(57)【要約】【課題】１次元または２次元方向について基準となる不等間隔配置と同様の素子配置を、分割領域ごとに敷き詰めることにより、ＧＬを抑圧するとともに測角処理への影響を打ち消して、有効に測角を行うことのできる測角装置を得る。【解決手段】複数のアンテナ素子２が不等間隔に配置されたアレーアンテナ１と、受信した各複素信号の和をΣ信号として算出するΣ信号算出手段１０、１１と、複数のアンテナ素子２の配列を２領域に分割し、分割された各分割領域で受信した複素信号の各和信号の差をΔ信号として算出するΔ信号算出手段１０、１２と、Σ信号およびΔ信号を用いてアレーアンテナ１における受信到来波の到来角を推定する位相モノパルス測角部１３とを備えている。【選択図】図５
2010210337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ素子が不等間隔に配置されたアレーアンテナと、
前記複数のアンテナ素子が受信した各複素信号の和をΣ信号として算出するΣ信号算出手段と、
前記複数のアンテナ素子の配列を２領域に分割し、分割された各分割領域で受信した複素信号の各和信号の差をΔ信号として算出するΔ信号算出手段と、
前記Σ信号および前記Δ信号を用いて前記アレーアンテナにおける受信到来波の到来角を推定する測角手段と
を備えたことを特徴とする測角装置。
【請求項２】
前記複数のアンテナ素子は、前記アレーアンテナにおいて、１次元上に不等間隔に配置され、
前記２領域間での空間に対する前記複数のアンテナ素子の素子数の各ヒストグラムは、一方が他方の定数倍の関係にあることを特徴とする請求項１に記載の測角装置。
【請求項３】
前記複数のアンテナ素子は、前記アレーアンテナにおいて、２次元の各方向に不等間隔に配置され、
前記２領域間での空間に対する前記複数のアンテナ素子の素子数の各ヒストグラムは、一方が他方の定数倍の関係にあり、
測角対象の角度と平行な方向のすべてのアンテナ素子の列は、基準となる共通のアンテナ配置を各列ごとに任意にずらして足し合わせたアンテナ素子の列となっており、
前記測角手段は、２次元の任意の片方の角度のみを推定することを特徴とする請求項１に記載の測角装置。
【請求項４】
前記複数のアンテナ素子は、前記アレーアンテナにおいて、２次元の各方向に不等間隔に配置されるとともに、
前記２領域間での空間に対する前記複数のアンテナ素子の素子数の各ヒストグラムは、一方が他方の定数倍の関係にあり、
２次元の両方の角度について角度と平行な方向のすべてのアンテナ素子の列は、基準となる共通のアンテナ配置を各列ごとに任意にずらして足し合わせたアンテナ素子の列となっており、
前記Δ信号算出手段は、２次元の両方向について、前記複数のアンテナ素子の配列を２分割した各分割領域で受信した複素信号の和信号の差を、２つのΔ信号としてそれぞれ算出し、
前記測角手段は、前記Σ信号および前記２つのΔ信号を用いて、２次元の両方の角度について独立に測角を行うことを特徴とする請求項１に記載の測角装置。
【請求項５】
前記アレーアンテナにおける前記複数のアンテナ素子の不等間隔の配置は、一定方向に向かって素子間隔が一定量ずつ増加していく定量シフト配置であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の測角装置。
【請求項６】
前記アレーアンテナにおける前記複数のアンテナ素子の不等間隔の配置は、素子間隔がランダムに設定されたランダム配置であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の測角装置。
【請求項７】
複数のアンテナ素子を含むサブアレーアンテナが複数個配置されたアレーアンテナと、
前記複数のサブアレーアンテナが受信した各複素信号の和をΣ信号として算出するΣ信号算出手段と、
前記複数のサブアレーアンテナの配列を２領域に分割し、分割された各分割領域で受信した複素信号の各和信号の差をΔ信号として算出するΔ信号算出手段と、
前記Σ信号および前記Δ信号を用いて前記アレーアンテナにおける受信到来波の到来角を推定する測角手段とを備え、
前記複数のサブアレーアンテナの各々の位相中心位置は、前記アレーアンテナにおいて不等間隔に配置されたことを特徴とする測角装置。
【請求項８】
前記複数のサブアレーアンテナの各々における複数のアンテナ素子の配置は、すべて同一であることを特徴とする請求項７に記載の測角装置。
【請求項９】
前記複数のサブアレーアンテナの各々における複数のアンテナ素子の配置は、すべてが同一ではなく、
前記２領域間での空間に対する前記複数のアンテナ素子の素子数の各ヒストグラムは、一方が他方の定数倍の関係にあり、かつ測角対象の角度と平行な方向のすべてのアンテナ素子の列は、基準となる共通のアンテナ配置を各列ごとに任意にずらして足し合わせたアンテナ素子の列となっていることを特徴とする請求項７に記載の測角装置。
【請求項１０】
前記複数のサブアレーアンテナは、前記複数のアンテナ素子が等間隔に配置されたアレーアンテナを、不等にグループ分けを行うことによって形成されたことを特徴とする請求項７に記載の測角装置。
【請求項１１】
前記測角手段は、測角方向に対して垂直な直線を任意の位置に境界として設定することにより領域分割を行い、位相モノパルス測角を用いて前記アレーアンテナにおける受信到来波の到来角の測角を行うことを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の測角装置。
【請求項１２】
前記位相モノパルス測角の際に、Δ信号をΣ信号で除算したΔ／Σ信号の虚部のみを用いて測角を行うことを特徴とする請求項１１に記載の測角装置。
【請求項１３】
上記位相モノパルス測角の際に、Δ信号をΣ信号で除算したΔ／Σ信号の絶対値と、前記Δ／Σ信号の虚部から判定された前記Δ／Σ信号の極性と、を用いて測角を行うことを特徴とする請求項１１に記載の測角装置。
【請求項１４】
上記位相モノパルス測角の際に、Δ信号をΣ信号で除算したΔ／Σ信号の実部と虚部の両方を用いて測角を行うことを特徴とする請求項１１に記載の測角装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、１次元アレーアンテナまたは平面アレーアンテナ（以下、単に「アレーアンテナ」という）を備えた測角装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種の測角装置においては、複数のアンテナ素子が等間隔に配置されたアレーアンテナについて、利得が等しくなるように分割を行うことにより、モノパルス測角が行われている（たとえば、非特許文献１参照）。
一方、アレーアンテナにおいては、グレーティングローブ（ＧＬ）の発生を抑圧するために、アンテナ素子を不等間隔に配置することが有効なことが知られている（たとえば、非特許文献２参照）。
【０００３】
しかしながら、不等間隔に配置されたアレーアンテナは、等間隔アレーアンテナとは異なり、到来角に応じて位相中心が動くという問題が発生するので、不等間隔配置のアレーアンテナを用いた測角装置においては、アジマス（到来角）測角であるにも関わらず、エレベーション角の変化によって、アジマス測角結果が変化するという問題がある。
【０００４】
以下、図１５〜図１７を参照しながら、一般的な等間隔アレーアンテナおよび不等間隔アレーアンテナを用いた従来の測角装置における問題点について説明する。
図１５は従来の等間隔アレーアンテナ１０１を示す平面図であり、図１６は従来の不等間隔アレーアンテナ２０１を示す平面図である。また、図１７は図１６の構成を２次元の平面アンテナに拡張した従来の不等間隔アレーアンテナ３０１を示す平面図である。
【０００５】
図１５において、等間隔アレーアンテナ１０１は、２次元（平面）的に等間隔に配置された複数のアンテナ素子１０２により構成されている。
等間隔アレーアンテナ１０１内の１点鎖線１０３は、エレベーション測角用の２領域分割境界線の例を示しており、破線１０４は、アジマス測角用の２領域分割境界線の例を示している。
【０００６】
図１５のような等間隔アレーアンテナ１０１を用いた場合、１点鎖線１０３および破線１０４のように、分割後の領域が等利得となるように領域分割境界を決定し、分割された２領域の観測信号を用いて、一般的な位相モノパルス測角により、１次元または２次元の測角処理を行うことができる。
【０００７】
しかし、図１５の等間隔アレーアンテナ１０１を用いた測角装置においては、各アンテナ素子１０２の間隔が波長に対して大きい場合には、所望とする方向以外であっても、各アンテナ素子１０２の信号が同じ位相状態となるので、メインローブと同じゲインを持つことになり、いわゆるグレーティングローブ（ＧＬ）を生じてしまう問題がある。
【０００８】
このようなＧＬを生じる等間隔アレーアンテナ１０１を用いて電波を受信する場合を考えると、メインローブ以外の方向からも不要な電波を受信してしまうという問題があり、逆に送信時においても、他の通信から見て干渉源となってしまうという課題がある。
【０００９】
また、図１５の等間隔アレーアンテナ１０１をアダプティブアンテナに適用した場合には、ＧＬ方向から干渉波が到来する場合にメインローブも抑圧してしまう結果となり、大きなＳ／Ｎ低下を招くという問題がある。
【００１０】
さらに、図１５の等間隔アレーアンテナ１０１を電波到来方向探知装置に適用すると、受信位相状態が同じであるＧＬが存在した場合に、真の方向と対応するＧＬ方向を識別できないという問題が生じてしまう。
【００１１】
そこで、従来から、上記のようなＧＬの発生を抑圧するために、図１６のように、複数のアンテナ素子１０２を不等間隔に配置した不等間隔アレーアンテナ２０１を用いることが提案されている。
【００１２】
しかし、図１７のように、図１６の不等間隔アレーアンテナ２０１を２次元の平面アンテナに拡張した場合には、位相中心が受信波の到来方向によって変化するので、２次元の不等間隔アレーアンテナ３０１を用いて１次元または２次元の両方向の到来角についての測角を考えた場合に、分割後の２領域の位相中心が到来角によってそれぞれ異なる変化をする。そのため、エレベーション測角であるにも関わらずアジマス角の変化により測角結果が変化する（または、その逆にアジマス測角結果がエレベーション角によって変化する）という問題が生じることになる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】吉田孝監修、「改訂レーダ技術」、電子情報通信学会編、平成８年１０月１日初版発行、第２６２頁―第２６４頁（コロナ社取次販売）
【非特許文献２】平田和史他、「グレーティングローブを抑圧する分散アレーアンテナの配置方法」電子情報通信学会、信学技報Ａ・Ｐ２００５−１５、第３５頁―第４０頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来の測角装置は、図１５のような等間隔アレーアンテナ１０１を用いた場合には、高域周波数でＧＬを生じる課題があった。
また、仮に、図１７のような不等間隔アレーアンテナ３０１を用いたとしても、測角処理を考えた場合に、等利得となる分割領域を確保するためには、アンテナ素子１０２の配置や、分割境界線３０４のように工夫が必要となるうえ、位相中心が定まらないことから、２次元の到来角の一方の角度変化が、他方の測角結果に影響を与えるという課題があった。
【００１５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、１次元方向または２次元方向について、アンテナ分割後の２領域のアンテナ素子数の測角方向に垂直な方向への空間分布が定数倍となるようにするとともに、測角方向に平行な各アンテナ素子列がある基準となるアンテナ配置(基調パターン)を測角方向にずらして足し合わせたアンテナとして構成されているとき、その基準のアンテナ配置が測角方向に平行な各アンテナ素子列すべてで同様であるようにアンテナを配置する。これにより、ＧＬを抑圧するとともに、位相中心が定まらないことによる測角処理への影響を打ち消して、有効に測角を行うことのできる測角装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明に係る測角装置は、複数のアンテナ素子が不等間隔に配置されたアレーアンテナと、複数のアンテナ素子が受信した各複素信号の和をΣ信号として算出するΣ信号算出手段と、複数のアンテナ素子の配列を２領域に分割し、分割された各分割領域で受信した複素信号の各和信号の差をΔ信号として算出するΔ信号算出手段と、Σ信号およびΔ信号を用いてアレーアンテナにおける受信到来波の到来角を推定する測角手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、１次元方向または２次元の両方向について、アンテナ分割後の２領域のアンテナ素子数の測角方向に垂直な方向への空間分布が定数倍となるようにするとともに、測角方向に平行な各アンテナ素子列がある基準となるアンテナ配置(基調パターン)を測角方向にずらして足し合わせたアンテナとして構成されているとき、その基準のアンテナ配置が測角方向に平行な各アンテナ素子列すべてで同様であるようにアンテナを配置することにより、ＧＬを抑圧するとともに、位相中心が定まらないことによる測角処理への影響を打ち消して、有効に測角を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る測角装置に用いられるアレーアンテナを示す平面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る測角装置に用いられるアレーアンテナを示す平面図である。
【図３】図２のアレーアンテナの各分割領域内におけるアンテナ素子数をヒストグラムで示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る測角装置に用いられるアレーアンテナの他の不等間隔配置例を示す平面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る測角装置を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態１による位相モノパルス測角部の処理機能を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態１によるΔ／Σ信号の角度特性を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態２による位相モノパルス測角部の処理機能を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態２によるΔ／Σ信号の虚部の角度特性を示す説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態３による位相モノパルス測角部の処理機能を示すブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態３によるΔ／Σ信号の実部の角度特性を示す説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態４に係る測角装置に用いられるアレーアンテナを示す平面図である。
【図１３】この発明の実施の形態４に係る測角装置を示すブロック図である。
【図１４】この発明の実施の形態５に係る測角装置に用いられるアレーアンテナを示す平面図である。
【図１５】従来の測角装置に用いられる等間隔アレーアンテナを示す平面図である。
【図１６】従来の不等間隔アレーアンテナを示す平面図である。
【図１７】従来の不等間隔アレーアンテナを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態１．
図１はこの発明の形態１に係る測角装置に用いられるアレーアンテナ１を示す平面図である。
図１において、測角対象の角度と平行な方向のすべてのアンテナ素子２の列は、基準となる共通のアンテナ配置（基調パターン）を各列ごとに任意にずらして足し合わせたアンテナ素子２の列となっている。この場合、測角手段（後述する）は、２次元の任意の片方の角度のみを推定する。
【００２０】
図１において、アレーアンテナ１は、２次元に不等間隔配置された複数のアンテナ素子２を有している。図１のアレーアンテナ１において、１点鎖線３は、縦方向の２領域を作り出すための領域分割における境界線の例を示している。
また、アレーアンテナ１はエレベーション測角だけに対応したアンテナ配置である。
【００２１】
図１において、アンテナ配置を縦方向に領域分割した場合の各アンテナ素子２の数を、空間に対するヒストグラム７、８で示している。
ヒストグラム７、８は、１点鎖線３で縦方向（ｚ軸方向）に領域を２分割した際の、上側および下側の各領域での横方向に対する素子数分布を示してり、不等間隔の関係が互いに一致している。
図１から明らかなように、領域分割後の２領域のヒストグラム同士が、定数倍の関係になっていることが分かる。図１の関係は、この発明の実施の形態１におけるエレベーション測角のための２つのアンテナ配置条件の１つとなる。
【００２２】
図１において、アレーアンテナ１のすべての縦方向のアンテナ素子の列は、図１の基調パターンを縦方向にずらして足し合わせたものとなっている。一番左の列であれば基調パターンそのものであるし、左から３番目の列であれば基調パターンを縦方向にそれぞれずらした２つのアンテナ素子の列を足し合わせたものとなっている。
このように、測角対象の角度と平行な方向のすべてのアンテナ素子の列は、共通の基調パターンをずらして足し合わせたアンテナ素子の列となっている。この点が、この発明の実施の形態１におけるエレベーション測角のための２つのアンテナ配置条件の２つ目となる。
【００２３】
たとえば、図１において、１点鎖線３を用いて縦方向に２領域の分割を行い、縦方向の到来角について測角を行うことを考えた場合、２領域の各位相中心の関係は、横方向の到来角に対して不変でなければならない。
図１の場合、アレーアンテナ１が不等間隔配置であることから、２領域の位相中心は、前述のように、それぞれ横方向の到来角の変化によって変化する。
【００２４】
しかし、図１のように、２次元に不等間隔配置されたアレーアンテナ１の場合には、位相中心が変化するものの、上記の２つの条件を満たしいている場合、２領域の両方においてその変化の仕方が同様なので、２領域間の位相中心の相対的な関係は変化しない。
【００２５】
したがって、図１のアレーアンテナ１を用いたこの発明の実施の形態１に係る測角装置によれば、２次元不等間隔配置のアレーアンテナ１によりＧＬの抑圧を行いつつ、エレベーション角について、アジマス角の影響を受けずに独立して測角を行うことが可能である。
【００２６】
また、ここではエレベーション測角の場合について記述したが、アジマス測角についても同様に考えることができる。
その場合、横方向にアンテナを２分割したそれぞれの領域の縦方向に対する素子数のヒストグラムが定数倍の関係になっていることと、横方向のすべての列が、共通の基調パターンをずらして足し合わせたもので構成されていることと、が条件となる。
【００２７】
図２はこの発明の実施の形態１に係る測角装置に用いられるアレーアンテナ１を示す平面図である。
図２において、アレーアンテナ１は、２次元に不等間隔配置された複数のアンテナ素子２を有し、縦方向および横方向に、それぞれ異なるランダムな不等間隔配置が設定されている。また、アレーアンテナ１を構成する各アンテナ素子２は、縦横両方向について、上述の２つのアンテナ配置条件を満たしている。
【００２８】
図２のアレーアンテナ１において、１点鎖線３は、縦方向の２領域を作り出すための領域分割における境界線の例を示しており、破線４は、横方向の２領域を作り出すための領域分割における境界線の例を示している。
なお、各境界線３、４は、図２内の１点鎖線および破線の位置に限定されることはなく、２領域に分割する方向に対して垂直な境界線であれば、どの位置に設定されてもよい。
【００２９】
図３は各分割領域内の素子数を示す説明図であり、図２のようにアンテナ配置を領域分割した場合の各アンテナ素子２の数を、空間に対するヒストグラム５〜８で示している。
図３において、ヒストグラム５、６は、破線４で横方向（ｙ軸方向）に領域を２分割した際の、左側および右側の各領域の縦方向に対する素子数分布を示しており、不等間隔の関係が互いに一致している。
【００３０】
同様に、ヒストグラム７、８は、１点鎖線３で縦方向（ｚ軸方向）に領域を２分割した際の、上側および下側の各領域での横方向に対する素子数分布を示してり、不等間隔の関係が互いに一致している。
図３から明らかなように、領域分割後の２領域のヒストグラム同士が、定数倍の関係になっている。
【００３１】
また、図３のアレーアンテナ１においては、縦方向のアンテナの列と横方向のアンテナの列のそれぞれについて、各列は同じ構成となっているので、明らかに共通の基調パターンで構成されており、基調パターンについてのアンテナ配置条件も満たしている。
【００３２】
なお、図１、図２では、ランダムな不等間隔配置例を示したが、たとえば図４に示すように、各アンテナ素子２の間隔が、上方向および右方向に一定量ずつ増加していく配置など、他の不等間隔配置を用いてもよい。
【００３３】
図４の不等間隔配置は、ＧＬを有効に抑圧できる不等間隔配置方法として、前述の非特許文献２に示された定量シフト配置法を縦方向および横方向に適用したものである。
図４の定量シフト配置を適用することにより、有効にＧＬを抑圧できるとともに、最適なシフト量をアンテナ数や視野角（ＧＬを生じない角度）の条件から容易に設計することができる。
【００３４】
図５はこの発明の実施の形態１に係る測角装置を示すブロック図であり、図１、図２または図４のアレーアンテナ１を用いた場合の概略構成を示している。
図５において、測角装置は、複数のアンテナ素子２から構成される不等間隔配置のアレーアンテナ１と、各アンテナ素子２に接続された移相器９と、移相器９の出力を分割領域ごとに合成する２つの合成器１０と、２つの合成器１０の各出力の和（Σ信号）を算出する合成器１１と、２つの合成器１０の各出力の差（Δ信号）を算出する差分器１２と、合成器１１および差分器１２の各出力から測角結果を出力する位相モノパルス測角部１３とを備えている。
【００３５】
図５においては、１次元（横方向のみ）の測角装置を示しているが、２次元の測角を行う場合には、他方の到来角についても、同様の測角装置について、どのアンテナ素子２が２領域のうちのどちらに含まれるか（２つの合成器１０のうちのどちらの入力になるか）という点のみを変更して、測角処理が行われる。
【００３６】
図６は図５内の位相モノパルス測角部１３の処理機能を示すブロック図である。
図６において、位相モノパルス測角部１３は、除算部１４と、絶対値算出手段１５と、虚部抽出手段１６と、極性判定手段１７と、到来角導出手段１８とを備えている。
【００３７】
除算部１４は、Δ信号をΣ信号で除算してΔ／Σ信号を生成し、絶対値算出手段１５は、除算部１４で算出されたΔ／Σ信号の絶対値を計算する。
虚部抽出手段１６は、Δ／Σ信号の虚部を抽出し、極性判定手段１７は、虚部抽出手段１６で抽出されたΔ／Σ信号の虚部を用いて、Δ／Σ信号の極性を判定する。
【００３８】
到来角導出手段１８は、絶対値算出手段１５で算出されたΔ／Σ信号の絶対値を用いて測角を行い、到来角を測角結果として出力する。
このとき、到来角導出手段１８は、極性判定手段１７で判定されたΔ／Σ信号の極性を用いることにより、一意に測角結果を得る。
【００３９】
従来の位相モノパルス測角においては、Δ／Σ信号は純虚数となるが、図１、図２または図４のアレーアンテナ１を用いた場合には、従来のモノパルス測角とは異なり、分割後の領域間で利得が異なるので、Δ／Σ信号に実部が現れる。
そこで、到来角導出手段１８は、Δ／Σ信号の絶対値から到来角を求める手法をとっている。
【００４０】
図７はΔ／Σ信号の角度特性を示す説明図であり、到来角とΔ／Σ信号の絶対値との関係を示している。
図７において、横軸は到来角（ｄｅｇｒｅｅ）、縦軸はΔ／Σ信号の絶対値を表している。
【００４１】
到来角導出手段１８は、図７のΔ／Σ信号の絶対値と到来角との関係を参照することにより到来角を求める。
ただし、図７から分かるように、Δ／Σ信号の絶対値は極性を持たないので、一意に到来角を求めることはできない。
【００４２】
そこで、位相モノパルス測角部１３は、図６に示すように、虚部抽出部１６で求めたΔ／Σ信号の虚部から極性を判定する極性判定手段１７を備えており、到来角導出手段１８は、極性判定手段１７で導出された極性を用いることにより、一意に測角結果を得ることができる。
【００４３】
以上のように、この発明の実施の形態１（図２〜図７）に係る測角装置は、複数のアンテナ素子２が不等間隔に配置されたアレーアンテナ１と、複数のアンテナ素子２が受信した各複素信号の和をΣ信号として算出するΣ信号算出手段（合成器１０、１１）と、複数のアンテナ素子２の配列を２領域に分割し、分割された各分割領域で受信した複素信号の各和信号の差をΔ信号として算出するΔ信号算出手段（合成器１０、差分器１２）と、Σ信号およびΔ信号を用いて、アレーアンテナ１における受信到来波の到来角を推定する測角手段（位相モノパルス測角部１３）と、を備えている。
【００４４】
複数のアンテナ素子２は、アレーアンテナ１において、図５のように、１次元（ｙ軸）上に不等間隔に配置されてもよい。
図５において、複数のアンテナ素子２は、アレーアンテナ１において、２次元の各方向（ｙ−ｚ方向）に不等間隔に配置されている。
【００４５】
この場合、分割された２領域間での空間に対する複数のアンテナ素子２の素子数の各ヒストグラムは、図３に示すように、一方が他方の定数倍の関係にあり、かつ測角方向に平行な各アンテナ列が共通の基調パターンの足し合わせによって構成されている。これにより、２領域間の位相中心の変化による測角への影響は打ち消されるようになっている。
【００４６】
また、Δ信号算出手段は、２次元の両方向について、複数のアンテナ素子２の配列を２分割した各分割領域で受信した複素信号の和信号の差を、２つのΔ信号としてそれぞれ算出する。
測角手段（位相モノパルス測角部１３）は、Σ信号および２つのΔ信号を用いて、２次元の両方の角度について独立に測角を行う。
【００４７】
複数のアンテナ素子２の不等間隔配置は、素子間隔がランダムに設定されたランダム配置（図２）であってもよく、素子間隔が一定量ずつ増加していく定量シフト配置（図４）であってもよい。
【００４８】
この発明の実施の形態１によれば、不等間隔配置のアレーアンテナ１を用いることにより、ＧＬを抑圧しつつ有効に測角を行うことができる。
【００４９】
また、２次元の不等間隔配置を適用した場合にも、２次元の両方向について、分割後の２領域間で空間に対する素子数のヒストグラムが定数倍の関係になるように、かつ縦方向の各アンテナ列が共通の基調パターンで構成されており、かつ横方向の各アンテナ列も縦方向とは異なるか、または同一の基調パターンをすべての列が共有するようにアンテナ素子を配置することにより、ＧＬの抑圧を行いながら、縦方向および横方向の各到来角について、他方の到来角の影響を受けずに独立して測角を行うことが可能となる。
【００５０】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１（図６）では、位相モノパルス測角部１３の測角処理においてΔ／Σ信号の絶対値および虚部の両方を用いたが、Δ／Σ信号の虚部のみを用いて測角してもよい。すなわち、図６に示した位相モノパルス測角部１３に代えて、図８に示す位相モノパルス測角部１３Ａを用いてもよい。
【００５１】
図８はこの発明の実施の形態２による位相モノパルス測角部の処理機能を示すブロック図である。
図８において、前述（図６参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ａ」を付して詳述を省略する。
【００５２】
この場合、位相モノパルス測角部１３Ａは、Δ／Σ信号を生成する除算部１４と、虚部抽出手段１６と、到来角導出手段１８Ａとを備えている。
到来角導出手段１８Ａは、前述（図６）の処理機能とは異なり、虚部抽出手段１６で抽出されたΔ／Σ信号の虚部のみを用いて測角を行う。
【００５３】
図９はΔ／Σ信号の角度特性を示す説明図であり、到来角（横軸）とΔ／Σ信号の虚部（縦軸）との関係を示している。
図９においては、到来角とΔ／Σ信号の虚部とが１対１で対応していることが分かる。
したがって、この場合、到来角導出手段１８Ａは、図９のΔ／Σ信号の虚部と到来角との関係を参照することにより、到来角を一意に求めることができる。
【００５４】
以上のように、この発明の実施の形態２（図８、図９）に係る測角装置によれば、前述と同様に、ＧＬの抑圧を行いながら、２次元の到来角それぞれについて、他方の到来角の影響を受けずに独立して測角を行うことが可能となる。
【００５５】
実施の形態３．
なお、上記実施の形態２（図８）では位相モノパルス測角部１３Ａの測角処理においてΔ／Σ信号の虚部のみを用いたが、Δ／Σ信号の実部および虚部の両方を用いて測角してもよい。
すなわち、前述の実施の形態１、２（図６、図８）の位相モノパルス測角部１３、１３Ａに代えて、図１０の位相モノパルス測角部１３Ｂを用いてもよい。
【００５６】
図１０はこの発明の実施の形態３による位相モノパルス測角部の処理機能を示すブロック図である。
図１０において、前述（図６参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ｂ」を付して詳述を省略する。
【００５７】
この場合、位相モノパルス測角部１３Ｂは、Δ／Σ信号を生成する除算部１４と、虚部抽出手段１６と、実部抽出手段１６Ｂと、到来角導出手段１８Ｂとを備えている。
到来角導出手段１８Ｂは、前述（図８）の処理機能とは異なり、虚部抽出手段１６と実部抽出手段１６Ｂで抽出されたΔ／Σ信号の実部と虚部の両方を用いて測角を行う。
【００５８】
図１１はΔ／Σ信号の角度特性を示す説明図であり、到来角（横軸）とΔ／Σ信号の実部（縦軸）との関係を示している。
図１１においては、到来角とΔ／Σ信号の実部とが、極性が無いために１対１で対応していないものの、前述（図９）の虚部と同時に用いることで、一意に測角結果を求めることができる。
【００５９】
以上のように、この発明の実施の形態３（図１０、図１１）に係る測角装置によれば、前述と同様に、ＧＬの抑圧を行いながら、縦方向の到来角それぞれについて、他方の到来角の影響を受けずに独立して測角を行うことが可能となる。
【００６０】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態１、２、３（図２〜図１１）では、アンテナ素子２をアレーアンテナ１において不等間隔に配置したが、図１２のように、複数のアンテナ素子２からなるサブアレーアンテナ２０の位相中心位置を、アレーアンテナ１Ｃにおいて不等間隔に配置してもよい。
【００６１】
図１２はこの発明の実施の形態４に用いられるアレーアンテナ１Ｃを示す平面図であり、サブアレーアンテナ２０の配置を示している。また、図１３はこの発明の実施の形態４に係る測角装置の処理機能を示すブロック図である。
図１２および図１３において、前述（図２〜図５参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ｃ」を付して詳述を省略する。
【００６２】
図１２において、アレーアンテナ１Ｃは、前述（図２、図３）のアンテナ素子２の位置の代わりに、複数のサブアレーアンテナ２０の位相中心位置を不等間隔配置とし、複数のサブアレーアンテナ２０を敷き詰めることにより構成されている。
【００６３】
図１２においては、サブアレーごとにアンテナ素子２の数が異なり、複数のサブアレーアンテナの各々における複数のアンテナ素子の配置は、すべてが同一ではない。
ただし、２領域間での空間に対する複数のアンテナ素子の素子数の各ヒストグラムは、一方が他方の定数倍の関係にあり、かつ、測角対象の角度と平行な方向のすべてのアンテナ素子の列は、共通の基調パターンを各列ごとに任意にずらして足し合わせたアンテナ素子の列となっている。
【００６４】
すなわち、この場合、複数のアンテナ素子２からなるサブアレーアンテナ２０ごとに、サブアレーアンテナ２０の大きさも不等に設定することにより、アンテナ素子２をより密に配置して、利得を増大させる構成となっている。
また、各サブアレーアンテナ２０は、互いに不等であるものの、前述（図３）と同様に、測角処理における領域分割後の各分割領域でのアンテナ素子２の素子数の空間に対するヒストグラムは、定数倍の関係を保ち、かつ縦横の各アンテナ列それぞれにおいて共通の基調パターンを持つという関係も保っている。
【００６５】
図１２内の１点鎖線３Ｃは、エレベーション測角用の領域分割における境界線の例を示し、破線４Ｃは、アジマス測角用の領域分割における境界線の例を示している。
各境界線３Ｃ、４Ｃは、１点鎖線および破線の位置に限定されることはなく、前述と同様に、２領域に分割する方向に対して垂直であり、かつアンテナ素子数の空間に対するヒストグラムが定数倍となっている条件を満たしていれば、どの位置に設定されてもよい。
【００６６】
また、図１２においては、各サブアレーアンテナ２０の大きさが不等に設定されているが、すべてのサブアレーアンテナ２０を同様の構造にしてもよい。
さらに、各サブアレーアンテナ２０の位相中心位置の配置として、定量シフト配置を適用したが、他のランダム配置などの不等間隔配置を適用してもよい。
【００６７】
図１３は図１２のサブアレーアンテナ２０を用いた測角装置の構成を示しており、２次元不等間隔アレー配置を適用した場合を示している。
図１３において、サブアレーアンテナ２０は、複数のアンテナ素子２と、各アンテナ素子２の受信信号を合成する合成器２１とを備えている。
【００６８】
各サブアレーアンテナ２０の出力は、前述（図５）と同様に、移相器９Ｃと、領域分割に対応した２つの合成器１０Ｃと、Σ信号作成用の合成器１１Ｃと、Δ信号作成用の差分器１２Ｃとを介して、Σ信号およびΔ信号となり、位相モノパルス測角部１３Ｃに入力される。
位相モノパルス測角部１３Ｃは、前述（図５〜図８）の位相モノパルス測角部１３と同様に、２次元の両方向の到来角を測角結果として出力する。
【００６９】
以上のように、この発明の実施の形態４（図１２、図１３）に係る測角装置は、複数のアンテナ素子２を含むサブアレーアンテナ２０が複数個配置されたアレーアンテナ１Ｃと、複数のサブアレーアンテナ２０が受信した各複素信号の和をΣ信号として算出するΣ信号算出手段（合成器１０Ｃ、１１Ｃ）と、複数のサブアレーアンテナ２０の配列を２領域に分割し、分割された各分割領域で受信した複素信号の各和信号の差をΔ信号として算出するΔ信号算出手段（合成器１０Ｃ、差分器１２Ｃ）と、Σ信号およびΔ信号を用いてアレーアンテナ１Ｃにおける受信到来波の到来角を推定する測角手段（位相モノパルス測角部１３Ｃ）とを備えている。
【００７０】
複数のサブアレーアンテナ２０の各々の位相中心位置は、アレーアンテナ１Ｃにおいて不等間隔に配置されている。
複数のサブアレーアンテナ２０の各々における複数のアンテナ素子２の配置は、すべて同一であってもよい。
【００７１】
複数のサブアレーアンテナ２０の各々における複数のアンテナ素子２の配置は、同一でなくてもよい。
ただし、アンテナ分割後の２領域間での空間に対する複数のアンテナ素子２の素子数の各ヒストグラムは、一方が他方の定数倍の関係に設定されている。
なおかつ、測角方向に平行な各アンテナ素子列が共通の基調パターンの足し合わせによって構成されている。
【００７２】
測角手段（位相モノパルス測角部１３Ｃ）は、測角方向に対して垂直な直線を任意の位置に境界として設定することにより領域分割を行い、位相モノパルス測角を用いて、アレーアンテナ１Ｃにおける受信到来波の到来角の測角を行う。
【００７３】
また、測角手段（位相モノパルス測角部１３Ｃ）は、位相モノパルス測角の際に、前述（図６）のように、Δ信号をΣ信号で除算したΔ／Σ信号の絶対値と、Δ／Σ信号の虚部から判定されたΔ／Σ信号の極性と、を用いて測角を行うか、または、前述（図８）のように、Δ信号をΣ信号で除算したΔ／Σ信号の虚部のみを用いて測角を行うか、または、前述（図１０）のように、Δ信号をΣ信号で除算したΔ／Σ信号の実部と虚部の両方を用いて測角を行う。
【００７４】
この発明の実施の形態４によれば、サブアレーアンテナ２０の位相中心位置に対して、前述と同様に２次元の不等間隔配置を適用し、複数のサブアレーアンテナ２０を配置してアレーアンテナ１Ｃを構成し、なおかつ各分割領域でのアンテナ素子２の素子数の空間に対するヒストグラムが定数倍の関係を保ちつつ、縦横の各アンテナ列それぞれにおいて共通の基調パターンを持つという関係も保っているので、サブアレーアンテナ２０を用いた場合でも、ＧＬの抑圧を行いつつ、縦方向および横方向の到来角のそれぞれについて、他方の到来角の影響を受けずに、独立して測角を行うことが可能となる。
【００７５】
実施の形態５．
なお、上記実施の形態４（図１２）では、複数個のサブアレーアンテナ２０を敷き詰めていくという実装手法を適用したが、図１４（破線枠参照）のように、複数のアンテナ素子２が等間隔に配置されたアレーアンテナ１Ｄに対して、不等にグループ分けを行うことにより、複数のサブアレーアンテナ２０Ｄを形成してもよい。
【００７６】
図１４はこの発明の実施の形態５に用いられるアレーアンテナ１Ｄを示す平面図であり、前述と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ｄ」を付して詳述を省略する。
【００７７】
図１４においては、元々複数のアンテナ素子２が等間隔配置されているアレーアンテナ１Ｄが、不等領域でグループ分けされており、グループ分けされた各領域が、結果的にサブアレーアンテナ２０Ｄとして隔離されている。
【００７８】
こうして実装された複数のサブアレーアンテナ２０Ｄにおいて、各分割領域のアンテナ素子２の素子数の空間に対するヒストグラムは、前述（図１２）と同様に、定数倍の関係を満たしている。また共通の基調パターンを持つという関係も明らかに満たしている。
したがって、図１４のようなアレーアンテナ１Ｄを用いても、前述と同様に、有効に測角を行うことができる。
【符号の説明】
【００７９】
１、１Ｃ、１Ｄ  アレーアンテナ、２  アンテナ素子、３、３Ｃ、４、４Ｃ  境界線、５〜８  ヒストグラム、９、９Ｃ  移相器、１０、１０Ｃ、１１、１１Ｃ  合成器（Σ信号算出手段）、１２、１２Ｃ  差分器（Δ信号算出手段）、１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ  位相モノパルス測角部（測角手段）、１４  除算部、１５  絶対値算出手段、１６、１６Ｂ  虚部抽出手段、１７  極性判定手段、１８、１８Ａ、１８Ｂ  到来角導出手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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