JPH11326490A - Adaptive antenna device, processing method in this adaptive antenna device and recording medium recording program for practicing this processing method - Google Patents
Adaptive antenna device, processing method in this adaptive antenna device and recording medium recording program for practicing this processing methodInfo
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- JPH11326490A JPH11326490A JP10131882A JP13188298A JPH11326490A JP H11326490 A JPH11326490 A JP H11326490A JP 10131882 A JP10131882 A JP 10131882A JP 13188298 A JP13188298 A JP 13188298A JP H11326490 A JPH11326490 A JP H11326490A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーダ装置や無線
通信装置などに用いられ、妨害信号を抑圧する機能を有
するアダプティブアンテナ装置と、このアダプティブア
ンテナ装置における処理方法およびこの処理方法を実行
するプログラムを記録した記録媒体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an adaptive antenna device used for a radar device, a radio communication device, or the like and having a function of suppressing an interfering signal, a processing method in the adaptive antenna device, and a program for executing the processing method. The present invention relates to a recording medium on which is recorded.
【0002】[0002]
【従来の技術】妨害信号を効果的に抑圧する機能を有し
たアンテナ装置として、アダプティブアンテナ装置がよ
く知られており、その特性を生かして、レーダ装置にお
ける送受信アンテナなどとして幅広く使用されている。2. Description of the Related Art As an antenna device having a function of effectively suppressing an interference signal, an adaptive antenna device is well known, and by utilizing its characteristics, is widely used as a transmitting / receiving antenna in a radar device.
【0003】このようなアダプティブアンテナ装置は、
複数のアンテナ素子を有するフェーズドアレイアンテナ
を用いて、各アンテナ素子におけるウェイト(受信利得
や位相など)を適切に設定して、妨害信号の到来方向に
ヌルを形成することで、妨害信号を抑圧するようにした
ものが多い。[0003] Such an adaptive antenna device is
Using a phased array antenna having a plurality of antenna elements, by appropriately setting weights (reception gain, phase, etc.) of each antenna element, and forming a null in the arrival direction of the interference signal, the interference signal is suppressed. There are many things like that.
【0004】上記ウェイトの設定値は、受信信号に対し
て所定の演算処理を施すことによって得られる。この演
算の仕方は様々あるが、近年になりDBF(ディジタル
ビームフォーミング)技術が発展するにつれ、受信信号
をディジタルデータ化して、ウェイトに相当する係数を
求めるようにしたものが主流である。[0004] The set value of the weight is obtained by performing a predetermined arithmetic processing on the received signal. Although there are various ways of this calculation, in recent years, as the DBF (digital beam forming) technology has developed, the mainstream is to convert a received signal into digital data and obtain a coefficient corresponding to a weight.
【0005】このようなアダプティブアンテナ装置の構
成を、図7(a)に原理的に示す。すなわち、アレイア
ンテナ100における複数のアンテナ素子(図示せず)
の受信信号がA/D変換部200により各々ディジタル
データに変換され、さらにウェイト演算部300により
演算処理が施されたのちビーム形成部400により受信
ビームが形成される。FIG. 7A shows the configuration of such an adaptive antenna device in principle. That is, a plurality of antenna elements (not shown) in the array antenna 100
Are converted into digital data by the A / D converter 200, and are subjected to arithmetic processing by the weight arithmetic unit 300, and then the received beam is formed by the beam forming unit 400.
【0006】このとき、ウェイトを適切な値にするため
に、出力信号がウェイト演算部300にフィードバック
される。受信信号の入力回数を経るごとに、ウェイトは
ある値に収束して行き、これと共に妨害信号のレベルは
低下していく。この様子を図7(b)に示す。At this time, an output signal is fed back to weight calculating section 300 in order to set the weight to an appropriate value. The weight converges to a certain value each time the number of times of reception signal input has passed, and the level of the interfering signal decreases accordingly. This state is shown in FIG.
【0007】ところで、ウェイトの値が収束し、妨害信
号の抑圧が完了するまでには一定の時間(収束時間)が
かかる。このため、この収束時間内に受信された信号に
対しては、妨害信号を十分に抑圧できないことになる。By the way, it takes a certain time (convergence time) until the weight values converge and the suppression of the interference signal is completed. Therefore, the interference signal cannot be sufficiently suppressed for the signal received within the convergence time.
【0008】このことは、上記アダプティブアンテナ装
置を用いたレーダ装置を実現する際に、大きな問題とな
る。すなわち、目標が近距離にあると、この目標からの
レーダ反射波を受信するタイミングが上記収束時間にか
かってしまい、このレーダ反射波に対して妨害信号を十
分に抑圧できないことになる。[0008] This poses a serious problem in realizing a radar device using the adaptive antenna device. That is, when the target is at a short distance, the timing of receiving the radar reflected wave from the target depends on the convergence time, and the interference signal cannot be sufficiently suppressed with respect to the radar reflected wave.
【0009】このような近距離レンジでの探知性能の低
下は、例えば航空機用レーダなどにあっては着陸時の地
上目標の喪失などに繋がりかねず、致命的な不具合とな
ることが往々にしてある。[0009] Such a decrease in the detection performance in the short range may lead to a loss of the ground target at the time of landing in an aircraft radar, for example, and often causes a fatal defect. is there.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
のアダプティブアンテナ装置には、妨害信号の抑圧にか
かるウェイトの収束時間までは、妨害信号を抑圧できな
い。このためレーダ装置において使用した場合、近距離
レンジにおける探知性能の低下をもたらすという不具合
を有していた。As described above, the conventional adaptive antenna apparatus cannot suppress the interference signal until the convergence time of the weight for suppressing the interference signal. For this reason, when used in a radar apparatus, there is a problem that the detection performance in a short range is deteriorated.
【0011】本発明は上記事情によりなされたもので、
その目的は、妨害信号の抑圧にかかるウェイトの収束時
間に拘らず、妨害信号の抑圧を定常的に行うことを可能
としたアダプティブアンテナ装置、このアダプティブア
ンテナ装置における処理方法およびこの処理方法を実行
するプログラムを記録した記録媒体を提供することにあ
る。The present invention has been made in view of the above circumstances,
An object of the present invention is to provide an adaptive antenna device capable of performing steady suppression of a disturbing signal irrespective of a convergence time of a weight for suppressing a disturbing signal, a processing method in the adaptive antenna device, and executing the processing method. It is to provide a recording medium on which a program is recorded.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテ
ナ素子のそれぞれの受信信号をそれぞれ個別に与えられ
る複素ウェイトを乗算した上で合成してアダプティブビ
ームを形成するアダプティブビーム形成手段と、前記複
数のアンテナ素子のそれぞれの受信信号から前記アダプ
ティブビームを形成するための前記複素ウェイトを求め
る複素ウェイト算出手段と、前記複数のアンテナ素子か
らの受信信号を、少なくとも前記複素ウェイト算出手段
で算出される複素ウェイトの値が収束するまで遅延して
前記アダプティブビーム形成手段へ出力する遅延手段と
を具備することを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a method of synthesizing a plurality of antenna elements and a received signal of each of the plurality of antenna elements by multiplying them by complex weights individually given. Adaptive beam forming means for forming an adaptive beam, and complex weight calculating means for obtaining the complex weight for forming the adaptive beam from received signals of the plurality of antenna elements; and Delay means for delaying the received signal until at least the value of the complex weight calculated by the complex weight calculating means converges and outputting the delayed signal to the adaptive beam forming means.
【0013】このようにすると、複素ウェイト算出手段
において複素ウェイトの値が収束した後に、改めて、そ
のウェイトの算出に係わった受信信号がアダプティブビ
ーム形成手段に与えられる。すなわち、収束後のウェイ
トを初期値としてアダプティブビームを形成することが
可能となる。With this configuration, after the value of the complex weight converges in the complex weight calculating means, the received signal related to the calculation of the weight is again provided to the adaptive beam forming means. That is, it is possible to form an adaptive beam using the weight after convergence as an initial value.
【0014】このため、出力においては、最初から不要
波成分の抑圧されたアダプティブビームを得ることがで
きるようになる。このようにしたアダプティブアンテナ
装置をパルスレーダ装置における送受信アンテナとして
用いると、最初の受信パルスから鮮明な像を得ることが
できるようになる。For this reason, it is possible to obtain an adaptive beam in which unnecessary wave components are suppressed from the beginning at the output. When such an adaptive antenna device is used as a transmitting / receiving antenna in a pulse radar device, a clear image can be obtained from the first received pulse.
【0015】また本発明は、複数のアンテナ素子と、前
記複数のアンテナ素子のそれぞれの受信信号を所定のサ
ンプリング周期で各々ディジタル信号に変換する複数の
アナログ/ディジタル変換手段と、このアナログ/ディ
ジタル変換手段で変換されたディジタル信号を記憶する
記憶手段と、この記憶手段から転送された前記ディジタ
ル信号を、それぞれ個別に与えられる複素ウェイトを乗
算した上で合成してアダプティブビームを形成するアダ
プティブビーム形成手段と、前記記憶手段から転送され
た前記ディジタル信号から、前記アダプティブビームを
形成するための前記複素ウェイトを求める複素ウェイト
算出手段と、前記記憶手段に前記ディジタル信号を前記
複素ウェイト算出手段に向け転送させると共に、少なく
ともこの転送されたディジタル信号に基づき前記複素ウ
ェイト算出手段で算出される複素ウェイトの値が収束し
たのちに、前記記憶手段に前記ディジタル信号を前記ア
ダプティブビーム形成手段に向け転送させる転送制御手
段とを具備することを特徴とする。Also, the present invention provides a plurality of antenna elements, a plurality of analog / digital conversion means for converting respective reception signals of the plurality of antenna elements into digital signals at a predetermined sampling period, and the analog / digital conversion. Storage means for storing the digital signal converted by the means, and adaptive beam forming means for forming the adaptive beam by combining the digital signals transferred from the storage means after multiplying them by complex weights individually given thereto And a complex weight calculating means for obtaining the complex weight for forming the adaptive beam from the digital signal transferred from the storage means; and causing the storage means to transfer the digital signal to the complex weight calculating means. Along with at least this transferred Transfer control means for causing the storage means to transfer the digital signal to the adaptive beam forming means after the value of the complex weight calculated by the complex weight calculation means converges based on the digital signal. And
【0016】上記発明では、所謂DBF(ディジタルビ
ームフォーミング)レーダにおける使用を前提とし、各
々ディジタル信号に変換された各アンテナ素子の受信信
号を一旦記憶手段に記憶させる。そして、転送制御手段
により、まず複素ウェイト算出手段に上記上記記憶手段
からディジタル信号を転送させ、複素ウェイトの値が収
束した後に、転送制御手段により、ディジタル信号をア
ダプティブビーム形成手段に転送させるようにしてい
る。In the above invention, on the premise of use in a so-called DBF (Digital Beamforming) radar, the reception signals of the respective antenna elements converted into digital signals are temporarily stored in the storage means. Then, the transfer control means causes the complex weight calculation means to transfer the digital signal from the storage means first, and after the complex weight value converges, causes the transfer control means to transfer the digital signal to the adaptive beam forming means. ing.
【0017】このようにしても、既に収束した複素ウェ
イトを持って最初から不要波成分の抑圧されたアダプテ
ィブビームを得ることができるようになる。また本発明
は、前記転送制御手段を、前記複素ウェイト算出手段お
よび前記アダプティブビーム形成手段に向けた前記ディ
ジタルデータの送出を、任意のタイミングで繰り返し行
うものとしたことを特徴とする。[0017] Even in this case, it is possible to obtain an adaptive beam in which unnecessary wave components are suppressed from the beginning with complex convergence weights. Further, the present invention is characterized in that the transfer control means repeatedly transmits the digital data to the complex weight calculating means and the adaptive beam forming means at an arbitrary timing.
【0018】このようにすると、時間の経過に伴い、次
々に記憶手段に記憶されたディジタル信号が、例えばパ
ルス放射のタイミング毎に複素ウェイト算出手段に転送
され、複素ウェイトの算出が繰り返される。これによ
り、電波環境が変化して、妨害信号の状態(強度、方向
など)が変化した場合でも、複素ウェイトが更新される
ので、不要波の抑圧能力を常に保つことが可能となる。With this configuration, as time elapses, the digital signals stored in the storage unit are sequentially transferred to the complex weight calculation unit at each pulse emission timing, for example, and the calculation of the complex weight is repeated. Thus, even when the radio wave environment changes and the state (strength, direction, etc.) of the interfering signal changes, the complex weight is updated, so that the unnecessary wave suppressing ability can be always maintained.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1(a)に、本発明の実
施の形態に係わるアダプティブアンテナ装置の原理的構
成を示す。なお、以下の説明では、パルスレーダ装置に
おける送受信アンテナとして使用する場合を想定する。
また、図1(a)において図6(a)と同一部分には同
一の符号を付して示す。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1A shows a basic configuration of an adaptive antenna device according to an embodiment of the present invention. In the following description, it is assumed that the pulse radar device is used as a transmission / reception antenna.
In FIG. 1A, the same parts as those in FIG. 6A are denoted by the same reference numerals.
【0020】本実施形態のアダプティブアンテナ装置
は、ディジタルデータに変換された受信信号をウェイト
演算部300および遅延部500の各々に導き、まずウ
ェイト演算部300にてウェイトがある値に収束するの
を待つ。遅延部500は、この収束にかかる時間の経過
後に、当該ディジタルデータをビーム形成部400に与
える。そして、ビーム形成部400では、この収束した
ウェイトの値を初期値としてビーム形成を行うようにし
たものである。The adaptive antenna apparatus according to the present embodiment guides a received signal converted into digital data to each of weight calculating section 300 and delay section 500, and firstly, weight calculating section 300 causes the weight to converge to a certain value. wait. The delay unit 500 gives the digital data to the beam forming unit 400 after the lapse of the time required for the convergence. Then, the beam forming unit 400 performs beam forming using the converged weight value as an initial value.
【0021】さらに、図2に本発明の実施の形態に係わ
るアダプティブアンテナ装置の具体的構成を示す。図示
しないN個のアンテナ素子にて受信された受信信号X1
〜XNは、周波数変換器11〜1Nにてそれぞれ受信中
間周波数信号に変換されたのち、アナログ/ディジタル
変換器(A/D変換器)21〜2Nにてそれぞれ受信デ
ィジタル信号DX1〜DXNに変換される。FIG. 2 shows a specific configuration of the adaptive antenna device according to the embodiment of the present invention. Received signal X1 received by N antenna elements (not shown)
To XN are converted into reception intermediate frequency signals by frequency converters 11 to 1N, and then converted to reception digital signals DX1 to DXN by analog / digital converters (A / D converters) 21 to 2N, respectively. You.
【0022】この受信ディジタル信号DX1〜DXN
は、例えばRAMなどで実現されるメモリ回路3に与え
られ、一回のレーダパルス送信に係わる全ての受信ディ
ジタル信号が、このメモリ回路3に一旦記憶される。The received digital signals DX1 to DXN
Is provided to a memory circuit 3 implemented by, for example, a RAM, and all the received digital signals related to one radar pulse transmission are temporarily stored in the memory circuit 3.
【0023】この記憶されたデータのうち、所定のサン
プリング間隔tsに対応するサンプリングデータ(すな
わち一回のレーダパルス送信につき、複数個の受信デー
タがサンプリングされる)x1〜xNがウェイト演算回
路4に直ちに転送され、ウェイト演算が施される。Of the stored data, sampling data x1 to xN corresponding to a predetermined sampling interval ts (ie, a plurality of reception data are sampled for one radar pulse transmission) are sent to the weight calculation circuit 4. The data is immediately transferred, and a weight operation is performed.
【0024】ここで演算された複素ウェイトWは、アダ
プティブビーム演算回路5に与えられ、ウェイト演算に
係わったサンプリングデータx1〜xNに対する重み付
け処理が施されて、妨害信号が抑圧されたアダプティブ
ビーム出力Lが得られる。The complex weight W calculated here is supplied to an adaptive beam calculation circuit 5, where a weighting process is performed on the sampling data x1 to xN related to the weight calculation, and an adaptive beam output L in which an interference signal is suppressed is applied. Is obtained.
【0025】ここで、メモリ回路3からウェイト演算回
路4へのデータ転送路(符号付せず)に高速のものを使
用し、少なくともサンプリング間隔tsよりも短い時間
内に、サンプリングデータx1〜xNのウェイト演算回
路4への転送を完了するようにする。この転送にかかる
時間をttとする。一方、サンプリングデータx1〜x
Nは、サンプリング間隔tsをもってメモリ回路3から
アダプティブビーム演算回路5に転送される。Here, a high-speed data transfer path (not labeled) from the memory circuit 3 to the wait operation circuit 4 is used, and at least within a time shorter than the sampling interval ts, the sampling data x1 to xN The transfer to the wait operation circuit 4 is completed. The time required for this transfer is tt. On the other hand, sampling data x1 to x
N is transferred from the memory circuit 3 to the adaptive beam operation circuit 5 at a sampling interval ts.
【0026】次に、ウェイト演算回路4およびアダプテ
ィブビーム演算回路5の具体的構成を図3に示す。な
お、図3に示す構成は、特公平5−25311号公報に
示されるものをほぼ踏襲したものである。ウェイト演算
回路4に転送されたサンプリングデータx1〜xNは、
主ビーム形成回路6およびプリプロセッサ回路7に与え
られる。主ビーム形成回路6は、N×N個の演算セルA
(符号付せず)をシストリックアレイ状に従属接続した
もので、各演算素子Aにおいては次の式(1)にて表さ
れる演算が施される。Next, a specific configuration of the weight calculation circuit 4 and the adaptive beam calculation circuit 5 is shown in FIG. The configuration shown in FIG. 3 substantially follows that shown in Japanese Patent Publication No. 5-25311. The sampling data x1 to xN transferred to the weight calculation circuit 4 are:
It is provided to main beam forming circuit 6 and preprocessor circuit 7. The main beam forming circuit 6 includes N × N operation cells A
(Not shown) are connected in a systolic array manner, and each arithmetic element A performs an arithmetic operation represented by the following equation (1).
【0027】[0027]
【数1】 (Equation 1)
【0028】すなわち図4(a)に示すように、演算セ
ルAは乗算器A1にてサンプリングデータx1〜xNご
とにビーム形成ウェイトWを乗算し、これに前段の演算
セルAの出力Yinを加算器A2にて加算して次段の演
算セルAに入力するものである。最終段すなわちサンプ
リングデータxNに対応する演算セルAの出力は、それ
ぞれ図3のキャンセレーション回路8に与えられる。That is, as shown in FIG. 4A, the arithmetic cell A multiplies the beam forming weight W for each of the sampling data x1 to xN by the multiplier A1, and adds the output Yin of the preceding arithmetic cell A to this. The signal is added by the unit A2 and input to the next operation cell A. The output of the operation cell A corresponding to the final stage, that is, the sampling data xN is supplied to the cancellation circuit 8 in FIG.
【0029】一方、プリプロセッサ回路7は、各々図4
(b)および図4(c)に示す構成の演算セルBおよび
演算セルCを備えている。演算セルB(7B1〜7B
m)は、直列に接続された規格化部B1および複素共役
化部B2を備え、各サンプリングデータx1〜xNをそ
のまま出力Yout1とすると共に、規格化した複素共
役出力Yout2を得るものである。その演算式は、次
の式(2)にて表される。On the other hand, each of the preprocessor circuits 7
An operation cell B and an operation cell C having the configuration shown in FIG. 4B and FIG. 4C are provided. Operation cell B (7B1-7B
m) includes a normalization unit B1 and a complex conjugate unit B2 connected in series, and outputs the sampled data x1 to xN as they are as output Yout1 and obtains a normalized complex conjugate output Yout2. The calculation formula is represented by the following formula (2).
【0030】[0030]
【数2】 (Equation 2)
【0031】演算セルC(8C11〜8CmL)は、減
算器C1、乗算器C2およびC3、加算器C4、サンプ
リング遅延器C5、係数器C6およびC7、リミッタC
8を備え、次の式(3)に示す演算を行うものである。The operation cell C (8C11-8CmL) includes a subtractor C1, multipliers C2 and C3, an adder C4, a sampling delay C5, coefficient units C6 and C7, and a limiter C
8 for performing the calculation shown in the following equation (3).
【0032】[0032]
【数3】 (Equation 3)
【0033】すなわち、演算セルCは、乗算器C3、加
算器C4、サンプリング遅延器C5、係数器C6および
C7、リミッタC8により現サンプルの複素ウェイトW
(n)を生成すると共に、乗算器C2で1サンプル前の
出力Yout1(n−1)と1サンプル前の複素ウェイ
トW(n−1)とを乗じ、これを減算器C1で1サンプ
ル前のサンプリングデータxin(n−1)から減じて
出力Xout(n−1)とする。つまり演算セルCは入
力xinの成分のうちYinと相関を持つ信号成分を除
去するものである。That is, the arithmetic cell C is provided with a complex weight W of the current sample by a multiplier C3, an adder C4, a sampling delay C5, coefficient units C6 and C7, and a limiter C8.
(N), the multiplier C2 multiplies the output Yout1 (n-1) of the immediately preceding sample by the complex weight W (n-1) of the immediately preceding sample, and multiplies this by the subtractor C1. Output Xout (n-1) is subtracted from sampling data xin (n-1). That is, the operation cell C removes a signal component having a correlation with Yin among components of the input xin.
【0034】これらの演算セルBおよびCを図3のごと
くシストリックアレイ状に接続すると、格段に所謂グラ
ムシュミットの直交化法を用いて入力信号を分解したと
同様の出力を得られる。これらの分解された信号は、キ
ャンセレーション回路8の各演算セルC(8C11〜8
CmL)に与えられる。When these operation cells B and C are connected in a systolic array as shown in FIG. 3, an output similar to that obtained by resolving an input signal by using a so-called Gram-Schmidt orthogonalization method can be obtained. These decomposed signals are applied to each operation cell C (8C11-8C) of the cancellation circuit 8.
CmL).
【0035】そして、このキャンセレーション回路8に
おいて主ビーム形成回路6の各出力に含まれる不要波成
分が、プリプロセッサ回路7からの分解信号により抑圧
される。Then, in the cancellation circuit 8, unnecessary wave components included in each output of the main beam forming circuit 6 are suppressed by the decomposition signal from the preprocessor circuit 7.
【0036】上記過程において、複数のサンプリングデ
ータx1〜xNに対して同様の処理を行うと、アダプテ
ィブビーム演算に係わるウェイトとしての演算セルA,
B,C内部パラメータの値が徐々に収束して行く。この
収束が完了したのちに、図2のアダプティブビーム演算
回路5へのサンプリングデータx1〜xNの転送が完了
する。In the above process, when the same processing is performed on the plurality of sampling data x1 to xN, the operation cells A,
The values of the B and C internal parameters gradually converge. After the convergence is completed, the transfer of the sampling data x1 to xN to the adaptive beam operation circuit 5 of FIG. 2 is completed.
【0037】かくして、アダプティブビーム演算回路5
では既に収束済みのウェイトの値をもって最初からアダ
プティブビームの形成を行えることになる。かくして本
実施形態では、受信信号をディジタル化したのちメモリ
回路3に一旦すべて記憶させる。そして、少なくともア
ダプティブビーム演算に係わるウェイトが収束するに足
りるデータをメモリ回路3からウェイト演算回路4に転
送する。この転送にかかる時間ttおよびウェイトの演
算にかかる時間を高速にしておき、ウェイトが収束した
後に、アダプティブビーム演算回路5にアダプティブビ
ーム演算に係わるデータが転送されるようにしている。Thus, the adaptive beam operation circuit 5
In this case, the adaptive beam can be formed from the beginning with the weight value already converged. Thus, in the present embodiment, the received signal is digitized and then all stored in the memory circuit 3 once. Then, data enough to converge at least the weights related to the adaptive beam calculation are transferred from the memory circuit 3 to the weight calculation circuit 4. The time tt required for the transfer and the time required for the calculation of the weight are set to be high-speed so that the data relating to the adaptive beam calculation is transferred to the adaptive beam calculation circuit 5 after the weight has converged.
【0038】このようにしたので、最初からウェイトの
収束した値をもって、アダプティブビームを形成できる
ので、全ての受信信号に対して不要波成分を抑圧するこ
とが可能となる。[0038] With this configuration, an adaptive beam can be formed with the converged value of the weight from the beginning, so that unnecessary wave components can be suppressed for all received signals.
【0039】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではない。上記実施形態では、転送時間ttおよ
びサンプリング間隔tsを適切に設定することで、ウェ
イトの収束後にアダプティブビーム演算回路5にデータ
の転送が完了するようにしたが、これに代えて、データ
の転送タイミングを制御する専用の転送制御手段を設け
るようにしても良い。この転送制御手段は、例えばフロ
ッピーディスクやプログラムメモリなどの記録媒体に記
録された制御機能として実現される。The present invention is not limited to the above embodiment. In the above-described embodiment, the transfer time tt and the sampling interval ts are appropriately set so that the data transfer to the adaptive beam arithmetic circuit 5 is completed after the convergence of the weights. May be provided for exclusive use. This transfer control means is realized as a control function recorded on a recording medium such as a floppy disk or a program memory.
【0040】この転送制御手段においては、例えば図5
のフローチャートに沿った制御が行われる。すなわち、
ステップST51にてサンプリングデータx1〜xNを
ウェイト演算回路4に転送した後、ステップST52に
てウェイトの値を直接的にモニタし、ウェイトが収束し
た旨が判定されたのちステップST53にてサンプリン
グデータx1〜xNをアダプティブビーム演算回路5に
転送するようにしても良い。このようにしても、最初か
ら収束したウェイトの値を使用できるので、上記と同様
の効果を得られる。In this transfer control means, for example, FIG.
Is performed according to the flowchart of FIG. That is,
After transferring the sampling data x1 to xN to the weight calculation circuit 4 in step ST51, the value of the weight is directly monitored in step ST52, and after it is determined that the weight has converged, the sampling data x1 is determined in step ST53. To xN may be transferred to the adaptive beam arithmetic circuit 5. Even in this case, since the weight value converged from the beginning can be used, the same effect as described above can be obtained.
【0041】さらに、上記転送制御手段の制御機能とし
て、図5のプロセスを予め定められた契機で繰り返し行
うようにしても良い。すなわち、図6のタイムチャート
に示すように、パルス放射間隔Tごとに複数個サンプリ
ングされたサンプリング信号を何個かの組に分割し、デ
ータ転送からウェイト演算およびビーム形成に至る過程
を次々に繰り返す。Further, as a control function of the transfer control means, the process of FIG. 5 may be repeatedly performed at a predetermined timing. That is, as shown in the time chart of FIG. 6, a plurality of sampled signals sampled at intervals of the pulse emission interval T are divided into several groups, and the processes from data transfer to weight calculation and beam forming are repeated one after another. .
【0042】このようにすると、所定時間ごとにウェイ
トの値が電波環境に応じてリセットされるようになる。
このため、妨害信号の到来方向の変化などの、電波環境
の変化にも良く追従することができる。Thus, the value of the weight is reset every predetermined time in accordance with the radio wave environment.
Therefore, it is possible to well follow changes in the radio wave environment, such as changes in the direction of arrival of the interference signal.
【0043】また、上記実施形態では図示していない
が、到来する無線電波を反射して前記複数の各アンテナ
素子に向け導くリフレクタを設けるようにしても良い。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実
施を行うことができる。Although not shown in the above embodiment, a reflector for reflecting an incoming radio wave and directing the reflected radio wave toward each of the plurality of antenna elements may be provided.
In addition, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
【0044】[0044]
【発明の効果】以上詳述したように本発明は、複素ウェ
イトが収束した値を持って、最初の受信データからアダ
プティブビームの形成を行うようにしたので、妨害信号
の抑圧にかかるウェイトの収束時間に拘らず、妨害信号
の抑圧を定常的に行うことを可能としたアダプティブア
ンテナ装置、このアダプティブアンテナ装置における処
理方法およびこの処理方法を実行するプログラムを記録
した記録媒体を提供することが可能となる。As described above in detail, according to the present invention, the adaptive beam is formed from the first received data with the converged value of the complex weight, so that the convergence of the weight for suppressing the interfering signal is achieved. It is possible to provide an adaptive antenna device capable of steadily suppressing an interference signal regardless of time, a processing method in the adaptive antenna device, and a recording medium storing a program for executing the processing method. Become.
【図1】 本発明の実施の形態に係わるアダプティブア
ンテナ装置の原理的構成および効果を示した図。FIG. 1 is a diagram showing a principle configuration and an effect of an adaptive antenna device according to an embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の実施の形態に係わるアダプティブア
ンテナ装置の具体的構成を示す回路ブロック図。FIG. 2 is a circuit block diagram showing a specific configuration of the adaptive antenna device according to the embodiment of the present invention.
【図3】 本発明の実施の形態に係わるアダプティブア
ンテナ装置の、ウェイト演算に係わる部分を示す回路ブ
ロック図。FIG. 3 is a circuit block diagram showing a portion related to weight calculation of the adaptive antenna device according to the embodiment of the present invention.
【図4】 本発明の実施の形態に係わるアダプティブア
ンテナ装置の、各演算セルの構成を示す回路ブロック
図。FIG. 4 is a circuit block diagram showing a configuration of each computation cell of the adaptive antenna device according to the embodiment of the present invention.
【図5】 本発明の実施の形態の他の例における転送制
御手段の制御手順を示すフローチャート。FIG. 5 is a flowchart showing a control procedure of a transfer control unit according to another example of the embodiment of the present invention.
【図6】 本発明の実施の形態の他の例における処理タ
イミングを示す図。FIG. 6 is a diagram showing processing timing in another example of the embodiment of the present invention.
【図7】 従来のアダプティブアンテナ装置の原理的構
成および妨害信号抑圧の様子を示した図。FIG. 7 is a diagram showing a principle configuration of a conventional adaptive antenna apparatus and a state of suppressing an interference signal.
100…アレイアンテナ 200…A/D変換部 300…ウェイト演算部 400…ビーム形成部 500…遅延部 11〜1N…周波数変換器 21〜2N…アナログ/ディジタル変換器(A/D変換
器) 3…メモリ回路 4…ウェイト演算回路 5…アダプティブビーム演算回路 X1〜XN…受信信号 DX1〜DXN…受信ディジタル信号 x1〜xN…サンプリングデータ W…複素ウェイト L…アダプティブビーム出力 ts…サンプリング間隔 tt…サンプリングデータx1〜xNのウェイト演算回
路4への転送にかかる転送時間 A…演算セルA A1…乗算器 A2…加算器 B(7B1〜7Bm)…演算セルB B1…規格化部 B2…複素共役化部 C(8C11〜8CmL)…演算セルC C1…減算器 C2、C3…乗算器 C4…加算器 C5…サンプリング遅延器 C6、C7…係数器 C8…リミッタ 6…主ビーム形成回路 7…プリプロセッサ回路 8…キャンセレーション回路Reference Signs List 100 array antenna 200 A / D conversion unit 300 weight calculation unit 400 beam forming unit 500 delay unit 11 to 1N frequency converter 21 to 2N analog / digital converter (A / D converter) 3 Memory circuit 4 ... Weight operation circuit 5 ... Adaptive beam operation circuit X1 to XN ... Reception signal DX1 to DXN ... Reception digital signal x1 to xN ... Sampling data W ... Complex weight L ... Adaptive beam output ts ... Sampling interval tt ... Sampling data x1転 送 xN transfer time required for transfer to the weight calculation circuit 4 A: calculation cell A A1: multiplier A2: adder B (7B1 to 7Bm): calculation cell B B1: standardization unit B2: complex conjugate unit C ( 8C11-8CmL) arithmetic cell C C1 subtractor C2, C3 multiplier C4 adder C ... sample delay unit C6, C7 ... coefficient multiplier C8 ... limiter 6 ... main beam-forming circuit 7 ... preprocessor circuit 8 ... cancellation circuit
フロントページの続き (72)発明者 竹谷 晋一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝小向工場内Continuing from the front page (72) Inventor Shinichi Takeya No. 1 Komukai Toshiba-cho, Saiyuki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside the Toshiba Komukai Plant
Claims (7)
ぞれ個別に与えられる複素ウェイトを乗算した上で合成
してアダプティブビームを形成するアダプティブビーム
形成手段と、 前記複数のアンテナ素子のそれぞれの受信信号から、前
記アダプティブビームを形成するための前記複素ウェイ
トを求める複素ウェイト算出手段と、 前記複数のアンテナ素子からの受信信号を、少なくと
も、前記複素ウェイト算出手段で算出される複素ウェイ
トの値が収束するまで遅延して、前記アダプティブビー
ム形成手段へ出力する遅延手段とを具備することを特徴
とするアダプティブアンテナ装置。A plurality of antenna elements; an adaptive beam forming unit configured to multiply received signals of the plurality of antenna elements by individually given complex weights and combine them to form an adaptive beam; Complex weight calculating means for obtaining the complex weight for forming the adaptive beam from the received signals of the plurality of antenna elements, and receiving signals from the plurality of antenna elements, at least, calculating by the complex weight calculating means A delay means for delaying the value of the complex weight to be converged and outputting the result to the adaptive beam forming means.
ぞれの受信信号を、所定のサンプリング周期で各々ディ
ジタル信号に変換する複数のアナログ/ディジタル変換
手段を備え、 前記遅延手段は、 前記アナログ/ディジタル変換手段で変換されたディジ
タル信号を、少なくとも、前記複素ウェイト算出手段で
算出される複素ウェイトの値が収束するまで記憶する記
憶手段を備え、 前記ウェイト演算手段は、前記アナログ/ディジタル変
換手段で変換されたディジタル信号から前記複素ウェイ
トを算出するものであり、 前記アダプティブビーム形成手段は、前記記憶手段に記
憶された前記ディジタル信号を読み出し、この読み出さ
れたディジタル信号を、それぞれ個別に前記収束した複
素ウェイトを乗算した上で合成するものであることを特
徴とする請求項1記載のアダプティブアンテナ装置。2. The apparatus according to claim 1, further comprising: a plurality of analog / digital conversion means for converting respective reception signals of said plurality of antenna elements into digital signals at a predetermined sampling period, wherein said delay means comprises: Storage means for storing the digital signal converted by the means at least until the value of the complex weight calculated by the complex weight calculation means converges, wherein the weight calculation means is converted by the analog / digital conversion means. Calculating the complex weight from the digital signal obtained by the adaptive beam forming means, the adaptive beam forming means reads the digital signal stored in the storage means, and individually converts the read digital signal into the converged complex signal. That the weight is multiplied and then synthesized. Adaptive antenna apparatus according to claim 1, symptoms.
のサンプリング周期で各々ディジタル信号に変換する複
数のアナログ/ディジタル変換手段と、 このアナログ/ディジタル変換手段で変換されたディジ
タル信号を記憶する記憶手段と、 この記憶手段から転送された前記ディジタル信号を、そ
れぞれ個別に与えられる複素ウェイトを乗算した上で合
成してアダプティブビームを形成するアダプティブビー
ム形成手段と、 前記記憶手段から転送された前記ディジタル信号から、
前記アダプティブビームを形成するための前記複素ウェ
イトを求める複素ウェイト算出手段と、 前記記憶手段に、前記ディジタル信号を前記複素ウェイ
ト算出手段に向け転送させると共に、少なくとも、この
転送されたディジタル信号に基づき前記複素ウェイト算
出手段で算出される複素ウェイトの値が収束したのち
に、前記記憶手段に、前記ディジタル信号を前記アダプ
ティブビーム形成手段に向け転送させる転送制御手段と
を具備することを特徴とするアダプティブアンテナ装
置。3. A plurality of antenna elements; a plurality of analog / digital conversion means for converting respective reception signals of the plurality of antenna elements into digital signals at a predetermined sampling cycle; Storage means for storing the converted digital signal; adaptive beam forming means for forming the adaptive beam by multiplying the digital signals transferred from the storage means by complex weights individually given thereto and forming an adaptive beam; From the digital signal transferred from the storage means,
Complex weight calculating means for obtaining the complex weight for forming the adaptive beam, and the storage means for transferring the digital signal toward the complex weight calculating means, and at least, based on the transferred digital signal, An adaptive antenna, comprising: transfer control means for transferring the digital signal to the adaptive beam forming means in the storage means after the value of the complex weight calculated by the complex weight calculation means converges. apparatus.
算出手段および前記アダプティブビーム形成手段に向け
た前記ディジタル信号の送出を、任意のタイミングで繰
り返し行うものであることを特徴とする請求項3記載の
アダプティブアンテナ装置。4. The transmission control unit according to claim 3, wherein the transmission of the digital signal to the complex weight calculation unit and the adaptive beam forming unit is repeated at an arbitrary timing. Adaptive antenna device.
記複数のアンテナ素子に向け導くリフレクタを具備する
ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載のア
ダプティブアンテナ装置。5. The adaptive antenna device according to claim 2, further comprising a reflector that reflects an incoming radio wave and guides the reflected radio wave toward the plurality of antenna elements.
ぞれ個別に与えられる複素ウェイトを乗算した上で合成
してアダプティブビームを形成するアダプティブビーム
形成手段と、 前記複数のアンテナ素子のそれぞれの受信信号から、前
記アダプティブビームを形成するための前記複素ウェイ
トを求める複素ウェイト算出手段とを備えるアダプティ
ブアンテナ装置におけるアダプティブビーム形成処理方
法であって、 前記複素ウェイト算出手段で算出される複素ウェイトの
値が収束したか否かを判定する第1のステップと、 この第1のステップで、前記複素ウェイトの値が収束し
たと判定された場合に、前記複数のアンテナ素子からの
受信信号を、前記アダプティブビーム形成手段へ出力す
る第2のステップとを具備することを特徴とするアダプ
ティブビーム形成処理方法。6. An adaptive beam forming means for forming an adaptive beam by multiplying received signals of the plurality of antenna elements by complex weights individually given thereto, and forming an adaptive beam; A complex weight calculating unit for obtaining the complex weight for forming the adaptive beam from the received signals of the plurality of antenna elements, the adaptive weight forming method in the adaptive antenna apparatus, comprising: A first step of determining whether or not the value of the calculated complex weight has converged; and, in the first step, when it is determined that the value of the complex weight has converged, Output to the adaptive beam forming means. Adaptive beamforming method characterized by comprising the steps.
のサンプリング周期で各々ディジタル信号に変換する複
数のアナログ/ディジタル変換手段と、 このアナログ/ディジタル変換手段で変換されたディジ
タル信号を記憶する記憶手段と、 この記憶手段から転送された前記ディジタル信号を、そ
れぞれ個別に与えられる複素ウェイトを乗算した上で合
成してアダプティブビームを形成するアダプティブビー
ム形成手段と、 前記記憶手段から転送された前記ディジタル信号から、
前記アダプティブビームを形成するための前記複素ウェ
イトを求める複素ウェイト算出手段とを備えるアダプテ
ィブアンテナ装置における処理機能を記録した記録媒体
であって、 前記記憶手段に、前記ディジタル信号を前記複素ウェイ
ト算出手段に向け転送させると共に、少なくとも、この
転送されたディジタル信号に基づき前記複素ウェイト算
出手段で算出される複素ウェイトの値が収束したのち
に、前記記憶手段に、前記ディジタル信号を前記アダプ
ティブビーム形成手段に向け転送させる転送制御手段を
実行するプログラムを記録したことを特徴とする記録媒
体。7. A plurality of antenna elements, a plurality of analog / digital conversion means for converting respective reception signals of the plurality of antenna elements into digital signals at a predetermined sampling cycle, and the analog / digital conversion means. Storage means for storing the converted digital signal; adaptive beam forming means for forming the adaptive beam by multiplying the digital signals transferred from the storage means by complex weights individually given thereto and forming an adaptive beam; From the digital signal transferred from the storage means,
A complex weight calculating means for calculating the complex weight for forming the adaptive beam, wherein the processing function in the adaptive antenna device is recorded, wherein the storage means, the digital signal to the complex weight calculating means At least after the value of the complex weight calculated by the complex weight calculating means converges based on the transferred digital signal, the digital signal is sent to the adaptive beam forming means. A recording medium on which a program for executing a transfer control means for causing a transfer is recorded.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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