JPS6088375A - コヒアレントサイドロ−ブキヤンセラ - Google Patents

コヒアレントサイドロ−ブキヤンセラ

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JPS6088375A
JPS6088375A JP58195743A JP19574383A JPS6088375A JP S6088375 A JPS6088375 A JP S6088375A JP 58195743 A JP58195743 A JP 58195743A JP 19574383 A JP19574383 A JP 19574383A JP S6088375 A JPS6088375 A JP S6088375A
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calculation circuit
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木内 英一
Hiroshi Sawanaka
沢中 博
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    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/2605Array of radiating elements provided with a feedback control over the element weights, e.g. adaptive arrays
    • H01Q3/2611Means for null steering; Adaptive interference nulling
    • H01Q3/2629Combination of a main antenna unit with an auxiliary antenna unit
    • H01Q3/2635Combination of a main antenna unit with an auxiliary antenna unit the auxiliary unit being composed of a plurality of antennas
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28Details of pulse systems
    • G01S7/2813Means providing a modification of the radiation pattern for cancelling noise, clutter or interfering signals, e.g. side lobe suppression, side lobe blanking, null-steering arrays

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レーダー装置において妨害信号を除去するた
めのコヒアレントサイドa−プキャンセラに関する。
レーダーにおけるコヒアレントサイドロープキャンセラ
は、主アンテナの他に、主アンテナのサイドローブ利得
相当の利得を有し、主アンテナに対し比較的ビーム幅の
広い一般に複数の副アンテナtもち、主アンテナのサイ
ドロープ領域から到来する妨害信号の主・副アンテナ間
の相関性を利用して、主・副アンテナからの受信信号′
t−線形結合することにより、妨害信号到来方向にバタ
ー7ナル全形成して、妨害波の抑圧を行なう装置である
第1図にコヒアレントサイドロープキャンセラの一般構
成を示す。第1図で100は主アンテナ。
101−IONは副アンテナ、110〜IINは受信回
路、120は重み演算回路、130〜13Nitmみづ
けのための乗算器、140は加算器、150は出力端子
である。
このようなコヒアレントサイドロープキャンセラの機能
を数式表現すれば、王アンテナの入力信号kxo(t)
、副アンテナの数kN、i番目の副アンテナの入力信号
7xt(t)とし、また、q!rt番目入力端子に対す
る重みづけ係数全w+ とすると出力イシ号y(t)は
次式で表わされる。
y(リー Σ w+ xt(リ (1) −0 ここで主アンテナのサイドロープ領域から到来する妨害
信号全最大に抑圧するための最適な重みづけ係数は理論
的に W=μΦ 5(2) としてまることが知られている。ここでWは重みづけ係
数ベクトル、μは比例定数、Φ は入力信号の共分散マ
トリクスΦの逆マトリクス、Sはステアリングベクトル
と呼ばれサイドロープキャノセラの場合通常 で与えられる。又、共分散マトリクスはEi期待直演算
子として で表わされる。黄は複素共役を表わす。このように主ア
ンテナ金倉むN+1個のアンテナからの入力時系列信号
x+(す(i =0. 1.−、 N )に対し、共分
散E(xンリx−(す) (1,m=0.l。
・・・、請求めることによシ妨害信号は理想的に抑圧さ
れるが、レーダーにおいて理論式(1)に基づいて重み
づけ係数上京めるには次の問題点があった。
+1) +2)式は複素演算であシ、Nが大きくなるに
つれて逆マトリクスΦ をめるのに要する演算時間は指
数関数的に増大する。
+2) (4)式で期待値演算は妨害信号の性質が変化
しない時間範囲内で、充分長い時間にわたって行い、所
要の統計演算処理精度を確保する必要があるが、長い時
間にわたって期待呟演算処理會行うと処理遅れが増大し
妨害に対する応答速度が劣化する。
このため従来は重みづけ係数を繰返し演算により漸近的
に算定する手法が広く用いられている。
これは一般に繰返し回数を添字として5次のように数式
表現される。
W(k)=W(k−t)+f(Xfk)、 y(k−1
)) (5)ここでX (k)は入力信号ベクトル、y
はコヒアレントサイドローブキャセラ処理出力信号、f
は一般にX (k)、Y (k)によって定められる関
数である。(5)式は、に−1回の試行での重みづけ係
数ベクトルW(k−1)と、それt用いてコヒアレント
サイドa−ブキャンセラ処理した妨害信号の消え残ルを
表わすy(k−1)と金用い、現タイミングであるに回
での入力信号ベクトルX(k)に対して更に良く妨害信
号を抑圧するように重みづけ係数ベクトルを更新するこ
と金示している。(5)式の場合重みづけ係数ベクトル
演算は(2)式に比べて一般にかなフ容易になるが、一
方以下の問題が残る。
(1) 繰返し演算であるために収束時間を必要とし、
このため妨害に対する応答速度に限界t生じ、瞬時応答
を要求されるレーダーにおいては笑用土大きなインパク
トを与える。
(2) レーダーでは、妨害信号の他に山岳、建造物、
雨雲、海面等からの反射信号(クラッタと呼ぶ)が存在
する。繰返し演算過程の中にクラッタ信号が入力信号と
して含まれると、クラブタ信号は時々刻々変化するため
、(4)式に基づく演算は有効でなくなり、所望の妨害
信号抑圧性能は得られない。
そこで本発明の目的は上記問題点上すべて解決できるコ
ヒアレントサイドロープキャンセラ會提供することにあ
る。
すなわち本発明によれば、レーダー受信信号からクラッ
タの存在しない領域を判定する手段と、これに基いて時
系列受@信号の内り2ツタの存在しない領域の信号を用
いて(4)式によってレーダー受信信号の共分散マトリ
クス會計算する手段と、計算された共分散マトリクスか
ら(4式によって理論上の最適な重みづけ係数を演算す
る手段と5重みづけ係数全算出するのに要する時間レー
ダー受信信号を記憶するメモリを有し、(2)式によっ
て算出された重みづけ係数t−(4)式の共分散計算に
使用したメモリから読み出されたレーダー受信信号に適
用し、(1)式に基づくコヒアレントサイドローブ演算
処理することによって妨害に対する応答遅れのないリア
ルタイムに対応可能なコヒアレントサイドローブキャン
セラが得られるつ 次に本発明の笑施例を示す第2図を参照して本発明全説
明する。
図に示すように本発明は主アンテナ200と副アンテナ
201〜2ON、受信回路210〜21N、A/D変換
器220〜22N、メモリ230〜23N1乗算器24
0〜24N、加算器250゜クラッタ領域判定回路26
0、共分散マトリクス演算回路2705重みづけ係数演
算回路280、および出力端子290とからなる。
主アンテナ200および副アンテナ201〜2ONで受
信されたレーダー受信信号は210〜21Nの受信回路
に送られて複数V−ダービデオ信号となる。複数レーダ
ービデオ信号は220〜22NのA / D変換器によ
って複数ディジタル信号に変換される。A/D変換での
サンプリング間隔t−Tとし220〜22Nの%A/D
変換器の出力信号@xo(tex) 〜xNclT)(
J=l、z、 ・・・+M)とする。xo(it) 〜
xN(lr)はメモリ230〜23Nにそれぞれ送られ
ると同時に共分散マトリクス演算回路270に送られる
。又xO(JT)はクラッタ領域回路260に送られて
クラッタ領域判定に用いられる。共分散マトリクス演算
回路270ではクラッタ領域判定回路260からのクラ
ック領域信号に基づき、クラッタ領域外での一般にに個
のディジタルデータから次式によって共分散マトリクス
Φを算定する。
」 重みづけ係数演算回路280でははじめに(6)式の逆
マトリクス演算Φ を行い% (2)、 (3)式から
重みづけ係数Wt求める。
垂!呂940〜2ムNけそれ摺れ対応l−だメモリから
読み出されたディジタルデータxo (ljr )〜X
N (JT ) に対し1重みづけ係数演算回路280
から与えられた重みづけ係数WO〜wN k乗算しwo
xo(ljr)〜wNxN(IIT)(ll == 1
. 2. −。
M)全計算する。
最後に加算器250は の演算を行い、出力信号y(lT)k、求める。
特殊な場合として補助アンテナが1つの場合(N=1)
には、以上の演算の結果、定数μヲw。
=1となるように選定してやると となる。
このように本発明によれば、レーダー受信信号のみを用
いて理論的に最適な重みづけ係数がめられ、そのための
演算時間は補助アンテナ数Nに依存する。ここで重みづ
け係数演算に要する時間の間入力受信信号をメモリに記
憶しておき、演算完了後メモリから読み出し算定された
重みづけ係数全便ってコヒアレントサイドロープ処理が
実行されるので、演算処理時間は問題とならないばかり
か、理論的に最適な重みづけ係数を処理遅れなく適用で
きることになり、更にはクラッタの影響も受けないとい
う画期的な妨害信号抑圧性能が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、コヒアレントサイドローブキャンセラの一般
構成?説明するための図である。 同図で、100・・・・・・主アンテナ、101−1O
N・・・・・・副アンテナ、110〜IIN・・・・・
・受信回路、120・・・・・・重み演算回路、130
〜13N・・・・・・乗算器、140・・・・・・加算
器、150・・・・・・出力端子である。 寺ト計図は本発明−−− で毒4〒 第2図は本発明の一実施例を説明するための図である。 同図で、200・・・・・・主アンテナ、201〜2O
N・・・・・・副アンテナ、21O〜21N・・・・・
・受信回路。 220〜22N・・・・・・A/D変換器、230〜2
3N・・・・・・メモリ、240〜24N・・・・・・
乗算器、250・−・・・・加算器、260・・・・・
・判定回路、270・、・、・・共分散マトリクス演算
回路、280・・・・・・重みづけ係数演算回路、29
0・・・−・・出力端子である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)主アンテナと一般にN個の補助アンテナを有し、
    主アンテナ會含むこれらN+1個のアンテナにl対lに
    接続されてレーダービデオ信号全出力するN+1チヤン
    ネルの受信回路と、各チャ/ネルごとに受信回路に接続
    されてレーダービデオ信号全複素ディジタル信号に変換
    するA/D変換器と、A/D変換器に接続されてディジ
    タル信号音記憶するメモリと、N+1チヤンネルの前記
    A/D変換器のすべてに接続されて時系列ディジタル信
    号に対し統計演算処理し。 入力信号の統計的性質に基づいた重みづけ係数を算定す
    る重みづけ係数演算回路と、チャンネルごとに前記メモ
    リと重みづけ係数演算回路と :に接続されて重みづけ
    係数演算完了ののち前記メモリから読み出し全開始し、
    このようにして読み出されたディジタル信号に対し前記
    重みづけ係数演算回路によって算定された重みづけ係数
    全果する乗算器と、N+1チヤンネルの重算器の出力信
    号を加算する加算器とt具備することにより、妨害信号
    tリアルタイムで抑圧できることを特徴とするコヒアレ
    ントサイドロープキャンセラ。 (2、特許請求の範囲第(1)項において、前記重みづ
    け係数演算回路は前記N+1チヤンネルのA/D変換器
    出力ディジタル信号から共分散マトリクスΦを演算し、
    次いで共分散マトリクスの逆マトリクスΦ 全演算し、
    任意定数をμ、任意ベクトル全8 とすると@W=μΦ
     S の関係式に基づいて前記重みづけ係数ベクトルW
    全求めること全特徴とするコヒアレントサイドロープキ
    ャンセラ。
JP58195743A 1983-10-19 1983-10-19 コヒアレントサイドロ−ブキャンセラ Expired - Lifetime JPH06100647B2 (ja)

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EP84307204A EP0142293B1 (en) 1983-10-19 1984-10-19 Coherent sidelobe canceller for radar
DE8484307204T DE3483874D1 (de) 1983-10-19 1984-10-19 Anordnung zur kohaerenten nebenzipfelunterdrueckung in radargeraeten.

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