５】ファンフィルタの指向特性が阻止域を含め
て近似的に周波数に依存しないような特性近似を行う必
要があるが、それには１次元から２次元への周波数変換
法と窓関数法を組合せている。１次元から２次元への周
波数変換によるファンフィルタ設計法は数多く提案され
ているが（例えば、従来技術文献６「J.H.McClellen,
“The design of two-dimensional digital filters by
transformations",Proceedings of 7th Annuity Princ
eton Conference,Information Science and System,pp.
247-251,1973年」、従来技術文献７「E.Z.Psarakis,et
al.,“Design oftwo-dimensional zero phase FIR fan
filters via the McClellan transform",IEEE Transact
ions on Circuits & Systems,Vol.CAS-37,No.1,pp.10-1
6,1990年1月」、及び従来技術文献８「S.S.Kidambi,“D
esign of two-dimensional non-recursive filters bas
ed on frequency transformations",IEEE Transactions
onSignal Processing,Vol.43,No.12,pp.3025-3029,199
5年12月」参照。）、指向特性が周波数に依存しないよ
うにしたものは見あたらない。また、窓関数法だけでは
阻止域特性をコントロールするのは困難である。後述す
る第４の実施形態では、提案する方法を用いて設計した
ファンフィルタを図３及び図４のビームスペース形適応
ディジタルビーム形成装置に適用して比帯域幅の広い広
帯域干渉信号の抑圧が可能となることを示す。

【００１６】次いで、図１及び図２を参照して、広帯域
信号に対応したビームスペース形適応ディジタルビーム
形成装置について説明する。

【００１７】第１の実施形態のディジタルビーム形成装
置において、ＦＩＲ型ディジタルフィルタ係数演算器
（以下、係数演算器という。）１３は、詳細後述するよ
うに、アレーアンテナ１００の素子数Ｎ個のよりも小さ
いインパルス応答長Ｍを有する正規化時間周波数の１次
元狭帯域低域通過デジタルフィルタのインパルス応答に
基づいて、上記インパルス応答に対応する１次元の周波
数応答を演算し、上記１次元の周波数応答に対して、所
望波の入射角に基づいた所定の１次元から２次元への周
波数変換を行うことにより、正規化時間周波数と正規化
空間周波数との２次元の周波数応答を演算し、上記２次
元の周波数応答に対して逆フーリエ変換することによ
り、上記２次元の周波数応答のインパルス応答を演算
し、上記アンテナ素子の素子数Ｎと上記タップ数Ｋに基
づいて、上記インパルス応答のサイドローブを０に打ち
切ることにより、演算されたインパルス応答に基づいて
上記所望通過領域で振幅を有する上記複数のＦＩＲ型デ
ィジタルフィルタのフィルタ係数を演算することを特徴
とする。

【００１８】ここで、係数演算器１３は、上述のよう
に、フィルタ係数ｗ_n,kを演算して出力し、ＦＩＲ型デ
ィジタルフィルタ９−１乃至９−Ｎはそれぞれ、当該フ
ィルタ係数ｗ_n,kに基づいて、入力されるディジタル信
号ｘ_n（ｍ）をろ波して、加算器１０に出力する。これ
によって、加算器１０は複数Ｎ個のろ波後のディジタル
信号ｘ_n（ｍ）を加算して、加算後の信号を、主ビーム
方向近傍から入射する広帯域信号が抽出されかつ主ビー
ム方向近傍以外から入射する広帯域信号が抑圧された出
力信号ｚ（ｍ）として出力する。ここで、ｎ＝１，２，
…，Ｎであり、以下、本明細書において特に断らない限
り同様とする。また、ディジタル信号ｘ_n（ｍ）におけ
る括弧（）内のｍは時刻（時刻の番号）を表す。

【００１９】以下、図１を参照して、第１の実施形態の
ディジタルビーム形成装置について詳細に説明する。第
１の実施形態のディジタルビーム形成装置において、複
数Ｎ個のアンテナ素子１−ｎで受信された高周波信号は
それぞれ、受信機２−ｎで増幅され、Ａ／Ｄ変換器３−
ｎでそれぞれディジタル信号ｘ_n（ｍ）に変換される。
そして、これらのディジタル信号ｘ_n（ｍ）は、ＦＩＲ
型ディジタルフィルタ９−１乃至９−Ｎと加算器１０と
からなるＤＢＦ回路５のＦＩＲ型ディジタルフィルタ９
−ｎに入力される。ここで、第１の実施形態において、
アレーアンテナ１００は一直線上に所定の素子間隔ｄで
アンテナ素子１−１乃至１−Ｎが並置されたリニアアレ
ーアンテナである。本実施形態においては、対象とする
伝搬波が電波であって、センサ素子はアンテナである。
しかしながら、本発明はこれに限らず、対象とする伝搬
波が音響信号の場合は、センサ素子としてマイクロフォ
ンを用いてもよい。

【００２０】ＦＩＲ型ディジタルフィルタ係数演算器１
３は、詳細後述するように、ビームを形成するべき方向
である入射角θが与えられたとき、その方向にビームを
形成するようにフィルタ係数ｗ_n,0、ｗ_n,1、…、ｗ
_n,K-1を演算して、演算したＫ個の荷重係数をＦＩＲ型
ディジタルフィルタ９−ｎに出力する。

【００２１】そして、ＤＢＦ回路５において、ＦＩＲ型
ディジタルフィルタ９−ｎは、ＦＩＲ型ディジタルフィ
ルタ係数演算器１３から入力されるフィルタ係数
ｗ_n,0、ｗ_{n ,1}、…、ｗ_n,K-1に基づいて、入力されるデ
ィジタル信号ｘ_n（ｍ）をディジタル的にろ波して、ろ
波後のディジタル信号ｘ_n（ｍ）を加算器１０に出力す
る。加算器１０は各ＦＩＲ型ディジタルフィルタ９−ｎ
から入力される複数Ｎ個のろ波後のディジタル信号ｘ_n
（ｍ）を加算して、加算後の信号を、主ビーム方向θ近
傍から入射する広帯域信号が抽出されかつ主ビーム方向
近傍以外から入射する広帯域信号が抑圧された出力信号
ｚ（ｍ）として出力する。フィルタ係数ｗ_n,0、ｗ_n,1、
…、ｗ_n,K-1の計算方法は後で説明する。

【００２２】次に、図２を参照して、ＦＩＲ型ディジタ
ルフィルタ９−ｎの構成を説明する。ＦＩＲ型ディジタ
ルフィルタ９−ｎは、図２に示すように、複数（Ｋ−
１）個の遅延器９１−１乃至９１−（Ｋ−１）と、Ｋ個
の乗算器９２−１乃至９２−Ｋと、（Ｋ−１）個の加算
器９３−１乃至９３−（Ｋ−１）とからなる。ここで、
ＦＩＲ型ディジタルフィルタ９−ｎにおいてＫはタップ
長と呼ばれ、第１の実施形態では奇数に設定される。そ
して、ＦＩＲ型ディジタルフィルタ９−ｎに入力される
ディジタル信号ｘ_n（ｍ）は、遅延器９１−１と乗算器
９２−１とに入力される。また、ＦＩＲ型ディジタルフ
ィルタ９−ｎに入力されるフィルタ係数ｗ_n,K-1は乗算
器９２−ｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ）に入力される。

【００２３】ＦＩＲ型ディジタルフィルタ９−ｎにおい
て、遅延器９１−ｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ−１）は、入
力されるディジタル信号ｘ_n（ｍ−ｋ＋１）を１サンプ
ル周期だけ遅らせて１サンプル周期だけ遅れた信号ｘ_n
（ｍ−ｋ）を遅延器９１−（ｋ＋１）と乗算器９２−
（ｋ＋１）とに出力する。乗算器９２−１は、入力され
るディジタル信号ｘ_n（ｍ）とフィルタ係数ｗ_n,0とを乗
算して、加算器９３−１に出力する。乗算器９２−ｋ
（ｋ＝２，３，…，Ｋ）は、入力される信号ｘ_n（ｍ−
ｋ＋１）とフィルタ係数ｗ_n,k-1とを乗算して、加算器
９３−（ｋ−１）に出力する。加算器９３−１は、乗算
器９２−１から入力される信号と乗算器９２−２から入
力される信号とを加算して、加算器９３−２に出力す
る。加算器９３−ｋ（ｋ＝２，３，…，Ｋ−２）は、加
算器９３−（ｋ−１）から入力される信号と乗算器９２
−（ｋ＋１）から入力される信号とを加算して、加算器
９３−（ｋ＋１）に出力する。加算器９３−（ｋ−１）
は、加算器９３−（ｋ−２）から入力される信号と乗算
器９２−ｋから入力される信号とを加算して、加算器１
０に出力する。ここで、第１の実施形態では、（Ｋ−
１）個の加算器９３−１乃至９３−（Ｋ−１）を設けて
構成したが、本発明はこれに限らず、（Ｋ−１）個の加
算器９３−１乃至９３−（Ｋ−１）に代えて、乗算器９
２−１乃至９２−Ｋから出力されるＫ個の出力信号を一
括して加算して加算器１０に出力する１つの加算器を用
いて構成してもよい。また、そのような加算器を用いず
に、乗算器９２−１乃至９２−Ｋから出力されるＫ個の
出力信号を直接、加算器１０に出力してもよい。

【００２４】以上のように構成されたＦＩＲ型ディジタ
ルフィルタ９−ｎは、ＦＩＲ型ディジタルフィルタ係数
演算器１３から入力される各フィルタ係数ｗ_n,0、
ｗ_n,1、…、ｗ_n,K-1に基づいて、Ａ／Ｄ変換器３−ｎか
ら入力されるディジタル信号ｘ_n（ｍ）をディジタル的
にろ波して加算器１０に出力する。以上のように構成さ
れたＦＩＲ型ディジタルフィルタ９−１乃至９−Ｎを備
えたＤＢＦ回路５は、２次元ディジタルフィルタと考え
ることができる。なお、図２のＦＩＲ型ディジタルフィ
ルタ９−１乃至９−Ｎの構造は直接形としたが、他の構
成、例えば、縦続形やラティス形でもよい。ただし、Ｆ
ＩＲ型ディジタルフィルタ９−ｎに入力されるフィルタ
係数の演算方法はＦＩＲ型ディジタルフィルタ９−ｎの
構造に応じて異なる。

【００２５】＜第２の実施形態＞図３は、本発明に係る
第２の実施形態のディジタルビーム形成装置の構成を示
すブロック図であり、図３において、図１及び図２と同
様のものについては同一の符号を付している。この実施
形態の適応ディジタルビーム形成装置は、マルチビーム
形成器６と、信号選択器８と、複数Ｍ個の乗算器１２−
１乃至１２−Ｍと、係数制御器１１と、加算器１０とを
備えたことを特徴とする。

【００２６】図３において、Ｎ個のアンテナ素子１−ｎ
（ｎ＝１，２，…，Ｎ）で受信された信号はそれぞれ、
第１の実施形態のディジタルビーム形成装置と同様に、
受信機２−ｎで増幅され、Ａ／Ｄ変換器３−ｎでそれぞ
れディジタル信号に変換され、当該ディジタル信号ｘ_n
（ｍ）は、マルチビーム形成器６に入力される。

【００２７】第１のマルチビーム形成器６は、ＦＩＲ型
ディジタルフィルタ７−１−１乃至７−Ｂ−Ｎと加算器
１０−１乃至１０−Ｂとを備えた、一種の空間フィルタ
バンクである。ここで、ディジタル信号ｘ_n（ｍ）は、
ＦＩＲ型ディジタルフィルタ７−１−１，７−２−１，
７−３−１，…，７−Ｂ−１に入力され、ディジタル信
号ｘ_n（ｍ）は、ＦＩＲ型ディジタルフィルタ７−１−
２，７−２−２，７−３−２，…，７−Ｂ−２に入力さ
れ、以下同様にディジタル信号ｘ_n（ｍ）（ｎ＝３，
４，…，Ｎ）は、ＦＩＲ型ディジタルフィルタ７−１−
ｎ，７−２−ｎ，７−３−ｎ，…，７−Ｂ−ｎに入力さ
れる。第１のマルチビーム形成器６において、ＦＩＲ型
ディジタルフィルタの組７−ｂ−１，７−ｂ−２，…，
７−ｂ−Ｎ（ｂ＝１，２，…，Ｂ）は、ＤＢＦ回路５に
相当する。

【００２８】さらに詳細に説明すると、ＦＩＲ型ディジ
タルフィルタ７−１−ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）はそれ
ぞれ、入力されるディジタル信号ｘ_n（ｍ）を所定の係
数に基づいてディジタル的にろ波して加算器１０−１に
出力する。そして、加算器１０−１はろ波後の各ディジ
タル信号ｘ_n（ｍ）を加算して、加算後の信号ｙ₁（ｍ）
を信号選択器８に出力する。ここで、ＦＩＲ型ディジタ
ルフィルタ７−１−ｎの各フィルタ係数は、第１の実施
形態のＦＩＲ型ディジタルフィルタ係数演算器１３と同
様の方法を用いて、所定の方向に広帯域のビームを形成
して当該ビームの方向から入射される広帯域の信号に対
応する信号ｙ₁（ｍ）に出力するように設定する。

【００２９】また、ＦＩＲ型ディジタルフィルタ７−２
−ｎはそれぞれ、入力されるディジタル信号ｘ_n（ｍ）
を所定の係数に基づいてディジタル的にろ波して加算器
１０−２に出力する。そして、加算器１０−２はろ波後
の各ディジタル信号ｘ_n（ｍ）を加算して、加算後の信
号ｙ₂（ｍ）を信号選択器８に出力する。ここで、ＦＩ
Ｒ型ディジタルフィルタ７−２−ｎの各係数は、所定の
方向に広帯域のビームを形成して当該ビームの方向から
入射される広帯域の信号に対応する信号ｙ₂（ｍ）を出
力するように設定される。以下同様にして、ＦＩＲ型デ
ィジタルフィルタ７−ｂ−ｎはそれぞれ、ろ波後のディ
ジタル信号ｘ_n（ｍ）を出力し、加算器１０−ｂ（ｂ＝
３，４，…，Ｂ）はそれぞれ、所定のビームに対応した
信号ｙ_b（ｍ）を信号選択器８に出力する。ここで、マ
ルチビーム形成器６によって形成される上述の各ビーム
の位相特性を揃え、かつ、無ひずみ伝送を実現するため
には、ＦＩＲ型ディジタルフィルタ７−ｂ−１乃至７−
ｂ−Ｎを１つの２次元ディジタルフィルタとみなしたと
き、ｂ＝１，２，…，Ｂに対して同一の線形位相特性で
ある必要がある。このような特性を有するＦＩＲ型ディ
ジタルフィルタとしては、直接形構成、縦続形構成、ラ
ティス形構成などが考えられ、第２の実施形態ではいず
れの構成でもよい。

【００３０】信号選択器８は、マルチビーム形成器６か
ら出力される複数Ｂ個の信号ｙ₁（ｍ），ｙ₂（ｍ），
…，ｙ_B（ｍ）から複数Ｌ個の信号を選択して、選択し
た信号ｙｎ₁（ｍ），ｙｎ₂（ｍ），…，ｙｎ_L（ｍ）を
それぞれ、乗算器１２−１乃至１２−Ｌに出力する。こ
こで、信号選択器８における選択の方法は、第２の実施
形態では、電力の大きい順にＬ個の信号を選択するよう
に構成した。しかしながら本発明はこれに限らず、所定
のしきい値以上の電力を有する信号を選択する等、他の
方法を用いてもよい。

【００３１】乗算器１２−１乃至１２−Ｌの各荷重係数
ｗＢ₁（ｍ）、ｗＢ₂（ｍ）、…、ｗＢ_L（ｍ）は、適応
ディジタルビーム形成装置の出力において、所望信号を
抽出して干渉信号を抑圧するように、係数制御器１１で
適応的に制御する。制御すべき荷重係数の数はＬ個であ
る。これらの各荷重係数ｗＢ₁（ｍ）、ｗＢ₂（ｍ）、
…、ｗＢ_L（ｍ）は一般に実数である。乗算器１２−１
乃至１２−Ｌの出力信号を加算器１０で加算して、干渉
信号が抑圧された、所望の到来信号である出力信号ｚ
（ｍ）を出力する。

【００３２】ここで、第２の実施形態の適応ディジタル
ビーム形成装置において、係数制御器１１は、例えばＬ
ＭＳ（Least Mean Square)アルゴリズムなどの公知の適
応アルゴリズムで荷重係数ｗＢ₁（ｍ）、ｗＢ₂（ｍ）、
…、ｗＢ_L（ｍ）を演算する。ＬＭＳアルゴリズムなど
多くの適応アルゴリズムでは規範となる参照信号を必要
とするが、図３で図示していない（但し、図４ではｙ₀
（ｍ）が参照信号となっている。）。

【００３３】＜フィルタ係数の演算方法＞次いで、第１
及び第２の実施形態におけるＦＩＲ型ディジタルフィル
タ９−ｎ及び７−ｂ−ｎのフィルタ係数ｗ_n,kの演算方
法について以下に述べる。ここで、ｂ＝１，２，…，Ｂ
であり、以下、本明細書において断らない限り同様とす
る。ＦＩＲ型ディジタルフィルタ７−ｂ−ｎのフィルタ
係数はｂによって異なるが、この荷重係数の演算方法の
説明においては、ｗ_n,kで代表させる。ここで、信号の
入射角θを、図１に示すように、アンテナ素子１−１乃
至１−Ｎが並置されたラインの垂線と信号の入射する方
向との角度で定義する。また、信号の周波数ｆとディジ
タルビーム形成装置内のサンプリング周波数ｆ_sとを用
いて正規化時間周波数Ｆ₁を次の数１で定義する。入射
角θと伝搬波の速さ（電波の場合は光速）ｃと所望信号
の周波数ｆとを用いると、非正規化空間周波数ｆ₂は数
２のように表される。そして、当該非正規化空間周波数
ｆ₂を数３で表すようにアンテナ素子１−１乃至１−Ｎ
の素子間隔ｄの逆数で正規化して、正規化空間周波数Ｆ
₂を定義する。ここで、アンテナ素子の素子間隔ｄの逆
数１／ｄは、空間サンプリング周波数と呼ばれる。すな
わち、正規化時間周波数Ｆ₁は、周波数ｆをサンプリン
グ周波数ｆ_sで正規化した周波数であり、正規化空間周
波数Ｆ₂は入射角θを考慮したアンテナ素子１−ｋの並
置ライン上で正規化した空間周波数である。

【００３４】

【数１】Ｆ₁＝ｆ／ｆ_s

【数２】ｆ₂＝（ｆ₁ｓｉｎθ）／ｃ

【数３】 Ｆ₂ ＝ｄｆ₂ ＝（ｄｆ₁ｓｉｎθ）／ｃ＝Ｆ₁（ｄｆ_s／ｃ）ｓｉｎθ

【００３５】第１及び第２の実施形態において、ＤＢＦ
回路５及びマルチビーム形成器６への入力信号は実数値
をとる。ＤＢＦ回路５及びマルチビーム形成器６は広帯
域信号を通過させるようにＦＩＲ型デジタルフィルタ９
−ｎ及び７−ｂ−ｎのフィルタ係数を設定する第２の実
施形態において、マルチビーム形成器６からのＢ個の出
力信号のうち、電力の大きいＬ個のビーム信号を選択し
て、それらの線形結合により干渉信号を抑圧する。線形
結合係数ｗＢ_b（ｍ）は適当な適応アルゴリズムで制御
する。このとき、マルチビーム形成器６を構成する各ビ
ーム形成回路が以下の条件を満たす必要がある（例え
ば、先行特許出願参照。） （ａ）各ビーム形成回路は同一の位相特性を持つこと。 （ｂ）各ビーム形成回路の指向特性が近似的に周波数に
依存しないこと。 ここで、条件（ｂ）は、ビーム形成回路の任意のサイド
ローブ方向から入射した干渉波の受信後のスペクトルが
乱れないようにするためのものである。そのスペクトル
が乱れてしまうと干渉信号のレプリカが生成できなくな
る。正規化していない周波数ｆと入射角θに関する図２
のＦＩＲ型ディジタルフィルタを用いたＤＢＦ回路５又
はＦＩＲ型ディジタルフィルタ７−ｂ−１，…，７−ｂ
−Ｎから成るマルチビーム形成器６内の各ＤＢＦ回路
（以下、代表して、ＤＢＦ回路５という。）の応答Ｈ
（ｆ，θ）は次式のようになる。

【００３６】

【数４】

【００３７】ここで、Ｎはアンテナ素子数、Ｋはタップ
数、Ｔ_sはサンプリング間隔、ｃは伝搬波の速さであ
る。

【００３８】次いで、１次元から２次元への周波数変換
について述べる。ＤＢＦ回路５は時間と空間の変数を持
つ２次元のディジタルフィルタとみなすことができる。
これらの係数ｗ_n,kは１次元から２次元への周波数変換
法と窓関数法を組合せて決める。伝搬波信号の受信後に
周波数変換を行わない場合、図１又は図３に示す等間隔
リニアアレーに入射角θで信号が入射すると、ＤＢＦ回
路５への入力信号の時間−空間スペクトルは、次式の直
線上に現れる（例えば、従来技術文献１参照。）。

【数５】Ｆ₂＝Ｆ₁（ｄｆ_s／ｃ）ｓｉｎθ₀

【００３９】ここで、ｆ_s＝１／Ｔ_sである。従って、メ
インビーム方向をθ₀としたとき、係数設定すべきＤＢ
Ｆ回路５の理想特性は次式のようになる。これは知られ
ているように、ファンフィルタそのものである。

【数６】 Ｄ（Ｆ₁,Ｆ₂） ＝１,(df_s／c)sin(θ₀−ε)・Ｆ₁≦Ｆ₂≦(df_s／c)sin(θ₀＋ε)・Ｆ₁のとき ＝０，その他のとき

【００４０】ここで、εは小さな正数である。数６はＦ
₁≧０に対するもので、Ｆ１＜０に対しては数６の原点
に関して対称な特性である。１次元から２次元への周波
数変換は、ファンフィルタの指向特性が周波数に依存し
ないように決める。これは、ファンフィルタの２次元周
波数平面上での振幅等高線が阻止域を含めて数５に沿う
ようにすることと等価である。

【００４１】本実施形態においては、１次元の原形フィ
ルタに狭帯域低域通過ＦＩＲ型ディジタルフィルタを用
いるものとする。通過域の中心である１次元周波数Ｆ＝
０が２次元周波数平面上で、直線Ｆ₂＝Ｆ₁（ｄｆ_s／
ｃ）ｓｉｎθ₀に写像されるように、また、その他の１
次元周波数も数５のどこかの直線上に写像されるように
１次元周波数Ｆと２次元周波数Ｆ₁，Ｆ₂の写像関係を定
めると、次式のようになる。

【数７】Ｆ＝１／２｛ｃＦ₂／（ｄｆ_sＦ₁）−ｓｉｎ
θ₀｝

【００４２】図６にθ₀＝１０゜、Ｄ＝０．５｛ｃ／
（０．５ｆ_s）｝＝ｃ／ｆ_sとしたときの数７の写像関係
を示す。数７より、インパルス応答長が奇数の１次元の
零位相ＦＩＲ型ディジタルフィルタに対する変換は次式
のようになる。

【数８】ｃｏｓ２πＦ→ｃｏｓ［π｛ｃＦ₂／（ｄｆ_sＦ
₁）−ｓｉｎθ₀｝］ このような写像関係により、周波数変換法により指向特
性が周波数に依存しないようなファンフィルタを設計、
つまりそのようなフィルタ係数ｗ_n,kを決めることがで
きる。

【００４３】次いで、フィルタ係数ｗ_n,kの具体的な計
算方法について述べる。素子数Ｎとタップ数Ｋは奇数と
する。数４より、ＤＢＦ回路５の２次元ディジタルフィ
ルタとしての周波数応答Ｇ（Ｆ₁，Ｆ₂）は次式のように
なる。

【数９】

【００４４】ここでは、メインビーム方向がθ₀であり
ＤＢＦ回路５としてのファンフィルタ及び、図３のマル
チビーム形成器６内のＤＢＦ回路としてのＦＩＲ型ディ
ジタルフィルタのある組７−ｂ−１，…，７−ｂ−Ｎと
してのファンフィルタを設計するものとし、その係数ｗ
_n,kの計算法を説明する。

【００４５】（Ｓｔｅｐ１）インパルス応答長Ｍ（＜
Ｎ）の１次元の零位相狭帯域低域通過ディジタルフィル
タを設計する、ここで、Ｍは便宜上奇数とする。ｐ
（ｍ）をそのインパルス応答とするとき、周波数応答Ｐ
（Ｆ）は次式のようになる。

【数１０】 ここで、Ｔ_m（ｃｏｓ２πＦ）はｃｏｓ２πＦに関する
ｍ次のチェビシェフ多項式である。

【００４６】（Ｓｔｅｐ２）数１０に数８の周波数変換
を施して、次式の２次元周波数応答Ｑ（Ｆ₁，Ｆ₂）を得
る。

【数１１】 そして、適当な等間隔の２次元周波数サンプル点上で数
１１の周波数応答値を計算する。

【００４７】（Ｓｔｅｐ３）Ｑ（Ｆ₁，Ｆ₂）のインパル
ス応答ｑ（ｎ₁，ｎ₂）を求める。これはＳｔｅｐ２で計
算した周波数応答値を逆離散フーリエ変換すればよい。
Ｑ（Ｆ₁，Ｆ₂）は零位相で、Ｑ（Ｆ₁，Ｆ₂）＝Ｑ（−Ｆ
₁，−Ｆ₂）であることから、ｑ（ｎ₁，ｎ₂）は実数であ
る。

【００４８】（Ｓｔｅｐ４）Ｓｔｅｐ３で求めたインパ
ルス応答ｑ（ｎ₁，ｎ₂）をアンテナ素子の素子数Ｎとタ
ップ数Ｋに応じて、その応答のサイドローブを０にする
ことにより、打ち切って、次式のフィルタ係数ｗ_n,kを
得る。

【数１２】ｗ_n,k＝ｑ｛ｋ−（Ｋ−１）／２，−ｎ＋
（Ｎ−１）／２｝, ｎ＝０，１，…，Ｎ−１；ｋ＝０，１，…，Ｋ−１

【００４９】マルチビーム形成器６を構成する全てのｂ
＝１，２，…，Ｂに対するＦＩＲ型ディジタルフィルタ
の組７−ｂ−１，…，７−ｂ−Ｎのタップ数Ｋを等しく
すれば、上述した条件（ａ）を満足できる。

【００５０】次いで、ファンフィルタの実施例について
述べる。メインビーム方向θ₀＝１０゜のファンフィル
タを形成する。パラメータは、素子間隔

【数１３】ｄ＝０．５｛ｃ／（０．５ｆ_s）｝＝ｃ／ｆ_s 素子数Ｎ＝３１、タップ数Ｋ＝３１である。１次元原形
フィルタのインパルス応答長はＭ＝１１、インパルス応
答ｐ（ｍ）＝１／Ｍ（ｍ＝−５，…，５）とした。

【００５１】図７及び図８に得られたファンフィルタの
特性を示す。図８の指向特性から、｜Ｆ₁｜≧０．２に
対して、指向特性が周波数によらず近似的に一致してい
ることがわかる。従って、図１のＤＢＦ回路５及び図３
のマルチビーム形成器６を構成するＤＢＦ回路として
は、帯域が│Ｆ₁│≧０．２である広帯域帯域通過信号
に対して有効である。

【００５２】最後に、先行特許出願との相違点について
述べる。先行特許出願は、比帯域幅が約４０％以下の広
帯域信号に対応するのに対して、本発明はそれ以上の比
帯域幅（約５０〜１００％）の広帯域信号に対応する。
そのため、２次元周波数平面上での通過域形状が異な
る。本発明で近似すべき特性は図５に示す扇形形状であ
る。図５において、ダブルハッチング部分は通過域２
１，２２であり、白い部分は阻止域２３乃至２６（この
部分の特性は、指向特性が周波数依存性がないようにす
る。つまり、振幅等高線が放射状になるようにする。）
であり、斜線部分は任意の特性を有する領域２７，２８
である。

【００５３】＜第３の実施形態＞図４は、本発明に係る
第３の実施形態の適応ディジタルビーム形成装置の構成
を示すブロック図である。この実施形態は、上記で設計
したファンフィルタを図３のＤＢＦ回路としてのＦＩＲ
型ディジタルフィルタの組７−ｂ−１，…，７−ｂ−Ｎ
として用いて、図１及び図３の適応ディジタルビーム形
成装置をサイドローブキャンセラとして動作させること
を特徴とする。

【００５４】第３の実施形態の適応ディジタルビーム形
成装置は、第２の実施形態に比較して、図４に示すよう
に、（ａ）各アンテナ素子１−ｎに対して複数Ｎ個のＦ
ＩＲ型ディジタルフィルタが対応しかつ形成すべき複数
（Ｂ＋１）＝１１個のビームの各ビームに対して複数Ｎ
個のＦＩＲ型ディジタルフィルタが対応するように設け
られ、それぞれ各ディジタル信号ｘ_n（ｍ）を予め決め
られたフィルタ係数に従ってろ波して出力する複数｛Ｎ
×（Ｂ＋１）｝＝１１Ｎ個のＦＩＲ型ディジタルフィル
タと、それぞれ上記各ビームを形成するための複数Ｎ個
のＦＩＲ型ディジタルフィルタから出力される複数Ｎ個
の信号を加算して出力する複数Ｂ個の加算器１０−１乃
至１０−１１とを備え、Ａ／Ｄ変換器３−ｎから出力さ
れる各ディジタル信号ｘ_n（ｍ）に基づいて、複数（Ｂ
＋１）＝１１個の異なる方向にそれぞれビームを形成し
て、当該ビームに対応する複数（Ｂ＋１）＝１１個のビ
ーム受信信号を出力するマルチビーム形成器７ａと、
（ｂ）マルチビーム形成器７ａから出力される干渉波の
複数Ｂ＝１０個のビーム受信信号から複数Ｌ＝４個のビ
ーム受信信号を選択して出力する信号選択器８ａと、
（ｃ）信号選択器８ａから入力される上記複数Ｌ＝４個
のビーム受信信号と入力される複数Ｌ＝４個の荷重係数
ｗ₁乃至ｗ₄とをそれぞれ乗算して乗算結果の信号を出力
する複数Ｌ＝４個の乗算器２０−１乃至２０−４と、
（ｄ）信号選択器８ａから出力される複数Ｌ＝４個のビ
ーム受信信号に基づいて、少なくとも所望信号の周波数
を含む所定の周波数範囲において、上記アレーアンテナ
の主ビームを干渉信号の到来方向の受信信号のレベルを
最大にするような上記複数Ｌ＝４個の荷重係数ｗ₁乃至
ｗ₄を各乗算器２０−１乃至２０−４に対して演算し
て、当該複数Ｌ＝４個の荷重係数ｗ₁乃至ｗ₄をそれぞれ
対応する上記各乗算器２０−１乃至２０−４に出力する
係数制御器（図示せず。図３の係数制御器１１に対応す
る。）と、（ｅ）複数Ｌ＝４個の乗算器２０−１乃至２
０−４から出力される複数Ｌ＝４個の乗算結果の信号を
加算して干渉波の受信信号として出力する加算器２１
と、（ｆ）マルチビーム形成器７ａから出力される所望
波の方向にビームを形成している１個のビーム受信信号
から、加算器２１から出力される干渉波の受信信号を減
算して、干渉波を除去した所望波の受信信号を出力する
加算器２２とを備え、（ｇ）上記複数｛Ｎ×（Ｂ＋
１）｝個のＦＩＲ型ディジタルフィルタの複数のフィル
タ係数は、上述の係数計算方法により演算されたことを
特徴とする。

【００５５】上記で形成したファンフィルタを図３のＤ
ＢＦ回路としてのＦＩＲ型ディジタルフィルタの組７−
ｂ−１，…，７−ｂ−Ｎとして用いて、図１及び図３の
適応ディジタルビーム形成装置をサイドローブキャンセ
ラとして動作させる第３の実施形態の計算機シミュレー
ションを行う。ここで、各アンテナ素子の特性は理想的
なものとする。すなわち、周波数特性はフラットで指向
性は等方性である。素子配置は等間隔リニアアレーであ
る。表１に、シミュレーション条件を示す。干渉波は２
波で、所望信号入射方向は既知であるものとする。雑音
は白色ガウス性である。表２に改めて素子数、タップ数
を示す。併せて、マルチビームの数と主ビーム方向を示
す。

【００５６】

【表１】 シミュレーション条件 ─────────────────────────────────── 入射方向 雑音に対する電力 比帯域 中心周波数 ─────────────────────────────────── 所望波（Ｓ） １０゜ ２０ｄＢ ８０％ ０．３０ｆ_s 干渉波１（Ｉ₁） −５゜ ３７ｄＢ ８３％ ０．３２ｆ_s 干渉波２（Ｉ₂） ４０゜ ４０ｄＢ ８６％ ０．３１ｆ_s ───────────────────────────────────

【００５７】

【表２】 素子数、タップ数、ビーム数 ─────────────────────────────────── 素子数Ｎ ３１ ─────────────────────────────────── タップ数Ｋ ３１ ─────────────────────────────────── マルチビーム数Ｂ＋１ １１ ─────────────────────────────────── ビーム方向 ０゜，±１０゜，±２１゜，±３３゜，±４７゜，±６５゜ ───────────────────────────────────

【００５８】マルチビームは│Ｆ₁│≧０．２において
近似的に直交ビームを形成するように主ビーム方向とビ
ーム数Ｂ＋１を決めた。主ビーム方向が０゜以上のビー
ムに対して、Ｆ₁＝０．３におけるマルチビームパター
ンを図９に示す。あるビームの主ビーム方向が、近似的
に他のビームのヌル方向になっていることがわかる。

【００５９】図４において、所望波の入射方向と同じ方
向のビーム（１０゜方向のビーム）は常に選択し、その
出力につながる荷重係数値を１に固定する（例えば、従
来技術文献２参照。）。それゆえ、加算器１０−１１の
出力信号は信号選択器８ａに入力されてない。そして、
他の１０個のビームの中から出力電力の大きい順に４ビ
ーム選択し、それらの線形結合によって１０゜方向のビ
ームで受信した信号に含まれる干渉信号のレプリカを生
成する。ここでは、線形結合係数である荷重係数ｗ
_i（ｉ＝１，２，３，４）を離散的Ｗｉｅｎｅｒ−Ｈｏ
ｐｆ方程式を解くことによって求める。つまり、最小２
乗解を求める。図４の記号を使うと、Ｗｉｅｎｅｒ−Ｈ
ｏｐｆ方程式は以下のようになる。

【００６０】

【数１４】Ｒｗ＝ｒ

【数１５】

【数１６】 ｒ＝Ｅ｛［ｙ_j1（ｍ）…ｙ_j4（ｍ）］^Tｙ₀（ｍ）｝

【数１７】ｗ＝［ｗ₁，ｗ₂，ｗ₃，ｗ₄］^T

【００６１】ここで、｛ｊ₁，ｊ₂，ｊ₃，ｊ₄｝は選択さ
れたビームの番号の組で、この例ではそれぞれ４７゜，
３３゜，０゜，−１０゜のビームに対応する。ｍは信号
の時間変数である。実際には、期待値Ｅ［・］は時間平
均で代用している。図１０にサイドローブキャンセラと
しての指向特性と周波数特性（振幅特性）を示す。干渉
波方向に深いヌルが形成されていることがわかる。

【００６２】信号対干渉信号電力比（ＳＩＲ）の改善度
（インプルーブメントファクタ）は、干渉波１に対して
３３．９ｄＢ、干渉波２に対して４３．５ｄＢであっ
た。入力信号のＳＩＲが−２１．８ｄＢだったのが、出
力ではＳＩＲが１６．０ｄＢに改善されたということに
なる。

【００６３】以上説明したように、広帯域信号に対応す
るビームスペース形適応ディジタルビーム形成装置にお
けるマルチビーム形成器６及び７ａに適用するための２
次元ＦＩＲファンフィルタの係数計算法を発明した。特
性近似は１次元から２次元への周波数変換法と窓関数法
を組合せた。１次元から２次元への周波数変換は、ファ
ンフィルタの指向特性が近似的に周波数に依存しないよ
うに決めている。本方法で形成したファンフィルタを用
いてビームスペース形適応ディジタルビーム形成装置を
構成し、比帯域幅の非常に広い干渉信号を抑圧できるこ
とを示した。

【００６４】本実施形態の方法で得られるＤＢＦ回路５
は、適応ディジタルビーム形成装置のためのマルチビー
ム形成器６及び７ａを構成する広帯域ＤＢＦ回路に特に
適するだけではなく、単独の広帯域ＤＢＦ回路として考
えた場合、あらかじめ決めた方向の範囲内のサイドロー
ブレベルを他の領域のサイドローブレベルより下げるこ
とが可能となる。それには１次元原形フィルタの特性
を、対応する特定の周波数範囲の阻止域減衰量を大きく
する（サイドローブレベルを低くする）ような帯域通過
ディジタルフィルタに設定する。これについては第４の
実施形態において詳細後述する。なお、従来例（従来技
術文献４）の方法では、あらかじめ決めた方向の範囲内
のサイドローブレベルを他の領域のサイドローブレベル
より下げることができない。

【００６５】＜第４の実施形態＞第４の実施形態におい
ては、あらかじめ決めた方向の範囲内のサイドローブレ
ベルを他の領域のサイドローブレベルより下げるように
ＤＢＦ回路５の荷重係数を計算する方法について述べ
る。ビーム形成方向をθ₀とし、サイドローブレベルを
下げたい方向範囲をθ₁≦θ≦θ₂とする。ここではθ₀
＜θ₁又はθ₀＞θ₂とする。つまり、サイドローブレベ
ルを下げたい方向範囲はθ₀の右側か左側のどちらか一
方であるとする。もちろん、サイドローブレベルを下げ
たい方向範囲を複数設けることも可能であるが、これか
ら説明する方法を拡張することで容易に対処できるの
で、これについては特に説明はしない。

【００６６】設計すべき１次元ディジタルフィルタは、
一般に複素係数をもつ線形位相ＦＩＲ形帯域通過ディジ
タルフィルタとなる。その１次元複素係数帯域通過ディ
ジタルフィルタは、数１８で表される周波数Ｆ₀を中心
とする狭帯域の通過域を持ち、数１９で表される周波数
範囲Ｆ₀₁≦Ｆ≦Ｆ₀₂におけるサイドローブレベルが、他
の阻止域のサイドローブレベルより低くなるように設計
する。これは例えば、従来技術文献８「西原明法ほか，
“Ｒｅｍｅｚアルゴリズムによる複素ディジタルフィル
タの設計”，電子情報通信学会技術報告，ＣＡＳ８８−
２０，ｐｐ．３７−４２，１９８８年６月」に示されて
いる方法などで設計できる。

【００６７】

【数１８】Ｆ₀＝（１／２）ｓｉｎθ₀

【数１９】Ｆ_0i＝（１／２）ｓｉｎθ_i，ここで、ｉ＝
１，２

【００６８】周波数応答については零位相部分のみを考
える。インパルス応答長がＭｃ（奇数）の１次元零位相
ＦＩＲ形複素係数ディジタルフィルタの周波数応答Ｐｃ
（Ｆ）は数２０のようになる。インパルス応答ｐ
_c（ｍ）は、ｐ_c（ｍ）＝ｐ_c＊（−ｍ）の関係がある
（ここで、＊は複素共役である。）。

【００６９】

【数２０】

【００７０】ここで、Ｕ_m（ｃｏｓ（２πＦ））は第２
種のチェビシェフ関数で、以下の漸化式の関係がある。

【００７１】

【数２１】Ｕ₀(cos(２πＦ))＝０， Ｕ₁(cos(２πＦ))＝sin(２πＦ)， Ｕ_m(cos(２πＦ))＝２cos(２πＦ)Ｕ_m-1(cos(２πＦ))
−Ｕ_m-2(cos(２πＦ))

【００７２】数２０が第１乃至第３の実施形態の数１０
と大きく異なるのは、周波数応答にｓｉｎ（２πＦ）が
含まれていることである。従って、変数変換はｃｏｓだ
けではなく、ｓｉｎにも施す必要がある。これらに施す
変数変換は次式のようになる。

【００７３】

【数２２】 ｃｏｓ（２πＦ）→ｃｏｓ（πｃＦ₂／ｄｆ_sＦ₁）

【数２３】 ｓｉｎ（２πＦ）→ｓｉｎ（πｃＦ₂／ｄｆ_sＦ₁）

【００７４】こうして得られる２次元ディジタルフィル
タの周波数応答は次式のようになる。この周波数応答か
らインパルス応答を計算し、ＤＢＦ回路５の荷重係数を
求める方法は上述の（フィルタ係数の演算方法）のＳｔ
ｅｐ２〜４と同じである。

【００７５】

【数２４】

【００７６】このような特定方向のサイドローブレベル
を下げることが最適化手法を使用せずに可能になったの
は、数７の変数変換の発明によるものである。

【００７７】さらに、第４の実施形態の実施例について
述べる。図１２に、上述の荷重係数計算法を用いて広帯
域ビームをθ＝０゜方向に形成し、４０゜≦θ≦９０゜
におけるサイドローブレベルを他の領域のサイドローブ
レベルより約２０ｄＢ低くすることを目標とした場合の
指向特性を示す。ここで、素子間隔ｃ／ｆ_s、素子数２
７、タップ数２７、Ｍ_c＝９である。図１２から明らか
なように、Ｆ₁≧０．２の範囲では、４０°≦θ≦９０
°におけるサイドローブは、他より低くなっていること
がわかる。

【００７８】以上説明したように、本発明に係る実施形
態によれば、最適化手法を用いることなく、広帯域ＤＢ
Ｆ回路としてのＦＩＲ型ディジタルフィルタの係数を計
算することができる。しかも、その指向特性は周波数に
よらず近似的に一致しているため、広帯域マルチビーム
を形成して、その後に、ビームを選択して適応的な広帯
域ビームや広帯域ヌルを形成する場合における、マルチ
ビーム形成器６及び７ａにおけるＦＩＲ型ディジタルフ
ィルタの係数演算装置に適用することができる。また、
広帯域シングルビームのＤＢＦ回路において、事前に与
えられた所定の方向範囲に対するサイドローブレベルを
制御して、他の領域のサイドローブレベルに比較して低
くすることができる。

【００７９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る請求項
１記載のディジタルビーム形成装置のためのＦＩＲ型デ
ィジタルフィルタのフィルタ係数演算装置においては、
複数Ｎ個のセンサ素子が１直線上に所定の素子間隔で並
置されたリニアアレーセンサを用いて、上記複数のセン
サ素子に対応してそれぞれ設けられ、かつ複数Ｋ個のタ
ップ数を有し、所望の入射角の方向でビームを形成する
ディジタルビーム形成装置のための複数のＦＩＲ型ディ
ジタルフィルタのフィルタ係数演算装置であって、上記
Ｎよりも小さいインパルス応答長Ｍを有する正規化時間
周波数の１次元狭帯域低域通過デジタルフィルタのイン
パルス応答に基づいて、上記インパルス応答に対応する
１次元の周波数応答を演算し、上記１次元の周波数応答
に対して、所望波の入射角に基づいた所定の１次元から
２次元への周波数変換を行うことにより、正規化時間周
波数と正規化空間周波数との２次元の周波数応答を演算
し、上記２次元の周波数応答に対して逆フーリエ変換す
ることにより、上記２次元の周波数応答のインパルス応
答を演算し、上記センサ素子の素子数Ｎと上記タップ数
Ｋに基づいて、上記インパルス応答のサイドローブを０
に打ち切ることにより、演算されたインパルス応答に基
づいて上記所望通過領域で所定の振幅応答値を有する上
記複数のＦＩＲ型ディジタルフィルタのフィルタ係数を
演算する係数演算手段を備え、上記周波数変換は、ディ
ジタルビーム形成装置の指向特性が周波数に依存しない
ように実行される。従って、最適化手法を用いることな
く、広帯域ＤＢＦ回路としてのＦＩＲ型ディジタルフィ
ルタの係数を計算することができる。しかも、その指向
特性は周波数によらず近似的に一致しているため、広帯
域マルチビームを形成して、その後に、ビームを選択し
て適応的な広帯域ビームや広帯域ヌルを形成する場合に
おける、マルチビーム形成器６及び７ａにおけるＦＩＲ
型ディジタルフィルタの係数演算装置に適用することが
できる。また、広帯域シングルビームのＤＢＦ回路にお
いて、事前に与えられた所定の方向範囲に対するサイド
ローブレベルを制御して、他の領域のサイドローブレベ
ルに比較して低くすることができる。

【００８０】また、本発明に係る請求項２記載のディジ
タルビーム形成装置のためのＦＩＲ型ディジタルフィル
タにおいては、請求項１記載のＦＩＲ型ディジタルフィ
ルタのフィルタ係数演算装置によって演算された上記複
数のＦＩＲ型ディジタルフィルタのフィルタ係数が設定
されている。従って、最適化手法を用いることなく、広
帯域ＤＢＦ回路としてのＦＩＲ型ディジタルフィルタの
係数を計算することができる。しかも、その指向特性は
周波数によらず近似的に一致しているため、広帯域マル
チビームを形成して、その後に、ビームを選択して適応
的な広帯域ビームや広帯域ヌルを形成する場合におけ
る、マルチビーム形成器６及び７ａにおけるＦＩＲ型デ
ィジタルフィルタに適用することができる。また、広帯
域シングルビームのＤＢＦ回路において、事前に与えら
れた所定の方向範囲に対するサイドローブレベルを制御
して、他の領域のサイドローブレベルに比較して低くす
ることができる。

【００８１】本発明に係る請求項３記載のディジタルビ
ーム形成装置においては、複数のセンサ素子からなるア
レーセンサと、上記各センサ素子によって受信された各
受信信号をそれぞれＡ／Ｄ変換して、上記各受信信号に
対応する各ディジタル信号を出力する変換手段と、それ
ぞれ所定の複数のフィルタ係数に基づいて、上記変換手
段から出力される上記複数のディジタル信号をろ波して
出力する複数のＦＩＲ型ディジタルフィルタと、上記複
数のＦＩＲ型ディジタルフィルタから出力される複数の
ろ波後のディジタル信号を加算して加算後の信号を出力
信号として出力する加算器とを含むディジタルビーム形
成回路とを備え、上記複数のＦＩＲ型ディジタルフィル
タの複数のフィルタ係数は、請求項１記載のフィルタ係
数演算装置によって演算される。従って、最適化手法を
用いることなく、広帯域ＤＢＦ回路としてのＦＩＲ型デ
ィジタルフィルタの係数を計算することができる。しか
も、その指向特性は周波数によらず近似的に一致してい
るため、広帯域マルチビームを形成して、その後に、ビ
ームを選択して適応的な広帯域ビームや広帯域ヌルを形
成する場合における、マルチビーム形成器６及び７ａの
ＦＩＲ型ディジタルフィルタに適用することができる。
また、広帯域シングルビームのＤＢＦ回路において、事
前に与えられた所定の方向範囲に対するサイドローブレ
ベルを制御して、他の領域のサイドローブレベルに比較
して低くすることができる。

【００８２】また、本発明に係る請求項４記載の適応デ
ィジタルビーム形成装置においては、複数Ｎ個のセンサ
素子からなるアレーセンサと、上記各センサ素子によっ
て受信された各受信信号をそれぞれＡ／Ｄ変換して、上
記各受信信号に対応する各ディジタル信号を出力する変
換手段と、上記各センサ素子に対して複数Ｎ個のＦＩＲ
型ディジタルフィルタが対応しかつ形成すべき複数Ｂ個
のビームの各ビームに対して複数Ｎ個のＦＩＲ型ディジ
タルフィルタが対応するように設けられ、それぞれ上記
各ディジタル信号を予め決められたフィルタ係数に従っ
てろ波して出力する複数（Ｎ×Ｂ）個のＦＩＲ型ディジ
タルフィルタと、それぞれ上記各ビームを形成するため
の複数Ｎ個のＦＩＲ型ディジタルフィルタから出力され
る複数Ｎ個の信号を加算して出力する複数Ｂ個の加算器
とを備え、上記変換手段から出力される各ディジタル信
号に基づいて、複数Ｂ個の異なる方向にそれぞれビーム
を形成して、当該ビームに対応する複数Ｂ個のビーム受
信信号を出力するビーム形成手段と、上記ビーム形成手
段から出力される複数Ｂ個のビーム受信信号から複数Ｌ
個のビーム受信信号を選択して出力する信号選択手段
と、上記信号選択手段から入力される上記複数Ｌ個のビ
ーム受信信号と入力される複数Ｌ個の荷重係数とをそれ
ぞれ乗算して乗算結果の信号を出力する複数Ｌ個の乗算
器と、上記信号選択手段から出力される複数Ｌ個のビー
ム受信信号に基づいて、少なくとも所望信号の周波数を
含む所定の周波数範囲において、上記アレーセンサの主
ビームを所望信号の到来方向に向けかつ干渉信号の到来
方向の受信信号のレベルを零にするような上記複数Ｌ個
の荷重係数を上記各乗算器に対して演算して、当該複数
Ｌ個の荷重係数をそれぞれ対応する上記各乗算器に出力
する係数制御手段と、上記複数Ｌ個の乗算器から出力さ
れる複数Ｌ個の乗算結果の信号を加算して受信信号とし
て出力する加算手段とを備え、上記複数（Ｎ×Ｂ）個の
ＦＩＲ型ディジタルフィルタの複数のフィルタ係数は、
請求項１記載のフィルタ係数演算装置によって演算され
る。従って、最適化手法を用いることなく容易にマルチ
ビーム形成器におけるＦＩＲ型ディジタルフィルタのフ
ィルタ係数を計算することができる。また、マルチビー
ム形成器が信号帯域において指向特性が周波数に依存し
ない複数の広帯域ビームを形成しているため、適応的に
制御すべき荷重の数もエレメントスペース構成に比べて
少なくてすむ。

【００８３】さらに、本発明に係る請求項５記載の適応
ディジタルビーム形成装置においては、複数Ｎ個のセン
サ素子からなるアレーセンサと、上記各センサ素子によ
って受信された各受信信号をそれぞれＡ／Ｄ変換して、
上記各受信信号に対応する各ディジタル信号を出力する
変換手段と、上記各センサ素子に対して複数Ｎ個のＦＩ
Ｒ型ディジタルフィルタが対応しかつ形成すべき所望波
と干渉波を含む複数（Ｂ＋１）個のビームの各ビームに
対して複数Ｎ個のＦＩＲ型ディジタルフィルタが対応す
るように設けられ、それぞれ上記各ディジタル信号を予
め決められたフィルタ係数に従ってろ波して出力する複
数｛Ｎ×（Ｂ＋１）｝個のＦＩＲ型ディジタルフィルタ
と、それぞれ上記各ビームを形成するための複数Ｎ個の
ＦＩＲ型ディジタルフィルタから出力される複数Ｎ個の
信号を加算して出力する複数（Ｂ＋１）個の加算器とを
備え、上記変換手段から出力される各ディジタル信号に
基づいて、複数（Ｂ＋１）個の異なる方向にそれぞれビ
ームを形成して、当該ビームに対応する複数（Ｂ＋１）
個のビーム受信信号を出力するビーム形成手段と、上記
ビーム形成手段から出力される干渉波の複数Ｂ個のビー
ム受信信号から複数Ｌ個のビーム受信信号を選択して出
力する信号選択手段と、上記信号選択手段から入力され
る上記複数Ｌ個のビーム受信信号と入力される複数Ｌ個
の荷重係数とをそれぞれ乗算して乗算結果の信号を出力
する複数Ｌ個の乗算器と、上記信号選択手段から出力さ
れる複数Ｌ個のビーム受信信号に基づいて、少なくとも
所望信号の周波数を含む所定の周波数範囲において、上
記アレーセンサの主ビームを干渉信号の到来方向の受信
信号のレベルを最大にするような上記複数Ｌ個の荷重係
数を上記各乗算器に対して演算して、当該複数Ｌ個の荷
重係数をそれぞれ対応する上記各乗算器に出力する係数
制御手段と、上記複数Ｌ個の乗算器から出力される複数
Ｌ個の乗算結果の信号を加算して干渉波の受信信号とし
て出力する第１の加算手段と、上記ビーム形成手段から
出力される所望波の１個のビーム受信信号から、上記第
１の加算手段から出力される干渉波の受信信号を減算し
て、干渉波を除去した所望波の受信信号を出力する第２
の加算手段とを備え、上記複数｛Ｎ×（Ｂ＋１）｝個の
ＦＩＲ型ディジタルフィルタの複数のフィルタ係数は、
請求項１記載のフィルタ係数演算装置によって演算され
る。従って、最適化手法を用いることなく容易にマルチ
ビーム形成器におけるＦＩＲ型ディジタルフィルタのフ
ィルタ係数を計算することができる。また、マルチビー
ム形成器が、信号帯域において指向特性が周波数に依存
しない複数の広帯域ビームを形成しているため、適応的
に制御すべき荷重の数もエレメントスペース構成に比べ
て少なくてすむ。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る第１の実施形態のディジタルビ
ーム形成装置の構成を示すブロック図である。

【図２】 図１のディジタルビーム形成装置のＦＩＲ型
ディジタルフィルタの構成を示すブロック図である。

【図３】 本発明に係る第２の実施形態のディジタルビ
ーム形成装置の構成を示すブロック図である。

【図４】 本発明に係る第３の実施形態のディジタルビ
ーム形成装置の構成を示すブロック図である。

【図５】 本発明と先行特許出願との相違点を説明する
ための、正規化時間周波数Ｆ₁と正規化空間周波数Ｆ₂の
平面上の領域を示す図である。

【図６】 第１の実施形態における入射角と２次元周波
数との対応関係を示す図である。

【図７】 第１の実施形態の実施例のファンフィルタの
振幅特性を示す３次元図である。

【図８】 第１の実施形態の実施例のファンフィルタの
指向特性を示す図である。

【図９】 第３の実施形態の実施例のマルチビーム形成
器７ａの指向特性パターンを示す図である。

【図１０】 第３の実施形態の適応ディジタルビーム形
成装置の指向特性を示す図である。

【図１１】 第３の実施形態の適応ディジタルビーム形
成装置の振幅周波数特性を示す図である。

【図１２】 第４の実施形態のディジタルビーム形成装
置の指向特性を示す図である。

【符号の説明】 １−１乃至１−Ｎ…アンテナ素子、 ２−１乃至２−Ｎ…受信機、 ３−１乃至３−Ｎ…Ａ／Ｄ変換器、 ５…ＤＢＦ回路、 ６，７ａ…マルチビーム形成器、 ７−１−１乃至７−Ｂ−Ｎ又は７−１１−Ｎ…ＦＩＲ型
ディジタルフィルタ、 ８，８ａ…信号選択器、 １０,１０−１乃至１０−Ｂ又は１０−１１，２１，２
２，９３−１乃至９３−（Ｋ−１）…加算器、 １１…係数制御器、 １２−１乃至１２−Ｍ，２０−１乃至２０−４，９２−
１乃至９２−Ｋ…乗算器、 １３…ＦＩＲ型ディジタルフィルタ係数演算器、 ９１−１乃至９１−（Ｋ−１）…遅延器、 １００…アレーアンテナ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数Ｎ個のセンサ素子が１直線上に所定
   の素子間隔で並置されたリニアアレーセンサを用いて、
   上記複数のセンサ素子に対応してそれぞれ設けられ、か
   つ複数Ｋ個のタップ数を有し、所望の入射角の方向でビ
   ームを形成するディジタルビーム形成装置のための複数
   のＦＩＲ型ディジタルフィルタのフィルタ係数演算装置
   であって、 上記Ｎよりも小さいインパルス応答長Ｍを有する正規化
   時間周波数の１次元狭帯域低域通過デジタルフィルタの
   インパルス応答に基づいて、上記インパルス応答に対応
   する１次元の周波数応答を演算し、上記１次元の周波数
   応答に対して、所望波の入射角に基づいた所定の１次元
   から２次元への周波数変換を行うことにより、正規化時
   間周波数と正規化空間周波数との２次元の周波数応答を
   演算し、上記２次元の周波数応答に対して逆フーリエ変
   換することにより、上記２次元の周波数応答のインパル
   ス応答を演算し、上記センサ素子の素子数Ｎと上記タッ
   プ数Ｋに基づいて、上記インパルス応答のサイドローブ
   を０に打ち切ることにより、演算されたインパルス応答
   に基づいて上記所望通過領域で所定の振幅応答値を有す
   る上記複数のＦＩＲ型ディジタルフィルタのフィルタ係
   数を演算する係数演算手段を備え、 上記周波数変換は、ディジタルビーム形成装置の指向特
   性が周波数に依存しないように実行されたことを特徴と
   するディジタルビーム形成装置のためのＦＩＲ型ディジ
   タルフィルタのフィルタ係数演算装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のＦＩＲ型ディジタルフィ
   ルタのフィルタ係数演算装置によって演算された上記複
   数のＦＩＲ型ディジタルフィルタのフィルタ係数が設定
   されたことを特徴とするディジタルビーム形成装置のた
   めのＦＩＲ型ディジタルフィルタ。
3. 【請求項３】 複数のセンサ素子からなるアレーセンサ
   と、 上記各センサ素子によって受信された各受信信号をそれ
   ぞれＡ／Ｄ変換して、上記各受信信号に対応する各ディ
   ジタル信号を出力する変換手段と、 それぞれ所定の複数のフィルタ係数に基づいて、上記変
   換手段から出力される上記複数のディジタル信号をろ波
   して出力する複数のＦＩＲ型ディジタルフィルタと、上
   記複数のＦＩＲ型ディジタルフィルタから出力される複
   数のろ波後のディジタル信号を加算して加算後の信号を
   出力信号として出力する加算器とを含むディジタルビー
   ム形成回路とを備え、 上記複数のＦＩＲ型ディジタルフィルタの複数のフィル
   タ係数は、請求項１記載のフィルタ係数演算装置によっ
   て演算されたことを特徴とするディジタルビーム形成装
   置。
4. 【請求項４】 複数Ｎ個のセンサ素子からなるアレーセ
   ンサと、 上記各センサ素子によって受信された各受信信号をそれ
   ぞれＡ／Ｄ変換して、上記各受信信号に対応する各ディ
   ジタル信号を出力する変換手段と、 上記各センサ素子に対して複数Ｎ個のＦＩＲ型ディジタ
   ルフィルタが対応しかつ形成すべき複数Ｂ個のビームの
   各ビームに対して複数Ｎ個のＦＩＲ型ディジタルフィル
   タが対応するように設けられ、それぞれ上記各ディジタ
   ル信号を予め決められたフィルタ係数に従ってろ波して
   出力する複数（Ｎ×Ｂ）個のＦＩＲ型ディジタルフィル
   タと、それぞれ上記各ビームを形成するための複数Ｎ個
   のＦＩＲ型ディジタルフィルタから出力される複数Ｎ個
   の信号を加算して出力する複数Ｂ個の加算器とを備え、
   上記変換手段から出力される各ディジタル信号に基づい
   て、複数Ｂ個の異なる方向にそれぞれビームを形成し
   て、当該ビームに対応する複数Ｂ個のビーム受信信号を
   出力するビーム形成手段と、 上記ビーム形成手段から出力される複数Ｂ個のビーム受
   信信号から複数Ｌ個のビーム受信信号を選択して出力す
   る信号選択手段と、 上記信号選択手段から入力される上記複数Ｌ個のビーム
   受信信号と入力される複数Ｌ個の荷重係数とをそれぞれ
   乗算して乗算結果の信号を出力する複数Ｌ個の乗算器
   と、 上記信号選択手段から出力される複数Ｌ個のビーム受信
   信号に基づいて、少なくとも所望信号の周波数を含む所
   定の周波数範囲において、上記アレーセンサの主ビーム
   を所望信号の到来方向に向けかつ干渉信号の到来方向の
   受信信号のレベルを零にするような上記複数Ｌ個の荷重
   係数を上記各乗算器に対して演算して、当該複数Ｌ個の
   荷重係数をそれぞれ対応する上記各乗算器に出力する係
   数制御手段と、 上記複数Ｌ個の乗算器から出力される複数Ｌ個の乗算結
   果の信号を加算して受信信号として出力する加算手段と
   を備え、 上記複数（Ｎ×Ｂ）個のＦＩＲ型ディジタルフィルタの
   複数のフィルタ係数は、請求項１記載のフィルタ係数演
   算装置によって演算されたことを特徴とする適応ディジ
   タルビーム形成装置。
5. 【請求項５】 複数Ｎ個のセンサ素子からなるアレーセ
   ンサと、 上記各センサ素子によって受信された各受信信号をそれ
   ぞれＡ／Ｄ変換して、上記各受信信号に対応する各ディ
   ジタル信号を出力する変換手段と、 上記各センサ素子に対して複数Ｎ個のＦＩＲ型ディジタ
   ルフィルタが対応しかつ形成すべき所望波と干渉波を含
   む複数（Ｂ＋１）個のビームの各ビームに対して複数Ｎ
   個のＦＩＲ型ディジタルフィルタが対応するように設け
   られ、それぞれ上記各ディジタル信号を予め決められた
   フィルタ係数に従ってろ波して出力する複数｛Ｎ×（Ｂ
   ＋１）｝個のＦＩＲ型ディジタルフィルタと、それぞれ
   上記各ビームを形成するための複数Ｎ個のＦＩＲ型ディ
   ジタルフィルタから出力される複数Ｎ個の信号を加算し
   て出力する複数（Ｂ＋１）個の加算器とを備え、上記変
   換手段から出力される各ディジタル信号に基づいて、複
   数（Ｂ＋１）個の異なる方向にそれぞれビームを形成し
   て、当該ビームに対応する複数（Ｂ＋１）個のビーム受
   信信号を出力するビーム形成手段と、 上記ビーム形成手段から出力される干渉波の複数Ｂ個の
   ビーム受信信号から複数Ｌ個のビーム受信信号を選択し
   て出力する信号選択手段と、 上記信号選択手段から入力される上記複数Ｌ個のビーム
   受信信号と入力される複数Ｌ個の荷重係数とをそれぞれ
   乗算して乗算結果の信号を出力する複数Ｌ個の乗算器
   と、 上記信号選択手段から出力される複数Ｌ個のビーム受信
   信号に基づいて、少なくとも所望信号の周波数を含む所
   定の周波数範囲において、上記アレーセンサの主ビーム
   を干渉信号の到来方向の受信信号のレベルを最大にする
   ような上記複数Ｌ個の荷重係数を上記各乗算器に対して
   演算して、当該複数Ｌ個の荷重係数をそれぞれ対応する
   上記各乗算器に出力する係数制御手段と、 上記複数Ｌ個の乗算器から出力される複数Ｌ個の乗算結
   果の信号を加算して干渉波の受信信号として出力する第
   １の加算手段と、 上記ビーム形成手段から出力される所望波の１個のビー
   ム受信信号から、上記第１の加算手段から出力される干
   渉波の受信信号を減算して、干渉波を除去した所望波の
   受信信号を出力する第２の加算手段とを備え、 上記複数｛Ｎ×（Ｂ＋１）｝個のＦＩＲ型ディジタルフ
   ィルタの複数のフィルタ係数は、請求項１記載のフィル
   タ係数演算装置によって演算されたことを特徴とする適
   応ディジタルビーム形成装置。