(57)【要約】 【課題】  不要波抑圧処理のオンオフの切り替えを、別の装置を用意することなく、また、高速に実現することが可能な不要波抑圧装置及びＳＬＣ切替方法を提供する。【解決手段】  不要波抑圧装置は、第１の演算セル、第２の演算セル、比較器及び選択器を具備する。第１の演算セルは、第１の補助アンテナで受信した第２の受信信号に基づいて、主アンテナで受信した第１の受信信号から不要波を抑圧したＳＬＣ出力を生成する。第２の演算セルは、第２の受信信号と、第２の補助アンテナで受信した第３の受信信号とに基づき、ＳＬＣウェイトを算出する。比較器は、ＳＬＣウェイトが閾値を超えるか否かを判断し、超える場合、第１の切替制御信号を生成し、超えない場合、第２の切替制御信号を生成する。選択器は、第１の受信信号及びＳＬＣ出力のうち、ＳＬＣ出力を第１の切替制御信号に応じて後段へ出力し、第１の受信信号を第２の切替制御信号に応じて後段へ出力する。【選択図】図１
2012107990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主アンテナと、第１及び第２の補助アンテナとにより信号を受信するレーダ装置に用いられる不要波抑圧装置において、
前記主アンテナにより受信した第１の受信信号と、前記第１の補助アンテナにより受信した第２の受信信号とをビーム合成することで、前記第１の受信信号から不要波を抑圧したＳＬＣ（Sidelobe Canceller）出力を生成する第１の演算セルと、
前記第２の受信信号と、前記第２の補助アンテナにより受信した第３の受信信号とに基づき、前記第２の受信信号に含まれる不要波を抑圧するためのＳＬＣウェイトを算出する第２の演算セルと、
前記ＳＬＣウェイトが予め設定した閾値を超えるか否かを判断し、超える場合、第１の切替制御信号を生成し、超えない場合、第２の切替制御信号を生成する比較器と、
前記第１の受信信号と、前記ＳＬＣ出力と、前記第１及び第２の切替制御信号のうちいずれか一方とを受け取り、前記第１の切替制御信号に応じて前記ＳＬＣ出力を後段へ出力し、前記第２の切替制御信号に応じて前記第１の受信信号を後段へ出力する選択器と
を具備することを特徴とする不要波抑圧装置。
【請求項２】
主アンテナと、第１及び第２の補助アンテナとにより信号を受信するレーダ装置に用いられる不要波抑圧装置において、
前記主アンテナにより受信した第１の受信信号と、前記第１の補助アンテナにより受信した第２の受信信号とをビーム合成することで、前記第１の受信信号から不要波を抑圧した第１のＳＬＣ（Sidelobe Canceller）出力を生成する第１の演算セルと、
前記第２の受信信号と、前記第２の補助アンテナにより受信した第３の受信信号とに基づいてＳＬＣウェイトを算出し、前記ＳＬＣウェイトを用いて前記第２の受信信号と第３の受信信号とをビーム合成することで、前記第２の受信信号から不要波を抑圧した第２のＳＬＣ出力を生成する第２の演算セルと、
前記第１のＳＬＣ出力と、前記第２のＳＬＣ出力とをビーム合成することで、前記第１のＳＬＣ出力から不要波を抑圧した第３のＳＬＣ出力を生成する第３の演算セルと、
前記ＳＬＣウェイトが予め設定した閾値を超えるか否かを判断し、超える場合、第１の切替制御信号を生成し、超えない場合、第２の切替制御信号を生成する比較器と、
前記第１の受信信号と、前記第３のＳＬＣ出力と、前記第１及び第２の切替制御信号のうちいずれか一方とを受け取り、前記第１の切替制御信号に応じて前記第３のＳＬＣ出力を後段へ出力し、前記第２の切替制御信号に応じて前記第１の受信信号を後段へ出力する選択器と
を具備することを特徴とする不要波抑圧装置。
【請求項３】
主アンテナと、第１及び第２の補助アンテナとにより信号を受信するレーダ装置に備えられる不要波抑圧装置で用いられるＳＬＣ（Sidelobe Canceller）切替方法において、
前記主アンテナにより受信した第１の受信信号と、前記第１の補助アンテナにより受信した第２の受信信号とをビーム合成することで、前記第１の受信信号から不要波を抑圧したＳＬＣ出力を生成し、
前記第２の受信信号と、前記第２の補助アンテナにより受信した第３の受信信号とに基づき、前記第２の受信信号に含まれる不要波を抑圧するためのＳＬＣウェイトを算出し、
前記ＳＬＣウェイトが予め設定した閾値を超えるか否かを判断し、超える場合、第１の切替制御信号を生成し、超えない場合、第２の切替制御信号を生成し、
前記第１の切替制御信号を生成した場合、前記第１の受信信号と前記ＳＬＣ出力とのうち、前記ＳＬＣ出力を後段へ出力し、
前記第２の切替制御信号を生成した場合、前記第１の受信信号と前記ＳＬＣ出力とのうち、前記第１の受信信号を後段へ出力することを特徴とするＳＬＣ切替方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、不要波の存在する環境下で、ＭＳＮ（Maximum Signal-to-Noise Ratio；最大ＳＮＲ法）、ＬＭＳ（Least Mean Square；最小二乗法）、グラムシュミット等のＳＬＣ（Sidelobe Canceller）ウェイトを逐次更新し、このＳＬＣウェイトを用いて不要波を抑圧する不要波抑圧装置と、この不要波抑圧装置で用いられるＳＬＣ切替方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーダ装置は、指向性アンテナパターンを形成し、サイドローブで受信される不要波を不要波抑圧装置で抑圧して所望信号を捕捉する。不要波抑圧装置は、補助アンテナで受信されたレーダ反射信号に対してウェイト制御を行うことにより、不要波到来方向の受信感度が結果的にゼロとなるようにパターン形成を行って、主アンテナで受信されたレーダ反射信号に含まれる不要波を抑圧する。
【０００３】
ところで、不要波抑圧装置の不要波抑圧処理のオンオフは手動又は自動で切り替えられている。しかしながら、オンオフを手動で切り替える場合、高速な切り替えが不可能であり、または、操作を誤る虞がある。また、オンオフを自動で切り替える場合、不要波が存在していないことを判別するための装置を不要波抑圧装置とは別に設けなければならず、装置の大型化及び高コスト化の要因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２６７０３６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】菊間信良著「アレーアンテナによる適応信号処理」科学技術出版、１９９９年、ｐ．４０−４１，６７−７４
【非特許文献２】Robert A. Monzingo、Thomas W. Miller著「introduction to Adaptive Arrays」A WILEY-INTERSCIENCE PUBLICARION、1980、ｐ．３６５−３６８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のように、従来の不要波抑圧装置では、不要波抑圧処理のオンオフを手動で切り替える場合、高速な切り替えが不可能であり、自動で切り替える場合、外部に他の装置を設けなければならなかった。
【０００７】
そこで、目的は、不要波抑圧処理のオンオフの切り替えを、別の装置を用意することなく、また、高速に実現することが可能な不要波抑圧装置及びこの装置に用いられるＳＬＣ切替方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、主アンテナと、第１及び第２の補助アンテナとにより信号を受信するレーダ装置に用いられる不要波抑圧装置は、第１の演算セル、第２の演算セル、比較器及び選択器を具備する。第１の演算セルは、前記主アンテナにより受信した第１の受信信号と、前記第１の補助アンテナにより受信した第２の受信信号とをビーム合成することで、前記第１の受信信号から不要波を抑圧したＳＬＣ出力を生成する。第２の演算セルは、前記第２の受信信号と、前記第２の補助アンテナにより受信した第３の受信信号とに基づき、前記第２の受信信号に含まれる不要波を抑圧するためのＳＬＣウェイトを算出する。比較器は、前記ＳＬＣウェイトが予め設定した閾値を超えるか否かを判断し、超える場合、第１の切替制御信号を生成し、超えない場合、第２の切替制御信号を生成する。選択器は、前記第１の受信信号と、前記ＳＬＣ出力と、前記第１及び第２の切替制御信号のうちいずれか一方とを受け取り、前記第１の切替制御信号に応じて前記ＳＬＣ出力を後段へ出力し、前記第２の切替制御信号に応じて前記第１の受信信号を後段へ出力する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る不要波抑圧装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】図１の第１のＳＬＣ用演算セルの構成を示す回路図である。
【図３】図１の第２のＳＬＣ用演算セルの構成を示す回路図である。
【図４】図１の不要波抑圧装置の処理手順を示すシーケンス図である。
【図５】実施形態に係る不要波抑圧装置のその他の機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る不要波抑圧装置１０の機能構成を示すブロック図である。不要波抑圧装置１０は、主アンテナ２０からの第１の受信信号と、第１の補助アンテナ３０からの第２の受信信号と、第２の補助アンテナ４０からの第３の受信信号とに基づいてビーム合成を行い、時間的に途切れることなく受信される連続不要波（以下、不要波と称する）の到来方向のアンテナ利得を小さくすることで不要波を抑圧する。
【００１２】
図１における不要波抑圧装置１０は、第１のＳＬＣ（Sidelobe Canceller）用演算セル１１、第２のＳＬＣ用演算セル１２、比較器１３及び選択器１４を具備する。なお、本実施形態では、不要波抑圧装置１０は、一個の主アンテナ２０に対して二個の補助アンテナ３０，４０が付属する場合を例に説明するが、補助アンテナの数は二個に限定される訳ではない。補助アンテナが、二個以上ある場合であっても同様に実施可能である。また、不要波抑圧装置１０は、ＭＳＮ（Maximum Signal-to-Noise Ratio）、ＬＭＳ（Least Mean Square）及びグラムシュミット等の方式を適用できるが、本実施形態ではグラムシュミットを適用した場合について説明する。
【００１３】
第１のＳＬＣ用演算セル１１は、主アンテナ２０により受信された第１の受信信号と、第１の補助アンテナ３０により受信された第２の受信信号とに基づいて第１のＳＬＣウェイトを算出する。第１のＳＬＣ用演算セル１１は、第１のＳＬＣウェイトを用いて、第１の受信信号と、第２の受信信号とをビーム合成することで、第１の受信信号に含まれる不要波を抑圧する。第１のＳＬＣ用演算セル１１は、不要波を抑圧した第１の受信信号をＳＬＣ出力として選択器１４へ出力する。
【００１４】
図２は、第１のＳＬＣ用演算セル１１の構成を示す回路図である。第１のＳＬＣ用演算セル１１は、乗算器１１１、減算器１１２、乗算器１１３、遅延器１１４、アンプ１１５、加算器１１６及びアンプ１１７を備える。
【００１５】
図２において、乗算器１１１は、第１の補助アンテナ３０から連続したサンプルとして供給される第２の受信信号Ｘｉｎと、アンプ１１７からの第１のＳＬＣウェイトとを乗算する。乗算器１１１は、乗算結果を減算器１１２へ出力する。減算器１１２は、主アンテナ２０から連続したサンプルとして供給される第１の受信信号Ｙｉｎから、乗算器１１１からの乗算結果を減算する。減算器１１２は、減算結果を乗算器１１３へ出力すると共に、ＳＬＣ出力として選択器１４へ出力する。
【００１６】
乗算器１１３は、第２の受信信号Ｘｉｎと、減算器１１２からの減算結果とを乗算する。乗算器１１３は、乗算結果を加算器１１６へ出力する。遅延器１１４は、加算器１１６からの出力を一サンプル分だけ遅延させ、遅延信号としてアンプ１１５へ出力する。アンプ１１５は、遅延器１１４からの遅延信号を利得ａで増幅し、加算器１１６へ出力する。加算器１１６は、乗算器１１３からの乗算結果と、アンプ１１５からの信号とを加算する。加算器１１６は、加算結果をアンプ１１７へ出力する。アンプ１１７は、加算器１１６からの加算結果を利得ｇで増幅する。アンプ１１７は、増幅した信号を第１のＳＬＣウェイトとして乗算器１１１へ出力する。
【００１７】
図１の第２のＳＬＣ用演算セル１２は、第２の受信信号と、第２の補助アンテナ４０により受信された第３の受信信号とに基づいて第２のＳＬＣウェイトを算出する。第２のＳＬＣ用演算セル１２は、第２のＳＬＣウェイトを比較器１３へ出力する。
【００１８】
図３は、第２のＳＬＣ用演算セル１２の構成を示す回路図である。第２のＳＬＣ用演算セル１２は、乗算器１２１、減算器１２２、乗算器１２３、遅延器１２４、アンプ１２５、加算器１２６及びアンプ１２７を備える。
【００１９】
図３において、乗算器１２１は、第２の補助アンテナ４０から連続したサンプルとして供給される第３の受信信号Ｘｉｎと、アンプ１２７からの第２のＳＬＣウェイトとを乗算する。乗算器１２１は、乗算結果を減算器１２２へ出力する。減算器１２２は、第１の補助アンテナ３０から連続したサンプルとして供給される第２の受信信号Ｙｉｎから、乗算器１２１からの乗算結果を減算する。減算器１２２は、減算結果を乗算器１２３へ出力する。
【００２０】
乗算器１２３は、第３の受信信号Ｘｉｎと、減算器１２２からの減算結果とを乗算する。乗算器１２３は、乗算結果を加算器１２６へ出力する。遅延器１２４は、加算器１２６からの出力を一サンプル分だけ遅延させ、遅延信号としてアンプ１２５へ出力する。アンプ１２５は、遅延器１２４からの遅延信号を利得ａ’で増幅し、加算器１２６へ出力する。加算器１２６は、乗算器１２３からの乗算結果と、アンプ１２５からの信号とを加算する。加算器１２６は、加算結果をアンプ１２７へ出力する。アンプ１２７は、加算器１２６からの加算結果を利得ｇ’で増幅する。アンプ１２７は、増幅した信号を第２のＳＬＣウェイトとして乗算器１２１及び比較器１３へ出力する。
【００２１】
ここで、第１及び第２の補助アンテナ３０，４０のビームパターンは互いに同様であるため、第２のＳＬＣウェイトは、０から１の値を取る。第２の受信信号に不要波が存在する場合には、第２のＳＬＣウェイトは「１」に近付く。また、第２の受信信号に不要波が存在せずノイズのみである場合には、第２のＳＬＣウェイトは「０」に近付く。
【００２２】
図１の比較器１３は、予め設定された閾値と、第２のＳＬＣ用演算セル１２からの第２のＳＬＣウェイトとをサンプル毎に比較し、第２のＳＬＣウェイトが閾値を超えるか否かを判断する。例えば、閾値には０．７が設定され、比較器１３は、第２のＳＬＣウェイトが、第１の受信信号に不要波が含まれることを示す「１」に近いか否かを判断する。
【００２３】
比較器１３は、第２のＳＬＣウェイトが閾値を超えるサンプルに対して、切替制御信号として「１」を選択器１４へ出力する。また、比較器１３は、第２のＳＬＣウェイトが閾値以下となるサンプルに対して、切替制御信号として「０」を選択器１４へ出力する。
【００２４】
選択器１４は、主アンテナ２０で受信された第１の受信信号、第１のＳＬＣ用演算セル１１からのＳＬＣ出力及び比較器１３からの切替制御信号を受け取る。選択器１４は、切替制御信号に従い、第１の受信信号及びＳＬＣ出力のうちいずれか一方を選択して後段へ出力する。例えば、選択器１４は、切替制御信号が「１」であるサンプルに対しては、ＳＬＣ出力を選択して出力する。また、選択器１４は、切替制御信号が「０」であるサンプルに対しては、選択器１４は、第１の受信信号を選択して出力する。
【００２５】
次に、以上のように構成された不要波抑圧装置によるＳＬＣ切替動作の例を、処理手順に従い説明する。図４は、本実施形態に係る不要波抑圧装置１０の処理手順を示すシーケンス図である。
【００２６】
まず、主アンテナ２０で受信された第１の受信信号は、サンプル毎に第１のＳＬＣ用演算セル１１及び選択器１４へ供給される。また、第１の補助アンテナ３０で受信された第２の受信信号は、サンプル毎に第１及び第２のＳＬＣ用演算セル１１，１２へ供給される。また、第２の補助アンテナ４０で受信された第３の受信信号は、サンプル毎に第２のＳＬＣ用演算セル１２へ供給される。
【００２７】
第１のＳＬＣ用演算セル１１は、第１の受信信号の不要波を第２の受信信号に基づいて抑圧し（シーケンスＳ４１）、ＳＬＣ出力を選択器１４へ出力する。
【００２８】
第２のＳＬＣ用演算セル１２は、第２及び第３の受信信号に基づいて第２のＳＬＣウェイトを作成し（シーケンスＳ４２）、比較器１３へ出力する。
【００２９】
比較器１３は、第２のＳＬＣウェイトが、閾値として設定した０．７を超えるか否かを判断し（シーケンスＳ４３）、超える場合、切替制御信号として「１」を選択器１４へ出力する。また、超えない場合、切替制御信号として「０」を選択器１４へ出力する。
【００３０】
選択器１４は、切替制御信号が「１」であるか「０」であるかを判断し（シーケンスＳ４４）、「１」であるサンプルに対しては、ＳＬＣ出力を後段へ出力する。また、選択器１４は、「０」であるサンプルに対しては、第１の受信信号を後段へ出力する。
【００３１】
以上のように、上記実施形態では、比較器１３は、第２のＳＬＣウェイトの値に基づいて、第１の受信信号に不要波が含まれているか否かを判断するようにしている。これにより、比較器１３を設置することで不要波の有無を判断することが可能となるため、不要波抑圧処理のオンオフを自動で切り替えるための装置を不要波抑圧装置とは別に設ける必要がなくなる。
【００３２】
また、上記実施形態では、選択器１４は、比較器１３の判断結果に基づいて、第１の受信信号及びＳＬＣ出力のいずれか一方を出力するようにしている。これにより、選択器１４は、比較器１３の判断結果に基づいて、不要波抑圧処理のオンオフをサンプル毎に自動的に切り替えることが可能となる。
【００３３】
したがって、上記実施形態に係る不要波抑圧装置によれば、不要波抑圧処理のオンオフの切り替えを、別の装置を用意することなく、また、高速に実現することができる。
【００３４】
なお、上記実施形態では、図１に示す不要波抑圧装置１０について説明したが、不要波抑圧装置１０は図５に示す機能構成をしていても構わない。すなわち、不要波抑圧装置１０は、第３のＳＬＣ用演算セル１５をさらに具備していても構わない。このとき、第３のＳＬＣ用演算セル１５には、第１のＳＬＣ用演算セル１１からの第１のＳＬＣ出力と、第２のＳＬＣ用演算セル１２からの第２のＳＬＣ出力とが供給される。
【００３５】
第３のＳＬＣ用演算セル１５は、図２で示される回路図と同様の回路構成を有しており、第１のＳＬＣ出力と、第２のＳＬＣ出力とに基づいて第３のＳＬＣウェイトを算出する。第３のＳＬＣ用演算セル１５は、第３のＳＬＣウェイトを用いて、第１のＳＬＣ出力と、第２のＳＬＣ出力とをビーム合成することで、第１のＳＬＣ出力に含まれる不要波を抑圧した第３のＳＬＣ出力を生成する。第３のＳＬＣ用演算セル１５は、第３のＳＬＣ出力を選択器１４へ出力する。
【００３６】
選択器１４は、第１の受信信号と、第３のＳＬＣ出力と、比較器１３からの切替制御信号とを受け取る。選択器１４は、切替制御信号が「１」である場合、第１の受信信号及び第３のＳＬＣ出力のうち、第３のＳＬＣ出力を後段へ出力する。また、選択器１４は、切替制御信号が「０」である場合、第１の受信信号及び第３のＳＬＣ出力のうち、第１の受信信号を後段へ出力する。
【００３７】
以上のように、第３のＳＬＣ用演算セル１５をさらに具備することにより、第１の受信信号に二種類の不要波が含まれている場合であっても正確にこれらの不要波を抑圧することが可能となる。
【００３８】
また、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。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要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同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００３９】
１０…不要波抑圧装置
１１…第１のＳＬＣ用演算セル
１２…第２のＳＬＣ用演算セル
１３…比較器
１４…選択器
１５…第３のＳＬＣ用演算セル
２０…主アンテナ
３０…第１の補助アンテナ
４０…第２の補助アンテナ
【図１】
2012107990.tif 000003
【図２】
2012107990.tif 000004
【図３】
2012107990.tif 000005
【図４】
2012107990.tif 000006
【図５】
2012107990.tif 000007