妨害波抑圧装置
【課題】 本発明は、妨害波抑圧装置における妨害抑圧機能の校正を可能とする。
【解決手段】 主アンテナ１（主ＣＨ）と補助アンテナ３（補助ＣＨ）のいずれか一方に、等化器７を接続し、サイドローブキャンセラ（ＳＬＣ）５に供給される一方の信号の振幅または位相の少なくともいずれが調整可能に構成する。
励振器８から複数の校正周波数信号を供給し、校正制御器６は両ＣＨ信号間の周波数特性が温度等によって変化し、両ＣＨ信号間の振幅差あるいは位相差が変化したとき、それを検出し、それら変化が相殺されて補正されるように等化器７に対するウエイト制御を行う。これにより、ＳＬＣ５に供給される両信号間の振幅差あるいは位相差が、広帯域にわたり常に一定となり、ＳＬＣ５における妨害波抑圧性能の安定化が可能である。
【解決手段】 主アンテナ１（主ＣＨ）と補助アンテナ３（補助ＣＨ）のいずれか一方に、等化器７を接続し、サイドローブキャンセラ（ＳＬＣ）５に供給される一方の信号の振幅または位相の少なくともいずれが調整可能に構成する。
励振器８から複数の校正周波数信号を供給し、校正制御器６は両ＣＨ信号間の周波数特性が温度等によって変化し、両ＣＨ信号間の振幅差あるいは位相差が変化したとき、それを検出し、それら変化が相殺されて補正されるように等化器７に対するウエイト制御を行う。これにより、ＳＬＣ５に供給される両信号間の振幅差あるいは位相差が、広帯域にわたり常に一定となり、ＳＬＣ５における妨害波抑圧性能の安定化が可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信妨害波を抑圧して所望信号を受信可能な妨害波抑圧装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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妨害波を抑圧して目標（所望）信号を捕捉するレーダ装置においては、指向性アンテナパターンを形成する主アンテナとこの主アンテナにおけるアンテナパターンのサイドローブよりもアンテナ利得の大きなパターンを形成する補助アンテナとを併設し、妨害波をサイドローブキャンセラ（ＳＬＣ；Sidelobe Canceller）で抑圧して出力するように構成されている。（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
ＳＬＣは、ウエイト（ｗ）制御により、妨害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妨害波を抑圧する。
【０００４】
ＳＬＣを組み込んだ従来の妨害波抑圧装置は、図７に示すように、主アンテナ１には主受信器２が、補助アンテナ３には補助受信器４がそれぞれ接続されるとともに、ＳＬＣ５は主受信器２を介した主チャンネル（ＣＨ）信号Ｙmと、補助受信器４を介した補助チャンネル（ＣＨ）信号Ｙaとを導入し、ウエイト（ｗ）処理による振幅及び位相制御により、妨害波の受信角度方位にいわゆるヌル点を形成して妨害波を抑圧する。
【０００５】
なお、主アンテナ１は、図７に示したように、多数のアンテナ素子１ａがそれぞれ空中線接続線路１ｂ、及び受信モジュール１ｃを介してそれぞれ受信給電回路１ｄに共通接続されて構成され、受信給電回路１ｄの出力が主受信器２に供給される。
【０００６】
主アンテナ１の各受信モジュール１ｃは、図８に示したように、高周波増幅器１ｃａと移相器１ｃｂとの縦属接続で構成され、各移相器１ｃｂに対する不図示の移相器制御手段による制御により、主アンテナ１は指向性を有する主アンテナパターンを形成する。
【０００７】
補助アンテナ３も、多数のアンテナ素子３ａがそれぞれ空中線接続線路３ｂ、及び受信モジュール３ｃをそれぞれ介して受信給電回路３ｄに共通接続されて構成され、受信給電回路３ｄの出力が補助受信器４に供給される。また、補助アンテナ３の各受信モジュール３ｃも、主アンテナ１の受信モジュール１ｃと同様に、高周波増幅器と移相器との縦属接続で構成され、補助アンテナ３は、各移相器に対する移相量制御により、主アンテナパターンのサイドローブよりもアンテナ利得が高くなるような補助アンテナパターンを形成する。
主及び補助の各受信器２，４は、対応する各ＣＨ信号に対し、それぞれ周波数変換及びＡ／Ｄ変換を行ってＳＬＣ５に供給する。
【０００８】
ＳＬＣ５は、図７に示したように、減算回路５１、２つの加算回路５２，５３、それに遅延回路５４ａ組み込んだ狭帯域フィルタ５４で構成され、狭帯域フィルタ５４と減算回路５１とのフィードバック回路に対するウエイト処理により、妨害波受信方向の受信感度がゼロとなるように制御される。
【０００９】
このようにＳＬＣ５は、ウエイト処理により、妨害波周波数における振幅及び位相を制御しで妨害波を抑圧するので、広帯域にわたり良好な妨害波抑圧作用を得られるように、ＳＬＣ５に供給される主受信ＣＨ信号と補助受信ＣＨ信号との間の振幅差及び位相差が広帯域にわたりほぼ一定となるように予め設計製造されている。
【００１０】
図７に示した妨害波抑圧装置では、主アンテナ１と補助アンテナ３とを備え、ＳＬＣ５が各受信ＣＨ信号Ｙm,Ｙaを導入し、妨害波到来方向での受信感度がゼロとなるように制御して出力するように構成されているが、主アンテナ及び補助アンテナと区別することなく、単にアレー状にアンテナを配置して妨害波を抑圧するアダプティブアレーアンテナも知られている。（例えば、非特許文献２参照。）
図９は、アレー状に配置したＫ（複数）個のアンテナ（＃1〜＃K）の出力（＃1(t)〜＃K(t)）を、それぞれタップ付遅延線路（ＴＤＬ；Tapped Delay Line）（Ｗ1〜Ｗk）を介して合成（＋）し、妨害波が抑圧された出力信号（ｙ（ｔ））を導出するアダプティブアレーアンテナの構成を示したものである。
【００１１】
図９に示したアダプティブアレーアンテナでは、図示のように、アダプティブプロセッサＡpが、各アンテナ出力（＃1(t)〜＃K(t)）とフィードバック信号である合成出力信号（ｙ（ｔ））とを導入し、妨害波を抑圧するのに必要なウエイト係数を演算により求めて各ＴＤＬ（Ｗ1〜Ｗk）を制御し、妨害波の抑圧された信号を出力する。
【非特許文献１】吉田 孝 監修「改訂 レーダ技術」社団法人 電子情報通信学会、平成８年１０月１日発行、ｐ．２９６
【非特許文献２】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発行、ｐ．１７−２１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記説明のように、主アンテナ１と補助アンテナ３とを併設した妨害波抑圧装置では、サイドローブキャンセラ（ＳＬＣ）５における振幅及び位相制御により、主アンテナ１のサイドローブで受信される妨害波を抑圧し、メインローブで受信された目標（所望）信号を出力して検出する。
【００１３】
また、ＳＬＣ５の妨害波抑圧が広帯域にわたり良好に行われるように、主及び補助の各ＣＨにおける受信伝送路は、ＳＬＣ等に供給される主及び補助の両チャンネル（ＣＨ）信号間の振幅差及び位相差が、周波数変化に左右されることなくほぼ一定となるように、予め設計され調整されている。
【００１４】
ところで、主アンテナ１及び補助アンテナ３からＳＬＣ５までの間のチャンネル（ＣＨ）伝送路に接続された受信器２，４や受信モジュール１ｃ，３ｃは、それぞれ固有の周波数特性を有している。従って、各ＣＨにおける周波数特性は、要求された妨害波抑圧の周波数範囲において、予め、両ＣＨ間における振幅差及び位相差がＳＬＣ５の入力端においてほぼ一定となるように設計調整されてはいるものの、温度変化あるいは経年変化等により構成部品の特性の変化により、両ＣＨ間の信号伝送特性のバランスが崩れ、妨害波周波数によってＳＬＣ５の入力端における振幅差及び位相差が変化し、妨害波の抑圧が適正に行われず、消え残りが生じてしまうと言う問題が発生する。
【００１５】
温度変化等により各ＣＨ間の周波数特性が個々に変化したとしても、例えばアダプティブアレーアンテナにおけるように、各ＣＨ、すなわち主アンテナ及び補助アンテナのＣＨそれぞれタップ付遅延線路（ＴＤＬ）を挿入接続し、ＳＬＣ５出力からのフィードバック信号に基づく演算処理により、ＴＤＬを、常時、ウエイト（ｗ）制御する構成を採用すれば、ＳＬＣ５は、妨害波周波数の変化に適正に対応して妨害波抑圧が可能である。
【００１６】
しかしながら、図９に示したアダプティブアレーアンテナの構成からも分かるように、全ての受信ＣＨにＴＤＬを挿入し、合成（＋）出力ｙ（ｔ）からのフィードバック信号に基づく演算を行いウエイト制御を行う構成を更に付加したのでは、構成の複雑さは避けられず改善が要望されていた。
【００１７】
そこで本発明は、温度変化や経年変化により能動回路の周波数特性が個々に変化したとしても、簡単な構成により、広帯域にわたり常に良好な妨害抑圧性能を得ることが可能な妨害波抑圧装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、高周波信号を受信する複数のアンテナと、これら複数のアンテナにそれぞれ対応して受信チャンネルを構成するように接続された複数の受信器と、これら複数の受信器に共通に接続され前記複数のアンテナで受信された妨害波を抑圧する妨害波抑圧手段とを有する妨害波抑圧装置において、前記複数の受信器のうち、少なくともいずれか１の選択された受信器と前記妨害波抑圧手段との間に接続され、高周波信号の振幅及び位相の少なくともいずれかを調整制御して前記妨害波抑圧手段に供給可能な等化器と、この等化器とともに前記１の選択された受信器を含む複数の受信器に接続され、その複数の受信器から出力された周波数を異にした複数の校正周波数信号の前記複数の受信器出力間の振幅差及び位相差の少なくともいずれかを検出し、その検出された振幅差または位相差の周波数特性の変化に対応した制御信号を前記等化器に供給する校正制御器と、前記周波数を異にした複数の校正周波数信号を順次生成して、前記選択された１の受信器を含む複数の受信器に供給可能な校正信号発生器とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
上記のように、本発明に係る妨害波抑圧装置は、いずれか１の選択された受信器と妨害波抑圧手段との間に等化器を接続するとともに、校正制御器は、校正信号発生器で生成され、各受信器を介して供給された周波数の異なる複数の校正周波数信号に基づき、等化器における振幅特性や位相特性の設定を更新できるように構成されている。
【００２０】
従って、たとえ各受信ＣＨにおける周波数特性が温度等によって変化し、各ＣＨ間の周波数における振幅差や位相差が個別に変化したとしても、校正制御器は、妨害波抑圧手段の入力端において、各受信チャンネル（ＣＨ）間の振幅差や位相差が周波数軸上でほぼ一定となるように等化器を更新制御できるので、簡単な構成で、広帯域にわたり妨害波抑圧を良好に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明による妨害波抑圧装置の第１の実施例を図１ないし図６を参照して説明する。なお、本発明の妨害波抑圧装置は、校正（キャリブレーシヨン）により、所定の妨害波抑圧性能を継続的に維持可能な機構を新たに付加したことを特徴としたものであり、図７及び図８に示した従来の構成と同一構成には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００２２】
図１は、本発明の第１の実施例に係る妨害波抑圧装置を示した構成図で、従来と同様に、主アンテナ１に主受信器２が接続され、主受信器２からの主チャンネル（ＣＨ）信号Ｙmはサイドローブキャンセラ（ＳＬＣ）５とともに校正制御器６に供給される。
【００２３】
また、補助アンテナ３には補助受信器４が接続され、補助受信器４の出力は、等化器７を介してＳＬＣ５に供給されるとともに、主受信器２側と同様に、校正制御器６にも供給される。
【００２４】
校正制御器６はメモリやＣＰＵ等を内蔵して演算機能を有して構成されている。
【００２５】
また、主アンテナ１の各空中線接続線路１ｂ及び補助アンテナ３の各空中線接続線路３ｂには、それぞれカップラ１ｅ，３ｅが取り付けられ、結合（カップリング）により、後述する校正周波数信号を取り込むことができるように構成されている。
【００２６】
これら各カップラ１ｅ，３ｅの他端部には、校正信号発生器である励振器８が接続され、励振器８は、校正制御器６からの制御により、予め設定された周波数の異なる複数の校正周波数信号を順次生成して各カップラ１ｅ，３ｅに供給する。
【００２７】
従って、励振器８で生成され、カップラ１ｅ，３ｅに供給された校正周波数信号は、主アンテナ１のＣＨにおいては、受信モジュール１ｃ、受信給電回路１ｄ、主受信器２を介してディジタル化された後、校正制御器６及びＳＬＣ５に供給され、また補助アンテナ３のＣＨにおいては、受信モジュール３ｃ、受信給電回路３ｄ、補助受信器４を介して同じくディジタル化され、校正制御器６及びフィルタ機能を有する等化器７に供給される。
【００２８】
等化器７は、図２に示したように、遅延回路７１と乗算器７２と加算器７３とで構成され、遅延回路７１は、遅延時間長τi（i＝１〜（Ｍ（複数）−１））が異なる遅延線路の縦続接続からなり、乗算器７２は、遅延線路の各タップ端子に接続されたＭ個の乗算回路Ｗ（ｉ）（ｉ＝０〜（Ｍ−１））で構成され、各乗算回路Ｗ（ｉ）の出力が加算器７３で合成されて出力される。
【００２９】
等化器７は、このようにタップ付遅延線路（ＴＤＬ）を組み込んだフィルタであり、良く知られているように、遅延回路７１のタップ端子位置制御による位相調整と、乗算器７２の乗算回路Ｗ（ｉ）に対する重み付け制御による振幅調整とにより、高周波信号の位相及び振幅の双方を、広帯域にわたり調整制御が可能である。
【００３０】
そこで、温度変化等により、主受信器２及び補助受信器４が有する固有の周波数特性は個々に変化したとき、異なる周波数間では、主受信器２及び補助受信器４出力での両ＣＨ信号間の振幅差及び位相差の双方の変動が考えられるが、図１ないし図３を参照し、振幅差が変化し、等化器７はその振幅差の変化に対応して調整制御されるものとして以下説明する。
【００３１】
すなわち、図２に示した等化器７は、校正制御器６による各乗算回路Ｗ（ｉ）に対するウエイト（ｗ）制御により、広帯域にわたり振幅を調整制御可能であり、主受信器２からＳＬＣ５に供給される主ＣＨ信号と、等化器７を経てＳＬＣ５に供給される補助ＣＨ信号のとの間の振幅差が広帯域にわたり一定となるように調整制御を行うように構成されている。
【００３２】
図３は、校正制御器６の等化器７に対する制御動作説明図で、受信周波数領域（横軸）に対する主及び補助ＣＨ間の振幅差特性及び等化器７の補正値を示したものである。
【００３３】
そこで、第１の実施例に係る妨害波抑圧装置の動作を、図１ないし図３を参照して以下説明する。
【００３４】
まず、校正制御器６は、妨害波抑圧装置が機能する広い受信周波数範囲に対し、その領域を図３に示したように、周波数軸上で等間隔に区分し、順次番号ｎ＝０から番号ｎ＝（Ｎ−１）までの各区分周波数値を校正周波数ポイントとする校正信号を設定し、励振器８に指令する。
【００３５】
校正制御器６からの校正信号の指令を受けた励振器８は、図３に示した、番号ｎ＝０から番号ｎ＝（Ｎ−１）までの各校正ポイントに対応した校正周波数信号を順次生成して、主アンテナ１のカップラ１ｅ、補助アンテナ３のカップラ３ｅを介して主ＣＨ及び補助ＣＨに供給する。
【００３６】
当該妨害波抑圧装置は、図３に１点鎖線Ａに示したように、広帯域にわたる妨害波抑圧が適正かつ良好に行われるように、すなわちＳＬＣ５に供給される両ＣＨ間の振幅差が広帯域にわたり一定となるように、予め調整設定されて運用されている。
【００３７】
そこでいま、温度変化により、主ＣＨ及び補助ＣＨの受信器２，４における周波数特性が変化し、両受信器２，４を経た両ＣＨ間の振幅差が周波数軸上で変化し、図３に実線Ｂのように変化したとする。
【００３８】
校正制御器６は、主受信器２及び補助受信器４を介して、番号ｎ＝０からｎ＝（Ｎ−１）までに対応した校正周波数信号を順次受信し、各校正周波数信号における両ＣＨ間の振幅差を検出する。
【００３９】
そこで、周囲の温度変化や経年変化等による両ＣＨ伝送路間における構成部品の特性変化に基づき周波数−振幅特性にずれが生じ、主受信器２及び補助受信器４から供給される校正周波数信号により、校正制御器６は、両ＣＨ間の振幅差が図３に示した実線Ｂに変化したことを検出できる。
【００４０】
校正制御器６は、その検出した各ＣＨ間の振幅差（実線Ｂ）から、実線Ｂとは逆特性の２点鎖線Ｃに示した振幅補正値を演算により求め、その補正値に対応したウエイト制御を等化器７に行う。
【００４１】
このように、この第１の実施例の妨害波抑圧装置によれば、校正制御器６による校正（キャリブレーション）により、各受信ＣＨ間で伝送周波数特性変化に差が生じたとしても、等化器７に対する補正制御により、ＳＬＣ５に供給される両ＣＨ信号間の振幅差は、広帯域にわたって一定となるように調整制御可能である。
【００４２】
その結果、主受信器２及び等化器７の各出力周波数信号間の振幅差は、１点鎖線Ａで示したように、広帯域にわたりほぼ一定の振幅差を有するように振幅補正されるので、ＳＬＣ５は、広帯域妨害波抑圧を消え残りが少なく適正に行うことができる。
【００４３】
なお、上記説明では、校正制御器６による等化器７に対するウエイト制御において、通過する周波数信号の振幅のみを調整制御する旨説明したが、前述のように、校正制御器６は、両ＣＨ信号間の位相差検出に基づく、遅延線路のタップ取り出し位置に対するウエイト制御を合わせ行うことにより、振幅差に加えて位相差をも一定となるように調整設定することで、たとえ温度変化等による周波数特性に変動が生じたとしても、校正制御により、ＳＬＣ５における広帯域にわたる良好な妨害波抑圧が可能である。
【００４４】
上記のように、この実施例の妨害波抑圧装置は、校正制御器６の等化器７に対する制御により、ＳＬＣ５における妨害波抑圧が広帯域にわたり良好に行い得るものであるが、一連の校正操作は、校正制御器６によるプログラム制御で可能であり、その動作手順を図４に示したフローチャートを参照してさらに説明する。
【００４５】
まず、開始に先立ち、校正制御器６は励振器８に対して校正指令を出力し、励振器８は校正制御器６からの指令に基づき、順次その指令された校正周波数ポイントに対応した校正周波数信号を生成して主ＣＨ及び補助ＣＨの各カップラ１ｅ，３ｅに送信するものとする。
【００４６】
そこで、校正制御器６は、まず主受信器２で受信された校正周波数数信号を取り込み、主ＣＨにおける各校正周波数ポイントにおける校正周波数信号の振幅及び位相を検出しメモリに記憶する（ステップ４Ａ）。
【００４７】
次に、校正制御器６は、補助ＣＨに関しても、同様に、補助受信器４を介して受信される校正周波数ポイントに対応した校正周波数信号を順次取り込み、補助ＣＨにおける校正ポイント周波数信号の振幅及び位相を検出し、メモリに記憶する（ステップ４Ｂ）。
【００４８】
次に、ステップ４Ｃにおいて、ステップ４Ａ及びステップ４Ｂにおいて、主ＣＨ及び補助ＣＨの校正周波数信号の振幅検出及び位相検出が、全校正周波数ポイントにおいて実行されたか否か判定し、全校正ポイントにおける振幅及び位相のデータ検出が終了したとき（ＹＥＳ）、次のステップ４Ｄに移行し、全校正ポイントにおける振幅及び位相検出が終了していないとき（ＮＯ）は、ステップ４Ａに戻り、全校正ポイントでの振幅及び位相検出が終了するまで繰り返される。
【００４９】
ステップ４Ｃにおいて、全校正ポイントにおける振幅及び位相検出が終了したとき（ＹＥＳ）、校正制御器６は、メモリに記憶された各ＣＨの各校正ポイントにおける振幅及び位相の各データを読み出し、両ＣＨ間の各校正ポイントにおける振幅差及び位相差を算出する（ステップ４Ｄ）。
【００５０】
続いて校正制御器６は、等化器７に対するウエイト制御により、等化器７を通過してＳＬＣ５に供給される周波数信号と、主ＣＨのＳＬＣ５に供給される周波数信号との間で、両ＣＨ間の各校正ポイントにおける振幅差及び位相差が略一定となるように調整制御すべく、等化器７に対するウエイト係数値を、逆フーリエ変換を用いて演算する（ステップ４Ｅ）。
【００５１】
いま、Ｗｆ（ｍ） ； 主ＣＨと補助ＣＨの周波数特性比
Ｗ（ｍ） ； 等化器７のウエイト係数
Ａm（ｎ） ； 主ＣＨの振幅特性
φm（ｎ） ； 主ＣＨの位相特性
Ａａ（ｎ） ； 補助ＣＨの振幅特性
φａ（ｎ） ； 補助ＣＨの位相特性
ｎ ； 周波数軸の番号（ｎ＝０〜（Ｎ−１））
ｍ ； 等化器７を構成するＴＤＬの各タップの番号
（ｍ＝１〜Ｍ）
としたとき、主ＣＨと補助ＣＨの周波数特性比Ｗf（ｎ）及び等化器７のウエイト係数Ｗ（ｍ）は、それぞれ次式で示される。（例えば、谷萩著「ディジタルフィルタと信号処理」p.94-97参照）。
【数１】
【００５２】
すなわち、上記ステップ４Ｄでは演算により周波数特性比Ｗf（ｎ）が算出され、上記ステップ４Ｅでは演算により等化器７のウエイト係数Ｗ（ｍ）が算出される。
【００５３】
従って、校正制御器６は、両ＣＨ間で周波数信号間の振幅差及び位相差が略一定となるウエイト係数Ｗ（ｍ）を等化器７に制御設定して（ステップ４Ｆ）、終了する。
【００５４】
ＳＬＣ５は、両ＣＨ間で周波数信号間の振幅差及び位相差が略一定の、主受信器２からの主チャンネル（ＣＨ）信号Ｙm、及び等化器７を介して補助受信器４供給される補助チャンネル（ＣＨ）信号Ｙaとを導入し、妨害波到来角度位置の受信感度パターン上に、ヌル点を適正かつ良好に形成して、広帯域に妨害波を抑圧出力できる。
【００５５】
なお、校正制御器６は、校正周波数の設定、各ＣＨの受信器２，４を介して取り込んだ各校正周波数信号間の振幅差の検出、及びその振幅差がＳＬＣ５の入力側において、全校正周波数ポイントにわたり略一定となるように等化器７を制御するものであるが、いずれにしても、校正（キャリブレーション）による等化器７に対する調整制御は必要に応じて迅速かつ短時間に実行できる。
【００５６】
従って、たとえば図５に示したように、周期Ｔの間隔で、校正時間ΔＴの校正時間を設け、レーダ装置等の運用上支障がないタイミングで間歇的に行い、常時、消え残りが少なく、適正かつ良好な妨害波抑圧機能を継続的に維持して運用することができる。
【００５７】
なお、上記第１の実施例では、校正周波数信号の供給点をカップラ１ｅ，３ｅを介して主アンテナ１及び補助アンテナ３の空中線接続線路１ｂ，３ｂから供給したが、主ＣＨと補助ＣＨの周波数特性の変化が大きい箇所、例えば受信器２，４の中間周波数段等に入力するようにしても良い。
【００５８】
また、上記第１の実施例におけるレーダ装置は、校正周波数信号の給電にカップラを設け、そのカップラを励振器８からの主ＣＨ及び補助ＣＨに対する校正周波数信号を供給するように構成したが、校正周波数信号を空間給電により各ＣＨに供給することもできる。
【００５９】
図６は、校正周波数信号を空間給電により主アンテナ１及び補助アンテナ３に供給するように構成した本発明による妨害波抑圧装置の第２の実施例を示した構成図である。
【００６０】
図１に示した第１の実施例とは、別途、校正用送信アンテナ８ａを設け、その校正用送信アンテナ８ａを介して励振器８からの校正周波数信号を送信し、主アンテナ１及び補助アンテナ３に供給する点が相違するのみで、他の構成及び作用は、上記第１の実施例と同様であるので詳細説明は省略する。
【００６１】
図６において、校正制御器６は、校正周波数信号を生成して校正用送信アンテナ８ａから送信するように励振器８を制御するので、たとえ温度変化等に起因した、主ＣＨと補助ＣＨとの間の振幅や位相の周波数特性が変化し、ＳＬＣ５の入力端における両ＣＨ間の振幅差や位相差が変化したとしても、それを補正するように等化器７を制御し、ＳＬＣ５における妨害波抑圧を広帯域にわたり適正かつ良好に行うことができる。
【００６２】
なお、図１に示した第１の実施例においても同様であるが、特に第２の実施例の構成では、主アンテナ１及び補助アンテナ２は、校正時であると否とに拘わらず、到来電波を受信できる状態にあるので、妨害波等の不要な電波が受信されないときに校正操作を行うのが望ましい。
【００６３】
また、上記各実施例における妨害波抑圧装置では、補助ＣＨ系に等化器７を挿入接続したものとして説明したが、主ＣＨと補助ＣＨとの間の周波数特性上の差異を相対補正されれば良いので、等化器７を主ＣＨ系に、あるいは各ＣＨ双方に挿入接続して校正しても良い。
【００６４】
また、上記各実施例において、補助アンテナ３は１個であるとして説明したが、補助アンテナ３を複数設置し、その複数の補助アンテナ３からの信号と主アンテナ１とからの信号とをＳＬＣ５に供給するように構成することもできる。その場合、いずれか１を除くアンテナ系に等化器を挿入接続し、各アンテナ系間の振幅または位相、あるいは振幅及び位相を相対的に調整することができる。
【００６５】
また、上記各実施例では、主アンテナ１の受信モジュール1ｃ及び補助アンテナ３の受信モジュール３ｃにおいて、アナログ高周波信号をディジタル高周波信号に変更する旨説明したが、主受信器２及び補助受信器４においてＡ／Ｄ変換により受信ディジタル信号に変換して、ＳＬＣ５に供給しても良い。
【００６６】
また、上記各実施例では、主アンテナ１及び補助アンテナ３を有し、ＳＬＣにより妨害波を抑圧するものとして説明したが、いわゆるアンテナ構成をフェーズドアレーアンテナとし、ＳＬＣに代えて、妨害波等の環境に対応可能な、ディジタルビーム形成回路（ＤＢＦ；Digital Beam・Forming）を採用しても良い。
【００６７】
また、妨害波抑圧手段では、必要に応じて種々の抑圧方法を採用することができる。
【００６８】
例えば、最大ＳＮ法（ＭＳＮ；Maximum Signal to Noise Ratio）（例えば、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）pp.67-86参照）や直接解演算方式（ＳＭＩ；Sampled Matrix Inversion）（例えば、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）pp.35-37、pp.98-99参照）、あるいはグラムシュミット方式（例えば、特許第1816548号「アダプティブアンテナ装置」参照）等を採用することができる。
【００６９】
また、上記各実施例の説明では、妨害波抑圧装置は受信系をパッシブに構成するものとして説明したが、受信モジュールを送受信モジュールに代え、アレーアンテナとの組み合わせ構成により、アクティブアレーレーダを構成しても良い。
【００７０】
以上要するに、上記各実施例による妨害波抑圧装置によれば、サイドローブキャンセラ等の妨害波抑圧手段出力信号からのフィードバックによることなく、簡単な構成で、主アンテナ及び補助アンテナの各チャンネル間の周波数信号における振幅差または位相差の少なくともいずれかが略一定となるように調整することができるので、広帯域にわたる良好な妨害波抑圧を常に安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明に係る妨害抑圧装置の第１の実施例を示した構成図である。
【図２】図１に示した等化器の構成図である。
【図３】図１に示した校正制御器による等化器に対する制御動作説明図である。
【図４】図１に示した妨害波抑制装置の動作手順を示したフローチャートである。
【図５】図１に示した妨害波抑制装置における校正動作のタイミングを示した図である。
【図６】本発明に係る妨害抑圧装置の第２の実施例を示した構成図である。
【図７】従来の妨害抑圧装置を示した構成図である。
【図８】図７に示した受信モジュールの構成図である。
【図９】従来のアダプティプアレイアンテナを示した構成図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 主アンテナ
１ａ アンテナ素子
１ｂ 空中線接続線路
１ｃ 受信モジュール
１ｅ カップラ
２ 主受信器
３ 補助アンテナ
３ａ アンテナ素子
３ｂ 空中線接続線路
３ｃ 受信モジュール
３ｅ カップラ
４ 補助受信器
５ サイドローブキャンセラ（ＳＬＣ）（妨害波抑圧手段）
６ 校正制御器
７ 等化器（ＴＤＬ）
７１ 遅延回路
７２ 乗算器
７３ 加算器
８ 励振器（校正信号発生器）
８ａ 校正用送信アンテナ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信妨害波を抑圧して所望信号を受信可能な妨害波抑圧装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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妨害波を抑圧して目標（所望）信号を捕捉するレーダ装置においては、指向性アンテナパターンを形成する主アンテナとこの主アンテナにおけるアンテナパターンのサイドローブよりもアンテナ利得の大きなパターンを形成する補助アンテナとを併設し、妨害波をサイドローブキャンセラ（ＳＬＣ；Sidelobe Canceller）で抑圧して出力するように構成されている。（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
ＳＬＣは、ウエイト（ｗ）制御により、妨害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妨害波を抑圧する。
【０００４】
ＳＬＣを組み込んだ従来の妨害波抑圧装置は、図７に示すように、主アンテナ１には主受信器２が、補助アンテナ３には補助受信器４がそれぞれ接続されるとともに、ＳＬＣ５は主受信器２を介した主チャンネル（ＣＨ）信号Ｙmと、補助受信器４を介した補助チャンネル（ＣＨ）信号Ｙaとを導入し、ウエイト（ｗ）処理による振幅及び位相制御により、妨害波の受信角度方位にいわゆるヌル点を形成して妨害波を抑圧する。
【０００５】
なお、主アンテナ１は、図７に示したように、多数のアンテナ素子１ａがそれぞれ空中線接続線路１ｂ、及び受信モジュール１ｃを介してそれぞれ受信給電回路１ｄに共通接続されて構成され、受信給電回路１ｄの出力が主受信器２に供給される。
【０００６】
主アンテナ１の各受信モジュール１ｃは、図８に示したように、高周波増幅器１ｃａと移相器１ｃｂとの縦属接続で構成され、各移相器１ｃｂに対する不図示の移相器制御手段による制御により、主アンテナ１は指向性を有する主アンテナパターンを形成する。
【０００７】
補助アンテナ３も、多数のアンテナ素子３ａがそれぞれ空中線接続線路３ｂ、及び受信モジュール３ｃをそれぞれ介して受信給電回路３ｄに共通接続されて構成され、受信給電回路３ｄの出力が補助受信器４に供給される。また、補助アンテナ３の各受信モジュール３ｃも、主アンテナ１の受信モジュール１ｃと同様に、高周波増幅器と移相器との縦属接続で構成され、補助アンテナ３は、各移相器に対する移相量制御により、主アンテナパターンのサイドローブよりもアンテナ利得が高くなるような補助アンテナパターンを形成する。
主及び補助の各受信器２，４は、対応する各ＣＨ信号に対し、それぞれ周波数変換及びＡ／Ｄ変換を行ってＳＬＣ５に供給する。
【０００８】
ＳＬＣ５は、図７に示したように、減算回路５１、２つの加算回路５２，５３、それに遅延回路５４ａ組み込んだ狭帯域フィルタ５４で構成され、狭帯域フィルタ５４と減算回路５１とのフィードバック回路に対するウエイト処理により、妨害波受信方向の受信感度がゼロとなるように制御される。
【０００９】
このようにＳＬＣ５は、ウエイト処理により、妨害波周波数における振幅及び位相を制御しで妨害波を抑圧するので、広帯域にわたり良好な妨害波抑圧作用を得られるように、ＳＬＣ５に供給される主受信ＣＨ信号と補助受信ＣＨ信号との間の振幅差及び位相差が広帯域にわたりほぼ一定となるように予め設計製造されている。
【００１０】
図７に示した妨害波抑圧装置では、主アンテナ１と補助アンテナ３とを備え、ＳＬＣ５が各受信ＣＨ信号Ｙm,Ｙaを導入し、妨害波到来方向での受信感度がゼロとなるように制御して出力するように構成されているが、主アンテナ及び補助アンテナと区別することなく、単にアレー状にアンテナを配置して妨害波を抑圧するアダプティブアレーアンテナも知られている。（例えば、非特許文献２参照。）
図９は、アレー状に配置したＫ（複数）個のアンテナ（＃1〜＃K）の出力（＃1(t)〜＃K(t)）を、それぞれタップ付遅延線路（ＴＤＬ；Tapped Delay Line）（Ｗ1〜Ｗk）を介して合成（＋）し、妨害波が抑圧された出力信号（ｙ（ｔ））を導出するアダプティブアレーアンテナの構成を示したものである。
【００１１】
図９に示したアダプティブアレーアンテナでは、図示のように、アダプティブプロセッサＡpが、各アンテナ出力（＃1(t)〜＃K(t)）とフィードバック信号である合成出力信号（ｙ（ｔ））とを導入し、妨害波を抑圧するのに必要なウエイト係数を演算により求めて各ＴＤＬ（Ｗ1〜Ｗk）を制御し、妨害波の抑圧された信号を出力する。
【非特許文献１】吉田 孝 監修「改訂 レーダ技術」社団法人 電子情報通信学会、平成８年１０月１日発行、ｐ．２９６
【非特許文献２】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発行、ｐ．１７−２１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記説明のように、主アンテナ１と補助アンテナ３とを併設した妨害波抑圧装置では、サイドローブキャンセラ（ＳＬＣ）５における振幅及び位相制御により、主アンテナ１のサイドローブで受信される妨害波を抑圧し、メインローブで受信された目標（所望）信号を出力して検出する。
【００１３】
また、ＳＬＣ５の妨害波抑圧が広帯域にわたり良好に行われるように、主及び補助の各ＣＨにおける受信伝送路は、ＳＬＣ等に供給される主及び補助の両チャンネル（ＣＨ）信号間の振幅差及び位相差が、周波数変化に左右されることなくほぼ一定となるように、予め設計され調整されている。
【００１４】
ところで、主アンテナ１及び補助アンテナ３からＳＬＣ５までの間のチャンネル（ＣＨ）伝送路に接続された受信器２，４や受信モジュール１ｃ，３ｃは、それぞれ固有の周波数特性を有している。従って、各ＣＨにおける周波数特性は、要求された妨害波抑圧の周波数範囲において、予め、両ＣＨ間における振幅差及び位相差がＳＬＣ５の入力端においてほぼ一定となるように設計調整されてはいるものの、温度変化あるいは経年変化等により構成部品の特性の変化により、両ＣＨ間の信号伝送特性のバランスが崩れ、妨害波周波数によってＳＬＣ５の入力端における振幅差及び位相差が変化し、妨害波の抑圧が適正に行われず、消え残りが生じてしまうと言う問題が発生する。
【００１５】
温度変化等により各ＣＨ間の周波数特性が個々に変化したとしても、例えばアダプティブアレーアンテナにおけるように、各ＣＨ、すなわち主アンテナ及び補助アンテナのＣＨそれぞれタップ付遅延線路（ＴＤＬ）を挿入接続し、ＳＬＣ５出力からのフィードバック信号に基づく演算処理により、ＴＤＬを、常時、ウエイト（ｗ）制御する構成を採用すれば、ＳＬＣ５は、妨害波周波数の変化に適正に対応して妨害波抑圧が可能である。
【００１６】
しかしながら、図９に示したアダプティブアレーアンテナの構成からも分かるように、全ての受信ＣＨにＴＤＬを挿入し、合成（＋）出力ｙ（ｔ）からのフィードバック信号に基づく演算を行いウエイト制御を行う構成を更に付加したのでは、構成の複雑さは避けられず改善が要望されていた。
【００１７】
そこで本発明は、温度変化や経年変化により能動回路の周波数特性が個々に変化したとしても、簡単な構成により、広帯域にわたり常に良好な妨害抑圧性能を得ることが可能な妨害波抑圧装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、高周波信号を受信する複数のアンテナと、これら複数のアンテナにそれぞれ対応して受信チャンネルを構成するように接続された複数の受信器と、これら複数の受信器に共通に接続され前記複数のアンテナで受信された妨害波を抑圧する妨害波抑圧手段とを有する妨害波抑圧装置において、前記複数の受信器のうち、少なくともいずれか１の選択された受信器と前記妨害波抑圧手段との間に接続され、高周波信号の振幅及び位相の少なくともいずれかを調整制御して前記妨害波抑圧手段に供給可能な等化器と、この等化器とともに前記１の選択された受信器を含む複数の受信器に接続され、その複数の受信器から出力された周波数を異にした複数の校正周波数信号の前記複数の受信器出力間の振幅差及び位相差の少なくともいずれかを検出し、その検出された振幅差または位相差の周波数特性の変化に対応した制御信号を前記等化器に供給する校正制御器と、前記周波数を異にした複数の校正周波数信号を順次生成して、前記選択された１の受信器を含む複数の受信器に供給可能な校正信号発生器とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
上記のように、本発明に係る妨害波抑圧装置は、いずれか１の選択された受信器と妨害波抑圧手段との間に等化器を接続するとともに、校正制御器は、校正信号発生器で生成され、各受信器を介して供給された周波数の異なる複数の校正周波数信号に基づき、等化器における振幅特性や位相特性の設定を更新できるように構成されている。
【００２０】
従って、たとえ各受信ＣＨにおける周波数特性が温度等によって変化し、各ＣＨ間の周波数における振幅差や位相差が個別に変化したとしても、校正制御器は、妨害波抑圧手段の入力端において、各受信チャンネル（ＣＨ）間の振幅差や位相差が周波数軸上でほぼ一定となるように等化器を更新制御できるので、簡単な構成で、広帯域にわたり妨害波抑圧を良好に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明による妨害波抑圧装置の第１の実施例を図１ないし図６を参照して説明する。なお、本発明の妨害波抑圧装置は、校正（キャリブレーシヨン）により、所定の妨害波抑圧性能を継続的に維持可能な機構を新たに付加したことを特徴としたものであり、図７及び図８に示した従来の構成と同一構成には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００２２】
図１は、本発明の第１の実施例に係る妨害波抑圧装置を示した構成図で、従来と同様に、主アンテナ１に主受信器２が接続され、主受信器２からの主チャンネル（ＣＨ）信号Ｙmはサイドローブキャンセラ（ＳＬＣ）５とともに校正制御器６に供給される。
【００２３】
また、補助アンテナ３には補助受信器４が接続され、補助受信器４の出力は、等化器７を介してＳＬＣ５に供給されるとともに、主受信器２側と同様に、校正制御器６にも供給される。
【００２４】
校正制御器６はメモリやＣＰＵ等を内蔵して演算機能を有して構成されている。
【００２５】
また、主アンテナ１の各空中線接続線路１ｂ及び補助アンテナ３の各空中線接続線路３ｂには、それぞれカップラ１ｅ，３ｅが取り付けられ、結合（カップリング）により、後述する校正周波数信号を取り込むことができるように構成されている。
【００２６】
これら各カップラ１ｅ，３ｅの他端部には、校正信号発生器である励振器８が接続され、励振器８は、校正制御器６からの制御により、予め設定された周波数の異なる複数の校正周波数信号を順次生成して各カップラ１ｅ，３ｅに供給する。
【００２７】
従って、励振器８で生成され、カップラ１ｅ，３ｅに供給された校正周波数信号は、主アンテナ１のＣＨにおいては、受信モジュール１ｃ、受信給電回路１ｄ、主受信器２を介してディジタル化された後、校正制御器６及びＳＬＣ５に供給され、また補助アンテナ３のＣＨにおいては、受信モジュール３ｃ、受信給電回路３ｄ、補助受信器４を介して同じくディジタル化され、校正制御器６及びフィルタ機能を有する等化器７に供給される。
【００２８】
等化器７は、図２に示したように、遅延回路７１と乗算器７２と加算器７３とで構成され、遅延回路７１は、遅延時間長τi（i＝１〜（Ｍ（複数）−１））が異なる遅延線路の縦続接続からなり、乗算器７２は、遅延線路の各タップ端子に接続されたＭ個の乗算回路Ｗ（ｉ）（ｉ＝０〜（Ｍ−１））で構成され、各乗算回路Ｗ（ｉ）の出力が加算器７３で合成されて出力される。
【００２９】
等化器７は、このようにタップ付遅延線路（ＴＤＬ）を組み込んだフィルタであり、良く知られているように、遅延回路７１のタップ端子位置制御による位相調整と、乗算器７２の乗算回路Ｗ（ｉ）に対する重み付け制御による振幅調整とにより、高周波信号の位相及び振幅の双方を、広帯域にわたり調整制御が可能である。
【００３０】
そこで、温度変化等により、主受信器２及び補助受信器４が有する固有の周波数特性は個々に変化したとき、異なる周波数間では、主受信器２及び補助受信器４出力での両ＣＨ信号間の振幅差及び位相差の双方の変動が考えられるが、図１ないし図３を参照し、振幅差が変化し、等化器７はその振幅差の変化に対応して調整制御されるものとして以下説明する。
【００３１】
すなわち、図２に示した等化器７は、校正制御器６による各乗算回路Ｗ（ｉ）に対するウエイト（ｗ）制御により、広帯域にわたり振幅を調整制御可能であり、主受信器２からＳＬＣ５に供給される主ＣＨ信号と、等化器７を経てＳＬＣ５に供給される補助ＣＨ信号のとの間の振幅差が広帯域にわたり一定となるように調整制御を行うように構成されている。
【００３２】
図３は、校正制御器６の等化器７に対する制御動作説明図で、受信周波数領域（横軸）に対する主及び補助ＣＨ間の振幅差特性及び等化器７の補正値を示したものである。
【００３３】
そこで、第１の実施例に係る妨害波抑圧装置の動作を、図１ないし図３を参照して以下説明する。
【００３４】
まず、校正制御器６は、妨害波抑圧装置が機能する広い受信周波数範囲に対し、その領域を図３に示したように、周波数軸上で等間隔に区分し、順次番号ｎ＝０から番号ｎ＝（Ｎ−１）までの各区分周波数値を校正周波数ポイントとする校正信号を設定し、励振器８に指令する。
【００３５】
校正制御器６からの校正信号の指令を受けた励振器８は、図３に示した、番号ｎ＝０から番号ｎ＝（Ｎ−１）までの各校正ポイントに対応した校正周波数信号を順次生成して、主アンテナ１のカップラ１ｅ、補助アンテナ３のカップラ３ｅを介して主ＣＨ及び補助ＣＨに供給する。
【００３６】
当該妨害波抑圧装置は、図３に１点鎖線Ａに示したように、広帯域にわたる妨害波抑圧が適正かつ良好に行われるように、すなわちＳＬＣ５に供給される両ＣＨ間の振幅差が広帯域にわたり一定となるように、予め調整設定されて運用されている。
【００３７】
そこでいま、温度変化により、主ＣＨ及び補助ＣＨの受信器２，４における周波数特性が変化し、両受信器２，４を経た両ＣＨ間の振幅差が周波数軸上で変化し、図３に実線Ｂのように変化したとする。
【００３８】
校正制御器６は、主受信器２及び補助受信器４を介して、番号ｎ＝０からｎ＝（Ｎ−１）までに対応した校正周波数信号を順次受信し、各校正周波数信号における両ＣＨ間の振幅差を検出する。
【００３９】
そこで、周囲の温度変化や経年変化等による両ＣＨ伝送路間における構成部品の特性変化に基づき周波数−振幅特性にずれが生じ、主受信器２及び補助受信器４から供給される校正周波数信号により、校正制御器６は、両ＣＨ間の振幅差が図３に示した実線Ｂに変化したことを検出できる。
【００４０】
校正制御器６は、その検出した各ＣＨ間の振幅差（実線Ｂ）から、実線Ｂとは逆特性の２点鎖線Ｃに示した振幅補正値を演算により求め、その補正値に対応したウエイト制御を等化器７に行う。
【００４１】
このように、この第１の実施例の妨害波抑圧装置によれば、校正制御器６による校正（キャリブレーション）により、各受信ＣＨ間で伝送周波数特性変化に差が生じたとしても、等化器７に対する補正制御により、ＳＬＣ５に供給される両ＣＨ信号間の振幅差は、広帯域にわたって一定となるように調整制御可能である。
【００４２】
その結果、主受信器２及び等化器７の各出力周波数信号間の振幅差は、１点鎖線Ａで示したように、広帯域にわたりほぼ一定の振幅差を有するように振幅補正されるので、ＳＬＣ５は、広帯域妨害波抑圧を消え残りが少なく適正に行うことができる。
【００４３】
なお、上記説明では、校正制御器６による等化器７に対するウエイト制御において、通過する周波数信号の振幅のみを調整制御する旨説明したが、前述のように、校正制御器６は、両ＣＨ信号間の位相差検出に基づく、遅延線路のタップ取り出し位置に対するウエイト制御を合わせ行うことにより、振幅差に加えて位相差をも一定となるように調整設定することで、たとえ温度変化等による周波数特性に変動が生じたとしても、校正制御により、ＳＬＣ５における広帯域にわたる良好な妨害波抑圧が可能である。
【００４４】
上記のように、この実施例の妨害波抑圧装置は、校正制御器６の等化器７に対する制御により、ＳＬＣ５における妨害波抑圧が広帯域にわたり良好に行い得るものであるが、一連の校正操作は、校正制御器６によるプログラム制御で可能であり、その動作手順を図４に示したフローチャートを参照してさらに説明する。
【００４５】
まず、開始に先立ち、校正制御器６は励振器８に対して校正指令を出力し、励振器８は校正制御器６からの指令に基づき、順次その指令された校正周波数ポイントに対応した校正周波数信号を生成して主ＣＨ及び補助ＣＨの各カップラ１ｅ，３ｅに送信するものとする。
【００４６】
そこで、校正制御器６は、まず主受信器２で受信された校正周波数数信号を取り込み、主ＣＨにおける各校正周波数ポイントにおける校正周波数信号の振幅及び位相を検出しメモリに記憶する（ステップ４Ａ）。
【００４７】
次に、校正制御器６は、補助ＣＨに関しても、同様に、補助受信器４を介して受信される校正周波数ポイントに対応した校正周波数信号を順次取り込み、補助ＣＨにおける校正ポイント周波数信号の振幅及び位相を検出し、メモリに記憶する（ステップ４Ｂ）。
【００４８】
次に、ステップ４Ｃにおいて、ステップ４Ａ及びステップ４Ｂにおいて、主ＣＨ及び補助ＣＨの校正周波数信号の振幅検出及び位相検出が、全校正周波数ポイントにおいて実行されたか否か判定し、全校正ポイントにおける振幅及び位相のデータ検出が終了したとき（ＹＥＳ）、次のステップ４Ｄに移行し、全校正ポイントにおける振幅及び位相検出が終了していないとき（ＮＯ）は、ステップ４Ａに戻り、全校正ポイントでの振幅及び位相検出が終了するまで繰り返される。
【００４９】
ステップ４Ｃにおいて、全校正ポイントにおける振幅及び位相検出が終了したとき（ＹＥＳ）、校正制御器６は、メモリに記憶された各ＣＨの各校正ポイントにおける振幅及び位相の各データを読み出し、両ＣＨ間の各校正ポイントにおける振幅差及び位相差を算出する（ステップ４Ｄ）。
【００５０】
続いて校正制御器６は、等化器７に対するウエイト制御により、等化器７を通過してＳＬＣ５に供給される周波数信号と、主ＣＨのＳＬＣ５に供給される周波数信号との間で、両ＣＨ間の各校正ポイントにおける振幅差及び位相差が略一定となるように調整制御すべく、等化器７に対するウエイト係数値を、逆フーリエ変換を用いて演算する（ステップ４Ｅ）。
【００５１】
いま、Ｗｆ（ｍ） ； 主ＣＨと補助ＣＨの周波数特性比
Ｗ（ｍ） ； 等化器７のウエイト係数
Ａm（ｎ） ； 主ＣＨの振幅特性
φm（ｎ） ； 主ＣＨの位相特性
Ａａ（ｎ） ； 補助ＣＨの振幅特性
φａ（ｎ） ； 補助ＣＨの位相特性
ｎ ； 周波数軸の番号（ｎ＝０〜（Ｎ−１））
ｍ ； 等化器７を構成するＴＤＬの各タップの番号
（ｍ＝１〜Ｍ）
としたとき、主ＣＨと補助ＣＨの周波数特性比Ｗf（ｎ）及び等化器７のウエイト係数Ｗ（ｍ）は、それぞれ次式で示される。（例えば、谷萩著「ディジタルフィルタと信号処理」p.94-97参照）。
【数１】
【００５２】
すなわち、上記ステップ４Ｄでは演算により周波数特性比Ｗf（ｎ）が算出され、上記ステップ４Ｅでは演算により等化器７のウエイト係数Ｗ（ｍ）が算出される。
【００５３】
従って、校正制御器６は、両ＣＨ間で周波数信号間の振幅差及び位相差が略一定となるウエイト係数Ｗ（ｍ）を等化器７に制御設定して（ステップ４Ｆ）、終了する。
【００５４】
ＳＬＣ５は、両ＣＨ間で周波数信号間の振幅差及び位相差が略一定の、主受信器２からの主チャンネル（ＣＨ）信号Ｙm、及び等化器７を介して補助受信器４供給される補助チャンネル（ＣＨ）信号Ｙaとを導入し、妨害波到来角度位置の受信感度パターン上に、ヌル点を適正かつ良好に形成して、広帯域に妨害波を抑圧出力できる。
【００５５】
なお、校正制御器６は、校正周波数の設定、各ＣＨの受信器２，４を介して取り込んだ各校正周波数信号間の振幅差の検出、及びその振幅差がＳＬＣ５の入力側において、全校正周波数ポイントにわたり略一定となるように等化器７を制御するものであるが、いずれにしても、校正（キャリブレーション）による等化器７に対する調整制御は必要に応じて迅速かつ短時間に実行できる。
【００５６】
従って、たとえば図５に示したように、周期Ｔの間隔で、校正時間ΔＴの校正時間を設け、レーダ装置等の運用上支障がないタイミングで間歇的に行い、常時、消え残りが少なく、適正かつ良好な妨害波抑圧機能を継続的に維持して運用することができる。
【００５７】
なお、上記第１の実施例では、校正周波数信号の供給点をカップラ１ｅ，３ｅを介して主アンテナ１及び補助アンテナ３の空中線接続線路１ｂ，３ｂから供給したが、主ＣＨと補助ＣＨの周波数特性の変化が大きい箇所、例えば受信器２，４の中間周波数段等に入力するようにしても良い。
【００５８】
また、上記第１の実施例におけるレーダ装置は、校正周波数信号の給電にカップラを設け、そのカップラを励振器８からの主ＣＨ及び補助ＣＨに対する校正周波数信号を供給するように構成したが、校正周波数信号を空間給電により各ＣＨに供給することもできる。
【００５９】
図６は、校正周波数信号を空間給電により主アンテナ１及び補助アンテナ３に供給するように構成した本発明による妨害波抑圧装置の第２の実施例を示した構成図である。
【００６０】
図１に示した第１の実施例とは、別途、校正用送信アンテナ８ａを設け、その校正用送信アンテナ８ａを介して励振器８からの校正周波数信号を送信し、主アンテナ１及び補助アンテナ３に供給する点が相違するのみで、他の構成及び作用は、上記第１の実施例と同様であるので詳細説明は省略する。
【００６１】
図６において、校正制御器６は、校正周波数信号を生成して校正用送信アンテナ８ａから送信するように励振器８を制御するので、たとえ温度変化等に起因した、主ＣＨと補助ＣＨとの間の振幅や位相の周波数特性が変化し、ＳＬＣ５の入力端における両ＣＨ間の振幅差や位相差が変化したとしても、それを補正するように等化器７を制御し、ＳＬＣ５における妨害波抑圧を広帯域にわたり適正かつ良好に行うことができる。
【００６２】
なお、図１に示した第１の実施例においても同様であるが、特に第２の実施例の構成では、主アンテナ１及び補助アンテナ２は、校正時であると否とに拘わらず、到来電波を受信できる状態にあるので、妨害波等の不要な電波が受信されないときに校正操作を行うのが望ましい。
【００６３】
また、上記各実施例における妨害波抑圧装置では、補助ＣＨ系に等化器７を挿入接続したものとして説明したが、主ＣＨと補助ＣＨとの間の周波数特性上の差異を相対補正されれば良いので、等化器７を主ＣＨ系に、あるいは各ＣＨ双方に挿入接続して校正しても良い。
【００６４】
また、上記各実施例において、補助アンテナ３は１個であるとして説明したが、補助アンテナ３を複数設置し、その複数の補助アンテナ３からの信号と主アンテナ１とからの信号とをＳＬＣ５に供給するように構成することもできる。その場合、いずれか１を除くアンテナ系に等化器を挿入接続し、各アンテナ系間の振幅または位相、あるいは振幅及び位相を相対的に調整することができる。
【００６５】
また、上記各実施例では、主アンテナ１の受信モジュール1ｃ及び補助アンテナ３の受信モジュール３ｃにおいて、アナログ高周波信号をディジタル高周波信号に変更する旨説明したが、主受信器２及び補助受信器４においてＡ／Ｄ変換により受信ディジタル信号に変換して、ＳＬＣ５に供給しても良い。
【００６６】
また、上記各実施例では、主アンテナ１及び補助アンテナ３を有し、ＳＬＣにより妨害波を抑圧するものとして説明したが、いわゆるアンテナ構成をフェーズドアレーアンテナとし、ＳＬＣに代えて、妨害波等の環境に対応可能な、ディジタルビーム形成回路（ＤＢＦ；Digital Beam・Forming）を採用しても良い。
【００６７】
また、妨害波抑圧手段では、必要に応じて種々の抑圧方法を採用することができる。
【００６８】
例えば、最大ＳＮ法（ＭＳＮ；Maximum Signal to Noise Ratio）（例えば、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）pp.67-86参照）や直接解演算方式（ＳＭＩ；Sampled Matrix Inversion）（例えば、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）pp.35-37、pp.98-99参照）、あるいはグラムシュミット方式（例えば、特許第1816548号「アダプティブアンテナ装置」参照）等を採用することができる。
【００６９】
また、上記各実施例の説明では、妨害波抑圧装置は受信系をパッシブに構成するものとして説明したが、受信モジュールを送受信モジュールに代え、アレーアンテナとの組み合わせ構成により、アクティブアレーレーダを構成しても良い。
【００７０】
以上要するに、上記各実施例による妨害波抑圧装置によれば、サイドローブキャンセラ等の妨害波抑圧手段出力信号からのフィードバックによることなく、簡単な構成で、主アンテナ及び補助アンテナの各チャンネル間の周波数信号における振幅差または位相差の少なくともいずれかが略一定となるように調整することができるので、広帯域にわたる良好な妨害波抑圧を常に安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明に係る妨害抑圧装置の第１の実施例を示した構成図である。
【図２】図１に示した等化器の構成図である。
【図３】図１に示した校正制御器による等化器に対する制御動作説明図である。
【図４】図１に示した妨害波抑制装置の動作手順を示したフローチャートである。
【図５】図１に示した妨害波抑制装置における校正動作のタイミングを示した図である。
【図６】本発明に係る妨害抑圧装置の第２の実施例を示した構成図である。
【図７】従来の妨害抑圧装置を示した構成図である。
【図８】図７に示した受信モジュールの構成図である。
【図９】従来のアダプティプアレイアンテナを示した構成図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 主アンテナ
１ａ アンテナ素子
１ｂ 空中線接続線路
１ｃ 受信モジュール
１ｅ カップラ
２ 主受信器
３ 補助アンテナ
３ａ アンテナ素子
３ｂ 空中線接続線路
３ｃ 受信モジュール
３ｅ カップラ
４ 補助受信器
５ サイドローブキャンセラ（ＳＬＣ）（妨害波抑圧手段）
６ 校正制御器
７ 等化器（ＴＤＬ）
７１ 遅延回路
７２ 乗算器
７３ 加算器
８ 励振器（校正信号発生器）
８ａ 校正用送信アンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号を受信する複数のアンテナと、これら複数のアンテナにそれぞれ対応して受信チャンネルを構成するように接続された複数の受信器と、これら複数の受信器に共通に接続され前記複数のアンテナで受信された妨害波を抑圧する妨害波抑圧手段とを有する妨害波抑圧装置において、
前記複数の受信器のうち、少なくともいずれか１の選択された受信器と前記妨害波抑圧手段との間に接続され、高周波信号の振幅及び位相の少なくともいずれかを調整制御して前記妨害波抑圧手段に供給可能な等化器と、
この等化器とともに前記１の選択された受信器を含む複数の受信器に接続され、その複数の受信器から出力された周波数を異にした複数の校正周波数信号の前記複数の受信器出力間の振幅差及び位相差の少なくともいずれかを検出し、その検出された振幅差または位相差の周波数特性の変化に対応した制御信号を前記等化器に供給する校正制御器と、
前記周波数を異にした複数の校正周波数信号を順次生成して、前記選択された１の受信器を含む複数の受信器に供給可能な校正信号発生器と
を具備することを特徴とする妨害波抑圧装置。
【請求項２】
前記複数のアンテナは、指向性パターンを形成する主アンテナとこの主アンテナにおけるアンテナパターンのサイドローブよりもアンテナ利得の大きなパターンを形成する補助アンテナとからなり、
前記妨害波抑圧手段は、前記サイドローブで受信された妨害波を抑圧して出力するサイドローブキャンセラで構成された
ことを特徴とする妨害波抑圧装置。
【請求項３】
前記等化器は、ウエイト係数の制御により、伝送される高周波信号の振幅及び位相の少なくともいずれかを調整制御可能なタップ付遅延線路で構成され、
前記校正制御器は、前記タップ付遅延線路におけるウエイト係数を制御するように構成された
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の妨害波抑圧装置。
【請求項４】
前記校正制御器は、前記等化器を介して前記妨害波抑圧手段に供給される校正周波数信号と、他の受信器から直接妨害波抑圧手段に供給される校正周波数信号との間の振幅差または位相差の少なくともいずれか一方が、ほぼ一定となるように前記等化器を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１項に記載の妨害波抑圧装置。
【請求項５】
前記校正信号発生器は、前記アンテナと前記受信器との間にそれぞれ付設されたカップラを介して、前記校正周波数信号を供給するように構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１項に記載の妨害波抑圧装置。
【請求項６】
前記校正信号発生器は、前記複数のアンテナに向けて電波を送信可能な校正用アンテナを介して、前記校正周波数信号を供給するように構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１項に記載の妨害波抑圧装置。
【請求項１】
高周波信号を受信する複数のアンテナと、これら複数のアンテナにそれぞれ対応して受信チャンネルを構成するように接続された複数の受信器と、これら複数の受信器に共通に接続され前記複数のアンテナで受信された妨害波を抑圧する妨害波抑圧手段とを有する妨害波抑圧装置において、
前記複数の受信器のうち、少なくともいずれか１の選択された受信器と前記妨害波抑圧手段との間に接続され、高周波信号の振幅及び位相の少なくともいずれかを調整制御して前記妨害波抑圧手段に供給可能な等化器と、
この等化器とともに前記１の選択された受信器を含む複数の受信器に接続され、その複数の受信器から出力された周波数を異にした複数の校正周波数信号の前記複数の受信器出力間の振幅差及び位相差の少なくともいずれかを検出し、その検出された振幅差または位相差の周波数特性の変化に対応した制御信号を前記等化器に供給する校正制御器と、
前記周波数を異にした複数の校正周波数信号を順次生成して、前記選択された１の受信器を含む複数の受信器に供給可能な校正信号発生器と
を具備することを特徴とする妨害波抑圧装置。
【請求項２】
前記複数のアンテナは、指向性パターンを形成する主アンテナとこの主アンテナにおけるアンテナパターンのサイドローブよりもアンテナ利得の大きなパターンを形成する補助アンテナとからなり、
前記妨害波抑圧手段は、前記サイドローブで受信された妨害波を抑圧して出力するサイドローブキャンセラで構成された
ことを特徴とする妨害波抑圧装置。
【請求項３】
前記等化器は、ウエイト係数の制御により、伝送される高周波信号の振幅及び位相の少なくともいずれかを調整制御可能なタップ付遅延線路で構成され、
前記校正制御器は、前記タップ付遅延線路におけるウエイト係数を制御するように構成された
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の妨害波抑圧装置。
【請求項４】
前記校正制御器は、前記等化器を介して前記妨害波抑圧手段に供給される校正周波数信号と、他の受信器から直接妨害波抑圧手段に供給される校正周波数信号との間の振幅差または位相差の少なくともいずれか一方が、ほぼ一定となるように前記等化器を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１項に記載の妨害波抑圧装置。
【請求項５】
前記校正信号発生器は、前記アンテナと前記受信器との間にそれぞれ付設されたカップラを介して、前記校正周波数信号を供給するように構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１項に記載の妨害波抑圧装置。
【請求項６】
前記校正信号発生器は、前記複数のアンテナに向けて電波を送信可能な校正用アンテナを介して、前記校正周波数信号を供給するように構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１項に記載の妨害波抑圧装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−２６７０３６（Ｐ２００６−２６７０３６Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８９１９９（Ｐ２００５−８９１９９）
【出願日】平成１７年３月２５日（２００５．３．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２５日（２００５．３．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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