JP3160580B2 - アンテナ分解能を向上させた電波受信装置 - Google Patents
アンテナ分解能を向上させた電波受信装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、アンテナパター
ンの方位角周波数領域の伝達関数を利用することによ
り、アンテナ分解能を向上させるようにした電波受信装
置に関する。
ンの方位角周波数領域の伝達関数を利用することによ
り、アンテナ分解能を向上させるようにした電波受信装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばレーダにおいて観測対象を
観測する場合は、アンテナの回転等によってアンテナビ
ームの指向方向を移動させ、アンテナビームの指向した
各方位角からの電波を受信し、方位角に対する受信電波
の強さ（アンテナ応答）を観測する方法が一般に用いら
れている。この際、ビーム幅の小さいアンテナを用いる
と、電波源の分布に近いアンテナ応答が得られ、レーダ
の方位分解能が向上する。このように、従来の技術にお
いてアンテナ分解能を向上させるということは、電波源
の分布に近いアンテナ応答を得ることを意味している。
また合成開口レーダのように、受信電波に信号処理を施
してアンテナ分解能を向上させる方法も知られている
が、この方法においても、信号処理によりアンテナビー
ム幅を小さくしたのと等価な効果を得ることにより、電
波源の分布に近いアンテナ応答を得ようとするものであ
る。
観測する場合は、アンテナの回転等によってアンテナビ
ームの指向方向を移動させ、アンテナビームの指向した
各方位角からの電波を受信し、方位角に対する受信電波
の強さ（アンテナ応答）を観測する方法が一般に用いら
れている。この際、ビーム幅の小さいアンテナを用いる
と、電波源の分布に近いアンテナ応答が得られ、レーダ
の方位分解能が向上する。このように、従来の技術にお
いてアンテナ分解能を向上させるということは、電波源
の分布に近いアンテナ応答を得ることを意味している。
また合成開口レーダのように、受信電波に信号処理を施
してアンテナ分解能を向上させる方法も知られている
が、この方法においても、信号処理によりアンテナビー
ム幅を小さくしたのと等価な効果を得ることにより、電
波源の分布に近いアンテナ応答を得ようとするものであ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
アンテナ分解能を向上させる手法は、電波源の分布をア
ンテナ応答より間接的に求める方法であり、直接、電波
源の分布を求めることができないという問題がある。仮
にＤiracのデルタ関数で表されるようなパターンを有す
るアンテナが存在するとしたならば、そのアンテナにお
けるアンテナ応答は電波源の応答と一致することになる
が、アンテナ理論より、このようなパターンを有するア
ンテナは存在しないことが知られている。したがって、
現実のアンテナパターンは有限のビーム幅とサイドロー
ブを有するものであるため、観測できる電波源の分布は
アンテナパターンで歪まされてしまうという問題があ
る。
アンテナ分解能を向上させる手法は、電波源の分布をア
ンテナ応答より間接的に求める方法であり、直接、電波
源の分布を求めることができないという問題がある。仮
にＤiracのデルタ関数で表されるようなパターンを有す
るアンテナが存在するとしたならば、そのアンテナにお
けるアンテナ応答は電波源の応答と一致することになる
が、アンテナ理論より、このようなパターンを有するア
ンテナは存在しないことが知られている。したがって、
現実のアンテナパターンは有限のビーム幅とサイドロー
ブを有するものであるため、観測できる電波源の分布は
アンテナパターンで歪まされてしまうという問題があ
る。
【０００４】本発明は、従来のアンテナ応答より電波源
分布を求めた場合における上記問題点を解消するために
なされたもので、電波源分布を直接求めることが可能な
電波受信装置を提供することを目的とする。
分布を求めた場合における上記問題点を解消するために
なされたもので、電波源分布を直接求めることが可能な
電波受信装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明は、電波を受信するアンテナと、該アンテナ
のアンテナビームの指向方向を、分解能を向上させる方
向に移動させる手段とを有する電波受信装置において、
前記アンテナビームを移動させながらアンテナから得ら
れた受信電界信号を方位角に関してフーリエ変換する手
段と、前記アンテナの点波源１個が存在する場合の受信
電界パターンを方位角に関してフーリエ変換する手段
と、前記アンテナ受信電界信号を方位角に関してフーリ
エ変換した信号を、前記アンテナの点波源１個が存在す
る場合の受信電界パターンを方位角に関してフーリエ変
換した信号で除算する手段と、該除算手段で除算した信
号に対して方位角周波数に関するローパスフィルタ処理
を施すローパスフィルタと、該ローパスフィルタの出力
信号を外挿法を用いてローパスフィルタ遮断周波数より
高い方位角周波数領域に拡張する領域拡張手段と、該領
域拡張手段により拡張された信号を方位角に関するフー
リエ逆変換する手段とを備え、前記フーリエ逆変換した
信号を最終アンテナ出力として出力させるように構成す
るものである。
め、本発明は、電波を受信するアンテナと、該アンテナ
のアンテナビームの指向方向を、分解能を向上させる方
向に移動させる手段とを有する電波受信装置において、
前記アンテナビームを移動させながらアンテナから得ら
れた受信電界信号を方位角に関してフーリエ変換する手
段と、前記アンテナの点波源１個が存在する場合の受信
電界パターンを方位角に関してフーリエ変換する手段
と、前記アンテナ受信電界信号を方位角に関してフーリ
エ変換した信号を、前記アンテナの点波源１個が存在す
る場合の受信電界パターンを方位角に関してフーリエ変
換した信号で除算する手段と、該除算手段で除算した信
号に対して方位角周波数に関するローパスフィルタ処理
を施すローパスフィルタと、該ローパスフィルタの出力
信号を外挿法を用いてローパスフィルタ遮断周波数より
高い方位角周波数領域に拡張する領域拡張手段と、該領
域拡張手段により拡張された信号を方位角に関するフー
リエ逆変換する手段とを備え、前記フーリエ逆変換した
信号を最終アンテナ出力として出力させるように構成す
るものである。
【０００６】ところで、アンテナビームの指向方向を移
動させる電波受信装置において、θを方位角、ｇ（θ）
をアンテナパターン、ｆ（θ）を波源分布関数とする
と、アンテナ受信電界ｅ（θ）は、次式（１）の畳み込
み積分形式で表される。 ｅ（θ）＝∫ｆ（φ）・ｇ（θ−φ）ｄφ ・・・・・・・（１） なお、（１）式におけるｆ（φ）は、波源分布関数ｆ
（θ）と同じもので、φは積分変数（積分式中の便宜的
な変数）を表しており、θと同じ方位角の単位をもつも
のである。
動させる電波受信装置において、θを方位角、ｇ（θ）
をアンテナパターン、ｆ（θ）を波源分布関数とする
と、アンテナ受信電界ｅ（θ）は、次式（１）の畳み込
み積分形式で表される。 ｅ（θ）＝∫ｆ（φ）・ｇ（θ−φ）ｄφ ・・・・・・・（１） なお、（１）式におけるｆ（φ）は、波源分布関数ｆ
（θ）と同じもので、φは積分変数（積分式中の便宜的
な変数）を表しており、θと同じ方位角の単位をもつも
のである。
【０００７】一般にアンテナパターンｇ（θ）は、点波
源が１個存在する場合のアンテナ受信電界として測定さ
れる。ここで、Ｅ（ω），Ｆ（ω），Ｇ（ω）を、それ
ぞれｅ（θ），ｆ（θ），ｇ（θ）の方位角に関するフ
ーリエ変換を施した関数、即ち方位角周波数関数とする
と、（１）式は次式（２）の乗算形式で表される。 Ｅ（ω）＝Ｆ（ω）・Ｇ（ω） ・・・・・・・・・・・・（２）
源が１個存在する場合のアンテナ受信電界として測定さ
れる。ここで、Ｅ（ω），Ｆ（ω），Ｇ（ω）を、それ
ぞれｅ（θ），ｆ（θ），ｇ（θ）の方位角に関するフ
ーリエ変換を施した関数、即ち方位角周波数関数とする
と、（１）式は次式（２）の乗算形式で表される。 Ｅ（ω）＝Ｆ（ω）・Ｇ（ω） ・・・・・・・・・・・・（２）
【０００８】ここで、Ｇ（ω）はアンテナパターンの方
位角周波数関数、すなわちアンテナの方位角周波数に関
する伝達関数であり、使用するアンテナが決まれば、ア
ンテナパターンｇ（θ）も決まるため、Ｇ（ω）はｇ
（θ）から計算により求めることが可能である。またＥ
（ω）はアンテナ受信電界ｅ（θ）の方位角周波数関数
であり、各指向角度でのアンテナ受信電界信号ｅ（θ）
の測定値から計算により求めることが可能である。した
がって、Ｅ（ω），Ｇ（ω）は既知であり、波源の方位
角周波数分布関数Ｆ（ω）は、次式（３）より求めるこ
とができる。 Ｆ（ω）＝Ｅ（ω）／Ｇ（ω） ・・・・・・・・・・・・（３）
位角周波数関数、すなわちアンテナの方位角周波数に関
する伝達関数であり、使用するアンテナが決まれば、ア
ンテナパターンｇ（θ）も決まるため、Ｇ（ω）はｇ
（θ）から計算により求めることが可能である。またＥ
（ω）はアンテナ受信電界ｅ（θ）の方位角周波数関数
であり、各指向角度でのアンテナ受信電界信号ｅ（θ）
の測定値から計算により求めることが可能である。した
がって、Ｅ（ω），Ｇ（ω）は既知であり、波源の方位
角周波数分布関数Ｆ（ω）は、次式（３）より求めるこ
とができる。 Ｆ（ω）＝Ｅ（ω）／Ｇ（ω） ・・・・・・・・・・・・（３）
【０００９】このＦ（ω）は、上述のとおり、波源の分
布関数ｆ（θ）を方位角に関しフーリエ変換したもので
あるので、（３）式で表されるＦ（ω）に方位角に関す
るフーリエ逆変換を施すことにより、波源の分布関数ｆ
（θ）を求めることが可能となる。
布関数ｆ（θ）を方位角に関しフーリエ変換したもので
あるので、（３）式で表されるＦ（ω）に方位角に関す
るフーリエ逆変換を施すことにより、波源の分布関数ｆ
（θ）を求めることが可能となる。
【００１０】ここで、本発明においては、（３）式で表
されるＦ（ω）に対して直接フーリエ逆変換を施さず
に、次の処理を行ってからフーリエ逆変換処理を行う。
すなわち、（３）式で表されるＦ（ω）を方位角周波数
に関するローパスフィルタを通してローパスフィルタ処
理を施した後、該ローパスフィルタの出力信号を外挿法
を用いてローパスフィルタ遮断周波数より高い方位角周
波数領域に拡大して帯域を拡張する処理を行う。次い
で、この領域の拡張されたＦ（ω）に対して方位角に関
するフーリエ逆変換を施すことにより、より波源分布に
近い波源分布関数ｆ（θ）を求めることが可能となる。
したがって、この手法を適用した本発明に係る上記構成
の電波受信装置によれば、Ｄiracのデルタ関数で表され
るアンテナパターンをもつアンテナと同等の分解能を得
ることができ、更に外挿法を用いて帯域の拡張処理を行
っているので、周波数帯域と分解能との反比例関係によ
り、より一層分解能を向上させることができる。
されるＦ（ω）に対して直接フーリエ逆変換を施さず
に、次の処理を行ってからフーリエ逆変換処理を行う。
すなわち、（３）式で表されるＦ（ω）を方位角周波数
に関するローパスフィルタを通してローパスフィルタ処
理を施した後、該ローパスフィルタの出力信号を外挿法
を用いてローパスフィルタ遮断周波数より高い方位角周
波数領域に拡大して帯域を拡張する処理を行う。次い
で、この領域の拡張されたＦ（ω）に対して方位角に関
するフーリエ逆変換を施すことにより、より波源分布に
近い波源分布関数ｆ（θ）を求めることが可能となる。
したがって、この手法を適用した本発明に係る上記構成
の電波受信装置によれば、Ｄiracのデルタ関数で表され
るアンテナパターンをもつアンテナと同等の分解能を得
ることができ、更に外挿法を用いて帯域の拡張処理を行
っているので、周波数帯域と分解能との反比例関係によ
り、より一層分解能を向上させることができる。
【００１１】次に、外挿法の原理について説明する。ｎ
個のデータを取得して、それらのデータをＡk ( ｋ＝
１，２，・・・・・ｎ）で表し、Ａk はその前、あるい
はその後ろのｍ個のデータの線形結合であるとし、次式
（４）あるいは（５）で表されるものと仮定する。 Ａk ＝Σαi Ａk-i ・・・・・・・・・・・・（４） Ａk ＝Σβi Ａk+i ・・・・・・・・・・・・（５） ここで、総和記号Σの総和範囲はｉ＝１からｉ＝ｍまで
であり、係数αi 及びβi は取得したｎ個のデータより
決定される。そして、これらの係数を用いて、取得デー
タ以外の領域、すなわちｋが０以下の場合、あるいはｋ
が（ｎ＋１）以上の場合の領域においても、上式が成立
するものと仮定し、取得した領域以外のデータを算出す
る。これにより、取得データの領域を拡大することがで
きる。
個のデータを取得して、それらのデータをＡk ( ｋ＝
１，２，・・・・・ｎ）で表し、Ａk はその前、あるい
はその後ろのｍ個のデータの線形結合であるとし、次式
（４）あるいは（５）で表されるものと仮定する。 Ａk ＝Σαi Ａk-i ・・・・・・・・・・・・（４） Ａk ＝Σβi Ａk+i ・・・・・・・・・・・・（５） ここで、総和記号Σの総和範囲はｉ＝１からｉ＝ｍまで
であり、係数αi 及びβi は取得したｎ個のデータより
決定される。そして、これらの係数を用いて、取得デー
タ以外の領域、すなわちｋが０以下の場合、あるいはｋ
が（ｎ＋１）以上の場合の領域においても、上式が成立
するものと仮定し、取得した領域以外のデータを算出す
る。これにより、取得データの領域を拡大することがで
きる。
【００１２】これを、本発明に対応させると、データＡ
k が波源の方位角周波数分布関数Ｆ（ω）に対応し、ｋ
が空間周波数ωに対応するものとして考えればよい。
k が波源の方位角周波数分布関数Ｆ（ω）に対応し、ｋ
が空間周波数ωに対応するものとして考えればよい。
【００１３】なお、本発明において外挿法を用いた領域
拡張手段により領域拡張処理を行う前に、除算出力信号
に対してローパスフィルタ処理を行っているが、これは
次の理由による。すなわち、アンテナの受信電界パター
ンをフーリエ変換した信号には、物理的に空間周波数上
の帯域が存在するため、その帯域を超えた領域の成分は
持ち得ない。しかしながら除算手段で信号処理を行って
取得した除算信号（電波源分布スペクトル）には、上記
帯域を超えた領域の周波数成分が含まれる。これは実際
の処理と理想的な処理との差により発生するものであ
る。この帯域を超えた領域の信号成分を、そのまま用い
て次段の処理（外挿法による領域拡張処理）を行うと、
信号を劣化させることになる。したがって、この段階で
ローパスフィルタ処理を行い、上記帯域を超えた領域の
信号成分を除去し、信号の劣化を防止するようにしてい
る。
拡張手段により領域拡張処理を行う前に、除算出力信号
に対してローパスフィルタ処理を行っているが、これは
次の理由による。すなわち、アンテナの受信電界パター
ンをフーリエ変換した信号には、物理的に空間周波数上
の帯域が存在するため、その帯域を超えた領域の成分は
持ち得ない。しかしながら除算手段で信号処理を行って
取得した除算信号（電波源分布スペクトル）には、上記
帯域を超えた領域の周波数成分が含まれる。これは実際
の処理と理想的な処理との差により発生するものであ
る。この帯域を超えた領域の信号成分を、そのまま用い
て次段の処理（外挿法による領域拡張処理）を行うと、
信号を劣化させることになる。したがって、この段階で
ローパスフィルタ処理を行い、上記帯域を超えた領域の
信号成分を除去し、信号の劣化を防止するようにしてい
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、実施の形態について説明す
る。図１は本発明に係る電波受信装置をレーダ装置に適
用した実施の形態を示す概略ブロック構成図である。図
１において、１は電波を送信及び受信するためのアンテ
ナで、ダイポールアンテナ、ホーンアンテナ、パラボラ
アンテナ、アレイアンテナ等どのようなアンテナでも用
いることができる。２はアンテナ回転装置で、アンテナ
分解能を向上させる方向にアンテナを回転させるもので
ある。３は切替えスイッチで、アンテナ１と次に述べる
送信回路、あるいは受信回路との接続を切り替えるもの
である。４は送信回路で、該送信回路４より出力される
送信電力は切替えスイッチ３を経由して、アンテナ１か
ら送信されるようになっている。５は受信回路で、アン
テナ１の受信電波を電界信号に変換するものである。６
は信号処理回路で、図２に示すように、アンテナ回転装
置２からの角度信号を取り込み、受信回路５から出力さ
れる電界信号を方位角に関してフーリエ変換する手段６
−１と、アンテナ１のレーダに関するアンテナパターン
を方位角に関してフーリエ変換する手段６−２と、フー
リエ変換された電界信号をフーリエ変換されたアンテナ
パターン信号で除算する手段６−３と、除算した信号に
対して方位角周波数に関するローパスフィルタ処理を施
すローパスフィルタ６−４と、該ローパスフィルタ６−
４を通した信号の帯域を、外挿法を用いてローパスフィ
ルタ６−４の遮断周波数以上に拡張する手段６−５と、
帯域を拡張した信号を方位角に関してフーリエ逆変換す
る手段６−６とを備え、フーリエ逆変換した信号を最終
アンテナ出力として出力するようになっている。
る。図１は本発明に係る電波受信装置をレーダ装置に適
用した実施の形態を示す概略ブロック構成図である。図
１において、１は電波を送信及び受信するためのアンテ
ナで、ダイポールアンテナ、ホーンアンテナ、パラボラ
アンテナ、アレイアンテナ等どのようなアンテナでも用
いることができる。２はアンテナ回転装置で、アンテナ
分解能を向上させる方向にアンテナを回転させるもので
ある。３は切替えスイッチで、アンテナ１と次に述べる
送信回路、あるいは受信回路との接続を切り替えるもの
である。４は送信回路で、該送信回路４より出力される
送信電力は切替えスイッチ３を経由して、アンテナ１か
ら送信されるようになっている。５は受信回路で、アン
テナ１の受信電波を電界信号に変換するものである。６
は信号処理回路で、図２に示すように、アンテナ回転装
置２からの角度信号を取り込み、受信回路５から出力さ
れる電界信号を方位角に関してフーリエ変換する手段６
−１と、アンテナ１のレーダに関するアンテナパターン
を方位角に関してフーリエ変換する手段６−２と、フー
リエ変換された電界信号をフーリエ変換されたアンテナ
パターン信号で除算する手段６−３と、除算した信号に
対して方位角周波数に関するローパスフィルタ処理を施
すローパスフィルタ６−４と、該ローパスフィルタ６−
４を通した信号の帯域を、外挿法を用いてローパスフィ
ルタ６−４の遮断周波数以上に拡張する手段６−５と、
帯域を拡張した信号を方位角に関してフーリエ逆変換す
る手段６−６とを備え、フーリエ逆変換した信号を最終
アンテナ出力として出力するようになっている。
【００１５】次に、このように構成した本発明に係る電
波受信装置を適用したレーダ装置の動作について説明す
る。アンテナ１を回転させながら、アンテナ１からアン
テナパターンに応じた電波を送信する。アンテナ１から
送信された電波が散乱体で反射されて戻ってくると、ア
ンテナ１はアンテナパターンに応じた受信電波を出力す
る。この受信電波は受信回路５で受信電界信号に変換さ
れ、次いで信号処理回路６へ入力される。信号処理回路
６では、まずフーリエ変換手段６−１で電界信号はフー
リエ変換処理され、次いで除算手段６−３においてフー
リエ変換手段６−２によってフーリエ変換されたアンテ
ナパターン信号で除算処理される。次いでローパスフィ
ルタ６−４を通した後、帯域拡張手段６−５において、
ローパスフィルタ６−４を通した信号の帯域を外挿法を
用いてローパスフィルタ６−４の遮断周波数以上に拡張
する。次いで、帯域の拡張された信号がフーリエ逆変換
手段６−６でフーリエ逆変換処理され、その出力が最終
出力として出力される。これにより、前述のとおり散乱
体（波源）の分布関数が高精度で得られる。
波受信装置を適用したレーダ装置の動作について説明す
る。アンテナ１を回転させながら、アンテナ１からアン
テナパターンに応じた電波を送信する。アンテナ１から
送信された電波が散乱体で反射されて戻ってくると、ア
ンテナ１はアンテナパターンに応じた受信電波を出力す
る。この受信電波は受信回路５で受信電界信号に変換さ
れ、次いで信号処理回路６へ入力される。信号処理回路
６では、まずフーリエ変換手段６−１で電界信号はフー
リエ変換処理され、次いで除算手段６−３においてフー
リエ変換手段６−２によってフーリエ変換されたアンテ
ナパターン信号で除算処理される。次いでローパスフィ
ルタ６−４を通した後、帯域拡張手段６−５において、
ローパスフィルタ６−４を通した信号の帯域を外挿法を
用いてローパスフィルタ６−４の遮断周波数以上に拡張
する。次いで、帯域の拡張された信号がフーリエ逆変換
手段６−６でフーリエ逆変換処理され、その出力が最終
出力として出力される。これにより、前述のとおり散乱
体（波源）の分布関数が高精度で得られる。
【００１６】図３〜図５は、アンテナ１として、回転方
向のアンテナ長が波長に対して10.16 倍の一様分布の開
口面アンテナ（アンテナビーム幅：５度）を用い、該ア
ンテナ１を回転させた場合において、アンテナから等距
離上に５度間隔で電波的に同一の点散乱体が２個存在し
ている場合の、アンテナ受信電力パターンのシミュレー
ション結果を示す図である。図３は受信信号に何の処理
も施していない通常のレーダ装置のアンテナ受信電力応
答を示す図であり、図４は本発明に係る分解能向上のた
めの信号処理の内、外挿法による帯域拡張処理を除いた
信号処理を施した場合のアンテナ受信電力応答を示す図
であり、図５は本発明に係る分解能向上のための外挿法
による帯域拡張処理を含む信号処理を施した場合のアン
テナ受信電力応答を示す図である。ここでは、外挿法に
よりデータ範囲をローパスフィルタの遮断周波数の４倍
に拡大したものを示している。なお、図３〜図５におい
ては、各アンテナ受信電力応答の最大値で規格化した電
力値を角度に対応させて示している。
向のアンテナ長が波長に対して10.16 倍の一様分布の開
口面アンテナ（アンテナビーム幅：５度）を用い、該ア
ンテナ１を回転させた場合において、アンテナから等距
離上に５度間隔で電波的に同一の点散乱体が２個存在し
ている場合の、アンテナ受信電力パターンのシミュレー
ション結果を示す図である。図３は受信信号に何の処理
も施していない通常のレーダ装置のアンテナ受信電力応
答を示す図であり、図４は本発明に係る分解能向上のた
めの信号処理の内、外挿法による帯域拡張処理を除いた
信号処理を施した場合のアンテナ受信電力応答を示す図
であり、図５は本発明に係る分解能向上のための外挿法
による帯域拡張処理を含む信号処理を施した場合のアン
テナ受信電力応答を示す図である。ここでは、外挿法に
よりデータ範囲をローパスフィルタの遮断周波数の４倍
に拡大したものを示している。なお、図３〜図５におい
ては、各アンテナ受信電力応答の最大値で規格化した電
力値を角度に対応させて示している。
【００１７】これらの図から分かるように、通常レーダ
装置では２つの散乱体が存在すると判断することが殆ど
不可能な応答であるものの、本発明によるアンテナ分解
能向上のための信号処理の内、外挿法による帯域拡張処
理を除いた信号処理を施すことにより、−2.5 度及び＋
2.5 度付近に散乱体が存在することを推定することが可
能な応答となる。しかし、本発明に係る分解能向上のた
めの外挿法による帯域拡張処理を含む信号処理を施すこ
とにより、−2.5 度及び＋2.5 度付近に散乱体が存在す
ることが明確に判断できる応答となっていることが分か
る。すなわち、アンテナ分解能がより向上していること
が分かる。
装置では２つの散乱体が存在すると判断することが殆ど
不可能な応答であるものの、本発明によるアンテナ分解
能向上のための信号処理の内、外挿法による帯域拡張処
理を除いた信号処理を施すことにより、−2.5 度及び＋
2.5 度付近に散乱体が存在することを推定することが可
能な応答となる。しかし、本発明に係る分解能向上のた
めの外挿法による帯域拡張処理を含む信号処理を施すこ
とにより、−2.5 度及び＋2.5 度付近に散乱体が存在す
ることが明確に判断できる応答となっていることが分か
る。すなわち、アンテナ分解能がより向上していること
が分かる。
【００１８】上記実施の形態においては、アンテナビー
ムの指向方向を、分解能を向上させる方向に移動させる
ための手段として、機械的なアンテナ回転装置を用いた
ものを示したが、アンテナビームの指向方向を移動させ
る手段としては、電子的なアンテナビーム走査手段や、
移動体（例えば航空機）に搭載し、アンテナ位置を移動
させてアンテナビームを移動させる手段等を用いること
ができる。
ムの指向方向を、分解能を向上させる方向に移動させる
ための手段として、機械的なアンテナ回転装置を用いた
ものを示したが、アンテナビームの指向方向を移動させ
る手段としては、電子的なアンテナビーム走査手段や、
移動体（例えば航空機）に搭載し、アンテナ位置を移動
させてアンテナビームを移動させる手段等を用いること
ができる。
【００１９】また、上記実施の形態においては、本発明
をレーダ装置に適用したものを示したが、本発明は電波
センサなど電波を受信処理するあらゆる装置に適用でき
るものである。
をレーダ装置に適用したものを示したが、本発明は電波
センサなど電波を受信処理するあらゆる装置に適用でき
るものである。
【００２０】
【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、本発明によればアンテナ受信電界の方位角に関する
フーリエ変換信号を、アンテナパターンの方位角に関す
るフーリエ変換信号で除算し、その除算信号を方位角周
波数に関するローパスフィルタに通し、該ローパスフィ
ルタの出力信号の帯域を外挿法により拡張し、その拡張
した信号を方位角に関してフーリエ逆変換して、その逆
変換した信号を最終出力信号として出力するように構成
しているので、高精度で直接波源分布関数を求めること
ができ、これによりアンテナ分解能を一層向上させるこ
とができる。
に、本発明によればアンテナ受信電界の方位角に関する
フーリエ変換信号を、アンテナパターンの方位角に関す
るフーリエ変換信号で除算し、その除算信号を方位角周
波数に関するローパスフィルタに通し、該ローパスフィ
ルタの出力信号の帯域を外挿法により拡張し、その拡張
した信号を方位角に関してフーリエ逆変換して、その逆
変換した信号を最終出力信号として出力するように構成
しているので、高精度で直接波源分布関数を求めること
ができ、これによりアンテナ分解能を一層向上させるこ
とができる。
【図１】本発明に係る電波受信装置の実施の形態を示す
ブロック構成図である。
ブロック構成図である。
【図２】図１に示した実施の形態における信号処理回路
の構成例を示すブロック構成図である。
の構成例を示すブロック構成図である。
【図３】通常のレーダ装置によるアンテナ受信電力応答
のシミュレーション結果を示す図である。
のシミュレーション結果を示す図である。
【図４】本発明に係る電波受信装置の信号処理の内、外
挿法による帯域拡張処理を除いた信号処理によるアンテ
ナ受信電力応答のシミュレーション結果を示す図であ
る。
挿法による帯域拡張処理を除いた信号処理によるアンテ
ナ受信電力応答のシミュレーション結果を示す図であ
る。
【図５】本発明に係る電波受信装置によるアンテナ受信
電力応答のシミュレーション結果を示す図である。
電力応答のシミュレーション結果を示す図である。
１ アンテナ ２ アンテナ回転装置 ３ 切替えスイッチ ４ 送信回路 ５ 受信回路 ６ 信号処理回路 ６−１ アンテナ受信電界信号フーリエ変換手段 ６−２ アンテナパターンフーリエ変換手段 ６−３ 除算手段 ６−４ ローパスフィルタ ６−５ 帯域拡張手段 ６−６ フーリエ逆変換手段
Claims (4)
- 【請求項１】 電波を受信するアンテナと、該アンテナ
のアンテナビームの指向方向を、分解能を向上させる方
向に移動させる手段とを有する電波受信装置において、
前記アンテナビームを移動させながらアンテナから得ら
れた受信電界信号を方位角に関してフーリエ変換する手
段と、前記アンテナの点波源１個が存在する場合の受信
電界パターンを方位角に関してフーリエ変換する手段
と、前記アンテナ受信電界信号を方位角に関してフーリ
エ変換した信号を、前記アンテナの点波源１個が存在す
る場合の受信電界パターンを方位角に関してフーリエ変
換した信号で除算する手段と、該除算手段で除算した信
号に対して方位角周波数に関するローパスフィルタ処理
を施すローパスフィルタと、該ローパスフィルタの出力
信号を外挿法を用いてローパスフィルタ遮断周波数より
高い方位角周波数領域に拡張する領域拡張手段と、該領
域拡張手段により拡張された信号を方位角に関するフー
リエ逆変換する手段とを備え、前記フーリエ逆変換した
信号を最終アンテナ出力として出力させるように構成し
たことを特徴とする電波受信装置。 - 【請求項２】 前記アンテナビームの指向方向を移動さ
せる手段は、アンテナ回転装置で構成されていることを
特徴とする請求項１記載の電波受信装置。 - 【請求項３】 前記アンテナビームの指向方向を移動さ
せる手段は、電子的アンテナビーム走査装置で構成され
ていることを特徴とする請求項１記載の電波受信装置。 - 【請求項４】 前記アンテナビームの指向方向を移動さ
せる手段は、アンテナ移動装置で構成されていることを
特徴とする請求項１記載の電波受信装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28359798A JP3160580B2 (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | アンテナ分解能を向上させた電波受信装置 |
| DE69901144T DE69901144T2 (de) | 1998-09-21 | 1999-09-16 | Funkempfangsgerät mit erhöhter Antennenauflösung |
| EP99307339A EP0989412B1 (en) | 1998-09-21 | 1999-09-16 | Radio wave receiving apparatus having an improved antenna resolution |
| US09/399,738 US6204809B1 (en) | 1998-09-21 | 1999-09-20 | Radio wave receiving apparatus having an improved antenna resolution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28359798A JP3160580B2 (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | アンテナ分解能を向上させた電波受信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000101327A JP2000101327A (ja) | 2000-04-07 |
| JP3160580B2 true JP3160580B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=17667573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28359798A Expired - Fee Related JP3160580B2 (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | アンテナ分解能を向上させた電波受信装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6204809B1 (ja) |
| EP (1) | EP0989412B1 (ja) |
| JP (1) | JP3160580B2 (ja) |
| DE (1) | DE69901144T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2963443A1 (en) | 2014-07-01 | 2016-01-06 | Furuno Electric Co., Ltd. | Device, method and program for processing signal, underwater detecting device and radar apparatus |
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|---|---|---|---|---|
| JP4624046B2 (ja) * | 2004-09-21 | 2011-02-02 | セコム株式会社 | センシング装置 |
| US7852958B2 (en) * | 2005-06-14 | 2010-12-14 | Panasonic Corporation | Receiving apparatus, integrated circuit and receiving method |
| US7982666B2 (en) * | 2009-03-10 | 2011-07-19 | Lockheed Martin Corporation | System and method for increasing spectral resolution |
| CN103885037B (zh) * | 2014-04-11 | 2016-04-06 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 基于空时编码的mimo-sar信号发射及接收方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8700973D0 (en) * | 1987-01-17 | 1987-07-08 | Scicon Ltd | Aperture synthesis |
| US4816833A (en) * | 1987-06-16 | 1989-03-28 | Westinghouse Electric Corp. | Pulse doppler surveillance post signal processing and scan to scan correlation |
| US5247303A (en) * | 1992-07-20 | 1993-09-21 | University Corporation For Atmospheric Research | Data quality and ambiguity resolution in a doppler radar system |
| US5608404A (en) * | 1993-06-23 | 1997-03-04 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Imaging synthetic aperture radar |
| US5471211A (en) * | 1993-11-30 | 1995-11-28 | University Corporation For Atmospheric Research | Receiver antenna for bistatic doppler radar network |
| US5552792A (en) * | 1994-09-19 | 1996-09-03 | E-Systems, Inc. | Non-coherent radar system having improved resolution capabilities |
| JP3518056B2 (ja) | 1995-05-30 | 2004-04-12 | 日本無線株式会社 | ディコンボルューション回路 |
| US5760732A (en) * | 1996-05-01 | 1998-06-02 | Multispec Corporation | Method and apparatus for enhanced resolution of range estimates in echo location for detection and imaging systems |
-
1998
- 1998-09-21 JP JP28359798A patent/JP3160580B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-09-16 DE DE69901144T patent/DE69901144T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-09-16 EP EP99307339A patent/EP0989412B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-09-20 US US09/399,738 patent/US6204809B1/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2963443A1 (en) | 2014-07-01 | 2016-01-06 | Furuno Electric Co., Ltd. | Device, method and program for processing signal, underwater detecting device and radar apparatus |
| US9857464B2 (en) | 2014-07-01 | 2018-01-02 | Furuno Electric Co., Ltd. | Device, method and program for processing signal, underwater detecting device and radar apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000101327A (ja) | 2000-04-07 |
| US6204809B1 (en) | 2001-03-20 |
| EP0989412B1 (en) | 2002-04-03 |
| DE69901144T2 (de) | 2002-08-01 |
| DE69901144D1 (de) | 2002-05-08 |
| EP0989412A1 (en) | 2000-03-29 |
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