(57)【要約】  信号を受信する複数の素子アンテナ（１１−１）〜（１１−Ｋ）と、複数の素子アンテナ（１１−１）〜（１１−Ｋ）により受信されたそれぞれの信号の信号成分を含む周波数帯域が互いに重ならないように、それぞれの信号の周波数を変換し、互いの周波数帯域が重なっていないそれぞれの信号を出力する周波数変換部（１３）と、周波数変換部（１３）から出力されたそれぞれの信号の中から、それぞれの信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出し、抽出したそれぞれの信号成分を互いに合成して、それぞれの信号成分の合成信号を出力する信号合成部（１４）と、信号合成部（１４）から出力された合成信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して、デジタル信号を出力するＡ／Ｄ変換器（１７）と、Ａ／Ｄ変換器（１７）から出力されたデジタル信号を、複数の素子アンテナ（１１−１）〜（１１−Ｋ）により受信されたそれぞれの信号に対応する信号に分離し、分離したそれぞれの信号を用いて、ビーム信号を形成するビーム形成部（１８）とを備えるように、アンテナ装置（１）を構成した。
2020202256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を受信する複数の素子アンテナと、
前記複数の素子アンテナにより受信されたそれぞれの信号の信号成分を含む周波数帯域が互いに重ならないように、それぞれの信号の周波数を変換し、互いの周波数帯域が重なっていないそれぞれの信号を出力する周波数変換部と、
前記周波数変換部から出力されたそれぞれの信号の中から、それぞれの信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出し、抽出したそれぞれの信号成分を互いに合成して、それぞれの信号成分の合成信号を出力する信号合成部と、
前記信号合成部から出力された合成信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して、前記デジタル信号を出力するアナログデジタル変換器と、
前記アナログデジタル変換器から出力されたデジタル信号を、前記複数の素子アンテナにより受信されたそれぞれの信号に対応する信号に分離し、分離したそれぞれの信号を用いて、ビーム信号を形成するビーム形成部と
を備えたアンテナ装置。
【請求項２】
前記信号合成部は、
前記周波数変換部から出力されたそれぞれの信号の中から、それぞれの信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出する複数のフィルタ部と、
前記複数のフィルタ部により抽出されたそれぞれの信号成分を互いに合成して、それぞれの信号成分の合成信号を出力する信号合成処理部とを備えていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記信号合成部は、
前記周波数変換部から出力されたそれぞれの信号の中から、それぞれの信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出し、抽出したそれぞれの信号成分を互いに合成して、それぞれの信号成分の合成信号を出力するマルチプレクサを備えていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記複数の素子アンテナと、前記周波数変換部と、前記信号合成部とを有する複数のサブアレーアンテナを備え、
前記アナログデジタル変換器として、前記複数のサブアレーアンテナの個数分のアナログデジタル変換器を備え、
前記ビーム形成部は、複数のアナログデジタル変換器から出力されたそれぞれのデジタル信号を、前記複数のサブアレーアンテナが有する前記複数の素子アンテナにより受信されたそれぞれの信号に対応する信号に分離し、分離したそれぞれの信号を用いて、ビーム信号を形成することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記周波数変換部は、ミキサを用いて、前記複数の素子アンテナにより受信されたそれぞれの信号の周波数帯域が互いに重ならないように、それぞれの信号の周波数を変換することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記複数のフィルタ部のそれぞれは、バンドパスフィルタを用いて、前記周波数変換部から出力されたそれぞれの信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出することを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記複数のフィルタ部のうち、前記周波数変換部から出力されたそれぞれの信号の中で、中心周波数が最も高い信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出するフィルタ部は、ハイパスフィルタを用い、
前記複数のフィルタ部のうち、前記周波数変換部から出力されたそれぞれの信号の中で、中心周波数が最も低い信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出するフィルタ部は、ローパスフィルタを用い、
前記複数のフィルタ部のうち、前記ハイパスフィルタ、又は、前記ローパスフィルタのいずれかを用いるフィルタ部以外のフィルタ部は、バンドパスフィルタを用いることを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記複数のフィルタ部のうち、前記周波数変換部から出力されたそれぞれの信号の中心周波数の平均周波数よりも、中心周波数が高い信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出するフィルタ部は、ハイパスフィルタを用い、
前記複数のフィルタ部のうち、前記周波数変換部から出力されたそれぞれの信号の中心周波数の平均周波数よりも、中心周波数が低い信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出するフィルタ部は、ローパスフィルタを用いることを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記ハイパスフィルタは、前記周波数変換部から出力されたそれぞれの信号のうち、前記平均周波数よりも、中心周波数が高い信号の信号成分を通過させる通過帯域を有していることを特徴とする請求項８記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記ローパスフィルタは、前記周波数変換部から出力されたそれぞれの信号のうち、前記平均周波数よりも、中心周波数が低い信号の信号成分を通過させる通過帯域を有していることを特徴とする請求項８記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置を備えたレーダ装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１０のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置を備えた通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ビーム信号を形成するアンテナ装置、レーダ装置及び通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下の特許文献１には、１つのアナログデジタル（以下、「Ａ／Ｄ」と称する）変換手段で、多重搬送波信号をＡ／ Ｄ変換できる無線受信装置が開示されている。
以下の特許文献１に開示されている無線受信装置は、１つのＡ／Ｄ変換手段で、多重搬送波信号をＡ／ Ｄ変換できるようにするために、複数のアナログ処理手段と、加算手段とを備えている。
特許文献１に記載されている複数のアナログ処理手段は、複数のアンテナにより受信されたそれぞれの信号が、互いに異なる中心周波数を持つように、それぞれの信号の周波数を変換している。
特許文献１に記載されている加算手段は、複数のアナログ処理手段から出力されたそれぞれの信号を加算して、加算信号をＡ／Ｄ変換手段に出力している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６０７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されている複数のアナログ処理手段から出力されたそれぞれの信号は、信号成分を含む周波数帯域だけでなく、当該周波数帯域よりも低い周波数から、当該周波数帯域よりも高い周波数に亘って雑音成分を含んでいる（図６を参照）。
したがって、特許文献１に記載されている加算手段が、複数のアナログ処理手段から出力されたそれぞれの信号を加算することで、それぞれの信号の周波数帯域には、元々、それぞれの信号に含まれている雑音成分だけでなく、加算された他の信号に含まれている雑音成分も重畳されることになる（図９を参照）。
よって、加算信号に含まれている、それぞれのアナログ処理手段の出力信号についての信号対雑音電力比が劣化してしまうという課題があった。【０００５】
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、信号対雑音電力比の劣化を防ぐことができるアンテナ装置、レーダ装置及び通信装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るアンテナ装置は、信号を受信する複数の素子アンテナと、複数の素子アンテナにより受信されたそれぞれの信号の信号成分を含む周波数帯域が互いに重ならないように、それぞれの信号の周波数を変換し、互いの周波数帯域が重なっていないそれぞれの信号を出力する周波数変換部と、周波数変換部から出力されたそれぞれの信号の中から、それぞれの信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出し、抽出したそれぞれの信号成分を互いに合成して、それぞれの信号成分の合成信号を出力する信号合成部と、信号合成部から出力された合成信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して、デジタル信号を出力するアナログデジタル変換器と、アナログデジタル変換器から出力されたデジタル信号を、複数の素子アンテナにより受信されたそれぞれの信号に対応する信号に分離し、分離したそれぞれの信号を用いて、ビーム信号を形成するビーム形成部とを備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、周波数変換部から出力されたそれぞれの信号の中から、それぞれの信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出し、抽出したそれぞれの信号成分を互いに合成して、それぞれの信号成分の合成信号を出力する信号合成部を備えるように、アンテナ装置を構成した。したがって、この発明に係るアンテナ装置は、信号対雑音電力比の劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１Ａは、実施の形態１に係るアンテナ装置１を含むレーダ装置を示す構成図、図１Ｂは、実施の形態１に係るアンテナ装置１を含む通信装置を示す構成図である。
【図２】実施の形態１に係るアンテナ装置１を示す構成図である。
【図３】アンテナ装置１におけるビーム形成部１８のハードウェアを示すハードウェア構成図である。
【図４】ビーム形成部１８が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
【図５】ビーム形成部１８の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】周波数変換処理部１３−１〜１３−４から出力された系統＃１〜＃４の受信信号を示す説明図である。
【図７】フィルタ部１５−１〜１５−４により信号成分が抽出された系統＃１〜＃４の受信信号を示す説明図である。
【図８】信号合成処理部１６から出力される合成信号を示す説明図である。
【図９】信号合成処理部１６のみを備えている信号合成部１４から出力される合成信号を示す説明図である。
【図１０】実施の形態２に係るアンテナ装置１を示す構成図である。
【図１１】実施の形態３に係るアンテナ装置１を示す構成図である。
【図１２】フィルタ部１５−１〜１５−４が用いるフィルタの種類と通過帯域とを示す説明図である。
【図１３】信号合成処理部１６から出力される合成信号を示す説明図である。
【図１４】フィルタ部１５−１〜１５−４が用いるフィルタの種類と通過帯域とを示す説明図である。
【図１５】信号合成処理部１６から出力される合成信号を示す説明図である。
【図１６】フィルタ部１５−１〜１５−４が用いるフィルタの種類と通過帯域とを示す説明図である。
【図１７】信号合成処理部１６から出力される合成信号を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１Ａは、実施の形態１に係るアンテナ装置１を含むレーダ装置を示す構成図であり、図１Ｂは、実施の形態１に係るアンテナ装置１を含む通信装置を示す構成図である。
図１Ａ及び図１Ｂにおいて、アンテナ装置１は、複数の素子アンテナ１１−１〜１１−Ｋにより受信されたそれぞれの信号を用いて、ビーム信号を形成する。Ｋは、２以上の整数である。
図１Ａにおいて、信号処理装置２は、アンテナ装置１により形成されたビーム信号を用いて、目標を検出するレーダ処理等を実施する。
図１Ｂにおいて、信号処理装置３は、アンテナ装置１により形成されたビーム信号に含まれている情報を復号する処理等を実施する。
【００１１】
図２は、実施の形態１に係るアンテナ装置１を示す構成図である。
図３は、アンテナ装置１におけるビーム形成部１８のハードウェアを示すハードウェア構成図である。
図２において、素子アンテナ１１−ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）は、信号を受信し、受信した信号を低雑音増幅器（以下、「ＬＮＡ：Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ」と称する）１２−ｋに出力する。
ＬＮＡ１２−ｋは、素子アンテナ１１−ｋにより受信された信号を増幅し、増幅後の信号を周波数変換部１３の周波数変換処理部１３−ｋに出力する。
【００１２】
周波数変換部１３は、周波数変換処理部１３−１〜１３−Ｋを備えている。
周波数変換部１３は、ＬＮＡ１２−１〜１２−Ｋにより増幅されたそれぞれの信号の信号成分を含む周波数帯域が互いに重ならないように、それぞれの信号の周波数を変換し、互いの周波数帯域が重なっていないそれぞれの信号を信号合成部１４に出力する。
周波数変換処理部１３−ｋは、例えば、ミキサを用いて、ＬＮＡ１２−ｋから出力された増幅後の信号の中心周波数がｆｋになるように、ＬＮＡ１２−ｋから出力された増幅後の信号の周波数を変換し、中心周波数がｆｋの信号をフィルタ部１５−ｋに出力する。
例えば、中心周波数がｆ１の信号の周波数帯域と、中心周波数がｆ２の信号の周波数帯域と、中心周波数がｆＫの信号の周波数帯域とは、互いに重なっていない。
【００１３】
信号合成部１４は、フィルタ部１５−１〜１５−Ｋ及び信号合成処理部１６を備えている。
信号合成部１４は、周波数変換部１３から出力されたそれぞれの信号の中から、それぞれの信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出し、抽出したそれぞれの信号成分を互いに合成して、それぞれの信号成分の合成信号を生成する。
信号合成部１４は、生成した合成信号をアナログデジタル変換器（以下、「Ａ／Ｄ変換器」と称する）１７に出力する。
フィルタ部１５−ｋは、バンドパスフィルタ（以下、「ＢＰＦ（Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）」と称する）を用いて、周波数変換処理部１３−ｋから出力された中心周波数ｆｋの信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出し、抽出した信号成分を信号合成処理部１６に出力する。
信号合成処理部１６は、フィルタ部１５−１〜１５−Ｋにより抽出されたそれぞれの信号成分を互いに合成して、それぞれの信号成分の合成信号を生成し、合成信号をＡ／Ｄ変換器１７に出力する。
【００１４】
Ａ／Ｄ変換器１７は、信号合成部１４から出力された合成信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して、デジタル信号をビーム形成部１８に出力する。
【００１５】
ビーム形成部１８は、信号分離部１９及びビーム形成処理部２０を備えている。
ビーム形成部１８は、Ａ／Ｄ変換器１７から出力されたデジタル信号を、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｋにより受信されたそれぞれの信号に対応する信号に分離し、分離したそれぞれの信号を用いて、ビーム信号を形成する。
【００１６】
信号分離部１９は、例えば、図３に示す信号分離回路３１によって実現される。
信号分離部１９は、Ａ／Ｄ変換器１７から出力されたデジタル信号を、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｋにより受信されたそれぞれの信号に対応する信号に分離し、分離したそれぞれの信号をビーム形成処理部２０に出力する。
ビーム形成処理部２０は、例えば、図３に示すビーム形成処理回路３２によって実現される。
ビーム形成処理部２０は、信号分離部１９により分離されたそれぞれの信号を用いて、ビーム信号＃１〜＃Ｍを形成し、ビーム信号＃１〜＃Ｍを信号処理装置２又は信号処理装置３に出力する。Ｍは、２以上の整数である。
【００１７】
図２では、ビーム形成部１８の構成要素である信号分離部１９及びビーム形成処理部２０のそれぞれが、図３に示すような専用のハードウェアによって実現されるものを想定している。即ち、ビーム形成部１８が、信号分離回路３１及びビーム形成処理回路３２によって実現されるものを想定している。
ここで、信号分離回路３１及びビーム形成処理回路３２のそれぞれは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、又は、これらを組み合わせたものが該当する。
【００１８】
ビーム形成部１８の構成要素は、専用のハードウェアによって実現されるものに限るものではなく、ビーム形成部１８が、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現されるものであってもよい。
ソフトウェア又はファームウェアは、プログラムとして、コンピュータのメモリに格納される。コンピュータは、プログラムを実行するハードウェアを意味し、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、あるいは、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）が該当する。
図４は、ビーム形成部１８が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
ビーム形成部１８が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合、信号分離部１９及びビーム形成処理部２０の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムがメモリ４１に格納される。そして、コンピュータのプロセッサ４２がメモリ４１に格納されているプログラムを実行する。
図５は、ビーム形成部１８の処理手順を示すフローチャートである。
【００１９】
また、図３では、ビーム形成部１８の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアによって実現される例を示し、図４では、ビーム形成部１８がソフトウェア又はファームウェア等によって実現される例を示している。しかし、これは一例に過ぎず、ビーム形成部１８における一部の構成要素が専用のハードウェアによって実現され、残りの構成要素がソフトウェア又はファームウェア等によって実現されるものであってもよい。
【００２０】
次に、図２に示すアンテナ装置１の動作について説明する。
素子アンテナ１１−ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）は、信号を受信し、受信した信号である受信信号をＬＮＡ１２−ｋに出力する。
図１に示すアンテナ装置１では、説明の便宜上、Ｋ＝４であるものとして説明する。ただし、Ｋは、２以上の整数であればよく、Ｋ＝４に限るものではない。
また、図１に示すアンテナ装置１では、ｋ＝１が系統＃１、ｋ＝２が系統＃２、ｋ＝３が系統＃３、ｋ＝４が系統＃４であるとする。
【００２１】
ＬＮＡ１２−ｋ（ｋ＝１，２，３，４）は、素子アンテナ１１−ｋから受信信号を受けると、受信信号を増幅し、増幅後の受信信号を周波数変換処理部１３−ｋに出力する。
周波数変換部１３は、ＬＮＡ１２−１〜１２−Ｋから増幅後の受信信号を受けると、図６に示すように、それぞれの受信信号の周波数帯域が互いに重ならないように、それぞれの受信信号の周波数を変換する。
具体的には、周波数変換処理部１３−ｋは、ＬＮＡ１２−ｋから出力された増幅後の受信信号である系統＃ｋの受信信号の中心周波数がｆｋになるように、系統＃ｋの受信信号の周波数を変換する。
ｆ１＞ｆ２＞ｆ３＞ｆ４であり、系統＃１の受信信号の周波数帯域と、系統＃２の受信信号の周波数帯域と、系統＃３の受信信号の周波数帯域と、系統＃４の受信信号の周波数帯域とは、互いに重なっていない。
【００２２】
図６は、周波数変換処理部１３−１〜１３−４から出力された系統＃１〜＃４の受信信号を示す説明図である。
系統＃１〜＃４の受信信号は、信号成分を含んでいる周波数帯域だけでなく、当該周波数帯域よりも低い周波数から、当該周波数帯域よりも高い周波数に亘って雑音成分を含んでいる。
周波数変換処理部１３−ｋは、中心周波数がｆｋの受信信号をフィルタ部１５−ｋに出力する。
【００２３】
フィルタ部１５−ｋは、周波数変換処理部１３−ｋから中心周波数がｆｋの受信信号を受けると、図７に示すように、ＢＰＦを用いて、中心周波数がｆｋの受信信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出する。
フィルタ部１５−ｋは、抽出した信号成分を信号合成処理部１６に出力する。
図７は、フィルタ部１５−１〜１５−４により信号成分が抽出された系統＃１〜＃４の受信信号を示す説明図である。
フィルタ部１５−１〜１５−４により信号成分が抽出された系統＃１〜＃４の受信信号の周波数帯域は、図７に示すように、雑音成分を含んでいる。しかし、系統＃ｋの受信信号の周波数帯域以外の帯域に含まれていた雑音成分は、図７に示すように、フィルタ部１５−ｋによって抑圧されている。
【００２４】
信号合成処理部１６は、フィルタ部１５−１〜１５−４から系統＃１〜＃４の受信信号の信号成分を受けると、図８に示すように、系統＃１〜＃４の受信信号の信号成分を互いに合成して、それぞれの信号成分の合成信号を生成する。
信号合成処理部１６は、生成した合成信号をＡ／Ｄ変換器１７に出力する。
図８は、信号合成処理部１６から出力される合成信号を示す説明図である。
【００２５】
図２に示すアンテナ装置では、信号合成部１４が、フィルタ部１５−１〜１５−Ｋ及び信号合成処理部１６を備えている。
特許文献１に開示されている無線受信装置と同様に、信号合成部１４が、フィルタ部１５−１〜１５−Ｋを備えておらず、信号合成処理部１６のみを備えている場合、信号合成部１４からＡ／Ｄ変換器１７に出力される合成信号は、図９のようになる。
図９は、信号合成処理部１６のみを備えている信号合成部１４から出力される合成信号を示す説明図である。
信号合成部１４が、フィルタ部１５−１〜１５−Ｋを備えていない場合、信号合成処理部１６が、周波数変換処理部１３−１〜１３−４から出力された系統＃１〜＃４の受信信号の信号成分を互いに合成することで、系統＃１〜＃４の受信信号に含まれているそれぞれの雑音成分は、互いに合成される。
【００２６】
図８に示す合成信号では、例えば、系統＃１の受信信号に着目すると、系統＃１の受信信号の周波数帯域は、系統＃１の受信信号の雑音成分を含んでいるが、系統＃２〜＃４の受信信号の雑音成分を含んでいない。
一方、図９に示す合成信号では、系統＃１の受信信号の周波数帯域は、系統＃１の受信信号の雑音成分のほかに、系統＃２〜＃４の受信信号の雑音成分も含んでいる。
したがって、図９に示す合成信号に含まれている系統＃１の受信信号の信号対雑音電力比と比べて、図８に示す合成信号に含まれている系統＃１の受信信号の信号対雑音電力比は、改善している。
図８に示す合成信号に含まれている系統＃２〜系統＃４の受信信号の信号対雑音電力比についても、同様に改善している。
【００２７】
Ａ／Ｄ変換器１７は、信号合成部１４から合成信号を受けると、合成信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して、デジタル信号をビーム形成部１８の信号分離部１９に出力する。
ビーム形成部１８は、Ａ／Ｄ変換器１７からデジタル信号を受けると、デジタル信号を、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｋにより受信されたそれぞれの信号に対応する信号に分離し、分離したそれぞれの信号を用いて、ビーム信号を形成する。
以下、ビーム形成部１８の処理内容を具体的に説明する。
【００２８】
信号分離部１９は、Ａ／Ｄ変換器１７からデジタル信号を受けると、例えば、デジタル信号をＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）することで、デジタル信号を周波数領域の信号に変換する（図５のステップＳＴ１）。
信号分離部１９は、周波数領域の信号から系統＃１の受信信号に対応する信号として、中心周波数がｆ１の信号を抽出し、周波数領域の信号から系統＃２の受信信号に対応する信号として、中心周波数がｆ２の信号を抽出する（図５のステップＳＴ２）。
また、信号分離部１９は、周波数領域の信号から系統＃３の受信信号に対応する信号として、中心周波数がｆ３の信号を抽出し、周波数領域の信号から系統＃４の受信信号に対応する信号として、中心周波数がｆ４の信号を抽出する（図５のステップＳＴ２）。
信号分離部１９は、系統＃１の受信信号に対応する信号、系統＃２の受信信号に対応する信号、系統＃３の受信信号に対応する信号及び系統＃４の受信信号に対応する信号のそれぞれをビーム形成処理部２０に出力する。
【００２９】
ビーム形成処理部２０は、信号分離部１９から系統＃１〜系統＃４の受信信号に対応する信号を受けると、系統＃１〜系統＃４の受信信号に対応する信号を用いて、例えば、公知のＤＢＦ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｅａｍ  Ｆｏｒｍｉｎｇ）処理を実施することで、Ｍ本のビーム信号＃１〜＃Ｍを形成する（図５のステップＳＴ３）。
ビーム形成処理部２０は、形成したビーム信号＃１〜＃Ｍを信号処理装置２又は信号処理装置３に出力する。
信号処理装置２は、ビーム形成処理部２０からビーム信号＃１〜＃Ｍを受けると、ビーム信号＃１〜＃Ｍを用いて、目標を検出するレーダ処理等を実施する。
信号処理装置３は、ビーム形成処理部２０からビーム信号＃１〜＃Ｍを受けると、ビーム信号＃１〜＃Ｍに含まれている情報を復号する処理等を実施する。
目標を検出するレーダ処理及び情報を復号する処理自体は、公知の技術であるため、詳細な説明を省略する。
【００３０】
図２に示すアンテナ装置では、信号分離部１９が、周波数領域の信号から抽出した系統＃１〜系統＃４の受信信号に対応する信号をビーム形成処理部２０に出力している。しかし、これは一例に過ぎず、信号分離部１９が、周波数領域の信号から抽出した系統＃１〜系統＃４の受信信号に対応する信号のそれぞれを逆ＦＦＴすることで、系統＃１〜系統＃４の受信信号に対応する信号のそれぞれを時間領域の信号に変換する。そして、信号分離部１９が、それぞれの時間領域の信号をビーム形成処理部２０に出力するようにしてもよい。この場合、ビーム形成処理部２０は、それぞれの時間領域の信号を用いて、例えば、公知のＤＢＦ処理を実施することで、Ｍ本のビーム信号＃１〜＃Ｍを形成する。
【００３１】
図２に示すアンテナ装置では、信号分離部１９が、デジタル信号をＦＦＴすることで、デジタル信号を周波数領域の信号に変換し、周波数領域の信号から系統＃１〜系統＃４の受信信号に対応する信号を抽出している。しかし、これは一例に過ぎず、信号分離部１９が、ＢＰＦ等を用いて、デジタル信号から系統＃１〜系統＃４の受信信号に対応する信号のそれぞれを抽出するようにしてもよい。
【００３２】
以上の実施の形態１では、周波数変換部１３から出力されたそれぞれの信号の中から、それぞれの信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出し、抽出したそれぞれの信号成分を互いに合成して、それぞれの信号成分の合成信号を出力する信号合成部１４を備えるように、アンテナ装置１を構成した。したがって、アンテナ装置１は、特許文献１に開示されている無線受信装置で生じるような信号対雑音電力比の劣化を防ぐことができる。
【００３３】
実施の形態２．
図２に示すアンテナ装置１では、信号合成部１４が、フィルタ部１５−１〜１５−Ｋ及び信号合成処理部１６を備えている。
実施の形態２では、信号合成部１４が、マルチプレクサ５０を備えているアンテナ装置１について説明する。
【００３４】
図１０は、実施の形態２に係るアンテナ装置１を示す構成図である。図１０において、図２と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
信号合成部１４は、マルチプレクサ５０を備えている。
マルチプレクサ５０は、周波数変換部１３から出力されたそれぞれの信号の中から、それぞれの信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出し、抽出したそれぞれの信号成分を互いに合成して、それぞれの信号成分の合成信号を生成する。
マルチプレクサ５０は、生成した合成信号をＡ／Ｄ変換器１７に出力する。
【００３５】
次に、図１０に示すアンテナ装置１の動作について説明する。マルチプレクサ５０以外は、図２に示すアンテナ装置１と同様であるため、ここでは、マルチプレクサ５０の動作のみを説明する。
【００３６】
マルチプレクサ５０は、周波数変換処理部１３−１から中心周波数がｆ１の受信信号を受けると、中心周波数がｆ１の受信信号の周波数帯域以外の帯域に含まれている雑音成分を抑圧して、中心周波数がｆ１の受信信号の周波数帯域に含まれている信号成分を保持する。
マルチプレクサ５０は、周波数変換処理部１３−２から中心周波数がｆ２の受信信号を受けると、中心周波数がｆ２の受信信号の周波数帯域以外の帯域に含まれている雑音成分を抑圧して、中心周波数がｆ２の受信信号の周波数帯域に含まれている信号成分を保持する。
【００３７】
マルチプレクサ５０は、周波数変換処理部１３−３から中心周波数がｆ３の受信信号を受けると、中心周波数がｆ３の受信信号の周波数帯域以外の帯域に含まれている雑音成分を抑圧して、中心周波数がｆ３の受信信号の周波数帯域に含まれている信号成分を保持する。
マルチプレクサ５０は、周波数変換処理部１３−４から中心周波数がｆ４の受信信号を受けると、中心周波数がｆ４の受信信号の周波数帯域以外の帯域に含まれている雑音成分を抑圧して、中心周波数がｆ４の受信信号の周波数帯域に含まれている信号成分を保持する。
マルチプレクサ５０は、保持した中心周波数がｆ１の受信信号の信号成分と、保持した中心周波数がｆ２の受信信号の信号成分と、保持した中心周波数がｆ３の受信信号の信号成分と、保持した中心周波数がｆ４の受信信号の信号成分とを互いに合成して、それぞれの信号成分の合成信号を生成する。
マルチプレクサ５０は、生成した合成信号をＡ／Ｄ変換器１７に出力する。
【００３８】
以上の実施の形態２では、信号合成部１４が、マルチプレクサ５０を備えるように、図１０に示すアンテナ装置１を構成した。したがって、図１０に示すアンテナ装置１は、図２に示すアンテナ装置１と同様に、信号対雑音電力比の劣化を防ぐことができる。また、図１０に示すアンテナ装置１は、図２に示すアンテナ装置１よりも、信号合成部１４の構成を簡単化することができる。
【００３９】
実施の形態３．
実施の形態３では、複数のサブアレーアンテナ６１−１〜６１−Ｎを備えるアンテナ装置１について説明する。Ｎは、２以上の整数である。
【００４０】
図１１は、実施の形態３に係るアンテナ装置１を示す構成図である。図１１において、図２及び図１０と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
サブアレーアンテナ６１−１〜６１−Ｎは、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｋと、周波数変換部１３と、信号合成部１４とを有している。
図１１に示すアンテナ装置１では、サブアレーアンテナ６１−１〜６１−Ｎの信号合成部１４が、フィルタ部１５−１〜１５−Ｋ及び信号合成処理部１６を備えている。しかし、これは一例に過ぎず、サブアレーアンテナ６１−１〜６１−Ｎの信号合成部１４が、図１０に示すマルチプレクサ５０を備えていてもよい。
【００４１】
図１１に示すアンテナ装置１は、サブアレーアンテナ６１−１〜６１−Ｎの個数分のＡ／Ｄ変換器１７−１〜１７−Ｎを備えている。
Ａ／Ｄ変換器１７−ｎ（ｎ＝１，・・・，Ｎ）は、サブアレーアンテナ６１−ｎの信号合成部１４から出力された合成信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して、デジタル信号をビーム形成部６２の信号分離部１９−ｎに出力する。
【００４２】
ビーム形成部６２は、信号分離部１９−１〜１９−Ｎ及びビーム形成処理部６３を備えている。
ビーム形成部６２は、Ａ／Ｄ変換器１７−１〜１７−Ｎから出力されたそれぞれのデジタル信号を、サブアレーアンテナ６１−１〜６１−Ｎの素子アンテナ１１−１〜１１−Ｋにより受信されたそれぞれの信号に対応する信号に分離する。
ビーム形成部６２は、分離したそれぞれの信号を用いて、ビーム信号＃１〜＃Ｍを形成する。
【００４３】
信号分離部１９−ｎは、例えば、図３に示す信号分離回路３１によって実現される。
信号分離部１９−ｎは、Ａ／Ｄ変換器１７−ｎから出力されたデジタル信号を、サブアレーアンテナ６１−ｎの素子アンテナ１１−１〜１１−Ｋにより受信されたそれぞれの信号に対応する信号に分離する。
信号分離部１９−ｎは、分離したそれぞれの信号をビーム形成処理部６３に出力する。
ビーム形成処理部６３は、例えば、図３に示すビーム形成処理回路３２によって実現される。
ビーム形成処理部６３は、信号分離部１９−１〜１９−Ｎにより分離されたそれぞれの信号を用いて、ビーム信号＃１〜＃Ｍを形成し、ビーム信号＃１〜＃Ｍを信号処理装置２又は信号処理装置３に出力する。
【００４４】
図１１では、ビーム形成部６２の構成要素である信号分離部１９−１〜１９−Ｎ及びビーム形成処理部６３のそれぞれが、図３に示すような専用のハードウェアによって実現されるものを想定している。即ち、ビーム形成部６２が、信号分離回路３１及びビーム形成処理回路３２によって実現されるものを想定している。
【００４５】
ビーム形成部６２の構成要素は、専用のハードウェアによって実現されるものに限るものではなく、ビーム形成部６２が、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現されるものであってもよい。
ビーム形成部６２が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合、信号分離部１９−１〜１９−Ｎ及びビーム形成処理部６３の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムが図４に示すメモリ４１に格納される。そして、コンピュータの図４に示すプロセッサ４２がメモリ４１に格納されているプログラムを実行する。
【００４６】
次に、図１１に示すアンテナ装置１の動作について説明する。
サブアレーアンテナ６１−１〜６１−Ｎが有する素子アンテナ１１−１〜１１−Ｋ、ＬＮＡ１２−１〜１２−Ｋ、周波数変換部１３及び信号合成部１４のそれぞれの動作は、図２に示すアンテナ装置１と同様であるため、説明を省略する。
Ａ／Ｄ変換器１７−ｎ（ｎ＝１，・・・，Ｎ）は、サブアレーアンテナ６１−ｎの信号合成部１４から合成信号を受けると、合成信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して、デジタル信号をビーム形成部６２の信号分離部１９−ｎに出力する。
【００４７】
ビーム形成部６２の信号分離部１９−ｎは、Ａ／Ｄ変換器１７−ｎからデジタル信号を受けると、図２に示す信号分離部１９と同様に、例えば、デジタル信号をＦＦＴすることで、デジタル信号を周波数領域の信号に変換する。
信号分離部１９−ｎは、図２に示す信号分離部１９と同様に、周波数領域の信号から、サブアレーアンテナ６１−ｎが有する素子アンテナ１１−１〜１１−Ｋにより受信されたそれぞれの信号に対応する信号に分離する。
信号分離部１９−ｎは、分離したそれぞれの信号をビーム形成処理部６３に出力する。
【００４８】
ビーム形成処理部６３は、信号分離部１９−１〜１９−Ｎにより分離されたそれぞれの信号を用いて、例えば、ＤＢＦ処理を実施することで、ビーム信号＃１〜＃Ｍを形成し、ビーム信号＃１〜＃Ｍを信号処理装置２又は信号処理装置３に出力する。
【００４９】
以上の実施の形態３では、アンテナ装置１が、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｋ、ＬＮＡ１２−１〜１２−Ｋ、周波数変換部１３及び信号合成部１４を有するサブアレーアンテナ６１−１〜６１−Ｎを備えている。また、アンテナ装置１が、サブアレーアンテナ６１−１〜６１−Ｎの個数分のＡ／Ｄ変換器１７−１〜１７−Ｎを備えている。
そして、ビーム形成部６２が、Ａ／Ｄ変換器１７−１〜１７−Ｎから出力されたそれぞれのデジタル信号を、サブアレーアンテナ６１−１〜６１−Ｎの素子アンテナ１１−１〜１１−Ｋにより受信されたそれぞれの信号に対応する信号に分離し、分離したそれぞれの信号を用いて、ビーム信号＃１〜＃Ｍを形成するように、図１１に示すアンテナ装置１を構成した。したがって、図１１に示すアンテナ装置１は、図２及び図１０に示すアンテナ装置１と同様に、信号対雑音電力比の劣化を防ぐことができる。また、図１１に示すアンテナ装置１は、図２及び図１０に示すアンテナ装置１よりも、大規模なアレーアンテナを実現することができる。
【００５０】
実施の形態４．
図２及び図１１に示すアンテナ装置では、フィルタ部１５−ｋが、ＢＰＦを用いて、周波数変換処理部１３−ｋから出力された中心周波数ｆｋの信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出している。
実施の形態４では、フィルタ部１５−ｋが、ハイパスフィルタ（以下、「ＨＰＦ（Ｈｉｇｈ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）」と称する）、ローパスフィルタ（以下、「ＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）」と称する）、又は、ＢＰＦを用いるアンテナ装置について説明する。
【００５１】
実施の形態４のアンテナ装置の構成は、実施の形態１及び実施の形態３のうちのいずれかの実施の形態の構成と同様であり、実施の形態４のアンテナ装置を示す構成図は、例えば、図２又は図１１である。
実施の形態４のアンテナ装置では、説明の便宜上、Ｋ＝４であるものとして説明する。
また、実施の形態４のアンテナ装置では、周波数変換処理部１３−１〜１３−４から出力された系統＃１〜系統＃４の受信信号の中で、中心周波数が最も高い受信信号が、周波数変換処理部１３−１から出力された中心周波数がｆ１の受信信号であるとする。
周波数変換処理部１３−１〜１３−４から出力された系統＃１〜系統＃４の受信信号の中で、中心周波数が最も低い受信信号が、周波数変換処理部１３−４から出力された中心周波数がｆ４の受信信号であるとする。
【００５２】
実施の形態４のアンテナ装置では、周波数変換処理部１３−１から出力された系統＃１の受信信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出するフィルタ部１５−１は、図１２に示すように、ＨＰＦを用いている。
周波数変換処理部１３−４から出力された系統＃４の受信信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出するフィルタ部１５−４は、図１２に示すように、ＬＰＦを用いている。
また、周波数変換処理部１３−２から出力された系統＃２の受信信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出するフィルタ部１５−２及び周波数変換処理部１３−３から出力された系統＃３の受信信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出するフィルタ部１５−３のそれぞれは、図１２に示すように、ＢＰＦを用いている。
図１２は、フィルタ部１５−１〜１５−４が用いるフィルタの種類と通過帯域とを示す説明図である。
【００５３】
フィルタ部１５−１がＨＰＦを用い、フィルタ部１５−２及びフィルタ部１５−３のそれぞれがＢＰＦを用い、フィルタ部１５−４がＬＰＦを用いる場合、信号合成処理部１６から出力される合成信号は、図１３のようになる。
図１３は、信号合成処理部１６から出力される合成信号を示す説明図である。
【００５４】
図１３に示す合成信号では、例えば、系統＃１の受信信号に着目すると、系統＃１の受信信号の周波数帯域は、系統＃１の受信信号の雑音成分を含んでいるが、系統＃２〜＃４の受信信号の雑音成分を含んでいない。
したがって、図９に示す合成信号に含まれている系統＃１の受信信号の信号対雑音電力比と比べて、図１３に示す合成信号に含まれている系統＃１の受信信号の信号対雑音電力比は、改善している。
図１３に示す合成信号に含まれている系統＃２〜系統＃４の受信信号の信号対雑音電力比についても、同様に改善している。
【００５５】
以上の実施の形態４では、複数のフィルタ部１５−１〜１５−４のうち、周波数変換部１３から出力されたそれぞれの信号の中で、中心周波数が最も高い信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出するフィルタ部１５−１は、ＨＰＦを用いる。また、複数のフィルタ部１５−１〜１５−４のうち、周波数変換部１３から出力されたそれぞれの信号の中で、中心周波数が最も低い信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出するフィルタ部１５−４は、ＬＰＦを用いる。そして、フィルタ部１５−２及びフィルタ部１５−４のそれぞれは、ＢＰＦを用いるように、アンテナ装置１を構成した。したがって、アンテナ装置１は、フィルタ部１５−１〜１５−４のそれぞれがＢＰＦを用いる場合と同様に、信号対雑音電力比の劣化を防ぐことができるほか、フィルタ部１５−１〜１５−４のそれぞれがＢＰＦを用いる場合よりも、信号合成部１４の小型化を図ることができる。
【００５６】
実施の形態５．
図２及び図１１に示すアンテナ装置では、フィルタ部１５−ｋが、ＢＰＦを用いて、周波数変換処理部１３−ｋから出力された中心周波数ｆｋの信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出している。
実施の形態５では、フィルタ部１５−ｋが、ＨＰＦ、又は、ＬＰＦを用いるアンテナ装置について説明する。
【００５７】
実施の形態５のアンテナ装置の構成は、実施の形態１及び実施の形態３のうちのいずれかの実施の形態の構成と同様であり、実施の形態５のアンテナ装置を示す構成図は、例えば、図２又は図１１である。
実施の形態５のアンテナ装置では、説明の便宜上、Ｋ＝４であるものとして説明する。
実施の形態５のアンテナ装置では、周波数変換処理部１３−１〜１３−４から出力された系統＃１〜系統＃４の受信信号の中心周波数ｆ１〜ｆ４における平均周波数がｆａｖｅであり、ｆ１＞ｆ２＞ｆａｖｅ＞ｆ３＞ｆ４であるとする。
【００５８】
実施の形態５のアンテナ装置では、フィルタ部１５−１〜１５−４のうち、平均周波数ｆａｖｅよりも、中心周波数ｆ１が高い受信信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出するフィルタ部１５−１は、図１４に示すように、ＨＰＦを用いている。また、平均周波数ｆａｖｅよりも、中心周波数ｆ２が高い受信信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出するフィルタ部１５−２は、図１４に示すように、ＨＰＦを用いている。
実施の形態５のアンテナ装置では、フィルタ部１５−１〜１５−４のうち、平均周波数ｆａｖｅよりも、中心周波数ｆ３が低い受信信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出するフィルタ部１５−３は、図１４に示すように、ＬＰＦを用いている。また、平均周波数ｆａｖｅよりも、中心周波数ｆ４が低い受信信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出するフィルタ部１５−４は、図１４に示すように、ＬＰＦを用いている。
図１４は、フィルタ部１５−１〜１５−４が用いるフィルタの種類と通過帯域とを示す説明図である。
【００５９】
フィルタ部１５−１が用いるＨＰＦは、図１４に示すように、周波数変換処理部１３−１から出力された系統＃１の受信信号の信号成分を通過させる通過帯域を有している。
フィルタ部１５−２が用いるＨＰＦは、図１４に示すように、周波数変換処理部１３−２から出力された系統＃２の受信信号の信号成分を通過させる通過帯域を有している。
フィルタ部１５−３が用いるＬＰＦは、図１４に示すように、周波数変換処理部１３−３から出力された系統＃３の受信信号の信号成分を通過させる通過帯域を有している。
フィルタ部１５−４が用いるＬＰＦは、図１４に示すように、周波数変換処理部１３−４から出力された系統＃４の受信信号の信号成分を通過させる通過帯域を有している。
【００６０】
フィルタ部１５−１及びフィルタ部１５−２のそれぞれがＨＰＦを用い、フィルタ部１５−３及びフィルタ部１５−４のそれぞれがＬＰＦを用いる場合、信号合成処理部１６から出力される合成信号は、図１５のようになる。
図１５は、信号合成処理部１６から出力される合成信号を示す説明図である。
【００６１】
図１５に示す合成信号では、系統＃１の受信信号に着目すると、系統＃１の受信信号の周波数帯域は、系統＃１の受信信号の雑音成分のほかに、系統＃２の受信信号の雑音成分を含んでいるが、系統＃３〜＃４の受信信号の雑音成分を含んでいない。
したがって、図９に示す合成信号に含まれている系統＃１の受信信号の信号対雑音電力比と比べて、図１５に示す合成信号に含まれている系統＃１の受信信号の信号対雑音電力比は、改善している。
【００６２】
系統＃４の受信信号に着目すると、系統＃４の受信信号の周波数帯域は、系統＃４の受信信号の雑音成分のほかに、系統＃３の受信信号の雑音成分を含んでいるが、系統＃１〜＃２の受信信号の雑音成分を含んでいない。
したがって、図９に示す合成信号に含まれている系統＃４の受信信号の信号対雑音電力比と比べて、図１５に示す合成信号に含まれている系統＃４の受信信号の信号対雑音電力比は、改善している。
【００６３】
系統＃２の受信信号に着目すると、系統＃２の受信信号の周波数帯域は、系統＃２の受信信号の雑音成分を含んでいるが、系統＃１，＃３，＃４の受信信号の雑音成分を含んでいない。
したがって、図９に示す合成信号に含まれている系統＃２の受信信号の信号対雑音電力比と比べて、図１５に示す合成信号に含まれている系統＃２の受信信号の信号対雑音電力比は、改善している。
【００６４】
系統＃３の受信信号に着目すると、系統＃３の受信信号の周波数帯域は、系統＃３の受信信号の雑音成分を含んでいるが、系統＃１，＃２，＃４の受信信号の雑音成分を含んでいない。
したがって、図９に示す合成信号に含まれている系統＃３の受信信号の信号対雑音電力比と比べて、図１５に示す合成信号に含まれている系統＃３の受信信号の信号対雑音電力比は、改善している。
【００６５】
実施の形態５のアンテナ装置では、フィルタ部１５−１〜１５−４のそれぞれの通過帯域が、図１４に示すような通過帯域であるものを示している。
しかし、これは一例に過ぎず、平均周波数ｆａｖｅよりも、中心周波数が高い受信信号の信号成分を抽出するフィルタ部１５−１，１５−２が用いるＨＰＦは、図１６に示すように、系統＃２の受信信号の信号成分を通過させる通過帯域を有していてもよい。
また、平均周波数ｆａｖｅよりも、中心周波数が低い受信信号の信号成分を抽出するフィルタ部１５−３，１５−３が用いるＨＰＦは、図１６に示すように、系統＃３の受信信号の信号成分を通過させる通過帯域を有していてもよい。
図１６は、フィルタ部１５−１〜１５−４が用いるフィルタの種類と通過帯域とを示す説明図である。
【００６６】
フィルタ部１５−１〜１５−４のそれぞれの通過帯域が、図１６に示すような通過帯域である場合、信号合成処理部１６から出力される合成信号は、図１７のようになる。
図１７は、信号合成処理部１６から出力される合成信号を示す説明図である。
【００６７】
図１７に示す合成信号では、例えば、系統＃２の受信信号に着目すると、系統＃２の受信信号の周波数帯域は、系統＃２の受信信号の雑音成分のほかに、系統＃１の受信信号の雑音成分を含んでいるが、系統＃３〜＃４の受信信号の雑音成分を含んでいない。
したがって、図９に示す合成信号に含まれている系統＃２の受信信号の信号対雑音電力比と比べて、図１７に示す合成信号に含まれている系統＃２の受信信号の信号対雑音電力比は、改善している。
【００６８】
例えば、系統＃３の受信信号に着目すると、系統＃３の受信信号の周波数帯域は、系統＃３の受信信号の雑音成分のほかに、系統＃４の受信信号の雑音成分を含んでいるが、系統＃１〜＃２の受信信号の雑音成分を含んでいない。
したがって、図９に示す合成信号に含まれている系統＃３の受信信号の信号対雑音電力比と比べて、図１７に示す合成信号に含まれている系統＃３の受信信号の信号対雑音電力比は、改善している。
【００６９】
以上の実施の形態５では、複数のフィルタ部１５−１〜１５−４のうち、周波数変換部１３から出力されたそれぞれの受信信号の中心周波数の平均周波数よりも、中心周波数が高い信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出するフィルタ部１５−１，１５−２は、ＨＰＦを用い、平均周波数よりも、中心周波数が低い信号の周波数帯域に含まれている信号成分を抽出するフィルタ部１５−３，１５−４は、ＬＰＦを用いるように、アンテナ装置１を構成した。したがって、アンテナ装置１は、フィルタ部１５−１〜１５−４のそれぞれがＢＰＦを用いる場合と同様に、信号対雑音電力比の劣化を防ぐことができるほか、フィルタ部１５−１〜１５−４のそれぞれがＢＰＦを用いる場合よりも、信号合成部１４の小型化を図ることができる。
【００７０】
実施の形態５のアンテナ装置では、平均周波数ｆａｖｅが、中心周波数ｆ１，ｆ２よりも低く、平均周波数ｆａｖｅが、中心周波数ｆ３，ｆ４よりも高いものを示している。
しかし、これは一例に過ぎず、中心周波数ｆ１〜ｆ４と、平均周波数ｆａｖｅとの関係が、例えば、ｆ１＞ｆ２＝ｆａｖｅ＞ｆ３＞ｆ４であってもよい。
ｆ１＞ｆ２＝ｆａｖｅ＞ｆ３＞ｆ４の場合、フィルタ部１５−２は、ＨＰＦ、ＢＰＦ及びＬＰＦのうちのいずれのフィルタを用いてもよい。
【００７１】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
この発明は、ビーム信号を形成するアンテナ装置、レーダ装置及び通信装置に適している。
【符号の説明】
【００７３】
１  アンテナ装置、２，３  信号処理装置、１１−１〜１１−Ｋ  素子アンテナ、１２−１〜１２−Ｋ  ＬＮＡ、１３  周波数変換部、１３−１〜１３−Ｋ  周波数変換処理部、１４  信号合成部、１５−１〜１５−Ｋ  フィルタ部、１６  信号合成処理部、１７，１７−１〜１７−Ｎ  Ａ／Ｄ変換器、１８  ビーム形成部、１９，１９−１〜１９−Ｎ  信号分離部、２０  ビーム形成処理部、３１  信号分離回路、３２  ビーム形成処理回路、４１  メモリ、４２  プロセッサ、５０  マルチプレクサ、６１−１〜６１−Ｎ  サブアレーアンテナ、６２  ビーム形成部、６３  ビーム形成処理部。
【図１】
2020202256.tif 000003
【図２】
2020202256.tif 000004
【図３】
2020202256.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020202256.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020202256.tif 000009
【図８】
2020202256.tif 000010
【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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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年11月27日(2019.11.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明に係るアンテナ装置は、複数系統に設けられ、それぞれが各系統の信号を受信する複数の素子アンテナと、複数系統の系統毎に、それぞれが対応する素子アンテナにより受信された信号を互いに異なる中心周波数になるように周波数変換し、当該周波数変換された各中心周波数を持つ周波数帯域が互いに重なっていない複数の中心周波数を持つ周波数帯域の信号を出力する周波数変換部と、複数系統の系統毎に設けられ、それぞれが周波数変換部から出力された対応する中心周波数を持つ周波数帯域の信号を通過させる通過帯域を有し、当該周波数帯域以外の帯域に含まれている雑音成分を抑圧する、互いに通過帯域が異なる複数のフィルタと、複数のフィルタ部それぞれから通過された中心周波数を持つ周波数帯域の信号を合成した合成信号を出力する信号合成処理部を具備する信号合成部と、信号合成部から出力された合成信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して、デジタル信号を出力するアナログデジタル変換器と、アナログデジタル変換器から出力されたデジタル信号を、複数系統の系統毎に複数の素子アンテナにより受信されたそれぞれの信号に対応する信号に分離し、分離した系統毎の信号を用いて、ビーム信号を形成するビーム形成部とを備える。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数系統に設けられ、それぞれが各系統の信号を受信する複数の素子アンテナと、
前記複数系統の系統毎に、それぞれが対応する前記素子アンテナにより受信された信号を互いに異なる中心周波数になるように周波数変換し、当該周波数変換された各中心周波数を持つ周波数帯域が互いに重なっていない複数の中心周波数を持つ周波数帯域の信号を出力する周波数変換部と、
前記複数系統の系統毎に設けられ、それぞれが前記周波数変換部から出力された対応する中心周波数を持つ周波数帯域の信号を通過させる通過帯域を有し、当該周波数帯域以外の帯域に含まれている雑音成分を抑圧する、互いに通過帯域が異なる複数のフィルタと、前記複数のフィルタ部それぞれから通過された中心周波数を持つ周波数帯域の信号を合成した合成信号を出力する信号合成処理部を具備する信号合成部と、
前記信号合成部から出力された合成信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して、前記デジタル信号を出力するアナログデジタル変換器と、
前記アナログデジタル変換器から出力されたデジタル信号を、前記複数系統の系統毎に前記複数の素子アンテナにより受信されたそれぞれの信号に対応する信号に分離し、分離した系統毎の信号を用いて、ビーム信号を形成するビーム形成部と
を備えたアンテナ装置。
【請求項２】
前記複数の素子アンテナと、前記周波数変換部と、前記信号合成部とを有する複数のサブアレーアンテナを備え、
前記アナログデジタル変換器として、それぞれが前記複数のサブアレーアンテナのそれぞれに対応して設けられた複数のアナログデジタル変換器を備え、
前記ビーム形成部は、前記複数のアナログデジタル変換器それぞれから出力されたそれぞれのデジタル信号を、前記複数系統の系統毎に前記複数のサブアレーアンテナが有する前記複数の素子アンテナにより受信されたそれぞれの信号に対応する信号に分離し、前記複数のサブアレーアンテナにおける分離した系統毎の信号を用いて、ビーム信号を形成することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記周波数変換部は、ミキサを用いていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記複数のフィルタ部のそれぞれは、バンドパスフィルタを用いることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記複数のフィルタ部のうち、前記周波数変換部から出力された複数の中心周波数を持つ周波数帯域の信号の中で、中心周波数が最も高い信号の周波数帯域の信号に対するフィルタ部は、ハイパスフィルタを用い、
前記複数のフィルタ部のうち、前記周波数変換部から出力された複数の中心周波数を持つ周波数帯域の信号の中で、中心周波数が最も低い信号の周波数帯域の信号に対するフィルタ部は、ローパスフィルタを用い、
前記複数のフィルタ部のうち、前記ハイパスフィルタ、又は、前記ローパスフィルタのいずれかを用いるフィルタ部以外のフィルタ部は、バンドパスフィルタを用いることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記複数のフィルタ部のうち、前記周波数変換部から出力された複数の中心周波数を持つ周波数帯域の信号の中心周波数の平均周波数よりも、中心周波数が高い中心周波数を持つ周波数帯域の信号に対するフィルタ部は、ハイパスフィルタを用い、
前記複数のフィルタ部のうち、前記周波数変換部から出力された複数の中心周波数を持つ周波数帯域の信号の中心周波数の平均周波数よりも、中心周波数が低い中心周波数を持つ周波数帯域の信号に対するフィルタ部は、ローパスフィルタを用いることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記ハイパスフィルタの通過帯域は、前記平均周波数よりも中心周波数が高い中心周波数を持つ周波数帯域の信号を通過させる帯域であることを特徴とする請求項６記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記ローパスフィルタの通過帯域は、前記平均周波数よりも中心周波数が低い中心周波数を持つ周波数帯域の信号を通過させる帯域であることを特徴とする請求項６記載のアンテナ装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置を備えたレーダ装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置を備えた通信装置。
【国際調査報告】
2020202256.tif 000020
2020202256.tif 000021