(57)【要約】【課題】  信号の到来方向を直接的に高分解能で推定する。【解決手段】  超広帯域信号の周波数帯域幅と同等以上に広い動作帯域幅を有する２基のリッジドウェーブガイドホーンアンテナである開口面アンテナ１２、１４が配置される。２基の開口面アンテナ１２、１４が、超広帯域信号の周波数帯域幅と同等以上に広い動作帯域幅を有する広帯域ハイブリッド回路１６の入力側にそれぞれ接続される。２基の開口面アンテナ１２、１４から広帯域ハイブリッド回路１６に入力された一対のアンテナ出力信号２２、２４の和信号となるΣ信号２６及び差信号となるΔ信号２８をこの広帯域ハイブリッド回路１６が出力する。【選択図】  図１
2005156521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号の周波数帯域幅と同等以上に広い動作帯域幅を有する２基の開口面アンテナを相互に隣接して配置し、これら２基の開口面アンテナを、信号の周波数帯域幅と同等以上に広い動作帯域幅を有するハイブリッド回路の入力側にそれぞれ接続した信号到来方向推定装置であって、
２基の開口面アンテナをそれぞれリッジドウェーブガイドホーンアンテナとし、
２基の開口面アンテナからハイブリッド回路に入力された一対のアンテナ出力信号の和信号及び差信号をこのハイブリッド回路が出力することを特徴とする信号到来方向推定装置。
【請求項２】
開口面アンテナとして、共通の反射鏡に対して給電を行う２基のリッジドウェーブガイドホーンアンテナを用いることを特徴とする請求項１記載の信号到来方向推定装置。
【請求項３】
信号の周波数帯域幅と同等以上に広い動作帯域幅を有する２基の開口面アンテナを相互に隣接して配置し、これら２基の開口面アンテナを、信号の周波数帯域幅と同等以上に広い動作帯域幅を有するハイブリッド回路の入力側にそれぞれ接続し、
２基の開口面アンテナをそれぞれリッジドウェーブガイドホーンアンテナとした信号到来方向推定装置を用いた信号到来方向推定方法であって、
２基の開口面アンテナの最大放射方向を含む平面に垂直で、かつ該２基の開口面アンテナの電気中心の二等分点を通る直線を回転軸として３６０度回転させ、この２基の開口面アンテナから一対のアンテナ出力信号がハイブリッド回路に入力され、
次に、このハイブリッド回路が一対のアンテナ出力信号の和信号及び差信号を出力することを特徴とする信号到来方向推定方法。
【請求項４】
信号の周波数帯域幅を複数の帯域に分割し、
分割された各帯域において、２基の開口面アンテナの回転方向に沿った各角度毎に差信号を和信号で除してΔ／Σの絶対値を得ると共に、このΔ／Σの絶対値を基にして、この回転方向に沿ったΔ／Σパターンをそれぞれ作成し、
各帯域におけるΔ／Σパターンが形成する曲線の落ち込みが一致する角度を信号の真の到来方向と推定したことを特徴とする請求項第３記載の信号到来方向推定方法。
【請求項５】
分割数を逐次増やしていく形で、各回毎において信号の周波数帯域幅を複数の帯域にそれぞれ分割し、
分割された各帯域において、２基の開口面アンテナの回転方向に沿った各角度毎に差信号を和信号で除してΔ／Σの絶対値を得ると共に、このΔ／Σの絶対値を基にして、この回転方向に沿ったΔ／Σパターンをそれぞれ作成し、これを各回毎に繰り返し、
各帯域におけるΔ／Σパターンが形成する曲線の落ち込む角度が一致したときに、分割を終了し、
各帯域におけるΔ／Σパターンが形成する曲線の落ち込みが一致する角度を信号の真の到来方向と推定したことを特徴とする請求項第３記載の信号到来方向推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複雑な信号処理を必要とせずに広帯域信号の到来方向を高分解能かつ直接的に推定する信号到来方向推定装置及び信号到来方向推定方法に関し、特に比帯域幅（帯域幅／中心周波数）が０．２以上或いは帯域幅が５００ＭＨｚ以上の超広帯域（ウルトラワイドバンド）信号の到来方向の推定に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
モノパルス方式は原理的には、一つのビーム位置で一つのパルス（モノパルス）を処理することにより測角情報が得られる。従って、前者の方式に比べて時間的な変動を受けないため、高い測角精度を得ることができる。モノパルス方式には、振幅を検出する方式と位相を検出する方式があり、それぞれ、振幅比較モノパルス、位相比較モノパルスと呼ばれている。
【０００３】
振幅比較モノパルスは、一部が重なりあった２個のアンテナビームを一組として用い、角度誤差（アンテナ正面方向からのずれ）を検出する。方位、高低の両方について角度誤差を検出するときは、４個のアンテナビームを必要とする。
【０００４】
和信号（Σ）と差信号（Δ）によって角度誤差が検出できる。角度誤差電圧εは差信号（Δ）を和信号（Σ）で正規化して、すなわち、ε＝Δ／Σの形で演算される。角度誤差電圧は、おおむねＳ字の形状となり、アンテナの正面方向からのずれが検出できる。なお、差信号（Δ）のみで測角しようとする場合、その信号強度は目標の大きさや距離によって変化するため正しい測角ができない。これを排除するため、差信号（Δ）と同様の変化を受ける和信号（Σ）で除す、すなわち正規化するという方法がとられる。
【０００５】
空間における信号到来方向推定の分解能は受信アンテナの指向性に依存するので、高分解能を得ることは、一般的に困難である。但し、狭帯域信号に対する信号到来方向推定方法としては、アレイアンテナを受信アンテナとして利用し、ＭＵＳＩＣ(Multiple signal classification)アルゴリズムやＥＳＰＲＩＴ（Estimation of signal parameters via rotational invariance techniques) アルゴリズムと同程度の高分解能を示すＳＡＧＥ（Space alternating generalized expectation maximization) アルゴリズムなどの角度分解能が高いアルゴリズムを採用したものがすでに開発されている。さらに、現在はＳＡＧＥアルゴリズムを採用した超広帯域（ウルトラワイドバンド）信号の到来方向推定法の検討もされている。
【０００６】
ここでＭＵＳＩＣアルゴリズムは、アレイアンテナの受信信号から得られる相関行列Ｒの固有値展開に基づいて、雑音成分に対応した固有値に対応する固有ベクトルと、信号の到来方向に対応する方向ベクトルとが、直交する性質を利用した方向推定アルゴリズムである。
【０００７】
ＥＳＰＲＩＴアルゴリズムは、同じアレイアンテナ（サブアレイ）を二つ用い、この二つのアレイアンテナに到来する信号の位相差から到来方向推定を行うアルゴリズムであるが、パラメータの最尤推定がインコヒーレント波を前提としているため、空間平均法などの前処理が必要であり、データ構造に制約がある。
【０００８】
ＳＡＧＥアルゴリズムは、データモデルの観点においてＥＳＰＲＩＴのような厳しい条件を必要とせず、また座標系の設定により平面波だけでなく球面波の評価が出来る最尤推定に基づいた方向推定アルゴリズムである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
これに伴い、アレイアンテナを用いると共にこれらのアルゴリズムを採用したものを、超広帯域信号の信号の到来方向を推定する信号到来方向推定装置及び信号到来方向推定方法に応用することが考えられるが、この場合には、信号の処理過程が複雑になって、膨大な計算量が必要となるだけでなく、信号処理過程における誤った解であるスプリアスが生じ易くなるというような欠点を有していた。
【００１０】
本発明は上記事実を考慮し、上記のアルゴリズムのように複雑な信号処理を必要とせず、狭帯域レーダ技術で用いられているモノパルスパターン技術を超広帯域信号へ拡張することで、超広帯域信号の到来方向を直接的に高分解能で推定する信号到来方向推定装置及び信号到来方向推定方法を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る信号到来方向推定装置は、信号の周波数帯域幅と同等以上に広い動作帯域幅を有する２基の開口面アンテナを相互に隣接して配置し、これら２基の開口面アンテナを、信号の周波数帯域幅と同等以上に広い動作帯域幅を有するハイブリッド回路の入力側にそれぞれ接続した信号到来方向推定装置であって、
２基の開口面アンテナをそれぞれリッジドウェーブガイドホーンアンテナとし、
２基の開口面アンテナからハイブリッド回路に入力された一対のアンテナ出力信号の和信号及び差信号をこのハイブリッド回路が出力することを特徴とする。
【００１２】
請求項１に係る信号到来方向推定装置の作用を以下に説明する。
本請求項に係る信号到来方向推定装置は、超広帯域信号の周波数帯域幅と同等以上に広い動作帯域幅を有する２基の開口面アンテナと、超広帯域信号の周波数帯域幅と同等以上に広い動作帯域幅を有するハイブリッド回路とを用いたモノパルスアンテナである。さらに、これら２基の開口面アンテナを相互に隣接して配置すると共に、ハイブリッド回路の入力側にこれら２基の開口面アンテナをそれぞれ接続する構造とするだけでなく、２基の開口面アンテナをそれぞれリッジドウェーブガイドホーンアンテナとした。
【００１３】
そして、２基の開口面アンテナからハイブリッド回路に一対のアンテナ出力信号が入力され、このハイブリッド回路でアンテナ出力信号を線形的な合成により変換して和信号であるΣ信号と差信号であるΔ信号とを得て、出力することができる。
【００１４】
つまり、本請求項は、２基の開口面アンテナで受信された同位相信号をハイブリッド回路によって線形的に合成してΣ信号とΔ信号に変換し、これによって得られる２基の開口面アンテナの放射パターンであるΣパターン及びΔパターンからなるモノパルスパターンを利用するものであり、このΔパターンをΣパターンで除して正規化したときの値が極小値となる方向とされる、Σパターンの極大値とΔパターンの極小値とが一致する方向を到来方向と推定するようにした。
【００１５】
以上より、モノパルスパターン技術を利用した点で本請求項の信号到来方向推定装置は、従来の狭帯域信号に対するものと同じであるが、本請求項ではこれを超広帯域信号へ拡張したものである。
【００１６】
請求項２に係る信号到来方向推定装置の作用を以下に説明する。
本請求項に係る信号到来方向推定装置は請求項１と同一の作用を奏する。但し、本請求項では、開口面アンテナとして、共通の反射鏡に対して給電を行う２基のリッジドウェーブガイドホーンアンテナを用いるという構成を有している。つまり、共通の反射鏡に対して給電を行う２基のリッジドウェーブガイドホーンアンテナを開口面アンテナとして用いることで、信号の到来方向をより高分解能で推定可能となる。
【００１７】
請求項３に係る信号到来方向推定方法は、信号の周波数帯域幅と同等以上に広い動作帯域幅を有する２基の開口面アンテナを相互に隣接して配置し、これら２基の開口面アンテナを、信号の周波数帯域幅と同等以上に広い動作帯域幅を有するハイブリッド回路の入力側にそれぞれ接続し、
２基の開口面アンテナをそれぞれリッジドウェーブガイドホーンアンテナとした信号到来方向推定装置を用いた信号到来方向推定方法であって、
２基の開口面アンテナの最大放射方向を含む平面に垂直で、かつ該２基の開口面アンテナの電気中心の二等分点を通る直線を回転軸として３６０度回転させ、この２基の開口面アンテナから一対のアンテナ出力信号がハイブリッド回路に入力され、
次に、このハイブリッド回路が一対のアンテナ出力信号の和信号及び差信号を出力することを特徴とする。
【００１８】
請求項４に係る信号到来方向推定方法の作用を以下に説明する。
本請求項に係る信号到来方向推定方法は請求項１と同一の作用を奏する。但し、本請求項では、信号の周波数帯域幅を複数の帯域に分割し、分割された各帯域において、２基の開口面アンテナの回転方向に沿った各角度毎に差信号を和信号で除してΔ／Σの絶対値を得ると共に、このΔ／Σの絶対値を基にして、この回転方向に沿ったΔ／Σパターンをそれぞれ作成し、各帯域におけるΔ／Σパターンが形成する曲線の落ち込みが一致する角度を信号の真の到来方向と推定したという構成を有する。
【００１９】
つまり、本請求項に係る信号到来方向推定方法によれば、信号の周波数帯域幅を分割し、分割された各帯域におけるΔ／Σパターンが形成する曲線の落ち込みが一致する方向があれば、その方向が信号の真の到来方向と推定できるので、直接波のほかに反射波が生じた場合でも、スプリアス（間違った解）を解消して、信号の到来方向を確実に推定可能となる。
【００２０】
請求項５に係る信号到来方向推定方法の作用を以下に説明する。
本請求項に係る信号到来方向推定方法は請求項１と同一の作用を奏する。但し、本請求項では、分割数を逐次増やしていく形で、各回毎において信号の周波数帯域幅を複数の帯域にそれぞれ分割し、分割された各帯域において、２基の開口面アンテナの回転方向に沿った各角度毎に差信号を和信号で除してΔ／Σの絶対値を得ると共に、このΔ／Σの絶対値を基にして、この回転方向に沿ったΔ／Σパターンをそれぞれ作成し、これを各回毎に繰り返し、各帯域におけるΔ／Σパターンが形成する曲線の落ち込む角度が一致したときに、分割を終了し、各帯域におけるΔ／Σパターンが形成する曲線の落ち込みが一致する角度を信号の真の到来方向と推定したという構成を有する。
【００２１】
つまり、本請求項に係る信号到来方向推定方法によれば、請求項４と同様に、スプリアス（間違った解）を解消して、信号の到来方向を確実に推定可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように本発明の上記構成によれば、複雑なアルゴリズムによる信号処理を必要とせずに、２基の開口面アンテナとハイブリッド回路を組み合わせた簡単なシステムで、超広帯域信号の到来方向の推定が可能な信号到来方向推定装置及び信号到来方向推定方法を提供でき、特に２基の開口面アンテナの最大放射方向を含む平面に垂直で、かつ該２基の開口面アンテナの電気中心の二等分点を通る直線を回転軸として３６０度回転させることにより、超広帯域信号の到来方向を簡易に推定できるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る信号到来方向推定装置及び信号到来方向推定方法の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る信号到来方向推定装置１０を示すブロック図であり、この図１に示すように、超広帯域信号の周波数帯域幅と同等以上に広い動作帯域幅を有する２基の開口面アンテナ１２、１４が、中心軸ＣＬ廻りに回転されるように、配置されている。
【００２４】
尚、これら２基の開口面アンテナ１２、１４は、信号の周波数帯域幅内における電圧定在波比が１．５以下のリッジドウェーブガイドホーンアンテナとそれぞれされている。また、中心軸ＣＬは、これら２基の開口面アンテナ１２、１４の最大放射方向Ｚを含む平面に垂直に伸び且つ、これら２基の開口面アンテナ１２、１４の電気中心Ｅ１、Ｅ２を二等分する点を通る直線とされる。
【００２５】
また、これら２基の開口面アンテナ１２、１４は、超広帯域信号の周波数帯域幅と同等以上に広い動作帯域幅を有する１８０°ハイブリッド回路である広帯域ハイブリッド回路１６の入力側にそれぞれ接続されており、これら２基の開口面アンテナ１２、１４から各々出力されるアンテナ出力信号２２、２４の図２に示す開口面アンテナ１２の放射パターンＷ１及び開口面アンテナ１４の放射パターンＷ２をこの広帯域ハイブリッド回路１６が線形的に合成するようになっている。
【００２６】
つまり、アンテナ出力信号２２、２４を線形的に合成した結果として、この広帯域ハイブリッド回路１６は、２基の開口面アンテナ１２、１４のアンテナ出力信号２２、２４を相互に加え合わせた和信号となるΣ信号２６と、２基の開口面アンテナ１２、１４のアンテナ出力信号２２、２４間を相互に差し引いた差信号となるΔ信号２８とを、出力側から出力するようになっている。
【００２７】
以上より、本実施の形態では、２基の開口面アンテナ１２、１４から一対のアンテナ出力信号２２、２４が広帯域ハイブリッド回路１６に入力された後、この広帯域ハイブリッド回路１６が一対のアンテナ出力信号２２、２４の和信号となるΣ信号２６及び差信号となるΔ信号２８を出力することになる。
【００２８】
さらに、この広帯域ハイブリッド回路１６は、広帯域受信機１８、１９に接続されており、広帯域ハイブリッド回路１６がこれらΣ信号２６及びΔ信号２８を広帯域受信機１８、１９に出力することで、Σ信号２６に基づいて角度θに沿ったΣパターンＰ１とΔ信号２８に基づいて角度θに沿ったΔパターンＰ２とを図３に示すように得ることができる。
【００２９】
そして、このΔパターンＰ２の値をΣパターンＰ１の値で除して正規化したときの値が極小値となる方向とされる、図３に示すΣパターンＰ１の極大値とΔパターンＰ２の極小値とが一致する方向を、図４に示すように例えば０°の角度θとして、広帯域信号源３０からの信号が到来する到来方向と推定する。
【００３０】
具体的には、信号到来方向推定装置１０の２基の開口面アンテナ１２、１４を中心軸ＣＬ廻りで回転させ、各角度において時間領域または周波数領域におけるデータを和信号出力と差信号出力を別個の広帯域受信機１８、１９に接続することによって測定し、このデータを時間領域または周波数領域で積分することで各々の角度における総受信電力を求め、超広帯域信号に対するΣパターンＰ１とΔパターンＰ２を広帯域受信機１８、１９で得る。
【００３１】
そして、このようにして得られたΣパターンＰ１及びΔパターンＰ２を基にして、広帯域受信機１８、１９に接続された計算機２０によってΔ／Σの絶対値を算出し、また、ΣパターンＰ１の極大値とΔパターンＰ２の極小値とが一致してこの図３に示すグラフにおいて極小値となる方向が、信号の到来方向と推定できる。
【００３２】
次に、単一波源からの広帯域信号の到来方向を推定する為に、図５に示すように、単一波源となる広帯域信号源３０と信号到来方向推定装置１０との間の距離Ｌを３０００ｍｍとし、角度θが−４度となる方向から直接波ＴＳが到来するように設置した実施環境での推定結果を以下に説明する。
【００３３】
この際、まず信号到来方向推定装置１０の２基の開口面アンテナ１２、１４を中心軸ＣＬ廻りで３６０度回転させて、１度ごとにおける周波数領域のデータを測定し、周波数についてこのデータを積分することで、各々の角度における総受信電力を求める。
【００３４】
図５で示す実施環境で得られた広帯域信号におけるΣパターンＰ１の特性曲線及びΔパターンＰ２の特性曲線を図６のグラフに示す。このグラフにおいて、横軸は角度を示し、縦軸は総受信電力（アンテナゲイン）を示す。この図６のグラフでは、ΣパターンＰ１の極大値となる箇所Ｘ１とのΔパターンＰ２の極小となる箇所Ｘ２とが、角度θを−４度とした方向で一致しているので、−４度の方向から超広帯域信号が到来していると推定できる。
【００３５】
さらに、各角度毎に差信号となるΔ信号２８を和信号となるΣ信号２６で除して各角度毎にΔ／Σの絶対値を得ると共に、このΔ／Σの絶対値を基にして、開口面アンテナ１２、１４の回転方向に沿ったΔ／Σパターンをそれぞれ作成し、このΔ／Σの絶対値の特性曲線となるΔ／Σパターンを図７に示す。
【００３６】
この図７のグラフにおいて、Δ／Σパターンが形成する特性曲線の落ち込み部分が角度θを−４度とした方向に発生している為、−４度の方向から超広帯域信号が到来していると、このグラフから推定できる。尚、この図７のグラフでは、角度θを＋４５度付近とした箇所及び−５３度付近とした箇所にも落ち込みが発生しているものの、これはスプリアス（間違った解）であり、正しい到来方向ではない。
【００３７】
そこで、このスプリアスと真の到来方向を見わける為に、図９のフローチャートに示すような手順を採用し、以下にこの手順を説明する。
まず、ステップＳ１において信号到来方向推定装置１０の広帯域受信機１８、１９がΣ信号２６及びΔ信号２８を得た後、ステップＳ２においてｎを２と設定する。さらに、ステップＳ３において、これらΣ信号２６及びΔ信号２８の周波数帯域幅をｎ個である２個の帯域であるサブバンドに等分割する。
【００３８】
この後、ステップＳ４で、各サブバンドにおいて周波数について積分して、各サブバンドにおける総受信電力を計算機２０で計算することで、各サブバンドにおけるΔ／Σの絶対値をこの計算機２０によってそれぞれ算出し、このΔ／Σの絶対値を基にしてΔ／Σパターンを作成する。
【００３９】
次に、ステップＳ５では、各サブバンドの開口面アンテナ１２、１４の回転方向に沿ってΔ／Σパターンが形成する曲線の落ち込む部分が一致しているかを判断し、一致していなければ、ステップＳ６に移ってｎに１を加えた値を新たにｎとして、ステップＳ３以下の処理を再実行する。
【００４０】
そして、各サブバンドのΔ／Σパターンが形成する曲線における落ち込み部分及びその数が一致して、落ち込み部分に変化がなくなる結果、ステップＳ５でこの落ち込み部分が一致していると判断されるまで、周波数帯域幅を逐次分割する。この後、ステップＳ７に移って、Δ／Σパターンが形成する曲線の落ち込み部分が最終的に一致する方向を超広帯域信号の真の到来方向と推定する。
【００４１】
図８は、各周波数におけるΔパターンを示したグラフであり、超広帯域信号の真の到来方向では周波数が変化しても、角度θが−４度の方向でΔパターンの極小値の位置は変化しないことがこの図８により確認できる。この為、複数のサブバンドに等分割したときのΔ／Σパターンが形成する各曲線の落ち込み部分も真の到来方向では変化しないことになる。よって、複数のサブバンドに分割することで、到来方向を推定可能なことが理解できる。
【００４２】
一方、図１０は、信号の周波数帯域を２つのサブバンドに分割したときのΔ／Σの絶対値に基づくΔ／Σパターンのグラフであり、図１１は、信号の周波数帯域を３つのサブバンドに分割した時のΔ／Σの絶対値に基づくΔ／Σパターンのグラフである。図１０に示す２つのサブバンドに分割した場合から図１１に示す３つのサブバンドに分割数を増やした場合でも、それぞれ落ち込み部分が角度θを−４度とした方向の一箇所で、落ち込み部分の数に変化がなかった。
【００４３】
つまり、この際の信号の周波数帯域幅をサブバンドに分割するときの分割数は、２つ或いは３つとなるが、それぞれの場合において、これら各サブバンドのΔ／Σパターンが形成する曲線の落ち込み部分は、角度θを−４度とした方向でそれぞれ一致している為、この方向を超広帯域信号の真の到来方向と推定できる。
【００４４】
次に、図１２に示す反射板３２を設置した実施環境における反射波ＨＳと直接波ＴＳの到来方向の推定を前述と同様の測定方法で行った。尚、この際の広帯域信号源３０と信号到来方向推定装置１０との間の距離Ｌを３０００ｍｍとし、角度θが０度となる方向から直接波ＴＳが到来すると共に、反射板３２からの反射による反射波ＨＳの到来方向の角度θを＋３６度となるように設定した。さらに、本実施環境でも上記と同様に３６０度分の測定することで、超広帯域信号におけるΣパターンとΔパターンが前述と同様に得られる。
【００４５】
ここで、この図１２に示す実施環境において、信号の周波数帯域を２つのサブバンドに分割したときのΔ／Σの絶対値に基づくΔ／Σパターンのグラフを図１３に示し、同じく図１２に示す実施環境において、信号の周波数帯域を３つのサブバンドに分割したときのΔ／Σの絶対値に基づくΔ／Σパターンのグラフを図１４に示す。
【００４６】
この実施環境においても、信号の周波数帯域を図１３に示す２つのサブバンドから図１４に示す３つのサブバンドに分割数を逐次増やしていく形で、各回毎において信号の周波数帯域幅を複数の帯域にそれぞれ等分割したとき、各サブバンドのΔ／Σパターンが形成する曲線における落ち込み部分の角度θ及び数に変化がなかった。この為、サブバンドへの逐次分割は図１４に示す３つまでとした。
【００４７】
この際の各帯域である各サブバンドのΔ／Σパターンが形成する曲線における落ち込み部分を具体的に見たとき、０度及び＋３６度とした角度θの方向で一致する形でそれぞれ落ち込んでいる。この二つの落ち込みを比較したとき、０度方向の落ち込みのほうが＋３６度よりも大きい。これは０度の方向から到来する信号強度が強いため、Δパターンの落ち込みが急峻となり、Δ／Σパターンの落ち込みが大きくなる。これより、０度の方向は直接波ＴＳ、そして＋３６度の方向からは０度からの到来波の光路長よりも長い光路長を経由した為、信号強度が直接波ＴＳよりも弱くなった反射板３２からの反射波ＨＳの到来方向と推定できる。つまり、本実施環境のように直接波ＴＳのほかに反射波ＨＳが生じる場合においても、上記のようにサブバンドに逐次分割することで、信号の到来方向を正確に推定できることになる。
【００４８】
尚、図１３に示す２つのサブバンドに分割した際に、角度θが−４０°とされる付近で各サブバンドのΔ／Σパターンが形成する曲線が落ち込んでいるものの、図１４に示す３つのサブバンドに分割した際には、Δ／Σパターンが形成する曲線がこの部分で全て落ち込んでいるわけでないので、スプリアス（間違った解）と解釈できる。そして、上記実施の形態では、信号の周波数帯域幅を複数の帯域であるサブバンドにそれぞれ等分割したが、等分割でなく単に複数の帯域に分割するのみであっても良い。
【００４９】
この一方、本実施の形態の変形例として、開口面アンテナ１２、１４をそれぞれリッジドウェーブガイドホーンアンテナとするだけでなく、これら開口面アンテナ１２、１４に共通の反射鏡であるパラボラアンテナ等を取り付けて、この反射鏡に対して給電を行うような構造を採用しても良い。
【００５０】
つまりこの結果として、共通の反射鏡に対して給電を行う２基のリッジドウェーブガイドホーンアンテナを開口面アンテナ１２、１４として用いたことで、信号の到来方向をより高分解能で推定可能となる。
【００５１】
さらに、横に２列、縦に２列配列した信号の周波数帯域幅と同等以上に広い動作帯域幅を有する計４基の開口面アンテナと、このアンテナと同等の動作帯域幅を有する４つのハイブリッド回路を図１５に示す形で接続した信号到来方向推定装置を用いれば、水平方向と垂直方向の２次元における超広帯域信号の到来方向推定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る信号到来方向推定装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る信号到来方向推定装置により得られた放射パターンの重ね合わせを示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る信号到来方向推定装置によるΣパターン及びΔパターンを示す図である。
【図４】ΔパターンをΣパターンで正規化（Δ／Σ）した特性曲線を表すグラフを示す図である。
【図５】単一波源からの広帯域信号の到来方向推定の実施環境を示す図である。
【図６】図５の実施環境でのΣパターン及びΔパターンを表すグラフを示す図である。
【図７】図５の実施環境でのΣパターン及びΔパターンより求められたΔ／Σパターンを表すグラフを示す図である。
【図８】各周波数におけるΔパターンを表すグラフを示す図である。
【図９】信号の周波数帯域幅をサブバンドに逐次分割する手順を表したフローチャートである。
【図１０】図５の実施環境において、信号の周波数帯域幅を２つのサブバンドに分割したものについてのΣパターン及びΔパターンより求められたΔ／Σパターンを表すグラフを示す図である。
【図１１】図５の実施環境において、信号の周波数帯域幅を３つのサブバンドに分割したものについてのΣパターン及びΔパターンより求められたΔ／Σパターンを表すグラフを示す図である。
【図１２】反射波と直接波の到来方向推定の実施環境を示す図である。
【図１３】図１２の実施環境において、信号の周波数帯域幅を２つのサブバンドに分割したものについてのΣパターン及びΔパターンより求められたΔ／Σパターンを表すグラフを示す図である。
【図１４】図１２の実施環境において、信号の周波数帯域幅を２つのサブバンドに分割したものについてのΣパターン及びΔパターンより求められたΔ／Σパターンを表すグラフを示す図である。
【図１５】本発明の一実施の形態に係る信号到来方向推定装置の変形例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０      信号到来方向推定装置
１２      開口面アンテナ
１４      開口面アンテナ
１６      広帯域ハイブリッド回路
【図１】
2005156521.tif 000003
【図２】
2005156521.tif 000004
【図３】
2005156521.tif 000005
【図４】
2005156521.tif 000006
【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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