(57)【要約】【課題】電波環境が変化して所望の信号成分の到来方向に誤差が生じた場合においても、妨害波に起因したサイドローブを効果的に抑圧し、不要波を取り除いて所望の信号のみを取り出す新規な技術を提供する。【解決手段】主アレイ１１の周囲に４本の補助アレイ２１−２４を等間隔に配置しており、アダプティブアンテナを構成する。次いで、ＤＣＭＰ法に基づき、主アレイ１１及び補助アレイ２１−２４からの所望の信号成分を含む主出力信号の振幅及び位相を調節して、前記主出力信号の出力電力が最小となるようにする。次いで、補助アレイ２１−２４からの出力信号の振幅及び位相を制御して、前記出力信号の出力電力が主アレイ１１のサイドローブレベル以下となるようにする。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主アレイの周囲に少なくとも一つの補助アレイを配置し、前記補助アレイからの出力信号の振幅及び位相を調節して、前記主アレイ及び前記補助アレイからの合成出力信号に含まれる所望の信号の強度が一定となるように拘束した状態において、前記合成出力信号の出力電力が最小となるようにするとともに、前記補助アレイからの出力信号の出力電力を前記主アレイのサイドローブレベル以下とすることにより、前記主アレイのサイドローブレベルを抑圧することを特徴とする、アダプティブアンテナのサイドローブ抑圧方法。
【請求項２】
２以上の補助アレイを含むことを特徴とする、請求項１に記載のアダプティブアンテナのサイドローブ抑圧方法。
【請求項３】
前記主アレイは高利得アレイであることを特徴とする、請求項１又は２に記載のアダプティブアンテナのサイドローブ抑圧方法。
【請求項４】
前記補助アレイは受信専用アレイであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載のアダプティブアンテナのサイドローブ抑圧方法。
【請求項５】
前記主アレイは大気レーダであって、前記主アレイに対する不要反射波を抑圧するように構成したことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載のサイドローブ抑圧方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーダや移動体通信基地局などで不要波抑圧が要求される電波環境でのアンテナ制御技術として好適に用いることのできる、アダプティブアンテナのサイドローブ抑圧方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
様々な信号が混在する環境下で所望の信号のみを取り出す技術は、多くの分野で必要とされている。この対策として高利得アレイで受信する方法があるが、サイドローブに強い妨害波が到来した場合、高利得アレイであってもそれを抑圧する必要がある。
【０００３】
サイドローブ抑圧法としては、Ｈｏｗｅｌｌｓらによって提案されたサイドローブキャンセラがあるが、強い妨害波で高利得アレイの出力を打ち消してしまう危険性がある。この問題に対して、フィードバック回路でのフィルタや増幅器にリミッタを付け加えることによって対処する方法が提案されているが、リミッタ値は入力された信号強度に依存している。したがって、サイドローブのみを効果的に抑圧することはできないでいた。
【０００４】
他方、方向拘束付き出力電力最小化（ＤＣＭＰ）法なる方法が提案されている。この方法は、例えば出力信号の振幅や位相を制御することによって、所望信号の信号出力を一定に拘束しつつ、前記出力信号の出力電力を最小にして、所望の信号成分を取り出すようにしたものである。前記ＤＣＭＰ法によれば、適応的に指向性を変化させることによって不要波を抑圧することが可能であるが、所望方向周辺における出力値が電波環境が変化し、所望の信号成分の到来方向に多少の誤差があった場合においても大きく変化してしまうという問題があった。そのため、所望信号の到来方向に多少の誤差があった場合でさえ、特性劣化が生じてしまっていた。
【０００５】
さらに、前記ＤＣＭＰ法を応用した技術として、所望波ブロックフィルタを用いる方法が提案されている。しかしながら、この方法においても、前記ブロックフィルタを所望の信号性質に応じて構成しなければならず、種々の妨害波などに対処することができないという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、電波環境が変化して所望の信号成分の到来方向に誤差が生じた場合においても、主ローブの指向特性に影響を与えることなく、妨害波に起因したサイドローブを効果的に抑圧し、不要波を取り除いて所望の信号のみを取り出す新規な技術を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明は、主アレイの周囲に少なくとも一つの補助アレイを配置し、前記補助アレイからの出力信号の振幅及び位相を調節して、前記主アレイ及び前記補助アレイからの合成出力信号に含まれる所望の信号の強度が一定となるように拘束した状態において、前記合成出力信号の出力電力が最小となるようにするとともに、前記補助アレイからの出力信号の出力電力を前記主アレイのサイドローブレベル以下とすることにより、前記主アレイのサイドローブレベルを抑圧することを特徴とする、アダプティブアンテナのサイドローブ抑圧方法に関する。
【０００８】
本発明のアダプティブアンテナのサイドローブ抑圧方法においては、上述したＤＣＭＰ法に基づき、補助アレイからの出力信号の振幅及び位相を調節して、所望信号の信号強度が一定となる状態下において、前記主アレイ及び前記補助アレイからの合成出力信号の出力電力が最小となるような拘束条件を設けている。さらに、前記補助アレイからの出力信号の振幅及び位相を調節して、前記出力信号の出力電力が前記主アレイのサイドローブレベル以下とする追加の拘束条件を設けている。したがって、電波環境が変化した場合においても、所望の信号の出力値に影響を与えることなくサイドローブを効果的に抑圧して、不要信号を効率的に除去することができるようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を発明の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のサイドローブ抑圧方法における、アレイの配置の一例を示す図である。図１に示すように、本例においては、主アレイ１１の周囲に４本の補助アレイ２１−２４を等間隔に配置しており、アダプティブアンテナを構成している。主アレイ１１は、例えば大気レーダなどの高利得アレイから構成することができ、補助アレイ２１−２４は受信専用のアレイから構成することができる。
【００１０】
本発明においては、ＤＣＭＰ法に基づき、補助アレイ２１−２４から出力信号の振幅及び位相を調節して、所望信号の信号強度を一定とした状態において、主アレイ１１及び補助アレイ２１−２４からの合成出力信号の合成出力電力が最小となるようにする。同時に、補助アレイ２１−２４からの出力信号の振幅及び位相を制御して、前記出力信号の出力電力が主アレイ１１のサイドローブレベル以下となるようにする。これによって、図１に示すアダプティブアンテナに対する電波環境が変化した場合においても、所望の信号の出力値に影響を与えることなくサイドローブを効果的に抑圧して、不要信号を効率的に除去することができるようになる。
【００１１】
例えば、主アレイ１１として、図２に示すようなアンテナパターンを有する大気レーダを用い、補助アレイ２１−２４として受信専用アレイを用い、主アレイ１１と補助アレイ２１−２４との間の距離を所望信号の波長λの８倍である８λに設定する。そして、主アレイ１１に対して所望信号の方向を０度、妨害波信号の方向を８０度とし、さらに前記所望信号の電力及び前記妨害波の電力をそれぞれ２０ｄＢ及び８０ｄＢに設定する。このような条件下で、上述した本発明の方法に従ってサイドローブの抑圧を実施したところ、主アレイ１１からは図３に示すようなアンテナパターンを得ることができた。
【００１２】
なお、主アレイ１１のサイドローブレベルは０ｄＢとし、補助アレイ２１−２４からの出力信号の出力電力を前記０ｄＢに設定した。さらに、雑音レベルは０ｄＢに設定した。
【００１３】
一方、上述した条件下においてＤＣＭＰ法のみを実施し、補助アレイ２１−２４の出力信号の出力電力に対する拘束条件を実施しなかった結果を図４に示す。
【００１４】
図３及び図４から明らかなように、本発明の方法に従った場合においては、前述した妨害波が存在する場合においても、サイドローブを抑圧して所望の信号パターンが得られることが分かる。一方、前記ＤＣＭＰ法のみを用いた場合においては、妨害波を抑圧する副作用として所望の信号パターンが得られないことが分かる。
【００１５】
以上、具体例を挙げながら発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能である。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電波環境が変化して所望の信号成分の到来方向に誤差が生じた場合においても、主ローブに影響を与えることなく妨害波に起因したサイドローブを効果的に抑圧し、不要波を取り除いて所望の信号のみを取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のサイドローブ抑圧方法における、アレイの配置の一例を示す図である。
【図２】主アレイの一例として用いた大気レーダのアンテナパターンを示すグラフである。
【図３】本発明の方法に従って得たアンテナパターンを示すグラフである。
【図４】従来の方法に従って得たアンテナパターンを示すグラフである。
【符号の説明】
１１　主アレイ
２１−２４　補助アレイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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