(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレーアンテナを構成する素子アンテナの受信信号に荷重係数を乗算するとともに、その乗算結果の合成信号と参照用アンテナの受信信号との差分信号を計測する計測手段と、上記計測手段により計測された差分信号から所望信号の発信を検出されるまで、上記計測手段の荷重係数を更新して上記差分信号の平均電力の最小化を図る更新手段と、上記計測手段により計測された差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定する指示を上記更新手段に与える信号検出手段と、上記信号検出手段から指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果と、所望信号と相関が高い参照信号とから所望信号を抽出する所望信号抽出手段とを備えたアダプティブアンテナ。
【請求項２】
所望信号抽出手段は、信号検出手段から指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果の合成信号と参照用アンテナの受信信号との差分信号から所望信号と相関が高い参照信号を生成する参照信号生成器と、上記信号検出手段から指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果と、上記参照信号生成器により生成された参照信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、上記信号検出手段から指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果に上記荷重係数計算機により算出された荷重係数を乗算した結果を所望信号として出力する合成手段とから構成されることを特徴とする請求項1記載のアダプティブアンテナ。
【請求項３】
所望信号抽出手段は、信号検出手段から指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果の合成信号と参照用アンテナの受信信号との差分信号から所望信号と相関が高い参照信号を生成する参照信号生成器と、素子アンテナの受信信号と上記参照信号生成器により生成された参照信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、上記素子アンテナの受信信号に上記荷重係数計算機により算出された荷重係数を乗算した結果を所望信号として出力する合成手段とから構成されることを特徴とする請求項１記載のアダプティブアンテナ。
【請求項４】
所望信号抽出手段は、信号検出手段から指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果から所望信号の発信を示す既知の信号系列を抽出する信号系列抽出器と、上記既知の信号系列から所望信号と相関が高い参照信号を生成する参照信号生成器と、上記信号系列抽出器により抽出された信号系列と上記参照信号生成器により生成された参照信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、上記信号検出手段から指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果を所望信号として出力する合成手段とから構成されることを特徴とする請求項１記載のアダプティブアンテナ。
【請求項５】
所望信号抽出手段は、素子アンテナの受信信号から所望信号の発信を示す既知の信号系列を抽出する信号系列抽出器と、上記既知の信号系列から所望信号と相関が高い参照信号を生成する参照信号生成器と、上記信号系列抽出器により抽出された信号系列と上記参照信号生成器により生成された参照信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、上記素子アンテナの受信信号に上記荷重係数計算機により算出された荷重係数を乗算した結果を所望信号として出力する合成手段とから構成されることを特徴とする請求項１記載のアダプティブアンテナ。
【請求項６】
アレーアンテナを構成する素子アンテナの受信信号に荷重係数を乗算するとともに、その乗算結果の合成信号と参照用アンテナの受信信号との差分信号を計測する計測手段と、その荷重係数を更新して上記計測手段により計測された差分信号の平均電力の最小化を図る更新手段と、上記計測手段により計測された差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定する指示を上記更新手段に与える信号検出手段と、上記計測手段の乗算結果と差分信号から所望信号を抽出する所望信号抽出手段とを備えたアダプティブアンテナ。
【請求項７】
所望信号抽出手段は、計測手段の乗算結果と差分信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、上記計測手段の乗算結果に当該荷重係数を乗算して所望信号を出力する合成手段とから構成されることを特徴とする請求項６記載のアダプティブアンテナ。
【請求項８】
アレーアンテナを構成する素子アンテナの受信信号に荷重係数を乗算するとともに、その乗算結果の合成信号と参照用アンテナの受信信号との差分信号を計測する計測手段と、その荷重係数を更新して上記計測手段により計測された差分信号の平均電力の最小化を図る更新手段と、上記計測手段により計測された差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定する指示を上記更新手段に与える信号検出手段と、上記素子アンテナの受信信号と上記計測手段により計測された差分信号から所望信号を抽出する所望信号抽出手段とを備えたアダプティブアンテナ。
【請求項９】
所望信号抽出手段は、素子アンテナの受信信号と計測手段により計測された差分信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、上記素子アンテナの受信信号に当該荷重係数を乗算して所望信号を出力する合成手段とから構成されることを特徴とする請求項８記載のアダプティブアンテナ。
【請求項１０】
アレーアンテナを構成する素子アンテナの受信信号に荷重係数を乗算するとともに、その乗算結果の合成信号と参照用アンテナの受信信号との差分信号を計測する計測手段と、その荷重係数を更新して上記計測手段により計測された差分信号の平均電力の最小化を図る更新手段と、上記計測手段により計測された差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定する指示を上記更新手段に与える信号検出手段と、上記計測手段により計測された差分信号に荷重係数を乗算し、その乗算結果と上記計測手段の乗算結果との差分を演算する演算手段と、上記演算手段の演算結果と上記計測手段により計測された差分信号から所望信号を抽出する所望信号抽出手段とを備えたアダプティブアンテナ。
【請求項１１】
演算手段は、計測手段の乗算結果と差分信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、上記計測手段により計測された差分信号に当該荷重係数を乗算し、その乗算結果を上記計測手段の乗算結果から減算する演算器とから構成されることを特徴とする請求項１０記載のアダプティブアンテナ。
【請求項１２】
演算手段は、素子アンテナの受信信号と計測手段により計測された差分信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、上記計測手段により計測された差分信号に当該荷重係数を乗算し、その乗算結果を上記素子アンテナの受信信号から減算する演算器とから構成されることを特徴とする請求項１０記載のアダプティブアンテナ。
【請求項１３】
所望信号抽出手段は、演算手段の演算結果と計測手段により計測された差分信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、上記演算手段の演算結果に当該荷重係数を乗算し、その乗算結果の合成信号を出力する合成手段と、上記計測手段により計測された差分信号と上記合成手段から出力される合成信号との差分を求める減算器とから構成されることを特徴とする請求項１０から請求項１２のうちのいずれか１項記載のアダプティブアンテナ。
【請求項１４】
計測手段は、アレーアンテナを構成する素子アンテナの受信信号から計算される相関行列の逆行列と、その受信信号及び参照用アンテナの受信信号から計算される相互相関ベクトルとを乗算して、荷重係数を求めることを特徴とする請求項１から請求項１３のうちのいずれか１項記載のアダプティブアンテナ。
【請求項１５】
アレーアンテナを構成する素子アンテナの受信信号に荷重係数を乗算し、その乗算結果の合成信号と参照用アンテナの受信信号との差分信号を計測するとともに、計測された差分信号から所望信号の発信を検出されるまで、上記荷重係数を更新して上記差分信号の平均電力の最小化を図る一方、上記差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定して、上記指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果と、所望信号と相関が高い参照信号とから所望信号を抽出するアンテナ指向性制御方法。
【請求項１６】
アレーアンテナを構成する素子アンテナの受信信号に荷重係数を乗算し、その乗算結果の合成信号と参照用アンテナの受信信号との差分信号を計測するとともに、その荷重係数を更新してその差分信号の平均電力の最小化を図る一方、その差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定して、その乗算結果と差分信号から所望信号を抽出するアンテナ指向性制御方法。
【請求項１７】
アレーアンテナを構成する素子アンテナの受信信号に荷重係数を乗算し、その乗算結果の合成信号と参照用アンテナの受信信号との差分信号を計測するとともに、その荷重係数を更新してその差分信号の平均電力の最小化を図る一方、その差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定して、その素子アンテナの受信信号と差分信号から所望信号を抽出するアンテナ指向性制御方法。
【請求項１８】
アレーアンテナを構成する素子アンテナの受信信号に荷重係数を乗算し、その乗算結果の合成信号と参照用アンテナの受信信号との差分信号を計測するとともに、その荷重係数を更新してその差分信号の平均電力の最小化を図る一方、その差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定するとともに、その差分信号に荷重係数を乗算して、その乗算結果と上記受信信号に対する荷重係数の乗算結果との差分を演算し、その演算結果と差分信号から所望信号を抽出するアンテナ指向性制御方法。
【請求項１９】
アレーアンテナを構成する素子アンテナの受信信号から計算される相関行列の逆行列と、その受信信号及び参照用アンテナの受信信号から計算される相互相関ベクトルとを乗算して、荷重係数を求めることを特徴とする請求項１５から請求項１８のうちのいずれか１項記載のアンテナ指向性制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、所望波の入射方向のアンテナ利得を高くする一方、干渉波の入射方向のアンテナ利得を低くするアダプティブアンテナ及びアンテナ指向性制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は例えば「小川  恭孝、菊間  信良著、アダプティブアンテナ理論の進展と今後の展望、”電子情報通信学会論文誌Ｂ−ＩＩ、Ｖｏｌ．Ｊ７５−Ｂ−ＩＩ，Ｎｏ．１１，ｐｐ．７２１−７３２，Ｎｏｖ．１９９２」に示された従来のアダプティブアンテナを示す構成図であり、図において、１はアレーアンテナ、１−１〜１−Ｎはアレーアンテナ１を構成する素子アンテナ、２−１〜２−Ｎは素子アンテナ１−１〜１−Ｎに接続された受信機、３−１〜３−Ｎは受信機２−１〜２−Ｎにより受信されたアナログの受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、４−１〜４−ＮはＡ／Ｄ変換器３−１〜３−Ｎが出力するデジタル信号を同相成分と直交成分に分割するＩＱ信号変換器である。
【０００３】
５は所望波の既知の信号部分を参照信号ｄ（ｎ）として記憶する参照信号系列メモリ、６はＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎの出力信号ｘ1 （ｎ）〜ｘN （ｎ）と参照信号ｄ（ｎ）から荷重係数ｗ1 〜ｗN を計算する荷重係数計算機、７−１〜７−ＮはＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎの出力信号ｘ1 （ｎ）〜ｘN （ｎ）に荷重係数ｗ1 〜ｗN を乗算する乗算器、８は乗算器７−１〜７−Ｎの乗算結果を合成した信号ｚ（ｎ）を出力する合成器である。
なお、図において、斜線と２の印が付された経路の信号は、同相成分及び直交成分の２つの信号成分があることを示している。
【０００４】
次に動作について説明する。
アダプティブアンテナは、参照信号と相関が高い信号成分を保存して、参照信号と相関が低い成分を抑圧するように自動的にアンテナ指向性を制御するものである。
【０００５】
素子アンテナ１−１〜１−Ｎに入射する所望波及び干渉波は、受信機２−１〜２−Ｎにより受信されて、Ａ／Ｄ変換器３−１〜３−Ｎによりディジタル信号に変換された後、ＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎにより同相成分と直交成分に分割される。
ここでは、その同相成分を実部、直交成分を虚部とする複素信号ｘ1 （ｎ）〜ｘN （ｎ）で表すことにする。
【０００６】
このようにして、ＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎがディジタル信号を同相成分と直交成分に分割すると、乗算器７−１〜７−Ｎは、ＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎの出力信号ｘ1 （ｎ）〜ｘN （ｎ）に対して、荷重係数計算機６により計算された荷重係数ｗ1 〜ｗN を乗算する。
そして、合成器８は、乗算器７−１〜７−Ｎの乗算結果を合成して、所望波である出力信号ｚ（ｎ）を出力する。
【０００７】
ここで、荷重係数計算機６による荷重係数ｗ1 〜ｗN の計算を説明する。
荷重係数計算機６は、参照信号系列メモリ５により記憶されている所望波と相関が高い参照信号ｄ（ｎ）と、ＩＱ信号変換器４−１〜４−Ｎの出力信号ｘ1 （ｎ）〜ｘN （ｎ）とを下式に代入して、合成器８の出力信号ｚ（ｎ）と参照信号ｄ（ｎ）との差分信号の平均電力が最小化するような荷重係数ｗ1 〜ｗNを計算する。
【０００８】
【数１】
0004056655.tif 000002
【０００９】
上式において、肩字の＊は複素共役を示し、Ｔは転置を示す。Ｗは式（２）で示すような荷重係数ｗ1 〜ｗN を要素とする列ベクトルであり、Ｘ（ｎ）は式（３）で示すような信号ｘ1 （ｎ）〜ｘN （ｎ）を要素とする列ベクトルである。
また、式（４）及び式（５）で示すように、Ｒは相関行列、Ｐは相互相関ベクトルである。
【００１０】
式（４）及び式（５）において、Ｌは平均処理のサンプル数である。このように直接荷重を計算する方法はＳＭＩ（Ｓａｍｐｌｅ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｉｎｖｅｒｓｅ）法と呼ばれている。
式（１）で計算された荷重係数ｗ1 〜ｗN を用いることにより、合成器８の出力信号ｚ（ｎ）は、参照信号ｄ（ｎ）と相関が低い信号成分が抑圧されて、参照信号と相関が高い成分だけから構成される。
【００１１】
即ち、参照信号として所望波と相関が高く、干渉波と相関が低い信号を用いれば、アダプティブアンテナは、所望波成分だけを有する出力信号ｚ（ｎ）を抽出することができるため、干渉波成分を抑圧した信号を得ることができる。
また、この荷重係数ｗ1 〜ｗN が加味されたアダプティブアンテナでは、そのアンテナパターンとしては、所望波の入射方向に対してゲインが高く、干渉波の入射方向に対してゲインが低く設定されていることになる。
【００１２】
このようにＳＭＩ法によるアダプティブアンテナでは、参照信号として所望波と相関が高い信号を用いることが非常に重要となる。
しかし、所望波と相関が高い信号を生成することは容易でない。例えば、素子アンテナの受信信号から所望波と相関が高い信号を推定する場合、所望波は干渉波と合成されて受信されているので干渉波が強い場合には、精度よく推定することができず、推定誤差が大きくなる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のアダプティブアンテナは以上のように構成されているので、素子アンテナ１−１〜１−Ｎの受信信号から参照信号を推定する場合、その受信信号に干渉波成分が含まれていると、所望波と相関が高い参照信号を生成することが困難になり、精度よく所望波成分のみを抽出することができなくなる課題があった。
【００１４】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、干渉波成分を抑圧して、精度よく所望波成分を抽出することができるアダプティブアンテナ及び利得制御方法を得ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るアダプティブアンテナは、アレーアンテナを構成する素子アンテナの受信信号に荷重係数を乗算するとともに、その乗算結果の合成信号と参照用アンテナの受信信号との差分信号を計測する計測手段と、上記計測手段により計測された差分信号から所望信号の発信を検出されるまで、上記計測手段の荷重係数を更新して上記差分信号の平均電力の最小化を図る更新手段と、上記計測手段により計測された差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定する指示を上記更新手段に与える信号検出手段と、上記信号検出手段から指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果と、所望信号と相関が高い参照信号とから所望信号を抽出する所望信号抽出手段とを備えたものである。
【００１６】
この発明に係るアダプティブアンテナは、信号検出手段から指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果の合成信号と参照用アンテナの受信信号との差分信号から所望信号と相関が高い参照信号を生成する参照信号生成器と、上記信号検出手段から指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果と、上記参照信号生成器により生成された参照信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、上記信号検出手段から指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果に上記荷重係数計算機により算出された荷重係数を乗算した結果を所望信号として出力する合成手段とから所望信号抽出手段を構成するようにしたものである。
【００１７】
この発明に係るアダプティブアンテナは、信号検出手段から指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果の合成信号と参照用アンテナの受信信号との差分信号から所望信号と相関が高い参照信号を生成する参照信号生成器と、素子アンテナの受信信号と上記参照信号生成器により生成された参照信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、上記素子アンテナの受信信号に上記荷重係数計算機により算出された荷重係数を乗算した結果を所望信号として出力する合成手段とから所望信号抽出手段を構成するようにしたものである。
【００１８】
この発明に係るアダプティブアンテナは、信号検出手段から指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果から所望信号の発信を示す既知の信号系列を抽出する信号系列抽出器と、上記既知の信号系列から所望信号と相関が高い参照信号を生成する参照信号生成器と、上記信号系列抽出器により抽出された信号系列と上記参照信号生成器により生成された参照信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、上記信号検出手段から指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果を所望信号として出力する合成手段とから所望信号抽出手段を構成するようにしたものである。
【００１９】
この発明に係るアダプティブアンテナは、素子アンテナの受信信号から所望信号の発信を示す既知の信号系列を抽出する信号系列抽出器と、上記既知の信号系列から所望信号と相関が高い参照信号を生成する参照信号生成器と、上記信号系列抽出器により抽出された信号系列と上記参照信号生成器により生成された参照信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、上記素子アンテナの受信信号に上記荷重係数計算機により算出された荷重係数を乗算した結果を所望信号として出力する合成手段とから所望信号抽出手段を構成するようにしたものである。
【００２０】
この発明に係るアダプティブアンテナは、荷重係数を更新して計測手段により計測された差分信号の平均電力の最小化を図る更新手段と、その計測手段により計測された差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定する指示を更新手段に与える信号検出手段と、その計測手段の乗算結果と差分信号から所望信号を抽出する所望信号抽出手段とを設けたものである。
【００２１】
この発明に係るアダプティブアンテナは、計測手段の乗算結果と差分信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、その計測手段の乗算結果に当該荷重係数を乗算して所望信号を出力する合成手段とから所望信号抽出手段を構成するようにしたものである。
【００２２】
この発明に係るアダプティブアンテナは、荷重係数を更新して計測手段により計測された差分信号の平均電力の最小化を図る更新手段と、その計測手段により計測された差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定する指示を更新手段に与える信号検出手段と、素子アンテナの受信信号と計測手段により計測された差分信号から所望信号を抽出する所望信号抽出手段とを設けたものである。
【００２３】
この発明に係るアダプティブアンテナは、素子アンテナの受信信号と計測手段により計測された差分信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、その素子アンテナの受信信号に当該荷重係数を乗算して所望信号を出力する合成手段とから所望信号抽出手段を構成するようにしたものである。
【００２４】
この発明に係るアダプティブアンテナは、荷重係数を更新して計測手段により計測された差分信号の平均電力の最小化を図る更新手段と、その計測手段により計測された差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定する指示を更新手段に与える信号検出手段と、その計測手段により計測された差分信号に荷重係数を乗算し、その乗算結果と計測手段の乗算結果との差分を演算する演算手段と、その演算手段の演算結果と計測手段により計測された差分信号から所望信号を抽出する所望信号抽出手段とを設けたものである。
【００２５】
この発明に係るアダプティブアンテナは、計測手段の乗算結果と差分信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、その計測手段により計測された差分信号に当該荷重係数を乗算し、その乗算結果を計測手段の乗算結果から減算する演算器とから演算手段を構成するようにしたものである。
【００２６】
この発明に係るアダプティブアンテナは、素子アンテナの受信信号と計測手段により計測された差分信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、その計測手段により計測された差分信号に当該荷重係数を乗算し、その乗算結果を素子アンテナの受信信号から減算する演算器とから演算手段を構成するようにしたものである。
【００２７】
この発明に係るアダプティブアンテナは、演算手段の演算結果と計測手段により計測された差分信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、その演算手段の演算結果に当該荷重係数を乗算し、その乗算結果の合成信号を出力する合成手段と、その計測手段により計測された差分信号と合成手段から出力される合成信号との差分を求める減算器とから所望信号抽出手段を構成するようにしたものである。
【００２８】
この発明に係るアダプティブアンテナは、アレーアンテナを構成する素子アンテナの受信信号から計算される相関行列の逆行列と、その受信信号及び参照用アンテナの受信信号から計算される相互相関ベクトルとを乗算して、荷重係数を求める計測手段を設けたものである。
【００２９】
この発明に係るアンテナ指向性制御方法は、アレーアンテナを構成する素子アンテナの受信信号に荷重係数を乗算し、その乗算結果の合成信号と参照用アンテナの受信信号との差分信号を計測するとともに、計測された差分信号から所望信号の発信を検出されるまで、上記荷重係数を更新して上記差分信号の平均電力の最小化を図る一方、上記差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定して、上記指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果と、所望信号と相関が高い参照信号とから所望信号を抽出するようにしたものである。
【００３０】
この発明に係るアンテナ指向性制御方法は、荷重係数を更新して差分信号の平均電力の最小化を図る一方、その差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定して、乗算結果と差分信号から所望信号を抽出するようにしたものである。
【００３１】
この発明に係るアンテナ指向性制御方法は、荷重係数を更新して差分信号の平均電力の最小化を図る一方、その差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定して、素子アンテナの受信信号と差分信号から所望信号を抽出するようにしたものである。
【００３２】
この発明に係るアンテナ指向性制御方法は、荷重係数を更新して差分信号の平均電力の最小化を図る一方、その差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定するとともに、その差分信号に荷重係数を乗算して、その乗算結果と受信信号に対する荷重係数の乗算結果との差分を演算し、その演算結果と差分信号から所望信号を抽出するようにしたものである。
【００３３】
この発明に係るアンテナ指向性制御方法は、アレーアンテナを構成する素子アンテナの受信信号から計算される相関行列の逆行列と、その受信信号及び参照用アンテナの受信信号から計算される相互相関ベクトルとを乗算して荷重係数を求めるようにしたものである。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるアダプティブアンテナを示す構成図であり、図において、１０は参照用アンテナ、１１はアレーアンテナ、１１−１〜１１−Ｎはアレーアンテナ１１を構成する素子アンテナ、１２−０は参照用アンテナ１０に接続された受信機、１２−１〜１２−Ｎは素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎに接続された受信機、１３−０〜１３−Ｎは受信機１２−０〜１２−Ｎにより受信されたアナログの受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、１４−０〜１４−ＮはＡ／Ｄ変換器１３−０〜１３−Ｎが出力するデジタル信号を同相成分と直交成分に分割するＩＱ信号変換器である。
【００３５】
１５はＩＱ信号変換器１４−１〜１４−Ｎの出力信号ｘ1-1 （ｎ）〜ｘ1-N （ｎ）から計算される相関行列の逆行列Ｒ1-1 と、その出力信号及びＩＱ信号変換器１４−０の出力信号ｒ（ｎ）から計算される相互相関ベクトルＰ1 とを乗算して荷重係数ｗ1-1 〜ｗ1-N を求める荷重係数計算機、１６−１〜１６−ＮはＩＱ信号変換器１４−１〜１４−Ｎの出力信号ｘ1-1 （ｎ）〜ｘ1-N （ｎ）に荷重係数ｗ1-1 〜ｗ1-N を乗算する乗算器、１７は乗算器１６−１〜１６−Ｎの乗算結果である出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）を合成する合成器、１８は合成器１７より出力される合成信号とＩＱ信号変換器１４−０の出力信号ｒ（ｎ）との差分を求めて、その差分信号ｅ（ｎ）を出力する減算器である。
なお、受信機１２−０〜１２−Ｎ，Ａ／Ｄ変換器１３−０〜１３−Ｎ，ＩＱ信号変換器１４−０〜１４−Ｎ，荷重係数計算機１５，乗算器１６−１〜１６−Ｎ、合成器１７及び減算器１８から計測手段が構成されている。
【００３６】
１９は荷重係数ｗ1-1 〜ｗ1-N を更新して差分信号ｅ（ｎ）の平均電力の最小化を図る荷重の更新タイミングを制御する荷重更新制御器（更新手段）、２０は減算器１８が出力する差分信号ｅ（ｎ）から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数ｗ1-1 〜ｗ1-N に固定する指示を荷重更新制御器１９に与える信号検出器（信号検出手段）である。
【００３７】
２１は減算器１８が出力する差分信号ｅ（ｎ）から所望信号と相関が高い参照信号ｄ（ｎ）を生成する参照信号生成器、２２は乗算器１６−１〜１６−Ｎの出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）と参照信号生成器２１により生成された参照信号ｄ（ｎ）から荷重係数ｗ2-1 〜ｗ2-N を計算する荷重係数計算機、２３−１〜２３−Ｎは乗算器１６−１〜１６−Ｎの出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）に荷重係数ｗ2-1 〜ｗ2-Nを乗算する乗算器（合成手段）、２４は乗算器２３−１〜２３−Ｎの乗算結果を合成して、所望波である出力信号ｚ（ｎ）を出力する合成器（合成手段）である。
なお、参照信号生成器２１，荷重係数計算機２２，乗算器２３−１〜２３−Ｎ及び合成器２４から所望信号抽出手段が構成されている。
図２はこの発明の実施の形態１による利得制御方法を示すフローチャートである。
【００３８】
次に動作について説明する。
この実施の形態１では、ＰＨＳ等の移動通信の基地局にアダプティブアンテナを適用する場合について説明する。
【００３９】
素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎに入射する所望波及び干渉波は、受信機１２−１〜１２−Ｎにより受信されて、Ａ／Ｄ変換器１３−１〜１３−Ｎによりディジタル信号に変換された後、ＩＱ信号変換器１４−１〜１４−Ｎにより同相成分と直交成分に分割される（ステップＳＴ１）。
ここでは、その同相成分を実部、直交成分を虚部とする複素信号ｘ1-1 （ｎ）〜ｘ1-N （ｎ）で表すことにする。
【００４０】
一方、参照用アンテナ１０に入射する所望波及び干渉波は、受信機１２−０により受信されて、Ａ／Ｄ変換器１３−０によりディジタル信号に変換された後、ＩＱ信号変換器１４−０により同相成分と直交成分に分割される（ステップＳＴ１）。
ここでは、その同相成分を実部、直交成分を虚部とする複素信号ｒ（ｎ）で表すことにする。
【００４１】
このようにして、ＩＱ信号変換器１４−１〜１４−Ｎがディジタル信号を同相成分と直交成分に分割すると、乗算器１６−１〜１６−Ｎは、ＩＱ信号変換器１４−１〜１４−Ｎの出力信号ｘ1-1 （ｎ）〜ｘ1-N （ｎ）に対して、荷重係数計算機１５により計算された荷重係数ｗ1-1 〜ｗ1-N を乗算する。
そして、合成器１７は、乗算器１６−１〜１６−Ｎの乗算結果である出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）を合成し、減算器１８は、合成器１７より出力された合成信号からＩＱ信号変換器１４−０の出力信号ｒ（ｎ）を減算して、その差分信号ｅ（ｎ）を出力する（ステップＳＴ２）。
【００４２】
ここで荷重係数計算機１５による荷重係数ｗ1-1 〜ｗ1-N の計算を説明する。
荷重係数計算機１５は、ＩＱ信号変換器１４−１〜１４−Ｎの出力信号ｘ1-1 （ｎ）〜ｘ1-N （ｎ）と、ＩＱ信号変換器１４−０の出力信号ｒ（ｎ）とを下式に代入して、減算器１８が出力する差分信号ｅ（ｎ）の平均電力が最小化するような荷重係数ｗ1-1 〜ｗ1-N を計算する（ステップＳＴ３）。
【００４３】
【数２】
0004056655.tif 000003
【００４４】
式（６）において、Ｗ1 は式（７）で示したように荷重係数ｗ1-1 〜ｗ1-N を要素とする列ベクトルであり、Ｒ1 は相関行列、Ｐ1 は相互相関ベクトルであり、式（９）及び式（１０）により与えられる。
Ｘ1 （ｎ）は式（８）に示すようにＮ個の素子アンテナの受信信号ｘ1-1 （ｎ）〜ｘ1-N （ｎ）で構成される受信信号ベクトルであり、ｒ（ｎ）は参照用アンテナ１０の受信信号である。減算器１８では、式（６）で得られる適応荷重を用いて下式に示すような差分信号ｅ（ｎ）を求める。
【００４５】
【数３】
0004056655.tif 000004
【００４６】
このようにして、荷重係数計算機１５により計算された荷重係数ｗ1-1 〜ｗ1-N を用いると、減算器１８が出力する差分信号ｅ（ｎ）の平均電力が最小化され、参照用アンテナ１０の受信信号から素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの受信信号と相関が高い成分が抑圧される。
即ち、入射信号が存在する場合には、参照用アンテナ１０の受信信号から雑音を除く入射信号成分が抑圧され、参照用アンテナ１０及びアレーアンテナ１１のアンテナパターンでは入射信号方向にヌルが形成されることになる。
【００４７】
なお、荷重係数計算機１５として、ここではＳＭＩ法による荷重係数計算について説明したが、例えば、従来の技術の説明で挙げた文献や、「鷹尾  和昭著、“アダプティブアンテナの理論体系”電子情報通信学会論文誌Ｂ−ＩＩ、Ｖｏｌ．Ｊ７５−Ｂ−ＩＩ，Ｎｏ．１１，ｐｐ．７１３−７２０，Ｎｏｖ．１９９２」に示されるように、式（６）で与えられる荷重に収束する様々な適応アルゴリズムが提案されており、他の適応アルゴリズムにより荷重係数計算を行ってもよい。
【００４８】
次に、信号検出器２０は、荷重係数の更新が繰り返された後、減算器１８が出力する差分信号ｅ（ｎ）を入力し、既知の信号系列の検出を実施する。
例えば、ＰＨＳ基地局に適用するアダプティブアンテナでは、通信信号中に同期を取るため既知の信号系列が含まれるので、これを利用することができる。
【００４９】
信号検出器２０は、移動機から通信開始要求を示す既知の信号系列を検出すると（ステップＳＴ４）、その信号系列を検出する直前の荷重係数ｗ1-1 〜ｗ1-N に固定する指示を荷重更新制御器１９に与えて、荷重係数の更新を停止する（ステップＳＴ５）。
一方、既知の信号系列を検出しない場合には（ステップＳＴ４）、一定時間毎に荷重係数の更新を行う指示を荷重更新制御器１９に与えて、荷重係数の更新を継続する。
以上の適応処理を第１段の適応処理と呼ぶことにする。
【００５０】
第２段の適応処理は、下式に示すような第１段の適応処理の結果得られる信号ベクトルＸ2 （ｎ）、即ち、乗算器１６−１〜１６−Ｎの出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）を入力として、従来のアダプティブアンテナと同様の処理を行う。このとき、参照信号生成器２１は、減算器１８が出力する差分信号ｅ（ｎ）から所望信号と相関が高い参照信号ｄ（ｎ）を推定する。
【００５１】
【数４】
0004056655.tif 000005
【００５２】
即ち、荷重係数計算機２２が、参照信号生成器２１により生成された所望波と相関が高い参照信号ｄ（ｎ）と、出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）とを式（１）に代入して、合成器２４の出力信号ｚ（ｎ）と参照信号ｄ（ｎ）との差分信号の平均電力が最小化するような荷重係数ｗ2-1 〜ｗ2-N を計算する。
ただし、上記の計算では、出力信号ｘ1 （ｎ）〜ｘN （ｎ）の代わりに、出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）を用いて計算し、その計算結果であるｗ1 〜ｗN をｗ2-1 〜ｗ2-N とする。
【００５３】
乗算器２３−１〜２３−Ｎは、荷重係数計算機２２が荷重係数ｗ2-1 〜ｗ2-N を計算すると、出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）に対して荷重係数ｗ2-1 〜ｗ2-N を乗算する。
そして、合成器２４は、乗算器２３−１〜２３−Ｎの乗算結果を合成して、所望波となる出力信号ｚ（ｎ）を出力する（ステップＳＴ６）。
【００５４】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、通信開始以前には全ての入射信号の入射方向にヌルが形成されるように第１段の適応処理を実施し、通信開始後に荷重係数を固定するように荷重更新を制御するので、所望波が干渉波と同一方向から入射するなど、所望波がヌルの形成された方向から入射する場合を除いて、第１段の適応処理により干渉波がある程度抑圧されたＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）の高い信号を得ることができる。
【００５５】
なお、適応フィルタにより形成されるヌルの角度幅は非常に狭く、所望波がこの方向から入射するケースは稀である。ＳＩＮＲが改善された第１段の適応処理結果から参照信号生成器２１により参照信号を推定することにより、より所望波と相関が高い参照信号を生成することができるので、良好な性能を持つアダプティブアンテナを得ることができる。また、干渉波が所望波よりも強い場合に用いることができない適応アルゴリズム、もしくは、性能劣化が生じる適応アルゴリズムを有効に動作させることができる効果がある。
【００５６】
ここでは、ＰＨＳ基地局に適用したアダプティブアンテナについて説明したが、移動局に適用しても同様な効果を得ることができる。また、信号検出器２０による信号検出は、他の移動通信方式においても符号変調方式の符号など、既知の信号系列を含む通信方式では同様に適用することができる。
【００５７】
なお、この実施の形態１では、第２段の適応処理の入力として、乗算器１６−１〜１６−Ｎの出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）を用いるものについて示したが、荷重係数を乗算する前の信号であるＩＱ信号変換器１４−１〜１４−Ｎの出力信号ｘ1-1 （ｎ）〜ｘ1-N （ｎ）を用い、求められた荷重を信号ｘ1-1 （ｎ）〜ｘ1-N （ｎ）に乗じるように構成してもよい。
【００５８】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２によるアダプティブアンテナを示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
３１は減算器１８が出力する差分信号ｅ（ｎ）から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数ｗ1-1 〜ｗ1-N に固定する指示を荷重更新制御器１９に与える一方、参照信号系列メモリ３３から出力される既知の信号系列と差分信号ｅ（ｎ）の相関値のピーク値を検出して、既知の信号系列が含まれる位置を検出する信号位置検出器（信号検出手段）である。
【００５９】
３２は信号位置検出器３１の検出結果に基づいて乗算器１６−１〜１６−Ｎの出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）から既知の信号系列が含まれている部分だけを抽出する信号系列抽出器（所望信号抽出手段）、３３は既知の信号系列を信号位置検出器３１に出力する一方、既知の信号系列から所望波と相関が高い参照信号ｄ（ｎ）を生成して、荷重係数計算機３４に出力する参照信号生成器である参照信号系列メモリ（所望信号抽出手段）、３４は信号系列抽出器３２の出力信号ｙ1 （ｎ）〜ｙN （ｎ）と参照信号系列メモリ３３から出力される参照信号ｄ（ｎ）から荷重係数ｗ2-1 〜ｗ2-N を計算する荷重係数計算機（所望信号抽出手段）である。
【００６０】
次に動作について説明する。
この実施の形態２は、荷重係数計算機３４が用いるアルゴリズムとして、従来例で説明したＳＭＩ法を適用する例を示している。
ＳＭＩ法を適用するために、信号位置検出器３１が、減算器１８が出力する差分信号ｅ（ｎ）から既知の信号系列が含まれている位置（タイミング）を検出する。
【００６１】
信号位置検出器３１では、上記実施の形態１における信号検出器２０と同様に通信の開始も検出して、荷重更新の停止を荷重更新制御器１９に指示する。
既知の信号系列が含まれる位置は、参照信号系列メモリ３３から出力される既知の信号系列と差分信号ｅ（ｎ）の相関値を計算し、この相関値のピークから検出することができる。
【００６２】
信号系列抽出器３２は、信号位置検出器３１が既知の信号系列が含まれている位置を検出すると、その検出結果に基づいて、乗算器１６−１〜１６−Ｎの出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）から既知の信号系列が含まれている部分だけを抽出する。その抽出された信号をｙ1 （ｎ）〜ｙN （ｎ）とする。
【００６３】
荷重係数計算機３４は、信号系列抽出器３２が既知の信号系列が含まれている部分を抽出すると、信号系列抽出器３２の出力信号ｙ1 （ｎ）〜ｙN （ｎ）と、参照信号系列メモリ３３から出力される参照信号ｄ（ｎ）とを下式に代入して、合成器２４の出力信号ｚ（ｎ）と参照信号ｄ（ｎ）との差分信号の平均電力が最小化するような荷重係数ｗ2-1 〜ｗ2-N を計算する。
【００６４】
【数５】
0004056655.tif 000006
【００６５】
式（１３）において、式（１４）で示すようにＷ2 は荷重係数ｗ2-1 〜ｗ2-N を要素とする列ベクトルであり、Ｙ（ｎ）は式（１５）で示すような信号ｙ1 （ｎ）〜ｙN （ｎ）を要素とする列ベクトルであって、出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）から参照信号と同じ系列が含まれている部分を抽出した信号である。
また、式（１６）及び式（１７）で示すようにＲ2 は相関行列、Ｐ2 は相互相関ベクトルである。
【００６６】
従来のアダプティブアンテナでは、所望信号の位置を検出して参照信号を生成する構成とする場合、干渉波成分により位置の検出精度が低下して、所望波を正確に認識することができず、性能劣化の原因となっていたが、この実施の形態２のアダプティブアンテナは、通信開始以前には、参照用アンテナ１０の受信信号を参照信号とする第１段目の適応処理により、全ての入射信号の方向のゲインを下げるような荷重を求め、通信開始後は第１段目の適応荷重を通信開始以前のものに固定するので、干渉波が所望波に比べて大きい場合でも、第１段目の適応処理で干渉波を抑圧することができるようになり、その結果、信号位置検出器３１は所望波の位置検出を正確に行うことができるため、良好な性能のアダプティブアンテナを得ることできる効果を奏する。
【００６７】
ここでは、移動通信の基地局に適用したアダプティブアンテナについて説明したが、移動局に適用しても同様な効果を得ることができる。また、信号位置検出器３１による信号検出は、他の移動通信方式においても符号変調方式の符号など、既知の信号系列を含む通信方式では同様に適用することができる。
【００６８】
なお、この実施の形態２では、信号系列抽出器３２が、乗算器１６−１〜１６−Ｎの出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）からｙ1 （ｎ）〜ｙN （ｎ）の信号を抽出するものについて示したが、荷重係数を乗算する前の信号であるＩＱ信号変換器１４−１〜１４−Ｎの出力信号ｘ1-1 （ｎ）〜ｘ1-N （ｎ）からｙ1 （ｎ）〜ｙN （ｎ）の信号を抽出して荷重を求め、この荷重を信号ｘ1-1 （ｎ）〜ｘ1-N （ｎ）に乗じるように構成してもよい。
【００６９】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３によるアダプティブアンテナを示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
４１は乗算器１６−１〜１６−Ｎの出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）と減算器１８が出力する差分信号ｅ（ｎ）から荷重係数ｗ2-1 〜ｗ2-N を計算する荷重係数計算機（所望信号抽出手段）である。
【００７０】
次に動作について説明する。
この実施の形態３は、上記実施の形態１における参照信号生成器２１、または、上記実施の形態２における参照信号系列メモリ３３が生成する参照信号ｄ（ｎ）の代わりとして、第１段の適応処理による減算器１８の差分信号ｅ（ｎ）を用いて荷重係数ｗ2-1 〜ｗ2-N を計算するようにする。
【００７１】
上記実施の形態１で説明したように、差分信号ｅ（ｎ）のＳＩＮＲは一般に高くなっているので、これを参照信号ｄ（ｎ）として、荷重係数計算機４１が荷重係数ｗ2-1 〜ｗ2-N を計算する。
この実施の形態３によるアダプティブアンテナは、上記実施の形態１，２の効果に加え、参照信号生成器２１や参照信号系列メモリ３３を省略することができるので、装置構成が簡単化される効果を奏する。
【００７２】
なお、この実施の形態３では、第２段の適応処理の入力として、乗算器１６−１〜１６−Ｎの出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）を用いるものについて示したが、荷重係数を乗算する前の信号であるＩＱ信号変換器１４−１〜１４−Ｎの出力信号ｘ1-1 （ｎ）〜ｘ1-N （ｎ）を用いて荷重を計算し、信号ｘ1-1 （ｎ）〜ｘ1-N （ｎ）にこの荷重を乗じるように構成してもよい。
また、上記実施の形態２の構成に適用する場合、信号系列抽出器３２は出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）、または、出力信号ｘ1-1 （ｎ）〜ｘ1-N （ｎ）の何れかからｙ1 （ｎ）〜ｙN （ｎ）の信号を抽出して荷重を計算し、求めた荷重はｙ1 （ｎ）〜ｙN （ｎ）を抽出した元の信号に乗じるように構成してもよい。
【００７３】
ここでは、移動通信の基地局に適用したアダプティブアンテナについて説明したが、移動局に適用しても同様な効果を得ることができる。また、信号検出器２０又は信号位置検出器３１による信号検出は、ＰＨＳ以外の他の移動通信方式においても符号変調方式の符号など、既知の信号系列を含む通信方式では同様に適用することができる。
【００７４】
実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４によるアダプティブアンテナを示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
５１は乗算器１６−１〜１６−Ｎの出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）と減算器１８が出力する差分信号ｅ（ｎ）から荷重係数ｗ2-1 〜ｗ2-N を計算する荷重係数計算機（演算手段）、５２−１〜５２−Ｎは減算器１８が出力する差分信号ｅ（ｎ）に荷重係数ｗ2-1 〜ｗ2-N を乗算する演算器である乗算器（演算手段）、５３−１〜５３−Ｎは乗算器１６−１〜１６−Ｎの出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）から乗算器５２−１〜５２−Ｎの乗算結果を減算する演算器である減算器（演算手段）である。
【００７５】
５４は減算器５３−１〜５３−Ｎの減算結果である出力信号ｘ3-1 （ｎ）〜ｘ3-N （ｎ）と減算器１８が出力する差分信号ｅ（ｎ）から荷重係数ｗ3-1 〜ｗ3-N を計算する荷重係数計算機（所望信号抽出手段）、５５は減算器１８が出力する差分信号ｅ（ｎ）と合成器２４が出力する合成信号との差分を求める減算器（所望信号抽出手段）である。
【００７６】
次に動作について説明する。
この実施の形態４では、第１段の適応処理における乗算器１６−１〜１６−Ｎの出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）と減算器１８が出力する差分信号ｅ（ｎ）を入力して、出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）から差分信号ｅ（ｎ）と相関が高い成分を抑圧するような荷重係数ｗ2-1 〜ｗ2-N を計算する荷重係数計算機５１を備え、ここで計算される荷重係数ｗ2-1 〜ｗ2-N を差分信号ｅ（ｎ）に乗算し、その乗算結果を出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）から減算することにより、ｘ3-1 （ｎ）〜ｘ3-N （ｎ）の信号を取得する。
【００７７】
第１段の適応処理により得られる差分信号ｅ（ｎ）は、上記実施の形態１で説明したように干渉波が抑圧され、ＳＩＮＲが高い信号となるので、上記の処理により得られるｘ3-1 （ｎ）〜ｘ3-N （ｎ）の信号は、所望波成分が抑圧された信号になる。この実施の形態４では、以上の処理を第２の適応処理と呼ぶことにする。
【００７８】
次に、第２の適応処理で得られる減算器５３−１〜５３−Ｎの出力信号ｘ3-1 （ｎ）〜ｘ3-N （ｎ）と、第１の適応処理で得られる差分信号ｅ（ｎ）を入力して、荷重係数計算機５４が差分信号ｅ（ｎ）から出力信号ｘ3-1 （ｎ）〜ｘ3-N （ｎ）と相関が高い成分を抑圧するような荷重係数ｗ3-1 〜ｗ3-N を計算する。
ここで計算算出された荷重係数ｗ3-1 〜ｗ3-N は、出力信号ｘ3-1 （ｎ）〜ｘ3-N （ｎ）に乗じられたのち合成されて、その合成信号が差分信号ｅ（ｎ）から減算されて出力信号ｚ（ｎ）が得られる。
【００７９】
第２段の適応処理の結果得られる出力信号ｘ3-1 （ｎ）〜ｘ3-N （ｎ）は、所望波成分が抑圧され、ほぼ干渉波成分だけを含む信号となっているので、上記の処理により差分信号ｅ（ｎ）から干渉波成分をさらに抑圧することができる。
【００８０】
以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、上記実施の形態１の効果に加え、参照信号生成器２１や参照信号系列メモリ３３を省略することができるので、装置構成が簡単化される効果を奏する。
【００８１】
この実施の形態４における荷重係数計算機１５，５１，５４は、何れも実施の形態１で説明したＳＭＩ法を利用することができる。
ここでは、荷重係数計算機５１の入力として、乗算器１６−１〜１６−Ｎの出力信号ｘ2-1 （ｎ）〜ｘ2-N （ｎ）を用いるものについて示したが、荷重係数を乗算する前の信号であるＩＱ信号変換器１４−１〜１４−Ｎの出力信号ｘ1-1 （ｎ）〜ｘ1-N （ｎ）を用いるようにしてもよい。
【００８２】
また、移動通信の基地局に適用したアダプティブアンテナについて説明したが、移動局に適用しても同様な効果を得ることができる。また、信号検出器２０による信号検出は、ＰＨＳ以外の他の移動通信方式においても符号変調方式の符号など、既知の信号系列を含む通信方式では同様に適用することができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、アレーアンテナを構成する素子アンテナの受信信号に荷重係数を乗算するとともに、その乗算結果の合成信号と参照用アンテナの受信信号との差分信号を計測する計測手段と、上記計測手段により計測された差分信号から所望信号の発信を検出されるまで、上記計測手段の荷重係数を更新して上記差分信号の平均電力の最小化を図る更新手段と、上記計測手段により計測された差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定する指示を上記更新手段に与える信号検出手段と、上記信号検出手段から指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果と、所望信号と相関が高い参照信号とから所望信号を抽出する所望信号抽出手段とを備えるように構成したので、干渉波成分を抑圧して、精度よく所望波成分を抽出することができる効果がある。
【００８４】
この発明によれば、信号検出手段から指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果の合成信号と参照用アンテナの受信信号との差分信号から所望信号と相関が高い参照信号を生成する参照信号生成器と、上記信号検出手段から指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果と、上記参照信号生成器により生成された参照信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、上記信号検出手段から指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果に上記荷重係数計算機により算出された荷重係数を乗算した結果を所望信号として出力する合成手段とから所望信号抽出手段を構成するようにしたので、複雑な構成を用いることなく、干渉波成分を抑圧して、所望波成分のみを抽出することができる効果がある。
【００８５】
この発明によれば、信号検出手段から指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果の合成信号と参照用アンテナの受信信号との差分信号から所望信号と相関が高い参照信号を生成する参照信号生成器と、素子アンテナの受信信号と上記参照信号生成器により生成された参照信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、上記素子アンテナの受信信号に上記荷重係数計算機により算出された荷重係数を乗算した結果を所望信号として出力する合成手段とから所望信号抽出手段を構成するようにしたので、複雑な構成を用いることなく、干渉波成分を抑圧して、所望波成分のみを抽出することができる効果がある。
【００８６】
この発明によれば、信号検出手段から指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果から所望信号の発信を示す既知の信号系列を抽出する信号系列抽出器と、上記既知の信号系列から所望信号と相関が高い参照信号を生成する参照信号生成器と、上記信号系列抽出器により抽出された信号系列と上記参照信号生成器により生成された参照信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、上記信号検出手段から指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果を所望信号として出力する合成手段とから所望信号抽出手段を構成するようにしたので、複雑な構成を用いることなく、干渉波成分を抑圧して、所望波成分のみを抽出することができる効果がある。
【００８７】
この発明によれば、素子アンテナの受信信号から所望信号の発信を示す既知の信号系列を抽出する信号系列抽出器と、上記既知の信号系列から所望信号と相関が高い参照信号を生成する参照信号生成器と、上記信号系列抽出器により抽出された信号系列と上記参照信号生成器により生成された参照信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、上記素子アンテナの受信信号に上記荷重係数計算機により算出された荷重係数を乗算した結果を所望信号として出力する合成手段とから所望信号抽出手段を構成するようにしたので、複雑な構成を用いることなく、干渉波成分を抑圧して、所望波成分のみを抽出することができる効果がある。
【００８８】
この発明によれば、荷重係数を更新して計測手段により計測された差分信号の平均電力の最小化を図る更新手段と、その計測手段により計測された差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定する指示を更新手段に与える信号検出手段と、その計測手段の乗算結果と差分信号から所望信号を抽出する所望信号抽出手段とを設けるように構成したので、干渉波成分を抑圧して、精度よく所望波成分を抽出することができる効果がある。
【００８９】
この発明によれば、計測手段の乗算結果と差分信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、その計測手段の乗算結果に当該荷重係数を乗算して所望信号を出力する合成手段とから所望信号抽出手段を構成するようにしたので、装置構成を簡略化することができる効果がある。
【００９０】
この発明によれば、荷重係数を更新して計測手段により計測された差分信号の平均電力の最小化を図る更新手段と、その計測手段により計測された差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定する指示を更新手段に与える信号検出手段と、素子アンテナの受信信号と計測手段により計測された差分信号から所望信号を抽出する所望信号抽出手段とを設けるように構成したので、干渉波成分を抑圧して、精度よく所望波成分を抽出することができる効果がある。
【００９１】
この発明によれば、素子アンテナの受信信号と計測手段により計測された差分信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、その素子アンテナの受信信号に当該荷重係数を乗算して所望信号を出力する合成手段とから所望信号抽出手段を構成するようにしたので、装置構成を簡略化することができる効果がある。
【００９２】
この発明によれば、荷重係数を更新して計測手段により計測された差分信号の平均電力の最小化を図る更新手段と、その計測手段により計測された差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定する指示を更新手段に与える信号検出手段と、その計測手段により計測された差分信号に荷重係数を乗算し、その乗算結果と計測手段の乗算結果との差分を演算する演算手段と、その演算手段の演算結果と計測手段により計測された差分信号から所望信号を抽出する所望信号抽出手段とを設けるように構成したので、干渉波成分を抑圧して、更に精度よく所望波成分を抽出することができる効果がある。
【００９３】
この発明によれば、計測手段の乗算結果と差分信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、その計測手段により計測された差分信号に当該荷重係数を乗算し、その乗算結果を計測手段の乗算結果から減算する演算器とから演算手段を構成するようにしたので、複雑な構成を用いることなく、更に干渉波成分を抑圧することができる効果がある。
【００９４】
この発明によれば、素子アンテナの受信信号と計測手段により計測された差分信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、その計測手段により計測された差分信号に当該荷重係数を乗算し、その乗算結果を素子アンテナの受信信号から減算する演算器とから演算手段を構成するようにしたので、複雑な構成を用いることなく、更に干渉波成分を抑圧することができる効果がある。
【００９５】
この発明によれば、演算手段の演算結果と計測手段により計測された差分信号から荷重係数を計算する荷重係数計算機と、その演算手段の演算結果に当該荷重係数を乗算し、その乗算結果の合成信号を出力する合成手段と、その計測手段により計測された差分信号と合成手段から出力される合成信号との差分を求める減算器とから所望信号抽出手段を構成するようにしたので、複雑な構成を用いることなく、干渉波成分を抑圧して、所望波成分のみを抽出することができる効果がある。
【００９６】
この発明によれば、アレーアンテナを構成する素子アンテナの受信信号から計算される相関行列の逆行列と、その受信信号及び参照用アンテナの受信信号から計算される相互相関ベクトルとを乗算して、荷重係数を求める計測手段を設けるように構成したので、複雑な計算を実施することなく、荷重係数を求めることができる効果がある。
【００９７】
この発明によれば、アレーアンテナを構成する素子アンテナの受信信号に荷重係数を乗算し、その乗算結果の合成信号と参照用アンテナの受信信号との差分信号を計測するとともに、計測された差分信号から所望信号の発信を検出されるまで、上記荷重係数を更新して上記差分信号の平均電力の最小化を図る一方、上記差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定して、上記指示された荷重係数を上記素子アンテナの受信信号に乗算した結果と、所望信号と相関が高い参照信号とから所望信号を抽出するように構成したので、干渉波成分を抑圧して、精度よく所望波成分を抽出することができる効果がある。
【００９８】
この発明によれば、荷重係数を更新して差分信号の平均電力の最小化を図る一方、その差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定して、乗算結果と差分信号から所望信号を抽出するように構成したので、干渉波成分を抑圧して、精度よく所望波成分を抽出することができる効果がある。
【００９９】
この発明によれば、荷重係数を更新して差分信号の平均電力の最小化を図る一方、その差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定して、素子アンテナの受信信号と差分信号から所望信号を抽出するように構成したので、干渉波成分を抑圧して、精度よく所望波成分を抽出することができる効果がある。
【０１００】
この発明によれば、荷重係数を更新して差分信号の平均電力の最小化を図る一方、その差分信号から所望信号の発信を検出すると、その発信を検出する直前の荷重係数に固定するとともに、その差分信号に荷重係数を乗算して、その乗算結果と受信信号に対する荷重係数の乗算結果との差分を演算し、その演算結果と差分信号から所望信号を抽出するように構成したので、干渉波成分を抑圧して、精度よく所望波成分を抽出することができる効果がある。
【０１０１】
この発明によれば、アレーアンテナを構成する素子アンテナの受信信号から計算される相関行列の逆行列と、その受信信号及び参照用アンテナの受信信号から計算される相互相関ベクトルとを乗算して荷重係数を求めるように構成したので、複雑な計算を実施することなく、荷重係数を求めることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１によるアダプティブアンテナを示す構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態１による利得制御方法を示すフローチャートである。
【図３】  この発明の実施の形態２によるアダプティブアンテナを示す構成図である。
【図４】  この発明の実施の形態３によるアダプティブアンテナを示す構成図である。
【図５】  この発明の実施の形態４によるアダプティブアンテナを示す構成図である。
【図６】  従来のアダプティブアンテナを示す構成図である。
【符号の説明】
１０  参照用アンテナ、１１  アレーアンテナ、１１−１〜１１−Ｎ  素子アンテナ、１２−０〜１２−Ｎ  受信機（計測手段）、１３−０〜１３−Ｎ  Ａ／Ｄ変換器（計測手段）、１４−０〜１４−Ｎ  ＩＱ信号変換器（計測手段）、１５  荷重係数計算機（計測手段）、１６−１〜１６−Ｎ  乗算器（計測手段）、１７  合成器（計測手段）、１８  減算器（計測手段）、１９  荷重更新制御器（更新手段）、２０  信号検出器（信号検出手段）、２１  参照信号生成器（所望信号抽出手段）、２２，３４，４１，５４  荷重係数計算機（所望信号抽出手段）、２３−１〜２３−Ｎ  乗算器（合成手段、所望信号抽出手段）、２４  合成器（合成手段、所望信号抽出手段）、３１  信号位置検出器（信号検出手段）、３２  信号系列抽出器（所望信号抽出手段）、３３  参照信号系列メモリ（参照信号生成器、所望信号抽出手段）、５１  荷重係数計算機（演算手段）、５２−１〜５２−Ｎ  乗算器（演算器、演算手段）、５３−１〜５３−Ｎ  減算器（演算器、演算手段）、５５  減算器（所望信号抽出手段）。
【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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