(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主アンテナと、４つの補助アンテナとを備え、２波の干渉波が入射される場合にそれらの入射方向によらず少なくとも２つの上記補助アンテナの受信信号が１次独立となるように４つの上記補助アンテナを配置したことを特徴とするサイドローブキャンセラ。
【請求項２】
主アンテナと、Ｎ（Ｎは任意の自然数）個の補助アンテナとを備え、最大でＮ−２波の干渉波が入射される場合にそれらの入射方向によらずＮ個の上記補助アンテナのうちの４つの上記補助アンテナの受信信号が１次従属とならないようにＮ個の上記補助アンテナを配置したことを特徴とするサイドローブキャンセラ。
【請求項３】
入射される干渉波数を推定する入射波数推定手段と、Ｎ個の補助アンテナから上記入射波数推定手段により推定された干渉波数よりも２つ多い補助アンテナの受信信号を選択する補助アンテナ切り替え手段とを備えたことを特徴とする請求項２記載のサイドローブキャンセラ。
【請求項４】
４つの補助アンテナの受信信号のうちの２つの補助アンテナの受信信号の相関演算を４Ｃ２の組み合わせについて行う相関演算手段と、上記相関演算手段の出力から最も相関値の低い組み合わせの２つの補助アンテナの受信信号を選択する補助アンテナ切り替え手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のサイドローブキャンセラ。
【請求項５】
Ｎ個の補助アンテナの受信信号のうちの最大でＮ−２個の補助アンテナの受信信号の相関行列とそれら相関行列の条件数をＮＣ２の組み合わせについて求める相関演算手段と、上記相関演算手段の出力から最も条件数が１に近い組み合わせの最大でＮ−２個の補助アンテナの受信信号を選択する補助アンテナ切り替え手段とを備えたことを特徴とする請求項２記載のサイドローブキャンセラ。
【請求項６】
入射される干渉波数Ｍ（Ｍは任意の自然数）を推定する入射波数推定手段と、Ｎ個の補助アンテナの受信信号から上記入射波数推定手段により推定された干渉波数Ｍと同数の補助アンテナの受信信号の相関行列とそれら相関行列の条件数をＮＣＭの組み合わせについて求める相関演算手段と、上記相関演算手段の出力から最も条件数が１に近い組み合わせのＭ個の補助アンテナの受信信号を選択する補助アンテナ切り替え手段とを備えたことを特徴とする請求項２記載のサイドローブキャンセラ。
【請求項７】
複数の素子アンテナで構成される主アンテナを備え、上記素子アンテナのうちのＮ個の素子アンテナを補助アンテナとして用いることを特徴とする請求項２、請求項３、請求項５および請求項６のうちのいずれか１項記載のサイドローブキャンセラ。
【請求項８】
入射波数推定手段は、Ｎ個の補助アンテナの受信信号から相関行列を演算する相関行列演算手段と、上記相関行列演算手段により演算された相関行列の固有値を演算する固有値演算手段と、上記固有値演算手段により演算された固有値の大きさから入射波数を推定する推定手段とを備えたことを特徴とする請求項３、請求項６および請求項７のうちのいずれか１項記載のサイドローブキャンセラ。
【請求項９】
相関演算手段は、Ｎ個の補助アンテナの受信信号から相関行列を演算する相関行列演算手段と、上記相関行列演算手段により演算された相関行列の特異値を演算する特異値演算手段と、上記特異値演算手段により演算された特異値から相関行列の条件数を演算する条件数演算手段とを備えたことを特徴とする請求項５または請求項６記載のサイドローブキャンセラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アンテナのサイドローブから入射する複数の干渉波を抑圧するサイドローブキャンセラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は例えば特開昭６０−４１８０２号公報に示された従来のサイドローブキャンセラを示す構成図であり、図において、１は所望信号方向にゲインを有する主アンテナ、２−１〜２−Ｎはブロードな指向性を持つ補助アンテナ、３，３−１〜３−Ｎは受信機、４はローカルオシレータ、５，５−１〜５−Ｎは受信信号にローカルオシレータ４の出力を乗算して受信信号のダウンコンバートを行う乗算器、６は乗算器５から出力された受信信号に応じて荷重を計算する適応荷重計算手段、７−１〜７−Ｎは補助アンテナ２の受信信号に重み付けをする乗算器、８は乗算器７の出力を加算する加算器、９は乗算器５から出力された主アンテナ１の受信信号から加算器８から出力された補助アンテナ２と相関のある信号成分を除去する減算器である。
【０００３】
次に動作について説明する。
まず、ｘ０（ｔ）を主アンテナの受信信号をベースバンドにダウンコンバートした信号、ｘｉ（ｔ）を補助アンテナi（ｉ＝１，・・・，Ｎ）の受信信号をベースバンドにダウンコンバートした信号、ｙ（ｔ）を加算器８の出力信号、ｚ（ｔ）を減算器９の出力信号、ｗｉをｘｉ（ｔ）に乗算器７で乗じる荷重とする。これらの信号の表記式におけるｔは時間を表す因子である。また、信号は全て複素信号とする。
【０００４】
図１を参照して、従来のサイドローブキャンセラの動作について説明する。従来のサイドローブキャンセラでは、補助アンテナ２の受信信号ｘｉ（ｔ）に乗算器７により荷重ｗｉを乗算し、加算器８により加算して適応フィルタの出力信号ｙ（ｔ）を得る。次に主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）からｙ（ｔ）を差し引きサイドローブキャンセラの出力信号ｚ（ｔ）を得る。サイドローブキャンセラでは、適応荷重計算手段６により、サイドローブキャンセラの出力信号ｚ（ｔ）と補助アンテナ２の受信信号ｘｉ（ｔ）（ｉ＝１，・・・，Ｎ）から、ｚ（ｔ）の電力が最小となるように荷重ｗｉ（ｉ＝１，・・・，Ｎ）を制御して、主アンテナ１の受信信号から、補助アンテナ２の受信信号と相関のある信号成分を除去する。この時、指向性がブロードな補助アンテナ２の受信信号に含まれる所望波電力は、所望波方向に指向性を持つ主アンテナ１の受信信号に比べ十分に小さいので、主アンテナ１の受信信号中に含まれる所望波成分は抑圧されず、干渉波成分のみが抑圧される。
【０００５】
従来のサイドローブキャンセラにおいて、抑圧できる干渉波の数は補助アンテナの数と一致することが知られている。しかし、これは補助アンテナの間隔を１／２波長以下に設定できる場合であり、現実には補助アンテナの物理的な大きさによる制約などによって補助アンテナの間隔を大きく設定しなければならない場合が多い。このような場合、干渉波の入射方向によっては補助アンテナの受信信号が１次従属となる場合があり自由度が欠落することによって、補助アンテナの数よりもっと少ない干渉波しか抑圧できないという問題がある。
【０００６】
図９は従来のサイドローブキャンセラの補助アンテナ配置を示す説明図であり、主アンテナの位相中心がｙ−ｚ座標上の原点に、また、２つの補助アンテナ２ａ，２ｂがｙ−ｚ座標上の（−λ，０）、（−３λ，０）の位置に配置されているものとする。
図１０は従来のサイドローブキャンセラに２つの干渉波１，２が入射する場合に２つの補助アンテナの受信信号が１次従属となる干渉波２の入射方向を示した特性図である。なお、補助アンテナ２ａ，２ｂを配置する座標系および干渉波の入射方向を表す角度φ，θは図３に示すように設定した。また、図１０において、干渉波１の入射方向はφ＝０，θ＝０に固定した。
図１０に示すように、補助アンテナ２ａ，２ｂの間隔が広い場合には干渉波の入射方向に応じて２つの補助アンテナ２ａ，２ｂの受信信号が１次従属となる場合が起こり得る。これは、得られる補助アンテナ２ａ，２ｂの受信信号の自由度が２から１に落ちることを意味しており、この入射方向においては２つの干渉波を抑圧することができなくなる。
【０００７】
図１１は従来のサイドローブキャンセラのＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｕｌｓｅ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を示した特性図であり、図９に示した補助アンテナ配置のサイドローブキャンセラに電力レベルの等しい２つの干渉波が入射する場合に、干渉波１の入射角度φを０［ｄｅｇ］に固定し、干渉波２の入射角度φを変化させた場合のサイドローブキャンセラ処理後のＳＩＮＲを示したものである。ここに、入射角度θは２つの干渉波とも−５［ｄｅｇ］とした。ＳＩＮＲは所望波の電力対干渉波とノイズの合計電力の比であり、高いほど良い。この図から、干渉波の入射方向に応じて干渉波抑圧性能が大きく低下する場合があることがわかる。この入射角条件は図１０で示した２つの補助アンテナ２ａ，２ｂの受信信号が１次従属となる条件と良く一致しており、このことが性能劣化の要因であることがわかる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のサイドローブキャンセラは以上のように構成されているので、補助アンテナ間隔を十分小さく配置できない場合に干渉波の入射方向に応じて補助アンテナの受信信号が１次従属となり自由度が欠落することによって、干渉波を十分に抑圧できない場合があるという課題があった。
【０００９】
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、干渉波の入射方向によらず、干渉波抑圧性能が低下しないサイドローブキャンセラを得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るサイドローブキャンセラは、主アンテナと、４つの補助アンテナとを備え、２波の干渉波が入射される場合にそれらの入射方向によらず少なくとも２つの補助アンテナの受信信号が１次独立となるように４つの補助アンテナを配置したものである。
【００１１】
この発明に係るサイドローブキャンセラは、主アンテナと、Ｎ個の補助アンテナとを備え、最大でＮ−２波の干渉波が入射される場合にそれらの入射方向によらずＮ個の補助アンテナのうちの４つの補助アンテナの受信信号が１次従属とならないようにＮ個の補助アンテナを配置したものである。
【００１２】
この発明に係るサイドローブキャンセラは、入射される干渉波数を推定する入射波数推定手段と、Ｎ個の補助アンテナから入射波数推定手段により推定された干渉波数よりも２つ多い補助アンテナの受信信号を選択する補助アンテナ切り替え手段とを備えたものである。
【００１３】
この発明に係るサイドローブキャンセラは、４つの補助アンテナの受信信号のうちの２つの補助アンテナの受信信号の相関演算を４Ｃ２の組み合わせについて行う相関演算手段と、相関演算手段の出力から最も相関値の低い組み合わせの２つの補助アンテナの受信信号を選択する補助アンテナ切り替え手段とを備えたものである。
【００１４】
この発明に係るサイドローブキャンセラは、Ｎ個の補助アンテナの受信信号のうちの最大でＮ−２個の補助アンテナの受信信号の相関行列とそれら相関行列の条件数をＮＣ２の組み合わせについて求める相関演算手段と、相関演算手段の出力から最も条件数が１に近い組み合わせの最大でＮ−２個の補助アンテナの受信信号を選択する補助アンテナ切り替え手段とを備えたものである。
【００１５】
この発明に係るサイドローブキャンセラは、入射される干渉波数Ｍを推定する入射波数推定手段と、Ｎ個の補助アンテナの受信信号から入射波数推定手段により推定された干渉波数Ｍと同数の補助アンテナの受信信号の相関行列とそれら相関行列の条件数をＮＣＭの組み合わせについて求める相関演算手段と、相関演算手段の出力から最も条件数が１に近い組み合わせのＭ個の補助アンテナの受信信号を選択する補助アンテナ切り替え手段とを備えたものである。
【００１６】
この発明に係るサイドローブキャンセラは、複数の素子アンテナで構成される主アンテナを備え、素子アンテナのうちのＮ個の素子アンテナを補助アンテナとして用いるものである。
【００１７】
この発明に係るサイドローブキャンセラは、入射波数推定手段において、Ｎ個の補助アンテナの受信信号から相関行列を演算する相関行列演算手段と、その相関行列の固有値を演算する固有値演算手段と、その固有値の大きさから入射波数を推定する推定手段とを備えたものである。
【００１８】
この発明に係るサイドローブキャンセラは、相関演算手段において、Ｎ個の補助アンテナの受信信号から相関行列を演算する相関行列演算手段と、その相関行列の特異値を演算する特異値演算手段と、その特異値から相関行列の条件数を演算する条件数演算手段とを備えたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるサイドローブキャンセラを示す構成図であり、図において、１は所望信号方向にゲインを有する主アンテナ、２−１〜２−Ｎはブロードな指向性を持つ補助アンテナ、３，３−１〜３−Ｎは受信機、４はローカルオシレータ、５，５−１〜５−Ｎは受信信号にローカルオシレータ４の出力を乗算して受信信号のダウンコンバートを行う乗算器、６は乗算器５から出力された受信信号に応じて荷重を計算する適応荷重計算手段、７−１〜７−Ｎは補助アンテナ２の受信信号に重み付けをする乗算器、８は乗算器７の出力を加算する加算器、９は乗算器５から出力された主アンテナ１の受信信号から加算器８から出力された補助アンテナ２と相関のある信号成分を除去する減算器である。
【００２０】
次に動作について説明する。
まず、ｘ０（ｔ）を主アンテナの受信信号をベースバンドにダウンコンバートした信号、ｘｉ（ｔ）を補助アンテナi（ｉ＝１，・・・，Ｎ）の受信信号をベースバンドにダウンコンバートした信号、ｙ（ｔ）を加算器８の出力信号、ｚ（ｔ）を減算器９の出力信号、ｗｉをｘｉ（ｔ）に乗算器７で乗じる荷重とする。これらの信号の表記式におけるｔは時間を表す因子である。また、信号は全て複素信号とする。
【００２１】
図１を参照して、サイドローブキャンセラの動作について説明する。サイドローブキャンセラでは、補助アンテナ２の受信信号ｘｉ（ｔ）に乗算器７により荷重ｗｉを乗算し、加算器８により加算して適応フィルタの出力信号ｙ（ｔ）を得る。次に主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）からｙ（ｔ）を差し引きサイドローブキャンセラの出力信号ｚ（ｔ）を得る。サイドローブキャンセラでは、適応荷重計算手段６により、サイドローブキャンセラの出力信号ｚ（ｔ）と補助アンテナ２の受信信号ｘｉ（ｔ）（ｉ＝１，・・・，Ｎ）から、ｚ（ｔ）の電力が最小となるように荷重ｗｉ（ｉ＝１，・・・，Ｎ）を制御して、主アンテナ１の受信信号から、補助アンテナ２の受信信号と相関のある信号成分を除去する。この時、指向性がブロードな補助アンテナ２の受信信号に含まれる所望波電力は、所望波方向に指向性を持つ主アンテナ１の受信信号に比べ十分に小さいので、主アンテナ１の受信信号中に含まれる所望波成分は抑圧されず、干渉波成分のみが抑圧される。
【００２２】
サイドローブキャンセラにおいて、抑圧できる干渉波の数は補助アンテナの数と一致することが知られている。しかし、これは補助アンテナの間隔を１／２波長以下に設定できる場合であり、現実には補助アンテナの物理的な大きさによる制約などによって補助アンテナの間隔を大きく設定しなければならない場合が多い。このような場合、干渉波の入射方向によっては補助アンテナの受信信号が１次従属となる場合があり自由度が欠落することによって、補助アンテナの数よりもっと少ない干渉波しか抑圧できないという問題がある。
そこで、この実施の形態１では、抑圧すべき２波の干渉波よりも２つ多い４つの補助アンテナを備え、干渉波の入射方向によらず２つ以上の補助アンテナの受信信号が１次独立となるように補助アンテナを配置することにより、干渉波抑圧性能が低下しないサイドローブキャンセラを提供するものである。以下その説明をする。
【００２３】
図２はこの発明の実施の形態１によるサイドローブキャンセラの補助アンテナ配置を示す説明図であり、主アンテナの位相中心がｙ−ｚ座標上の原点に、また、４つの補助アンテナ２ａ〜２ｄがｙ−ｚ座標上の（−λ，０）、（−３λ，０）、（−λ，２λ）、（０．１λ，−１．７λ）の位置に配置されているものとする。
【００２４】
まず、２つの補助アンテナの受信信号が１次従属となる条件について説明する。ここで、２つの信号ｕ１（ｔ），ｕ２（ｔ）が１次従属になるとは以下のように定義される。定数係数ｃ１，ｃ２として、ｃ１ｕ１（ｔ）＋ｃ２ｕ２（ｔ）＝０なる関係式が常に成り立つ解が、自明な解ｃ１＝ｃ２＝０以外に存在する場合をいう。また、自明な解以外に解を持たない場合を２つの信号は１次独立であるという。２つの補助アンテナの受信信号の干渉波成分ｘｊ１（ｔ），ｘｊ２（ｔ）を２つの干渉波の時間波形ａ１（ｔ），ａ２（ｔ）を用いて次式（１），（２）のように表す。
ｘｊ１（ｔ）＝ａ１（ｔ）ｅｊδ１１＋ａ２（ｔ）ｅｊδ１２      （１）
ｘｊ２（ｔ）＝ａ１（ｔ）ｅｊδ２１＋ａ２（ｔ）ｅｊδ２２      （２）
ここに、δｍｉは主アンテナと補助アンテナｍの間の干渉波ｉに対する受信位相差である。この２信号ｘｊ１（ｔ），ｘｊ２（ｔ）が１次従属とは、上記の定義から次式（３）を満たすｃが存在することであり、次式（３）は受信位相差δｍｉが次式（４）の条件を満たす時に成り立つ。なお、定数ｃと定数ｃｐの間には次式（５）の関係がある。
ｘｊ２（ｔ）＝ｃｘｊ１（ｔ）                          （３）
δ２２−δ１２＝δ２１−δ１１＋２ｎπ＝ｃｐ              （４）
ｃ＝ｅｘｐ（ｊｃｐ）                               （５）
２つの補助アンテナの受信信号の干渉波成分が１次従属となることは、式（３）に示すように一方の信号がもう一方の信号の定数倍で与えられるということなので、１次独立な補助アンテナの受信信号の数は１つ減少し、自由度が１つ下がることになる。このため、このような入射角条件では、２つの干渉波を抑圧するのに２つの補助アンテナでは不十分であり、より多くの１次独立な信号を必要とする。
【００２５】
図４はこの発明の実施の形態１によるサイドローブキャンセラに２つの干渉波１，２が入射する場合に２つの補助アンテナの受信信号が１次従属となる干渉波２の入射方向を示した特性図である。なお、補助アンテナ２ａ〜２ｄを配置する座標系および干渉波の入射方向を表す角度φ，θは図３に示すように設定した。図４では、図２に示したように４つの補助アンテナ２ａ〜２ｄを配置した場合に、干渉波１の入射方向をφ＝０，θ＝０に固定し、２つの補助アンテナの受信信号の干渉波成分が１次従属となる干渉波２の入射角条件を３つの組み合わせ（補助アンテナ２ａと２ｂ、補助アンテナ２ａと２ｃ、補助アンテナ２ａと２ｄ）について示したものである。図４において、補助アンテナ２ａと２ｂが１次従属となるのは縦の直線状の領域（３か所）であり、補助アンテナ２ａと２ｃが１次従属となるのは横の直線状の領域（１か所）であり、補助アンテナ２ａと２ｄが１次従属となるのは斜めの直線状の領域（３か所）である。それぞれの領域では２つの補助アンテナの受信信号の干渉波成分が１次従属となることにより、１次独立な補助アンテナの受信信号の干渉波成分の数は１つ減少し、自由度が１だけ低下する。また、２つの領域が重なる部分では、３つの補助アンテナの受信信号の干渉波成分が１次従属となり、自由度は２だけ低下する。さらに、３つの領域の全てが重なる部分では、４つの補助アンテナの受信信号の干渉波成分の全てが１次従属となり、自由度が３つ下がり、この場合１つの独立な干渉波成分しか得られず、２つの干渉波を抑圧することはできなくなる。
【００２６】
上記の条件から、図２に示したアンテナ配置では、２波の干渉波が入射する場合を考え、図４に示した２つの補助アンテナの受信信号が１次従属となる入射角領域が２つの干渉波が同一方向から入射する場合を除いて、３つの組み合わせにおいて重ならないように補助アンテナを配置している。このように配置することにより、自由度の低下は最大でも２であり、少なくとも２つの補助アンテナの受信信号の干渉波成分は１次独立となり、２つの干渉波を抑圧することができる。なお、２つの干渉波が同一方向から入射する場合には、４つの補助アンテナの受信信号の干渉波成分が１次従属となるが、この場合は主アンテナの受信信号の干渉波成分も１次従属となるので干渉波の抑圧は可能である。
【００２７】
図５はこの発明の実施の形態１によるサイドローブキャンセラのＳＩＮＲを示した特性図であり、図２に示した補助アンテナ配置のサイドローブキャンセラに電力レベルの等しい２つの干渉波が入射する場合に、干渉波１の入射角度φを０［ｄｅｇ］に固定し、干渉波２の入射角度φを変化させた場合のサイドローブキャンセラ処理後のＳＩＮＲを示したものである。ここに、入射角度θは２つの干渉波とも−５［ｄｅｇ］とした。また、サイドローブキャンセラ処理前の主アンテナの受信信号のＳＩＮＲは−４３［ｄＢ］である。この図から、従来のサイドローブキャンセラの図１１の結果に対して、この実施の形態１の補助アンテナ配置によるサイドローブキャンセラでは干渉波２の入射角度によらず干渉波を抑圧できていることがわかる。
【００２８】
以上のように、この実施の形態１によるサイドローブキャンセラでは、２つの干渉波が入射する場合において、４つの補助アンテナを備え、干渉波の入射方向によらず少なくとも２つの補助アンテナの受信信号が１次独立となるように４つの補助アンテナを配置する。または、干渉波の入射方向によらず４つの補助アンテナの受信信号の干渉波成分が１次従属とならないように、４つの補助アンテナを配置することにより、干渉波抑圧性能の低下しないサイドローブキャンセラを得ることができる。
【００２９】
なお、ここでは２つの干渉波を抑圧する場合について説明したが、一般にＮ（Ｎは任意の自然数）個の補助アンテナを備えるサイドローブキャンセラにおいては、Ｎ−２波の干渉波の入射方向によらず、Ｎ個の補助アンテナのうちの任意の４つの補助アンテナの受信信号の干渉波成分が１次従属とならないようにＮ個の補助アンテナを配置することによって、自由度は最大でも２つしか低下しないので、干渉波の入射方向によらず干渉波抑圧性能の低下しないサイドローブキャンセラを得ることができる。
【００３０】
また、主アンテナ１が複数の素子アンテナで構成されるアレーアンテナである場合には上記の条件に基づく位置に配置されている素子アンテナを補助アンテナとして構成しても同様な効果を得ることができる。
【００３１】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２によるサイドローブキャンセラを示す構成図であり、図において、１１は入射される干渉波数Ｍ（Ｍは任意の自然数）を推定する入射波数推定手段、１２はＮ個の補助アンテナから入射波数推定手段１１により推定された干渉波数Ｍよりも２つ多い補助アンテナの受信信号を選択する補助アンテナ切り替え手段である。その他の構成は、乗算器５，７がそれぞれＭ＋２個設けられていることを除いて実施の形態１と同一であり、補助アンテナ２−１〜２−Ｎは、Ｎ−２波の干渉波の入射方向によらず、Ｎ個の補助アンテナのうちの任意の４つの補助アンテナの受信信号の干渉波成分が１次従属とならないようにＮ個の補助アンテナを配置しているものである。
【００３２】
次に動作について説明する。
この実施の形態２のサイドローブキャンセラでは、実施の形態１の構成に加えサイドローブキャンセラに入射する干渉波の数を推定する入射波数推定手段１１を備えており、補助アンテナ切り替え手段１２では入射波数推定手段１１で推定された干渉波数Ｍよりも２つ多くの補助アンテナをＮ個の補助アンテナの中から選択してその受信信号だけを出力する。以降は実施の形態１のサイドローブキャンセラと同様に、Ｍ＋２個の補助アンテナの受信信号のダウンコンバート後の信号から適応荷重計算手段６により適応サイドローブキャンセラの出力信号の電力が最小化する荷重を計算し、上記ダウンコンバート後の信号に上記荷重を乗じて合成した信号と主アンテナ１の受信信号のダウンコンバート後の信号の差分信号を出力する。
【００３３】
以上のように、この実施の形態２によるサイドローブキャンセラでは、最大でＮ−２波の干渉波が入射される場合に、Ｎ−２波の干渉波の入射方向によらず、Ｎ個の補助アンテナのうちの任意の４つの補助アンテナの受信信号の干渉波成分が１次従属とならないようにＮ個の補助アンテナが配置されているので、その中から選ばれるＭ＋２個の補助アンテナも任意の４つの補助アンテナの受信信号の干渉波成分が１次従属とならない。すなわち、補助アンテナの受信信号の干渉波成分の自由度は最大でも２しか低下しないので、Ｍ個の１次独立な補助アンテナの受信信号を得ることができ、実施の形態１と同様に干渉波の入射方向によらず干渉波抑圧性能の低下しないサイドローブキャンセラを得ることができる。
【００３４】
さらに、この実施の形態２では、ＮよりもＭ＋２が小さい場合には、少ない補助アンテナの受信信号に対して荷重計算を行うので、実施の形態１よりも高速に荷重を計算できる効果がある。
さらに、この実施の形態２では、ＮよりもＭ＋２が小さい場合には、少ない補助アンテナの受信信号に対して荷重計算を行うので、補助アンテナの受信機雑音が合成されて増加する量が小さいという効果がある。
【００３５】
入射波数推定手段１１は、以下のようにして構成することができる。まず、Ｎ個の補助アンテナの受信信号から次式（６）に示すように相関行列Ｒを演算する（相関行列演算手段）。
【数１】
0003723056.tif 000002
但し、＊は共役複素数である。
ここに、Ｅ［］は時間平均を表すオペレータである。次に相関行列Ｒの固有値を演算する（固有値演算手段）。固有値の大きさは受信機雑音に対応するものが最も小さく、これよりも大きいものの個数から入射波数を推定する（推定手段）。
【００３６】
なお、主アンテナ１が複数の素子アンテナで構成されるアレーアンテナである場合には上記の条件に基づく位置に配置されている素子アンテナを補助アンテナとして構成しても同様な効果を得ることができる。
【００３７】
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３によるサイドローブキャンセラを示す構成図であり、図において、２ａ〜２ｄは補助アンテナ、１５は４つの補助アンテナ２ａ〜２ｄの受信信号のうち２つの補助アンテナの受信信号の相関演算を４Ｃ２の組み合わせについて行う相関演算手段、１６は相関演算手段１５の出力から最も相関値の低い組み合わせの２つの補助アンテナの受信信号を選択する補助アンテナ切り替え手段である。その他の構成は、実施の形態１と同一であり、補助アンテナ２ａ〜２ｄは、２波の干渉波の入射方向によらず、４つの補助アンテナの受信信号の干渉波成分が１次従属とならないように配置しているものである。
【００３８】
次に動作について説明する。
この実施の形態３のサイドローブキャンセラでは、実施の形態１の構成に加え、２つの補助アンテナの受信信号の相関演算を４Ｃ２の組み合わせについて行う相関演算手段１５と、上記相関演算手段１５の出力から最も相関値の低い組み合わせの２つの補助アンテナを選択してその受信信号を出力する補助アンテナ切り替え手段１６を備えている。これ以降の処理は、実施の形態１のサイドローブキャンセラと同様に、２個の補助アンテナの受信信号のダウンコンバート後の信号から適応荷重計算手段６により適応サイドローブキャンセラの出力信号の電力が最小化する荷重を計算し、上記ダウンコンバート後の信号に上記荷重を乗じて合成した信号と主アンテナ１の受信信号のダウンコンバート後の信号の差分信号を出力する。
【００３９】
以上のように、この実施の形態３によるサイドローブキャンセラでは、２波の干渉波の入射方向によらず、４個の補助アンテナの受信信号の干渉波成分が１次従属とならないように４個の補助アンテナを配置しているので、少なくとも２つの１次独立な補助アンテナの受信信号を得ることができる。２つの補助アンテナの受信信号が１次独立な場合には、その相関値は低くなるので、４Ｃ２の組み合わせについて相関演算手段１５により相関値を求めて最も相関値の低い組み合わせを選ぶことにより、１次独立な２つの補助アンテナの受信信号を得ることができ、実施の形態１と同様に干渉波の入射方向によらず干渉波抑圧性能の低下しないサイドローブキャンセラを得ることができる。
【００４０】
さらに、この実施の形態３では、少ない補助アンテナの受信信号に対して荷重計算を行うので、実施の形態１よりも高速に荷重を計算できる効果がある。
さらに、この実施の形態３では、少ない補助アンテナの受信信号に対して荷重計算を行うので、補助アンテナの受信機雑音が合成されて増加する量が小さいという効果がある。
【００４１】
なお、ここでは２つの干渉波を抑圧する場合について説明したが、一般にＮ個の補助アンテナを備えるサイドローブキャンセラにおいては、Ｎ−２波の干渉波の入射方向によらず、Ｎ個の補助アンテナのうちの任意の４つの補助アンテナの受信信号の干渉波成分が１次従属とならないようにＮ個の補助アンテナを配置し、相関演算手段１５においては相関値の代わりにＮ−２個の補助アンテナの受信信号から計算される相関行列をＮＣ２の組み合わせについて計算し、各組み合わせの相関行列の条件数を求め、補助アンテナ切り替え手段１６により最も条件数が１に近い組み合わせのＮ−２個の補助アンテナを選択して切り替えることにより同様な効果を得ることができる。
【００４２】
Ｎ個の補助アンテナを備えるサイドローブキャンセラにおける相関演算手段１５は以下のようにして構成することができる。まず、Ｎ−２個の補助アンテナの受信信号ｘ１（ｔ），ｘ２（ｔ），・・・，ｘＮ−２（ｔ）から式（６）と同様に式（７）のように相関行列Ｒを演算する（相関行列演算手段）。次にこの相関行列の特異値を演算し（特異値演算手段）、得られる特異値から相関行列の条件数を演算する（条件数演算手段）。ここで得られる特異値のうち最大のものと最小のものとの比を行列の条件数といい、相関行列を計算する際のＮ−２個の補助アンテナの受信信号が全て１次独立ならば１に近くなり、逆に１次従属なものが含まれている場合には無限大となる性質があるので、条件数が１に近い組み合わせの補助アンテナを選択することによって、１次独立な補助アンテナの受信信号を得ることができる。
【数２】
0003723056.tif 000003
【００４３】
なお、主アンテナ１が複数の素子アンテナで構成されるアレーアンテナである場合には上記の条件に基づく位置に配置されている素子アンテナを補助アンテナとして構成しても同様な効果を得ることができる。
【００４４】
実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４によるサイドローブキャンセラを示す構成図であり、図において、１８はＮ個の補助アンテナの受信信号から入射波数推定手段１１により推定された干渉波数Ｍと同数の補助アンテナの受信信号の相関行列とそれら相関行列の条件数をＮＣＭの組み合わせについて求める相関演算手段、１９は相関演算手段１８の出力から最も条件数が１に近い組み合わせのＭ個の補助アンテナの受信信号を選択する補助アンテナ切り替え手段である。その他の構成は、乗算器５，７をＭ個設けたことを除いて実施の形態２と同一であり、補助アンテナ２−１〜２−Ｎは、Ｎ−２波の干渉波の入射方向によらず、Ｎ個の補助アンテナのうちの任意の４つの補助アンテナの受信信号の干渉波成分が１次従属とならないようにＮ個の補助アンテナを配置しているものである。
【００４５】
次に動作について説明する。
この実施の形態４のサイドローブキャンセラでは、実施の形態３の構成に加えサイドローブキャンセラに入射する干渉波の数を推定する入射波数推定手段１１を備えており、相関演算手段１８では、入射波数推定手段１１で推定された干渉波数Ｍと同数の補助アンテナの受信信号から計算される相関行列をＮＣＭの組み合わせについて計算し、各組み合わせの相関行列の条件数を求め、補助アンテナ切り替え手段１９では、最も条件数が１に近い組み合わせのＭ個の補助アンテナを選択して切り替える。以降は実施の形態１のサイドローブキャンセラと同様に、Ｍ個の補助アンテナの受信信号のダウンコンバート後の信号から適応荷重計算手段６により適応サイドローブキャンセラの出力信号の電力が最小化する荷重を計算し、上記ダウンコンバート後の信号に上記荷重を乗じて合成した信号と主アンテナ１の受信信号のダウンコンバート後の信号の差分信号を出力する。
【００４６】
以上のように、この実施の形態４によるサイドローブキャンセラでは、Ｍ波の干渉波が入射する場合に、Ｎ個の補助アンテナのうちの任意の４つの補助アンテナの受信信号の干渉波成分が１次従属とならないように補助アンテナが配置されているので、最低でもＭ個の１次独立な補助アンテナの受信信号を得ることができ、相関演算手段１８により算出される相関行列の条件数を求め、補助アンテナ切り替え手段１９により、上記条件数が最も１に近い上記Ｍ個の１次独立な補助アンテナの受信信号の組み合わせを推定して切り替えることにより、干渉波の入射方向によらず干渉波抑圧性能の低下しないサイドローブキャンセラを得ることができる。
【００４７】
さらに、この実施の形態４では、ＮよりもＭが小さい場合には、少ない補助アンテナの受信信号に対して荷重計算を行うので、実施の形態１よりも高速に荷重を計算できる効果がある。
さらに、この実施の形態４では、ＮよりもＭが小さい場合には、少ない補助アンテナの受信信号に対して荷重計算を行うので、補助アンテナの受信機雑音が合成されて増加する量が小さいという効果がある。
【００４８】
なお、主アンテナ１が複数の素子アンテナで構成されるアレーアンテナである場合には上記の条件に基づく位置に配置されている素子アンテナを補助アンテナとして構成しても同様な効果を得ることができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、主アンテナと、４つの補助アンテナとを備え、２波の干渉波が入射される場合にそれらの入射方向によらず少なくとも２つの補助アンテナの受信信号が１次独立となるように４つの補助アンテナを配置するように構成したので、２波の干渉波の入射方向によらず、干渉波抑圧性能が低下しないサイドローブキャンセラが得られる効果がある。
【００５０】
この発明によれば、主アンテナと、Ｎ個の補助アンテナとを備え、最大でＮ−２波の干渉波が入射される場合にそれらの入射方向によらずＮ個の補助アンテナのうちの４つの補助アンテナの受信信号が１次従属とならないようにＮ個の補助アンテナを配置するように構成したので、最大でＮ−２波の干渉波の入射方向によらず、干渉波抑圧性能が低下しないサイドローブキャンセラが得られる効果がある。
【００５１】
この発明によれば、入射される干渉波数を推定する入射波数推定手段と、Ｎ個の補助アンテナから入射波数推定手段により推定された干渉波数よりも２つ多い補助アンテナの受信信号を選択する補助アンテナ切り替え手段とを備えるように構成したので、自動的に干渉波数を推定し、その干渉波数よりも２つ多い補助アンテナの受信信号を選択することができると共に、補助アンテナ切り替え手段以降の処理では、推定された干渉波数よりも２つ多い補助アンテナからの受信信号だけを処理すれば良いので、処理負荷を軽減することができるサイドローブキャンセラが得られる効果がある。
【００５２】
この発明によれば、４つの補助アンテナの受信信号のうちの２つの補助アンテナの受信信号の相関演算を４Ｃ２の組み合わせについて行う相関演算手段と、相関演算手段の出力から最も相関値の低い組み合わせの２つの補助アンテナの受信信号を選択する補助アンテナ切り替え手段とを備えるように構成したので、補助アンテナ切り替え手段からは１次独立な２つの補助アンテナの受信信号を得ることができ、２波の干渉波の入射方向によらず、干渉波抑圧性能が低下しないサイドローブキャンセラが得られる効果がある。
【００５３】
この発明によれば、Ｎ個の補助アンテナの受信信号のうちの最大でＮ−２個の補助アンテナの受信信号の相関行列とそれら相関行列の条件数をＮＣ２の組み合わせについて求める相関演算手段と、相関演算手段の出力から最も条件数が１に近い組み合わせの最大でＮ−２個の補助アンテナの受信信号を選択する補助アンテナ切り替え手段とを備えるように構成したので、補助アンテナ切り替え手段からは１次独立な最大でＮ−２個の補助アンテナの受信信号を得ることができ、最大でＮ−２波の干渉波の入射方向によらず、干渉波抑圧性能が低下しないサイドローブキャンセラが得られる効果がある。
【００５４】
この発明によれば、入射される干渉波数Ｍを推定する入射波数推定手段と、Ｎ個の補助アンテナの受信信号から入射波数推定手段により推定された干渉波数Ｍと同数の補助アンテナの受信信号の相関行列とそれら相関行列の条件数をＮＣＭの組み合わせについて求める相関演算手段と、相関演算手段の出力から最も条件数が１に近い組み合わせのＭ個の補助アンテナの受信信号を選択する補助アンテナ切り替え手段とを備えるように構成したので、補助アンテナ切り替え手段からは１次独立なＭ個の補助アンテナの受信信号を得ることができ、Ｍ波の干渉波の入射方向によらず、干渉波抑圧性能が低下しないサイドローブキャンセラが得られる効果がある。
【００５５】
この発明によれば、複数の素子アンテナで構成される主アンテナを備え、素子アンテナのうちのＮ個の素子アンテナを補助アンテナとして用いるように構成したので、主アンテナが複数の素子アンテナで構成されるアレーアンテナにも適用することができるサイドローブキャンセラが得られる効果がある。
【００５６】
この発明によれば、入射波数推定手段において、Ｎ個の補助アンテナの受信信号から相関行列を演算する相関行列演算手段と、その相関行列の固有値を演算する固有値演算手段と、その固有値の大きさから入射波数を推定する推定手段とを備えるように構成したので、入射波数推定手段を容易に高精度に構成することができるサイドローブキャンセラが得られる効果がある。
【００５７】
この発明によれば、相関演算手段において、Ｎ個の補助アンテナの受信信号から相関行列を演算する相関行列演算手段と、その相関行列の特異値を演算する特異値演算手段と、その特異値から相関行列の条件数を演算する条件数演算手段とを備えるように構成したので、相関演算手段を容易に高精度に構成することができるサイドローブキャンセラが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来およびこの発明の実施の形態１によるサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態１によるサイドローブキャンセラの補助アンテナ配置を示す説明図である。
【図３】  補助アンテナを配置する座標系および干渉波の入射方向を表す角度φ，θを示す説明図である。
【図４】  この発明の実施の形態１によるサイドローブキャンセラに２つの干渉波１，２が入射する場合に２つの補助アンテナの受信信号が１次従属となる干渉波２の入射方向を示した特性図である。
【図５】  この発明の実施の形態１によるサイドローブキャンセラのＳＩＮＲを示した特性図である。
【図６】  この発明の実施の形態２によるサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【図７】  この発明の実施の形態３によるサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【図８】  この発明の実施の形態４によるサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【図９】  従来のサイドローブキャンセラの補助アンテナ配置を示す説明図である。
【図１０】  従来のサイドローブキャンセラに２つの干渉波１，２が入射する場合に２つの補助アンテナの受信信号が１次従属となる干渉波２の入射方向を示した特性図である。
【図１１】  従来のサイドローブキャンセラのＳＩＮＲを示した特性図である。
【符号の説明】
１  主アンテナ、２−１〜２−Ｎ，２ａ〜２ｄ  補助アンテナ、３，３−１〜３−Ｎ  受信機、４  ローカルオシレータ、５，５−１〜５−Ｎ，５−Ｍ，５−Ｍ＋２，７−１〜７−Ｎ，７−Ｍ，７−Ｍ＋２  乗算器、６  適応荷重計算手段、８  加算器、９  減算器、１１  入射波数推定手段、１２，１６，１９  補助アンテナ切り替え手段、１５，１８  相関演算手段。
【図１】
0003723056.tif 000004
【図２】
0003723056.tif 000005
【図３】
0003723056.tif 000006
【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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