(57)【要約】【課題】小型化が可能な電波発射源検知装置を提供すること。【解決手段】実施形態に係る電波発射源検知装置１０は、アンテナ素子１２、ＡＤ変換部２１、仮想アレイアンテナ信号生成部２２、到来方向推定処理部２４、画像化処理部２６、撮像部１５、画像合成処理部２７、および表示装置１７、を具備する。ＡＤ変換部２１は、アンテナ素子１２が複数の位置において受信する複数の電波のそれぞれの受信時における位相情報を含む受信データを生成する。仮想アレイアンテナ信号生成部２２は、複数の電波が同一時間に受信されたとみなして位相情報を補正することによって、アンテナ素子１２の複数の位置に対応した複数の仮想アレイアンテナ信号を生成する。到来方向推定処理部２４は、複数の仮想アレイアンテナ信号に基づいて電波発射源の方向を推定する。画像化処理部は推定結果を２次元画像に変換し、画像合成処理部２７は、２次元画像と撮像部１５から得られた画像とを合成する。表示装置１７は、この合成画像を表示する。【選択図】図２
2014173942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波発射源が発射する電波を受信するアンテナ素子と、
このアンテナ素子が複数の位置において受信する複数の前記電波のそれぞれをデジタル化し、前記電波の受信時における位相情報を含む受信データに変換するＡＤ変換部と、
前記アンテナ素子の位置、前記アンテナ素子の方向、前記電波を受信した時間、および前記受信データから、前記複数の電波が同一時間において前記アンテナ素子で受信されたとみなして前記受信データに含まれる前記位相情報を補正することによって、前記アンテナ素子の複数の位置にそれぞれ対応した複数の仮想アレイアンテナ信号を生成する仮想アレイアンテナ信号生成部と、
前記複数の仮想アレイアンテナ信号に基づいて、前記電波発射源の方向を推定する到来方向推定処理部と、
この到来方向推定処理部の推定結果を２次元画像に変換する画像化処理部と、
前記電波発射源の方向を撮像する撮像部と、
前記画像化処理部において変換された前記２次元画像と、前記撮像部から得られた画像と、を合成する画像合成処理部と、
前記画像合成処理部で合成された合成画像を表示する表示装置と、
を具備することを特徴とする電波発射源検知装置。
【請求項２】
前記アンテナ素子を複数本有し、
これらの複数のアンテナ素子は、前記電波の波長より短い間隔で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電波発射源検知装置。
【請求項３】
前記到来方向推定処理部において推定された前記推定結果を保存する到来方向記憶部をさらに具備し、
前記画像化処理部は、前記撮像部が撮像する方向に対応する前記推定結果を前記到来方向記憶部から読み出し、読み出された前記推定結果を２次元画像に変換することを特徴とする請求項１または２に記載の電波発射源検知装置。
【請求項４】
前記アンテナ素子の位置を検出する位置センサと、
前記アンテナ素子の方向を検出する方向センサと、
をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電波発射源検知装置。
【請求項５】
前記アンテナ素子の位置および前記アンテナ素子の方向は、前記撮像部において撮像された画像を画像処理することにより得ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電波発射源検知装置。
【請求項６】
アンテナ素子によって複数の位置において電波発射源が発射する電波を受信し、
前記複数の位置において受信した複数の前記電波のそれぞれをデジタル化し、前記電波の受信時における位相情報を含む受信データに変換し、
前記アンテナ素子の位置、前記アンテナ素子の方向、前記電波を受信した時間、および前記受信データから、前記複数の電波が同一時間において前記アンテナ素子で受信されたとみなして前記受信データに含まれる前記位相情報を補正することによって、前記アンテナ素子の複数の位置にそれぞれ対応した複数の仮想アレイアンテナ信号を生成し、
前記複数の仮想アレイアンテナ信号に基づいて、前記電波発射源の方向を推定し、
この推定結果を２次元画像に変換し、
前記電波発射源の方向を撮像し、
前記２次元画像と、前記電波発射源の方向を撮像することにより得られた画像と、を合成し、
合成された合成画像を表示する
ことを具備することを特徴とする電波発射源検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電波発射源検知装置および電波発射源検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電波発射源を検知し、別途撮像された画像上に電波発射源を表示する電波発射源検知装置において、電波発射源が存在する方向は、複数のアンテナ素子がアレー状に配列されたアンテナ部によって発射される電波を受信し、各アンテナ素子で受信された電波の位相差を算出し、この位相差に基づいて検知される。
【０００３】
このような従来の電波発射源検知装置において、それぞれのアンテナ素子によって受信した電波の位相差を算出するために、アンテナ部を構成する複数のアンテナ素子は、少なくとも受信される電波の波長程度の間隔で配列される必要があった。このため、従来の電波発射源検知装置を小型化することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実施形態は、小型化が可能な電波発射源検知装置および電波発射源検知方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る電波発射源検知装置は、アンテナ素子、ＡＤ変換部、仮想アレイアンテナ信号生成部、到来方向推定処理部、画像化処理部、撮像部、画像合成処理部、および表示装置、を具備する。前記アンテナ素子は、電波発射源が発射する電波を受信する。前記ＡＤ変換部は、前記アンテナ素子が複数の位置において受信する複数の前記電波のそれぞれをデジタル化し、前記電波の受信時における位相情報を含む受信データに変換する。前記仮想アレイアンテナ信号生成部は、前記アンテナ素子の位置、前記アンテナ素子の方向、前記電波を受信した時間、および前記受信データから、前記複数の電波が同一時間において前記アンテナ素子で受信されたとみなして前記受信データに含まれる前記位相情報を補正することによって、前記アンテナ素子の複数の位置にそれぞれ対応した複数の仮想アレイアンテナ信号を生成する。前記到来方向推定処理部は、前記複数の仮想アレイアンテナ信号に基づいて、前記電波発射源の方向を推定する。前記画像化処理部は、前記到来方向推定処理部の推定結果を２次元画像に変換する。前記撮像部は、前記電波発射源の方向を撮像する。前記画像合成処理部は、前記画像化処理部において変換された前記２次元画像と、前記撮像部から得られた画像と、を合成する。前記表示装置は、前記画像合成処理部で合成された合成画像を表示する。
【０００７】
また、実施形態に係る電波発射源検知方法は、電波発射源が発射する電波を受信し、前記電波をデジタル化して受信データに変換し、複数の仮想アレイアンテナ信号を生成し、前記電波発射源の方向を推定し、この推定結果を２次元画像に変換し、前記電波発射源の方向を撮像し、前記２次元画像と、前記電波発射源の方向を撮像することにより得られた画像と、を合成し、合成された合成画像を表示する、ことを含む方法である。前記電波発射源が発射する前記電波は、アンテナ素子によって複数の位置において受信する。これらの複数の前記電波は、それぞれをデジタル化され、前記電波の受信時における位相情報を含む受信データに変換される。前記複数の仮想アレイアンテナ信号は、前記アンテナ素子の複数の位置にそれぞれ対応するものであり、前記アンテナ素子の位置、前記アンテナ素子の方向、前記電波を受信した時間、および前記受信データから、前記複数の電波が同一時間において前記アンテナ素子で受信されたとみなして前記受信データに含まれる前記位相情報を補正することによって生成される。前記電波発射源の方向は、前記複数の仮想アレイアンテナ信号に基づいて推定される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る電波発射源検知装置を示す図であって、同図（ａ）は、電波発射源検知装置の分解斜視図、同図（ｂ）は、電波発射源検知装置を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る電波発射源検知装置の回路構成図である。
【図３】第１の実施形態に係る電波発射源検知装置の使用方法を説明するための図である。
【図４】第１の実施形態に係る電波発射源検知装置による電波発射源検知方法を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施形態に係る電波発射源検知装置の動作を説明するための座標図である。
【図６】第２の実施形態に係る電波発射源検知装置の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本実施形態に係る電波発射源検知装置および電波発射源検知方法について説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電波発射源検知装置を示す斜視図である。同図（ａ）は、電波発射源検知装置を前面から見た場合の分解斜視図であり、同図（ｂ）は、電波発射源検知装置を背面から見た場合の斜視図である。
【００１１】
図１（ａ）に示すように、電波発射源検知装置１０において、アンテナ部１１は、電波発射源から発射された電波を受信する。アンテナ部１１の前面には、複数個のアンテナ素子１２が配列されている。これらのアンテナ素子１２は、互いに離間するように配列されるが、受信する電波の波長より短い間隔で配列される。
【００１２】
なお、本実施形態において、アンテナ素子１２は複数個設けられているが、アンテナ素子は、少なくとも一つだけ設けられていればよい。
【００１３】
アンテナ部１１の一側面には、位置センサ１３、方向センサ１４、および撮像部１５、が備えられている。
【００１４】
位置センサ１３は、アンテナ素子１２の位置を検出するためのセンサであり、方向センサ１４は、アンテナ素子１２の向きを検出するためのセンサである。また、撮像部１５は、例えば小型カメラであって、アンテナ素子１２が向く方向を撮像する。なお、位置センサ１３は、アンテナ素子１２の加速度情報を二階積分する、またはアンテナ素子１２の速度情報を一階積分することにより、アンテナ素子１２の移動量を計測するものであってもよい。
【００１５】
図１（ｂ）に示すように、アンテナ部１１の背面には、演算部１６および表示装置１７が設けられている。演算部１６および表示装置１７はそれぞれ、有線または無線によって通信可能な位置であれば、他の場所に設置されてもよい。演算部１６は、後述の図２に示す仮想アレイアンテナ信号生成部２２、到来方向推定処理部２４、到来方向記憶部２５、画像化処理部２６、および画像合成処理部２７、を含む。
【００１６】
なお、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、アンテナ部１１の前面には、アンテナ素子１２を保護するアンテナ保護部としてのレドーム１８が設けられている。また、アンテナ部１１の側面のうち、位置センサ１３、方向センサ１４、および撮像部１５、が備えられた側面と異なる側面であって、互いに対向する側面には、それぞれ、電波発射源検知装置１０を支持するための支持部である取手１９が設けられている。
【００１７】
レドーム１８および取手１９は、必ずしも設けられる必要はない。
【００１８】
図２は、第１の実施形態に係る電波発射源検知装置１０の回路構成図である。図２に示すように、アンテナ素子１２には、検波部２０が接続されている。検波部２０は、アンテナ素子１２で受信した電波を、振幅および位相情報を失わない形で検波するとともに、中間周波数に周波数変換する。
【００１９】
検波部２０には、ＡＤ変換部２１が接続されている。ＡＤ変換部２１は、検波部２０において周波数変換された電波が有するアナログ信号をデジタル信号に変換し、振幅および位相情報を含む電波の受信データを形成する。
【００２０】
ＡＤ変換部２１は、仮想アレイアンテナ信号生成部２２に接続されている。仮想アレイアンテナ信号生成部２２には、ＡＤ変換部２１の他に、位置センサ１３、方向センサ１４、および計時部２３も接続されている。仮想アレイアンテナ信号生成部２２は、ＡＤ変換部２１において形成された受信データと、位置センサ１３および方向センサ１４によって検出された位置情報および方向情報と、計時部２３から得られる時間情報と、を用いて仮想アレイアンテナ信号を生成する。
【００２１】
仮想アレイアンテナ信号は、アンテナ素子１２を複数点に移動させ、各々の点において電波を受信し、これらの受信した電波を同一時間において受信した電波であるとみなして、実際に受信した電波の位相を補正することにより生成される。以下に、具体的に説明する。
【００２２】
まず、アンテナ素子１２が位置Ｐ０、時間Ｔ０に、Ｄ０方向を向いて存在するとする。そしてアンテナ素子１２は、この位置Ｐ０、時間Ｔ０において、振幅Ａ、位相θ０の電波を受信したとする。このとき、この位置Ｐ０に仮想アンテナを設置したとみなし、この仮想アンテナが、時間Ｔ０において振幅Ａ、位相θ０´の仮想電波Ｅ０を受信したとみなす。
【００２３】
この結果、仮想アンテナの位置Ｐ０と、仮想アンテナの方向Ｄ０と、振幅Ａおよび位相θ０´の各情報を含む仮想電波Ｅ０の受信データと、を含む信号として、仮想アレイアンテナ信号ｆ０が生成される。
【００２４】
なお、この場合において、実際にアンテナ素子１２が電波を受信した時間Ｔ０と、仮想アンテナが仮想電波を受信した時間Ｔ０とは一致するため、電波の位相θ０の補正は行われない。すなわち、仮想電波の位相θ０´は、実際の電波の位相θ０に一致する。
【００２５】
次に、アンテナ素子１２を移動させ、アンテナ素子１２が位置Ｐ１、時間Ｔ１に、Ｄ１方向を向いて存在するとする。そしてアンテナ素子１２は、この位置Ｐ１、時間Ｔ１において、振幅Ａ、位相θ１の電波を受信したとする。このとき、この位置Ｐ１において仮想アンテナを設置したとみなし、この仮想アンテナが時間Ｔ０に仮想電波を受信したとみなす。
【００２６】
ここで、実際には時間Ｔ１に電波を受信しているが、仮想アンテナにおいては時間Ｔ０に仮想電波を受信したとみなすため、実際に受信した電波の位相θ１を、時間Ｔ１と時間Ｔ０との差ｔ１を用いて、以下の式（１）に従って補正する。
【００２７】
θ１´＝θ１−２πｆｔ１（ｆ：受信した電波の周波数）・・・（式１）
このように補正された位相θ１´が、仮想アンテナが時間Ｔ０に受信したとみなされる仮想電波の位相となる。すなわち、位置Ｐ１に仮想アンテナを設置したとみなし、この仮想アンテナが、時間Ｔ０において振幅Ａ、位相θ１´の仮想電波Ｅ１を受信したとみなす。
【００２８】
この結果、仮想アンテナの位置Ｐ１と、仮想アンテナの方向Ｄ１と、振幅Ａおよび位相θ１´の各情報を含む仮想電波Ｅ１の受信データと、を含む信号として、仮想アレイアンテナ信号ｆ１が生成される。
【００２９】
同様に、再度アンテナ素子１２を移動させ、アンテナ素子１２が位置Ｐ２、時間Ｔ２に、Ｄ２方向を向いて存在するとする。そしてアンテナ素子１２は、この位置Ｐ２、時間Ｔ２において、振幅Ａ、位相θ２の電波を受信したとする。このとき、この位置Ｐ２に、仮想アンテナを設置したとみなし、この仮想アンテナが時間Ｔ０に仮想電波を受信したとみなす。
【００３０】
ここで、実際には時間Ｔ２に電波を受信しているが、仮想アンテナにおいては時間Ｔ０に仮想電波を受信したとみなすため、実際に受信した電波の位相θ２を、時間Ｔ２と時間Ｔ０との差ｔ２を用い、上述した補正方法と同様に補正する。補正された位相θ２´が、仮想アンテナが時間Ｔ０に受信したとみなされる仮想電波の位相となる。すなわち、位置Ｐ２に仮想アンテナを設置したとみなし、この仮想アンテナが、時間Ｔ０において振幅Ａ、位相θ２´の仮想電波Ｅ２を受信したとみなす。
【００３１】
この結果、仮想アンテナの位置Ｐ２と、仮想アンテナの方向Ｄ２と、振幅Ａおよび位相θ２´の各情報を含む仮想電波Ｅ２の受信データと、を含む信号として、仮想アレイアンテナ信号ｆ２が生成される。
【００３２】
全く同様に、アンテナ素子１２を複数点Ｐｘ（ｘ＝３、４、・・・）に移動させて時間Ｔｘ（ｘ＝３、４、・・・）において電波を受信し、これらの各電波を、Ｐｘにおいて時間Ｔ０に受信したとみなして、各々の点Ｐｘにおいて実際に受信した電波の位相θｘ（ｘ＝３、４、・・・）を仮想電波の位相θｘ´（ｘ＝３、４、・・・）に補正する。これにより、仮想アンテナの位置Ｐｘと、仮想アンテナの方向Ｄｘ（ｘ＝３、４、・・・）と、振幅Ａおよび位相θｘ´の各情報を含む仮想電波Ｅｘ（ｘ＝３、４、・・・）の受信データと、を含む信号として、仮想アレイアンテナ信号ｆｘ（ｘ＝３、４、・・・）が生成される。
【００３３】
仮想アレイアンテナ信号生成部２２は、到来方向推定処理部２４に接続されている。到来方向推定処理部２４は、仮想アレイアンテナ信号生成部２２で生成された仮想アレイアンテナ信号ｆｘ（ｘ＝０、１、２、・・・）に基づいて、電波の到来方向（＝電波発射源の方向）を推定する。電波発射源は、２次元インターフェロメトリ法または、ビームフォーミング法、またはＭＵＳＩＣ法等の電波の到来方向推定手法によって推定する。
【００３４】
到来方向推定処理部２４には、到来方向記憶部２５が接続されている。到来方向記憶部２５は、電波の振幅情報に基づく電波の強度情報、および推定された電波の到来方向情報を保存する。電波の到来方向情報は、任意に設定した基準方向（方向ベクトルの方向）からの角度に対応付けて保存される。
【００３５】
到来方向記憶部２５には、画像化処理部２６が接続されている。画像化処理部２６は、方向センサ１４により得られる方向情報に基づいて、この方向における電波の到来方向情報および電波の強度情報を到来方向記憶部２５から読み出し、２次元画像に変換する。
【００３６】
なお、方向センサ１４により得られる方向情報は、撮像部１５が撮像する方向である。すなわち、画像化処理部２６は、撮像部１５が撮像する方向における到来方向情報および電波強度情報を、２次元画像に変換する。
【００３７】
画像化処理部２６には、画像合成処理部２７が接続されている。この画像合成処理部２７には、撮像部１５が接続されている。画像合成処理部２７は、撮像部１５が撮像した画像（例えば背景画像）に、画像化処理部２６において生成された２次元画像を合成し、合成画像を生成する。
【００３８】
画像合成処理部２７には、画像記憶部２８および表示装置１７が接続されている。画像記憶部２８は、画像合成処理部２７において生成された合成画像を保存する。表示装置１７は、画像合成処理部２７において生成された合成画像を直接、または画像記憶部２８を介して間接的に受け取り、受け取った合成画像を表示する。
【００３９】
表示される合成画像は、撮像部１５において撮像された画像上に、例えば半透明に色塗られた円形のマークが重ねられた画像となる。このような合成画像を表示することにより、電波の到来方向、すなわち、電波発射源の方向を視覚的に認識することができ、電波発射源の具体的な場所を容易に特定することができる。
【００４０】
図３は、以上に説明した電波発射源検知装置１０の実際の使用方法の一例を説明するための図である。図３に示すように、電波発射源検知装置１０は、例えば使用者Ｕが取手１９を支持し、上下、左右方向に電波発射源検知装置１０を移動させながら使用する。これにより、電波発射源検知装置１０に、複数点において電波を受信させ、仮想アレイアンテナ信号を生成させ、電波発射源を検知させる。なお、この電波発射源検知装置１０を移動、伸縮可能な三脚の上に設置し、三脚に移動の補助をさせながら電波発射源検知装置１０を移動させてもよいし、機械的に制御して自動的に電波発射源検知装置１０を移動させてもよい。
【００４１】
次に、上述の電波発射源検知装置１０を用いた電波発射源検知方法について、図４を参照して説明する。図４は、電波発射源検知方法を示すフローチャート図である。
【００４２】
まず、仮想アレイアンテナ信号生成部２２は、アンテナ素子１２において受信された電波であって、ＡＤ変換部２１においてこの電波に基づいて形成された受信データと、位置センサ１３および方向センサ１４から検出された、電波受信時のアンテナ素子１２の位置情報Ｐｘおよび方向情報Ｄｘと、計時部２３から得られる電波受信時の時間情報Ｔｘと、を取得する（Ｓ１０１）。
【００４３】
次に、例えば図３に示すようにして電波発射源検知装置１０を所望の方向に移動させ、Ｓ１０１と同様にして、移動先の位置Ｐｘ＋１においてアンテナ素子１２で受信された電波であって、ＡＤ変換部２１においてこの電波に基づいて形成された受信データと、位置センサ１３および方向センサ１４から検出された、移動先の位置Ｐｘ＋１における電波受信時のアンテナ素子１２の位置情報Ｐｘ＋１および方向情報Ｄｘ＋１と、計時部２３から得られる移動先の位置における電波受信時の時間情報Ｔｘ＋１と、を取得する（Ｓ１０２）。
【００４４】
次に、仮想アレイアンテナ信号生成部２２は、取得した受信データの数およびアンテナ素子の移動量が十分か否かを判断する（Ｓ１０３）。
【００４５】
受信データの数は、電波発射源検知装置１０の分解能に応じて予め設定された数以上の受信データを取得しているか否かによって判断される。
【００４６】
また、アンテナ素子１２の移動量は、アンテナ素子１２が電波を受信したときの各位置情報Ｐｘ、Ｐｘ＋１に基づいてアンテナ素子１２の移動量を算出し、この算出された移動量が例えば受信電波の波長より長いか否かによって判断する。
【００４７】
このような判断の結果、受信データの数およびアンテナ素子の移動量のうち、少なくとも一方が十分でない、と判断された場合（Ｓ１０３においてＮｏ）、上述のＳ１０１、Ｓ１０２の各ステップを、Ｓ１０３において両者が十分であると判断されるまで繰り返す。
【００４８】
受信データの数およびアンテナ素子の移動量の両方が十分である、と判断された場合（Ｓ１０３においてＹｅｓ）、仮想アレイアンテナ信号生成部２２は、取得した受信データと、アンテナ素子１２の位置情報Ｐｘおよび方向情報Ｄｘと、時間情報Ｔｘと、を用いて、アンテナ素子１２の位置Ｐｘ毎に、仮想アレイアンテナ信号ｆｘを生成する（Ｓ１０４）。これにより、アンテナ素子１２の各位置Ｐｘに仮想アンテナを設置したとみなし、これらの仮想アンテナが同一時間に仮想電波Ｅｘを受信した、とみなされる。
【００４９】
次に、到来方向推定処理部２４は、仮想アレイアンテナ信号ｆｘに基づいて、電波の到来方向を推定する（Ｓ１０５〜Ｓ１０８）。到来方向は、例えば以下のように推定される。以下に、電波発射源の方向を推定する方法の一例として、２次元インターフェロメトリ法によって電波発射源の方向を推定する方法を説明する。
【００５０】
まず、仮想アレイアンテナ信号ｆｘ（ｘ＝０、１、２、３、・・・）が有する仮想電波Ｅｘ（ｘ＝０、１、２、３、・・・）の受信データを高速フーリエ変換（以下ＦＦＴという）し、それぞれについての複素スペクトラムを得る。
【００５１】
その後、ＦＦＴの結果得られた複素スペクトラムを用いて、到来方向を推定したい周波数範囲について複素相関値を算出する（Ｓ１０５）。
【００５２】
次に、方向ベクトルを設定する（Ｓ１０６）。そして、設定された方向ベクトルに対する電波の到来方向を算出する。この算出は図５に示す座標系で計算する。図５の座標系において、たとえばＸ−Ｙ平面に対して垂直なＹ−Ｚ平面Ｐに仮想アンテナを設置したものとみなす。すなわち、各位置におけるアンテナの方向Ｄｘ（ｘ＝０、１、２、３、・・・）とＸ軸方向とが一致するように座標系を設定する。このような座標系において、電波の到来方向の方位角αはＸ軸方向を０°とし、仰角βはＸ−Ｙ平面からの角度とし、上向きが正となっている。
【００５３】
電波の到来方向の方位角α方向および仰角β方向は、式（２）のようになる。
【数１】
2014173942.tif 000003
【００５４】
次に、２個のアンテナ素子１２の位置を選択し、それぞれの複素相関値と到来方向を仮定した場合の位相差の計算値との差を評価関数Ｆとして算出する（Ｓ１０７）。位置Ｐｘにおけるアンテナ素子１２の座標を式（３）のようにする。
【数２】
2014173942.tif 000004
【００５５】
選択された２個のアンテナ素子１２の位置（Ｐｘ１、Ｐｘ２）における仮想電波の位相差Ｂｘ１ｘ２は式（４）のように期待される。
【数３】
2014173942.tif 000005
【００５６】
また、評価関数Ｆは式（５）のようになる。
【数４】
2014173942.tif 000006
【００５７】
ただし、式（５）において、＊印は複素共役を示し、ｃｘ１、ｃｘ２はそれぞれ、アンテナ素子１２の位置Ｐｘ１、Ｐｘ２における複素相関値を示す。
【００５８】
評価関数Ｆ（α、β）が最小となるα、βが、到来方向の推定結果となる。
【００５９】
このように算出されたα、βは、このときに設定された方向ベクトルの方向からの角度に対応付けて、到来方向記憶部２５に保存される。
【００６０】
次に、計算範囲、たとえば電波発射源の方向を推定する範囲の全てについて計算したかどうかを判定する（Ｓ１０８）。
【００６１】
全ての計算範囲について計算していないと判定された場合（Ｓ１０８においてＮｏ）、Ｓ１０６に戻り、計算範囲の全てについて計算したと判定されるまで、先に設定した方向とは異なる方向に方向ベクトルを再度設定し（Ｓ１０６）、設定された方向ベクトルの方向において、評価関数を計算する（Ｓ１０７）、ことを繰り返す。
【００６２】
全ての計算範囲の方向について計算したと判定された場合（Ｓ１０８においてＹｅｓ）、到来方向の推定結果を到来方向記憶部２５に出力する（Ｓ１０９）。
【００６３】
上記の手順で得られた到来方向の推定結果は、設定された方向ベクトルの方向からの角度に対応付けて、到来方向記憶部２５に保存される。
【００６４】
次に、撮像部１５を所望の方向に向け、このときに方向センサ１４から得られる方向情報に基づいて、画像化処理部２６は、この方向における電波の到来方向情報および電波の強度情報を到来方向記憶部２５から読み出し、２次元画像に変換する（Ｓ１１０）。２次元画像は、たとえば所望の色で半透明に色塗られた円形のマークである。
【００６５】
その後、画像合成処理部２７において、画像化処理部２６で作成された２次元画像と撮影部１５から得られた撮影画像とを重ね合わせ、合成画像を生成する（Ｓ１１１）。この合成画像は表示装置１７に直接的または間接的に送られ、表示装置１７に合成画像が表示される。
【００６６】
以上に説明した本実施形態に係る電波発射源検知装置および電波発射源検知方法によれば、少なくとも一本のアンテナ素子１２を有し、２本以上のアンテナ素子１２を有する場合であっても、これらは、受信する電波の波長より短い間隔で配列される。従って、小型化が可能な電波発射源検知装置および電波発射源検知方法を提供することができる。
【００６７】
（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に係る電波発射源検知装置を示すブロック図である。図６に示す電波発射源検知装置においては、撮像部１５において得られた画像情報を画像合成処理部２７´において信号処理を行い、これによってアンテナ素子１２の位置情報Ｐｘおよびアンテナ素子１２の方向情報Ｄｘを得ることができるようになっている。従って、この電波発射源検知装置においては、位置センサおよび方向センサは設けられていない。なお、他の各構成については、第１の実施形態に係る電波発射源検知装置１０と同様であるため、説明を省略する。また、このような電波発射源検知装置を用いた電波発射源検知方法についても、第１の実施形態に係る電波発射源検知方法と同様であるため、説明を省略する。
【００６８】
以上に説明した本実施形態に係る電波発射源検知装置および電波発射源検知方法においても、少なくとも一本のアンテナ素子１２を有し、２本以上のアンテナ素子１２を有する場合であっても、これらは、受信する電波の波長より短い間隔で配列される。従って、小型化が可能な電波発射源検知装置および電波発射源検知方法を提供することができる。
【００６９】
さらに、本実施形態に係る電波発射源検知装置および電波発射源検知方法によれば、位置センサおよび方向センサを省略することができるため、さらに小型化が可能な電波発射源検知装置および電波発射源検知方法を提供することができる。
【００７０】
以上に、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７１】
１０・・・電波発射源検知装置
１１・・・アンテナ部
１２・・・アンテナ素子
１３・・・位置センサ
１４・・・方向センサ
１５・・・撮像部
１６・・・演算部
１７・・・表示装置
１８・・・レドーム
１９・・・取手
２０・・・検波部
２１・・・ＡＤ変換部
２２・・・仮想アレイアンテナ信号生成部
２３・・・計時部
２４・・・到来方向推定処理部
２５・・・到来方向記憶部
２６・・・画像化処理部
２７、２７´・・・画像合成処理部
２８・・・画像記憶部
【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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