JPH1168442A - Controller for array antenna - Google Patents

Controller for array antenna

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JPH1168442A
JPH1168442A JP21738997A JP21738997A JPH1168442A JP H1168442 A JPH1168442 A JP H1168442A JP 21738997 A JP21738997 A JP 21738997A JP 21738997 A JP21738997 A JP 21738997A JP H1168442 A JPH1168442 A JP H1168442A
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高志 関口
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ATR KANKYO TEKIOU TSUSHIN KENKYUSHO KK
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ATR KANKYO TEKIOU TSUSHIN KENKYUSHO KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a controller capable of handling a wide-band signal with simple configuration by setting the transfer functions H1(Z) or Hp(Z) of a first band pass filter means and the transfer functions G1(Z) or Gp(Z) of a second band pass filter means so that they are completely reproduced as receiving signal outputted by an A/D converting means. SOLUTION: Respectively plural P-number of band pass filters BPF:6-n-1 or BPF:6-n-p are provided with P-number of mutually different passing band, namely mutually different transmission functions H1(Z), Hp(Z). A complex number signal to be outputted from an adder is outputted to an adder 23 through an up sampler 21-p executing up-sampling processing by a prescribed rate D with respect to an inputted complex number signal and BPF:22-p with a transfer function Gp(Z). Then P-number of BPF:22-1 or BPF:22-p are provided with mutually different P-number of passing band namely provided with the transfer functions G1(Z) or Gp(Z).

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】本発明は、アレーアンテナの
制御装置に関する。
The present invention relates to a control device for an array antenna.

【0002】[0002]

【従来の技術】移動体通信において良好な通信品質を確
保するためには、常に所望波を捕捉する機能とともに、
多重波伝搬路で発生する周波数選択性フェージングを除
去する機能を備える必要がある。後者のために、例え
ば、コンスタント・モジュラス・アルゴリズム(Consta
nt Modulus Algorithm:以下、CMアルゴリズムとい
う。)は、所望波と相関のある遅延波である不要波を除
去するために有効であることが知られている(例えば、
従来技術文献1「大鐘武雄ほか,“陸上移動通信におけ
るCMAアダプティブアレーの選択性フェージング補償
特性”,電子情報通信学会論文誌,Vol.J73−B
−II,No.10,pp489−497,1990年1
0月」参照。)。
2. Description of the Related Art In order to ensure good communication quality in mobile communication, a function of always capturing a desired wave is required.
It is necessary to have a function of removing frequency-selective fading generated in a multipath. For the latter, for example, the constant modulus algorithm (Consta
nt Modulus Algorithm: Hereinafter, referred to as a CM algorithm. ) Is known to be effective for removing unnecessary waves that are delayed waves having a correlation with a desired wave (for example,
Prior Art Document 1 "Takeo Ohgane et al.," Selective fading compensation characteristics of CMA adaptive array in land mobile communication ", IEICE Transactions, Vol. J73-B.
-II, No. 10, pp 489-497, 1990 1
October ". ).

【0003】当該CMアルゴリズムを用いた処理に先立
って、以下に示す公知のビーム形成処理と公知のビーム
選択処理が実行される。 (a)ビーム形成処理:アレーアンテナの各アンテナ素
子でそれぞれ受信された複数M個の受信信号と、希望波
を所定の放射角度の範囲で受信できるように予め決めら
れた形成すべき所定の複数N個のビームの各主ビームの
方向と、受信信号の受信周波数とに基づいて、複数N個
のビーム電界値Enを演算する。 (b)ビーム選択処理:上記ビーム形成処理において演
算された上記複数N個のビーム電界値を所定のしきい値
と比較することによって、当該しきい値以上のビーム電
界値のみを選択して出力する。
Prior to the process using the CM algorithm, a known beam forming process and a known beam selecting process described below are executed. (A) Beam forming processing: a plurality of M received signals respectively received by each antenna element of the array antenna and a predetermined plurality of signals to be formed predetermined to be able to receive a desired wave within a predetermined radiation angle range. the direction of the main beam of the n beams, based on the reception frequency of the received signal, it calculates a plurality of n beam field strength E n. (B) Beam selection processing: comparing the plurality of N beam electric field values calculated in the beam forming processing with a predetermined threshold value, selects and outputs only the beam electric field value equal to or greater than the threshold value I do.

【0004】当該CMアルゴリズムにおいては、上記ビ
ーム選択処理によって選択された複数N個以下のビーム
電界値に基づいて、アレーアンテナの主ビームを希望波
の所望の方向に向けかつ干渉波などの不要波の到来方向
の受信レベルを零にするような各ビームに対応する受信
信号に対する複数N個の重み係数wn(n=1,2,
…,N)を演算する。すなわち、このCMアルゴリズム
は、包絡線が既知である希望波の信号波を用いた通信方
式において、干渉波などの不要波の影響によって変化し
た包絡線の波形を所望の形に変換することによって不要
波の到来方向の当該アレーアンテナの放射パターンにお
ける受信レベルを零にするものである。
In the CM algorithm, the main beam of the array antenna is directed to a desired direction of a desired wave and an unnecessary wave such as an interference wave is set based on a plurality of N or less beam electric field values selected by the beam selection processing. N weighting coefficients w n (n = 1, 2, 2) for the received signal corresponding to each beam such that the receiving level in the arrival direction of
.., N) are calculated. In other words, this CM algorithm is unnecessary in a communication system using a signal wave of a desired wave whose envelope is known, by converting the waveform of the envelope changed by the influence of an unnecessary wave such as an interference wave into a desired shape. The reception level in the radiation pattern of the array antenna in the wave arrival direction is set to zero.

【0005】従来の上記CMアルゴリズムなどのアダプ
ティブアルゴリズムを用いたアレーアンテナにおいて
は、適応的に指向性を制御することにより遅延波の影響
を除去することができるが、遅延波を単に除去するだけ
で利用していない。これを解決するために、直接波と遅
延波とを分離してダイバーシチ受信する方法が、例え
ば、従来技術文献2「黒岩登ほか,“アダプティブアレ
ーアンテナによる指向性ダイバーシチ受信の構成法”,
電子情報通信学会論文誌,B−II,Vol.J73−
B−II,No.11,pp755−763,1990年
11月」(以下、第1の従来例という。)に開示されて
いる。
In a conventional array antenna using an adaptive algorithm such as the CM algorithm described above, the influence of a delayed wave can be removed by adaptively controlling the directivity. Not used. In order to solve this, a method of separating a direct wave and a delayed wave and performing diversity reception is described in, for example, prior art document 2 “Noboru Kuroiwa et al.,“ Configuration method of directional diversity reception using adaptive array antenna ””,
IEICE Transactions, B-II, Vol. J73-
B-II, No. 11, pp 755-763, November 1990 "(hereinafter referred to as a first conventional example).

【0006】この第1の従来例においては、以下の手順
で受信された信号から、直接波と遅延波を分離してダイ
バーシチ受信する。 (a)従来のアダプティブ(適応化)アルゴリズムを用
いて直接波のみを取り出す。 (b)次いで、上記取り出した直接波を基準信号として
適応等化器を動作させ、遅延波のみを取り出す。 (c)最後に、上記で取り出された直接波と遅延波に対
して、最大の信号対雑音比を得ることができるように重
み係数を乗算することによりダイバーシチ受信する。
In the first conventional example, a direct wave and a delayed wave are separated from a signal received in the following procedure and diversity reception is performed. (A) Extract a direct wave only using a conventional adaptive (adaptive) algorithm. (B) Next, the adaptive equalizer is operated using the extracted direct wave as a reference signal to extract only the delayed wave. (C) Finally, diversity reception is performed by multiplying the direct wave and the delayed wave extracted as described above by a weight coefficient so as to obtain the maximum signal-to-noise ratio.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第1の
従来例においては、以下の問題点があった。 (a)従来のアダプティブアルゴリズムを用いているの
で、当該アルゴリズムを用いた処理において所定の収束
条件が成立した後に、上記適応等化器を動作させるの
で、処理時間が比較的長くなる。 (b)アダプティブアルゴリズムを用いた、例えばCM
A処理器と、上記適応等化器という異なる処理装置を備
える必要があるので、ハードウエアの構成が複雑にな
る。 (c)複数の信号が多重化され、もしくは、スペクトル
拡散変調された、いわゆる広帯域信号を処理することが
できない。
However, the first conventional example has the following problems. (A) Since the conventional adaptive algorithm is used, the adaptive equalizer is operated after a predetermined convergence condition is satisfied in the processing using the algorithm, so that the processing time is relatively long. (B) CM using adaptive algorithm, for example, CM
Since it is necessary to provide the A processing unit and a different processing unit called the adaptive equalizer, the hardware configuration becomes complicated. (C) It is impossible to process a so-called wideband signal in which a plurality of signals are multiplexed or spread spectrum modulated.

【0008】また、従来技術文献3「J.M.Khalab et a
l.,“Novel multirate adaptive beamforming techniqu
e",Electronics Letters,Vol.30,No.15,pp.1194-1195,1
994年」(以下、第2の従来例という。)においては、
複数N個の分析フィルタバンクと、1個の合成フィルタ
バンクを備えたマルチレート信号処理回路を用いて適応
的なビーム形成装置を構成しており、広帯域信号を取り
扱うことができるが、広帯域信号のビーム形成のために
参照信号を何らかの形で得る必要があり(例えば、送信
側から送信したり、送信信号に既知の信号を混入させ、
それを受信側で持ち、参照信号とする。いずれにせよ、
同期をとる必要がある。)、ハードウエアの構成が複雑
になるという問題点があった。
[0008] In addition, prior art document 3 “JMKhalab et a
l., “Novel multirate adaptive beamforming techniqu
e ", Electronics Letters, Vol.30, No.15, pp.1194-1195,1
994 "(hereinafter referred to as a second conventional example)
An adaptive beam forming apparatus is configured by using a multi-rate signal processing circuit having a plurality of N analysis filter banks and one synthesis filter bank, and can handle a wide band signal. It is necessary to obtain a reference signal in some form for beam forming (for example, transmitting from a transmission side or mixing a known signal into a transmission signal,
It is held on the receiving side and used as a reference signal. In any case,
Need to synchronize. ), There is a problem that the hardware configuration becomes complicated.

【0009】さらに、従来技術文献4「柴田治ほか,
“光空間信号処理マルチビーム受信アンテナの構成
法”,電子情報通信学会技術報告,MW96−47,O
PE96−27,pp.45−50,1996年6月」
(以下、第3の従来例という。)においては、高速かつ
広帯域な無線通信用アレーアンテナを実現するために、
ビーム形成装置に光空間信号処理を用いる光制御型マル
チビーム形成装置が提案されている。しかしながら、上
述の第2の従来例においては、この第3の従来例の技術
を適用することができないという問題点があった。
Further, prior art document 4 "Osamu Shibata et al.,
"Construction method of optical spatial signal processing multi-beam receiving antenna", IEICE technical report, MW96-47, O
PE 96-27, pp. 45-50, June 1996 "
(Hereinafter, referred to as a third conventional example), in order to realize a high-speed and wideband wireless communication array antenna,
An optically controlled multi-beam forming apparatus using spatial light signal processing as a beam forming apparatus has been proposed. However, the second conventional example described above has a problem that the technology of the third conventional example cannot be applied.

【0010】本発明の目的は以上の問題点を解決し、従
来例に比較して構成が簡単であって、参照信号を必要と
せず、広帯域信号を取り扱うことができ、しかも第3の
従来例の光制御型マルチビーム形成装置を適用すること
ができるアレーアンテナの制御装置を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to solve the above problems, to have a simpler structure than the conventional example, to be able to handle a wideband signal without requiring a reference signal, and to provide a third conventional example. An object of the present invention is to provide an array antenna control device to which the above-mentioned light control type multi-beam forming device can be applied.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項1記
載のアレーアンテナの制御装置は、所定の配置形状で近
接して並置された所定の複数のアンテナ素子からなるア
レーアンテナを制御するためのアレーアンテナの制御装
置において、上記アレーアンテナの各アンテナ素子でそ
れぞれ受信された複数の受信信号を複数のディジタル受
信信号にA/D変換して出力する変換手段と、上記変換
手段から出力される複数のディジタル受信信号に対して
それぞれ、所定のレートでダウンサンプリング処理を実
行して、処理後の複数のディジタル信号を出力する第1
のダウンサンプラ手段と、上記変換手段から出力される
複数のディジタル受信信号をそれぞれ、互いに異なる複
数P個の所定の伝達関数H1(z)乃至HP(z)を有し
て帯域通過ろ波することにより帯域分割して出力する第
1の帯域通過ろ波手段と、上記第1の帯域通過ろ波手段
から出力される複数のディジタル信号に対してそれぞ
れ、上記レートでダウンサンプリング処理を実行して、
処理後の複数のディジタル信号を出力する第2のダウン
サンプラ手段と、上記第2のダウンサンプラ手段から出
力される複数のディジタル信号をそれぞれ複数P分配し
て、上記第1の帯域通過ろ波手段の帯域毎に、上記各デ
ィジタル信号に対してそれぞれ所定の荷重係数w1 (m)
至wL (m)を乗算した後加算して、複数P個のディジタル
信号を出力する荷重加算手段と、上記荷重加算手段から
出力される複数P個のディジタル信号に対してそれぞ
れ、所定のレートでアップサンプリング処理を実行し
て、処理後の複数P個のディジタル信号を出力するアッ
プサンプラ手段と、上記アップサンプラ手段から出力さ
れる複数P個のディジタル信号それぞれ、互いに異なる
複数P個の所定の伝達関数G1(z)乃至GP(z)を有
して帯域通過ろ波して、複数P個のディジタル信号を出
力する第2の帯域通過ろ波手段と、上記第2の帯域通過
ろ波手段から出力される複数P個のディジタル信号を加
算して、加算結果の信号を受信信号として出力する加算
手段と、上記第1のダウンサンプラ手段から出力される
複数のディジタル信号に基づいて、コンスタント・モジ
ュラス・アルゴリズムを用いて、アレーアンテナの主ビ
ームを希望波の所望の方向に向けかつ干渉波などの不要
波の到来方向の受信レベルを零にするような、上記入力
される複数のディジタル信号に対する上記荷重係数w1
(m)乃至wL (m)を演算して上記荷重加算手段に出力する
ことにより、上記荷重係数w1 (m)乃至wL (m)を更新して
設定する適応制御手段とを備え、上記第1の帯域通過ろ
波手段の伝達関数H1(z)乃至HP(z)と、上記第2
の帯域通過ろ波手段の伝達関数G1(z)乃至GP(z)
とは、上記A/D変換手段から出力されるディジタル信
号が上記加算手段から出力される受信信号として再現さ
れるような完全再構成条件を実質的に満たすように設定
されたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an array antenna control apparatus for controlling an array antenna including a plurality of antenna elements arranged in close proximity in a predetermined arrangement shape. In the array antenna control apparatus, a plurality of received signals received by each of the antenna elements of the array antenna are A / D converted into a plurality of digital received signals and output, and output from the converting means A first method of performing downsampling processing on a plurality of digital reception signals at a predetermined rate and outputting a plurality of digital signals after processing
And a plurality of digital reception signals output from the conversion means, respectively, having a plurality of P predetermined transfer functions H 1 (z) to H P (z) different from each other. Then, down-sampling processing is performed at the above-mentioned rate on the first band-pass filtering means for dividing and outputting the band and a plurality of digital signals outputted from the first band-pass filtering means. hand,
A second down-sampler means for outputting a plurality of digital signals after the processing, a plurality of digital signals output from the second down-sampler means being distributed to a plurality of Ps respectively, and the first band-pass filtering means Weight adding means for multiplying each of the digital signals by a predetermined weighting factor w 1 (m) to w L (m) and adding the digital signals to output a plurality of P digital signals; Up-sampler means for performing up-sampling processing at a predetermined rate on each of the plurality of P digital signals output from the load adding means, and outputting the processed plurality of P digital signals; each of the plurality P number of digital signals output from the sampler unit, different P number of predetermined transfer function G 1 to one another (z) to the band-pass said a G P (z) A second band-pass filtering means for outputting a plurality of P digital signals, and a plurality of P digital signals output from the second band-pass filtering means, and receiving a signal resulting from the addition. The main beam of the array antenna is directed to a desired direction of a desired wave by using a constant modulus algorithm based on a plurality of digital signals output from the adding means for outputting as a signal and the plurality of digital signals output from the first downsampler means. And the weighting factor w 1 for the plurality of input digital signals so as to make the reception level in the direction of arrival of unnecessary waves such as interference waves zero.
(m) to w L (m) are calculated and output to the load adding means, thereby updating and setting the load coefficients w 1 (m) to w L (m) . The transfer functions H 1 (z) to H P (z) of the first band-pass filtering means and the second
Transfer functions G 1 (z) to G P (z) of the band-pass filtering means
Is set such that the digital signal output from the A / D conversion means is substantially satisfied with a perfect reconstruction condition such that the digital signal is reproduced as a reception signal output from the addition means. .

【0012】また、請求項2記載のアレーアンテナの制
御装置は、請求項1記載のアレーアンテナの制御装置に
おいて、上記第1のダウンサンプラ手段と上記適応制御
手段との間に挿入された第1の選択手段と、上記第2の
ダウンサンプラ手段と上記荷重加算手段との間に挿入さ
れた第2の選択手段とをさらに備え、上記第1の選択手
段は、上記第1のダウンサンプラ手段から出力される複
数のディジタル信号を、所定のしきい値と比較して、上
記しきい値以上のディジタル信号を選択して上記適用制
御手段に出力するとともに、選択されたディジタル信号
に対応する、上記第2のダウンサンプラ手段から出力さ
れるディジタル信号を選択して上記荷重加算手段に出力
するように上記第2の選択手段を制御することを特徴と
する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the array antenna control device according to the first aspect, wherein the first antenna is inserted between the first downsampler means and the adaptive control means. And a second selecting means inserted between the second downsampler means and the load adding means, wherein the first selecting means is provided from the first downsampler means. The plurality of output digital signals are compared with a predetermined threshold value, a digital signal equal to or more than the threshold value is selected and output to the application control means, and the digital signal corresponding to the selected digital signal is selected. The digital signal output from the second downsampler is selected and the second selector is controlled so as to output the digital signal to the load adder.

【0013】さらに、請求項3記載のアレーアンテナの
制御装置は、請求項1又は2記載のアレーアンテナの制
御装置において、上記A/D変換手段の前段に設けら
れ、上記アレーアンテナの各アンテナ素子でそれぞれ受
信された複数の受信信号に基づいて、予め決められた複
数個の方向においてそれぞれ主ビームを有する所定の複
数個のビーム信号を発生して、複数のディジタル信号と
して上記A/D変換手段に出力するマルチビーム形成手
段をさらに備えたことを特徴とする。
Further, according to a third aspect of the present invention, in the array antenna control device according to the first or second aspect, each antenna element of the array antenna is provided before the A / D conversion means. Generating a plurality of beam signals each having a main beam in a plurality of predetermined directions based on the plurality of received signals respectively received by the A / D conversion means as a plurality of digital signals. And a multi-beam forming means for outputting the multi-beam data to the multi-beam.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1は、本発明に係る一実施形態であるア
レーアンテナの制御装置の構成を示すブロック図であ
り、図2は、図1の帯域分割合成型アダプティブアレー
回路9の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an array antenna control device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a band division / combination type adaptive array circuit 9 of FIG. FIG.

【0016】本実施形態では、アレーアンテナ100で
受信した信号をディジタル信号にA/D変換した後、帯
域分割及びダウンサンプリングを行って適応ディジタル
ビーム形成信号処理の速度を低速化することにより、広
帯域信号を取り扱えるようにすることを目的として、C
Mアルゴリズムを用いたアダプティブアレー回路に帯域
分割及び合成処理回路を導入することを特徴とする。帯
域分割及び合成型アレー信号処理は、比帯域幅の広い信
号を対象とする場合が多かったが(例えば、従来技術文
献5「F.Lorenzelli,et al.,“Broadband array proces
sing using subband techniques",Proceedings of IEEE
International Conference Acoustic Speech,Signal P
rocessing,pp.2876-2879,1996年」参照。)、本実施形
態では、信号そのものは広帯域だが比帯域幅は狭い場合
を考える。例えば、信号帯域幅が200MHzくらい
で、搬送周波数が10GHz以上のような場合である。
このとき、比帯域幅は2%以下であり、狭比帯域幅とみ
なせる。その目的は、光制御型アレーアンテナなどのア
ナログマルチビーム形成器2と組合わせて超広帯域信号
に対して適応的にビームを形成することにある。光制御
型アレーアンテナは、超広帯域信号に対して固定ビーム
を形成するのは容易ではるが、適応的ビーム形成を行う
のが困難である。一方、超広帯域信号をそのままディジ
タル信号処理を行うのは困難である。そこで、例えば、
光制御型アレーアンテナでマルチビームを形成しA/D
変換した後に帯域分割を行うことにより、ディジタル信
号処理できるレベルにサンプリング周波数をダウンコン
バートしてから適応ビーム形成処理を行えば、超広帯域
信号に対して適応的にビームを形成することができる。
本実施形態は、一種のビームスペース形構成である。こ
のように、帯域分割アダプティブアレー回路は高速動作
を必要とする場合にきわめて有用である。
In this embodiment, the signal received by the array antenna 100 is A / D-converted into a digital signal, and then band division and downsampling are performed to reduce the speed of adaptive digital beamforming signal processing. In order to be able to handle signals, C
A band division and synthesis processing circuit is introduced into an adaptive array circuit using the M algorithm. In many cases, band division and synthesis-type array signal processing target a signal having a wide relative bandwidth (for example, refer to F. Lorenzelli, et al., “Broadband array proces.
sing using subband techniques ", Proceedings of IEEE
International Conference Acoustic Speech, Signal P
rocessing, pp. 2876-2879, 1996. " In this embodiment, a case is considered in which the signal itself is broadband but the fractional bandwidth is narrow. For example, a case where the signal bandwidth is about 200 MHz and the carrier frequency is 10 GHz or more.
At this time, the fractional bandwidth is 2% or less, and can be regarded as a narrow fractional bandwidth. The purpose is to form a beam adaptively for an ultra-wideband signal in combination with an analog multi-beamformer 2 such as an optically controlled array antenna. An optically controlled array antenna is easy to form a fixed beam for an ultra-wideband signal, but it is difficult to perform adaptive beam forming. On the other hand, it is difficult to perform digital signal processing on ultra wideband signals as they are. So, for example,
A / D by forming multiple beams with an optically controlled array antenna
By performing band division after the conversion, down-converting the sampling frequency to a level at which digital signal processing can be performed, and then performing adaptive beam forming processing, it is possible to adaptively form a beam for an ultra-wide band signal.
This embodiment is a kind of beam space type configuration. As described above, the band division adaptive array circuit is extremely useful when high-speed operation is required.

【0017】次いで、図1を参照してアレーアンテナの
制御装置の構成及び動作について説明する。アレーアン
テナ100は、例えば1直線上に例えば半波長の間隔で
配置された複数N個のアンテナ素子1−1乃至1−Nを
備えて構成される。なお、アレーアンテナ100におい
ては、複数N個のアンテナ素子1−1乃至1−Nは2次
元の所定の配置形状で互いに所定の間隔で近接して配置
されてもよい。相手方の送信局からの送信信号は、複数
N個のアンテナ素子1−1乃至1−Nが並置される直線
に対して垂直な直線に対して定義される入射角θで入力
してアレーアンテナ100で受信される。各アンテナ素
子1−1乃至1−Nで受信された受信信号はマルチビー
ム形成器2に入力される。マルチビーム形成器2は、例
えば従来技術文献6「M.I.Skolnik,“Introduction to
Rader Systems",MacGraw-Hill,Inc.,pp.310-318,1981
年」において開示された、移相器や加算器もしくはバト
ラーマトリックスを用いた公知のアナログマルチビーム
形成方法を用いて、入力されるN個の受信信号に基づい
て、予め決められた複数N’個の方向(又は入射角)に
おいてそれぞれ主ビームを有する所定のN’個のビーム
信号(当該各ビーム信号は、上記予め決められた複数
N’個の方向(又は入射角)におけるビーム電界値を有
する信号である。)を発生して、ダウンコンバータ3−
1乃至3−N’に出力する。ここで、N’はN以下に予
め設定される。また、マルチビーム形成器2は、例え
ば、第3の従来例の光制御型マルチビーム形成装置であ
ってもよい。
Next, the configuration and operation of the control device for the array antenna will be described with reference to FIG. The array antenna 100 includes, for example, a plurality of N antenna elements 1-1 to 1-N arranged on one straight line at an interval of, for example, a half wavelength. In the array antenna 100, the plurality of N antenna elements 1-1 to 1-N may be arranged close to each other at a predetermined interval in a two-dimensional predetermined arrangement shape. A transmission signal from a partner transmitting station is input at an incident angle θ defined with respect to a straight line perpendicular to a straight line in which a plurality of N antenna elements 1-1 to 1-N are juxtaposed, and array antenna 100 Received at. The received signals received by each of the antenna elements 1-1 to 1-N are input to the multi-beamformer 2. The multi-beamformer 2 is described in, for example, the prior art document 6 “MISkolnik,“ Introduction to
Rader Systems ", MacGraw-Hill, Inc., pp. 310-318, 1981.
Using a known analog multi-beam forming method using a phase shifter, an adder, or a Butler matrix disclosed in "Year", a predetermined plurality of N ' N ′ beam signals each having a main beam in the direction (or incidence angle) (each beam signal has a beam electric field value in the predetermined plurality of N ′ directions (or incidence angles)). Signal) to generate the down-converter 3-
1 to 3-N '. Here, N ′ is set to N or less in advance. Further, the multi-beamformer 2 may be, for example, a third conventional light-controlled multi-beamformer.

【0018】ダウンコンバータ3−1乃至3−N’はそ
れぞれ、入力されるビーム信号を所定の中間周波数の信
号(以下、IF信号という。)に低域変換して、IF/
IQ変換器4−1乃至4−N’に出力する。次いで、I
F/IQ変換器4−1乃至4−N’はそれぞれ、互いに
直交する2つの局部発振信号を用いて、入力されるIF
信号を、互いに直交するI信号とQ信号とに変換してA
/D変換器5−1乃至5−N’に出力する。さらに、A
/D変換器5−1乃至5−N’はそれぞれ、入力される
I信号とQ信号をA/D変換してディジタルI信号とデ
ィジタルQ信号とに変換して帯域通過フィルタ(以下、
BPFという。)6−1−1乃至6−1−P,6−2−
1乃至6−2−P,…,6−N’−1乃至6−N’−P
に出力するとともに、ダウンサンプラ10−1乃至10
−N’に出力する。図1及び図2において、信号線で2
と示しているのは、互いに直交するI信号とQ信号から
なる複素数信号を示す。ここで、A/D変換器5−1か
ら出力されるディジタルI信号とディジタルQ信号は、
それぞれ(P+1)分配されて、複数P個のBPF6−
1−1乃至6−1−Pに入力されるとともに、ダウンサ
ンプラ10−1に入力される。以下、同様にして、A/
D変換器5−n(n=2,3,…,N’)から出力され
るディジタルI信号とディジタルQ信号は、それぞれ
(P+1)分配されて、複数P個のBPF6−n−1乃
至6−n−Pに入力されるとともに、ダウンサンプラ1
0−nに入力される。
Each of the down-converters 3-1 to 3-N 'down-converts the input beam signal into a signal of a predetermined intermediate frequency (hereinafter, referred to as an IF signal), and outputs the IF / IF signal.
Output to the IQ converters 4-1 to 4-N '. Then I
Each of the F / IQ converters 4-1 through 4-N ′ uses two local oscillation signals orthogonal to each other to
A signal is converted into an I signal and a Q signal
/ D converters 5-1 to 5-N '. Furthermore, A
Each of the / D converters 5-1 to 5-N 'performs A / D conversion on the input I signal and Q signal to convert them into a digital I signal and a digital Q signal, and converts them into a band-pass filter (hereinafter, referred to as a "pass filter").
It is called BPF. ) 6-1-1 to 6-1-P, 6-2-
1 to 6-2-P, ..., 6-N'-1 to 6-N'-P
And the downsamplers 10-1 to 10-1
-N '. In FIG. 1 and FIG.
Indicates a complex signal composed of an I signal and a Q signal that are orthogonal to each other. Here, the digital I signal and digital Q signal output from the A / D converter 5-1 are:
Each of them is distributed (P + 1) and a plurality of P BPF6-
1-1 to 6-1-P and input to the downsampler 10-1. Hereinafter, similarly, A /
The digital I signal and the digital Q signal output from the D converter 5-n (n = 2, 3,..., N ′) are respectively (P + 1) distributed, and a plurality of P BPFs 6-n−1 to 6 are provided. -N-P and the down sampler 1
0-n.

【0019】各P個のBPF6−n−1乃至6−n−P
(n=1,2,…,N’)は互いに異なるP個の通過帯
域(以下、バンド1乃至バンドPという。)を有し、す
なわち、互いに異なる伝達関数H1(z),H2(z),
…,HP(z)を有する、例えば有限インパルス応答
(FIR)型トランスバーサルディジタルフィルタで構
成され、入力されるディジタルI信号とディジタルQ信
号とを帯域通過ろ波することにより、P個の帯域に分割
した後、Dを所定の2以上の整数とするとき、1/Dの
レートで入力信号に対してダウンサンプリング処理を実
行するダウンサンプラ7−n−p(p=1,2,…,
P)を介してセレクタ8に出力する。一方、ダウンサン
プラ10−1乃至10−N’はそれぞれ、入力されるデ
ィジタルI信号とディジタルQ信号とに対して所定の1
/Dのレートで入力信号に対してダウンサンプリング処
理を実行して、処理後のディジタルI信号とディジタル
Q信号をセレクタ11に出力する。セレクタ11は、複
数N’個の比較器を備え、入力される複数N’個の複素
数信号の電力値を演算しかつ所定のしきい値よりも大き
いL個の複素数信号(ここで、L≦N’であり、L個の
複素数信号はL個のI信号と、L個のQ信号からな
る。)を選択してディジタル信号S’1乃至S’Lとして
CMA制御回路12に出力する。また、セレクタ11
は、選択したL個の複素数信号に対応する、セレクタ8
への複素数信号を選択するようにセレクタ8を連動して
制御する。従って、セレクタ8は、セレクタ11に対応
して選択された2P×L個の複素数信号S1乃至SLを帯
域分割合成型アダプティブアレー回路9に出力する。セ
レクタ8及び11を設けることにより、より大きな信号
に基づいて適応制御処理を実行するので、適応制御処理
の精度が向上する。なお、本実施形態において、セレク
タ11は電力値レベルで比較しているが、本発明はこれ
に限らず、信号強度値レベル又は信号電界値レベルで比
較してもよい。
Each of the P BPFs 6-n-1 to 6-n-P
(N = 1, 2,..., N ′) have P different pass bands (hereinafter, referred to as bands 1 to P), that is, different transfer functions H 1 (z), H 2 ( z),
... has a H P (z), for example, a finite impulse response (FIR) transversal digital filter, by band-pass-filters the digital I signal is input and the digital Q signal, P number of bands After the division, when D is an integer of 2 or more, a downsampler 7-np (p = 1, 2,...) That performs a downsampling process on the input signal at a rate of 1 / D
P) to the selector 8. On the other hand, each of the downsamplers 10-1 to 10-N 'receives a predetermined 1
The input signal is down-sampled at a rate of / D, and the processed digital I signal and digital Q signal are output to the selector 11. The selector 11 includes a plurality of N ′ comparators, calculates the power values of the inputted N ′ complex number signals, and calculates L complex number signals (L ≦ L) larger than a predetermined threshold value. N ′, and the L complex number signals are composed of L I signals and L Q signals.) And output them to the CMA control circuit 12 as digital signals S ′ 1 to S ′ L. Also, the selector 11
Is a selector 8 corresponding to the selected L complex number signals.
The selector 8 is interlocked and controlled to select the complex signal to Therefore, the selector 8 outputs the 2P × L complex numbers signals S 1 to S L, which is selected to correspond to the selector 11 to the band-dividing and synthesizing type adaptive array circuit 9. By providing the selectors 8 and 11, the adaptive control processing is performed based on a larger signal, so that the accuracy of the adaptive control processing is improved. In the present embodiment, the selector 11 performs the comparison at the power value level, but the present invention is not limited to this, and the comparison may be performed at the signal strength value level or the signal electric field value level.

【0020】2P個の複素数信号S1のうちバンド1の
複素数信号S1は荷重加算回路20−1内の乗算器24
−1−1を介して加算器25−1に入力され、また、そ
のバンド1の複素数信号S1は荷重加算回路20−2内
の乗算器24−2−1を介して加算器25−2に入力さ
れ、以下同様にして、そのバンドp(3≦p≦P)の複
素数信号S1は荷重加算回路20−p内の乗算器24−
p−1を介して加算器25−pに入力される。また、2
P個の複素数信号S2のうちバンドp(1≦p≦P)の
複素数信号S2は荷重加算回路20−p内の乗算器24
−p−2を介して加算器25−pに入力される。さら
に、以下同様にして、2P個の複素数信号SPのうちバ
ンドp(1≦p≦P)の複素数信号Spは荷重加算回路
20−p内の乗算器24−p−Pを介して加算器25−
pに入力される。すなわち、セレクタ8から出力される
複素数信号S1乃至SPは、各バンドp毎に荷重加算回路
20−pに入力されて荷重加算される。各乗算器24−
1−1乃至24−P−Lの乗算係数である荷重係数は、
詳細後述されるように、CMA制御回路12によって演
算されて更新設定される。ここで、乗算器24−1−
1,24−2−1,…,24−P−1は同一の荷重係数
1 (m)を有し、乗算器24−1−2,24−2−2,
…,24−P−2は同一の荷重係数w2 (m)を有し、以下
同様に、乗算器24−1−l,24−2−l,…,24
−P−l(3≦l≦L)は同一の荷重係数wl (m)を有す
る。
Of the 2P complex number signals S 1 , the band 1 complex number signal S 1 is supplied to the multiplier 24 in the weight addition circuit 20-1.
-1 is input to the adder 25-1, and the complex signal S1 of the band 1 is added to the adder 25-2 via the multiplier 24-2-1 in the weight addition circuit 20-2. Similarly, the complex number signal S 1 of the band p (3 ≦ p ≦ P) is input to the multiplier 24-p in the weight addition circuit 20-p.
The signal is input to the adder 25-p via p-1. Also, 2
P multipliers 24 of the complex signal S 2 is weighted addition circuit 20-p bands p of complex signal S 2 (1 ≦ p ≦ P )
-P-2 is input to the adder 25-p. Further, in the same manner, through a complex signal S p to the multiplier 24-p-P of weighted addition circuit 20-p bands p (1 ≦ p ≦ P) of 2P complex numbers signal S P added Table 25-
p. That is, the complex number signals S 1 to S P output from the selector 8 are input to the weight addition circuit 20-p for each band p and subjected to weight addition. Each multiplier 24-
The weighting factor that is a multiplication factor of 1-1 to 24-PL is
As will be described in detail later, the calculation is performed by the CMA control circuit 12 and updated and set. Here, the multiplier 24-1-
, 24-P-1,..., 24-P-1 have the same weighting factor w 1 (m) , and the multipliers 24-1-2, 24-2-2,.
, 24-P-2 have the same weighting factor w 2 (m) , and similarly, multipliers 24-1-1, 24-2-1,.
−P−1 (3 ≦ l ≦ L) have the same load coefficient w l (m) .

【0021】CMA制御回路12においては、上記CM
アルゴリズムを用いて、入力される複数L個の複素数信
号S1’,S2’,…,SL’に基づいて、アレーアンテ
ナの主ビームを希望波の所望の方向に向けかつ干渉波な
どの不要波の到来方向の受信レベルを零にするような各
ビームに対応する受信信号に対する複数L個の重み係数
n (m)(n=1,2,…,L)を演算する。すなわち、
このCMアルゴリズムは、包絡線が一定である希望波の
信号波を用いた通信方式において、干渉波などの不要波
の影響によって変化した包絡線の波形を所望の形に変換
することによって不要波の到来方向の当該アレーアンテ
ナの放射パターンにおける受信レベルを零にするもので
ある。
In the CMA control circuit 12, the CM
Using an algorithm, multiple L-number of complex signals S 1 inputted ', S 2', ..., on the basis of the S L ', directing the main beam of the array antenna in a desired direction of the desired wave and such interference A plurality of L weighting coefficients w n (m) (n = 1, 2,..., L) are calculated for the received signal corresponding to each beam such that the received level in the arrival direction of the unnecessary wave is set to zero. That is,
This CM algorithm is a communication method using a signal wave of a desired wave having a constant envelope, and converts a waveform of an envelope changed by the influence of an unnecessary wave such as an interference wave into a desired shape by converting the waveform of the unnecessary wave. The reception level in the radiation pattern of the array antenna in the arrival direction is set to zero.

【0022】加算器25−1は入力されるL個の複素数
信号を加算して出力し、加算器25−1から出力される
複素数信号は、入力される複数数信号に対して所定のD
のレートで入力信号に対してアップサンプリング処理を
実行するアップサンプラ21−1及び伝達関数G
1(z)を有するBPF22−1を介して加算器23に
出力する。また、加算器25−2は入力されるL個の複
素数信号を加算して出力し、加算器25−2から出力さ
れる複素数信号は、入力される複数数信号に対して所定
のDのレートで入力信号に対してアップサンプリング処
理を実行するアップサンプラ21−2及び伝達関数G2
(z)を有するBPF22−2を介して加算器23に出
力する。以下、同様にして、加算器25−p(3≦p≦
P)は入力されるL個の複素数信号を加算して出力し、
加算器25−pから出力される複素数信号は、入力され
る複数数信号に対して所定のDのレートで入力信号に対
してアップサンプリング処理を実行するアップサンプラ
21−p及び伝達関数Gp(z)を有するBPF22−
pを介して加算器23に出力する。ここで、P個のBP
F22−1乃至22−Pは互いに異なるP個の通過帯域
を有し、すなわち、互いに異なる伝達関数G1(z),
2(z),…,GP(z)を有する、例えば有限インパ
ルス応答(FIR)型トランスバーサルディジタルフィ
ルタで構成され、入力されるディジタルI信号とディジ
タルQ信号とを帯域通過ろ波して出力する。加算器23
は入力されるP個の複素数信号を加算して、受信信号z
(k)として出力する。
The adder 25-1 adds and outputs the input L complex number signals, and outputs the complex number signal output from the adder 25-1 with a predetermined D number with respect to the input plural number signal.
Up-sampler 21-1 that executes up-sampling processing on an input signal at a rate of
1 (z) is output to the adder 23 via the BPF 22-1. The adder 25-2 adds and outputs the input L complex number signals, and outputs the complex number signal output from the adder 25-2 at a predetermined D rate with respect to the input plural number signals. Up-sampler 21-2 for executing an up-sampling process on an input signal and a transfer function G 2
The signal is output to the adder 23 via the BPF 22-2 having (z). Hereinafter, similarly, the adder 25-p (3 ≦ p ≦
P) adds and outputs the input L complex number signals,
The complex number signal output from the adder 25-p is converted into an up-sampler 21-p and a transfer function G p (up-sampler 21-p for executing an up-sampling process on an input signal at a predetermined D rate for a plurality of input signals. BPF22- having z)
Output to the adder 23 via p. Here, P BPs
F22-1 to 22-P have different P number of pass bands, i.e., different transfer functions G 1 to one another (z),
G 2 (z), ..., have a G P (z), for example, a finite impulse response (FIR) transversal digital filter, and a digital I signal and the digital Q signal input to the band-pass Output. Adder 23
Sums the input P complex number signals to obtain the received signal z
Output as (k).

【0023】なお、N’×P個のBPF6−n−1乃至
6−n−P(n=1,2,…,N’)の伝達関数H
1(z),H2(z),…,HP(z)と、BPF22−
1乃至22−Pの伝達関数G1(z),G2(z),…,
P(z)とは、1つの受信信号に対する原理図である
図3に示すように、入力信号un(k)がそのまま同一
の信号として再現されて加算器23から受信信号z
n(k)として出力されるために、公知の完全再構成条
件(従来技術文献7「貴家仁志,“マルチレート信号処
理”,7.2節,pp.113−115,昭晃堂,19
95年」参照。)が実質的に満たされるように設定され
る。当該完全再構成条件が満たされれば、図1において
は、例えば、A/D変換器5−1乃至5−N’から出力
されるディジタル信号が加算器23からそのまま再現さ
れて受信信号として出力される。なお、当該完全再構成
条件は、公知の通り、エイリアジング回避条件と全域通
過条件とを分けることができ、両方の条件を満たすこと
が必要である(上記従来技術文献7参照。)。ここで、
前者の条件は、エイリアジングを回避するための周波数
設定の条件であり、後者の条件は、信号が通過するとき
に振幅利得1の全域通過特性、すなわち、振幅が一定で
あることの条件である。
The transfer functions H of N '× P BPFs 6-n-1 to 6-n-P (n = 1, 2,..., N')
1 (z), H 2 ( z), ..., and H P (z), BPF22-
Transfer functions G 1 (z), G 2 (z),.
G A P (z), 1 single 3 is a principle diagram of the received signal, the input signal u n (k) is the received signal z from the adder 23 is directly reproduced as the same signal
In order to be output as n (k), a known perfect reconstruction condition (Prior Art Document 7, "Hitoshi Kiya," Multi-rate signal processing ", Section 7.2, pp. 113-115, Shokodo, 19
1995. ) Is set to be substantially satisfied. If the perfect reconstruction condition is satisfied, in FIG. 1, for example, digital signals output from the A / D converters 5-1 to 5-N 'are reproduced as they are from the adder 23 and output as received signals. You. Note that, as is well known, the perfect reconstruction condition can be divided into an aliasing avoidance condition and an all-pass condition, and it is necessary to satisfy both conditions (see the above-mentioned related art document 7). here,
The former condition is a condition for setting a frequency for avoiding aliasing, and the latter condition is a condition that an all-pass characteristic of an amplitude gain of 1 when a signal passes, that is, a condition that an amplitude is constant. .

【0024】図1のアレーアンテナの制御装置におい
て、マルチビーム形成器2、ダウンコンバータ3−1乃
至3−N’、IF/IQ変換器4−1乃至4−N’、セ
レクタ8及び11は設計条件により省略してもよい。マ
ルチビーム形成器2とセレクタ8及び11を省略すれ
ば、エレメントスペース構成のアダプティブアレーアン
テナとなる。この場合は、図1及び図2においてL=N
となる。
In the control device of the array antenna shown in FIG. 1, the multi-beamformer 2, down converters 3-1 to 3-N ', IF / IQ converters 4-1 to 4-N', and selectors 8 and 11 are designed. It may be omitted depending on conditions. If the multi-beamformer 2 and the selectors 8 and 11 are omitted, an adaptive array antenna having an element space configuration is obtained. In this case, L = N in FIGS.
Becomes

【0025】さらに、乗算器24−1−1乃至24−P
−Lの荷重係数w1 (m),w2 (m),…,wL (m)の演算方法
について以下に説明する。本実施形態においては、図1
に示すように、分割数P個の帯域分割、ダウンサンプリ
ング(又はデシメーション)処理後にCMアルゴリズム
を用いて荷重係数更新を行う。従って、荷重係数更新は
ダウンサンプリング前のレートでDサンプル毎に行う。
本実施形態において、信号の比帯域幅が狭いので、各帯
域の荷重係数は同一とされる。各帯域で信号と荷重との
積和演算後、アップサンプラ及び合成フィルタバンクに
より信号を合成し、元のサンプリングレートに戻す。C
Mアルゴリズムによる荷重係数更新式の導出にあたり、
以下の仮定を設ける。 (a)帯域分割フィルタバンク及び合成フィルタバンク
はFIR形で完全再構成条件を満足する。 (b)各帯域毎の荷重係数は同一である。 (c)評価関数の勾配関数の導出において荷重係数は定
常である。
Further, the multipliers 24-1-1 to 24-P
The method of calculating the load coefficients w 1 (m) , w 2 (m) ,..., W L (m) of −L will be described below. In the present embodiment, FIG.
As shown in (1), the weighting factor is updated using the CM algorithm after the band division of P divisions and the downsampling (or decimation) processing. Therefore, the update of the weight coefficient is performed for every D samples at the rate before downsampling.
In the present embodiment, since the specific bandwidth of the signal is narrow, the weighting factor of each band is the same. After the product-sum operation of the signal and the load in each band, the signal is synthesized by the upsampler and the synthesis filter bank, and returned to the original sampling rate. C
In deriving the weight coefficient update formula by the M algorithm,
The following assumptions are made. (A) The band division filter bank and the synthesis filter bank satisfy the perfect reconstruction condition in the FIR type. (B) The load coefficient for each band is the same. (C) In deriving the gradient function of the evaluation function, the load coefficient is stationary.

【0026】CMアルゴリズムの評価関数Jを、The evaluation function J of the CM algorithm is

【数1】 J=(1/4)E[{│z(k)│2−σ22] とする。ここで、z(k)はアダプティブアレー回路9
の加算器23からの出力信号であり、σは所望の包絡線
値であり、E[・]は時間平均である。ダウンサンプリ
ング前のサンプリングレート(A/D変換器5−1乃至
5−N’でのサンプリングレートに等しい。)における
時刻を表す記号をkとし、ダウンサンプリング後のレー
トにおける時刻を表す記号をmとする。ダウンサンプリ
ング比(デシメーション比ともいう。)をDとすると、
k=0,D,2D,…に対して、m=k/D=0,1,
2,…と対応する。荷重係数更新はダウンサンプリング
後のサンプリングレートで行う。ここで、荷重係数更新
に最急降下法を用いると、荷重係数更新式は以下のよう
になる。
It is assumed that J = (1/4) E [{| z (k) | 2 −σ 22 ]. Here, z (k) is the adaptive array circuit 9
Is an output signal from the adder 23, σ is a desired envelope value, and E [•] is a time average. Let k be a symbol representing time at the sampling rate before downsampling (equal to the sampling rate at the A / D converters 5-1 to 5-N '), and m be a symbol representing time at a rate after downsampling. I do. When the downsampling ratio (also called the decimation ratio) is D,
For k = 0, D, 2D,..., m = k / D = 0, 1,
Corresponds to 2, ... Update of the weighting factor is performed at the sampling rate after downsampling. Here, if the steepest descent method is used for updating the load coefficient, the load coefficient update formula is as follows.

【0027】[0027]

【数2】W(m+1)=W(m)−μ∇W## EQU2 ## W (m + 1) = W (m) −μ∇ W J

【数3】W(m)=[w1 (m),w2 (m),…,wL (m)T ## EQU3 ## W (m) = [w 1 (m) , w 2 (m) ,..., W L (m) ] T

【数4】∇WJ=[∂J/∂w1 (m),∂J/∂w2 (m)
…,∂J/∂wL (m)T ここで、mはステップサイズであり、∇WJはJのベク
トルW(m)に関する勾配ベクトルである。受信信号z
(k)が次式のように表せると仮定する。
W J = [∂J / ∂w 1 (m) , ∂J / ∂w 2 (m) ,
.., ∂J / ∂w L (m) ] T where m is the step size and ∇ W J is the gradient vector for the J vector W (m) . Received signal z
Suppose that (k) can be expressed as:

【数5】z(k)=Z(k)T(m) ここで、## EQU5 ## z (k) = Z (k) T W (m) where:

【数6】 Z(k)=[z(k),z2(k),…zL(k)]T Z (k) = [z 1 (k), z 2 (k),... Z L (k)] T

【0028】このとき、勾配ベクトル∇WJは、At this time, the gradient vector ∇ W J is

【数7】 ∇WJ =(1/2)E[{|z(k)|2−σ2}∇W{W(m)HZ(k)*Z(k)T(m)}] =E[{|z(k)|2−σ2}Z(k)*Z(k)T(m)] =E[{|z(k)|2−σ2}z(k)Z(k)*] となる。ここで、ベクトル又は行列の右側に付与された
*はベクトル又は行列の各要素の複素共役をとったもの
であり、Hは共役転置を表す。上記数2及び数7で、時
間平均の代わりに瞬時推定値を用いるものとすれば、上
記数2は次式のようになる。
7W J = (1 /) E [{| z (k) | 2 −σ 2 }} W {W (m) H Z (k) * Z (k) T W (m) } ] = E [{| z (k) | 2 −σ 2 } Z (k) * Z (k) T W (m) ] = E [{| z (k) | 2 −σ 2 } z (k) Z (k) * ]. Here, * given to the right side of a vector or matrix is the complex conjugate of each element of the vector or matrix, and H represents conjugate transpose. Assuming that the instantaneous estimated value is used instead of the time average in the above equations 2 and 7, the above equation 2 becomes as follows.

【数8】W(m+1)=W(m)−μ{|z(k)|2−σ2}z
(k)Z(k)*
W (m + 1) = W (m) −μ {| z (k) | 2 −σ 2 } z
(K) Z (k) *

【0029】次いで、受信信号のベクトルZ(k)を求
める。図2と図3の記号を使うと、
Next, a vector Z (k) of the received signal is obtained. Using the symbols in FIGS. 2 and 3,

【数9】 ここで、 Q={q|k−q=0,D,2D,…}∩{q|q=
0,1,…,M−1}
(Equation 9) Here, Q = {q | k−q = 0, D, 2D,...} ∩ {q | q =
0,1, ..., M-1}

【0030】ここで、gp(q)(p=1,2,…,
P;q=0,1,…,M−1)は合成フィルタバンクを
成す帯域通過フィルタGp(z)のインパルス応答であ
り、Mはインパルス応答長である。数9に現れる荷重係
数値wn (m)は、ある時刻kに対する出力信号z(k)の
計算中において一定値とする。つまり、
Here, g p (q) (p = 1, 2,...,
P; q = 0, 1,..., M−1) is the impulse response of the band-pass filter G p (z) forming the synthesis filter bank, and M is the impulse response length. The weight coefficient value w n (m) appearing in Equation 9 is a constant value during the calculation of the output signal z (k) for a certain time k. That is,

【数10】 の和を求めるに当たって、本来ならk−q=(m−1)
D,(m−2)D,…に対して、過去の荷重係数値であ
るwn (m-1),wn (m-2),…を用いるべきだが、そうでは
なく、k−q=(m−1)D,(m−2)D,…に対し
てもwn (m)を用いる。これで実際に不都合は生じない。
(Equation 10) In obtaining the sum of, k−q = (m−1)
For D, (m−2) D,..., The past load coefficient values w n (m−1) , w n (m−2) ,... Should be used, but instead, k−q = (M-1) D, (m-2) D,..., W n (m) is also used. This does not actually cause any inconvenience.

【0031】上記数5において、In the above equation 5,

【数11】 とすると、数9は数5の形式で書ける。[Equation 11] Then, Equation 9 can be written in the form of Equation 5.

【0032】原理図を示す図3において、v1n(m),
2n(m),…,vPn(m)は、アンテナ素子1−nで
受信した信号をディジタルI/Q信号に変換した信号u
n(k)を、帯域通過フィルタ群H1(z),H
2(z),…,HP(z)(図3において、6−n−1乃
至6−n−Pで示す。)で帯域分割してダウンサンプリ
ングしてできた信号であることに注意すると、z
n(k)という受信信号は、図3の構成図の出力信号と
解釈できる。図3は図1及び図2で使われている分析フ
ィルタバンクと合成フィルタバンクを直結した原理図で
ある。従って、このフィルタバンクが完全再構成条件を
満足するなら、受信信号zn(k)は入力信号un(k)
をある時間だけ遅らせたものとなる。帯域通過フィルタ
P(z),GP(z)ともにフィルタ長MのFIR形デ
ジタルフィルタなら、時間遅延はM−1である。よっ
て、
In FIG. 3 showing a principle diagram, v 1n (m),
v 2n (m), ..., v Pn (m) , the signal u obtained by converting the signals received by antenna elements 1-n to the digital I / Q signal
n (k) is converted to a band-pass filter group H 1 (z), H
2 (z), ..., (3,. Indicated by 6-n-1 to 6-n-P) H P (z) when it is to be noted that signal Deki down sampled band division by , Z
The received signal n (k) can be interpreted as the output signal of the configuration diagram of FIG. FIG. 3 is a principle diagram in which the analysis filter bank and the synthesis filter bank used in FIGS. 1 and 2 are directly connected. Accordingly, if the filter bank satisfies the perfect reconstruction condition, the received signal z n (k) is the input signal u n (k)
Is delayed by a certain time. Bandpass filter H P (z), if G P (z) both FIR type digital filter of the filter length M, the time delay is M-1. Therefore,

【数12】zn(k)=uk(k−M+1) となる。すなわち、The [number 12] z n (k) = u k (k-M + 1). That is,

【数13】Z(k)=[u1(k−M+1),u2(k−
M+1),…,uL(k−M+1)]T である。
Z (k) = [u 1 (k−M + 1), u 2 (k−
M + 1),..., U L (k−M + 1)] T.

【0033】上記数9は、過去の荷重係数値wn (m-1)
n (m-2),…を直接的に使わないので厳密にはアダプテ
ィブアレー回路9の出力信号とは若干異なる。そこで、
数5のz(k)をzh(k)と改めて書くと、上記数8
の荷重係数更新式は、
The above equation (9) represents the past load coefficient values w n (m-1) ,
Since w n (m−2) ,... are not used directly, they are slightly different from the output signal of the adaptive array circuit 9 strictly. Therefore,
When z (k) in Equation 5 is rewritten as zh (k), Equation 8 is obtained.
The formula for updating the load coefficient is

【数14】W(m+1)=W(m)−μ{|zh(k)|2
σ2}zh(k)Z(k)*
W (m + 1) = W (m) −μ {| zh (k) | 2
σ 2 } zh (k) Z (k) *

【数15】 zh(k) =Z(k)W(m) =[u1(k−M+1),u2(k−M+1),…,uL(k−M+1)]W(m) k=0,D,2D,…;m=k/D となる。これが求める帯域分割合成型CMアルゴリズム
を用いたアダプティブアレーアンテナの制御装置におけ
る荷重係数更新式である。アダプティブアレー回路9の
出力信号z(k)を使わず、荷重係数更新の過程で分析
フィルタバンク入力信号un(k)からzh(k)を直
接的に生成してしまうため、アダプティブアレー回路9
の出力信号からのフィードバックはない。これによっ
て、回路構成をきわめて簡単にしている。
Hh (k) = Z (k) W (m) = [u 1 (k−M + 1), u 2 (k−M + 1),..., U L (k−M + 1)] W (m) k = 0, D, 2D,...; M = k / D. This is the weight coefficient update formula in the adaptive array antenna control device using the band division synthesis type CM algorithm to be obtained. Without using the output signal z of the adaptive array circuit 9 (k), for thereby directly generate zh (k) from the load factor analysis updates the course filter bank input signal u n (k), adaptive array circuit 9
There is no feedback from the output signal of. This greatly simplifies the circuit configuration.

【0034】以上のように構成された本実施形態によれ
ば、きわめて広い広帯域信号に対して適応的なビーム形
成が可能になる。従って、従来例に比較して構成が簡単
であって、参照信号を必要とせず、広帯域信号を取り扱
うことができ、しかも第3の従来例の光制御型マルチビ
ーム形成装置を適用することができるアレーアンテナの
制御装置を提供することができる。
According to the present embodiment configured as described above, it is possible to adaptively form a beam for an extremely wide band signal. Therefore, the configuration is simpler than that of the conventional example, it can handle a wideband signal without requiring a reference signal, and the third conventional light-controlled multi-beam forming apparatus can be applied. An array antenna control device can be provided.

【0035】[0035]

【実施例】図4は、図1のアレーアンテナの制御装置の
シミュレーション結果の実施例であって、アダプティブ
アレーの動作結果を示す、入射角に対する相対受信電力
のグラフである。この実施例では、N=4素子の半波長
間隔リニアアレーアンテナを用いたアレーアンテナの制
御装置の例について示す。各アンテナ素子は等方性とす
る。信号は帯域制限されていないQPSK信号であっ
て、所望波が入射角θ=20゜(SNR=20dB)、
干渉波が入射角θ=−40゜(INR=17dB)から
入射する。フィルタバンクは、4分割ダウンサンプリン
グ比4の完全再構成のDFTフィルタバンクであり、H
1(z)=1+z-1+z-2+z-3である。他のフィルタ
の伝達関数は自動的に決定することができる(従来技術
文献7「貴家仁志,“マルチレート信号処理”,8.1
節,pp.128−134,昭晃堂,1995年」参
照。)。図4に、ダウンサンプリング前のレートで20
00サンプル後の指向特性を示す。図4から明らかなよ
うに、干渉波の入射方向の−40゜方向にヌルができて
いることがわかる。
FIG. 4 is a graph of an example of a simulation result of the control device of the array antenna shown in FIG. 1, and is a graph showing a relative received power with respect to an incident angle, showing an operation result of an adaptive array. In this embodiment, an example of an array antenna control device using a half-wavelength-spaced linear array antenna of N = 4 elements will be described. Each antenna element is isotropic. The signal is a QPSK signal that is not band-limited, and the desired wave has an incident angle θ = 20 ° (SNR = 20 dB);
An interference wave enters from an incident angle θ = −40 ° (INR = 17 dB). The filter bank is a fully reconstructed DFT filter bank with a 4-split downsampling ratio of 4,
1 (z) = 1 + z- 1 + z- 2 + z- 3 . The transfer function of another filter can be automatically determined (Prior Art Document 7, "Hitoshi Kiya," Multi-rate signal processing ", 8.1).
Clause, pp. 128-134, Shokodo, 1995 ". ). FIG. 4 shows that at the rate before downsampling,
The directional characteristics after 00 samples are shown. As is clear from FIG. 4, it can be seen that a null is formed in the −40 ° direction of the incident direction of the interference wave.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る請求項
1記載のアレーアンテナの制御装置においては、所定の
配置形状で近接して並置された所定の複数のアンテナ素
子からなるアレーアンテナを制御するためのアレーアン
テナの制御装置において、上記アレーアンテナの各アン
テナ素子でそれぞれ受信された複数の受信信号を複数の
ディジタル受信信号にA/D変換して出力する変換手段
と、上記変換手段から出力される複数のディジタル受信
信号に対してそれぞれ、所定のレートでダウンサンプリ
ング処理を実行して、処理後の複数のディジタル信号を
出力する第1のダウンサンプラ手段と、上記変換手段か
ら出力される複数のディジタル受信信号をそれぞれ、互
いに異なる複数P個の所定の伝達関数H1(z)乃至HP
(z)を有して帯域通過ろ波することにより帯域分割し
て出力する第1の帯域通過ろ波手段と、上記第1の帯域
通過ろ波手段から出力される複数のディジタル信号に対
してそれぞれ、上記レートでダウンサンプリング処理を
実行して、処理後の複数のディジタル信号を出力する第
2のダウンサンプラ手段と、上記第2のダウンサンプラ
手段から出力される複数のディジタル信号をそれぞれ複
数P分配して、上記第1の帯域通過ろ波手段の帯域毎
に、上記各ディジタル信号に対してそれぞれ所定の荷重
係数w1 (m)乃至wL (m)を乗算した後加算して、複数P個
のディジタル信号を出力する荷重加算手段と、上記荷重
加算手段から出力される複数P個のディジタル信号に対
してそれぞれ、所定のレートでアップサンプリング処理
を実行して、処理後の複数P個のディジタル信号を出力
するアップサンプラ手段と、上記アップサンプラ手段か
ら出力される複数P個のディジタル信号それぞれ、互い
に異なる複数P個の所定の伝達関数G1(z)乃至G
P(z)を有して帯域通過ろ波して、複数P個のディジ
タル信号を出力する第2の帯域通過ろ波手段と、上記第
2の帯域通過ろ波手段から出力される複数P個のディジ
タル信号を加算して、加算結果の信号を受信信号として
出力する加算手段と、上記第1のダウンサンプラ手段か
ら出力される複数のディジタル信号に基づいて、コンス
タント・モジュラス・アルゴリズムを用いて、アレーア
ンテナの主ビームを希望波の所望の方向に向けかつ干渉
波などの不要波の到来方向の受信レベルを零にするよう
な、上記入力される複数のディジタル信号に対する上記
荷重係数w1 (m)乃至wL (m)を演算して上記荷重加算手段
に出力することにより、上記荷重係数w1 (m)乃至wL (m)
を更新して設定する適応制御手段とを備え、上記第1の
帯域通過ろ波手段の伝達関数H1(z)乃至HP(z)
と、上記第2の帯域通過ろ波手段の伝達関数G1(z)
乃至GP(z)とは、上記A/D変換手段から出力され
るディジタル信号が上記加算手段から出力される受信信
号として再現されるような完全再構成条件を実質的に満
たすように設定される。従って、きわめて広い広帯域信
号に対して適応的なビーム形成が可能になる。それ故、
従来例に比較して構成が簡単であって、参照信号を必要
とせず、広帯域信号を取り扱うことができ、しかも第3
の従来例の光制御型マルチビーム形成装置を適用するこ
とができるアレーアンテナの制御装置を提供することが
できる。
As described above in detail, in the array antenna control device according to the first aspect of the present invention, an array antenna composed of a predetermined plurality of antenna elements closely arranged in a predetermined arrangement shape is provided. A control unit for controlling the array antenna for controlling, a conversion unit for A / D converting a plurality of reception signals received by each antenna element of the array antenna into a plurality of digital reception signals and outputting the digital reception signals; First downsampler means for executing downsampling processing at a predetermined rate for each of the plurality of output digital received signals and outputting the processed plurality of digital signals, and output from the conversion means The plurality of digital reception signals are respectively converted into a plurality of P predetermined transfer functions H 1 (z) to H P different from each other.
A first band-pass filtering means for performing band-pass filtering with (z) and dividing and outputting, and a plurality of digital signals output from the first band-pass filtering means. A second downsampler means for executing a downsampling process at the above-mentioned rate and outputting a plurality of digital signals after the processing, and a plurality of digital signals output from the second downsampler means, respectively, Distribution, multiplying each digital signal by a predetermined weighting factor w 1 (m) to w L (m) for each band of the first band-pass filtering means, and adding the digital signals. Up-sampling processing is performed at a predetermined rate on each of the load adding means for outputting P digital signals and the plurality of P digital signals output from the load adding means, and An up sampler for outputting a plurality P number of digital signals, each of the plurality P number of digital signals output from the up-sampler means, different P number of predetermined transfer function G 1 to one another (z) to G
A second band-pass filtering unit that performs band-pass filtering with P (z) and outputs a plurality of P digital signals; and a plurality of P-band digital signals output from the second band-pass filtering unit. And a constant modulus algorithm based on a plurality of digital signals output from the first downsampler means, and an adding means for adding the digital signals of The weighting factor w 1 (m) for the plurality of input digital signals so that the main beam of the array antenna is directed in a desired direction of a desired wave and the reception level in the arrival direction of an unnecessary wave such as an interference wave is made zero. ) to by by calculating w L (m) and outputs it to the weighted addition unit, the load coefficient w 1 (m) through w L (m)
Adaptive control means for updating and setting the transfer functions H 1 (z) to H P (z) of the first band-pass filtering means.
And the transfer function G 1 (z) of the second band-pass filtering means.
G p (z) is set so as to substantially satisfy a perfect reconstruction condition such that a digital signal output from the A / D conversion means is reproduced as a reception signal output from the addition means. You. Therefore, adaptive beamforming can be performed on an extremely wide band signal. Therefore,
The configuration is simpler than that of the conventional example, it can handle a wideband signal without the need for a reference signal, and the third
It is possible to provide an array antenna control device to which the conventional light-controlled multi-beam forming device of the above can be applied.

【0037】また、請求項2記載のアレーアンテナの制
御装置においては、請求項1記載のアレーアンテナの制
御装置において、上記第1のダウンサンプラ手段と上記
適応制御手段との間に挿入された第1の選択手段と、上
記第2のダウンサンプラ手段と上記荷重加算手段との間
に挿入された第2の選択手段とをさらに備え、上記第1
の選択手段は、上記第1のダウンサンプラ手段から出力
される複数のディジタル信号を、所定のしきい値と比較
して、上記しきい値以上のディジタル信号を選択して上
記適用制御手段に出力するとともに、選択されたディジ
タル信号に対応する、上記第2のダウンサンプラ手段か
ら出力されるディジタル信号を選択して上記荷重加算手
段に出力するように上記第2の選択手段を制御する。従
って、上記第1と第2の選択手段を備えることにより、
より大きな信号に基づいて適応制御処理を実行するの
で、適応制御処理の精度を向上させることができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an array antenna control apparatus according to the first aspect, further comprising an array antenna inserted between the first downsampler means and the adaptive control means. (1) selecting means, and second selecting means inserted between the second down-sampler means and the load adding means.
Selecting means for comparing a plurality of digital signals output from the first downsampler means with a predetermined threshold value, selecting a digital signal equal to or greater than the threshold value, and outputting the selected digital signal to the application control means. At the same time, the second selection means is controlled so as to select a digital signal corresponding to the selected digital signal and output from the second downsampler means and to output the digital signal to the load adding means. Therefore, by providing the first and second selection means,
Since the adaptive control process is performed based on a larger signal, the accuracy of the adaptive control process can be improved.

【0038】さらに、請求項3記載のアレーアンテナの
制御装置においては、請求項1又は2記載のアレーアン
テナの制御装置において、上記A/D変換手段の前段に
設けられ、上記アレーアンテナの各アンテナ素子でそれ
ぞれ受信された複数の受信信号に基づいて、予め決めら
れた複数個の方向においてそれぞれ主ビームを有する所
定の複数個のビーム信号を発生して、複数のディジタル
信号として上記A/D変換手段に出力するマルチビーム
形成手段をさらに備える。従って、きわめて広いマルチ
ビーム広帯域信号に対して適応的なビーム形成が可能に
なる。それ故、従来例に比較して構成が簡単であって、
参照信号を必要とせず、広帯域信号を取り扱うことがで
き、しかも第3の従来例の光制御型マルチビーム形成装
置を適用することができるアレーアンテナの制御装置を
提供することができる。
Further, in the array antenna control device according to the third aspect of the present invention, in the array antenna control device according to the first or second aspect, each antenna of the array antenna is provided before the A / D conversion means. A plurality of beam signals each having a main beam are generated in a plurality of predetermined directions based on a plurality of reception signals respectively received by the elements, and the A / D conversion is performed as a plurality of digital signals. The apparatus further comprises a multi-beam forming means for outputting the data to the means. Therefore, adaptive beamforming can be performed for a very wide multi-beam wideband signal. Therefore, the configuration is simpler than the conventional example,
It is possible to provide an array antenna control device which can handle a wideband signal without requiring a reference signal, and to which the third conventional light-controlled multi-beam forming device can be applied.

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

【図1】 本発明に係る一実施形態であるアレーアンテ
ナの制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an array antenna control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の帯域分割合成型アダプティブアレー回
路9の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a band division and synthesis type adaptive array circuit 9 of FIG.

【図3】 本実施形態のアレーアンテナの制御装置の動
作原理を説明するためのブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram for explaining the operation principle of the array antenna control device of the present embodiment.

【図4】 図1のアレーアンテナの制御装置のシミュレ
ーション結果の実施例であって、アダプティブアレーの
動作結果を示す、入射角に対する相対受信電力のグラフ
である。
FIG. 4 is a graph of relative received power with respect to an incident angle, showing an operation result of an adaptive array, which is an example of a simulation result of the control device of the array antenna of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1−1乃至1−N…アンテナ素子、 2…マルチビーム形成器、 3−1乃至3−N’…ダウンコンバータ、 4−1乃至4−N’…IF/IQ変換器、 5−1乃至5−N’…A/D変換器、 6−1−1乃至6−N’−P…帯域通過フィルタ(BP
F)、 7−1−1乃至7−N’−P,10−1乃至10−N’
…ダウンサンプラ、 8,11…セレクタ、 9…帯域分割合成型アダプティブアレー回路、 12…CMA制御回路、 20−1乃至20−P…荷重加算回路、 21−1乃至21−P…ダウンサンプラ、 22−1乃至22−P…帯域通過フィルタ(BPF)、 23…加算器、 24−1−1乃至24−P−L…乗算器、 25−1乃至25−P…加算器、 100…アレーアンテナ。
1-1 to 1-N: antenna element, 2: multi-beamformer, 3-1 to 3-N ': down converter, 4-1 to 4-N': IF / IQ converter, 5-1 to 5 -N ': A / D converter, 6-1-1 to 6-N'-P: Band-pass filter (BP
F), 7-1-1 to 7-N'-P, 10-1 to 10-N '
... downsampler, 8, 11 selector, 9 ... band division synthesis type adaptive array circuit, 12 ... CMA control circuit, 20-1 to 20-P ... weight addition circuit, 21-1 to 21-P ... downsampler, 22 -1 to 22-P: band-pass filter (BPF), 23: adder, 24-1-1 to 24-PL: multiplier, 25-1 to 25-P: adder, 100: array antenna.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の配置形状で近接して並置された所
定の複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナを制御
するためのアレーアンテナの制御装置において、 上記アレーアンテナの各アンテナ素子でそれぞれ受信さ
れた複数の受信信号を複数のディジタル受信信号にA/
D変換して出力する変換手段と、 上記変換手段から出力される複数のディジタル受信信号
に対してそれぞれ、所定のレートでダウンサンプリング
処理を実行して、処理後の複数のディジタル信号を出力
する第1のダウンサンプラ手段と、 上記変換手段から出力される複数のディジタル受信信号
をそれぞれ、互いに異なる複数P個の所定の伝達関数H
1(z)乃至HP(z)を有して帯域通過ろ波することに
より帯域分割して出力する第1の帯域通過ろ波手段と、 上記第1の帯域通過ろ波手段から出力される複数のディ
ジタル信号に対してそれぞれ、上記レートでダウンサン
プリング処理を実行して、処理後の複数のディジタル信
号を出力する第2のダウンサンプラ手段と、 上記第2のダウンサンプラ手段から出力される複数のデ
ィジタル信号をそれぞれ複数P分配して、上記第1の帯
域通過ろ波手段の帯域毎に、上記各ディジタル信号に対
してそれぞれ所定の荷重係数w1 (m)乃至wL (m)を乗算し
た後加算して、複数P個のディジタル信号を出力する荷
重加算手段と、 上記荷重加算手段から出力される複数P個のディジタル
信号に対してそれぞれ、所定のレートでアップサンプリ
ング処理を実行して、処理後の複数P個のディジタル信
号を出力するアップサンプラ手段と、 上記アップサンプラ手段から出力される複数P個のディ
ジタル信号それぞれ、互いに異なる複数P個の所定の伝
達関数G1(z)乃至GP(z)を有して帯域通過ろ波し
て、複数P個のディジタル信号を出力する第2の帯域通
過ろ波手段と、 上記第2の帯域通過ろ波手段から出力される複数P個の
ディジタル信号を加算して、加算結果の信号を受信信号
として出力する加算手段と、 上記第1のダウンサンプラ手段から出力される複数のデ
ィジタル信号に基づいて、コンスタント・モジュラス・
アルゴリズムを用いて、アレーアンテナの主ビームを希
望波の所望の方向に向けかつ干渉波などの不要波の到来
方向の受信レベルを零にするような、上記入力される複
数のディジタル信号に対する上記荷重係数w1 (m)乃至w
L (m)を演算して上記荷重加算手段に出力することによ
り、上記荷重係数w1 (m)乃至wL (m)を更新して設定する
適応制御手段とを備え、 上記第1の帯域通過ろ波手段の伝達関数H1(z)乃至
P(z)と、上記第2の帯域通過ろ波手段の伝達関数
1(z)乃至GP(z)とは、上記A/D変換手段から
出力されるディジタル信号が上記加算手段から出力され
る受信信号として再現されるような完全再構成条件を実
質的に満たすように設定されたことを特徴とするアレー
アンテナの制御装置。
1. An array antenna control device for controlling an array antenna comprising a plurality of antenna elements arranged in close proximity in a predetermined arrangement shape, wherein each of the plurality of antenna elements is received by each antenna element of the array antenna. The plurality of received signals are converted to a plurality of digital received signals by A /
A conversion unit for performing D-conversion and outputting, and a plurality of digital reception signals output from the conversion unit, each of which performs downsampling processing at a predetermined rate and outputs a plurality of digital signals after the processing. 1 down-sampler means, and a plurality of P predetermined transfer functions H different from each other,
First band-pass filtering means for performing band-pass filtering with 1 (z) to H P (z) and outputting the divided bands, and output from the first band-pass filtering means Second downsampler means for performing downsampling processing on the plurality of digital signals at the above-described rate and outputting a plurality of digital signals after the processing, and a plurality of output signals from the second downsampler means Are divided into a plurality of P signals, and the respective digital signals are multiplied by predetermined weighting factors w 1 (m) to w L (m) for each band of the first band-pass filtering means. Weighted addition means for outputting a plurality of P digital signals, and an upsampling process at a predetermined rate for each of the plurality of P digital signals output from the load addition means. Run the upsampler means for outputting a plurality P number of digital signal after processing, a plurality P number of digital signals, respectively, different P number of predetermined transfer function G 1 to one another output from the up-sampler means ( z) second band-pass filtering means for performing band-pass filtering with G P (z) and outputting a plurality of P digital signals; and output from the second band-pass filtering means. Adding means for adding a plurality of P digital signals and outputting a signal of the addition result as a received signal; and a constant modulus signal based on the plurality of digital signals output from the first downsampler means.
An algorithm is used to direct the main beam of the array antenna to a desired direction of a desired wave and to reduce the reception level in the direction of arrival of an unnecessary wave such as an interference wave to the above-mentioned plurality of input digital signals. Coefficients w 1 (m) to w
Adaptive control means for calculating and outputting L (m) to the load adding means to update and set the load coefficients w 1 (m) to w L (m) ; The transfer functions H 1 (z) to H P (z) of the passing filtering means and the transfer functions G 1 (z) to G P (z) of the second band-pass filtering means correspond to the A / D. An array antenna control device set so as to substantially satisfy a perfect reconstruction condition such that a digital signal output from the conversion means is reproduced as a reception signal output from the addition means.
【請求項2】 請求項1記載のアレーアンテナの制御装
置において、 上記第1のダウンサンプラ手段と上記適応制御手段との
間に挿入された第1の選択手段と、 上記第2のダウンサンプラ手段と上記荷重加算手段との
間に挿入された第2の選択手段とをさらに備え、 上記第1の選択手段は、上記第1のダウンサンプラ手段
から出力される複数のディジタル信号を、所定のしきい
値と比較して、上記しきい値以上のディジタル信号を選
択して上記適用制御手段に出力するとともに、選択され
たディジタル信号に対応する、上記第2のダウンサンプ
ラ手段から出力されるディジタル信号を選択して上記荷
重加算手段に出力するように上記第2の選択手段を制御
することを特徴とするアレーアンテナの制御装置。
2. The array antenna control device according to claim 1, wherein: a first selecting means inserted between said first downsampler means and said adaptive control means; and said second downsampler means. And a second selecting means inserted between the load adding means and the first adding means, wherein the first selecting means converts a plurality of digital signals output from the first downsampler means into a predetermined signal. A digital signal output from the second downsampler means corresponding to the selected digital signal while selecting a digital signal equal to or greater than the threshold value and outputting the digital signal to the application control means; And controlling the second selecting means so as to output the selected signal to the load adding means.
【請求項3】 請求項1又は2記載のアレーアンテナの
制御装置において、 上記A/D変換手段の前段に設けられ、上記アレーアン
テナの各アンテナ素子でそれぞれ受信された複数の受信
信号に基づいて、予め決められた複数個の方向において
それぞれ主ビームを有する所定の複数個のビーム信号を
発生して、複数のディジタル信号として上記A/D変換
手段に出力するマルチビーム形成手段をさらに備えたこ
とを特徴とするアレーアンテナの制御装置。
3. The array antenna control device according to claim 1, wherein said array antenna control device is provided in front of said A / D conversion means and is based on a plurality of reception signals received by each antenna element of said array antenna. Multi-beam forming means for generating a plurality of predetermined beam signals each having a main beam in a plurality of predetermined directions and outputting the plurality of digital beam signals to the A / D conversion means. A control device for an array antenna, comprising:
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