サイドローブキャンセラ
【課題】補助アンテナが目標信号と周波数が重なるクラッタを受信しても、主アンテナの受信信号に含まれている信号成分のうち、不要信号の成分だけを抑圧することができるサイドローブキャンセラを得ることを目的とする。
【解決手段】減算器８の差分信号ｅ（ｔ）を参照して目標信号の周波数ｆｓを推定し、その周波数ｆｓを含む周波数帯域を帯域フィルタ４，５の通過帯域に設定するように構成した。これにより、補助アンテナ２が目標信号と周波数が重なるクラッタを受信しても、主アンテナ１の受信信号に含まれている信号成分のうち、不要信号の成分だけを抑圧することができる。
【解決手段】減算器８の差分信号ｅ（ｔ）を参照して目標信号の周波数ｆｓを推定し、その周波数ｆｓを含む周波数帯域を帯域フィルタ４，５の通過帯域に設定するように構成した。これにより、補助アンテナ２が目標信号と周波数が重なるクラッタを受信しても、主アンテナ１の受信信号に含まれている信号成分のうち、不要信号の成分だけを抑圧することができる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動体に搭載され、目標からの反射波である目標信号と周波数が重なるクラッタを抑圧するサイドローブキャンセラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のサイドローブキャンセラは、補助アンテナの受信信号に荷重を乗算し、主アンテナの受信信号から荷重乗算後の補助アンテナの受信信号を減算する。
ただし、補助アンテナの受信信号に荷重を乗算する際、減算信号の電力が最小化するような荷重を計算して乗算する。
これにより、主アンテナの受信信号に含まれている信号成分のうち、補助アンテナの受信信号と相関が高い成分だけを抑圧することができる。
したがって、補助アンテナが不要信号だけを強く受信することができれば、主アンテナの受信信号に含まれている信号成分のうち、不要信号の成分だけを抑圧することができる（以下の特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６０−４１８０２号公報（第６頁から第８頁、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のサイドローブキャンセラは以上のように構成されているので、補助アンテナが目標信号と周波数が重なるクラッタを受信すると、主アンテナの受信信号に含まれている信号成分から、不要信号の成分だけでなく目標信号の成分も抑圧してしまうなどの課題があった。
【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、補助アンテナが目標信号と周波数が重なるクラッタを受信しても、主アンテナの受信信号に含まれている信号成分のうち、不要信号の成分だけを抑圧することができるサイドローブキャンセラを得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るサイドローブキャンセラは、減算手段の差分信号を参照して目標信号の周波数を推定し、その周波数を含む周波数帯域を通過帯域制限手段の通過帯域に設定するようにしたものである。
【０００７】
【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によるサイドローブキャンセラを示す構成図であり、図において、主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）が通過帯域制限部３に入力され、通過帯域制限部３から受信信号ｘｂ０（ｔ）が出力される。ブロードな指向性を有する補助アンテナ２の受信信号ｘ１（ｔ）が通過帯域制限部３に入力され、通過帯域制限部３からｘｂ１（ｔ）が出力される。ただし、受信信号ｘ０（ｔ），ｘ１（ｔ）はダウンコンバータによってベースバンド、あるいは、中間周波数にダウンコンバートされているものとする。また、受信信号ｘ０（ｔ），ｘ１（ｔ），ｘｂ０（ｔ），ｘｂ１（ｔ）は複素信号であり、ｔは時間を表す因子である。
通過帯域制限部３の帯域フィルタ４，５はレーダ装置の周波数追尾装置９により通過帯域が設定され、受信信号ｘ０（ｔ），ｘ１（ｔ）に含まれる通過帯域以外の周波数成分を除去する。なお、通過帯域制限部３は通過帯域制限手段を構成している。
【０００８】
荷重計算部６は減算器８から出力される差分信号ｅ（ｔ）の電力を最小化する荷重ｗを計算し、乗算器７は帯域フィルタ５から出力された受信信号ｘｂ１（ｔ）に対して、荷重計算部６により計算された荷重ｗを乗算する。なお、荷重計算部６は荷重計算手段を構成し、乗算器７は荷重乗算手段を構成している。
減算器８は帯域フィルタ４から出力された受信信号ｘｂ０(ｔ)と乗算器７から出力された乗算信号ｗ・ｘｂ１（ｔ）との差分を求め、その差分信号ｅ（ｔ）を出力する。なお、減算器８は減算手段を構成している。周波数追尾装置９は減算器８から出力された差分信号ｅ（ｔ）を参照して目標信号の周波数を推定し、その周波数を含む周波数帯域を帯域フィルタ４，５の通過帯域に設定する。なお、周波数追尾装置９は通過帯域設定手段を構成している。
【０００９】
次に動作について説明する。
まず、通過帯域制限部３の帯域フィルタ４は、主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）を入力すると、その受信信号ｘ０（ｔ）に含まれている信号成分から、周波数追尾装置９により設定された通過帯域以外の周波数成分を除去する。
また、通過帯域制限部３の帯域フィルタ５は、補助アンテナ２の受信信号ｘ１（ｔ）を入力すると、その受信信号ｘ１（ｔ）に含まれている信号成分から、周波数追尾装置９により設定された通過帯域以外の周波数成分を除去する。
【００１０】
ここで、周波数追尾装置９は、減算器８から出力された差分信号ｅ（ｔ）を参照して目標信号の周波数ｆｓを推定し、その周波数ｆｓを含む周波数帯域を帯域フィルタ４，５の通過帯域ＢＷに設定するが、その周波数ｆｓを含む周波数帯域ＢＷは、図３に示すように、目標信号の周波数成分よりも広く設定される。
これにより、通過帯域制限部３の帯域フィルタ４，５は、目標信号の周波数成分以外の周波数成分を有するクラッタについても目標信号と一緒に通過させることになるので、目標信号とクラッタの相関を低下させることができる。このように目標信号とクラッタの相関が低下すれば、以下の処理では、目標信号とクラッタを独立した２つの信号として扱うことができるようになる。
なお、周波数追尾装置９における周波数の推定方法は、特に限定するものではなく、従来から広く知られている方法を使用すればよいが、例えば、特開平１１−２７１４３６号公報に開示されている方法を使用すればよい。
【００１１】
荷重計算部６は、減算器８から出力される差分信号ｅ（ｔ）の電力を最小化するような荷重ｗを計算する。このような荷重ｗは、例えば、ＳＭＩ（Ｓａｍｐｌｅ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）アルゴリズムを用いて計算するが、ＳＭＩアルゴリズムを用いて計算する場合、少ないサンプル数で、精度よく荷重ｗを計算することができる。具体的には、主アンテナの受信信号ｘｂ０（ｔ）と、補助アンテナ２の受信信号ｘｂ１(ｔ)を用いて次式のように求められることができる。
【数１】
【００１２】
ここでは、ＳＭＩアルゴリズムを用いて荷重ｗを計算するものについて示したが、これに限るものではなく、例えば、ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムなどの収束型のアルゴリズムを用いてもよい。このアルゴリズムは次式に示すような荷重計算を繰り返し、収束後に減算器８の差分信号ｅ（ｔ）を最小化するような荷重ｗを求めるものである。
【数２】
式（２）において、μはステップサイズパラメータと呼ばれる係数であり、収束の速さを調節する係数である。
【００１３】
乗算器７は、荷重計算部６が差分信号ｅ（ｔ）の電力を最小化する荷重ｗを計算すると、帯域フィルタ５から出力された受信信号ｘｂ１（ｔ）に対して荷重ｗを乗算する。
減算器８は、帯域フィルタ４から出力された受信信号ｘｂ０（ｔ）と乗算器７から出力された乗算信号ｗ・ｘｂ１（ｔ）との差分を求め、その差分信号ｅ（ｔ）を出力する。
【００１４】
１つの補助アンテナ２を備えるサイドローブキャンセラでは、上記のように減算器８から出力される差分信号ｅ（ｔ）の電力を最小化すると、１つの信号成分だけが優先的に抑圧される。即ち、帯域フィルタ４，５の出力信号には目標信号成分とクラッタ成分の２つの信号成分が含まれるので、このうちの強い信号成分だけが優先的に抑圧されることになる。これはパワーインバージョンの原理として知られている性質によるものである。クラッタの波源は目標よりも近く、また、有効反射面積ＲＣＳも目標より大きいので、目標よりも大きい電力を有することが多い。このため、図１のように、１つの補助アンテナ２を備えるサイドローブキャンセラによってクラッタだけを有効に抑圧することができる。
【００１５】
ここで、帯域フィルタ４，５を通過するクラッタの入射方向の特性について考察する。
クラッタの入射方向ベクトルをＶＣとし、レーダ装置を搭載する移動体の速度ベクトルＶｍと入射方向ベクトルＶＣのなす角をΨＣとすると、そのクラッタの周波数ｆｄｃは次式で与えられる。
【数３】
【００１６】
式（３）より、移動体の速度ベクトルＶｍと入射方向ベクトルＶＣのなす角ΨＣと、クラッタの周波数ｆｄｃとは、１対１に対応することが分かる。このことから、速度ベクトルＶｍとのなす角がΨＣとなる方向から入射するクラッタはすべて同一の周波数を有することになる。このように、ある周波数のクラッタはある範囲の方向から入射することになるが、この周波数がキャリア周波数に比べて十分に狭帯域であり、コヒーレントな波の集合体である場合には、１つの信号としての性質しか持たないので、サイドローブキャンセラは１つの自由度だけで対応できることになる。このため、帯域フィルタ４，５の帯域幅は、クラッタが１つの信号として扱える程度に十分に狭帯域な範囲で設定するものとする。
【００１７】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、減算器８の差分信号ｅ（ｔ）を参照して目標信号の周波数ｆｓを推定し、その周波数ｆｓを含む周波数帯域を帯域フィルタ４，５の通過帯域に設定するように構成したので、補助アンテナ２が目標信号と周波数が重なるクラッタを受信しても、主アンテナ１の受信信号に含まれている信号成分のうち、不要信号の成分だけを抑圧することができる効果を奏する。
【００１８】
この実施の形態１では、通過帯域制限部３が主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）の通過帯域を制限する帯域フィルタ４と、補助アンテナ２の受信信号ｘ１（ｔ）の通過帯域を制限する帯域フィルタ５とから構成されているものについて示したが、図２に示すように、補助アンテナ２の受信信号ｘ１（ｔ）の通過帯域を制限する帯域フィルタ５のみから構成されていてもよい。あるいは、主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）の通過帯域を制限する帯域フィルタ４のみから構成されていてもよい。
サイドローブキャンセラでは、主アンテナ１と補助アンテナ２の帯域が重なる部分でのみ作用するので、補助アンテナ２又は主アンテナ１の一方にだけ帯域フィルタを接続しても、同様の効果を得ることができる。
【００１９】
また、帯域フィルタ４，５は、目標信号の周波数成分よりも広い帯域を有するという条件の下で、例えば、ＦＩＲフィルタで構成してもよい。また、受信信号に対してＦＦＴ処理を実施することにより、周波数領域で通過帯域以外の周波数成分をカットし、その後、ＩＦＦＴ処理を実施するようにしてもよい。
また、数種類の帯域フィルタを用意しておき、周波数追尾装置９により推定された目標信号の周波数ｆｓに応じて目標が含まれる帯域フィルタを選択するようにしてもよい。
【００２０】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２によるサイドローブキャンセラ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。
ブロードな指向性を有する補助アンテナ１１の受信信号ｘ２（ｔ）が通過帯域制限部３に入力され、通過帯域制限部３から受信信号ｘｂ２（ｔ）が出力される。通過帯域制限部３の帯域フィルタ１２はレーダ装置の周波数追尾装置９により通過帯域が設定され、受信信号ｘ２（ｔ）に含まれる通過帯域以外の周波数成分を除去する。ただし、帯域フィルタ１２の通過帯域は、帯域フィルタ４，５の通過帯域と同様に、目標信号の周波数ｆｓを含む周波数帯域が設定される。
【００２１】
乗算器１３は帯域フィルタ１２から出力された受信信号ｘｂ２（ｔ）に対して、荷重計算部１６により計算された荷重を乗算する。なお、乗算器１３は荷重乗算手段を構成している。合成器１４は乗算器７の乗算信号と乗算器１３の乗算信号を合成する。なお、合成器１４は合成手段を構成している。
角度追尾装置１５は減算器８から出力された差分信号ｅ（ｔ）を参照して目標信号の入射方向を推定する。荷重計算部１６は角度追尾装置１５により推定された入射方向の信号電力が変化しないように減算器８から出力された差分信号ｅ（ｔ）の電力を最小化する荷重を計算する。なお、角度追尾装置１５及び荷重計算部１６から荷重計算手段が構成されている。
【００２２】
上記実施の形態１では、１つの補助アンテナ２を備えているものについて示したが、２つの補助アンテナ２，１１を備えるようにしてもよい。
ただし、この実施の形態２では、荷重計算部１６が目標信号の入射方向の信号電力が変化しないように減算器８から出力された差分信号ｅ（ｔ）の電力を最小化する荷重を計算している。具体的には下記の通りである。
【００２３】
まず、角度追尾装置１５は、減算器８から出力された差分信号ｅ（ｔ）を参照して目標信号の入射方向を推定する。
角度追尾装置１５における入射方向の推定方法は、特に限定するものではなく、従来から広く知られている方法を使用すればよいが、例えば、特開平１１−２７１４３６号公報に開示されている方法を使用すればよい。
【００２４】
荷重計算部１６は、角度追尾装置１５が目標信号の入射方向を推定すると、その入射方向の信号電力が変化しないように減算器８から出力された差分信号ｅ（ｔ）の電力を最小化する荷重を計算する。即ち、サイドローブキャンセラ処理後も目標信号方向のアンテナゲインを変えないように拘束をかけて減算器８の差分信号ｅ（ｔ）を最小化するような荷重を算出する。
例えば、ＤＣＭＰ（Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ Ｍｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ）アルゴリズムを実施することにより、上記のような荷重を計算する。以下、ＤＣＭＰによる荷重計算を具体的に説明する。
【００２５】
まず、荷重計算部１６は、次式に示すように拘束する方向のステアリングベクトルａを求める。
【数４】
【００２６】
ここで、ｄｔは目標の方向ベクトルであり、角度追尾装置１５から得られる。ＧＭ（ｄｔ），Ｇ１（ｄｔ），Ｇ２（ｄｔ）はそれぞれ主アンテナ１，補助アンテナ２，補助アンテナ１１の目標方向のアンテナゲインであり、例えば、メモリにアンテナゲインが記憶されている場合には、そのメモリからアンテナゲインを読み込むようにする。あるいは、アンテナがアレーアンテナで与えられる場合には、素子配置と目標の入射方向ベクトルから計算により求めるようにする。
φ１（ｄｔ），φ２（ｄｔ）はそれぞれ主アンテナ１と補助アンテナ２、主アンテナ１と補助アンテナ１１の受信位相差であり、補助アンテナ配置と目標の入射方向ベクトルから計算により求めることができる。
【００２７】
次に、荷重計算部１６は、ステアリングベクトルａを拘束ベクトルとして、次式のように主アンテナ１、補助アンテナ２及び補助アンテナ１１に対する荷重ｗａ０，ｗａ１，ｗａ２を求める。
【数５】
【００２８】
ここで、γは定数、Ｒは相関行列である。
帯域フィルタ４，５，１２を通過した主アンテナ１、補助アンテナ２及び補助アンテナ１１の受信信号ｘｂ０（ｔ），ｘｂ１（ｔ），ｘｂ２（ｔ）から為る受信信号ベクトルをＸｂと定義して、相関行列Ｒを下記のように計算する。
【数６】
【００２９】
荷重計算部１６は、主アンテナ１、補助アンテナ２及び補助アンテナ１１に対する荷重ｗａ０，ｗａ１，ｗａ２を式（５）から求めるが、主アンテナ１に対する荷重を“１”とする場合、次式のように主アンテナ１に対する荷重ｗａ０で正規化して補助アンテナ２，１１に対する荷重ｗｂ１，ｗｂ２を求める。
【数７】
【００３０】
この実施の形態２によれば、目標信号方向のゲインを拘束するＤＣＭＰアルゴリズムを用いて補助アンテナ２，１１に対する荷重ｗｂ１，ｗｂ２を求めるので、上記実施の形態１の効果に加え、目標方向にアンテナパターンのナルが形成されることを防ぐことができる。したがって、減算器８の差分信号ｅ（ｔ）における目標信号成分の抑圧を防止することができる効果を奏する。
【００３１】
この実施の形態２では、通過帯域制限部３が主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）の通過帯域を制限する帯域フィルタ４と、補助アンテナ２，１１の受信信号ｘ１（ｔ），ｘ２（ｔ）の通過帯域を制限する帯域フィルタ５，１２とから構成されているものについて示したが、図５に示すように、補助アンテナ２，１１の受信信号ｘ１（ｔ），ｘ２（ｔ）の通過帯域を制限する帯域フィルタ５，１２のみから構成されていてもよい。あるいは、主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）の通過帯域を制限する帯域フィルタ４のみから構成されていてもよい。
【００３２】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３によるサイドローブキャンセラを示す構成図であり、図において、図１及び図４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。
ビームフォーミング荷重計算部１７は角度追尾装置１５により推定された入射方向の信号電力を最小化する荷重を計算する。なお、ビームフォーミング荷重計算部１７は第２の荷重計算手段を構成している。乗算器１８は補助アンテナ２の受信信号ｘ１（ｔ）に対してビームフォーミング荷重計算部１７により計算された荷重を乗算し、乗算器１９は補助アンテナ１１の受信信号ｘ２（ｔ）に対してビームフォーミング荷重計算部１７により計算された荷重を乗算する。合成器２０は乗算器１８の乗算信号と乗算器１９の乗算信号を合成する。なお、乗算器１８，１９及び合成器２０から合成手段が構成されている。
【００３３】
上記実施の形態１では、１つの補助アンテナ２を備えているものについて示したが、２つの補助アンテナ２，１１を備えるようにしてもよい。
この実施の形態３では、ビームフォーミング荷重計算部１７は、角度追尾装置１５が目標の入射方向を推定すると、その入射方向の信号電力を最小化する荷重を計算する。即ち、補助アンテナ２，１１の受信信号の荷重合成後のパターンとして（合成器２０の合成信号）、目標方向にナルが形成されるような荷重を計算する。
【００３４】
このような荷重は、例えば、目標の入射方向のステアリングベクトルａが式（４）のように与えられる場合、補助アンテナ２，１１の受信信号ｘ１（ｔ），ｘ２（ｔ）に乗じる荷重ｗｃ１，ｗｃ２は次式のように求めることができる。
【数８】
【００３５】
このように、補助アンテナ２，１１の受信信号ｘ１（ｔ），ｘ２（ｔ）の合成パターンにおいて、目標方向にナルビームを形成することにより、合成器２０の合成信号において目標信号を含まないようにすることができる。
これにより、帯域フィルタ５には、目標信号との相関が低い補助アンテナの受信信号（合成器２０の合成信号）を入力することができるため、減算器８において、電力の強いクラッタ成分だけを抑圧することができる。したがって、減算器８の差分信号ｅ（ｔ）における目標信号成分の抑圧を防止することができる効果を奏する。
【００３６】
この実施の形態３では、通過帯域制限部３が主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）の通過帯域を制限する帯域フィルタ４と、合成器２０の合成信号の通過帯域を制限する帯域フィルタ５とから構成されているものについて示したが、図７に示すように、合成器２０の合成信号の通過帯域を制限する帯域フィルタ５のみから構成されていてもよい。あるいは、主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）の通過帯域を制限する帯域フィルタ４のみから構成されていてもよい。
【００３７】
実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４によるサイドローブキャンセラ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。
通過帯域制限部３の帯域フィルタ２１はレーダ装置の周波数追尾装置２２により通過帯域が設定され、補助アンテナ２の受信信号ｘ１（ｔ）に含まれる通過帯域以外の周波数成分を除去する。なお、この実施の形態４では帯域フィルタ４が第１の通過帯域制限手段を構成し、帯域フィルタ２１が通過帯域制限手段を構成している。
周波数追尾装置２２は減算器８から出力された差分信号ｅ（ｔ）を参照して目標信号の周波数を推定し、その周波数を含む周波数帯域を帯域フィルタ４の通過帯域に設定するとともに、その周波数の近傍の周波数帯域を帯域フィルタ２１の通過帯域に設定する。なお、周波数追尾装置２２は通過帯域設定手段を構成している。
【００３８】
上記実施の形態１では、レーダ装置の周波数追尾装置９が図３に示すように、目標信号の周波数ｆｓを含む周波数帯域を帯域フィルタ４，５の通過帯域ＢＷに設定するものについて示したが、レーダ装置の周波数追尾装置２２が図３に示すように、目標信号の周波数ｆｓを含む周波数帯域を帯域フィルタ４の通過帯域ＢＷに設定する一方、図９に示すように、目標信号の周波数ｆｓの近傍の周波数帯域（周波数ｆｓの両側又は片側の周波数帯域）を帯域フィルタ５の通過帯域ＢＷに設定するようにしてもよい。
【００３９】
この場合においても、補助アンテナ２の受信信号ｘｂ１（ｔ）において、目標信号と相関を低くすることができるため、減算器８において、電力の強いクラッタ成分だけを抑圧することができる。したがって、減算器８の差分信号ｅ（ｔ）における目標信号成分の抑圧を防止することができる効果を奏する。
なお、図８では、主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）を帯域フィルタ４に通すものについて示したが、帯域フィルタ４を設けずに、直接、主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）を減算器８に与えるようにしても同様の効果を奏することができる。
【００４０】
実施の形態５．
図１０はこの発明の実施の形態５によるサイドローブキャンセラ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。
電力推定器２３は帯域フィルタ５から出力された補助アンテナ２の受信信号ｘｂ１（ｔ）を参照して、目標信号に対する不要信号（例えば、クラッタや受信機雑音）の電力比を推定し、その電力比が所定比より小さくなるとスイッチ２４をオフする。なお、電力推定器２３及びスイッチ２４は減算手段を構成している。
【００４１】
図１のサイドローブキャンセラでは、例えば、目標が接近して目標信号の電力がクラッタの電力よりも大きくなる場合には、目標信号を抑圧する場合がある。
そこで、この実施の形態５では、目標信号に対する不要信号の電力比が小さくなると、サイドローブキャンセラが動作しないようにするため、補助アンテナ側から受信信号が減算器８に入力されないようにしている。
即ち、電力推定器２３が帯域フィルタ５から出力された補助アンテナ２の受信信号ｘｂ１（ｔ）を参照して、目標信号に対する不要信号の電力比を推定する。
そして、その電力比が所定比より小さくなると、目標が接近していると判断して、スイッチ２４をオフする。
これにより、目標が接近して来たとき、目標信号を抑圧しないようにすることができる効果を奏する。
【００４２】
この実施の形態５では、上記実施の形態１のサイドローブキャンセラに電力推定器２３とスイッチ２４を搭載するものについて示したが、上記実施の形態２から４のサイドローブキャンセラに電力推定器２３とスイッチ２４を搭載するようにしてもよく、同様の効果を奏することができる。
【００４３】
実施の形態６．
図１１はこの発明の実施の形態６によるサイドローブキャンセラ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。
スキャン回路２５は目標の追尾を開始する前に実施する目標の捜索モードにおいて、目標のサーチ周波数に合わせて帯域フィルタ４，５の通過帯域を変更するスキャン手段を構成している。
【００４４】
上記実施の形態１から５では、レーダが目標を追尾している追尾モードのときの動作について示したが、目標の追尾を開始する前は、目標の位置が分からないので、目標を捜索する捜索モードを実施する必要がある。
スキャン回路２５は、目標の捜索モードにおいて、目標のサーチ周波数に合わせて帯域フィルタ４，５の通過帯域を変更するようにする。
即ち、帯域フィルタ４，５の通過帯域（通過帯域は、目標信号の周波数成分よりも広く設定される）の中心周波数がクラッタの存在する帯域内で変化するように動作させる。目標が検出された後は、上記実施の形態１から５における追尾モードに移行する。
この実施の形態６によれば、クラッタを抑圧しながら目標信号を捜索することができる効果を奏する。即ち、捜索モードにおいて、仮に設定した通過帯域内に目標信号が存在する場合でも、その目標信号を抑圧することなく、クラッタだけを有効に抑圧することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、減算手段の差分信号を参照して目標信号の周波数を推定し、その周波数を含む周波数帯域を通過帯域制限手段の通過帯域に設定するように構成したので、補助アンテナが目標信号と周波数が重なるクラッタを受信しても、主アンテナの受信信号に含まれている信号成分のうち、不要信号の成分だけを抑圧す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によるサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による他のサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【図３】目標信号やクラッタ等の周波数特性を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態２による他のサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態３によるサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【図７】この発明の実施の形態３による他のサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【図８】この発明の実施の形態４によるサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【図９】目標信号やクラッタ等の周波数特性を示す説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態５によるサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【図１１】この発明の実施の形態６によるサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【符号の説明】
１ 主アンテナ、２ 補助アンテナ、３ 通過帯域制限部（通過帯域制限手段）、４，５ 帯域フィルタ、６ 荷重計算部（荷重計算手段）、７ 乗算器（荷重乗算手段）、８ 減算器（減算手段）、９ 周波数追尾装置（通過帯域設定手段）、１１ 補助アンテナ、１２ 帯域フィルタ、１３ 乗算器（荷重乗算手段）、１４ 合成器（合成手段）、１５ 角度追尾装置（荷重計算手段）、１６ 荷重計算部（荷重計算手段）、１７ ビームフォーミング荷重計算部（第２の荷重計算手段）、１８ 乗算器（合成手段）、１９ 乗算器（合成手段）、２０ 合成器（合成手段）、２１ 帯域フィルタ（通過帯域制限手段）、２２ 周波数追尾装置（通過帯域設定手段）、２３ 電力推定器（減算手段）、２４ スイッチ（減算手段）、２５ スキャン回路（スキャン手段）。
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動体に搭載され、目標からの反射波である目標信号と周波数が重なるクラッタを抑圧するサイドローブキャンセラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のサイドローブキャンセラは、補助アンテナの受信信号に荷重を乗算し、主アンテナの受信信号から荷重乗算後の補助アンテナの受信信号を減算する。
ただし、補助アンテナの受信信号に荷重を乗算する際、減算信号の電力が最小化するような荷重を計算して乗算する。
これにより、主アンテナの受信信号に含まれている信号成分のうち、補助アンテナの受信信号と相関が高い成分だけを抑圧することができる。
したがって、補助アンテナが不要信号だけを強く受信することができれば、主アンテナの受信信号に含まれている信号成分のうち、不要信号の成分だけを抑圧することができる（以下の特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６０−４１８０２号公報（第６頁から第８頁、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のサイドローブキャンセラは以上のように構成されているので、補助アンテナが目標信号と周波数が重なるクラッタを受信すると、主アンテナの受信信号に含まれている信号成分から、不要信号の成分だけでなく目標信号の成分も抑圧してしまうなどの課題があった。
【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、補助アンテナが目標信号と周波数が重なるクラッタを受信しても、主アンテナの受信信号に含まれている信号成分のうち、不要信号の成分だけを抑圧することができるサイドローブキャンセラを得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るサイドローブキャンセラは、減算手段の差分信号を参照して目標信号の周波数を推定し、その周波数を含む周波数帯域を通過帯域制限手段の通過帯域に設定するようにしたものである。
【０００７】
【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によるサイドローブキャンセラを示す構成図であり、図において、主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）が通過帯域制限部３に入力され、通過帯域制限部３から受信信号ｘｂ０（ｔ）が出力される。ブロードな指向性を有する補助アンテナ２の受信信号ｘ１（ｔ）が通過帯域制限部３に入力され、通過帯域制限部３からｘｂ１（ｔ）が出力される。ただし、受信信号ｘ０（ｔ），ｘ１（ｔ）はダウンコンバータによってベースバンド、あるいは、中間周波数にダウンコンバートされているものとする。また、受信信号ｘ０（ｔ），ｘ１（ｔ），ｘｂ０（ｔ），ｘｂ１（ｔ）は複素信号であり、ｔは時間を表す因子である。
通過帯域制限部３の帯域フィルタ４，５はレーダ装置の周波数追尾装置９により通過帯域が設定され、受信信号ｘ０（ｔ），ｘ１（ｔ）に含まれる通過帯域以外の周波数成分を除去する。なお、通過帯域制限部３は通過帯域制限手段を構成している。
【０００８】
荷重計算部６は減算器８から出力される差分信号ｅ（ｔ）の電力を最小化する荷重ｗを計算し、乗算器７は帯域フィルタ５から出力された受信信号ｘｂ１（ｔ）に対して、荷重計算部６により計算された荷重ｗを乗算する。なお、荷重計算部６は荷重計算手段を構成し、乗算器７は荷重乗算手段を構成している。
減算器８は帯域フィルタ４から出力された受信信号ｘｂ０(ｔ)と乗算器７から出力された乗算信号ｗ・ｘｂ１（ｔ）との差分を求め、その差分信号ｅ（ｔ）を出力する。なお、減算器８は減算手段を構成している。周波数追尾装置９は減算器８から出力された差分信号ｅ（ｔ）を参照して目標信号の周波数を推定し、その周波数を含む周波数帯域を帯域フィルタ４，５の通過帯域に設定する。なお、周波数追尾装置９は通過帯域設定手段を構成している。
【０００９】
次に動作について説明する。
まず、通過帯域制限部３の帯域フィルタ４は、主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）を入力すると、その受信信号ｘ０（ｔ）に含まれている信号成分から、周波数追尾装置９により設定された通過帯域以外の周波数成分を除去する。
また、通過帯域制限部３の帯域フィルタ５は、補助アンテナ２の受信信号ｘ１（ｔ）を入力すると、その受信信号ｘ１（ｔ）に含まれている信号成分から、周波数追尾装置９により設定された通過帯域以外の周波数成分を除去する。
【００１０】
ここで、周波数追尾装置９は、減算器８から出力された差分信号ｅ（ｔ）を参照して目標信号の周波数ｆｓを推定し、その周波数ｆｓを含む周波数帯域を帯域フィルタ４，５の通過帯域ＢＷに設定するが、その周波数ｆｓを含む周波数帯域ＢＷは、図３に示すように、目標信号の周波数成分よりも広く設定される。
これにより、通過帯域制限部３の帯域フィルタ４，５は、目標信号の周波数成分以外の周波数成分を有するクラッタについても目標信号と一緒に通過させることになるので、目標信号とクラッタの相関を低下させることができる。このように目標信号とクラッタの相関が低下すれば、以下の処理では、目標信号とクラッタを独立した２つの信号として扱うことができるようになる。
なお、周波数追尾装置９における周波数の推定方法は、特に限定するものではなく、従来から広く知られている方法を使用すればよいが、例えば、特開平１１−２７１４３６号公報に開示されている方法を使用すればよい。
【００１１】
荷重計算部６は、減算器８から出力される差分信号ｅ（ｔ）の電力を最小化するような荷重ｗを計算する。このような荷重ｗは、例えば、ＳＭＩ（Ｓａｍｐｌｅ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）アルゴリズムを用いて計算するが、ＳＭＩアルゴリズムを用いて計算する場合、少ないサンプル数で、精度よく荷重ｗを計算することができる。具体的には、主アンテナの受信信号ｘｂ０（ｔ）と、補助アンテナ２の受信信号ｘｂ１(ｔ)を用いて次式のように求められることができる。
【数１】
【００１２】
ここでは、ＳＭＩアルゴリズムを用いて荷重ｗを計算するものについて示したが、これに限るものではなく、例えば、ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムなどの収束型のアルゴリズムを用いてもよい。このアルゴリズムは次式に示すような荷重計算を繰り返し、収束後に減算器８の差分信号ｅ（ｔ）を最小化するような荷重ｗを求めるものである。
【数２】
式（２）において、μはステップサイズパラメータと呼ばれる係数であり、収束の速さを調節する係数である。
【００１３】
乗算器７は、荷重計算部６が差分信号ｅ（ｔ）の電力を最小化する荷重ｗを計算すると、帯域フィルタ５から出力された受信信号ｘｂ１（ｔ）に対して荷重ｗを乗算する。
減算器８は、帯域フィルタ４から出力された受信信号ｘｂ０（ｔ）と乗算器７から出力された乗算信号ｗ・ｘｂ１（ｔ）との差分を求め、その差分信号ｅ（ｔ）を出力する。
【００１４】
１つの補助アンテナ２を備えるサイドローブキャンセラでは、上記のように減算器８から出力される差分信号ｅ（ｔ）の電力を最小化すると、１つの信号成分だけが優先的に抑圧される。即ち、帯域フィルタ４，５の出力信号には目標信号成分とクラッタ成分の２つの信号成分が含まれるので、このうちの強い信号成分だけが優先的に抑圧されることになる。これはパワーインバージョンの原理として知られている性質によるものである。クラッタの波源は目標よりも近く、また、有効反射面積ＲＣＳも目標より大きいので、目標よりも大きい電力を有することが多い。このため、図１のように、１つの補助アンテナ２を備えるサイドローブキャンセラによってクラッタだけを有効に抑圧することができる。
【００１５】
ここで、帯域フィルタ４，５を通過するクラッタの入射方向の特性について考察する。
クラッタの入射方向ベクトルをＶＣとし、レーダ装置を搭載する移動体の速度ベクトルＶｍと入射方向ベクトルＶＣのなす角をΨＣとすると、そのクラッタの周波数ｆｄｃは次式で与えられる。
【数３】
【００１６】
式（３）より、移動体の速度ベクトルＶｍと入射方向ベクトルＶＣのなす角ΨＣと、クラッタの周波数ｆｄｃとは、１対１に対応することが分かる。このことから、速度ベクトルＶｍとのなす角がΨＣとなる方向から入射するクラッタはすべて同一の周波数を有することになる。このように、ある周波数のクラッタはある範囲の方向から入射することになるが、この周波数がキャリア周波数に比べて十分に狭帯域であり、コヒーレントな波の集合体である場合には、１つの信号としての性質しか持たないので、サイドローブキャンセラは１つの自由度だけで対応できることになる。このため、帯域フィルタ４，５の帯域幅は、クラッタが１つの信号として扱える程度に十分に狭帯域な範囲で設定するものとする。
【００１７】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、減算器８の差分信号ｅ（ｔ）を参照して目標信号の周波数ｆｓを推定し、その周波数ｆｓを含む周波数帯域を帯域フィルタ４，５の通過帯域に設定するように構成したので、補助アンテナ２が目標信号と周波数が重なるクラッタを受信しても、主アンテナ１の受信信号に含まれている信号成分のうち、不要信号の成分だけを抑圧することができる効果を奏する。
【００１８】
この実施の形態１では、通過帯域制限部３が主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）の通過帯域を制限する帯域フィルタ４と、補助アンテナ２の受信信号ｘ１（ｔ）の通過帯域を制限する帯域フィルタ５とから構成されているものについて示したが、図２に示すように、補助アンテナ２の受信信号ｘ１（ｔ）の通過帯域を制限する帯域フィルタ５のみから構成されていてもよい。あるいは、主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）の通過帯域を制限する帯域フィルタ４のみから構成されていてもよい。
サイドローブキャンセラでは、主アンテナ１と補助アンテナ２の帯域が重なる部分でのみ作用するので、補助アンテナ２又は主アンテナ１の一方にだけ帯域フィルタを接続しても、同様の効果を得ることができる。
【００１９】
また、帯域フィルタ４，５は、目標信号の周波数成分よりも広い帯域を有するという条件の下で、例えば、ＦＩＲフィルタで構成してもよい。また、受信信号に対してＦＦＴ処理を実施することにより、周波数領域で通過帯域以外の周波数成分をカットし、その後、ＩＦＦＴ処理を実施するようにしてもよい。
また、数種類の帯域フィルタを用意しておき、周波数追尾装置９により推定された目標信号の周波数ｆｓに応じて目標が含まれる帯域フィルタを選択するようにしてもよい。
【００２０】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２によるサイドローブキャンセラ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。
ブロードな指向性を有する補助アンテナ１１の受信信号ｘ２（ｔ）が通過帯域制限部３に入力され、通過帯域制限部３から受信信号ｘｂ２（ｔ）が出力される。通過帯域制限部３の帯域フィルタ１２はレーダ装置の周波数追尾装置９により通過帯域が設定され、受信信号ｘ２（ｔ）に含まれる通過帯域以外の周波数成分を除去する。ただし、帯域フィルタ１２の通過帯域は、帯域フィルタ４，５の通過帯域と同様に、目標信号の周波数ｆｓを含む周波数帯域が設定される。
【００２１】
乗算器１３は帯域フィルタ１２から出力された受信信号ｘｂ２（ｔ）に対して、荷重計算部１６により計算された荷重を乗算する。なお、乗算器１３は荷重乗算手段を構成している。合成器１４は乗算器７の乗算信号と乗算器１３の乗算信号を合成する。なお、合成器１４は合成手段を構成している。
角度追尾装置１５は減算器８から出力された差分信号ｅ（ｔ）を参照して目標信号の入射方向を推定する。荷重計算部１６は角度追尾装置１５により推定された入射方向の信号電力が変化しないように減算器８から出力された差分信号ｅ（ｔ）の電力を最小化する荷重を計算する。なお、角度追尾装置１５及び荷重計算部１６から荷重計算手段が構成されている。
【００２２】
上記実施の形態１では、１つの補助アンテナ２を備えているものについて示したが、２つの補助アンテナ２，１１を備えるようにしてもよい。
ただし、この実施の形態２では、荷重計算部１６が目標信号の入射方向の信号電力が変化しないように減算器８から出力された差分信号ｅ（ｔ）の電力を最小化する荷重を計算している。具体的には下記の通りである。
【００２３】
まず、角度追尾装置１５は、減算器８から出力された差分信号ｅ（ｔ）を参照して目標信号の入射方向を推定する。
角度追尾装置１５における入射方向の推定方法は、特に限定するものではなく、従来から広く知られている方法を使用すればよいが、例えば、特開平１１−２７１４３６号公報に開示されている方法を使用すればよい。
【００２４】
荷重計算部１６は、角度追尾装置１５が目標信号の入射方向を推定すると、その入射方向の信号電力が変化しないように減算器８から出力された差分信号ｅ（ｔ）の電力を最小化する荷重を計算する。即ち、サイドローブキャンセラ処理後も目標信号方向のアンテナゲインを変えないように拘束をかけて減算器８の差分信号ｅ（ｔ）を最小化するような荷重を算出する。
例えば、ＤＣＭＰ（Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ Ｍｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ）アルゴリズムを実施することにより、上記のような荷重を計算する。以下、ＤＣＭＰによる荷重計算を具体的に説明する。
【００２５】
まず、荷重計算部１６は、次式に示すように拘束する方向のステアリングベクトルａを求める。
【数４】
【００２６】
ここで、ｄｔは目標の方向ベクトルであり、角度追尾装置１５から得られる。ＧＭ（ｄｔ），Ｇ１（ｄｔ），Ｇ２（ｄｔ）はそれぞれ主アンテナ１，補助アンテナ２，補助アンテナ１１の目標方向のアンテナゲインであり、例えば、メモリにアンテナゲインが記憶されている場合には、そのメモリからアンテナゲインを読み込むようにする。あるいは、アンテナがアレーアンテナで与えられる場合には、素子配置と目標の入射方向ベクトルから計算により求めるようにする。
φ１（ｄｔ），φ２（ｄｔ）はそれぞれ主アンテナ１と補助アンテナ２、主アンテナ１と補助アンテナ１１の受信位相差であり、補助アンテナ配置と目標の入射方向ベクトルから計算により求めることができる。
【００２７】
次に、荷重計算部１６は、ステアリングベクトルａを拘束ベクトルとして、次式のように主アンテナ１、補助アンテナ２及び補助アンテナ１１に対する荷重ｗａ０，ｗａ１，ｗａ２を求める。
【数５】
【００２８】
ここで、γは定数、Ｒは相関行列である。
帯域フィルタ４，５，１２を通過した主アンテナ１、補助アンテナ２及び補助アンテナ１１の受信信号ｘｂ０（ｔ），ｘｂ１（ｔ），ｘｂ２（ｔ）から為る受信信号ベクトルをＸｂと定義して、相関行列Ｒを下記のように計算する。
【数６】
【００２９】
荷重計算部１６は、主アンテナ１、補助アンテナ２及び補助アンテナ１１に対する荷重ｗａ０，ｗａ１，ｗａ２を式（５）から求めるが、主アンテナ１に対する荷重を“１”とする場合、次式のように主アンテナ１に対する荷重ｗａ０で正規化して補助アンテナ２，１１に対する荷重ｗｂ１，ｗｂ２を求める。
【数７】
【００３０】
この実施の形態２によれば、目標信号方向のゲインを拘束するＤＣＭＰアルゴリズムを用いて補助アンテナ２，１１に対する荷重ｗｂ１，ｗｂ２を求めるので、上記実施の形態１の効果に加え、目標方向にアンテナパターンのナルが形成されることを防ぐことができる。したがって、減算器８の差分信号ｅ（ｔ）における目標信号成分の抑圧を防止することができる効果を奏する。
【００３１】
この実施の形態２では、通過帯域制限部３が主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）の通過帯域を制限する帯域フィルタ４と、補助アンテナ２，１１の受信信号ｘ１（ｔ），ｘ２（ｔ）の通過帯域を制限する帯域フィルタ５，１２とから構成されているものについて示したが、図５に示すように、補助アンテナ２，１１の受信信号ｘ１（ｔ），ｘ２（ｔ）の通過帯域を制限する帯域フィルタ５，１２のみから構成されていてもよい。あるいは、主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）の通過帯域を制限する帯域フィルタ４のみから構成されていてもよい。
【００３２】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３によるサイドローブキャンセラを示す構成図であり、図において、図１及び図４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。
ビームフォーミング荷重計算部１７は角度追尾装置１５により推定された入射方向の信号電力を最小化する荷重を計算する。なお、ビームフォーミング荷重計算部１７は第２の荷重計算手段を構成している。乗算器１８は補助アンテナ２の受信信号ｘ１（ｔ）に対してビームフォーミング荷重計算部１７により計算された荷重を乗算し、乗算器１９は補助アンテナ１１の受信信号ｘ２（ｔ）に対してビームフォーミング荷重計算部１７により計算された荷重を乗算する。合成器２０は乗算器１８の乗算信号と乗算器１９の乗算信号を合成する。なお、乗算器１８，１９及び合成器２０から合成手段が構成されている。
【００３３】
上記実施の形態１では、１つの補助アンテナ２を備えているものについて示したが、２つの補助アンテナ２，１１を備えるようにしてもよい。
この実施の形態３では、ビームフォーミング荷重計算部１７は、角度追尾装置１５が目標の入射方向を推定すると、その入射方向の信号電力を最小化する荷重を計算する。即ち、補助アンテナ２，１１の受信信号の荷重合成後のパターンとして（合成器２０の合成信号）、目標方向にナルが形成されるような荷重を計算する。
【００３４】
このような荷重は、例えば、目標の入射方向のステアリングベクトルａが式（４）のように与えられる場合、補助アンテナ２，１１の受信信号ｘ１（ｔ），ｘ２（ｔ）に乗じる荷重ｗｃ１，ｗｃ２は次式のように求めることができる。
【数８】
【００３５】
このように、補助アンテナ２，１１の受信信号ｘ１（ｔ），ｘ２（ｔ）の合成パターンにおいて、目標方向にナルビームを形成することにより、合成器２０の合成信号において目標信号を含まないようにすることができる。
これにより、帯域フィルタ５には、目標信号との相関が低い補助アンテナの受信信号（合成器２０の合成信号）を入力することができるため、減算器８において、電力の強いクラッタ成分だけを抑圧することができる。したがって、減算器８の差分信号ｅ（ｔ）における目標信号成分の抑圧を防止することができる効果を奏する。
【００３６】
この実施の形態３では、通過帯域制限部３が主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）の通過帯域を制限する帯域フィルタ４と、合成器２０の合成信号の通過帯域を制限する帯域フィルタ５とから構成されているものについて示したが、図７に示すように、合成器２０の合成信号の通過帯域を制限する帯域フィルタ５のみから構成されていてもよい。あるいは、主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）の通過帯域を制限する帯域フィルタ４のみから構成されていてもよい。
【００３７】
実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４によるサイドローブキャンセラ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。
通過帯域制限部３の帯域フィルタ２１はレーダ装置の周波数追尾装置２２により通過帯域が設定され、補助アンテナ２の受信信号ｘ１（ｔ）に含まれる通過帯域以外の周波数成分を除去する。なお、この実施の形態４では帯域フィルタ４が第１の通過帯域制限手段を構成し、帯域フィルタ２１が通過帯域制限手段を構成している。
周波数追尾装置２２は減算器８から出力された差分信号ｅ（ｔ）を参照して目標信号の周波数を推定し、その周波数を含む周波数帯域を帯域フィルタ４の通過帯域に設定するとともに、その周波数の近傍の周波数帯域を帯域フィルタ２１の通過帯域に設定する。なお、周波数追尾装置２２は通過帯域設定手段を構成している。
【００３８】
上記実施の形態１では、レーダ装置の周波数追尾装置９が図３に示すように、目標信号の周波数ｆｓを含む周波数帯域を帯域フィルタ４，５の通過帯域ＢＷに設定するものについて示したが、レーダ装置の周波数追尾装置２２が図３に示すように、目標信号の周波数ｆｓを含む周波数帯域を帯域フィルタ４の通過帯域ＢＷに設定する一方、図９に示すように、目標信号の周波数ｆｓの近傍の周波数帯域（周波数ｆｓの両側又は片側の周波数帯域）を帯域フィルタ５の通過帯域ＢＷに設定するようにしてもよい。
【００３９】
この場合においても、補助アンテナ２の受信信号ｘｂ１（ｔ）において、目標信号と相関を低くすることができるため、減算器８において、電力の強いクラッタ成分だけを抑圧することができる。したがって、減算器８の差分信号ｅ（ｔ）における目標信号成分の抑圧を防止することができる効果を奏する。
なお、図８では、主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）を帯域フィルタ４に通すものについて示したが、帯域フィルタ４を設けずに、直接、主アンテナ１の受信信号ｘ０（ｔ）を減算器８に与えるようにしても同様の効果を奏することができる。
【００４０】
実施の形態５．
図１０はこの発明の実施の形態５によるサイドローブキャンセラ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。
電力推定器２３は帯域フィルタ５から出力された補助アンテナ２の受信信号ｘｂ１（ｔ）を参照して、目標信号に対する不要信号（例えば、クラッタや受信機雑音）の電力比を推定し、その電力比が所定比より小さくなるとスイッチ２４をオフする。なお、電力推定器２３及びスイッチ２４は減算手段を構成している。
【００４１】
図１のサイドローブキャンセラでは、例えば、目標が接近して目標信号の電力がクラッタの電力よりも大きくなる場合には、目標信号を抑圧する場合がある。
そこで、この実施の形態５では、目標信号に対する不要信号の電力比が小さくなると、サイドローブキャンセラが動作しないようにするため、補助アンテナ側から受信信号が減算器８に入力されないようにしている。
即ち、電力推定器２３が帯域フィルタ５から出力された補助アンテナ２の受信信号ｘｂ１（ｔ）を参照して、目標信号に対する不要信号の電力比を推定する。
そして、その電力比が所定比より小さくなると、目標が接近していると判断して、スイッチ２４をオフする。
これにより、目標が接近して来たとき、目標信号を抑圧しないようにすることができる効果を奏する。
【００４２】
この実施の形態５では、上記実施の形態１のサイドローブキャンセラに電力推定器２３とスイッチ２４を搭載するものについて示したが、上記実施の形態２から４のサイドローブキャンセラに電力推定器２３とスイッチ２４を搭載するようにしてもよく、同様の効果を奏することができる。
【００４３】
実施の形態６．
図１１はこの発明の実施の形態６によるサイドローブキャンセラ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。
スキャン回路２５は目標の追尾を開始する前に実施する目標の捜索モードにおいて、目標のサーチ周波数に合わせて帯域フィルタ４，５の通過帯域を変更するスキャン手段を構成している。
【００４４】
上記実施の形態１から５では、レーダが目標を追尾している追尾モードのときの動作について示したが、目標の追尾を開始する前は、目標の位置が分からないので、目標を捜索する捜索モードを実施する必要がある。
スキャン回路２５は、目標の捜索モードにおいて、目標のサーチ周波数に合わせて帯域フィルタ４，５の通過帯域を変更するようにする。
即ち、帯域フィルタ４，５の通過帯域（通過帯域は、目標信号の周波数成分よりも広く設定される）の中心周波数がクラッタの存在する帯域内で変化するように動作させる。目標が検出された後は、上記実施の形態１から５における追尾モードに移行する。
この実施の形態６によれば、クラッタを抑圧しながら目標信号を捜索することができる効果を奏する。即ち、捜索モードにおいて、仮に設定した通過帯域内に目標信号が存在する場合でも、その目標信号を抑圧することなく、クラッタだけを有効に抑圧することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、減算手段の差分信号を参照して目標信号の周波数を推定し、その周波数を含む周波数帯域を通過帯域制限手段の通過帯域に設定するように構成したので、補助アンテナが目標信号と周波数が重なるクラッタを受信しても、主アンテナの受信信号に含まれている信号成分のうち、不要信号の成分だけを抑圧す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によるサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による他のサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【図３】目標信号やクラッタ等の周波数特性を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態２による他のサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態３によるサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【図７】この発明の実施の形態３による他のサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【図８】この発明の実施の形態４によるサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【図９】目標信号やクラッタ等の周波数特性を示す説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態５によるサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【図１１】この発明の実施の形態６によるサイドローブキャンセラを示す構成図である。
【符号の説明】
１ 主アンテナ、２ 補助アンテナ、３ 通過帯域制限部（通過帯域制限手段）、４，５ 帯域フィルタ、６ 荷重計算部（荷重計算手段）、７ 乗算器（荷重乗算手段）、８ 減算器（減算手段）、９ 周波数追尾装置（通過帯域設定手段）、１１ 補助アンテナ、１２ 帯域フィルタ、１３ 乗算器（荷重乗算手段）、１４ 合成器（合成手段）、１５ 角度追尾装置（荷重計算手段）、１６ 荷重計算部（荷重計算手段）、１７ ビームフォーミング荷重計算部（第２の荷重計算手段）、１８ 乗算器（合成手段）、１９ 乗算器（合成手段）、２０ 合成器（合成手段）、２１ 帯域フィルタ（通過帯域制限手段）、２２ 周波数追尾装置（通過帯域設定手段）、２３ 電力推定器（減算手段）、２４ スイッチ（減算手段）、２５ スキャン回路（スキャン手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主アンテナの受信信号及び補助アンテナの受信信号のうち、少なくとも一方の受信信号の通過帯域を制限する通過帯域制限手段と、上記通過帯域制限手段から出力された補助アンテナの受信信号に対して、提供された荷重を乗算する荷重乗算手段と、上記通過帯域制限手段から出力された主アンテナの受信信号と上記荷重乗算手段の乗算信号との差分を出力する減算手段と、上記減算手段の差分信号の電力を最小化する荷重を計算し、その荷重を上記荷重乗算手段に提供する荷重計算手段と、上記減算手段の差分信号を参照して目標信号の周波数を推定し、その周波数を含む周波数帯域を上記通過帯域制限手段の通過帯域に設定する通過帯域設定手段とを備えたサイドローブキャンセラ。
【請求項２】
主アンテナの受信信号及び複数の補助アンテナの受信信号のうち、少なくとも一方の受信信号の通過帯域を制限する通過帯域制限手段と、上記通過帯域制限手段から出力された複数の補助アンテナの受信信号に対して、提供された荷重をそれぞれ乗算する複数の荷重乗算手段と、上記複数の荷重乗算手段の乗算信号を合成する合成手段と、上記通過帯域制限手段から出力された主アンテナの受信信号と上記合成手段の合成信号との差分を出力する減算手段と、上記減算手段の差分信号の電力を最小化する荷重を計算し、その荷重を上記複数の荷重乗算手段に提供する荷重計算手段と、上記減算手段の差分信号を参照して目標信号の周波数を推定し、その周波数を含む周波数帯域を上記通過帯域制限手段の通過帯域に設定する通過帯域設定手段とを備えたサイドローブキャンセラ。
【請求項３】
荷重計算手段は、減算手段の差分信号を参照して目標信号の入射方向を推定し、その入射方向の信号電力が変化しないように上記減算手段の差分信号の電力を最小化する荷重を計算することを特徴とする請求項２記載のサイドローブキャンセラ。
【請求項４】
複数の補助アンテナが設置されている場合、減算手段の差分信号を参照して目標信号の入射方向を推定し、その入射方向の信号電力を最小化する荷重を計算する第２の荷重計算手段と、上記複数の補助アンテナの受信信号に対して上記第２の荷重計算手段により計算された荷重をそれぞれ乗算し、複数の乗算信号を合成して、その合成信号を通過帯域制限手段に出力する合成手段とを設けたことを特徴とする請求項１記載のサイドローブキャンセラ。
【請求項５】
補助アンテナの受信信号の通過帯域を制限する通過帯域制限手段と、上記通過帯域制限手段から出力された補助アンテナの受信信号に対して、提供された荷重を乗算する荷重乗算手段と、主アンテナの受信信号と上記荷重乗算手段の乗算信号との差分を出力する減算手段と、上記減算手段の差分信号の電力を最小化する荷重を計算し、その荷重を上記荷重乗算手段に提供する荷重計算手段と、上記減算手段の差分信号を参照して目標信号の周波数を推定し、その周波数の近傍の周波数帯域を上記通過帯域制限手段の通過帯域に設定する通過帯域設定手段とを備えたサイドローブキャンセラ。
【請求項６】
主アンテナの受信信号の通過帯域を制限する通過帯域制限手段を設け、通過帯域設定手段は、目標信号の周波数を含む周波数帯域を上記通過帯域制限手段の通過帯域に設定することを特徴とする請求項５記載のサイドローブキャンセラ。
【請求項７】
減算手段は、目標信号に対する不要信号の電力比を推定し、その電力比が所定比より小さくなると、主アンテナの受信信号を差分信号として出力することを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載のサイドローブキャンセラ。
【請求項８】
荷重計算手段は、ＳＭＩアルゴリズムを用いて減算手段の差分信号の電力を最小化する荷重を計算することを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載のサイドローブキャンセラ。
【請求項９】
目標の追尾を開始する前に実施する目標の捜索モードにおいて、目標のサーチ周波数に合わせて通過帯域制限手段の通過帯域を変更するスキャン手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載のサイドローブキャンセラ。
【請求項１】
主アンテナの受信信号及び補助アンテナの受信信号のうち、少なくとも一方の受信信号の通過帯域を制限する通過帯域制限手段と、上記通過帯域制限手段から出力された補助アンテナの受信信号に対して、提供された荷重を乗算する荷重乗算手段と、上記通過帯域制限手段から出力された主アンテナの受信信号と上記荷重乗算手段の乗算信号との差分を出力する減算手段と、上記減算手段の差分信号の電力を最小化する荷重を計算し、その荷重を上記荷重乗算手段に提供する荷重計算手段と、上記減算手段の差分信号を参照して目標信号の周波数を推定し、その周波数を含む周波数帯域を上記通過帯域制限手段の通過帯域に設定する通過帯域設定手段とを備えたサイドローブキャンセラ。
【請求項２】
主アンテナの受信信号及び複数の補助アンテナの受信信号のうち、少なくとも一方の受信信号の通過帯域を制限する通過帯域制限手段と、上記通過帯域制限手段から出力された複数の補助アンテナの受信信号に対して、提供された荷重をそれぞれ乗算する複数の荷重乗算手段と、上記複数の荷重乗算手段の乗算信号を合成する合成手段と、上記通過帯域制限手段から出力された主アンテナの受信信号と上記合成手段の合成信号との差分を出力する減算手段と、上記減算手段の差分信号の電力を最小化する荷重を計算し、その荷重を上記複数の荷重乗算手段に提供する荷重計算手段と、上記減算手段の差分信号を参照して目標信号の周波数を推定し、その周波数を含む周波数帯域を上記通過帯域制限手段の通過帯域に設定する通過帯域設定手段とを備えたサイドローブキャンセラ。
【請求項３】
荷重計算手段は、減算手段の差分信号を参照して目標信号の入射方向を推定し、その入射方向の信号電力が変化しないように上記減算手段の差分信号の電力を最小化する荷重を計算することを特徴とする請求項２記載のサイドローブキャンセラ。
【請求項４】
複数の補助アンテナが設置されている場合、減算手段の差分信号を参照して目標信号の入射方向を推定し、その入射方向の信号電力を最小化する荷重を計算する第２の荷重計算手段と、上記複数の補助アンテナの受信信号に対して上記第２の荷重計算手段により計算された荷重をそれぞれ乗算し、複数の乗算信号を合成して、その合成信号を通過帯域制限手段に出力する合成手段とを設けたことを特徴とする請求項１記載のサイドローブキャンセラ。
【請求項５】
補助アンテナの受信信号の通過帯域を制限する通過帯域制限手段と、上記通過帯域制限手段から出力された補助アンテナの受信信号に対して、提供された荷重を乗算する荷重乗算手段と、主アンテナの受信信号と上記荷重乗算手段の乗算信号との差分を出力する減算手段と、上記減算手段の差分信号の電力を最小化する荷重を計算し、その荷重を上記荷重乗算手段に提供する荷重計算手段と、上記減算手段の差分信号を参照して目標信号の周波数を推定し、その周波数の近傍の周波数帯域を上記通過帯域制限手段の通過帯域に設定する通過帯域設定手段とを備えたサイドローブキャンセラ。
【請求項６】
主アンテナの受信信号の通過帯域を制限する通過帯域制限手段を設け、通過帯域設定手段は、目標信号の周波数を含む周波数帯域を上記通過帯域制限手段の通過帯域に設定することを特徴とする請求項５記載のサイドローブキャンセラ。
【請求項７】
減算手段は、目標信号に対する不要信号の電力比を推定し、その電力比が所定比より小さくなると、主アンテナの受信信号を差分信号として出力することを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載のサイドローブキャンセラ。
【請求項８】
荷重計算手段は、ＳＭＩアルゴリズムを用いて減算手段の差分信号の電力を最小化する荷重を計算することを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載のサイドローブキャンセラ。
【請求項９】
目標の追尾を開始する前に実施する目標の捜索モードにおいて、目標のサーチ周波数に合わせて通過帯域制限手段の通過帯域を変更するスキャン手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載のサイドローブキャンセラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００４−２０５４５２（Ｐ２００４−２０５４５２Ａ）
【公開日】平成１６年７月２２日（２００４．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００２−３７７８５５（Ｐ２００２−３７７８５５）
【出願日】平成１４年１２月２６日（２００２．１２．２６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１６年７月２２日（２００４．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１４年１２月２６日（２００２．１２．２６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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