JPH11166965A - Angle measurement signal processing device and angle measurement signal processing method in it - Google Patents

Angle measurement signal processing device and angle measurement signal processing method in it

Info

Publication number
JPH11166965A
JPH11166965A JP33337597A JP33337597A JPH11166965A JP H11166965 A JPH11166965 A JP H11166965A JP 33337597 A JP33337597 A JP 33337597A JP 33337597 A JP33337597 A JP 33337597A JP H11166965 A JPH11166965 A JP H11166965A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
array
angle
matrix
angle measurement
virtual
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP33337597A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3428884B2 (en
Inventor
Atsushi Okamura
敦 岡村
Tetsuo Kirimoto
哲郎 桐本
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP33337597A priority Critical patent/JP3428884B2/en
Publication of JPH11166965A publication Critical patent/JPH11166965A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3428884B2 publication Critical patent/JP3428884B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an angle measurement signal processing device for obtaining a more accurate incidence angle estimation result and an angle measurement signal processing method in the device when a plurality of coherent waves enter an actual array antenna that is not an equal interval linear array. SOLUTION: A correlation matrix Bc RBcH is calculated by an array conversion matrix B and a correlation matrix R, the correlation matrix Bc RBcH is subjected to space smoothing processing and a correlation matrix Rc is calculated by a second space smoothing matrix calculation means 17, the correlation matrix Rc is subjected to MUSIC angle measurement processing and the incidence angle of waves is estimated by a second MUSIC angle measurement processing means 18, and the incidence angle of waves is displayed by an angle measurement result outputting means 19.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、等間隔リニアア
レーではない実アレーアンテナに複数の互いにコヒーレ
ントな電波や音波が入射する場合、より正確な入射角推
定結果を得ることができる測角信号処理装置およびこの
測角信号処理装置における測角処理信号方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an angle-measuring signal processing apparatus capable of obtaining a more accurate result of estimation of an incident angle when a plurality of mutually coherent radio waves and sound waves are incident on a real array antenna which is not an evenly spaced linear array. And an angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】図12は、例えばFriedlande
r,Weiss,`Direction Findin
g Using Spatial Smoothing
with Interpolated Array
s,IEEE Trans.AES−28,2,pp5
74−587(1992)に開示されているアレーアン
テナを用いた測角信号処理装置を示した構成図であり、
図において、1はアレーアンテナを構成する素子アンテ
ナ、2は各素子アンテナ1からの受信信号をディジタル
信号xに変換するA/D変換器、3はA/D変換器2を
介して複数のディジタル受信信号xを入力する測角信号
処理装置である。
2. Description of the Related Art FIG.
r, Weiss, @Direction Findin
g Using Spatial Smoothing
with Interpolated Array
s, IEEE Trans. AES-28,2, pp5
74 is a configuration diagram showing an angle measurement signal processing device using an array antenna disclosed in (1992),
In the drawing, 1 is an element antenna constituting an array antenna, 2 is an A / D converter for converting a received signal from each element antenna 1 into a digital signal x, and 3 is a plurality of digital antennas via an A / D converter 2. This is an angle measurement signal processing device that receives a received signal x.

【0003】測角信号処理装置3の処理方法は、MUS
ICアルゴリズムであり、受信信号相関行列Rを固有分
解して得られる固有ベクトルを用いて、複数の電波の入
射角(混信分離測角)をそれぞれ独立に推定する手法で
ある。ここで相関行列Rは、Mを素子アンテナの個数と
すると、M×Mのエルミート行列で、その第(n,m)
要素が第n受信信号xn と第m受信信号xm との相関値
で与えられるものである。複数の入射電波が互いに完全
相関(コヒーレント)である場合には、そのままのMU
SICアルゴリズムでは原理上、混信分離測角はできな
い。そこでコヒーレント波が入射する場合には、空間ス
ムージングと呼ばれる前処理を実施することで、混信分
離測角を実現できる。
[0003] The processing method of the angle measurement signal processing device 3 is MUS
This is an IC algorithm that independently estimates the incident angles (interference separation measurement angles) of a plurality of radio waves using eigenvectors obtained by eigendecomposition of the received signal correlation matrix R. Here, the correlation matrix R is an M × M Hermitian matrix, where M is the number of element antennas, and its (n, m)
Elements are those given by the correlation value between the first n received signal x n and the m reception signals x m. When a plurality of incident radio waves are completely correlated (coherent) with each other, the
In principle, the SIC algorithm cannot perform interference separation angle measurement. Therefore, when a coherent wave is incident, interference separation angle measurement can be realized by performing a pre-process called spatial smoothing.

【0004】この空間スムージング処理は、アレーアン
テナを互いに相似な複数のサブアレーに分割し、それぞ
れのサブアレーで得られた受信信号相関行列RS を平均
処理することである。すなわち、以下に示す式(1)で
得られるRをMUSIC処理する。
[0004] The spatial smoothing process is to divide an array antenna into a plurality of sub-arrays similar to each other and average the received signal correlation matrices R S obtained in each sub-array. That is, MUSIC processing is performed on R obtained by the following equation (1).

【0005】 R=ΣiS i ・・・(1)R = Σ i R S i (1)

【0006】ここでiはサブアレーの番号を示す整数で
あり、RS iは第i番目のサブアレーの受信信号相関行列
である。上記空間スムージング処理が有効であるために
は、サブアレーの素子アンテナ配列と指向性パターンが
互いに相似であることが必要である。このような条件を
満足し、素子アンテナ1の利用効率が最大になる全体の
アレーアンテナ配列は等間隔リニアアレーである。
Here, i is an integer indicating the number of the sub-array, and R S i is a received signal correlation matrix of the i-th sub-array. In order for the spatial smoothing process to be effective, the element array of the sub-array and the directivity pattern must be similar to each other. The entire array antenna array that satisfies such conditions and maximizes the use efficiency of the element antenna 1 is a linear array at equal intervals.

【0007】ところが、実際のアレーアンテナの配列は
等間隔リニアアレーではない(アンテナ全体の寸法や全
方位均一に観測することなどが理由で円形アレーがよく
用いられる)ことがある。このような場合は、実アレー
アンテナの受信信号Xを仮想の等間隔リニアアレーアン
テナで受信した場合の信号x ̄(以下、この記号 ̄は仮
想アレーアンテナに関係する値を示す)に変換し、この
受信信号x ̄に対し空間スムージング型MUSIC測角
処理を行う。すなわち、xをM×1の受信信号ベクト
ル、BをM×Mの変換行列として、
However, the actual array antenna arrangement is not a linear array at regular intervals (a circular array is often used because the size of the entire antenna and observation in all directions are uniform). In such a case, the received signal X of the real array antenna is converted to a signal x ̄ (hereinafter, this symbol  ̄ indicates a value related to the virtual array antenna) when received by a virtual equally spaced linear array antenna, A spatial smoothing type MUSIC angle measurement process is performed on the received signal x ̄. That is, x is an M × 1 received signal vector, and B is an M × M transformation matrix.

【0008】 x ̄=Bx ・・・(2)X ̄ = Bx (2)

【0009】と考えて、次式のように求める相関行列B
RBH を空間スムージング処理した行列R’をMUSI
C測角処理する。
And a correlation matrix B obtained by the following equation:
A matrix R ′ obtained by spatial smoothing RB H
C Angle measurement processing is performed.

【0010】 R’=Σi [BRBHS i ・・・(3)R ′ = Σ i [BRB H ] S i (3)

【0011】ここで[BRBHS iはBRBH の部分行
列で第iサブアレーの受信信号相関行列である。また、
相関行列BRBH は受信信号x ̄の相関行列に相当す
る。
Here, [BRB H ] S i is a sub-matrix of BRB H and is a received signal correlation matrix of the i-th sub-array. Also,
Correlation matrix BRB H corresponds to the correlation matrix of received signal x ̄.

【0012】次に、実アレーアンテナから仮想リニアア
レーアンテナヘの変換の概念を説明する。図13は実ア
レーアンテナから仮想リニアアレーアンテナへの変換の
概念を示す概念図である。実アレーアンテナから仮想リ
ニアアレーアンテナヘの変換行列Bは、基本的には次式
で定義される。
Next, the concept of conversion from a real array antenna to a virtual linear array antenna will be described. FIG. 13 is a conceptual diagram showing the concept of conversion from a real array antenna to a virtual linear array antenna. The conversion matrix B from the real array antenna to the virtual linear array antenna is basically defined by the following equation.

【0013】 a ̄(θ)=Ba(θ) ・・・(4) a ̄(θ):仮想アレーアンテナのステアリングベクト
ル θ :入射角度
A ̄ (θ) = Ba (θ) (4) a ̄ (θ): Steering vector of virtual array antenna θ: Incident angle

【0014】実アレーアンテナのステアリングベクトル
a(θ)はM×1のベクトルで、その第m要素は第m素
子アンテナの入射角度θから到来する電波のある基準値
に対する振幅/位相変化である。Bは理想的には電波が
入射しうる角度範囲全てに対し式(4)を満足する変換
行列であるが、実際には次のように求める。
The steering vector a (θ) of the real array antenna is an M × 1 vector, and the m-th element is an amplitude / phase change of a radio wave arriving from the incident angle θ of the m-th element antenna with respect to a certain reference value. B is ideally a transformation matrix that satisfies the expression (4) over the entire range of angles in which radio waves can enter, but is actually obtained as follows.

【0015】電波が入射しうる角度範囲中の互いに異な
ったP個の角度θ(1) ,θ(2) ,・・・、θ(P) (以降
これを角度セクタと呼ぶ)に対応する実アレーのステア
リングベクトルaで定義される行列A、仮想等間隔リニ
アアレーのステアリングベクトルa ̄で定義される行列
をA ̄を考える。A,A ̄はそれぞれ次式で定義される
(M×P)行列である。
.., Θ (P) (hereinafter referred to as an angle sector) corresponding to P different angles θ (1) , θ (2) ,. Consider a matrix A defined by an array steering vector a and a matrix defined by a virtual equally spaced linear array steering vector a ベ ク ト ル. A and A ̄ are (M × P) matrices defined by the following equations, respectively.

【0016】 A ≡[a(θ(1) )・・・a(θ(P) )] ・・・(5) A ̄≡[a ̄(θ(1) )・・・a ̄(θ(P) )] ・・・(6) ≡:定義することを意味する[0016] A ≡ [a (θ (1 )) ··· a (θ (P))] ··· (5) A¯≡ [a¯ (θ (1)) ··· a¯ (θ ( P) )] ... (6) ≡: Means to define

【0017】なお、式(5)、式(6)における角度セ
クタθ(1) 、θ(2) 、・・・、θ(P ) は電波が入射しう
る角度範囲全体を網羅するように与えられる。すなわ
ち、電波が入射しうる角度範囲が0度〜360度なら
ば、例えばθ(1) =1度、θ(2)=2度、・・・θ(P)
=360度と与える。
The angular sectors θ (1) , θ (2) ,..., Θ (P ) in the equations (5) and (6) are given so as to cover the entire angle range in which radio waves can be incident. Can be That is, if the angle range radio waves can incident 0 to 360 degrees, for example, θ (1) = 1 °, θ (2) = 2 °, ··· θ (P)
= 360 degrees.

【0018】このとき、アレー変換行列Bは理想的には
次式を満足すべきものであるが、このような解は一般に
存在しない。
At this time, the array transformation matrix B ideally satisfies the following equation, but such a solution generally does not exist.

【0019】 A ̄=BA ・・・(7)A ̄ = BA (7)

【0020】そこで、式(7)を次式の最小二乗問題と
捉えてアレー変換行列Bを決定する。
Therefore, the array transformation matrix B is determined by considering equation (7) as a least squares problem of the following equation.

【0021】 評価関数Ψ=‖BA−A ̄‖F 2 ・・・(8) 評価関数Ψ=Σp=1 P‖a ̄(θ(p))−Ba(θ(p))‖2 ・・・(9)Evaluation function Ψ = {BA−A} F 2 (8) Evaluation function Ψ = {p = 1 P {a} (θ (p)) − Ba (θ (p))} 2.・ (9)

【0022】アレー変換行列Bは式(8)右辺の行列ノ
ルムを最小にする行列として決定される。なお、式
(8)の評価関数Ψは式(9)の評価関数Ψと等価であ
る。
The array transformation matrix B is determined as a matrix that minimizes the matrix norm on the right side of equation (8). Note that the evaluation function の in Expression (8) is equivalent to the evaluation function Ψ in Expression (9).

【0023】次に動作について説明する。図14は従来
の測角信号処理装置の測角信号処理方法を示すフローチ
ャートである。まず、測角信号処理装置3は仮想等間隔
リニアアレーのステアリングベクトルa ̄(仮想アレー
アンテナ配列)を設定し(ステップST1)、式
(5)、式(6)、式(7)によりアレー変換行列Bを
算出する(ステップST2)。次に、測角信号処理装置
3は各実アレーの素子アンテナ1を介して受信信号
1 ,x2,・・・xM を受信し、それらの相関行列R
を算出する(ステップST3)。次に、ステップST2
で得たアレー変換行列BとステップST3で得た相関行
列Rを用いて相関行列BRBH を算出し、この相関行列
BRBH を式(3)により空間スムージング処理し相関
行列R’を求める(ステップST4)。そして、測角信
号処理装置3は空間スムージング処理された相関行列
R’を式(1)によりMUSIC測角処理し(ステップ
ST5)、このステップST5で推定された波の入射角
を表示する(ステップST6)。
Next, the operation will be described. FIG. 14 is a flowchart showing a method for processing an angle measurement signal of a conventional angle measurement signal processing apparatus. First, the angle-measuring signal processing device 3 sets a steering vector a 仮 想 (virtual array antenna array) of a virtual equally-spaced linear array (step ST1), and calculates an array transformation matrix by using equations (5), (6), and (7). B is calculated (step ST2). Next, the angle measurement signal processing device 3 receives the received signals x 1 , x 2 ,... X M via the element antennas 1 of each real array, and
Is calculated (step ST3). Next, step ST2
Correlation matrix calculating the BRB H in obtained using the correlation matrix R obtained by the array transformation matrix B and step ST3, the determined spatial smoothing processing correlation matrix R 'by the correlation matrix BRB H Formula (3) (step ST4). Then, the angle measurement signal processing device 3 performs MUSIC angle measurement processing on the spatially smoothed correlation matrix R ′ using Equation (1) (step ST5), and displays the incident angle of the wave estimated in step ST5 (step ST5). ST6).

【0024】[0024]

【発明が解決しようとする課題】従来の測角信号処理装
置およびこの測角信号処理装置における測角信号処理方
法は以上のように構成されているので、実アレーから仮
想リニアアレーへの受信信号の完全な変換は難しく、電
波が入射しうる角度範囲全体に渡って式(7)を満足す
るアレー変換行列Bは得られなかった。
The conventional angle-measuring signal processing apparatus and the angle-measuring signal processing method in the angle-measuring signal processing apparatus are configured as described above, so that the reception signal from the real array to the virtual linear array is Complete conversion is difficult, and an array conversion matrix B that satisfies Expression (7) over the entire angle range in which radio waves can be incident cannot be obtained.

【0025】したがって、式(2)で求める仮想アレー
アンテナにおける受信信号x ̄(=Bx)は、等間隔リ
ニアアレーの受信信号から誤差を生ずる。言い換えれ
ば、行列BRBH は等間隔リニアアレーの相関行列から
誤差を生ずる。その結果、空間スムージング処理におい
て誤差を招き、最終的には入射角推定結果に誤差が生じ
てしまうなどの課題があった。
Therefore, the received signal x ̄ (= Bx) at the virtual array antenna obtained by equation (2) has an error from the received signal of the equally spaced linear array. In other words, the matrix BRB H generates an error from the correlation matrix of the equally spaced linear array. As a result, there is a problem in that an error is caused in the spatial smoothing process, and finally, an error occurs in the incident angle estimation result.

【0026】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、等間隔リニアアレーではない実ア
レーアンテナに複数のコヒーレント波が入射する場合、
より正確な入射角推定結果が得られる測角信号処理装置
およびこの測角信号処理装置における測角信号処理方法
を得ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-described problems. When a plurality of coherent waves are incident on a real array antenna which is not an evenly spaced linear array,
It is an object of the present invention to provide an angle measurement signal processing device capable of obtaining a more accurate incident angle estimation result and an angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing device.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】この発明に係る測角信号
処理装置は、仮想等間隔リニアアレーのステアリングベ
クトルを仮想アレー配列設定手段により設定し、この仮
想等間隔リニアアレーのステアリングベクトルで定義さ
れるアレー変換行列をアレー変換行列算出手段により算
出し、各実アレーの受波素子からの受信信号を観測し相
関行列算出手段により第1の相関行列を算出し、アレー
変換行列算出手段からのアレー変換行列と相関行列算出
手段からの第1の相関行列とを入力し、該アレー変換行
列と第1の相関行列とを用いて第2の相関行列を算出
し、この第2の相関行列を空間スムージング処理し第3
の相関行列を第1の空間スムージング行列算出手段によ
り算出し、この第1の空間スムージング行列算出手段か
らの空間スムージング処理された第3の相関行列をMU
SIC測角処理し、波の入射方向推定値の近傍の角度範
囲としての粗測角結果のみを第1のMUSIC測角処理
手段により推定し、この第1のMUSIC測角処理手段
で推定された粗測角結果を改めて角度セクタと設定し直
し、この角度セクタにおける仮想等間隔リニアアレーの
ステアリングベクトルで定義されるアレー変換行列を変
換行列再算出手段により算出し、この変換行列再算出手
段で得たアレー変換行列と相関行列算出手段で得た第1
の相関行列を用いて第4の相関行列を算出し、この第4
の相関行列を空間スムージング処理し第5の相関行列を
第2の空間スムージング行列算出手段により算出し、こ
の第2の空間スムージング行列算出手段で得た第5の相
関行列をMUSIC測角処理し波の入射角を第2のMU
SIC測角処理手段により推定し、推定された波の入射
角を測角結果出力手段により表示するようにしたもので
ある。
An angle measurement signal processing device according to the present invention sets a steering vector of a virtual equally-spaced linear array by virtual array array setting means, and an array defined by the steering vector of the virtual equally-spaced linear array. A conversion matrix is calculated by an array conversion matrix calculation unit, a received signal from a receiving element of each real array is observed, a first correlation matrix is calculated by a correlation matrix calculation unit, and an array conversion matrix from the array conversion matrix calculation unit is calculated. And the first correlation matrix from the correlation matrix calculation means, calculate a second correlation matrix using the array transformation matrix and the first correlation matrix, and perform a spatial smoothing process on the second correlation matrix. Third
Is calculated by the first spatial smoothing matrix calculating means, and the spatial correlation smoothed third correlation matrix from the first spatial smoothing matrix calculating means is calculated by MU.
The SIC angle measurement process is performed, and only the coarse angle measurement result as an angle range in the vicinity of the estimated value of the incident direction of the wave is estimated by the first MUSIC angle measurement processing means. The result of the coarse angle measurement is set again as an angle sector, and an array transformation matrix defined by a steering vector of a virtual equally-spaced linear array in this angle sector is calculated by a transformation matrix recalculation means. The first matrix obtained by the array transformation matrix and correlation matrix calculation means
A fourth correlation matrix is calculated using the correlation matrix of
Are subjected to spatial smoothing processing, a fifth correlation matrix is calculated by a second spatial smoothing matrix calculating means, and the fifth correlation matrix obtained by the second spatial smoothing matrix calculating means is subjected to MUSIC angle measurement processing to obtain a wave Angle of incidence of the second MU
The angle of incidence of the wave estimated by the SIC angle measurement processing means is displayed by the angle measurement result output means.

【0028】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、実アレーに概略の入射角度から入
射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応答を
示す実アレーベクトルから変換行列と仮想アレーに概略
の角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と
位相の応答を示す仮想アレーベクトルとの積算ベクトル
値を減算し、この減算したベクトル値の2乗ノルム式と
入射波の番号についての総計演算値との積算値である評
価関数を算出し、この評価関数が最小になるように変換
行列を決定するようにしたものである。
According to the angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing apparatus according to the present invention, a conversion matrix is obtained from an actual array vector indicating the amplitude and phase responses in each reception channel of a wave incident from an approximate angle of incidence on an actual array. Subtract the integrated vector value of the virtual array vector indicating the amplitude and phase responses of the waves incident on the virtual array from the approximate angles in each receiving channel, and determine the square norm expression of the subtracted vector value and the number of the incident wave. An evaluation function which is an integrated value with the total operation value is calculated, and the conversion matrix is determined so that the evaluation function is minimized.

【0029】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、実アレーに概略の入射角度から入
射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応答を
示す実アレーベクトルから変換行列と仮想アレーに概略
の角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と
位相の応答を示す仮想アレーベクトルとの積算ベクトル
値を減算し、この減算したベクトル値の2乗ノルム式の
所定の角度範囲の値の平均値と入射波の番号についての
総計演算値との積算値である評価関数を算出し、この評
価関数が最小になるように変換行列を決定するようにし
たものである。
According to the angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing apparatus according to the present invention, a conversion matrix is obtained from an actual array vector indicating the amplitude and phase responses in each reception channel of a wave incident on an actual array from an approximate incident angle. The integrated vector value of the virtual array vector indicating the response of the amplitude and phase of each of the waves incident on the virtual array from the approximate angle in each receiving channel is subtracted, and the subtracted vector value is set within a predetermined angle range of a square norm expression. An evaluation function, which is an integrated value of the average value of the values and the total operation value of the incident wave number, is calculated, and the conversion matrix is determined so that the evaluation function is minimized.

【0030】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、実アレーに概略の入射角度から入
射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応答を
示す実アレーベクトルの相互相関値を要素とする相関行
列を求め、この相関行列の複数個の部分行列を平均する
ことにより平均化相関行列を求め、この平均化相関行列
について、MUSICアルゴリズムにより波の入射方向
を推定する処理を行い、このMUSICアルゴリズムで
求める相関行列の固有ベクトルと上記実アレーベクトル
との内積の逆数で与えられる方位スペクトルが所定の値
を超える角度範囲における値の平均値を最小にするよう
に変換行列を決定するようにしたものである。
According to the angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing apparatus according to the present invention, a cross-correlation value of an actual array vector indicating a response of an amplitude and a phase in each receiving channel of a wave incident from an approximate angle of incidence on an actual array is provided. Is obtained, an averaged correlation matrix is obtained by averaging a plurality of partial matrices of the correlation matrix, and a process of estimating a wave incident direction by the MUSIC algorithm is performed on the averaged correlation matrix. The transformation matrix is determined such that the azimuth spectrum given by the reciprocal of the inner product of the eigenvector of the correlation matrix obtained by the MUSIC algorithm and the actual array vector minimizes the average value in an angle range exceeding a predetermined value. It was made.

【0031】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、仮想アレーの受信チャネルの仮想
的な受信信号の相互相関値を要素とする相関行列を求
め、この相関行列の複数個の部分行列を平均することに
より平均化相関行列を求め、この平均化相関行列につい
てMUSICアルゴリズムにより波の概略の入射角度を
推定する処理を行い、この処理値を概略の入射角度とす
るようにしたものである。
In the angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing apparatus according to the present invention, a correlation matrix having elements as cross-correlation values of virtual reception signals of reception channels of a virtual array is obtained, and a plurality of correlation matrices are obtained. An averaged correlation matrix was obtained by averaging the partial matrices of the above, and a process of estimating the approximate incident angle of the wave by the MUSIC algorithm was performed on the averaged correlation matrix, and the processed value was set to the approximate incident angle. Things.

【0032】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、仮想アレーの受信チャネルの仮想
的な受信信号の相互相関値を要素とする相関行列を求
め、この相関行列の複数個の部分行列を平均することに
より平均化相関行列を求め、この平均化相関行列につい
てMUSICアルゴリズムもしくはESPRITアルゴ
リズムにより波の入射角度を推定するようにしたもので
ある。
According to the angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing apparatus according to the present invention, a correlation matrix having elements as cross-correlation values of virtual reception signals of reception channels of a virtual array is obtained. The averaged correlation matrix is obtained by averaging the partial matrices described above, and the angle of incidence of the wave is estimated for the averaged correlation matrix by the MUSIC algorithm or the ESPRIT algorithm.

【0033】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、実アレーの受信チャネルの受信信
号を用いて互いに異なる所定の方向を指向したビームを
複数本形成する処理を行い、ビームの出力信号の電力が
最も高い数本のビームを選択する処理を行い、ビームを
選択する処理で抽出されたビームの指向方向を概略の入
射角度とするものである。
The angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing apparatus according to the present invention performs a process of forming a plurality of beams directed in predetermined directions different from each other using a reception signal of a reception channel of an actual array. The process of selecting several beams having the highest power of the output signal is performed, and the directional direction of the beam extracted in the process of selecting the beam is set as the approximate incident angle.

【0034】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、互いに等間隔で線形に配列した複
数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの配列を波の概
略の入射角に合わせて定めるようにしたものである。
In the angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing apparatus according to the present invention, the arrangement of the virtual array including a plurality of virtual receiving elements linearly arranged at equal intervals is adjusted to the approximate incident angle of the wave. It is determined as follows.

【0035】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、互いに等間隔で線形に配列した複
数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの配列が波の概
略の入射角に垂直になるように定めるようにしたもので
ある。
In the angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing apparatus according to the present invention, the arrangement of the virtual array composed of a plurality of virtual receiving elements linearly arranged at regular intervals is perpendicular to the approximate incident angle of the wave. It is to be determined to be.

【0036】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、実アレーに概略の入射角度から入
射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応答を
示す実アレーベクトルから変換行列と仮想アレーに概略
の角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と
位相の応答を示す仮想アレーベクトルとの積算ベクトル
値を減算し、この減算したベクトル値の2乗ノルム式と
入射波の番号についての総計演算値との積算値である評
価関数を算出し、この評価関数が最小になるように変換
行列を決定し、この変換行列を実アレーの受信チャネル
の受信信号に作用させて受信チャネルの仮想的な受信信
号を求める処理を行い、この受信チャネルの仮想的な受
信信号を用いて受波素子に入射する波の入射角度を推定
する測角処理を行い、この推定入射角と概略の入射角度
との差が所定の値に比べ小さければ推定入射角を測角結
果と出力し、一方、大きければ推定入射角を概略の入射
角度に置き換えて変換行列を決定する処理に戻るように
したものである。
The angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing apparatus according to the present invention is a method of processing an angle measurement signal from a real array vector representing a response of amplitude and phase in each reception channel of a wave incident from an approximate angle of incidence on a real array. Subtract the integrated vector value of the virtual array vector indicating the amplitude and phase responses of the waves incident on the virtual array from the approximate angle in each receiving channel, and determine the square norm expression of the subtracted vector value and the number of the incident wave. Calculates an evaluation function that is an integrated value of the sum of the calculated values, determines a conversion matrix so that the evaluation function is minimized, and applies the conversion matrix to the reception signal of the reception channel of the real array to obtain a conversion matrix. A process for obtaining a virtual reception signal is performed, and angle measurement processing for estimating an incident angle of a wave incident on the receiving element is performed using the virtual reception signal of the reception channel. If the difference between the estimated incident angle and the approximate incident angle is smaller than a predetermined value, the estimated incident angle is output as the angle measurement result.On the other hand, if the difference is larger, the estimated incident angle is replaced with the approximate incident angle to convert the transformation matrix. The process returns to the determination process.

【0037】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、実アレーに概略の入射角度から入
射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応答を
示す実アレーベクトルから変換行列と仮想アレーに概略
の角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と
位相の応答を示す仮想アレーベクトルとの積算ベクトル
値を減算し、この減算したベクトル値の2乗ノルム式の
所定の角度範囲の値の平均値と入射波の番号についての
総計演算値との積算値である評価関数を算出し、この評
価関数が最小になるように変換行列を決定し、この変換
行列を実アレーの受信チャネルの受信信号に作用させて
受信チャネルの仮想的な受信信号を求める処理を行い、
この受信チャネルの仮想的な受信信号を用いて受波素子
に入射する波の入射角度を推定する測角処理を行い、こ
の推定入射角と概略の入射角度との差が所定の値に比べ
小さければ推定入射角を測角結果と出力し、一方大きけ
れば、推定入射角を概略の入射角度に置き換えて変換行
列を決定する処理に戻るようにしたものである。
The angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing apparatus according to the present invention is directed to a method for processing an angle measurement signal from a real array vector representing the amplitude and phase response of each of the reception channels of a wave incident from an approximate angle of incidence on a real array. The integrated vector value of the virtual array vector indicating the amplitude and phase response of the wave incident on the virtual array from each of the approximate angles in each reception channel is subtracted, and the subtracted vector value is set within a predetermined angle range of a square norm expression. An evaluation function, which is an integrated value of the average value of the values and the total operation value of the incident wave number, is calculated, and a conversion matrix is determined so that the evaluation function is minimized. Performing a process of obtaining a virtual reception signal of the reception channel by acting on the reception signal of
Angle measurement processing for estimating the angle of incidence of the wave incident on the wave receiving element using the virtual reception signal of the reception channel is performed, and the difference between the estimated angle of incidence and the approximate angle of incidence is smaller than a predetermined value. For example, the estimated angle of incidence is output as the angle measurement result, and if it is larger, the estimated angle of incidence is replaced with the approximate angle of incidence and the process returns to the process of determining the conversion matrix.

【0038】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、仮想アレーの受信チャネルの仮想
的な受信信号の相互相関値を要素とする相関行列を求
め、この相関行列の複数個の部分行列を平均することに
より平均化相関行列を求め、この平均化相関行列につい
てMUSICアルゴリズムにより波の概略の入射角度を
推定する処理を行い、波の入射角度を概略の入射角度と
するようにしたものである。
In the angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing apparatus according to the present invention, a correlation matrix having elements as cross-correlation values of virtual reception signals of a reception channel of a virtual array is obtained. A mean correlation matrix is obtained by averaging the partial matrices of the above, and a process of estimating the approximate incident angle of the wave by the MUSIC algorithm is performed on the averaged correlation matrix so that the incident angle of the wave is set to the approximate incident angle. It was done.

【0039】この発明に係る測角信号処理装置における
測角信号処理方法は、仮想アレーの受信チャネルの仮想
的な受信信号の相互相関値を要素とする相関行列を求
め、この相関行列の複数個の部分行列を平均することに
より平均化相関行列を求め、この平均化相関行列につい
てMUSICアルゴリズムもしくはESPRITアルゴ
リズムにより波の入射角度を推定するようにしたもので
ある。
The angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing apparatus according to the present invention obtains a correlation matrix having elements as cross-correlation values of a virtual reception signal of a reception channel of a virtual array. The averaged correlation matrix is obtained by averaging the partial matrices described above, and the angle of incidence of the wave is estimated for the averaged correlation matrix by the MUSIC algorithm or the ESPRIT algorithm.

【0040】この発明に係る測角信号処理装置は、各実
アレーの受波素子を介して受信信号を受信し、マルチビ
ームを形成してそれぞれのビームの出力信号をビーム出
力信号算出手段により算出し、この各ビームの出力信号
の電力を出力信号電力算出手段により算出し、この各ビ
ームの出力信号の電力を比較して、最も高い電力となる
数個のビームを選択することにより、概略の波の入射角
度を決定して粗測角結果として概略入射角度決定手段か
ら出力し、この粗測角結果を改めて角度セクタと設定し
直し、再度、仮想等間隔リニアアレーのステアリングベ
クトルで定義されるアレー変換行列を変換行列再算出手
段により算出し、アレー変換行列から得た第1の相関行
列を用いて第4の相関行列を算出し、この第4の相関行
列を空間スムージング処理し第5の相関行列を第2の空
間スムージング行列算出手段により算出し、この第5の
相関行列をMUSIC測角処理し波の入射角を推定し第
2のMUSIC測角処理手段により、この推定された波
の入射角を測角結果出力手段により表示するようにした
ものである。
The angle-measuring signal processing apparatus according to the present invention receives a reception signal via a receiving element of each real array, forms a multi-beam, and calculates an output signal of each beam by beam output signal calculation means. Then, the power of the output signal of each beam is calculated by the output signal power calculating means, and the power of the output signal of each beam is compared, and several beams having the highest power are selected, whereby The incident angle of the wave is determined and output from the approximate incident angle determining means as a result of the coarse angle measurement. A transformation matrix is calculated by a transformation matrix recalculating means, and a fourth correlation matrix is calculated by using a first correlation matrix obtained from the array transformation matrix. The fifth correlation matrix is calculated by the second spatial smoothing matrix calculation means, and the fifth correlation matrix is subjected to MUSIC angle measurement processing to estimate the wave incident angle, and the second MUSIC angle measurement processing means The estimated angle of incidence of the wave is displayed by the angle measurement result output means.

【0041】この発明に係る測角信号処理装置は、仮想
等間隔リニアアレーのステアリングベクトルを仮想アレ
ー配列設定手段により設定し、この仮想等間隔リニアア
レーのステアリングベクトルで定義されるアレー変換行
列をアレー変換行列算出手段により算出し、各実アレー
の受波素子からの受信信号を観測し、それらの第1の相
関行列を相関行列算出手段により算出し、アレー変換行
列と第1の相関行列とを入力し、これらアレー変換行列
と第1の相関行列とを用いて第2の相関行列を算出し、
この第2の相関行列を空間スムージング処理し第3の相
関行列を第1の空間スムージング行列算出手段により算
出し、この第3の相関行列をMUSIC測角処理し、入
射方向推定値の近傍の角度範囲とし、この粗測角結果の
みを第1のMUSIC測角処理手段により推定し、この
推定された粗測角結果を参照し、仮想リニアアレーの素
子配列を仮想リニアアレー再設定手段により再設定し、
この粗測角結果を改めて角度セクタと設定し直し、この
角度セクタにおける仮想等間隔リニアアレーのステアリ
ングベクトルで定義されるアレー変換行列を変換行列再
算出手段により算出し、アレー変換行列と仮想リニアア
レーの素子配列を用いて第4の相関行列を算出し、この
第4の相関行列を空間スムージング処理し第5の相関行
列を第2の空間スムージング行列算出手段により算出
し、この第5の相関行列をMUSIC測角処理し波の入
射角を第2のMUSIC測角処理手段により推定し、こ
の推定された波の入射角を測角結果出力手段により表示
するようにしたものである。
In the angle measurement signal processing apparatus according to the present invention, the steering vector of the virtual equally-spaced linear array is set by the virtual array arrangement setting means, and the array conversion matrix defined by the steering vector of the virtual equally-spaced linear array is converted to the array conversion matrix. Calculated by the calculating means, observes the received signals from the receiving elements of each real array, calculates their first correlation matrix by the correlation matrix calculating means, and inputs the array transformation matrix and the first correlation matrix. Calculating a second correlation matrix using these array transformation matrices and the first correlation matrix,
The second correlation matrix is subjected to spatial smoothing processing, the third correlation matrix is calculated by first spatial smoothing matrix calculation means, the third correlation matrix is subjected to MUSIC angle measurement processing, and the angle near the estimated incident direction value is calculated. Range, and only the coarse angle measurement result is estimated by the first MUSIC angle measurement processing means. With reference to the estimated coarse angle measurement result, the element array of the virtual linear array is reset by the virtual linear array resetting means.
This coarse angle measurement result is set again as an angle sector, an array conversion matrix defined by a steering vector of a virtual equally-spaced linear array in this angle sector is calculated by a conversion matrix recalculating means, and an array conversion matrix and elements of the virtual linear array are calculated. A fourth correlation matrix is calculated using the array, the fourth correlation matrix is subjected to spatial smoothing processing, a fifth correlation matrix is calculated by second spatial smoothing matrix calculation means, and the fifth correlation matrix is calculated as MUSIC The angle measurement process estimates the incident angle of the wave by the second MUSIC angle measurement processing means, and the estimated angle of incidence of the wave is displayed by the angle measurement result output means.

【0042】この発明に係る測角信号処理装置は、仮想
等間隔リニアアレーのステアリングベクトルを仮想アレ
ー配列設定手段により設定し、この定義されるアレー変
換行列をアレー変換行列算出手段により算出し、各実ア
レーの受波素子からの受信信号を観測し相関行列算出手
段により第1の相関行列を算出し、アレー変換行列と第
1の相関行列とを入力し、これらアレー変換行列と第1
の相関行列とを用いて第2の相関行列を算出し、この第
2の相関行列を空間スムージング処理し第3の相関行列
を第1の空間スムージング行列算出手段により算出し、
この第3の相関行列をMUSIC測角処理し、入射方向
推定値の近傍の角度範囲としての粗測角結果のみを第1
のMUSIC測角処理手段により推定し、この推定した
測角結果を測角結果記憶手段に記憶し、この粗測角結果
を改めて角度セクタと設定し直し、この角度セクタにお
ける仮想等間隔リニアアレーのステアリングベクトルで
定義されるアレー変換行列を変換行列再算出手段により
算出し、このアレー変換行列と第1の相関行列を用いて
第4の相関行列を算出し、この第4の相関行列を空間ス
ムージング処理し第5の相関行列を第2の空間スムージ
ング行列算出手段により算出し、この第5の相関行列を
MUSIC測角処理し波の入射角を第2のMUSIC測
角処理手段により推定し、この推定された測角結果と記
憶された測角結果とを比較し、その差が所定の閾値より
小さいか否かを判断し、小さい場合には第2のMUSI
C測角処理手段で推定された測角結果を測角結果更新幅
判定手段により出力し、この推定された波の入射角を測
角結果出力手段により表示するようにしたものである。
In the angle measurement signal processing apparatus according to the present invention, the steering vector of the virtual equally-spaced linear array is set by the virtual array arrangement setting means, and the defined array conversion matrix is calculated by the array conversion matrix calculation means. A received signal from a receiving element of the array is observed, a first correlation matrix is calculated by a correlation matrix calculation means, and an array transformation matrix and a first correlation matrix are input.
A second correlation matrix is calculated using the correlation matrix, and the second correlation matrix is subjected to a spatial smoothing process, and a third correlation matrix is calculated by a first spatial smoothing matrix calculating unit.
This third correlation matrix is subjected to MUSIC angle measurement processing, and only the coarse angle measurement result as an angle range near the incident direction estimation value is used as the first angle.
And the estimated angle measurement result is stored in the angle measurement result storage means, and the coarse angle measurement result is reset as an angle sector, and the steering of the virtual equally-spaced linear array in this angle sector is performed. An array transformation matrix defined by a vector is calculated by a transformation matrix recalculating means, a fourth correlation matrix is calculated using the array transformation matrix and the first correlation matrix, and the fourth correlation matrix is subjected to a spatial smoothing process. The fifth correlation matrix is calculated by the second spatial smoothing matrix calculation means, the fifth correlation matrix is subjected to MUSIC angle measurement processing, and the wave incident angle is estimated by the second MUSIC angle measurement processing means. The measured angle measurement result is compared with the stored angle measurement result, and it is determined whether or not the difference is smaller than a predetermined threshold.
The angle measurement result estimated by the angle measurement processing means is output by the angle measurement result update width determination means, and the angle of incidence of the estimated wave is displayed by the angle measurement result output means.

【0043】[0043]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1による測
角信号処理装置を示す構成図であり、図において、1は
アレーアンテナを構成する素子アンテナ(受波素子)、
2は各素子アンテナの受信信号をディジタル信号xに変
換するA/D変換器、11は仮想等間隔リニアアレーの
ステアリングベクトルa ̄(仮想アレーアンテナ配列)
を設定する仮想アレー配列設定手段、12は式(5)、
式(6)、式(7)によりアレー変換行列Bを算出する
アレー変換行列算出手段、13は各実アレーの素子アン
テナ1からの受信信号x1 ,x2 ,・・・xM を観測
し、それらの相関行列Rを算出する相関行列算出手段で
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a configuration diagram showing an angle measurement signal processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG.
Reference numeral 2 denotes an A / D converter for converting a received signal of each element antenna into a digital signal x, and reference numeral 11 denotes a steering vector a ̄ of a virtual equally spaced linear array (virtual array antenna array).
, A virtual array array setting means for setting equation (5),
An array transformation matrix calculating means 13 for calculating an array transformation matrix B according to the equations (6) and (7) observes the received signals x 1 , x 2 ,... X M from the element antenna 1 of each real array. , A correlation matrix calculating means for calculating the correlation matrix R.

【0044】14はアレー変換行列算出手段12からの
アレー変換行列Bと相関行列算出手段13からの相関行
列Rとを入力し、これらアレー変換行列Bと相関行列R
とを用いて相関行列BRBH を算出し、この相関行列B
RBH を式(3)により空間スムージング処理し相関行
列R’を算出する第1の空間スムージング行列算出手
段、15は第1の空間スムージング行列算出手段14か
らの空間スムージング処理された相関行列R’を式
(1)によりMUSIC測角処理し、電波入射角度推定
値の近傍の角度範囲(以後、粗測角結果と略す)を推定
する第1のMUSIC測角処理手段である。16は第1
のMUSIC測角処理手段15で推定された粗測角結果
を改めて角度セクタと設定し直し、式(5)、式
(6)、式(7)により再度、アレー変換行列Bを算出
する変換行列再算出手段である。
Reference numeral 14 inputs an array transformation matrix B from the array transformation matrix calculation means 12 and a correlation matrix R from the correlation matrix calculation means 13, and these array transformation matrix B and correlation matrix R
Is used to calculate a correlation matrix BRB H , and the correlation matrix B
A first spatial smoothing matrix calculating means 15 for calculating a correlation matrix R 'by performing a spatial smoothing process on RB H by equation (3) is a correlation matrix R' having undergone the spatial smoothing process from the first spatial smoothing matrix calculating means 14. Is the first MUSIC angle measurement processing means for performing MUSIC angle measurement processing on the basis of equation (1) and estimating an angle range near the radio wave incident angle estimated value (hereinafter, abbreviated as a coarse angle measurement result). 16 is the first
A conversion matrix for re-establishing the coarse angle measurement result estimated by the MUSIC angle measurement processing means 15 as an angle sector and calculating the array conversion matrix B again by the equations (5), (6) and (7) This is a recalculation means.

【0045】17は変換行列再算出手段16で得たアレ
ー変換行列Bと相関行列算出手段13で得た相関行列R
を用いて相関行列BC RBC Hを算出し、この相関行列B
C RBC Hを空間スムージング処理し相関行列RC を算出
する第2の空間スムージング行列算出手段である。18
は第2の空間スムージング行列算出手段17で得た相関
行列RC をMUSIC測角処理し波の入射角を推定する
第2のMUSIC測角処理手段、19は第2のMUSI
C測角処理手段18で推定された波の入射角を表示する
測角結果出力手段である。
Reference numeral 17 denotes an array transformation matrix B obtained by the transformation matrix recalculation means 16 and a correlation matrix R obtained by the correlation matrix calculation means 13.
Is used to calculate the correlation matrix B C RB C H , and this correlation matrix B
The C RB C H a second spatial smoothing matrix calculation means for calculating a correlation matrix R C and treated space smoothing. 18
Is second MUSIC angle measurement processing means for performing MUSIC angle measurement processing on the correlation matrix RC obtained by the second spatial smoothing matrix calculation means 17 to estimate the incident angle of a wave, and 19 is second MUSIC angle measurement processing means.
C is an angle measurement result output means for displaying the incident angle of the wave estimated by the angle measurement processing means 18.

【0046】次に動作について説明する。図2はこの発
明の実施の形態1による測角信号処理装置の動作手順を
示すフローチャートである。まず、仮想アレー配列設定
手段11は仮想等間隔リニアアレーのステアリングベク
トルa ̄(仮想アレーアンテナ配列)を設定し(ステッ
プST11)、アレー変換行列算出手段12は式
(5)、式(6)、式(7)によりアレー変換行列Bを
算出する(ステップST12)。次に、相関行列算出手
段13は各実アレーの素子アンテナ1を介して受信信号
1 ,x2 ,・・・xM を受信し、それらの相関行列R
を算出する(ステップST13)。次に、第1の空間ス
ムージング行列算出手段14はステップST12で得た
アレー変換行列BとステップST13で得た相関行列R
を用いて相関行列BRBH を算出し、この相関行列BR
H を式(3)により空間スムージング処理し相関行列
R’を求める(ステップST14)。
Next, the operation will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an operation procedure of the angle measurement signal processing device according to the first embodiment of the present invention. First, the virtual array arrangement setting means 11 sets a steering vector a ̄ (virtual array antenna arrangement) of the virtual equally-spaced linear array (step ST11), and the array transformation matrix calculation means 12 calculates the equations (5), (6), and (6). An array transformation matrix B is calculated by (7) (step ST12). Next, the correlation matrix calculating means 13 receives the received signals x 1 , x 2 ,... X M via the element antennas 1 of each real array, and
Is calculated (step ST13). Next, the first spatial smoothing matrix calculation means 14 calculates the array transformation matrix B obtained in step ST12 and the correlation matrix R obtained in step ST13.
Is used to calculate a correlation matrix BRB H , and this correlation matrix BR
B H is subjected to a spatial smoothing process by equation (3) to obtain a correlation matrix R ′ (step ST14).

【0047】そして、第1のMUSIC測角処理手段1
5は第1の空間スムージング行列算出手段14からの空
間スムージング処理された相関行列R’を式(1)によ
りMUSIC測角処理し、電波入射角度推定値の近傍の
角度範囲(以後、粗測角結果と略す)のみを推定する
(ステップST15)。次に、変換行列再算出手段16
は第1のMUSIC測角処理手段15で推定された粗測
角結果を改めて角度セクタと設定し直し、式(7)、式
(5)、式(6)により再度、アレー変換行列BC を算
出する(ステップST16)。
Then, the first MUSIC angle measurement processing means 1
5 performs MUSIC angle measurement processing on the spatially smoothed correlation matrix R ′ from the first spatial smoothing matrix calculation unit 14 using Equation (1), and calculates an angle range near the radio wave incident angle estimated value (hereinafter referred to as coarse angle measurement). (Abbreviated as a result) is estimated (step ST15). Next, the transformation matrix recalculation means 16
Resets the coarse angle measurement result estimated by the first MUSIC angle measurement processing means 15 as an angle sector again, and again calculates the array transformation matrix B C by the equations (7), (5), and (6). It is calculated (step ST16).

【0048】そして、第2の空間スムージング行列算出
手段17は変換行列再算出手段16で得たアレー変換行
列BC と相関行列算出手段13で得た相関行列Rを用い
て相関行列BC RBC Hを算出し、この相関行列BC RB
C Hを空間スムージング処理し相関行列RC を算出する
(ステップST17)。次に、第2のMUSIC測角処
理手段18は第2の空間スムージング行列算出手段17
で得た相関行列RC をMUSIC測角処理し波の入射角
を推定し(ステップST18)、測角結果出力手段19
は第2のMUSIC測角処理手段18で推定された波の
入射角を表示する(ステップST19)。
[0048] Then, the second spatial smoothing matrix calculating unit 17 the correlation matrix using the correlation matrix R obtained by the array transformation matrix B C and correlation matrix calculating means 13 obtained by the conversion matrix recalculation unit 16 B C RB C H is calculated and the correlation matrix B C RB
A C H to the processing space smoothing calculates a correlation matrix R C (step ST17). Next, the second MUSIC angle-measuring processing means 18 calculates the second spatial smoothing matrix calculating means 17
The MUSIC angle measurement process is performed on the correlation matrix RC obtained in (1) to estimate the wave incident angle (step ST18), and the angle measurement result output means 19
Displays the incident angle of the wave estimated by the second MUSIC angle measurement processing means 18 (step ST19).

【0049】次に、ステップST16で求めるアレー変
換行列BC の算出について、図3を用いてステップST
12と比較しながらさらに詳しく説明する。図3はこの
発明の実施の形態1による測角信号処理装置におけるア
レー変換行列の算出に用いる角度セクタと入射角真値と
粗測角結果との関係について示す説明図である。図3に
おいて、θ1 、θ2 、θ3 は波の入射角の真値、θ1
θ2 ̄はステップST15で推定された粗測角結果、θ1
=、θ2 =、θ3 =はステップST18で推定された最終的
な測角結果である。従来例のステップST2と共通であ
るステップST12では前述のように式(5)、式
(6)に用いる角度セクタθ(1) ,θ(2) ,・・・θ
(Q) は電波が入射しうる角度範囲全体を網羅するように
与える。例えば、θ(1) =1度,θ(2) =2度,・・・
θ(Q) =360度と与える。
Next, the calculation of the array transformation matrix B C to determine in step ST16, step ST with reference to FIG. 3
12 will be described in more detail. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the angle sector used for calculating the array transformation matrix, the true value of the incident angle, and the coarse angle measurement result in the angle measurement signal processing device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 3, θ 1 , θ 2 , and θ 3 are the true values of the incident angles of the waves, θ 1 ,
theta 2 ¯ coarse angle measurement results estimated in step ST15, theta 1
= , Θ 2 = , and θ 3 = are final angle measurement results estimated in step ST18. In step ST12 which is common to step ST2 of the conventional example, as described above, the angle sectors θ (1) , θ (2) ,... Θ used in equations (5) and (6) are used.
(Q) is given so as to cover the entire angle range in which radio waves can be incident. For example, θ (1) = 1 degree, θ (2) = 2 degrees, ...
θ (Q) = 360 degrees.

【0050】これに対し、ステップST16では式
(5)、式(6)に用いる角度セクタはステップST1
5で出力されたθ1  ̄とθ2  ̄の近傍の角度範囲(|θ
 ̄|<Δθ)に限定する。例えば、ステップST15で
θ1  ̄=30度、θ2  ̄=80度と出力されるならば、
ステップST16の角度セクタは、例えばθ(1) =25
度,θ(2) =26度,・・・θ(11)=35度,θ(12)
75度,θ(13)=76度,・・・θ(22)=85度,(Q
=22、Δθ=5度)と与える。
On the other hand, in step ST16, the angle sectors used in equations (5) and (6) are the same as those in step ST1.
The angle range (| θ) near θ 1  ̄ and θ 2出力 output at 5
 ̄ | <Δθ). For example, if it is output that θ 1  ̄ = 30 degrees and θ 2  ̄ = 80 degrees in step ST15,
The angle sector in step ST16 is, for example, θ (1) = 25
Degrees, θ (2) = 26 degrees, ..., θ (11) = 35 degrees, θ (12) =
75 degrees, θ (13) = 76 degrees,... Θ (22) = 85 degrees, (Q
= 22, Δθ = 5 degrees).

【0051】従来の測角方式やステップST12では、
電波が入射しうる角度範囲全体に渡って式(8)を最小
にする規範でアレー変換行列Bを求めていた。しかし、
アレー変換行列Bは波の入射角において式(8)のみを
最小にすれば十分であり、このように求めたアレー変換
行列Bの方が波の入射角における変換誤差は小さくな
る。本実施の形態1のステップST16では波の入射角
近傍で変換行列を求めるので、このアレー変換行列BC
を用いれば、仮想アレーアンテナにおける受信信号x ̄
(=BC x)は、等間隔リニアアレーの受信信号により
近づくことになる。
In the conventional angle measurement method and step ST12,
The array transformation matrix B has been determined based on a criterion that minimizes Expression (8) over the entire angle range in which radio waves can be incident. But,
It is sufficient for the array transformation matrix B to minimize only the equation (8) at the wave incident angle, and the conversion error at the wave incident angle is smaller in the array transformation matrix B obtained in this way. In step ST16 of the first embodiment, since the transformation matrix is obtained near the incident angle of the wave, this array transformation matrix B C
Is used, the received signal x ̄ at the virtual array antenna is
(= B C x) comes closer to the received signal of the equally spaced linear array.

【0052】以上のように、本実施の形態1の側角方法
では、ステップST17で用いる行列BC RBC Hの等間
隔リニアアレーの相関行列からの誤差は小さくなるの
で、従来例に比べ統計的に入射角の推定精度が向上する
などの効果が得られる。
As described above, in the side angle method according to the first embodiment, the error of the matrix B C RB C H used in step ST17 from the correlation matrix of the equally spaced linear array becomes smaller, so that the statistical method is smaller than the conventional example. The effect of improving the estimation accuracy of the incident angle is obtained.

【0053】図3で図示した例では、ステップST12
で求めたアレー変換行列BによるBRBH が等間隔リニ
アアレーの相関行列からの誤差が大きいため、粗測角結
果では、測角誤差が大きいだけでなく、真値θ2 ,θ3
は分解できずにθ2  ̄とまとめて推定されてしまってい
る。しかし、ステップST16で求めたアレー変換行列
C によるBC RBC Hは等間隔リニアアレーの相関行列
に近づくため、最終的な測角結果は、真値θ2 ,θ3
正しく分解し測角誤差は小さくなっている。
In the example shown in FIG. 3, step ST12 is performed.
Since BRB H based on the array transformation matrix B obtained in step (1) has a large error from the correlation matrix of the equally-spaced linear array, the result of the coarse angle measurement not only has a large angle measurement error but also has true values θ 2 and θ 3.
Cannot be decomposed and is estimated together as θ 2ま と め. However, since B C RB C H based on the array transformation matrix B C obtained in step ST16 approaches the correlation matrix of the equally spaced linear array, the final angle measurement result is obtained by correctly decomposing the true values θ 2 and θ 3 and measuring the angle. The error is smaller.

【0054】なお、粗測角結果θK  ̄の推定誤差が大き
くて、ステップST16における角度セクタが波の入射
角真値θK を完全に含まない場合でも、BC RBC Hの等
間隔リニアアレーの相関行列からの誤差は十分小さくな
り、従来例に比べて高い測角精度を得られることが多
い。
[0054] Note that the estimation error of the coarse angle measurement results theta K ¯ is large, even if the angular sector in step ST16 is completely free of incident angle true value theta K wave, uniform linear array of B C RB C H The error from the correlation matrix becomes sufficiently small, and a higher angle measurement accuracy can be obtained in many cases as compared with the conventional example.

【0055】また、ステップST15で行うMUSIC
処理は、相関行列R’の最小固有値に対応する固有ベク
トルeを算出して、次式の方位スペクトルのピークP
(θ)から粗測角結果θK  ̄を定める。
The MUSIC performed in step ST15
The processing calculates the eigenvector e corresponding to the minimum eigenvalue of the correlation matrix R ′, and calculates the peak P
The result of the coarse angle measurement θ Kか ら is determined from (θ).

【0056】 P(θ)=1/|eH a(θ)| ・・・(10) eH :ベクトルeの共約転値P (θ) = 1 / | e H a (θ) | (10) e H : the commutative value of the vector e

【0057】本記実施の形態1では、ステップST16
でアレー変換行列BC の算出に用いる角度セクタを、ス
テップST15で出力された粗測角結果θK  ̄近傍の角
度範囲(|θ ̄|<Δθ)にとったが、ステップST1
5のMUSIC測角処理で現れる方位スペクトルのピー
クP(θ)が所定の閾値を超える角度をステップST1
6で用いる角度セクタとして用いることもできる。
In the first embodiment, step ST16
In the angular sector to be used for calculation of the array transformation matrix B C, coarse angle measurement results theta K ¯ near the angle range output in step ST15 is taken (| | θ¯ <Δθ), step ST1
The angle at which the peak P (θ) of the azimuth spectrum appearing in the MUSIC angle measurement processing of No. 5 exceeds a predetermined threshold value is set in step ST1.
6 can be used as an angle sector.

【0058】また、本実施の形態1では、ステップST
16でアレー変換行列BC の算出に用いる角度セクタ
を、ステップST15で出力された粗測角結果θK  ̄近
傍の角度範囲(|θ ̄|<Δθ)にとったが、単に粗測
角結果θK  ̄のみを角度セクタとして用いても同様の効
果が得られる。
In the first embodiment, step ST
The angular sectors used for calculating the array transformation matrix B C at 16, the coarse angle measurement results theta K ¯ near the angle range output in step ST15 is taken (| | θ¯ <Δθ), simply crude angle measurement results The same effect can be obtained by using only θ Kと し て as the angle sector.

【0059】さらに、本実施の形態1では、ステップS
T16で変換行列を算出しているが、あらかじめ入射角
に応じて変換行列を算出してメモリに記憶しておき、粗
測角結果に応じて変換行列を選んでメモリからロードす
る処理としてもよい。
Further, in the first embodiment, step S
Although the conversion matrix is calculated at T16, the processing may be such that the conversion matrix is calculated in advance according to the incident angle and stored in the memory, and the conversion matrix is selected according to the result of the coarse angle measurement and loaded from the memory. .

【0060】さらに、本実施の形態1では、測角アルゴ
リズムにMUSICアルゴリズムを用いる場合を説明し
たが、例えば、ESPRITアルゴリズムのように、コ
ヒーレント波の分離測角に空間スムージング処理を要す
る測角アルゴリズムでも同様な効果が得られる。また、
電波の入射角を測定する場合を説明したが、音波、光波
などの入射角を推定する場合にも適用できる。
Further, in the first embodiment, the case where the MUSIC algorithm is used as the angle measurement algorithm has been described. However, for example, as in the ESPRIT algorithm, an angle measurement algorithm that requires a spatial smoothing process for separating angles of coherent waves is also used. Similar effects can be obtained. Also,
Although the case where the incident angle of a radio wave is measured has been described, the present invention is also applicable to the case where the incident angle of a sound wave, a light wave, or the like is estimated.

【0061】実施の形態2.図4はこの発明の実施の形
態2による測角信号処理装置を示す構成図であり、図に
おいて、実施の形態1と同一の符号については同一また
は相当部分を示すので説明を省略する。23は各実アレ
ーの素子アンテナ1を介して受信信号x1 ,x2 ,・・
・xM を受信し、マルチビームを形成してそれぞれのビ
ームの出力信号を算出するビーム出力信号算出手段、2
4はビーム出力信号算出手段23で算出した各ビームの
出力信号の電力を算出する出力信号電力算出手段、25
は出力信号電力算出手段24からの各ビームの出力信号
の電力を比較して、最も高い電力となる数個のビームを
選択することにより、概略の波の入射角度を決定して粗
測角結果として出力する概略入射角度決定手段である。
Embodiment 2 FIG. 4 is a configuration diagram illustrating an angle measurement signal processing device according to a second embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as in the first embodiment denote the same or corresponding parts, and a description thereof will not be repeated. 23 indicates received signals x 1 , x 2 ,... Via the element antennas 1 of each real array
Beam output signal calculating means for receiving x M , forming a multi-beam and calculating an output signal of each beam, 2
4 is an output signal power calculation means for calculating the power of the output signal of each beam calculated by the beam output signal calculation means 23;
Compares the power of the output signal of each beam from the output signal power calculation means 24, selects several beams having the highest power, determines the approximate incident angle of the wave, and obtains the coarse angle measurement result. Approximate incident angle determining means for outputting as

【0062】次に動作について説明する。図5はこの発
明の実施の形態2による測角信号処理装置の動作手順を
示すフローチャートである。まず、ビーム出力信号算出
手段23は各実アレーの素子アンテナ1を介して受信信
号x1 ,x2 ,・・・xM を受信し、マルチビームを形
成してそれぞれのビームの出力信号を算出する(ステッ
プST21)。次に、出力信号電力算出手段24はビー
ム出力信号算出手段23で算出した各ビームの出力信号
の電力を算出する(ステップST22)。そして、概略
入射角度決定手段25は出力信号電力算出手段24から
の各ビームの出力信号の電力を比較して、最も高い電力
となる数個のビームを選択することにより、概略の波の
入射角度を決定して粗測角結果として出力する(ステッ
プST23)。
Next, the operation will be described. FIG. 5 is a flowchart showing an operation procedure of the angle measurement signal processing device according to the second embodiment of the present invention. First, the beam output signal calculating means 23 receives the received signals x 1 , x 2 ,... X M via the element antennas 1 of each real array, forms a multi-beam, and calculates the output signal of each beam. (Step ST21). Next, the output signal power calculation means 24 calculates the power of the output signal of each beam calculated by the beam output signal calculation means 23 (step ST22). Then, the approximate incident angle determining means 25 compares the power of the output signal of each beam from the output signal power calculating means 24 and selects several beams having the highest power, thereby obtaining the approximate incident angle of the wave. Is determined and output as a coarse angle measurement result (step ST23).

【0063】次に、変換行列再算出手段16は第1のM
USIC測角処理手段15で推定された粗測角結果を改
めて角度セクタと設定し直し、式(5)、式(6)、式
(7)により再度、アレー変換行列BC を算出する(ス
テップST16)。そして、第2の空間スムージング行
列算出手段17は変換行列再算出手段16で得たアレー
変換行列BC を用いて相関行列BC RBC Hを算出し、こ
の相関行列BC RBC Hを空間スムージング処理し相関行
列RC を算出する(ステップST17)。次に、第2の
MUSIC測角処理手段18は第2の空間スムージング
行列算出手段17で得た相関行列RC をMUSIC測角
処理し波の入射角を推定し(ステップST18)、測角
結果出力手段19は第2のMUSIC測角処理手段18
で推定された波の入射角を表示する(ステップST1
9)。ステップST21では、次式のように第jビーム
の出力信号bj を求める。
Next, the transformation matrix recalculation means 16 calculates the first M
USIC reconfigure anew angular sector crude angle measurement results estimated by the angle measuring process unit 15, Equation (5), equation (6), again by the formula (7), calculates the array transformation matrix B C (step ST16). The second space smoothing matrix calculating unit 17 calculates a correlation matrix B C RB C H with an array transformation matrix B C obtained by the conversion matrix recalculating unit 16, space the correlation matrix B C RB C H A smoothing process is performed to calculate a correlation matrix RC (step ST17). Next, the second MUSIC angle measurement processing means 18 performs MUSIC angle measurement processing on the correlation matrix RC obtained by the second spatial smoothing matrix calculation means 17 to estimate a wave incident angle (step ST18), and the angle measurement result is obtained. The output means 19 is a second MUSIC angle measurement processing means 18
Is displayed (step ST1).
9). In step ST21, the output signal b j of the j-th beam is obtained as in the following equation.

【0064】 bj =Σm m jm ・・・(11) ここでwm jは第jビーム形成のための荷重であり、ビー
ムの指向方向、素子アンテナの配列、入射電波の波長で
決定される。
[0064] b j = Σ m w m j x m ··· (11) where w m j is a load for the first j beamforming, beam pointing direction, arrangement of antenna elements, the wavelength of the incident radio wave Is determined.

【0065】次に、ステップST23で概略の波の入射
角度を決定する処理を図6に示す例を用いて説明する。
図6はこの発明の実施の形態2による測角信号処理装置
においてアレー変換行列の算出に用いる角度セレクタ、
ビームの指向性、および入射角真値との関係について説
明する波形図である。この図6では互いに異なった方向
を指向する8本のビームが形成されている。これら8本
のビームの出力電力|b1 2 ,|b2 2 ,・・・,
|b8 2 を比較すると、3波の電波はビーム#2とビ
ーム#6の指向方向から入射しているので、これらのビ
ームの出力電力|b2 2 ,|b6 2 が他のものに比
べて大きくなる。
Next, the process of determining the approximate wave incident angle in step ST23 will be described with reference to the example shown in FIG.
FIG. 6 shows an angle selector used for calculating an array transformation matrix in the angle measurement signal processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention;
FIG. 4 is a waveform diagram illustrating a relationship between beam directivity and a true value of an incident angle. In FIG. 6, eight beams pointing in different directions are formed. The output powers of these eight beams | b 1 | 2 , | b 2 | 2 ,.
Comparing | b 8 | 2 , since three radio waves are incident from the directional directions of the beams # 2 and # 6, the output powers of these beams | b 2 | 2 and | b 6 | 2 are different from each other. It is larger than that of

【0066】これにより、ビーム#2とビーム#6の指
向方向を粗測角結果θ1  ̄とθ2  ̄と出力する。ステッ
プST16でアレー変換行列BC を算出する際の角度セ
クタはθ1  ̄とθ2  ̄とを中心にΔθの範囲とするが、
Δθはビーム幅の半分に定める。なお、本実施の形態2
ではΔθをビーム幅の半分に定めたが、半分でなくとも
よい。また、角度セクタはθ1  ̄とθ2  ̄を中心にΔθ
の範囲としたが、単にθ1  ̄とθ2  ̄としても同様の効
果が期待できる。
Thus, the directivity directions of beam # 2 and beam # 6 are output as coarse angle measurement results θ 1  ̄ and θ 2  ̄. The angle sector at the time of calculating the array transformation matrix B C in step ST16 has a range of Δθ around θ 1  ̄ and θ 2 、,
Δθ is determined to be half of the beam width. In addition, Embodiment 2
In the above, Δθ is set to half of the beam width, but may not be half. The angle sector is Δθ centered on θ 1  ̄ and θ 2中心.
The same effect can be expected by simply setting θ 1  ̄ and θ 2  ̄.

【0067】以上のように、この実施の形態2によれ
ば、実施の形態1と同様に、ステップST17で用いる
相関行列BC RBC Hの等間隔リニアアレーの相関行列か
らの誤差は小さくなるので、従来例に比べ統計的に入射
角の推定精度が向上するとともに、この時、粗測角処理
をビーム形成処理で行うため演算負荷を小さくすること
ができるなどの効果が得られる。
As described above, according to the second embodiment, similarly to the first embodiment, the error of the correlation matrix B C RB C H used in step ST17 from the correlation matrix of the equally spaced linear array is reduced. In addition, the accuracy of estimation of the incident angle is statistically improved as compared with the conventional example, and at this time, effects such as a reduction in calculation load can be obtained because the coarse angle measuring process is performed by the beam forming process.

【0068】実施の形態3.図7はこの発明の実施の形
態3による測角信号処理装置を示す構成図であり、図に
おいて、実施の形態1および2と同一の符号については
同一または相当部分を示すので説明を省略する。31は
第1のMUSIC測角処理手段15で推定された粗測角
結果を参照し、仮想リニアアレーの素子配列を再設定す
る仮想リニアアレー再設定手段である。
Embodiment 3 FIG. 7 is a configuration diagram showing an angle measurement signal processing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in Embodiments 1 and 2 denote the same or corresponding parts, and a description thereof will be omitted. Reference numeral 31 denotes a virtual linear array resetting unit that resets the element array of the virtual linear array with reference to the coarse angle measurement result estimated by the first MUSIC angle measurement processing unit 15.

【0069】次に動作について説明する。図8はこの発
明の実施の形態3による測角信号処理装置の動作手順を
示すフローチャート、図9はこの発明の実施の形態3に
よる測角信号処理装置において入射角真値と仮想等間隔
リニアアレーとの関係を示す構成図である。まず、仮想
アレー配列設定手段11は仮想等間隔リニアアレーのス
テアリングベクトルa ̄(仮想アレーアンテナ配列)を
設定し(ステップST31)、アレー変換行列算出手段
12は式(5)、式(6)、式(7)によりアレー変換
行列Bを算出する(ステップST32)。次に、相関行
列算出手段13は各実アレーの素子アンテナ1を介して
受信信号x1 ,x2 ,・・・xM を受信し、それらの相
関行列Rを算出する(ステップST33)。次に、第1
の空間スムージング行列算出手段14はステップST1
2で得たアレー変換行列BとステップST13で得た相
関行列Rを用いて相関行列BRBH を算出し、この相関
行列BRBH を式(3)により空間スムージング処理し
相関行列R’を求める(ステップST34)。
Next, the operation will be described. FIG. 8 is a flowchart showing an operation procedure of the angle measurement signal processing device according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a flowchart illustrating the operation of the angle measurement signal processing device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 3 is a configuration diagram showing the relationship of FIG. First, the virtual array arrangement setting means 11 sets a steering vector a ̄ (virtual array antenna arrangement) of the virtual equally-spaced linear array (step ST31), and the array transformation matrix calculation means 12 calculates the equations (5), (6), and (6). An array transformation matrix B is calculated according to (7) (step ST32). Next, the correlation matrix calculation means 13 receives the received signals x 1 , x 2 ,... X M via the element antennas 1 of each real array, and calculates their correlation matrix R (step ST33). Next, the first
The spatial smoothing matrix calculating means 14 of step ST1
Calculating a correlation matrix BRB H using the correlation matrix R obtained by the array transformation matrix B and step ST13 obtained in 2, obtaining the spatial smoothing processing and correlation matrix R 'to the correlation matrix BRB H by equation (3) ( Step ST34).

【0070】そして、第1のMUSIC測角処理手段1
5は第1の空間スムージング行列算出手段14からの空
間スムージング処理された相関行列R’を式(1)によ
りMUSIC測角処理し、電波入射角度推定値の近傍の
角度範囲(以後、粗測角結果と略す)のみを推定する
(ステップST35)。次に、仮想リニアアレー再設定
手段31は第1のMUSIC測角処理手段15で推定さ
れた粗測角結果を参照し、仮想リニアアレーの素子配列
を再設定する(ステップST36)。そして、変換行列
再算出手段16は第1のMUSIC測角処理手段15で
推定された粗測角結果を改めて角度セクタと設定し直
し、式(5)、式(6)、式(7)により再度、アレー
変換行列BC を算出する(ステップST37)。
Then, the first MUSIC angle measurement processing means 1
5 performs MUSIC angle measurement processing on the spatially smoothed correlation matrix R ′ from the first spatial smoothing matrix calculation unit 14 using Equation (1), and calculates an angle range near the radio wave incident angle estimated value (hereinafter referred to as coarse angle measurement). (Abbreviated as a result) is estimated (step ST35). Next, the virtual linear array resetting means 31 resets the element array of the virtual linear array with reference to the coarse angle measurement result estimated by the first MUSIC angle measurement processing means 15 (step ST36). Then, the transformation matrix recalculation means 16 resets the coarse angle measurement result estimated by the first MUSIC angle measurement processing means 15 as an angle sector again, and obtains the angle sector by the equations (5), (6), and (7). again, it calculates the array transformation matrix B C (step ST37).

【0071】そして、第2の空間スムージング行列算出
手段17は変換行列再算出手段16から得たアレー変換
行列BC と仮想リニアアレー再設定手段31から得た仮
想リニアアレーの素子配列を用いて相関行列BC RBC H
を算出し、この相関行列BCRBC Hを空間スムージング
処理し相関行列RC を算出する(ステップST38)。
次に、第2のMUSIC測角処理手段18は第2の空間
スムージング行列算出手段17で得た相関行列RC をM
USIC測角処理し波の入射角を推定し(ステップST
39)、測角結果出力手段19は第2のMUSIC測角
処理手段18で推定された波の入射角を表示する(ステ
ップST40)。
[0071] Then, the second spatial smoothing matrix calculating unit 17 the correlation matrix using the element array of the virtual linear array obtained from the array transformation matrix B C a virtual linear array resetting means 31 obtained from the conversion matrix recalculating unit 16 B C RB C H
Is calculated, and the correlation matrix B C RB C H is subjected to spatial smoothing processing to calculate a correlation matrix R C (step ST38).
Next, the second MUSIC angle measurement processing means 18 calculates the correlation matrix RC obtained by the second spatial smoothing matrix calculation means 17 as M
USIC angle measurement processing is performed to estimate the incident angle of the wave (step ST
39), the angle measurement result output means 19 displays the incident angle of the wave estimated by the second MUSIC angle measurement processing means 18 (step ST40).

【0072】ステップST31では設定する仮想リニア
アレーの素子配列の方向は特に指定しない。これに対
し、ステップST36では図9に示すように、仮想リニ
アアレーの開口方向がおおむね波の入射角度を向くよう
に仮想リニアアレーの素子配列を定める。図9に示した
ステップST36の仮想リニアアレーの回転角φは、例
えばφ=(θ1  ̄+θ2  ̄)/2と与える。
In step ST31, the direction of the element array of the virtual linear array to be set is not particularly specified. On the other hand, in step ST36, as shown in FIG. 9, the element arrangement of the virtual linear array is determined such that the opening direction of the virtual linear array is substantially directed to the incident angle of the wave. The rotation angle φ of the virtual linear array in step ST36 shown in FIG. 9 is given, for example, as φ = (θ 1  ̄ + θ 2  ̄) / 2.

【0073】以上のように、この実施の形態3によれ
ば、実施の形態1と同様に、ステップST38で用いる
相関行列BC RBC Hの等間隔リニアアレーの相関行列か
らの誤差は小さくなるので、従来例に比べ統計的に入射
角の推定精度が向上するなどの効果が得られる。また、
これに加えて、仮想リニアアレーアンテナの開口方向正
面から電波が入射することになるので、より測角精度が
向上するなどの効果が得られる。
As described above, according to the third embodiment, similarly to the first embodiment, the error of the correlation matrix B C RB C H used in step ST38 from the correlation matrix of the equally spaced linear array is reduced. In addition, effects such as the statistically improved estimation accuracy of the incident angle as compared with the conventional example can be obtained. Also,
In addition, since radio waves are incident from the front in the opening direction of the virtual linear array antenna, effects such as an improvement in angle measurement accuracy can be obtained.

【0074】実施の形態4.図10はこの発明の実施の
形態4による測角信号処理装置を示す構成図であり、図
において、実施の形態1から実施の形態3と同一の符号
については同一または相当部分を示すので説明を省略す
る。41は第1のMUSIC測角処理手段15が推定し
た測角結果θK  ̄を記憶する測角結果記憶手段、42は
測角結果記憶手段41に記憶されている測角結果θK
を改めて角度セクタと設定し直し、式(7)、式
(5)、式(6)により再度、アレー変換行列Bを算出
する変換行列再算出手段である。43は第2のMUSI
C測角処理手段18で推定された測角結果θK =と測角結
果記憶手段41に記憶された測角結果θK  ̄とを比較
し、その差が所定の閾値より小さいか否かを判断し、小
さい場合には測角結果θK =を測角結果出力手段19に出
力する測角結果更新幅判定手段である。
Embodiment 4 FIG. 10 is a configuration diagram showing an angle measurement signal processing apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in Embodiments 1 to 3 denote the same or corresponding parts, and a description thereof will be given. Omitted. 41 is an angle measurement result storage unit that stores the angle measurement result θ K推定 estimated by the first MUSIC angle measurement processing unit 15, and 42 is an angle measurement result θ K記憶 stored in the angle measurement result storage unit 41.
Is set again as an angular sector, and the conversion matrix recalculation means for calculating the array conversion matrix B again by the equations (7), (5), and (6). 43 is the second MUSI
C The angle measurement result θ K = estimated by the angle measurement processing means 18 is compared with the angle measurement result θ K記憶 stored in the angle measurement result storage means 41, and whether or not the difference is smaller than a predetermined threshold value is determined. It is angle measurement result update width determination means that outputs the angle measurement result θ K = to the angle measurement result output means 19 when it is determined smaller.

【0075】次に動作について説明する。図11はこの
発明の実施の形態4による測角信号処理装置の動作手順
を示すフローチャートである。まず、仮想アレー配列設
定手段11は仮想等間隔リニアアレーのステアリングベ
クトルa ̄(仮想アレーアンテナ配列)を設定し(ステ
ップST41)、アレー変換行列算出手段12は式
(5)、式(6)、式(7)によりアレー変換行列Bを
算出する(ステップST42)。次に、相関行列算出手
段13は各実アレーの素子アンテナ1を介して受信信号
1 ,x2 ,・・・xM を受信し、それらの相関行列R
を算出する(ステップST43)。次に、第1の空間ス
ムージング行列算出手段14はステップST12で得た
アレー変換行列BとステップST13で得た相関行列R
を用いて相関行列BRBH を算出し、この相関行列BR
H を式(3)により空間スムージング処理し相関行列
R’を求める(ステップST44)。
Next, the operation will be described. FIG. 11 is a flowchart showing an operation procedure of the angle measurement signal processing device according to the fourth embodiment of the present invention. First, the virtual array arrangement setting unit 11 sets a steering vector a ̄ (virtual array antenna arrangement) of the virtual equally-spaced linear array (step ST41), and the array transformation matrix calculation unit 12 calculates the equations (5), (6), and (6). The array transformation matrix B is calculated by (7) (step ST42). Next, the correlation matrix calculating means 13 receives the received signals x 1 , x 2 ,... X M via the element antennas 1 of each real array, and
Is calculated (step ST43). Next, the first spatial smoothing matrix calculation means 14 calculates the array transformation matrix B obtained in step ST12 and the correlation matrix R obtained in step ST13.
Is used to calculate a correlation matrix BRB H , and this correlation matrix BR
B H is subjected to spatial smoothing processing according to equation (3) to obtain a correlation matrix R ′ (step ST44).

【0076】そして、第1のMUSIC測角処理手段1
5は第1の空間スムージング行列算出手段14からの空
間スムージング処理された相関行列R’を式(1)によ
りMUSIC測角処理し、電波入射角度推定値の近傍の
角度範囲(以後、粗測角結果θK  ̄と略す)のみを推定
する(ステップST45)。次に、測角結果記憶手段4
1は第1のMUSIC測角処理手段15が推定した測角
結果θK  ̄を記憶する(ステップST46)。そして、
変換行列再算出手段42は測角結果記憶手段41に記憶
された測角結果θK  ̄を改めて角度セクタと設定し直
し、式(7)、式(5)、式(6)により再度、アレー
変換行列BC を算出する(ステップST47)。
Then, the first MUSIC angle measurement processing means 1
5 performs MUSIC angle measurement processing on the spatially smoothed correlation matrix R ′ from the first spatial smoothing matrix calculation unit 14 using Equation (1), and calculates an angle range near the radio wave incident angle estimated value (hereinafter referred to as coarse angle measurement). Only the result θ K } is estimated (step ST45). Next, the angle measurement result storage means 4
1 stores the angle measurement result θ K K estimated by the first MUSIC angle measurement processing means 15 (step ST46). And
The transformation matrix recalculation means 42 resets the angle measurement result θ K記憶 stored in the angle measurement result storage means 41 to an angle sector again, and re-sets the array according to the equations (7), (5), and (6). calculating the transformation matrix B C (step ST47).

【0077】そして、第2の空間スムージング行列算出
手段17は変換行列再算出手段42からのアレー変換行
列BC と相関行列算出手段13で得た相関行列Rを用い
て相関行列BC RBC Hを算出し、この相関行列BC RB
C Hを空間スムージング処理し相関行列RC を算出する
(ステップST48)。次に、第2のMUSIC測角処
理手段18は第2の空間スムージング行列算出手段17
で得た相関行列RC をMUSIC測角処理し波の入射角
を推定する(ステップST49)。次に、測角結果更新
幅判定手段43は第2のMUSIC測角処理手段18で
推定された測角結果θK =と測角結果記憶手段41に記憶
された測角結果θK  ̄とを比較し、その差が所定の閾値
より小さいか否かを判断し、小さい場合には測角結果θ
K =を測角結果出力手段19に出力する(ステップST5
0)。そして、測角結果出力手段19は第2のMUSI
C測角処理手段18で推定された波の入射角を表示する
(ステップST51)。
[0077] Then, the second correlation matrix space smoothing matrix calculating unit 17 using the correlation matrix R obtained by the array transformation matrix B C a correlation matrix calculating unit 13 from the conversion matrix recalculation unit 42 B C RB C H And calculate the correlation matrix B C RB
A C H to the processing space smoothing calculates a correlation matrix R C (step ST48). Next, the second MUSIC angle-measuring processing means 18 calculates the second spatial smoothing matrix calculating means 17
The MUSIC angle measurement process is performed on the correlation matrix RC obtained in step (1) to estimate the wave incident angle (step ST49). Then, the angle measurement results update width determining means 43 the angle measurement results theta K ¯ and stored in the angle measurement results theta K = the angle measuring result storage means 41 estimated by the second MUSIC angle measuring processing means 18 To determine whether or not the difference is smaller than a predetermined threshold.
K = is output to the angle measurement result output means 19 (step ST5).
0). Then, the angle measurement result output means 19 outputs the second MUSI
The angle of incidence of the wave estimated by the C angle measuring means 18 is displayed (step ST51).

【0078】以上のように、この実施の形態4によれ
ば、ステップST46,ST47,ST48,ST4
9,ST50を繰り返して実行して処理していく間に、
ステップST48で用いる相関行列BC RBC Hの等間隔
リニアアレーの相関行列からの誤差は小さくなるので、
測角結果の推定精度は向上するなどの効果が得られる。
As described above, according to the fourth embodiment, steps ST46, ST47, ST48, ST4
9. While repeatedly executing and processing ST50,
Since the error of the correlation matrix of the uniform linear array of the correlation matrix B C RB C H becomes small for use in step ST48,
Effects such as an improvement in estimation accuracy of the angle measurement result are obtained.

【0079】また、測角結果の推定精度が上がれば、ス
テップST47で用いる角度セクタがより波の入射角の
真値と一致するから、さらに相関行列BC RBC Hの等間
隔リニアアレーの相関行列からの誤差は小さくなる。そ
のため、推定精度がより向上するなどの効果が得られ
る。
[0079] Also, the angle measuring if the estimation accuracy of the result goes up, since angular sector used in step ST47 is more consistent with the true value of the angle of incidence of the waves, further correlation matrix of equally spaced linear array of the correlation matrix B C RB C H The error from is small. Therefore, effects such as an improvement in estimation accuracy can be obtained.

【0080】[0080]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、仮想
等間隔リニアアレーのステアリングベクトルを仮想アレ
ー配列設定手段により設定し、この仮想等間隔リニアア
レーのステアリングベクトルで定義されるアレー変換行
列をアレー変換行列算出手段により算出し、各実アレー
の受波素子からの受信信号を観測し相関行列算出手段に
より第1の相関行列を算出し、上記アレー変換行列算出
手段からのアレー変換行列と上記相関行列算出手段から
の第1の相関行列とを入力し、該アレー変換行列と第1
の相関行列とを用いて第2の相関行列を算出し、この第
2の相関行列を空間スムージング処理し第3の相関行列
を第1の空間スムージング行列算出手段により算出し、
この第1の空間スムージング行列算出手段からの空間ス
ムージング処理された第3の相関行列をMUSIC測角
処理し、波の入射方向推定値の近傍の角度範囲としての
粗測角結果のみを第1のMUSIC測角処理手段により
推定し、この第1のMUSIC測角処理手段で推定され
た粗測角結果を改めて角度セクタと設定し直し、この角
度セクタにおける仮想等間隔リニアアレーのステアリン
グベクトルで定義されるアレー変換行列を変換行列再算
出手段により算出し、この変換行列再算出手段で得たア
レー変換行列と上記相関行列算出手段で得た第1の相関
行列を用いて第4の相関行列を算出し、この第4の相関
行列を空間スムージング処理し第5の相関行列を第2の
空間スムージング行列算出手段により算出し、この第2
の空間スムージング行列算出手段で得た第5の相関行列
をMUSIC測角処理し波の入射角を第2のMUSIC
測角処理手段により推定し、推定された波の入射角を測
角結果出力手段により表示するように構成したので、等
間隔リニアアレーの相関行列からの誤差は小さくなり、
従来例に比べ統計的に入射角の推定精度を向上させるこ
とができる効果がある。
As described above, according to the present invention, the steering vector of the virtual equally-spaced linear array is set by the virtual array arrangement setting means, and the array transformation matrix defined by the steering vector of the virtual equally-spaced linear array is arrayed. The correlation matrix is calculated by the conversion matrix calculating means, the received signal from the receiving element of each real array is observed, the first correlation matrix is calculated by the correlation matrix calculating means, and the array conversion matrix from the array conversion matrix calculating means and the correlation are calculated. The first correlation matrix from the matrix calculation means is input, and the array transformation matrix and the first
A second correlation matrix is calculated using the correlation matrix, and the second correlation matrix is subjected to a spatial smoothing process, and a third correlation matrix is calculated by a first spatial smoothing matrix calculating unit.
The third correlation matrix subjected to the spatial smoothing processing from the first spatial smoothing matrix calculating means is subjected to MUSIC angle measurement processing, and only the coarse angle measurement result as an angle range near the estimated value of the incident direction of the wave is used as the first angle. Estimated by the MUSIC angle measurement processing means, the coarse angle measurement result estimated by the first MUSIC angle measurement processing means is reset as an angle sector, and is defined by the steering vector of the virtual equally-spaced linear array in this angle sector. An array transformation matrix is calculated by a transformation matrix recalculation means, and a fourth correlation matrix is calculated using the array transformation matrix obtained by the transformation matrix recalculation means and the first correlation matrix obtained by the correlation matrix calculation means. , The fourth correlation matrix is subjected to a spatial smoothing process, and the fifth correlation matrix is calculated by a second spatial smoothing matrix calculating means.
Of the fifth correlation matrix obtained by the spatial smoothing matrix calculating means of FIG.
Since the angle of incidence is estimated by the angle measurement processing means and the estimated angle of incidence of the wave is displayed by the angle measurement result output means, the error from the correlation matrix of the equally spaced linear array is reduced,
There is an effect that the estimation accuracy of the incident angle can be statistically improved as compared with the conventional example.

【0081】この発明によれば、実アレーに概略の入射
角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位
相の応答を示す実アレーベクトルから上記変換行列と上
記仮想アレーに概略の角度から入射する波の各受信チャ
ネルにおける振幅と位相の応答を示す仮想アレーベクト
ルとの積算ベクトル値を減算し、この減算したベクトル
値の2乗ノルム式と入射波の番号についての総計演算値
との積算値である評価関数を算出し、この評価関数が最
小になるように上記変換行列を決定するように構成した
ので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差は小さ
くなり、従来例に比べ統計的に入射角の推定精度を向上
させることができる効果がある。
According to the present invention, a wave incident on a real array at an approximate angle of incidence is incident on the transformation matrix and the virtual array from an approximate angle from an actual array vector indicating the response of the amplitude and phase in each receiving channel at each reception channel. The sum vector value of the virtual array vector indicating the response of the amplitude and the phase in each reception channel of the wave is subtracted, and the sum of the square norm expression of the subtracted vector value and the total operation value of the incident wave number is obtained. Since a certain evaluation function is calculated and the above conversion matrix is determined so that this evaluation function is minimized, the error from the correlation matrix of the equally-spaced linear array is small, and the incidence angle is statistically smaller than in the conventional example. There is an effect that the estimation accuracy of can be improved.

【0082】この発明によれば、実アレーに概略の入射
角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位
相の応答を示す実アレーベクトルから上記変換行列と上
記仮想アレーに概略の角度から入射する波の各受信チャ
ネルにおける振幅と位相の応答を示す仮想アレーベクト
ルとの積算ベクトル値を減算し、この減算したベクトル
値の2乗ノルム式の所定の角度範囲の値の平均値と入射
波の番号についての総計演算値との積算値である評価関
数を算出し、この評価関数が最小になるように上記変換
行列を決定するように構成したので、等間隔リニアアレ
ーの相関行列からの誤差は小さくなり、従来例に比べ統
計的に入射角の推定精度を向上させることができる効果
がある。
According to the present invention, a wave incident on a real array at an approximate angle of incidence is incident on the transformation matrix and the virtual array at an approximate angle from the actual array vector indicating the response of the amplitude and phase in each receiving channel at each reception channel. An integrated vector value of a virtual array vector indicating a response of amplitude and phase in each reception channel of a wave is subtracted, and an average value of values of the subtracted vector value in a predetermined angle range of a square norm expression and an incident wave number An evaluation function, which is an integrated value of the sum of the calculated values, is calculated, and the conversion matrix is determined so that the evaluation function is minimized. Therefore, an error from the correlation matrix of the equally-spaced linear array is reduced. This has the effect that the accuracy of estimation of the incident angle can be statistically improved as compared with the conventional example.

【0083】この発明によれば、実アレーに概略の入射
角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位
相の応答を示す実アレーベクトルの相互相関値を要素と
する相関行列を求め、この相関行列の複数個の部分行列
を平均することにより平均化相関行列を求め、この平均
化相関行列について、MUSICアルゴリズムにより波
の入射方向を推定する処理を行い、このMUSICアル
ゴリズムで求める上記相関行列の固有ベクトルと上記実
アレーベクトルとの内積の逆数で与えられる方位スペク
トルが所定の値を超える角度範囲における値の平均値を
最小にするように上記変換行列を決定するように構成し
たので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差は小
さくなり、従来例に比べ統計的に入射角の推定精度を向
上させることができる効果がある。
According to the present invention, a correlation matrix having as elements the cross-correlation values of the real array vectors indicating the amplitude and phase responses of the waves incident on the real array from the approximate incident angles in each receiving channel is obtained. An averaged correlation matrix is obtained by averaging a plurality of sub-matrices of the matrix, a process of estimating the wave incident direction by the MUSIC algorithm is performed on the averaged correlation matrix, and an eigenvector of the correlation matrix obtained by the MUSIC algorithm is obtained. Since the azimuth spectrum given by the reciprocal of the inner product of the real array vector and the actual array vector is configured to determine the conversion matrix so as to minimize the average value of the values in the angle range exceeding a predetermined value, The error from the correlation matrix is reduced, and the accuracy of incidence angle estimation can be statistically improved compared to the conventional example. There is that effect.

【0084】この発明によれば、仮想アレーの受信チャ
ネルの仮想的な受信信号の相互相関値を要素とする相関
行列を求め、この相関行列の複数個の部分行列を平均す
ることにより平均化相関行列を求め、この平均化相関行
列についてMUSICアルゴリズムにより波の概略の入
射角度を推定する処理を行い、この処理値を概略の入射
角度とするように構成したので、等間隔リニアアレーの
相関行列からの誤差は小さくなり、従来例に比べ統計的
に入射角の推定精度を向上させることができる効果があ
る。
According to the present invention, the correlation matrix having the cross-correlation value of the virtual reception signal of the reception channel of the virtual array as an element is obtained, and a plurality of partial matrices of the correlation matrix are averaged to obtain an averaged correlation. A matrix is obtained, a process of estimating the approximate incident angle of the wave by the MUSIC algorithm is performed on the averaged correlation matrix, and the processing value is configured to be the approximate incident angle. The error is reduced, and there is an effect that the estimation accuracy of the incident angle can be statistically improved as compared with the conventional example.

【0085】この発明によれば、仮想アレーの受信チャ
ネルの仮想的な受信信号の相互相関値を要素とする相関
行列を求め、この相関行列の複数個の部分行列を平均す
ることにより平均化相関行列を求め、この平均化相関行
列についてMUSICアルゴリズムもしくはESPRI
Tアルゴリズムにより波の入射角度を推定するように構
成したので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差
は小さくなり、従来例に比べ統計的に入射角の推定精度
を向上させることができる効果がある。
According to the present invention, a correlation matrix having a cross-correlation value of a virtual reception signal of a reception channel of a virtual array as a component is obtained, and a plurality of sub-matrices of the correlation matrix are averaged to obtain an averaged correlation. A matrix is obtained, and the MUSIC algorithm or ESPRI is used for the averaged correlation matrix.
Since the angle of incidence of the wave is estimated by the T algorithm, the error from the correlation matrix of the equally-spaced linear array is reduced, and the accuracy of estimation of the angle of incidence can be statistically improved as compared with the conventional example. .

【0086】この発明によれば、実アレーの受信チャネ
ルの受信信号を用いて互いに異なる所定の方向を指向し
たビームを複数本形成する処理を行い、ビームの出力信
号の電力が最も高い数本のビームを選択する処理を行
い、ビームを選択する処理で抽出されたビームの指向方
向を概略の入射角度とするように構成したので、等間隔
リニアアレーの相関行列からの誤差は小さくなり、従来
例に比べ統計的に入射角の推定精度を向上させることが
できるとともに、演算負荷を小さくできる効果がある。
According to the present invention, a process for forming a plurality of beams directed in predetermined directions different from each other is performed by using the reception signals of the reception channels of the real array, and several beams having the highest power of the output signals of the beams are performed. Since the beam selection process is performed and the directional direction of the beam extracted in the beam selection process is configured to be the approximate incident angle, the error from the correlation matrix of the equally-spaced linear array is reduced. In comparison with this, there is an effect that the accuracy of estimation of the incident angle can be statistically improved and the calculation load can be reduced.

【0087】この発明によれば、互いに等間隔で線形に
配列した複数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの配
列を波の概略の入射角に合わせて定めるように構成した
ので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差は小さ
くなり、従来例に比べ統計的に入射角の推定精度を向上
させることができるとともに、仮想リニアアレーアンテ
ナの開口方向正面から電波が入射することになるので測
角精度を向上させることができる効果がある。
According to the present invention, the arrangement of the virtual array composed of a plurality of virtual receiving elements linearly arranged at equal intervals is determined in accordance with the approximate incident angle of the wave. The error from the correlation matrix becomes smaller, and the accuracy of the estimation of the incident angle can be improved statistically compared to the conventional example. In addition, since the radio wave enters from the front of the opening direction of the virtual linear array antenna, the angle measurement accuracy can be improved. There is an effect that can be improved.

【0088】この発明によれば、互いに等間隔で線形に
配列した複数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの配
列が波の概略の入射角に垂直になるように定めるように
構成したので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤
差は小さくなり、従来例に比べ統計的に入射角の推定精
度を向上させることができるとともに、仮想リニアアレ
ーアンテナの開口方向正面から電波が入射することにな
るので測角精度を向上させることができる効果がある。
According to the present invention, the arrangement of the virtual array consisting of a plurality of virtual receiving elements linearly arranged at equal intervals is determined so as to be perpendicular to the approximate incident angle of the wave. The error from the correlation matrix of the equally spaced linear array is small, and the accuracy of estimation of the incident angle can be statistically improved compared to the conventional example. There is an effect that the angle measurement accuracy can be improved.

【0089】この発明によれば、実アレーに概略の入射
角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位
相の応答を示す実アレーベクトルから変換行列と仮想ア
レーに概略の角度から入射する波の各受信チャネルにお
ける振幅と位相の応答を示す仮想アレーベクトルとの積
算ベクトル値を減算し、この減算したベクトル値の2乗
ノルム式と入射波の番号についての総計演算値との積算
値である評価関数を算出し、この評価関数が最小になる
ように変換行列を決定し、この変換行列を実アレーの受
信チャネルの受信信号に作用させて受信チャネルの仮想
的な受信信号を求める処理を行い、この受信チャネルの
仮想的な受信信号を用いて受波素子に入射する波の入射
角度を推定する測角処理を行い、この推定入射角と概略
の入射角度との差が所定の値に比べ小さければ推定入射
角を測角結果と出力し、一方大きければ、推定入射角を
概略の入射角度に置き換えて変換行列を決定する処理に
戻るように構成したので、等間隔リニアアレーの相関行
列からの誤差と、測角結果の推定誤差は相乗的に小さく
なり、推定精度をより向上させることができる効果があ
る。
According to the present invention, a transformation matrix is obtained from a real array vector indicating the amplitude and phase response of each of the reception channels of a wave incident on a real array at an approximate angle of incidence and a wave of the wave incident on a virtual array at an approximate angle. An evaluation is performed by subtracting an integrated vector value of a virtual array vector indicating a response of amplitude and phase in each reception channel, and an integrated value of a square norm expression of the subtracted vector value and a total operation value of an incident wave number. Calculate a function, determine a conversion matrix such that this evaluation function is minimized, perform a process of obtaining a virtual reception signal of the reception channel by applying this conversion matrix to the reception signal of the reception channel of the real array, Using the virtual reception signal of this reception channel, angle measurement processing is performed to estimate the incident angle of the wave incident on the receiving element, and the difference between the estimated incident angle and the approximate incident angle is calculated. If it is smaller than the predetermined value, the estimated angle of incidence is output as the angle measurement result, while if it is larger, the estimated angle of incidence is replaced with the approximate angle of incidence and the process returns to the process of determining the transformation matrix. The error from the correlation matrix and the estimation error of the angle measurement result are synergistically reduced, which has the effect of further improving the estimation accuracy.

【0090】この発明によれば、実アレーに概略の入射
角度から入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位
相の応答を示す実アレーベクトルから変換行列と仮想ア
レーに概略の角度から入射する波の各受信チャネルにお
ける振幅と位相の応答を示す仮想アレーベクトルとの積
算ベクトル値を減算し、この減算したベクトル値の2乗
ノルム式の所定の角度範囲の値の平均値と入射波の番号
についての総計演算値との積算値である評価関数を算出
し、この評価関数が最小になるように変換行列を決定
し、この変換行列を実アレーの受信チャネルの受信信号
に作用させて受信チャネルの仮想的な受信信号を求める
処理を行い、この受信チャネルの仮想的な受信信号を用
いて受波素子に入射する波の入射角度を推定する測角処
理を行い、この推定入射角と概略の入射角度との差が所
定の値に比べ小さければ推定入射角を測角結果と出力
し、一方、大きければ推定入射角を概略の入射角度に置
き換えて変換行列を決定する処理に戻るように構成した
ので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差と、測
角結果の推定誤差は相乗的に小さくなり、推定精度をよ
り向上させることができる効果がある。
According to the present invention, a conversion matrix is obtained from a real array vector indicating the amplitude and phase response of each of the reception channels of a wave incident on a real array at an approximate angle of incidence, and a wave incident on the virtual array at an approximate angle. The integrated vector value of the virtual array vector indicating the response of the amplitude and phase in each reception channel is subtracted, and the average value of the values of the subtracted vector value in a predetermined angle range of the square norm expression and the number of the incident wave are calculated. An evaluation function, which is an integrated value with the total operation value, is calculated, a conversion matrix is determined so that the evaluation function is minimized, and this conversion matrix is applied to a reception signal of a reception channel of a real array to generate a virtual reception channel. Performs a process of obtaining a typical received signal, performs an angle measurement process of estimating an incident angle of a wave incident on the receiving element using the virtual received signal of the received channel, and performs the estimation. If the difference between the launch angle and the approximate incident angle is smaller than a predetermined value, the estimated incident angle is output as the angle measurement result, while if the difference is larger, the estimated incident angle is replaced with the approximate incident angle to determine the conversion matrix. Therefore, the error from the correlation matrix of the equally-spaced linear array and the estimation error of the angle measurement result are synergistically reduced, and the estimation accuracy can be further improved.

【0091】この発明によれば、仮想アレーの受信チャ
ネルの仮想的な受信信号の相互相関値を要素とする相関
行列を求め、この相関行列の複数個の部分行列を平均す
ることにより平均化相関行列を求め、この平均化相関行
列についてMUSICアルゴリズムにより波の概略の入
射角度を推定する処理を行い、波の入射角度を概略の入
射角度とするように構成したので、等間隔リニアアレー
の相関行列からの誤差と、測角結果の推定誤差は相乗的
に小さくなり、推定精度をより向上させることができる
効果がある。
According to the present invention, the correlation matrix having the cross-correlation values of the virtual reception signals of the reception channels of the virtual array as elements is determined, and the average of a plurality of sub-matrices of the correlation matrix is obtained. A process of estimating the approximate incident angle of the wave by the MUSIC algorithm with respect to this averaged correlation matrix is performed so that the incident angle of the wave is set to the approximate incident angle, so from the correlation matrix of the equally spaced linear array And the estimation error of the angle measurement result are synergistically reduced, which has the effect of further improving the estimation accuracy.

【0092】この発明によれば、仮想アレーの受信チャ
ネルの仮想的な受信信号の相互相関値を要素とする相関
行列を求め、この相関行列の複数個の部分行列を平均す
ることにより平均化相関行列を求め、この平均化相関行
列についてMUSICアルゴリズムもしくはESPRI
Tアルゴリズムにより波の入射角度を推定するように構
成したので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差
と、測角結果の推定誤差は相乗的に小さくなり、推定精
度をより向上させることができる効果がある。
According to the present invention, the correlation matrix having the cross-correlation value of the virtual reception signal of the reception channel of the virtual array as an element is obtained, and a plurality of partial matrices of the correlation matrix are averaged to obtain an averaged correlation. A matrix is obtained, and the MUSIC algorithm or ESPRI is used for the averaged correlation matrix.
Since the angle of incidence of the wave is estimated by the T algorithm, the error from the correlation matrix of the equally spaced linear array and the estimation error of the angle measurement result are synergistically reduced, and the estimation accuracy can be further improved. There is.

【0093】この発明によれば、各実アレーの受波素子
を介して受信信号を受信し、マルチビームを形成してそ
れぞれのビームの出力信号をビーム出力信号算出手段に
より算出し、この各ビームの出力信号の電力を出力信号
電力算出手段により算出し、この各ビームの出力信号の
電力を比較して、最も高い電力となる数個のビームを選
択することにより、概略の波の入射角度を決定して粗測
角結果として概略入射角度決定手段から出力し、この粗
測角結果を改めて角度セクタと設定し直し、この角度セ
クタにおける仮想等間隔リニアアレーのステアリングベ
クトルで定義されるアレー変換行列を変換行列再算出手
段により算出し、アレー変換行列から得た第1の相関行
列を用いて第4の相関行列を算出し、この第4の相関行
列を空間スムージング処理し第5の相関行列を第2の空
間スムージング行列算出手段により算出し、この第5の
相関行列をMUSIC測角処理し波の入射角を推定し第
2のMUSIC測角処理手段により、この推定された波
の入射角を測角結果出力手段により表示するように構成
したので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差は
小さくなり、従来例に比べ統計的に入射角の推定精度を
向上させることができるとともに、演算負荷を小さくで
きる効果がある。
According to the present invention, a reception signal is received via the receiving element of each real array, a multi-beam is formed, and an output signal of each beam is calculated by the beam output signal calculation means. The output signal power is calculated by output signal power calculation means, the power of the output signal of each beam is compared, and several beams having the highest power are selected, so that the approximate incident angle of the wave is obtained. Determined and output from the approximate incident angle determining means as a coarse angle measurement result, resetting this coarse angle measurement result as an angle sector again, and an array transformation matrix defined by a steering vector of a virtual equally spaced linear array in this angle sector. A fourth correlation matrix is calculated by using a first correlation matrix calculated by the conversion matrix recalculation means and obtained from the array conversion matrix, and the fourth correlation matrix is spatially smoothed. The fifth correlation matrix is calculated by the second spatial smoothing matrix calculation means, and the fifth correlation matrix is subjected to MUSIC angle measurement processing to estimate the wave incident angle, and the second MUSIC angle measurement processing means Since the estimated angle of incidence of the wave is configured to be displayed by the angle measurement result output means, the error from the correlation matrix of the equally spaced linear array is reduced, and the accuracy of the estimation of the angle of incidence is statistically improved compared to the conventional example. In addition to this, there is an effect that the calculation load can be reduced.

【0094】この発明によれば、仮想等間隔リニアアレ
ーのステアリングベクトルを仮想アレー配列設定手段に
より設定し、この仮想等間隔リニアアレーのステアリン
グベクトルで定義されるアレー変換行列をアレー変換行
列算出手段により算出し、各実アレーの受波素子からの
受信信号を観測し、それらの第1の相関行列を相関行列
算出手段により算出し、アレー変換行列と第1の相関行
列とを入力し、これらアレー変換行列と第1の相関行列
とを用いて第2の相関行列を算出し、この第2の相関行
列を空間スムージング処理し第3の相関行列を第1の空
間スムージング行列算出手段により算出し、この第3の
相関行列をMUSIC測角処理し、入射方向推定値の近
傍の角度範囲とし、この粗測角結果のみを第1のMUS
IC測角処理手段により推定し、この推定された粗測角
結果を参照し、仮想リニアアレーの素子配列を仮想リニ
アアレー再設定手段により再設定し、この粗測角結果を
改めて角度セクタと設定し直し、この角度セクタにおけ
る仮想等間隔リニアアレーのステアリングベクトルで定
義されるアレー変換行列を変換行列再算出手段により算
出し、アレー変換行列と仮想リニアアレーの素子配列を
用いて第4の相関行列を算出し、この第4の相関行列を
空間スムージング処理し第5の相関行列を第2の空間ス
ムージング行列算出手段により算出し、この第5の相関
行列をMUSIC測角処理し波の入射角を第2のMUS
IC測角処理手段により推定し、この推定された波の入
射角を測角結果出力手段により表示するように構成した
ので、等間隔リニアアレーの相関行列からの誤差は小さ
くなり、従来例に比べ統計的に入射角の推定精度を向上
させることができるとともに、仮想リニアアレーアンテ
ナの開口方向正面から電波が入射することになるので測
角精度を向上させることができる効果がある。
According to the present invention, the steering vector of the virtual equally-spaced linear array is set by the virtual array arrangement setting means, and the array transformation matrix defined by the steering vector of the virtual equally-spaced linear array is calculated by the array transformation matrix calculation means. The received signals from the receiving elements of each real array are observed, their first correlation matrices are calculated by the correlation matrix calculation means, and an array transformation matrix and a first correlation matrix are input. And a first correlation matrix to calculate a second correlation matrix, perform spatial smoothing processing on the second correlation matrix, and calculate a third correlation matrix by first spatial smoothing matrix calculating means. 3 is subjected to MUSIC angle measurement processing to obtain an angle range near the estimated value of the incident direction, and only the result of the coarse angle measurement is used as the first MUS
Estimated by the IC angle measurement processing means, referring to the estimated coarse angle measurement result, resetting the element array of the virtual linear array by the virtual linear array resetting means, and resetting the coarse angle measurement result as an angle sector again. Calculating an array transformation matrix defined by the steering vector of the virtual equally-spaced linear array in this angular sector by a transformation matrix recalculating means, and calculating a fourth correlation matrix using the array transformation matrix and the element array of the virtual linear array; The fourth correlation matrix is subjected to spatial smoothing processing, the fifth correlation matrix is calculated by the second spatial smoothing matrix calculation means, and the fifth correlation matrix is subjected to MUSIC angle measurement processing to determine the incident angle of the wave to the second MUSIC.
Since the angle of incidence of the wave is estimated by the IC angle measurement processing means and the estimated angle of incidence of the wave is displayed by the angle measurement result output means, the error from the correlation matrix of the equally spaced linear array is reduced, and the statistical In addition, the accuracy of estimation of the incident angle can be improved, and the radio wave is incident from the front of the virtual linear array antenna in the opening direction, so that the angle measurement accuracy can be improved.

【0095】この発明によれば、仮想等間隔リニアアレ
ーのステアリングベクトルを仮想アレー配列設定手段に
より設定し、この定義されるアレー変換行列をアレー変
換行列算出手段により算出し、各実アレーの受波素子か
らの受信信号を観測し相関行列算出手段により第1の相
関行列を算出し、アレー変換行列と第1の相関行列とを
入力し、これらアレー変換行列と第1の相関行列とを用
いて第2の相関行列を算出し、この第2の相関行列を空
間スムージング処理し第3の相関行列を第1の空間スム
ージング行列算出手段により算出し、この第3の相関行
列をMUSIC測角処理し、入射方向推定値の近傍の角
度範囲としての粗測角結果のみを第1のMUSIC測角
処理手段により推定し、この推定した測角結果を測角結
果記憶手段に記憶し、この粗測角結果を改めて角度セク
タと設定し直し、この角度セクタにおける仮想等間隔リ
ニアアレーのステアリングベクトルで定義されるアレー
変換行列を変換行列再算出手段により算出し、このアレ
ー変換行列と第1の相関行列を用いて第4の相関行列を
算出し、この第4の相関行列を空間スムージング処理し
第5の相関行列を第2の空間スムージング行列算出手段
により算出し、この第5の相関行列をMUSIC測角処
理し波の入射角を第2のMUSIC測角処理手段により
推定し、この推定された測角結果と記憶された測角結果
とを比較し、その差が所定の閾値より小さいか否かを判
断し、小さい場合には第2のMUSIC測角処理手段で
推定された測角結果を測角結果更新幅判定手段により出
力し、この推定された波の入射角を測角結果出力手段に
より表示するように構成したので、等間隔リニアアレー
の相関行列からの誤差は小さくなり、従来例に比べ統計
的に入射角の推定精度を向上させることができるととも
に、仮想リニアアレーアンテナの開口方向正面から電波
が入射することになるので測角精度を向上させることが
できる効果がある。
According to the present invention, the steering vector of the virtual equally-spaced linear array is set by the virtual array array setting means, and the defined array conversion matrix is calculated by the array conversion matrix calculation means. , A first correlation matrix is calculated by a correlation matrix calculation unit, an array transformation matrix and a first correlation matrix are input, and a first correlation matrix is calculated using the array transformation matrix and the first correlation matrix. 2, the second correlation matrix is subjected to spatial smoothing processing, the third correlation matrix is calculated by first spatial smoothing matrix calculation means, and the third correlation matrix is subjected to MUSIC angle measurement processing. Only the coarse angle measurement result as the angle range near the incident direction estimation value is estimated by the first MUSIC angle measurement processing means, and the estimated angle measurement result is stored in the angle measurement result storage means. The result of the coarse angle measurement is set again as an angle sector, and an array transformation matrix defined by a steering vector of a virtual equally-spaced linear array in this angle sector is calculated by a transformation matrix recalculating means. The fourth correlation matrix is calculated by using the correlation matrix of (5), the fourth correlation matrix is subjected to spatial smoothing processing, and the fifth correlation matrix is calculated by the second spatial smoothing matrix calculation means. Is subjected to MUSIC angle measurement processing, the wave incidence angle is estimated by the second MUSIC angle measurement processing means, the estimated angle measurement result is compared with the stored angle measurement result, and the difference is smaller than a predetermined threshold value. The angle measurement result estimated by the second MUSIC angle measurement processing means is output by the angle measurement result update width determination means, and the angle of incidence of the estimated wave is determined if the angle is small. Since it is configured to be displayed by the angle result output means, the error from the correlation matrix of the equally spaced linear array is reduced, and the accuracy of estimation of the incident angle can be statistically improved as compared with the conventional example. Since a radio wave is incident from the front in the opening direction, there is an effect that the angle measurement accuracy can be improved.

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

【図1】 この発明の実施の形態1による測角信号処理
装置を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an angle measurement signal processing device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1による測角信号処理
装置の動作手順を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing an operation procedure of the angle measurement signal processing device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態1による測角信号処理
装置におけるアレー変換行列の算出に用いる角度セクタ
と入射角真値と粗測角結果との関係について示す説明図
である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship among an angle sector, an incident angle true value, and a coarse angle measurement result used for calculating an array transformation matrix in the angle measurement signal processing device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態2による測角信号処理
装置を示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing an angle measurement signal processing device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態2による測角信号処理
装置の動作手順を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing an operation procedure of the angle measurement signal processing device according to the second embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態2による測角信号処理
装置においてアレー変換行列の算出に用いる角度セレク
タ、ビームの指向性、および入射角真値との関係につい
て説明する波形図である。
FIG. 6 is a waveform diagram illustrating a relationship between an angle selector used for calculating an array transformation matrix, a beam directivity, and a true incident angle value in the angle measurement signal processing device according to the second embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態3による測角信号処理
装置を示す構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating an angle measurement signal processing device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態3による測角信号処理
装置の動作手順を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing an operation procedure of the angle measurement signal processing device according to the third embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態3による測角信号処理
装置において入射角真値と仮想等間隔リニアアレーとの
関係を示す構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating a relationship between a true value of an incident angle and a virtual equally-spaced linear array in the angle measurement signal processing device according to the third embodiment of the present invention;

【図10】 この発明の実施の形態4による測角信号処
理装置を示す構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram illustrating an angle measurement signal processing device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】 この発明の実施の形態4による測角信号処
理装置の動作手順を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing an operation procedure of the angle measurement signal processing device according to the fourth embodiment of the present invention.

【図12】 従来のアレーアンテナを用いた測角信号処
理装置を示した構成図である。
FIG. 12 is a configuration diagram showing a conventional angle measurement signal processing device using an array antenna.

【図13】 実アレーアンテナから仮想リニアアレーア
ンテナへの変換の概念を示す概念図である。
FIG. 13 is a conceptual diagram showing the concept of conversion from a real array antenna to a virtual linear array antenna.

【図14】 従来の測角信号処理装置の測角信号処理方
法を示すフローチャートである。
FIG. 14 is a flowchart illustrating an angle measurement signal processing method of a conventional angle measurement signal processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 素子アンテナ、11 仮想アレー配列設定手段、1
2 アレー変換行列算出手段、13 相関行列算出手
段、14 第1の空間スムージング行列算出手段、15
第1のMUSIC測角処理手段、16,42 変換行
列再算出手段、17 第2の空間スムージング行列算出
手段、18 第2のMUSIC測角処理手段、19 測
角結果出力手段、23 ビーム出力信号算出手段、24
出力信号電力算出手段、25 概略入射角度決定手
段、31 仮想リニアアレー再設定手段、41 測角結
果記憶手段、43 測角結果更新幅判定手段。
1 element antenna, 11 virtual array arrangement setting means, 1
2 array transformation matrix calculation means, 13 correlation matrix calculation means, 14 first spatial smoothing matrix calculation means, 15
First MUSIC angle measurement processing means, 16, 42 Conversion matrix recalculation means, 17 Second spatial smoothing matrix calculation means, 18 Second MUSIC angle measurement processing means, 19 Angle measurement result output means, 23 Beam output signal calculation Means, 24
Output signal power calculation means, 25 approximate incident angle determination means, 31 virtual linear array resetting means, 41 angle measurement result storage means, 43 angle measurement result update width determination means.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 仮想等間隔リニアアレーのステアリング
ベクトルを設定する仮想アレー配列設定手段と、 この仮想等間隔リニアアレーのステアリングベクトルで
定義されるアレー変換行列を算出するアレー変換行列算
出手段と、 各実アレーの受波素子からの受信信号を観測し第1の相
関行列を算出する相関行列算出手段と、 上記アレー変換行列算出手段からのアレー変換行列と上
記相関行列算出手段からの第1の相関行列とを入力し、
該アレー変換行列と第1の相関行列とを用いて第2の相
関行列を算出し、この第2の相関行列を空間スムージン
グ処理し第3の相関行列を算出する第1の空間スムージ
ング行列算出手段と、 この第1の空間スムージング行列算出手段からの空間ス
ムージング処理された第3の相関行列をMUSIC測角
処理し、波の入射方向推定値の近傍の角度範囲としての
粗測角結果のみを推定する第1のMUSIC測角処理手
段と、 この第1のMUSIC測角処理手段で推定された粗測角
結果を改めて角度セクタと設定し直し、この角度セクタ
における仮想等間隔リニアアレーのステアリングベクト
ルで定義されるアレー変換行列を算出する変換行列再算
出手段と、 この変換行列再算出手段で得たアレー変換行列と上記相
関行列算出手段で得た第1の相関行列を用いて第4の相
関行列を算出し、この第4の相関行列を空間スムージン
グ処理し第5の相関行列を算出する第2の空間スムージ
ング行列算出手段と、 この第2の空間スムージング行列算出手段で得た第5の
相関行列をMUSIC測角処理し波の入射角を推定する
第2のMUSIC測角処理手段と、 この第2のMUSIC測角処理手段で推定された波の入
射角を表示する測角結果出力手段とを備えた測角信号処
理装置。
1. A virtual array arrangement setting means for setting a steering vector of a virtual equally-spaced linear array; an array transformation matrix calculating means for calculating an array transformation matrix defined by the steering vector of the virtual equally-spaced linear array; A correlation matrix calculating means for observing a received signal from the receiving element and calculating a first correlation matrix; and an array transformation matrix from the array transformation matrix calculating means and a first correlation matrix from the correlation matrix calculating means. And enter
A first spatial smoothing matrix calculating means for calculating a second correlation matrix using the array transform matrix and the first correlation matrix, and performing a spatial smoothing process on the second correlation matrix to calculate a third correlation matrix And MUSIC angle measurement processing of the spatially smoothed third correlation matrix from the first space smoothing matrix calculation means, and estimates only the coarse angle measurement result as an angle range near the wave incident direction estimation value. First MUSIC angle measurement processing means, and a coarse angle measurement result estimated by the first MUSIC angle measurement processing means is set again as an angle sector, and is defined by a steering vector of a virtual equally-spaced linear array in this angle sector. Transformation matrix recalculation means for calculating an array transformation matrix to be calculated, an array transformation matrix obtained by the transformation matrix recalculation means, and a first phase obtained by the correlation matrix calculation means. A second spatial smoothing matrix calculating means for calculating a fourth correlation matrix using the matrix, performing a spatial smoothing process on the fourth correlation matrix to calculate a fifth correlation matrix, and calculating the second spatial smoothing matrix. A second MUSIC angle measurement processing means for performing MUSIC angle measurement processing on the fifth correlation matrix obtained by the means and estimating an incident angle of the wave; An angle measurement signal processing device comprising: an angle measurement result output unit for displaying.
【請求項2】 複数の受波素子からなる実アレーの受信
チャネルの受信信号を互いに等間隔で線形に配列した複
数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの受信チャネル
の仮想的な受信信号に変換する変換行列を求め、 この変換行列を実アレーの受信チャネルの受信信号に作
用させて受信チャネルの仮想的な受信信号を求める処理
を行い、 この受信チャネルの仮想的な受信信号を用いて受波素子
に入射する波の入射方向を推定する測角信号処理装置に
おける測角信号処理方法において、 上記実アレーに概略の入射角度から入射する波の各受信
チャネルにおける振幅と位相の応答を示す実アレーベク
トルから上記変換行列と上記仮想アレーに概略の角度か
ら入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応
答を示す仮想アレーベクトルとの積算ベクトル値を減算
し、 この減算したベクトル値の2乗ノルム式と入射波の番号
についての総計演算値との積算値である評価関数を算出
し、この評価関数が最小になるように上記変換行列を決
定することを特徴とする測角信号処理装置における測角
信号処理方法。
2. A virtual reception signal of a reception channel of a virtual array composed of a plurality of virtual reception elements in which reception signals of a reception channel of a real array composed of a plurality of reception elements are linearly arranged at regular intervals. A conversion matrix to be converted is obtained, a process for obtaining a virtual reception signal of the reception channel by applying the conversion matrix to a reception signal of the reception channel of the real array is performed, and reception is performed using the virtual reception signal of the reception channel. In the angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing device for estimating the incident direction of the wave incident on the wave element, the actual array showing the amplitude and phase response in each reception channel of the wave incident from the approximate incident angle on the actual array. The product of the transformation matrix from the array vector and the virtual array vector indicating the amplitude and phase response of each of the channels incident on the virtual array at an approximate angle. The calculated vector value is subtracted, and an evaluation function that is an integrated value of the square norm expression of the subtracted vector value and the total operation value of the incident wave number is calculated, and the conversion is performed so that the evaluation function is minimized. An angle measurement signal processing method in an angle measurement signal processing device, wherein a matrix is determined.
【請求項3】 複数の受波素子からなる実アレーの受信
チャネルの受信信号を互いに等間隔で線形に配列した複
数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの受信チャネル
の仮想的な受信信号に変換する変換行列を求め、 この変換行列を実アレーの受信チャネルの受信信号に作
用させて受信チャネルの仮想的な受信信号を求める処理
を行い、 この受信チャネルの仮想的な受信信号を用いて受波素子
に入射する波の入射方向を推定する測角信号処理装置に
おける測角信号処理方法において、 上記実アレーに概略の入射角度から入射する波の各受信
チャネルにおける振幅と位相の応答を示す実アレーベク
トルから上記変換行列と上記仮想アレーに概略の角度か
ら入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応
答を示す仮想アレーベクトルとの積算ベクトル値を減算
し、 この減算したベクトル値の2乗ノルム式の所定の角度範
囲の値の平均値と入射波の番号についての総計演算値と
の積算値である評価関数を算出し、この評価関数が最小
になるように上記変換行列を決定することを特徴とする
測角信号処理装置における測角信号処理方法。
3. A reception signal of a reception channel of a real array composed of a plurality of reception elements is linearly arranged at equal intervals linearly into a virtual reception signal of a reception channel of a virtual array composed of a plurality of virtual reception elements. A conversion matrix to be converted is obtained, a process for obtaining a virtual reception signal of the reception channel by applying the conversion matrix to a reception signal of the reception channel of the real array is performed, and a reception is performed using the virtual reception signal of the reception channel. In the angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing apparatus for estimating the incident direction of the wave incident on the wave element, the actual array showing the amplitude and phase response of each of the reception channels of the wave incident from the approximate incident angle on the actual array The product of the transformation matrix from the array vector and the virtual array vector indicating the amplitude and phase response of each of the channels incident on the virtual array at an approximate angle. The calculated vector value is subtracted, and an evaluation function that is an integrated value of an average value of values of a predetermined angle range of a square norm expression of the subtracted vector value and a total operation value of an incident wave number is calculated. An angle measurement signal processing method in an angle measurement signal processing device, wherein the conversion matrix is determined so that an evaluation function is minimized.
【請求項4】 複数の受波素子からなる実アレーの受信
チャネルの受信信号を互いに等間隔で線形に配列した複
数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの受信チャネル
の仮想的な受信信号に変換する変換行列を求め、 この変換行列を実アレーの受信チャネルの受信信号に作
用させて受信チャネルの仮想的な受信信号を求める処理
を行い、 この受信チャネルの仮想的な受信信号を用いて受波素子
に入射する波の入射方向を推定する測角信号処理装置に
おける測角信号処理方法において、 上記実アレーに概略の入射角度から入射する波の各受信
チャネルにおける振幅と位相の応答を示す実アレーベク
トルの相互相関値を要素とする相関行列を求め、この相
関行列の複数個の部分行列を平均することにより平均化
相関行列を求め、この平均化相関行列について、MUS
ICアルゴリズムにより波の入射方向を推定する処理を
行い、 このMUSICアルゴリズムで求める上記相関行列の固
有ベクトルと上記実アレーベクトルとの内積の逆数で与
えられる方位スペクトルが所定の値を超える角度範囲に
おける値の平均値を最小にするように上記変換行列を決
定することを特徴とする測角信号処理装置における測角
信号処理方法。
4. A reception signal of a reception channel of a real array composed of a plurality of reception elements is converted into a virtual reception signal of a reception channel of a virtual array composed of a plurality of virtual reception elements linearly arranged at equal intervals linearly. A conversion matrix to be converted is obtained, a process for obtaining a virtual reception signal of the reception channel by applying the conversion matrix to a reception signal of the reception channel of the real array is performed, and reception is performed using the virtual reception signal of the reception channel. In the angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing device for estimating the incident direction of the wave incident on the wave element, the actual array showing the amplitude and phase response in each reception channel of the wave incident from the approximate incident angle on the actual array. A correlation matrix having the cross-correlation value of the array vector as an element is obtained, and an averaged correlation matrix is obtained by averaging a plurality of partial matrices of the correlation matrix. For the column, MUS
A process for estimating the incident direction of the wave by the IC algorithm is performed. An angle measurement signal processing method in an angle measurement signal processing device, wherein the conversion matrix is determined so as to minimize an average value.
【請求項5】 仮想アレーの受信チャネルの仮想的な受
信信号の相互相関値を要素とする相関行列を求め、この
相関行列の複数個の部分行列を平均することにより平均
化相関行列を求め、この平均化相関行列についてMUS
ICアルゴリズムにより波の概略の入射角度を推定する
処理を行い、この処理値を概略の入射角度とすることを
特徴とする請求項2または請求項3記載の測角信号処理
装置における測角信号処理方法。
5. A correlation matrix having a cross-correlation value of a virtual reception signal of a reception channel of a virtual array as an element, and an averaged correlation matrix is obtained by averaging a plurality of partial matrices of the correlation matrix. MUS for this averaged correlation matrix
4. The angle measurement signal processing in the angle measurement signal processing device according to claim 2, wherein a process of estimating a rough incident angle of the wave is performed by an IC algorithm, and the processed value is used as a rough incident angle. Method.
【請求項6】 仮想アレーの受信チャネルの仮想的な受
信信号の相互相関値を要素とする相関行列を求め、この
相関行列の複数個の部分行列を平均することにより平均
化相関行列を求め、この平均化相関行列についてMUS
ICアルゴリズムもしくはESPRITアルゴリズムに
より波の入射角度を推定することを特徴とする請求項2
から請求項4のうちいずれか1項記載の測角信号処理装
置における測角信号処理方法。
6. A correlation matrix having a cross-correlation value of a virtual reception signal of a reception channel of the virtual array as an element, and an averaged correlation matrix is obtained by averaging a plurality of partial matrices of the correlation matrix. MUS for this averaged correlation matrix
3. The wave incident angle is estimated by an IC algorithm or an ESPRIT algorithm.
An angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing device according to any one of claims 1 to 4.
【請求項7】 実アレーの受信チャネルの受信信号を用
いて互いに異なる所定の方向を指向したビームを複数本
形成する処理を行い、ビームの出力信号の電力が最も高
い数本のビームを選択する処理を行い、上記ビームを選
択する処理で抽出されたビームの指向方向を概略の入射
角度とすることを特徴とする請求項2、請求項3または
請求項6のうちのいずれか1項記載の測角信号処理装置
における測角信号処理方法。
7. A process of forming a plurality of beams directed in predetermined directions different from each other by using reception signals of reception channels of a real array, and selecting several beams having the highest power of output signals of the beams. 7. The method according to claim 2, wherein a direction of the beam extracted in the process of selecting the beam is set to an approximate incident angle. An angle measurement signal processing method in an angle measurement signal processing device.
【請求項8】 互いに等間隔で線形に配列した複数の仮
想の受波素子からなる仮想アレーの配列を波の概略の入
射角に合わせて定めることを特徴とする請求項2または
請求項7記載の測角信号処理装置における測角信号処理
方法。
8. The arrangement of a virtual array comprising a plurality of virtual receiving elements linearly arranged at regular intervals from each other, wherein the arrangement of the virtual array is determined in accordance with the approximate incident angle of the wave. Angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing device of the above.
【請求項9】 互いに等間隔で線形に配列した複数の仮
想の受波素子からなる仮想アレーの配列が波の概略の入
射角に垂直になるように定めることを特徴とする請求項
2または請求項3記載の測角信号処理装置における測角
信号処理方法。
9. The arrangement of a virtual array composed of a plurality of virtual receiving elements linearly arranged at equal intervals from each other is determined so as to be perpendicular to the approximate incident angle of the wave. Item 4. A method of processing an angle measurement signal in the angle measurement signal processing device according to Item 3.
【請求項10】 複数の受波素子からなる実アレーの受
信チャネルの受信信号を互いに等間隔で線形に配列した
複数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの受信チャネ
ルの仮想的な受信信号に変換する変換行列を求め、 この変換行列を実アレーの受信チャネルの受信信号に作
用させて受信チャネルの仮想的な受信信号を求める処理
を行い、 この受信チャネルの仮想的な受信信号を用いて受波素子
に入射する波の入射角度を推定する測角信号処理装置に
おける測角信号処理方法において、 上記実アレーに概略の入射角度から入射する波の各受信
チャネルにおける振幅と位相の応答を示す実アレーベク
トルから上記変換行列と上記仮想アレーに概略の角度か
ら入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応
答を示す仮想アレーベクトルとの積算ベクトル値を減算
し、 この減算したベクトル値の2乗ノルム式と入射波の番号
についての総計演算値との積算値である評価関数を算出
し、この評価関数が最小になるように上記変換行列を決
定し、 この変換行列を実アレーの受信チャネルの受信信号に作
用させて受信チャネルの仮想的な受信信号を求める処理
を行い、この受信チャネルの仮想的な受信信号を用いて
受波素子に入射する波の入射角度を推定する測角処理を
行い、 この推定入射角と上記概略の入射角度との差が所定の値
に比べ小さければ上記推定入射角を測角結果と出力し、
一方大きければ、上記推定入射角を上記概略の入射角度
に置き換えて上記変換行列を決定する処理に戻ることを
特徴とする測角信号処理装置における測角信号処理方
法。
10. A reception signal of a reception channel of a real array including a plurality of reception elements is linearly arranged at equal intervals linearly into a virtual reception signal of a reception channel of a virtual array including a plurality of virtual reception elements. A conversion matrix to be converted is obtained, a process for obtaining a virtual reception signal of the reception channel by applying the conversion matrix to a reception signal of the reception channel of the real array is performed, and a reception is performed using the virtual reception signal of the reception channel. In the angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing device for estimating the incident angle of the wave incident on the wave element, the actual array showing the response of the amplitude and the phase in each reception channel of the wave incident from the approximate incident angle to the actual array. The transformation matrix from the array vector and the virtual array vector indicating the response of the amplitude and phase in each receiving channel of the wave incident on the virtual array at an approximate angle. The integrated vector value is subtracted, and an evaluation function that is an integrated value of the square norm expression of the subtracted vector value and the total operation value of the incident wave number is calculated. A matrix is determined, a process for obtaining a virtual reception signal of the reception channel by applying the conversion matrix to a reception signal of the reception channel of the real array is performed, and a receiving element is generated using the virtual reception signal of the reception channel. Perform angle measurement processing to estimate the incident angle of the wave incident on the, if the difference between the estimated incident angle and the approximate incident angle is smaller than a predetermined value, output the estimated incident angle as the angle measurement result,
On the other hand, if the angle is larger, the estimated angle of incidence is replaced with the approximate angle of incidence and the process returns to the process of determining the conversion matrix.
【請求項11】 複数の受波素子からなる実アレーの受
信チャネルの受信信号を互いに等間隔で線形に配列した
複数の仮想の受波素子からなる仮想アレーの受信チャネ
ルの仮想的な受信信号に変換する変換行列を求め、 この変換行列を実アレーの受信チャネルの受信信号に作
用させて受信チャネルの仮想的な受信信号を求める処理
を行い、 この受信チャネルの仮想的な受信信号を用いて受波素子
に入射する波の入射方向を推定する測角信号処理装置に
おける測角信号処理方法において、 上記実アレーに概略の入射角度から入射する波の各受信
チャネルにおける振幅と位相の応答を示す実アレーベク
トルから上記変換行列と上記仮想アレーに概略の角度か
ら入射する波の各受信チャネルにおける振幅と位相の応
答を示す仮想アレーベクトルとの積算ベクトル値を減算
し、 この減算したベクトル値の2乗ノルム式の所定の角度範
囲の値の平均値と入射波の番号についての総計演算値と
の積算値である評価関数を算出し、この評価関数が最小
になるように上記変換行列を決定し、 この変換行列を実アレーの受信チャネルの受信信号に作
用させて受信チャネルの仮想的な受信信号を求める処理
を行い、この受信チャネルの仮想的な受信信号を用いて
受波素子に入射する波の入射角度を推定する測角処理を
行い、 この推定入射角と上記概略の入射角度との差が所定の値
に比べ小さければ上記推定入射角を測角結果として出力
し、一方大きければ、上記推定入射角を上記概略の入射
角度に置き換えて上記変換行列を決定する処理に戻るこ
とを特徴とする測角信号処理装置における測角信号処理
方法。
11. A reception signal of a reception channel of a real array composed of a plurality of reception elements is converted into a virtual reception signal of a reception channel of a virtual array composed of a plurality of virtual reception elements linearly arranged at equal intervals. A conversion matrix to be converted is obtained, a process for obtaining a virtual reception signal of the reception channel by applying the conversion matrix to a reception signal of the reception channel of the real array is performed, and a reception is performed using the virtual reception signal of the reception channel. In the angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing apparatus for estimating the incident direction of the wave incident on the wave element, the actual array showing the amplitude and phase response of each of the reception channels of the wave incident from the approximate incident angle on the actual array. The transformation matrix from the array vector and the virtual array vector indicating the response of the amplitude and phase in each receiving channel of the wave incident on the virtual array at an approximate angle. The integrated vector value is subtracted, and an evaluation function which is an integrated value of an average value of values of a predetermined angle range of a square norm expression of the subtracted vector value and a total calculated value of the incident wave number is calculated. The conversion matrix is determined so that the evaluation function is minimized, and the conversion matrix is applied to the reception signal of the reception channel of the real array to perform processing for obtaining a virtual reception signal of the reception channel. Angle measurement processing for estimating the incident angle of the wave incident on the receiving element using a typical received signal, and if the difference between the estimated incident angle and the approximate incident angle is smaller than a predetermined value, the estimated incident angle is calculated. Outputting the angle as the angle measurement result, and if the angle is large, returning to the process of determining the conversion matrix by replacing the estimated incident angle with the approximate angle of incidence. Law.
【請求項12】 仮想アレーの受信チャネルの仮想的な
受信信号の相互相関値を要素とする相関行列を求め、こ
の相関行列の複数個の部分行列を平均することにより平
均化相関行列を求め、この平均化相関行列についてMU
SICアルゴリズムにより波の概略の入射角度を推定す
る処理を行い、波の入射角度を上記概略の入射角度とす
ることを特徴とする請求項10または請求項11記載の
測角信号処理装置における測角信号処理方法。
12. A correlation matrix having a cross-correlation value of a virtual reception signal of a reception channel of a virtual array as an element, and an averaged correlation matrix is obtained by averaging a plurality of partial matrices of the correlation matrix. MU for this averaged correlation matrix
The angle measurement in the angle measurement signal processing device according to claim 10 or 11, wherein a process of estimating a rough incident angle of the wave is performed by an SIC algorithm, and the wave incident angle is set to the rough incident angle. Signal processing method.
【請求項13】 仮想アレーの受信チャネルの仮想的な
受信信号の相互相関値を要素とする相関行列を求め、こ
の相関行列の複数個の部分行列を平均することにより平
均化相関行列を求め、この平均化相関行列についてMU
SICアルゴリズムもしくはESPRITアルゴリズム
により波の入射角度を推定することを特徴とする請求項
10または請求項11記載の測角信号処理装置における
測角信号処理方法。
13. A correlation matrix having a cross-correlation value of a virtual reception signal of a reception channel of a virtual array as an element, and an averaged correlation matrix is obtained by averaging a plurality of partial matrices of the correlation matrix. MU for this averaged correlation matrix
The angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing device according to claim 10 or 11, wherein the wave incident angle is estimated by an SIC algorithm or an ESPRIT algorithm.
【請求項14】 各実アレーの受波素子を介して受信信
号を受信し、マルチビームを形成してそれぞれのビーム
の出力信号を算出するビーム出力信号算出手段と、 このビーム出力信号算出手段で算出した各ビームの出力
信号の電力を算出する出力信号電力算出手段と、 この出力信号電力算出手段からの各ビームの出力信号の
電力を比較して、最も高い電力となる数個のビームを選
択することにより、概略の波の入射角度を決定して粗測
角結果として出力する概略入射角度決定手段と、 この概略入射角度決定手段で推定された粗測角結果を改
めて角度セクタと設定し直し、再度、仮想等間隔リニア
アレーのステアリングベクトルで定義されるアレー変換
行列を算出する変換行列再算出手段と、 この変換行列再算出手段で得たアレー変換行列から得た
第1の相関行列を用いて第4の相関行列を算出し、この
第4の相関行列を空間スムージング処理し第5の相関行
列を算出する第2の空間スムージング行列算出手段と、 この第2の空間スムージング行列算出手段で得た第5の
相関行列をMUSIC測角処理し波の入射角を推定する
第2のMUSIC測角処理手段と、 この第2のMUSIC測角処理手段で推定された波の入
射角を表示する測角結果出力手段とを備えた測角信号処
理装置。
14. A beam output signal calculating means for receiving a received signal via a receiving element of each real array, forming a multi-beam and calculating an output signal of each beam, and a beam output signal calculating means. An output signal power calculating means for calculating the calculated power of the output signal of each beam, and comparing the power of the output signal of each beam from the output signal power calculating means, select several beams having the highest power. By doing so, the approximate incident angle determining means for determining the approximate incident angle of the wave and outputting the result as a coarse angle measurement result, and resetting the coarse angle measurement result estimated by the general incident angle determining means as an angle sector again Again, a transformation matrix recalculation means for calculating an array transformation matrix defined by the steering vector of the virtual equally-spaced linear array, and an array transformation matrix obtained by the transformation matrix recalculation means. A second spatial smoothing matrix calculating means for calculating a fourth correlation matrix using the obtained first correlation matrix, performing a spatial smoothing process on the fourth correlation matrix to calculate a fifth correlation matrix, MUSIC angle measurement processing of the fifth correlation matrix obtained by the second spatial smoothing matrix calculation means to estimate the angle of incidence of the wave; and An angle measurement result output unit for displaying an angle of incidence of the wave.
【請求項15】 仮想等間隔リニアアレーのステアリン
グベクトルを設定する仮想アレー配列設定手段と、 この仮想等間隔リニアアレーのステアリングベクトルで
定義されるアレー変換行列を算出するアレー変換行列算
出手段と、 各実アレーの受波素子からの受信信号を観測し、それら
の第1の相関行列を算出する相関行列算出手段と、 上記アレー変換行列算出手段からのアレー変換行列と上
記相関行列算出手段からの第1の相関行列とを入力し、
これらアレー変換行列と第1の相関行列とを用いて第2
の相関行列を算出し、この第2の相関行列を空間スムー
ジング処理し第3の相関行列を算出する第1の空間スム
ージング行列算出手段と、 この第1の空間スムージング行列算出手段からの空間ス
ムージング処理された第3の相関行列をMUSIC測角
処理し、入射方向推定値の近傍の角度範囲としての粗測
角結果のみを推定する第1のMUSIC測角処理手段
と、 この第1のMUSIC測角処理手段で推定された粗測角
結果を参照し、仮想リニアアレーの素子配列を再設定す
る仮想リニアアレー再設定手段と、 この第1のMUSIC測角処理手段で推定された粗測角
結果を改めて角度セクタと設定し直し、この角度セクタ
における仮想等間隔リニアアレーのステアリングベクト
ルで定義されるアレー変換行列を算出する変換行列再算
出手段と、 この変換行列再算出手段から得たアレー変換行列と上記
仮想リニアアレー再設定手段から得た仮想リニアアレー
の素子配列を用いて第4の相関行列を算出し、この第4
の相関行列を空間スムージング処理し第5の相関行列を
算出する第2の空間スムージング行列算出手段と、 この第2の空間スムージング行列算出手段で得た第5の
相関行列をMUSIC測角処理し波の入射角を推定する
第2のMUSIC測角処理手段と、 この第2のMUSIC測角処理手段で推定された波の入
射角を表示する測角結果出力手段とを備えた測角信号処
理装置。
15. A virtual array arrangement setting means for setting a steering vector of a virtual equally-spaced linear array; an array transformation matrix calculating means for calculating an array transformation matrix defined by the steering vector of the virtual equally-spaced linear array; A correlation matrix calculating means for observing the received signals from the receiving elements and calculating a first correlation matrix thereof; an array transformation matrix from the array transformation matrix calculating means; and a first matrix from the correlation matrix calculating means. Enter the correlation matrix and
Using the array transformation matrix and the first correlation matrix, a second
A first spatial smoothing matrix calculating means for calculating a third correlation matrix by performing a spatial smoothing process on the second correlation matrix, and a spatial smoothing process from the first spatial smoothing matrix calculating means. First MUSIC angle measurement processing means for performing MUSIC angle measurement processing on the obtained third correlation matrix and estimating only a coarse angle measurement result as an angle range near the incident direction estimation value; Virtual linear array resetting means for resetting the element array of the virtual linear array with reference to the coarse angle measurement result estimated by the processing means; A conversion matrix recalculating means for resetting the sector as a sector and calculating an array conversion matrix defined by a steering vector of a virtual equally-spaced linear array in this angular sector , Using the element array of the virtual linear array obtained from the array transformation matrix and the virtual linear array resetting means obtained from the transformation matrix recalculation unit calculates a fourth correlation matrix, the fourth
A second spatial smoothing matrix calculating means for calculating a fifth correlation matrix by performing spatial smoothing processing on the correlation matrix of (i) and a MUSIC angle measurement processing of the fifth correlation matrix obtained by the second spatial smoothing matrix calculating means. Angle measuring signal processing device comprising: a second MUSIC angle measuring unit for estimating the incident angle of the wave; and an angle measuring result output unit for displaying the incident angle of the wave estimated by the second MUSIC angle measuring unit. .
【請求項16】 仮想等間隔リニアアレーのステアリン
グベクトルを設定する仮想アレー配列設定手段と、 この仮想等間隔リニアアレーのステアリングベクトルで
定義されるアレー変換行列を算出するアレー変換行列算
出手段と、 各実アレーの受波素子からの受信信号を観測し第1の相
関行列を算出する相関行列算出手段と、 上記アレー変換行列算出手段からのアレー変換行列と上
記相関行列算出手段からの第1の相関行列とを入力し、
これらアレー変換行列と第1の相関行列とを用いて第2
の相関行列を算出し、この第2の相関行列を空間スムー
ジング処理し第3の相関行列を算出する第1の空間スム
ージング行列算出手段と、 この第1の空間スムージング行列算出手段からの空間ス
ムージング処理された第3の相関行列をMUSIC測角
処理し、入射方向推定値の近傍の角度範囲としての粗測
角結果のみを推定する第1のMUSIC測角処理手段
と、 このMUSIC測角処理手段が推定した測角結果を記憶
する測角結果記憶手段と、 この測角結果記憶手段に記憶されている粗測角結果を改
めて角度セクタと設定し直し、この角度セクタにおける
仮想等間隔リニアアレーのステアリングベクトルで定義
されるアレー変換行列を算出する変換行列再算出手段
と、 この変換行列再算出手段で得たアレー変換行列と上記相
関行列算出手段で得た第1の相関行列を用いて第4の相
関行列を算出し、この第4の相関行列を空間スムージン
グ処理し第5の相関行列を算出する第2の空間スムージ
ング行列算出手段と、 この第2の空間スムージング行列算出手段で得た第5の
相関行列をMUSIC測角処理し、波の入射角を推定す
る第2のMUSIC測角処理手段と、 この第2のMUSIC測角処理手段で推定された測角結
果と上記測角結果記憶手段41に記憶された測角結果と
を比較し、その差が所定の閾値より小さいか否かを判断
し、小さい場合には第2のMUSIC測角処理手段で推
定された測角結果を出力する測角結果更新幅判定手段
と、 この測角結果更新幅判定手段で推定された波の入射角を
表示する測角結果出力手段とを備えた測角信号処理装
置。
16. A virtual array arrangement setting means for setting a steering vector of a virtual equally-spaced linear array, an array conversion matrix calculating means for calculating an array transformation matrix defined by the steering vector of the virtual equally-spaced linear array, A correlation matrix calculating means for observing a received signal from the receiving element of the above and calculating a first correlation matrix; and an array transformation matrix from the array transformation matrix calculating means and a first correlation matrix from the correlation matrix calculating means. And enter
Using the array transformation matrix and the first correlation matrix, a second
A first spatial smoothing matrix calculating means for calculating a third correlation matrix by performing a spatial smoothing process on the second correlation matrix, and a spatial smoothing process from the first spatial smoothing matrix calculating means. First MUSIC angle measurement processing means for performing MUSIC angle measurement processing on the obtained third correlation matrix and estimating only a coarse angle measurement result as an angle range in the vicinity of the incident direction estimation value; Angle measurement result storage means for storing the estimated angle measurement result, and a coarse angle measurement result stored in the angle measurement result storage means is reset as an angle sector, and a steering vector of a virtual equally-spaced linear array in this angle sector A transformation matrix recalculating means for calculating an array transformation matrix defined by: A second spatial smoothing matrix calculating means for calculating a fourth correlation matrix using the first correlation matrix obtained in the step, performing a spatial smoothing process on the fourth correlation matrix to calculate a fifth correlation matrix, A second MUSIC angle measurement processing means for performing MUSIC angle measurement processing on the fifth correlation matrix obtained by the second spatial smoothing matrix calculation means and estimating an incident angle of a wave; and a second MUSIC angle measurement processing means Is compared with the angle measurement result stored in the angle measurement result storage means 41, and it is determined whether the difference is smaller than a predetermined threshold. If the difference is smaller, the second MUSIC Angle measurement result update width determination means for outputting the angle measurement result estimated by the angle measurement processing means; and angle measurement result output means for displaying the incident angle of the wave estimated by the angle measurement result update width determination means. Angle measurement signal processing device.
JP33337597A 1997-12-03 1997-12-03 Angle measurement signal processing apparatus and angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing apparatus Expired - Lifetime JP3428884B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33337597A JP3428884B2 (en) 1997-12-03 1997-12-03 Angle measurement signal processing apparatus and angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33337597A JP3428884B2 (en) 1997-12-03 1997-12-03 Angle measurement signal processing apparatus and angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11166965A true JPH11166965A (en) 1999-06-22
JP3428884B2 JP3428884B2 (en) 2003-07-22

Family

ID=18265417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33337597A Expired - Lifetime JP3428884B2 (en) 1997-12-03 1997-12-03 Angle measurement signal processing apparatus and angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3428884B2 (en)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2347036A (en) * 1999-01-06 2000-08-23 Nec Corp Estimating arrival direction of a repeatedly transmitted signal, using cross-correlation
JP2002267728A (en) * 2001-03-12 2002-09-18 Mitsubishi Electric Corp Method and device for detecting azimuth
US6549762B1 (en) 1999-01-06 2003-04-15 Nec Corporation Method for estimating arrival direction of desired wave
KR100434429B1 (en) * 2001-07-24 2004-06-07 한국전자통신연구원 A incident angle estimation method using virtual expansion of sensor array
JP2006071597A (en) * 2004-09-06 2006-03-16 Toshiba Corp Height-measuring radar apparatus and its processing method for angle-measuring
JP2006078221A (en) * 2004-09-07 2006-03-23 Advanced Telecommunication Research Institute International Arrival direction estimation device
JP2007232632A (en) * 2006-03-02 2007-09-13 Mitsubishi Electric Corp Angle measuring instrument and angle measuring method
JP2008267909A (en) * 2007-04-18 2008-11-06 Mitsubishi Electric Corp Signal processor and its method
JP2009074990A (en) * 2007-09-21 2009-04-09 Toshiba Corp Direction measuring apparatus
JP2012168156A (en) * 2011-02-11 2012-09-06 National Univ Corp Shizuoka Univ Multi-beam type radar apparatus for on-vehicle use, multi-beam type radar method and multi-beam type radar program
CN103163516A (en) * 2011-12-13 2013-06-19 株式会社电装 Radar system
CN110927660A (en) * 2019-11-21 2020-03-27 华南理工大学 Mixed signal direction of arrival estimation method based on co-prime array
JP2021018097A (en) * 2019-07-18 2021-02-15 株式会社デンソーテン Signal processing apparatus, rader apparatus and signal processing method

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6549762B1 (en) 1999-01-06 2003-04-15 Nec Corporation Method for estimating arrival direction of desired wave
GB2347036B (en) * 1999-01-06 2003-09-10 Nec Corp Method for estimating arrival direction of desired wave
GB2347036A (en) * 1999-01-06 2000-08-23 Nec Corp Estimating arrival direction of a repeatedly transmitted signal, using cross-correlation
JP4536281B2 (en) * 2001-03-12 2010-09-01 三菱電機株式会社 Direction detection method and direction detection device
JP2002267728A (en) * 2001-03-12 2002-09-18 Mitsubishi Electric Corp Method and device for detecting azimuth
KR100434429B1 (en) * 2001-07-24 2004-06-07 한국전자통신연구원 A incident angle estimation method using virtual expansion of sensor array
JP2006071597A (en) * 2004-09-06 2006-03-16 Toshiba Corp Height-measuring radar apparatus and its processing method for angle-measuring
JP4594680B2 (en) * 2004-09-06 2010-12-08 株式会社東芝 Height measuring radar device and its angle measurement processing method
JP2006078221A (en) * 2004-09-07 2006-03-23 Advanced Telecommunication Research Institute International Arrival direction estimation device
JP2007232632A (en) * 2006-03-02 2007-09-13 Mitsubishi Electric Corp Angle measuring instrument and angle measuring method
JP2008267909A (en) * 2007-04-18 2008-11-06 Mitsubishi Electric Corp Signal processor and its method
JP2009074990A (en) * 2007-09-21 2009-04-09 Toshiba Corp Direction measuring apparatus
JP2012168157A (en) * 2011-02-11 2012-09-06 National Univ Corp Shizuoka Univ Multi-beam type radar apparatus for on-vehicle use, multi-beam type radar method and multi-beam type radar program
JP2012168156A (en) * 2011-02-11 2012-09-06 National Univ Corp Shizuoka Univ Multi-beam type radar apparatus for on-vehicle use, multi-beam type radar method and multi-beam type radar program
CN103163516A (en) * 2011-12-13 2013-06-19 株式会社电装 Radar system
JP2013124878A (en) * 2011-12-13 2013-06-24 Denso Corp Radar device
US9075134B2 (en) 2011-12-13 2015-07-07 Denso Corporation Radar system
JP2021018097A (en) * 2019-07-18 2021-02-15 株式会社デンソーテン Signal processing apparatus, rader apparatus and signal processing method
CN110927660A (en) * 2019-11-21 2020-03-27 华南理工大学 Mixed signal direction of arrival estimation method based on co-prime array
CN110927660B (en) * 2019-11-21 2023-04-21 华南理工大学 Mixed signal direction of arrival estimation method based on mutual matrix array

Also Published As

Publication number Publication date
JP3428884B2 (en) 2003-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chargé et al. A non-circular sources direction finding method using polynomial rooting
JP5659472B2 (en) Direction of arrival estimation apparatus and method
Lemma et al. Joint angle-frequency estimation using multi-resolution ESPRIT
JP5675285B2 (en) Radar equipment
JP3428884B2 (en) Angle measurement signal processing apparatus and angle measurement signal processing method in the angle measurement signal processing apparatus
JP6395677B2 (en) Direction of arrival estimation device
CN106486769B (en) Spatial interpolation method and apparatus for linear phased array antenna
US10574320B1 (en) Matrix methods to speed processing for MVDR beamforming
JP3477132B2 (en) Arrival azimuth measuring device for incoming wave
JP5121366B2 (en) Direction measuring device
JP3681986B2 (en) Angle measuring device and angle measuring method
JP5553980B2 (en) Radio wave direction detecting device and beam forming device
JP4187985B2 (en) Angle measuring device, angle measuring method and program
JP2002048853A (en) Radio wave arrival direction estimator and directivity variable transmitter-receiver
JPH11133130A (en) Radio wave incoming direction detecting apparatus and fm-cw radar
JP6573745B2 (en) Adaptive array antenna device
JP6887571B2 (en) Signal processing circuits, radar devices, signal processing methods and signal processing programs
US20230031343A1 (en) Method and system for estimating a quantity representative of sound energy
JP4060001B2 (en) Angle measuring device and angle measuring method
Yang et al. Joint calibration of array shape and sensor gain/phase for highly deformed arrays using wideband signals
Charge et al. A direction finding method under sensor gain and phase uncertainties
JP6415392B2 (en) Signal processing device
JP4810163B2 (en) Radio wave direction detector
JP2005201798A (en) Arrival azimuth measuring system and arrival azimuth measuring method
JP3657490B2 (en) Angle measurement signal processing apparatus and angle measurement signal processing method

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080516

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090516

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100516

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100516

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130516

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140516

Year of fee payment: 11

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term