(57)【要約】同一チャネル干渉を軽減するシステムおよび方法が開示される。レーダシステムが、アンテナアレイで受信した信号からターゲットを検出する。受信信号は、遠隔送信機から送信されるダイレクト信号およびターゲット信号を含む。アンテナアレイが信号を受信する。信号処理システムがアンテナアレイに接続され、受信信号に対して処理演算を実行する。処理システムは、第１のキャンセル構成要素および第２のキャンセル構成要素を備える。第１のキャンセル構成要素によって第１のイルミネータ信号が受信信号からキャンセルされる。適応ビーム形成器が受信信号から第２のイルミネータ信号を取得する。リファレンス再生器が第２のイルミネータ信号を再生する。適応キャンセルフィルタが第２のイルミネータ信号からノイズを除去する。第２のキャンセル構成要素が、受信信号から第２のイルミネータ信号をキャンセルすることによって同一チャネル干渉を軽減する。
2004526165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイスタティックレーダにおける同一チャネル信号の同一チャネル干渉を軽減する方法であって、
第１のイルミネータからの第１のイルミネータ信号を識別する工程であって、該第１のイルミネータ信号は所与の周波数における周波数変調搬送波を有する該第１のイルミネータ信号を識別する工程、
前記第１のイルミネータ信号を再生する工程、
前記同一チャネル信号からの前記第１のイルミネータ信号をキャンセルする工程、
第２のイルミネータからの第２のイルミネータ信号を識別する工程であって、該第２のイルミネータ信号は前記所与の周波数における周波数変調搬送波を有する該第２のイルミネータ信号を識別する工程、
前記第２のイルミネータ信号を再生する工程、
前記同一チャネル信号からの前記第２のイルミネータ信号をキャンセルする工程、
とを備えるバイスタティックレーダにおける同一チャネル信号の同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項２】
適応ビーム形成を実行する工程であって、それによって前記第１のイルミネータ信号を得る、適応ビーム形成を実行する工程をさらに備える請求項１記載のバイスタティックレーダにおける同一チャネル信号の同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項３】
適応ビーム形成を実行する工程であって、それによって前記第２のイルミネータ信号を得る、適応ビーム形成を実行する工程をさらに備える請求項１記載のバイスタティックレーダにおける同一チャネル信号の同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項４】
前記第１のイルミネータ信号および前記第２のイルミネータ信号を前記同一チャネル信号から分離する工程をさらに備える請求項１記載のバイスタティックレーダにおける同一チャネル信号の同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項５】
前記第１のイルミネータ信号よりも遠い距離から前記第２のイルミネータ信号を受信する工程をさらに備える請求項１記載のバイスタティックレーダにおける同一チャネル信号の同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項６】
前記バイスタティックレーダに接続されたアンテナアレイで前記同一チャネル信号を受信する工程をさらに備える請求項１記載のバイスタティックレーダにおける同一チャネル信号の同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項７】
前記受信する工程は、前記第１のイルミネータおよび前記第２のイルミネータを有する遠隔送信機から送信された前記同一チャネル信号を受信する工程を備える請求項６記載のバイスタティックレーダにおける同一チャネル信号の同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項８】
前記同一チャネル信号に相関する信号を広帯域信号として遠隔送信機から送信する工程をさらに備える請求項６記載のバイスタティックレーダにおける同一チャネル信号の同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項９】
前記広帯域信号は、周波数変調放送信号である請求項８記載のバイスタティックレーダにおける同一チャネル信号の同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項１０】
前記広帯域信号は、高精細度テレビジョン放送信号である請求項８記載のバイスタティックレーダにおける同一チャネル信号の同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項１１】
同一チャネル干渉を軽減する方法であって、
第１のイルミネータ参照信号をキャンセルする工程、
第２のイルミネータ参照信号をキャンセルする工程、
とを備える同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項１２】
前記第１のイルミネータ参照信号を取得する工程をさらに備える請求項１１記載の同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項１３】
前記取得する工程は、前記第１のイルミネータ参照信号に対して適応ビーム形成を行う工程を備える請求項１２記載の同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項１４】
前記取得する工程は、同一チャネル信号が存在する状態で前記第１のイルミネータ参照信号を再生する工程を備える請求項１２記載の同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項１５】
前記第２のイルミネータ参照信号を取得する工程をさらに備える請求項１１記載の同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項１６】
前記取得する工程は、前記第２のイルミネータ参照信号に対して適応ビーム形成を行う工程を備える請求項１５記載の同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項１７】
前記取得する工程は、同一チャネル信号が存在する状態で前記第２のイルミネータ参照信号を再生する工程を備える請求項１５記載の同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項１８】
前記第１のイルミネータ参照信号および前記第２のイルミネータ参照信号を複数の同一チャネル信号内で受信する工程をさらに備える請求項１１記載の同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項１９】
前記第１のイルミネータ参照信号および前記第２のイルミネータ参照信号を前記同一チャネル信号が存在する状態で除去する工程をさらに備える請求項１８記載の同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項２０】
前記第１のイルミネータ参照信号および前記第２のイルミネータ参照信号は所与の周波数における周波数変調搬送波を備える請求項１１記載の同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項２１】
ターゲットから反射されるターゲット信号および遠隔送信機から送信されるダイレクト信号を有する同一チャネル信号を受信するバイスタティックレーダにおける同一チャネル干渉を軽減する方法であって、
前記バイスタティックレーダに接続されたアンテナで前記同一チャネル信号を受信する工程、
適応ビーム形成を行う工程であって、そうすることによって前記ダイレクト信号から、所与の周波数における周波数変調搬送波を有する第１のイルミネータ参照信号を取得する、該適応ビーム形成を行う工程、
前記第１のイルミネータ参照を再生する工程、
前記同一チャネル信号から前記第１のイルミネータ参照信号をキャンセルする工程、
適応ビーム形成を行う工程であって、そうすることによって前記ダイレクト信号から、前記所与の周波数における周波数変調搬送波を有する第２のイルミネータ参照信号を取得する、該適応ビーム形成を行う工程、
前記第２のイルミネータ参照信号を再生する工程、
前記同一チャネル信号から前記第２のイルミネータ参照信号をキャンセルする工程、
とを備えるバイスタティックレーダにおける同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項２２】
前記第１のイルミネータ参照信号が前記遠隔送信機のうちの第１のイルミネータからのものであると決定する工程をさらに備える請求項２１記載のバイスタティックレーダにおける同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項２３】
前記第２のイルミネータ参照信号が前記遠隔送信機のうちの第２のイルミネータからのものであると決定する工程をさらに備える請求項２１記載のバイスタティックレーダにおける同一チャネル干渉を軽減する方法。
【請求項２４】
同一チャネル干渉を軽減するシステムであって、
信号を受信するアンテナアレイと、
前記受信信号から第１のイルミネータ参照信号をキャンセルする第１のキャンセル構成要素と、
前記受信信号から第２のイルミネータ参照信号をキャンセルする第２のキャンセル構成要素と、
を備える同一チャネル干渉を軽減するシステム。
【請求項２５】
前記第１のイルミネータ参照信号および前記第２のイルミネータ参照信号は所与の周波数で動作する請求項２４記載の同一チャネル干渉を軽減するシステム。
【請求項２６】
前記第１のキャンセル構成要素は前記第１のイルミネータ参照信号を取得するためのリファレンス再生器を備える請求項２４記載の同一チャネル干渉を軽減するシステム。
【請求項２７】
前記第１のキャンセル構成要素は前記アンテナアレイおよび前記リファレンス再生器に接続された適応ビーム形成器をさらに備える請求項２６記載の同一チャネル干渉を軽減するシステム。
【請求項２８】
前記第１のキャンセル構成要素は適応キャンセルフィルタを備える請求項２４記載の同一チャネル干渉を軽減するシステム。
【請求項２９】
前記第２のキャンセル構成要素は前記第２のイルミネータ参照信号を取得するためのリファレンス再生器を備える請求項２４記載の同一チャネル干渉を軽減するシステム。
【請求項３０】
前記第２のキャンセル構成要素は前記アンテナアレイおよび前記リファレンス再生器に接続された適応ビーム形成器をさらに備える請求項２９記載の同一チャネル干渉を軽減するシステム。
【請求項３１】
前記第２のキャンセル構成要素は適応キャンセルフィルタを備える請求項２４記載の同一チャネル干渉を軽減するシステム。
【請求項３２】
前記第１のイルミネータ参照信号は第１のイルミネータから受信され、前記第２のイルミネータ参照信号は第２のイルミネータから受信される請求項２４記載の同一チャネル干渉を軽減するシステム。
【請求項３３】
前記第２のイルミネータは、前記アンテナアレイから前記第１のイルミネータよりも遠い距離に配置される請求項３２記載の同一チャネル干渉を軽減するシステム。
【請求項３４】
前記第１のイルミネータ参照信号はダイレクト信号を備える請求項２４記載の同一チャネル干渉を軽減するシステム。
【請求項３５】
前記第１のイルミネータ参照信号は周波数変調放送信号を備える請求項２４記載の同一チャネル干渉を軽減するシステム。
【請求項３６】
前記第１のイルミネータ参照信号は高精細度テレビジョン放送信号を備える請求項２４記載の同一チャネル干渉を軽減するシステム。
【請求項３７】
前記第２のイルミネータ参照信号はダイレクト信号を備える請求項２４記載の同一チャネル干渉を軽減するシステム。
【請求項３８】
前記第２のイルミネータ参照信号は周波数変調放送信号を備える請求項２４記載の同一チャネル干渉を軽減するシステム。
【請求項３９】
前記第２のイルミネータ参照信号は高精細度テレビジョン放送信号を備える請求項２４記載の同一チャネル干渉を軽減するシステム。
【請求項４０】
複数の遠隔送信機から送信される信号を使用するバイスタティックレーダシステムによりターゲットを検出する方法であって、
前記送信信号および前記ターゲットからの反射信号を受信する工程、
前記受信信号を同一チャネル信号に変換する工程、
前記同一チャネル信号から第２のイルミネータ信号を適応ビーム形成する工程、
前記第２のイルミネータ信号を再生する工程、
前記同一チャネル信号から前記第２のイルミネータ信号をキャンセルし、同一チャネル干渉を軽減する工程、
とを備えるバイスタティックレーダシステムによりターゲットを検出する方法。
【請求項４１】
前記同一チャネル信号から第１のイルミネータ信号をキャンセルする工程であって、前記第１のイルミネータ信号は前記第２のイルミネータ信号の周波数を有するキャンセルする工程をさらに備える請求項４０記載のバイスタティックレーダシステムによりターゲットを検出する方法。
【請求項４２】
前記第２のイルミネータ信号は第２のイルミネータから送信されるダイレクト信号である請求項４１記載のバイスタティックレーダシステム。
【請求項４３】
遠隔送信機から広帯域信号として送信されるダイレクトパス信号およびターゲットパス信号を受信し、前記ターゲットパス信号はターゲットで反射され、それによって前記ダイレクトパス信号に関してドップラーシフトを有する、バイスタティックレーダにおける干渉を軽減する方法であって、
前記ダイレクトパス信号内の第２のイルミネータ信号を識別する工程、
前記受信信号から前記第２のイルミネータ信号をキャンセルする工程、
とを備えるバイスタティックレーダにおける干渉を軽減する方法。
【請求項４４】
前記第２のイルミネータ信号とは異なる遠隔送信機から送信される第１のイルミネータ信号をキャンセルする工程をさらに備える請求項４３記載のバイスタティックレーダにおける干渉を軽減する方法。
【請求項４５】
アンテナで受信した信号からターゲットを検出するバイスタティックレーダシステムであって、前記受信信号は遠隔送信機から送信されるダイレクト信号およびターゲット信号を含み、該バイスタティックレーダシステムは、
前記受信信号から第２のイルミネータ信号を取得する適応ビーム形成器と、
前記第２のイルミネータ信号を再生するリファレンス再生器と、
前記第２のイルミネータ信号をキャンセルすることによって同一チャネル干渉を軽減する適応キャンセルフィルタと、
を備えるバイスタティックレーダシステム。
【請求項４６】
前記受信信号から生成される同一チャネル信号をさらに含み、前記第２のイルミネータ信号は前記同一チャネル信号から取得される請求項４５記載のバイスタティックレーダシステム。
【請求項４７】
前記第２のイルミネータ信号と同じ周波数を備える第１のイルミネータ信号をさらに含み、該第１のイルミネータ信号は前記受信信号からキャンセルされる請求項４５記載のバイスタティックレーダシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパッシブコヒーレントロケーション（「ＰＣＬ」）レーダシステムおよび方法に関し、特に、ＰＣＬレーダ用途で受信した信号の同一チャネル干渉を軽減するシステムおよび方法に関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本願は、参照により本明細書に援用される２００１年５月４日に出願された「System and Method for Co-Channel Interference Mitigation for PCL Applications」と題する米国仮特許出願第６０／２８８，４４８号の利益を主張するものである。本願はまた、参照により本明細書に援用される２００１年５月４日に出願された「System and Method for Wideband Pre-Detection Signal Processing for PCL Applications」と題する米国仮特許出願第６０／２８８，４５１号の利益も主張する。
【背景技術】
【０００３】
ＰＣＬレーダシステムは、マルチスタティックレーダシステムと表現することができる。マルチスタティックレーダシステムは、１つまたは複数の送信機とは別個の多くの受信機を有する。送信機からの放射信号が２つの別個のパスを経由して受信機に到達する。一方のパスは送信機から受信機へのダイレクトパスであることができ、他方のパスは、送信機からターゲットに、そして受信機へという間接的なパスを含むターゲットパスであることができる。測定には、ターゲットパス信号の総伝搬路長または伝搬時間、ターゲットパス信号の到来角、ならびにダイレクトパス信号およびターゲットパス信号の周波数が含まれうる。ターゲットが移動中の場合は、ドップラー効果に従って周波数の差を検出することができる。
【０００４】
ターゲットパス信号から情報を抽出すべき場合、受信機側で送信された信号についての知識があることが望ましい。送信周波数でドップラー周波数シフトが求められることが望ましい。散乱パスの総長を求めるべき場合は、時間参照または位相参照も望まれる。ダイレクト信号から周波数参照を取得することができる。時間参照もまた、送信機と受信機の間の距離がわかっていれば、ダイレクト信号から取得することが可能である。
【０００５】
マルチスタティックレーダは、レーダ覆域内のターゲットの存在、ターゲット位置のロケーション、およびレーダに相対する速度成分またはドップラーを求めることが可能でありうる。ターゲット位置を突き止めるプロセスは、距離および到来角の測定を含みうる。受信サイトに相対する距離の測定には、受信サイトでの到来角および送信機と受信機の間の距離の両方が必要でありうる。ダイレクト信号が利用可能な場合は、ダイレクト信号を参照信号として使用して、ドップラー周波数シフトを抽出することができる。
【０００６】
ＰＣＬレーダシステムでは、送信機はイルミネータ（illuminator：照射装置）として知られうる。イルミネータは、商用周波数変調（「ＦＭ」）放送送信機および／または中継機、商用高精細度テレビジョン（［ＨＤＴＶ」）放送送信機および／または中継機等を含む広帯域発信源（sources of opportunities)であることができる。広帯域信号の事前検出処理および同一チャネル干渉の軽減のための技法が存在する。既知の手法は、第１のイルミネータおよびその環境に存在する他の任意の同一チャネル信号等、利用される発信源を受信するために使用されるアンテナアレイを含む。
【０００７】
同一チャネル信号は、イルミネータ信号のマルチパスイメージ、監視下にある領域中のターゲットからのイルミネータの遅延およびドップラーシフトした反射、および第１のイルミネータと同じ動作周波数の他の距離の離れた放送源を含みうる。ターゲットとしては、航空機、宇宙に打ち上げられるロケット等を挙げることができる。同一チャネル軽減技法の意図は、関心のあるターゲットからの反射信号を減衰させることなく、利用されるイルミネータの強いダイレクトパス成分およびマルチパス成分等、望ましくないソースを受信アンテナ出力からなくすことである。したがって、ターゲットの識別および追尾をより良好に行うとともに、ターゲットのロケーション、範囲、および速度を求めるように同一チャネル軽減技法を改良することが望ましい。
【０００８】
［発明の概要］
したがって、本発明の実施形態はＰＣＬ用途およびＰＣＬ用途内で信号を処理する方法を対象とする。
【０００９】
したがって、本発明は同一チャネル干渉を軽減するシステムおよび方法に関する。一実施形態によると、バイスタティックレーダにおける同一チャネル信号の同一チャネル干渉を軽減する方法が開示される。本方法は、第１のイルミネータからの第１のイルミネータ信号を識別することを含む。第１のイルミネータ信号は所与の周波数における周波数変調搬送波を含む。本方法は、第１のイルミネータ信号を再生することをさらに含む。本方法は、同一チャネル干渉信号からの第１のイルミネータ信号をキャンセルすることを含む。本方法は、第２のイルミネータからの第２のイルミネータ信号を識別することをさらに含む。第２のイルミネータ信号は所与の周波数における周波数変調搬送波を含む。本方法は、同一チャネル信号からの第２のイルミネータ信号を再生することをさらに含む。
【００１０】
他の実施形態によれば、同一チャネル干渉を軽減する方法が開示される。本方法は、第１のイルミネータ参照信号をキャンセルすることを含む。本方法は、第２のイルミネータ参照信号をキャンセルすることも含む。
【００１１】
他の実施形態によると、ターゲットから反射されるターゲット信号および遠隔送信機から送信されるダイレクト信号を受信するバイスタティックレーダにおける同一チャネル干渉を軽減する方法が開示される。本方法は、バイスタティックレーダに接続されたアンテナで同一チャネル信号を受信することを含む。本方法は、適応ビーム形成を行うことであって、そうすることによって第１のイルミネータ参照信号を取得することをさらに含む。第１のイルミネータ参照信号はダイレクト信号からのものであり、所与の周波数における周波数変調搬送波を含む。本方法は、同一チャネル干渉信号から第１のイルミネータ参照信号を再生することをさらに含む。本方法は、適応ビーム形成を行うことであって、そうすることによって第２のイルミネータ参照信号を取得することをさらに含む。第２のイルミネータ参照信号は、ダイレクト信号からのものであり、所与の周波数における周波数変調搬送波を含む。本方法は、同一チャネル信号から第２のイルミネータ参照信号を再生することをさらに含む。本方法は同一チャネル干渉信号から第２のイルミネータ参照信号をキャンセルすることをさらに含む。
【００１２】
他の実施形態によると、同一チャネル干渉を軽減するシステムが開示される。本システムは、信号を受信するアンテナアレイを含む。本システムは受信信号から第１のイルミネータ参照信号をキャンセルする第１のキャンセル構成要素をさらに含む。本システムは、受信信号から第２のイルミネータ参照信号をキャンセルする第２のキャンセル構成要素をさらに含む。
【００１３】
他の実施形態によると、ターゲットから送信される信号と反射信号を使用するバイスタティックレーダシステムによりターゲットを検出する方法が開示される。本方法は、受信信号を同一チャネル信号に変換することをさらに含む。本方法は、同一チャネル信号から第２のイルミネータ信号を適応ビーム形成することをさらに含む。本方法は、第２のイルミネータ信号を再生することをさらに含む。本方法は、同一チャネル信号から第２のイルミネータ信号をキャンセルし、同一チャネル干渉を軽減することをさらに含む。
【００１４】
他の実施形態によると、遠隔送信機から商用放送信号として送信されるダイレクトパス信号およびターゲットパス信号を受信する、バイスタティックレーダにおける干渉を軽減する方法が開示される。ターゲットパス信号は、ターゲットで反射され、それによってダイレクトパス信号に関してドップラーシフトを有する。本方法は、ダイレクトパス信号内の第２のイルミネータ信号を識別することを含む。本方法は、受信信号から第２のイルミネータ信号をキャンセルすることをさらに含む。
【００１５】
他の実施形態によると、アンテナで受信した信号からターゲットを検出するバイスタティックレーダシステムであって、受信信号は遠隔送信機から送信されるダイレクト信号およびターゲット信号を含む。本バイスタティックレーダシステムは、受信信号から第２のイルミネータ信号を取得する適応ビーム形成器を含む。本バイスタティックレーダシステムは第２のイルミネータ信号を再生するリファレンス再生器をさらに含む。本バイスタティックレーダシステムは第２のイルミネータ信号をキャンセルすることによって同一チャネル干渉を軽減する適応キャンセルフィルタをさらに含む。
【００１６】
本発明のさらなる特徴および利点が以下の説明に記され、その一部は説明から明らかになるか、またはおそらく本発明の実施により習得されよう。本発明の目的および他の利点は、書面での説明および本発明の特許請求の範囲、ならびに添付の図面において特に指摘される構造によって実現され、達成されよう。
【００１７】
本発明のさらなる理解を提供するために含められ、本明細書に組み込まれて本発明の一部をなす添付の図面は本発明の実施形態を示し、説明と併せて、本発明の原理を説明する役割を果たす。
【００１８】
［好ましい実施形態の詳細な説明］
これより、例を添付図面に示した本発明の好ましい実施形態について詳細に言及する。
【００１９】
図１に、本発明の一実施形態による、ＰＣＬシステム、１つまたは複数の関心のあるターゲット、および複数の送信機を含むレーダ検出システム１０を示す。ＰＣＬシステム１００は、マルチスタティック広範囲移動ターゲット監視センサ群を表す。ＰＣＬシステム１００は、多くの場合、他の目的で動作中でありうる発信源からの連続波（「ＣＷ」）電磁エネルギーを利用する。発信源としてテレビ放送局およびＦＭラジオ局を挙げることができる。好ましくは、ＰＣＬシステム１００は、発信源１１１、１１２、および１１４等、複数の非制御送信機からの送信を受信しうる。より好ましくは、送信機１１０、１１２、および１１４は、商用ＦＭ放送送信機および／または中継機ならびに商用ＨＤＴＶのＴＶ放送送信機および／または中継機を含む広帯域発信源であることができる。しかし、送信機１１０、１１２、および１１４はこれら発信源に限定されず、非制御信号を送信する任意の装置、システムまたは手段を含みうる。
【００２０】
送信機１１０、１１２、および１１４は、広帯域電磁エネルギー送信をあらゆる方向に送信することができる。これら送信によっては、関心のある１つまたは複数のターゲット１５０で反射され、そしてＰＣＬシステム１００に受信されるものがある。たとえば、反射送信１３０はターゲット１５０で反射され、そしてＰＣＬシステム１００に受信される。さらに、送信機１１４に関しては、参照送信１４０がＰＣＬシステム１００に直接受信される。ＰＣＬシステム１００は参照送信１４０と反射送信１３０とを比較して、上に述べたように、関心のある１つまたは複数のターゲット１１０についての位置情報を求めることができる。位置情報は、ロケーション、速度、および加速度等、ターゲット１１０の位置に関連する情報をいずれも含むことができ、当業者に既知のプロセスに従って導き出すことができる。
【００２１】
図２に、本発明の一実施形態によるＰＣＬシステムのブロック図を示す。ＰＣＬシステム１００は、アンテナサブシステム２００、（「ＡＤＣ」アナログ／デジタル変換器サブシステム２２０、処理サブシステム２４０、および出力装置２６０を含みうる。アンテナサブシステム２００は少なくとも１つのアンテナを使用して、反射送信１３０および参照送信１４０を含む電磁エネルギー送信を受信する。ＡＤＣサブシステム２２０は、アンテナサブシステム２００の出力を受け取り、あるサンプリングレートで信号をサンプリングし、各サンプリング間隔におけるアナログ信号の大きさを用いてデジタル波形を形成することにより、入力における信号のデジタルサンプルを出力する。処理サブシステム２４０は、組立サブシステム２２０の出力を受信し、それに従って信号を処理する。出力装置２６０が処理結果を受け取り、処理サブシステム２３０の出力を表示する。
【００２２】
図３に、本発明の一実施形態による同一チャネル干渉を軽減する信号処理システム３００のブロック図を示す。システム３００は、広帯域発信源を利用する際の同一チャネル干渉を軽減すなわち低減するように構成される。システム３００はターゲットを検出し、時間遅延、ドップラー、到来角等、そのターゲットについての情報を処理するパッシブコヒーレントロケーションシステム内で使用される。広帯域発信源としては、商用ＦＭ放送送信または商用ＨＤＴＶのＴＶ放送送信を挙げることができる。したがって、ＦＭおよびＨＤＴＶのＴＶ放送送信機および／または中継機は、システム３００を組み込んだＰＣＬシステムのイルミネータであることができる。
【００２３】
図３を参照すると、信号処理システム３００は、送信機またはイルミネータ３１０および３１２それぞれから信号３４０および３４２を受信する。上に述べたように、信号３４０および３４２は、好ましくは、ＦＭ信号またはＨＤＴＶ信号であることができる。信号３４０および３４２は、図１および図２に示すようなＰＣＬシステム１００によって受信される。信号処理システム３００はＰＣＬシステム１００の一部である。より詳細には、信号処理システム３００を処理サブシステム２４０内に組み込むことができる。代替として、信号処理システム３００をＡＤＣサブシステム２２０内に組み込むことができる。
【００２４】
信号処理システム３００は同一チャネル軽減処理システム３０２を含む。同一チャネル軽減処理システム３０２は、関心のあるターゲットからの反射信号を減衰することなく、受信したアンテナ出力から望ましくないソースをなくそうとする。同一チャネル軽減処理システム３０２は、信号処理システム３００内の事前検出処理と併せて使用することができる。具体的には、同一チャネル軽減処理システム３０２は広帯域事前検出処理技法とともに使用することができる。こういった技法では、アンテナアレイ３２０を使用して、第１のイルミネータおよび存在している他の任意の同一チャネル信号等、利用する発信源から信号を受信することができる。たとえば、送信機３１０は信号３４０を送信する第１のイルミネータであることができる。
【００２５】
反射ターゲット信号３１４はアンテナアレイ３２０で受信することができる。反射ターゲット信号３１４は、ターゲットによって反射された送信信号３４０および３４２に相関する信号であることができる。反射ターゲット信号３１４を送信信号と比較して、速度、ロケーション等のターゲットパラメータを求めることができる。ターゲットアンテナアレイ３２０は、環境内の他の任意の同一チャネル信号も信号３１４として受信しうる。そして、ターゲットアンテナアレイ３２０は同一チャネル信号３１６を同一チャネル軽減処理システム３０２に供給する。同一チャネル信号３１６は、受信し、ＰＣＬ動作に利用すべき同一チャネル信号を反映しうる。これら同一チャネル信号は、イルミネータ信号のマルチパスイメージ、航空機または宇宙に打ち上げられたロケット等、監視下領域中のターゲットからのイルミネータの遅延およびドップラーシフト反射を含みうる。同一チャネル信号は、第１のイルミネータと同じ動作周波数の他の離れた放送源も含みうる。したがって同一チャネル信号３１６は、送信信号３４０および３４２と反射信号３１４とが混成したものである場合があり、これら信号の推定値として使用することができる。より具体的には、同一チャネル信号は、強いダイレクトパス信号が反射ターゲットパス信号を支配しているため、送信信号またはダイレクト信号の良好な推定値であることができる。
【００２６】
たとえば、送信機３１０は指定の周波数で動作する第１のイルミネータであることができ、送信機３１２は同じ周波数で動作する第２のイルミネータであることができる。したがって、送信信号またはダイレクト信号３４０および３４２は同じ周波数を有することができる。
【００２７】
同一チャネル軽減処理システム３０２は、関心のあるターゲットからの反射信号３１４を残しながら、ターゲットアンテナアレイ３２０の受信アンテナ出力から望ましくないソースをなくそうとする。反射信号３１４は減衰されるべきではない。望ましくないソースとしては、強いダイレクトパスおよび利用されるイルミネータのマルチパス成分を含みうる。同一チャネル軽減処理システム３０２は、第１のキャンセル構成要素３０４および第２のキャンセル構成要素３０６を含みうる。
【００２８】
第１のキャンセル構成要素３０４は同一チャネル信号３１６を受け取る。第１のキャンセル構成要素３０４は、第１のイルミネータの適応ビーム形成器３２２、リファレンス再生器３２４、および適応キャンセルフィルタ３２６を含む。適応ビーム形成器３２２は同一チャネル信号３１６を受け入れ、これらを組み合わせて、方位角および高度の特定の線上に沿って選択性を有する信号を形成することができる。適応ビーム形成器３２２は、ターゲットアンテナアレイ３２０で受信したノイズおよび干渉を抑制しながら、送信信号３４０および３４２ならびに反射信号３１４等、所望の信号を強調することが可能である。さらに、適応ビーム形成器３２２は、ターゲット、ダイレクトパス、およびノイズにさらに細かく分けることのできる複数の信号ソースが存在する場合に常に適用することができる。適応ビーム形成器３２２は既知の方法およびアプリケーションを使用して、ノイズまたは望ましくない信号を減衰しながら、ターゲットまたはダイレクトパス信号を増幅して得ることができる。好ましくは、適応ビーム形成器３２２は、送信機３１０および３１２からのダイレクトパス信号である送信信号３４０および３４２に関係する。
【００２９】
リファレンス再生器３２４は、適応ビーム形成器３２２から同一チャネル信号を受信してダイレクトパス信号を再生する。送信機３１０および３１２は、信号処理システム３００のユーザが送信機３１０および３１２を制御しないという意味において非制御送信機でありうる。リファレンス再生器３２４は、こういったダイレクトパス信号を非制御送信機から識別し、受信ターゲット信号との処理から信号を再構築する。おおよそダイレクトパス信号の周波数および位相を有する振幅一定信号推定を生成することができる。この信号は、所与の周波数において動作する周波数変調搬送波であることができる。リファレンス再生器３２４において、第１のダイレクトパス信号が再生される。たとえば、リファレンス再生器３２４によって送信信号３４０を再生することができる。したがって、同一チャネル干渉の各種ソースが相当量低減された送信信号３４０が得られる。
【００３０】
再生された第１のダイレクトパス信号を有する同一チャネル信号を、適応キャンセルフィルタ３２６で受け取る。キャンセルフィルタ３２６は、キャンセル前に、ノイズ等余分なエネルギーを除去することによって、再生された第１のダイレクトパス信号をクリーンアップする役割を果たす。キャンセルフィルタ３２６は、ダイレクトパス信号の周波数帯外の、ターゲットアンテナアレイ３２０によって集められた漂遊エネルギーを除去する。濾波後、次に第１のキャンセル構成要素３０４が、再生されたきれいな第１のダイレクトパス信号を、ターゲットアンテナアレイ３２０で受信した同一チャネル信号からキャンセルする。第１のキャンセル構成要素３０４は、第１のイルミネータダイレクトパスおよびマルチパス成分を低減しうるが、それでもなお同一チャネル信号３１６中の離れた同一チャネル照射源からの相当な残留干渉を残しうる。
【００３１】
第１のキャンセル後、残っている同一チャネル信号を第２のキャンセル構成要素３０６の第２のイルミネータ適応ビーム形成器３３０で受け取る。第２のキャンセル構成要素３０６は、リファレンス再生器３３２および適応キャンセルフィルタ３３４も含む。適応ビーム形成器３３０は適応ビーム形成器３２０に相関するが、必ずしも同じである必要はない。適応ビーム形成器３２０および３３０は異なる構成を有しうる。適応ビーム形成器３３０は、第２のダイレクトパス信号に対してビーム形成を行う役割を果たす。開示される実施形態によれば、発信源すなわちイルミネータの地理的およびスペクトル的分布に対する規制上の制約により、第２の残留同一チャネルソースが第１のイルミネータと同じ周波数で動作している、離れたところにある照射源であるという状況が生じうる。たとえば、２つの送信機が、２つのラジオ局等ＦＭ帯中の同じ周波数で動作し、所与の同じ周波数で動作している信号を送信する場合がある。上に述べた例によれば、送信機３１２は、送信機３１０と同じ周波数で送信している第２のイルミネータでありうる。したがって、送信信号３４２は、送信信号３４０と同じ周波数で動作している第２のダイレクトパス信号でありうる。第２のキャンセル構成要素３０６は、第１のキャンセル構成要素３０４が第１のダイレクトパス信号をキャンセルするのとまったく同じように、第２のダイレクトパス信号をキャンセルする。
【００３２】
適応ビーム形成器３３０は、同一チャネル信号３１６を受け入れ、これらを組み合わせて、方位角および高度の特定の線上に沿って選択性を有する信号を形成することができる。適応ビーム形成器３３０は、ターゲットアンテナアレイ３２０で受信したノイズおよび干渉を抑制しながら、送信信号３４２ならびに反射信号３１４等、所望の信号を強調することが可能である。さらに、適応ビーム形成器３３０は、ターゲット、ダイレクトパス、およびノイズにさらに細かく分けることのできる複数の信号ソースが存在する場合に常に適用することができる。適応ビーム形成器３３０は、ノイズまたは望ましくない信号を減衰しながら、ターゲットまたはダイレクトパス信号を増幅して得る既知の方法およびアプリケーションを使用することができ、当業者に既知のものであることができる。好ましくは、適応ビーム形成器３３０は、送信機３１２からのダイレクトパス信号である送信信号３４２に関係する。
【００３３】
リファレンス再生器３３２は、適応ビーム形成器３３０から同一チャネル信号を受け取り、該当する場合は第２のダイレクトパス信号を再生する。リファレンス再生器３３２はこういったダイレクトパス信号を非制御の第２の送信機から識別し、受信ターゲット信号との処理から信号を再構築する。おおよそ第２のダイレクトパス信号の周波数および位相を有する振幅一定信号推定値を生成することができる。この信号は、第１のダイレクトパス信号と同じ所与の周波数で動作することによって周波数変調することができる。リファレンス再生器３３２において、第２のダイレクトパス信号が再生される。たとえば、送信信号３４２をリファレンス再生器３３２によって再生することができる。したがって、同一チャネル干渉の各種ソースが相当量低減された送信信号３４２が得られる。
【００３４】
再生された第２のダイレクトパス信号を有する同一チャネル信号を、適応キャンセルフィルタ３３４で受け取る。キャンセルフィルタ３３４は、キャンセル前に、再生された第２のダイレクトパス信号をクリーンアップする役割を果たす。キャンセルフィルタ３３４は、第２のダイレクトパス信号の周波数帯外の、ターゲットアンテナアレイ３２０によって集められた漂遊エネルギーを除去する。濾波後、次に第２のキャンセル構成要素３０４が、再生されたきれいな第２のダイレクトパス信号を、ターゲットアンテナアレイ３２０で受信した同一チャネル信号からキャンセルする。第１および第２のダイレクトパス信号を処理することにより、第１および第２のイルミネータ成分が、ターゲット信号等の所望の信号を歪ませることなく低減される。したがって、同一チャネル軽減処理システム３０２は軽減された同一チャネル信号３３０を出力する。軽減された信号３３０は、好ましくは、第１および第２のダイレクトパス信号のないターゲット信号を含む。軽減された信号３３０は次に、強いダイレクトパス信号を考慮する必要なく事前検出処理構成要素により、より効率的に処理することができる。さらに、同一チャネル干渉が低減されていることから、反射され受信されたターゲット信号はターゲットパラメータを求める際により正確でありうる。
【００３５】
図４に、本発明の一実施形態による同一チャネル干渉を軽減するフローチャートを示す。ステップ４０２は、ターゲットアンテナアレイで同一チャネル信号またはマルチパス信号を受信することによって実行される。これら信号は、ダイレクトパス信号および反射ターゲット信号、ならびにノイズおよび干渉信号を含みうる。ステップ４０４は、同一チャネル信号に対して第１の適応ビーム形成を行うことによって実行される。第１のダイレクトパス信号は後続処理動作のために強調される。ステップ４０６は、第１のダイレクトパス信号を再生することによって実行される。さらにこのステップは、第１のダイレクトパス信号を濾波して余分なエネルギーを除去することを含みうる。ステップ４０８は、同一チャネル信号から第１のダイレクトパス信号をキャンセルすることによって実行される。
【００３６】
ステップ４１０は、残っている同一チャネル信号に対して第２の適応ビーム形成を行うことによって実行される。第２のダイレクトパス信号が後続処理のために強調される。ステプ４１２は、第２のダイレクトパス信号を再生することによって実行される。さらにこのステップは、第２のダイレクトパス信号を濾波して余分なエネルギーを除去することも含みうる。ステップ４１４は、第２のダイレクトパス信号の周波数を求めることによって実行される。好ましくは、第２のダイレクトパス信号は第１のダイレクトパス信号と同じ周波数を有する。ステップ４１６は、同一チャネル信号から第２のダイレクトパス信号をキャンセルすることによって実行される。ステップ４１８は、後続の信号処理のために軽減された同一チャネル信号を出力することによって実行される。
【００３７】
本発明の精神または範囲から逸脱することなく、各種変更および変形を本発明の開示された実施形態に行いうることが当業者に認められよう。したがって、本発明は、いずれかの請求項およびそれぞれの同等物の範囲内にある限り、本発明の変更および変形を保護範囲に含むことを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態による、ＰＣＬシステム、ターゲット、および送信機を含むレーダ検出システムの図である。
【図２】本発明の一実施形態によるＰＣＬシステムのブロック図である。
【図３】本発明による同一チャネル干渉を軽減するシステムの信号処理の図である。
【図４】本発明によるシステムのフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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