JP6415392B2 - 信号処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、フェーズドアレーアンテナを構成している複数のサブアレーの受信信号をＤＢＦ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｉｎｇ）方式で合成する信号処理装置に関するものである。

近年、ＤＢＦ方式を利用する信号処理装置がよく用いられている。
ＤＢＦ方式は、フェーズドアレーアンテナを構成しているサブアレー毎にＡＤ変換器を設けて、複数のサブアレーの受信信号をデジタル信号に変換し、複数のデジタル信号をデジタル信号処理でアレー信号合成を行う方式である。
ＤＢＦ方式では、アレー信号合成を行うことで、所望信号の利得を高めることができるほか、不要信号の利得を０に近づける処理であるＮｕｌｌ形成の処理も可能である。

以下の非特許文献１には、複数のサブアレーの受信信号に応じてＮｕｌｌの形成を行うアダプティブアレー処理が開示されている。アダプティブアレー処理を実施することで、不要波の状態が変化しても、その変化に追従してＮｕｌｌの形成を行うことができる。
このアダプティブアレー処理は、複数のサブアレーの受信信号からＤＢＦ方式で用いる荷重ベクトルを計算し、その荷重ベクトルが示す荷重を複数のサブアレーの受信信号に乗算することが実現される。
この荷重ベクトルの計算は、複数のサブアレーの受信信号における相関行列の生成や逆行列演算などによって行われる。

「アダプティブアンテナ技術」 菊間信良著 ２００３年 オーム社発行

従来の信号処理装置は以上のように構成されているので、不要波の状態が変化しても、その変化に追従してＮｕｌｌの形成を行うことができる。しかし、複数のサブアレーの受信信号に応じてＮｕｌｌの形成を行うアダプティブアレー処理を実施する際、複数のサブアレーの受信信号からＤＢＦ方式で用いる荷重ベクトルを計算する必要があり、この荷重ベクトルの計算を行うには、相関行列の生成や逆行列演算などの負荷が高い演算を行う必要がある課題があった。
また、所望信号の到来方位や電力と、不要波の到来方位、到来数や電力の関係によっては、アダプティブアレー処理によって得られるアンテナパターンにおけるメインローブの利得の低下や方位がずれてしまうことがあるという課題があった。

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、負荷が低い演算でアダプティブアレー処理を実施することができるとともに、アンテナパターンにおけるメインローブの利得の低下や方位ずれを防止することができる信号処理装置を得ることを目的とする。

この発明に係る信号処理装置は、１つ以上の素子アンテナからなるサブアレーが複数配置されているフェーズドアレーアンテナと、サブアレーの受信信号の中に、既知の干渉源から放射された干渉電波が含まれているか否かを判定する干渉電波入射有無判定部と、干渉電波の入射の有無とフェーズドアレーアンテナのビーム方位との組み合わせ毎に、フェーズドアレーアンテナを構成している複数のサブアレーの受信信号に乗算する荷重を示す荷重データを記憶している荷重データ記憶部と、荷重データ記憶部に記憶されている荷重データの中から、干渉電波入射有無判定部の判定結果及びフェーズドアレーアンテナのビーム方位に対応する荷重データを取得する荷重データ取得部と、荷重データ取得部により取得された荷重データが示す荷重を複数のサブアレーの受信信号に乗算するデジタルビームフォーミング処理部を備え、干渉電波入射有無判定部が、既知の干渉源の方位に対応する荷重ベクトルを記憶している荷重ベクトル記憶部と、サブアレーの受信信号と荷重ベクトル記憶部に記憶されている荷重ベクトルから、干渉電波の入射の有無を判定するための判定用評価関数を算出する評価関数算出部と、評価関数算出部により算出された判定用評価関数を用いて、干渉電波の入射の有無を判定する判定処理部を有するものである。

この発明によれば、荷重データ記憶部に記憶されている荷重データの中から、干渉電波入射有無判定部の判定結果及びフェーズドアレーアンテナのビーム方位に対応する荷重データを取得する荷重データ取得部を設け、デジタルビームフォーミング処理部が、荷重データ取得部により取得された荷重データが示す荷重を複数のサブアレーの受信信号に乗算するように構成したので、負荷が低い演算でアダプティブアレー処理を実施することができるとともに、アンテナパターンにおけるメインローブの利得の低下や方位ずれを防止することができる効果がある。

この発明の実施の形態１による信号処理装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による信号処理装置のデジタル信号処理部２を示すハードウェア構成図である。 デジタル信号処理部２がコンピュータで構成される場合のハードウェア構成図である。 この発明の実施の形態１による信号処理装置の処理内容を示すフローチャートである。 デジタル信号処理部２の干渉電波入射有無判定部２１を示す構成図である。 この発明の実施の形態２による信号処理装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態２による信号処理装置のデジタル信号処理部２を示すハードウェア構成図である。 デジタル信号処理部２の干渉電波入射有無判定部６０を示す構成図である。 この発明の実施の形態３による信号処理装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態３による信号処理装置のデジタル信号処理部２を示すハードウェア構成図である。 デジタル信号処理部２の干渉電波入射有無判定部８０を示す構成図である。 この発明の実施の形態４による信号処理装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態４による信号処理装置のデジタル信号処理部２を示すハードウェア構成図である。 この発明の実施の形態５による信号処理装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態５による信号処理装置のデジタル信号処理部２を示すハードウェア構成図である。 この発明の実施の形態６による信号処理装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態６による信号処理装置のデジタル信号処理部２を示すハードウェア構成図である。

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、添付の図面にしたがって説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による信号処理装置を示す構成図であり、図２はこの発明の実施の形態１による信号処理装置のデジタル信号処理部２を示すハードウェア構成図である。
この信号処理装置は、レーダ装置として使用されるものを想定しており、この信号処理装置に入射される不要波として、他のレーダ装置、あるいは、電波塔などの既知の固定の電波源から放射される信号と、自身が放射している送信信号が建造物や山などに反射された信号であるグランドクラッタとを想定している。
図１の信号処理装置では、信号の受信系統のみを示しているが、この信号処理装置は信号の送信系統も実装しており、信号の送信処理も実施する。ただし、この信号処理装置においては、信号の送信処理は必須の処理ではなく、別の信号処理装置が実施するものであってもよい。

図１及び図２において、信号処理装置はアンテナ装置１とデジタル信号処理部２から構成されている。
アンテナ装置１はサブアレー１１−１〜１１−ＭとＲＦ部１２−１〜１２−ＭとＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍから構成されている。Ｍは１以上の整数である。
サブアレー１１−１〜１１−Ｍは少なくとも１つ以上の素子アンテナから構成されており、各々の素子アンテナにより受信された信号の合成信号がサブアレー１１−１〜１１−Ｍの受信信号として出力される。
図１の例では、Ｍ個のサブアレー１１−１〜１１−Ｍが１次元に配置されており、Ｍ個のサブアレー１１−１〜１１−Ｍがフェーズドアレーアンテナを構成している。
図１では、Ｍ個のサブアレー１１−１〜１１−Ｍが１次元に配置されている例を示しているが、Ｍ個のサブアレー１１−１〜１１−Ｍが２次元又は３次元に配置されているものであってもよい。

ＲＦ部１２−１〜１２−Ｍはサブアレー１１−１〜１１−Ｍの受信信号の周波数をベースバンド信号の周波数に変換する。
ＡＤ変換器１３−１〜１３−ＭはＲＦ部１２−１〜１２−Ｍにより周波数が変換された受信信号をデジタル信号に変換して、そのデジタル信号をデジタル信号処理部２に出力するアナログディジタル変換器である。

デジタル信号処理部２は干渉電波入射有無判定部２１、ビーム方位情報受信部２２、荷重データ記憶部２３、荷重データ取得部２４、ＤＢＦ処理部２５及びレーダ信号処理部２６から構成されている。
干渉電波入射有無判定部２１は例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を実装している半導体集積回路やワンチップマイコンなどから構成されている判定処理回路３１で実現されるものであり、ｍ番目のＡＤ変換器１３−ｍから出力されたデジタル信号の中に、既知の干渉源から放射された干渉電波が含まれているか否かを判定する処理を実施する。
図１では、干渉電波入射有無判定部２１が、ｍ番目のＡＤ変換器１３−ｍから出力されたデジタル信号を受ける例を示しているが、ＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍのうち、いずれかの１つのＡＤ変換器１３から出力されたデジタル信号を受けることができればよく、ｍ番目のＡＤ変換器１３−ｍから出力されたデジタル信号を受けるものに限るものではない。

ビーム方位情報受信部２２は例えばインターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの伝送路に対するインタフェースであるネットワーク機器３２で実現されるものであり、例えば、外部装置から伝送路を介してビーム方位を示すビーム方位情報を受信すると、そのビーム方位情報を荷重データ取得部２４に出力する処理を実施する。
荷重データ記憶部２３は例えばＲＡＭやハードディスクなどの記憶装置３３で実現されるものであり、既知の干渉源から放射される干渉電波の入射の有無と、ＤＢＦ処理部２５により電子的に切り換えられるビーム方位との組み合わせ毎に、ＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍから出力されたデジタル信号に乗算する荷重を示す荷重データを記憶している。

荷重データ取得部２４は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路やワンチップマイコンなどから構成されているデータ取得処理回路３４で実現されるものであり、荷重データ記憶部２３に記憶されている荷重データの中から、干渉電波入射有無判定部２１の判定結果及びビーム方位情報受信部２２から出力されたビーム方位情報が示すビーム方位に対応する荷重データを取得する処理を実施する。

ＤＢＦ処理部（デジタルビームフォーミング処理部）２５は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路やワンチップマイコンなどから構成されているＤＢＦ処理回路３５で実現されるものであり、荷重データ取得部２４により取得された荷重データが示す荷重をＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍから出力されたデジタル信号に乗算するＤＢＦ処理を実施する。
レーダ信号処理部２６は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路やワンチップマイコンなどから構成されているレーダ信号処理回路３６で実現されるものであり、ＤＢＦ処理部２５によるＤＢＦ処理後のデジタル信号を用いて、一般的なレーダ信号処理として、目標の検出処理、目標までの距離や測角の処理などを実施する。

図１の例では、デジタル信号処理部２の構成要素である干渉電波入射有無判定部２１、ビーム方位情報受信部２２、荷重データ記憶部２３、荷重データ取得部２４、ＤＢＦ処理部２５及びレーダ信号処理部２６のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、デジタル信号処理部２がコンピュータで構成されていてもよい。
図３はデジタル信号処理部２がコンピュータで構成される場合のハードウェア構成図である。
デジタル信号処理部２がコンピュータで構成される場合、荷重データ記憶部２３をコンピュータのメモリ４１上に構成するとともに、干渉電波入射有無判定部２１、ビーム方位情報受信部２２、荷重データ取得部２４、ＤＢＦ処理部２５及びレーダ信号処理部２６の処理内容を記述しているプログラムをメモリ４１に格納し、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ようにすればよい。
図４はこの発明の実施の形態１による信号処理装置の処理内容を示すフローチャートである。

図５はデジタル信号処理部２の干渉電波入射有無判定部２１を示す構成図である。
図５において、周波数スペクトル算出部５１はｍ番目のＡＤ変換器１３−ｍから出力されたデジタル信号をフーリエ変換することで、サブアレー１１−ｍの受信信号の周波数スペクトルを算出する処理を実施する。
干渉電波周波数スペクトル記憶部５２は既知の干渉源から放射された干渉電波がサブアレー１１−ｍにより受信された場合のサブアレー１１−ｍの受信信号の周波数スペクトルを記憶している。

評価関数算出部５３は周波数スペクトル算出部５１により算出された周波数スペクトルと干渉電波周波数スペクトル記憶部５２に記憶されている周波数スペクトルから、干渉電波の入射の有無を判定するための判定用評価関数を算出する処理を実施する。
判定処理部５４は評価関数算出部５３により算出された判定用評価関数を用いて、干渉電波の入射の有無を判定する処理を実施する。

次に動作について説明する。
この実施の形態１では、既知の干渉源から干渉電波が放射された場合、その干渉電波が放射されてくる方位に、ＤＢＦ方式でＮｕｌｌを形成することを想定しているが、既知の干渉源がレーダである場合、その干渉源から放射される電波の方位が時々刻々と変動し、その電波が本信号処理装置のフェーズドアレーアンテナに入射されないこともある。
ＤＢＦ方式でＮｕｌｌを形成する場合、観測目標がＮｕｌｌの形成方位に存在していると、観測目標からの到来信号である所望信号が抑圧されてしまう。そのため、干渉源から放射される電波がフェーズドアレーアンテナに入射されない状況下では、Ｎｕｌｌの形成を行わないことが望ましい。

この実施の形態１では、既知のＮ（Ｎは１以上の整数）個の干渉源から放射される干渉電波の入射の有無と、ＤＢＦ処理部２５により電子的に切り換えられるビーム方位との組み合わせ毎に、ＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍから出力されたデジタル信号に乗算するＤＢＦ荷重ｗ_{ＮＵＬＬ，１}〜ｗ_{ＮＵＬＬ，Ｍ}を示す荷重データが事前に計算されており、その組み合わせ毎の荷重データを示すＤＢＦ荷重テーブルがデジタル信号処理部２の荷重データ記憶部２３に記憶されているものとする（図４のステップＳＴ１）。
ここでは、既知の干渉源の個数がＮ個であるとしているので、ＤＢＦ処理部２５により電子的に切り換えられるビーム方位の切換数がＰであるとすれば、Ｎ×Ｐ個の荷重データが計算されて、Ｎ×Ｐ個の荷重データがテーブル化される。
ＤＢＦ荷重テーブルの生成方法は特に問わないが、例えば、以下に示すような方法がある。

（１）１つ目の生成方法
既知の干渉源の設置位置の情報と、グランドクラッタ源の位置を示す地形データとを用いて、サブアレー１１−１〜１１−Ｍで受信される信号、即ち、干渉波とグランドクラッタが混在している受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）を模擬計算し、その受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）に含まれている干渉波とグランドクラッタが十分に抑圧されるとともに、アンテナパターンにおけるメインローブの利得が十分に高くて、メインローブの方位が所望の方位と一致するＤＢＦ荷重ｗ_{ＮＵＬＬ，１}〜ｗ_{ＮＵＬＬ，Ｍ}を計算する。
各々のＤＢＦビーム方位と、各々の干渉源から放射される干渉電波の入射の有無との全ての組み合わせについて、ＤＢＦ荷重ｗ_{ＮＵＬＬ，１}〜ｗ_{ＮＵＬＬ，Ｍ}の計算を行うことで、ＤＢＦ荷重テーブルを生成する。

なお、模擬計算した受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）からＤＢＦ荷重ｗ_{ＮＵＬＬ，１}〜ｗ_{ＮＵＬＬ，Ｍ}を計算する処理として、既存のアダプティブアレー処理のアルゴリズムを用いることができる。例えば、上記の非特許文献１に記載されているＤＣＭＰ（Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ Ｍｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ）や、以下の非特許文献２に記載されている射影法などを用いることができる。
［非特許文献２］
紀平一成他，“信号部分空間ブラインド抽出によるレーダ用アダプティブアレーアンテナ，”信学論 B， Vol.J88-B，°No.9，pp.1752-1759，2005.

（２）２つ目の生成方法
既知の干渉源から放射された干渉波とグランドクラッタが混在している受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）を実際に受信し、その受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）からＤＢＦ荷重ｗ_{ＮＵＬＬ，１}〜ｗ_{ＮＵＬＬ，Ｍ}を計算する。
ただし、干渉波とグランドクラッタが混在している受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）の受信処理は、観測目標がレーダの観測領域に存在しない状況で行う必要がある。
各々のＤＢＦビーム方位と、各々の干渉源から放射される干渉電波の入射の有無との全ての組み合わせについて、ＤＢＦ荷重ｗ_{ＮＵＬＬ，１}〜ｗ_{ＮＵＬＬ，Ｍ}の計算を行うことで、ＤＢＦ荷重テーブルを生成する。

１つ目の生成方法と２つ目の生成方法を組み合わせた方法を用いることもできる。
例えば、グランドクラッタのみが受信される状況で受信信号を受信し、また、既知の干渉源の設置位置の情報から受信信号を模擬計算し、双方の受信信号を合成して、その合成信号からＤＢＦ荷重ｗ_{ＮＵＬＬ，１}〜ｗ_{ＮＵＬＬ，Ｍ}を計算するものがある。

本信号処理装置又は別の信号処理装置がレーダ信号を送信すると、観測目標等に反射されたレーダ信号の反射波が、フェーズドアレーアンテナを構成しているサブアレー１１−１〜１１−Ｍに受信される（ステップＳＴ２）。
また、干渉源から放射される干渉電波が入射されていれば、その干渉電波がレーダ信号の反射波と一緒にサブアレー１１−１〜１１−Ｍに受信される（ステップＳＴ２）。
サブアレー１１−１〜１１−Ｍの受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）は、下記の式（１）のように表される。

式（１）において、ｘ_ｍ（ｔ）はｍ番目のサブサレー１１−ｍの受信信号を示しており、添字のＴは転置を表している。

ＲＦ部１２−１〜１２−Ｍは、サブアレー１１−１〜１１−Ｍの受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）を受けると、その受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）の周波数をベースバンド信号の周波数に変換し、周波数変換後の受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）をＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍに出力する。
ＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍは、ＲＦ部１２−１〜１２−Ｍから周波数変換後の受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）を受けると、その受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号をデジタル信号処理部２に出力する。

デジタル信号処理部２の干渉電波入射有無判定部２１は、ｍ番目のＡＤ変換器１３−ｍから出力されたデジタルの受信信号ｘ_ｍ（ｔ）を受けると、その受信信号ｘ_ｍ（ｔ）の中に、既知の干渉源から放射された干渉電波が含まれているか否かを判定する。即ち、既知の干渉源から放射された干渉電波がフェーズドアレーアンテナに入射されているか否かを判定する（ステップＳＴ３）。
以下、干渉電波入射有無判定部２１の判定処理を具体的に説明する。
この実施の形態１では、既知の干渉源の数がＮ個として、ｎ番目の干渉源から放射された干渉電波がフェーズドアレーアンテナに入射されているか否かの判定処理について説明する。

干渉電波入射有無判定部２１の周波数スペクトル算出部５１は、ｍ番目のＡＤ変換器１３−ｍからデジタルの受信信号ｘ_ｍ（ｔ）を受けると、そのデジタルの受信信号ｘ_ｍ（ｔ）をフーリエ変換することで、そのデジタルの受信信号ｘ_ｍ（ｔ）の周波数スペクトルＸ_ｍ（ｆ）を算出する。

式（２）において、ＦＴ［］はフーリエ変換を表している。

この実施の形態１では、干渉電波周波数スペクトル記憶部５２には、ｎ番目の干渉源から放射された干渉電波がサブアレー１１−ｍにより受信された場合のサブアレー１１−ｍの受信信号の周波数スペクトルＲ_ｎ（ｆ）が記憶されているものとする。
周波数スペクトルＲ_ｎ（ｆ）は、干渉源から放射される干渉電波の波形や周波数等の情報から数値計算によって生成することが可能である。また、干渉源から放射される干渉電波を受信すれば、その干渉電波の受信信号から生成することも可能である。

評価関数算出部５３は、周波数スペクトル算出部５１が受信信号ｘ_ｍ（ｔ）の周波数スペクトルＸ_ｍ（ｆ）を算出すると、その周波数スペクトルＸ_ｍ（ｆ）と干渉電波周波数スペクトル記憶部５２に記憶されている周波数スペクトルＲ_ｎ（ｆ）から、下記の式（３）に示すように、ｎ番目の干渉源から放射された干渉電波の入射の有無を判定するための判定用評価関数ｇ_ｍ，ｎ（ｔ）を算出する。

式（３）において、ＦＴ^−１［］は逆フーリエ変換、添字の＊は複素共役を表している。

判定処理部５４は、評価関数算出部５３が判定用評価関数ｇ_ｍ，ｎ（ｔ）を算出すると、その判定用評価関数ｇ_ｍ，ｎ（ｔ）の信号強度（あるいは電力）を算出し、下記の式（４）に示すように、判定用評価関数ｇ_ｍ，ｎ（ｔ）の信号強度が事前に設定された閾値α_ｎ以上であれば、ｎ番目の干渉源から放射された干渉電波が入射されていると判定する。一方、判定用評価関数ｇ_ｍ，ｎ（ｔ）の信号強度が閾値α_ｎ未満であれば、ｎ番目の干渉源から放射された干渉電波が入射されていないと判定する。

式（４）において、Ｅ［］は判定用評価関数ｇ_ｍ，ｎ（ｔ）の信号強度である。

上記の式（３）及び式（４）を用いた処理は、干渉源が既知の電波源であることを利用して、干渉源から放射される干渉電波に対する整合フィルタを形成しており、その整合フィルタの出力信号の強度あるいは電力で、干渉源から放射される干渉電波の入射の有無を判定する処理となっている。
式（３）及び式（４）を用いた処理は、複素フーリエ変換と複素積和演算程度の計算であり、例えば、高速フーリエ変換であるＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を利用すれば、高速に処理可能である。従来のアダプティブアレー処理で行われる複数のサブアレーの受信信号における相関行列の生成や逆行列演算などと比較して、演算負荷が小さいものとなっている。
ここでは、整合フィルタを用いて、ｎ番目の干渉源から放射された干渉電波の入射の有無を判定する例を示しているが、例えば、干渉波源から放射された干渉電波の信号帯域を通過するバンドパスフィルタであるＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）を生成し、そのＢＰＦの出力電力を用いて、ｎ番目の干渉源から放射された干渉電波の入射の有無を判定する簡易な構成であってもよい。

デジタル信号処理部２のビーム方位情報受信部２２は、例えば、外部装置から伝送路を介してビーム方位を示すビーム方位情報を受信すると、そのビーム方位情報を荷重データ取得部２４に出力する（ステップＳＴ４）。
デジタル信号処理部２の荷重データ取得部２４は、荷重データ記憶部２３に記憶されている荷重データの中から、干渉電波入射有無判定部２１の判定結果及びビーム方位情報受信部２２から出力されたビーム方位情報が示すビーム方位に対応する荷重データを取得する（ステップＳＴ５）。
例えば、干渉電波入射有無判定部２１の判定結果が、Ｎ個の干渉源から放射された干渉電波のうち、２番目と５番目の干渉源から放射された干渉電波だけが入射されている旨を示しており、また、ビーム方位情報が示すビーム方位がθであれば、荷重データ記憶部２３に記憶されている２^Ｎ×Ｐ個の荷重データの中から、２番目と５番目の干渉源から放射された干渉電波が入射（他の干渉源から放射された干渉電波が非入射）で、かつ、ビーム方位θに対応している荷重データを取得する。

デジタル信号処理部２のＤＢＦ処理部２５は、荷重データ取得部２４が荷重データを取得すると、その荷重データが示すＤＢＦ荷重ｗ_{ＮＵＬＬ，１}〜ｗ_{ＮＵＬＬ，Ｍ}をＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍから出力されたデジタルの受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）、即ち、式（１）によって表される受信信号ｘ（ｔ）に乗算するＤＢＦ処理を実施する（ステップＳＴ６）。
このＤＢＦ処理が実施されることで、下記の式（５）に示すように、不要波が抑圧されたＤＢＦ処理後の信号ｙ（ｔ）が生成される。

式（５）において、添字のＨは複素共役転置を表している。
なお、実際のＤＢＦ処理では、複数の方位に並列処理的にＤＢＭビームを形成することもある。その場合には、各ビーム方位に対応するＤＢＦ荷重ｗ_{ＮＵＬＬ，１}〜ｗ_{ＮＵＬＬ，Ｍ}を取得することで、並列処理で複数のＤＢＦ処理後の信号ｙ（ｔ）を生成することも可能である。
なお、図４においては、既知の干渉源から放射された干渉電波の入射の有無の判定処理からＤＢＦ処理までの一連の処理をセミアダプティブアレー処理と呼んでいる。

レーダ信号処理部２６は、ＤＢＦ処理部２５がＤＢＦ処理後の信号ｙ（ｔ）を生成すると、ＤＢＦ処理後の信号ｙ（ｔ）を用いて、一般的なレーダ信号処理として、目標の検出処理、目標までの距離や測角の処理などを実施する（ステップＳＴ７）。
このレーダ信号処理の内容は、本装置を用いるレーダ装置自体の運用目的によって異なるものである。
以降、信号処理装置では、ステップＳＴ２〜ＳＴ７の処理が繰り返し実施される。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、荷重データ記憶部２３に記憶されている荷重データの中から、干渉電波入射有無判定部２１の判定結果及びビーム方位情報受信部２２から出力されたビーム方位情報が示すビーム方位に対応する荷重データを取得する荷重データ取得部２４を設け、ＤＢＦ処理部２５が、荷重データ取得部２４により取得された荷重データが示すＤＢＦ荷重ｗ_{ＮＵＬＬ，１}〜ｗ_{ＮＵＬＬ，Ｍ}をＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍから出力されたデジタルの受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）に乗算するように構成したので、負荷が低い演算でアダプティブアレー処理を実施することができるとともに、アンテナパターンにおけるメインローブの利得の低下や方位ずれを防止することができる効果を奏する。
即ち、荷重データ記憶部２３に記憶されている荷重データは、受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）に含まれている干渉波とグランドクラッタが十分に抑圧されるとともに、アンテナパターンにおけるメインローブの利得が十分に高くて、メインローブの方位が所望の方位と一致するＤＢＦ荷重ｗ_{ＮＵＬＬ，１}〜ｗ_{ＮＵＬＬ，Ｍ}を事前に計算しているものであるため、所望信号や不要波が変化しても、アンテナパターンにおけるメインローブの利得の低下や方位ずれが発生することはない。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、干渉電波入射有無判定部２１が、サブアレー１１−ｍの受信信号の周波数スペクトルに着目して、干渉電波の入射の有無を判定するものを示したが、既知の干渉源の方位に着目して、干渉電波の入射の有無を判定するようにしてもよい。

図６はこの発明の実施の形態２による信号処理装置を示す構成図であり、図７はこの発明の実施の形態２による信号処理装置のデジタル信号処理部２を示すハードウェア構成図である。
図６及び図７において、図１及び図２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。
干渉電波入射有無判定部６０は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路やワンチップマイコンなどから構成されている判定処理回路７１で実現されるものであり、ＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍから出力されたデジタル信号の中に、既知の干渉源から放射された干渉電波が含まれているか否かを判定する処理を実施する。

図６の例では、デジタル信号処理部２の構成要素である干渉電波入射有無判定部６０、ビーム方位情報受信部２２、荷重データ記憶部２３、荷重データ取得部２４、ＤＢＦ処理部２５及びレーダ信号処理部２６のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、デジタル信号処理部２がコンピュータで構成されていてもよい。
デジタル信号処理部２がコンピュータで構成される場合、荷重データ記憶部２３を図３に示すコンピュータのメモリ４１上に構成するとともに、干渉電波入射有無判定部６０、ビーム方位情報受信部２２、荷重データ取得部２４、ＤＢＦ処理部２５及びレーダ信号処理部２６の処理内容を記述しているプログラムをメモリ４１に格納し、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ようにすればよい。

図８はデジタル信号処理部２の干渉電波入射有無判定部６０を示す構成図である。
図８において、荷重ベクトル記憶部６１はＮ個の既知の干渉源の方位に対応する荷重ベクトルｗ_１〜ｗ_Ｎを記憶している。
評価関数算出部６２はＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍから出力されたデジタルの受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）と荷重ベクトル記憶部６１に記憶されている荷重ベクトルｗ_１〜ｗ_Ｎから、既知の干渉源から放射された干渉電波の入射の有無を判定するための判定用評価関数ｆ_１（ｔ）〜ｆ_Ｎ（ｔ）を算出する処理を実施する。
判定処理部６３は評価関数算出部６２により算出された判定用評価関数ｆ_１（ｔ）〜ｆ_Ｎ（ｔ）を用いて、干渉電波の入射の有無を判定する処理を実施する。

次に動作について説明する。
ただし、干渉電波入射有無判定部６０以外は、上記実施の形態１と同様であるため、干渉電波入射有無判定部６０の処理内容についてのみ説明する。
ここでは、説明の便宜、ｎ番目の干渉源から放射された干渉電波の入射の有無の判定処理について説明する。

干渉電波入射有無判定部６０の荷重ベクトル記憶部６１には、下記の式（６）に示すようなｎ番目の干渉源の方位に対応する荷重ベクトルｗ_ｎが事前に記憶されている。

式（６）において、ｄ_１〜ｄ_Ｍはサブアレー１１−１〜１１−Ｍの位置ベクトル、λは波長である。
また、ｕ_ｎはｎ番目の干渉源から放射される干渉電波の方位ベクトルであり、ｎ番目の干渉源は既知の電波源であるため、干渉電波の方位ベクトルｕ_ｎも既知である。

評価関数算出部６２は、ＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍからデジタルの受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）を受けると、即ち、式（１）によって表される受信信号ｘ（ｔ）を受けると、その受信信号ｘ（ｔ）と荷重ベクトル記憶部６１に記憶されているｎ番目の干渉源の方位に対応する荷重ベクトルｗ_ｎから、ｎ番目の干渉源から放射された干渉電波の入射の有無を判定するための判定用評価関数ｆ_ｎ（ｔ）を算出する。

判定処理部６３は、評価関数算出部６２が判定用評価関数ｆ_ｎ（ｔ）を算出すると、その判定用評価関数ｆ_ｎ（ｔ）の信号強度（あるいは電力）を算出し、下記の式（８）に示すように、判定用評価関数ｆ_ｎ（ｔ）の信号強度が事前に設定された閾値β_ｎ以上であれば、ｎ番目の干渉源から放射された干渉電波が入射されていると判定する。一方、判定用評価関数ｆ_ｎ（ｔ）の信号強度が閾値β_ｎ未満であれば、ｎ番目の干渉源から放射された干渉電波が入射されていないと判定する。

式（８）において、Ｅ［］は判定用評価関数ｆ_ｎ（ｔ）の信号強度である。

実施の形態３．
上記実施の形態１では、干渉電波入射有無判定部２１が、サブアレー１１−ｍの受信信号の周波数スペクトルに着目して、干渉電波の入射の有無を判定し、上記実施の形態２では、干渉電波入射有無判定部６０が、既知の干渉源の方位に着目して、干渉電波の入射の有無を判定するものを示したが、周波数スペクトルと干渉源の方位の両方に着目して、干渉電波の入射の有無を判定するようにしてもよい。

図９はこの発明の実施の形態３による信号処理装置を示す構成図であり、図１０はこの発明の実施の形態３による信号処理装置のデジタル信号処理部２を示すハードウェア構成図である。
図９及び図１０において、図１及び図２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。
干渉電波入射有無判定部８０は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路やワンチップマイコンなどから構成されている判定処理回路７２で実現されるものであり、ＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍから出力されたデジタルの受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）の中に、既知の干渉源から放射された干渉電波が含まれているか否かを判定する処理を実施する。

図９の例では、デジタル信号処理部２の構成要素である干渉電波入射有無判定部８０、ビーム方位情報受信部２２、荷重データ記憶部２３、荷重データ取得部２４、ＤＢＦ処理部２５及びレーダ信号処理部２６のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、デジタル信号処理部２がコンピュータで構成されていてもよい。
デジタル信号処理部２がコンピュータで構成される場合、荷重データ記憶部２３を図３に示すコンピュータのメモリ４１上に構成するとともに、干渉電波入射有無判定部８０、ビーム方位情報受信部２２、荷重データ取得部２４、ＤＢＦ処理部２５及びレーダ信号処理部２６の処理内容を記述しているプログラムをメモリ４１に格納し、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ようにすればよい。

図１１はデジタル信号処理部２の干渉電波入射有無判定部８０を示す構成図である。
図１１において、図５及び図８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。
判定処理部８１は評価関数算出部５３により算出された判定用評価関数と評価関数算出部６２により算出された判定用評価関数を用いて、干渉電波の入射の有無を判定する処理を実施する。
この実施の形態３では、評価関数算出部５３が第１の評価関数算出部を構成し、評価関数算出部６２が第２の評価関数算出部を構成している。

次に動作について説明する。
干渉電波入射有無判定部８０の周波数スペクトル算出部５１は、ＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍからデジタルの受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）を受けると、そのデジタルの受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）をフーリエ変換することで、そのデジタルの受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）の周波数スペクトルＸ_１（ｆ）〜Ｘ_Ｍ（ｆ）を算出する。
上記実施の形態１では、ｍ番目の受信信号ｘ_ｍの周波数スペクトルＸ_ｍ（ｆ）だけを算出しているが、この実施の形態３では、Ｍ個の受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）の周波数スペクトルＸ_１（ｆ）〜Ｘ_Ｍ（ｆ）を算出している点で相違している。

この実施の形態３では、干渉電波周波数スペクトル記憶部５２には、ｎ番目の干渉源から放射された干渉電波がサブアレー１１−ｍにより受信された場合のサブアレー１１−ｍの受信信号の周波数スペクトルＲ_ｎ（ｆ）が記憶されるだけでなく、Ｍ個のサブアレー１１−１〜１１−Ｍにより受信された場合のサブアレー１１−１〜１１−Ｍの受信信号の周波数スペクトルＲ_ｎ（ｆ）が記憶されているものとする。

評価関数算出部５３は、周波数スペクトル算出部５１が受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）の周波数スペクトルＸ_１（ｆ）〜Ｘ_Ｍ（ｆ）を算出すると、その周波数スペクトルＸ_１（ｆ）〜Ｘ_Ｍ（ｆ）と干渉電波周波数スペクトル記憶部５２に記憶されている周波数スペクトルＲ_ｎ（ｆ）から、ｎ番目の干渉源から放射された干渉電波の入射の有無を判定するための判定用評価関数ｇ_１，ｎ（ｔ）〜ｇ_Ｍ，ｎ（ｔ）を算出する。この判定用評価関数ｇ_１，ｎ（ｔ）〜ｇ_Ｍ，ｎ（ｔ）の算出処理自体は、上記実施の形態１と同様であり、式（３）を用いて算出する。
評価関数算出部５３は、Ｍ個の判定用評価関数ｇ_１，ｎ（ｔ）〜ｇ_Ｍ，ｎ（ｔ）を算出すると、下記の式（９）に示すように、Ｍ個の判定用評価関数ｇ_１，ｎ（ｔ）〜ｇ_Ｍ，ｎ（ｔ）から判定用評価関数ｇ_ｎ（ｔ）を算出する。

評価関数算出部６２は、ＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍからデジタルの受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）を受けると、即ち、式（１）によって表される受信信号ｘ（ｔ）を受けると、上記実施の形態２と同様に、式（７）を用いて、その受信信号ｘ（ｔ）と荷重ベクトル記憶部６１に記憶されているｎ番目の干渉源の方位に対応する荷重ベクトルｗ_ｎから、ｎ番目の干渉源から放射された干渉電波の入射の有無を判定するための判定用評価関数ｆ_ｎ（ｔ）を算出する。

判定処理部８１は、評価関数算出部５３が判定用評価関数ｇ_ｎ（ｔ）を算出し、評価関数算出部６２が判定用評価関数ｆ_ｎ（ｔ）を算出すると、下記の式（１０）に示すように、その判定用評価関数ｇ_ｎ（ｔ）と判定用評価関数ｆ_ｎ（ｔ）から最終的な判定用評価関数ｈ_ｎ（ｔ）を算出する。

判定処理部８１は、最終的な判定用評価関数ｈ_ｎ（ｔ）を算出すると、その判定用評価関数ｈ_ｎ（ｔ）の信号強度（あるいは電力）を算出し、下記の式（１１）に示すように、判定用評価関数ｈ_ｎ（ｔ）の信号強度が事前に設定された閾値γ_ｎ以上であれば、ｎ番目の干渉源から放射された干渉電波が入射されていると判定する。一方、判定用評価関数ｈ_ｎ（ｔ）の信号強度が閾値γ_ｎ未満であれば、ｎ番目の干渉源から放射された干渉電波が入射されていないと判定する。

式（１１）において、Ｅ［］は判定用評価関数ｈ_ｎ（ｔ）の信号強度である。

以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、周波数スペクトルと干渉源の方位の両方に着目して、干渉電波の入射の有無を判定するようにしているので、上記実施の形態１，２よりも、干渉電波の入射の有無の判定精度を高めることができる効果を奏する。

実施の形態４．
上記実施の形態１〜３では、ＤＢＦ処理部２５がＤＢＦ荷重ｗ_{ＮＵＬＬ，１}〜ｗ_{ＮＵＬＬ，Ｍ}をＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍから出力されたデジタルの受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）に乗算するＤＢＦ処理を実施することで、フェーズドアレーアンテナのビーム方位を電子的に制御するものを示したが、ビーム方位を電子的に制御するものに加えて、フェーズドアレーアンテナのアンテナ開口を物理的に制御する機構が実装されているものであってもよい。

図１２はこの発明の実施の形態４による信号処理装置を示す構成図であり、図１３はこの発明の実施の形態４による信号処理装置のデジタル信号処理部２を示すハードウェア構成図である。
図１２及び図１３において、図９及び図１０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。
開口方位制御部９０はフェーズドアレーアンテナを機械的に駆動するモータなどの駆動機構を備えており、そのフェーズドアレーアンテナの開口方位を制御する。
開口方位制御部９０が備える駆動機構としては、例えば、方位角方向に対する１次元の回転機構や、２次元的な駆動機構などが考えられる。

荷重データ記憶部９１は例えばＲＡＭやハードディスクなどの記憶装置７３で実現されるものであり、既知の干渉源から放射される干渉電波の入射の有無と、ＤＢＦ処理部２５により電子的に切り換えられるビーム方位と、フェーズドアレーアンテナの開口方位との組み合わせ毎に、ＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍから出力されたデジタルの受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）に乗算する荷重を示す荷重データを記憶している。
荷重データ取得部９２は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路やワンチップマイコンなどから構成されているデータ取得処理回路７４で実現されるものであり、荷重データ記憶部９１に記憶されている荷重データの中から、干渉電波入射有無判定部８０の判定結果、ビーム方位情報受信部２２から出力されたビーム方位情報が示すビーム方位及び開口方位制御部９０により制御された開口方位に対応する荷重データを取得する処理を実施する。

図１２の信号処理装置は、図９の信号処理装置に対して、開口方位制御部９０、荷重データ記憶部９１及び荷重データ取得部９２を適用している例を示しているが、図１又は図６の信号処理装置に対して、開口方位制御部９０、荷重データ記憶部９１及び荷重データ取得部９２を適用してもよい。

図１２の例では、デジタル信号処理部２の構成要素である干渉電波入射有無判定部８０、ビーム方位情報受信部２２、荷重データ記憶部９１、荷重データ取得部９２、ＤＢＦ処理部２５及びレーダ信号処理部２６のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、デジタル信号処理部２がコンピュータで構成されていてもよい。
デジタル信号処理部２がコンピュータで構成される場合、荷重データ記憶部９１を図３に示すコンピュータのメモリ４１上に構成するとともに、干渉電波入射有無判定部８０、ビーム方位情報受信部２２、荷重データ取得部９２、ＤＢＦ処理部２５及びレーダ信号処理部２６の処理内容を記述しているプログラムをメモリ４１に格納し、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ようにすればよい。

次に動作について説明する。
開口方位制御部９０は、フェーズドアレーアンテナを機械的に駆動するモータなどの駆動機構を備えており、そのフェーズドアレーアンテナの開口方位を制御する。
開口方位制御部９０がフェーズドアレーアンテナの開口方位を制御することで、フェーズドアレーアンテナのビーム方位が変化する。
したがって、この実施の形態４では、ＤＢＦ処理部２５によるＤＢＦ処理の実施によって、フェーズドアレーアンテナのビーム方位が電子的に変化するとともに、開口方位制御部９０によるフェーズドアレーアンテナの開口方位の物理的な制御によって、フェーズドアレーアンテナのビーム方位が変化する。

このため、既知のＮ個の干渉源から放射される干渉電波の入射の有無と、ＤＢＦ処理部２５により電子的に切り換えられるビーム方位と、フェーズドアレーアンテナの開口方位との組み合わせ毎に、ＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍから出力されたデジタルの受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）に乗算するＤＢＦ荷重ｗ_{ＮＵＬＬ，１}〜ｗ_{ＮＵＬＬ，Ｍ}を示す荷重データが事前に計算されており、その組み合わせ毎の荷重データを示すＤＢＦ荷重テーブルがデジタル信号処理部２の荷重データ記憶部９１に記憶されているものとする。
ここでは、既知の干渉源の個数がＮ個であるとしているので、ＤＢＦ処理部２５により電子的に切り換えられるビーム方位の切換数がＰであり、開口方位制御部９０により切り換えられる開口方位の切換数がＱであるとすれば、２^Ｎ×Ｐ×Ｑ個の荷重データが計算されて、２^Ｎ×Ｐ×Ｑ個の荷重データがテーブル化される。

デジタル信号処理部２の荷重データ取得部９２は、荷重データ記憶部９１に記憶されている荷重データの中から、干渉電波入射有無判定部８０の判定結果、ビーム方位情報受信部２２から出力されたビーム方位情報が示すビーム方位及び開口方位制御部９０により制御された開口方位に対応する荷重データを取得する。
例えば、干渉電波入射有無判定部８０の判定結果が、Ｎ個の干渉源から放射された干渉電波のうち、３番目の干渉源から放射された干渉電波だけが入射されている旨を示しており、また、ビーム方位情報が示すビーム方位がθであって、開口方位制御部９０により制御された開口方位がφであるとすれば、荷重データ記憶部９１に記憶されているＮ×Ｐ×Ｑ個の荷重データの中から、３番目の干渉源から放射された干渉電波が入射（他の干渉源から放射された干渉電波が非入射）で、ビーム方位θ及び開口方位φに対応している荷重データを取得する。
その他の処理は、上記実施の形態１〜３と同様であるため詳細な説明を省略する。

以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、荷重データ取得部９２が、荷重データ記憶部９１に記憶されている荷重データの中から、干渉電波入射有無判定部８０の判定結果、ビーム方位情報受信部２２から出力されたビーム方位情報が示すビーム方位及び開口方位制御部９０により制御された開口方位に対応する荷重データを取得するように構成したので、フェーズドアレーアンテナの開口方位が物理的に制御される場合でも、上記実施の形態１〜３と同様に、負荷が低い演算でアダプティブアレー処理を実施することができるとともに、アンテナパターンにおけるメインローブの利得の低下や方位ずれを防止することができる効果を奏する。

実施の形態５．
上記実施の形態１〜４では、事前に荷重データが荷重データ記憶部２３，９１に記憶されているものを示したが、荷重データ記憶部２３，９１に記憶されている荷重データが修正されるようにしてもよい。

図１４はこの発明の実施の形態５による信号処理装置を示す構成図であり、図１５はこの発明の実施の形態５による信号処理装置のデジタル信号処理部２を示すハードウェア構成図である。
図１４及び図１５において、図１２及び図１３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。
クラッタマップ生成部９３は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路やワンチップマイコンなどから構成されているマップ生成処理回路７５で実現されるものであり、ＤＢＦ処理部２５又は開口方位制御部９０によりフェーズドアレーアンテナのビーム方位が切り換えられる毎に、ＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍから出力されたデジタルの受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）を取得し、複数のビーム方位に係る受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）からクラッタマップを生成する処理を実施する。

荷重データ修正部９４は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路やワンチップマイコンなどから構成されているデータ修正処理回路７６で実現されるものであり、クラッタマップ生成部９３により生成されたクラッタマップの電力分布から複数のサブアレーの受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）を模擬し、その模擬した受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）を用いて、荷重データ記憶部９１に記憶されている荷重データを修正する処理を実施する。

図１４の信号処理装置は、図１２の信号処理装置に対して、クラッタマップ生成部９３及び荷重データ修正部９４を適用している例を示しているが、図１、図６又は図９の信号処理装置に対して、クラッタマップ生成部９３及び荷重データ修正部９４を適用してもよい。

図１４の例では、デジタル信号処理部２の構成要素である干渉電波入射有無判定部８０、ビーム方位情報受信部２２、荷重データ記憶部９１、荷重データ取得部９２、ＤＢＦ処理部２５、レーダ信号処理部２６、クラッタマップ生成部９３及び荷重データ修正部９４のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、デジタル信号処理部２がコンピュータで構成されていてもよい。
デジタル信号処理部２がコンピュータで構成される場合、荷重データ記憶部９１を図３に示すコンピュータのメモリ４１上に構成するとともに、干渉電波入射有無判定部８０、ビーム方位情報受信部２２、荷重データ取得部９２、ＤＢＦ処理部２５、レーダ信号処理部２６、クラッタマップ生成部９３及び荷重データ修正部９４の処理内容を記述しているプログラムをメモリ４１に格納し、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ようにすればよい。

次に動作について説明する。
クラッタマップ生成部９３及び荷重データ修正部９４を実装している点以外は、上記実施の形態４と同様であるため、クラッタマップ生成部９３及び荷重データ修正部９４の処理内容だけを説明する。

クラッタマップ生成部９３は、ＤＢＦ処理部２５又は開口方位制御部９０によりフェーズドアレーアンテナのビーム方位が切り換えられる毎に、ＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍから出力されたデジタルの受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）を取得し、複数のビーム方位に係る受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）からクラッタマップを生成する。
複数のビーム方位に係る受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）からクラッタマップを生成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。
ここでは、クラッタマップ生成部９３が、フェーズドアレーアンテナのビーム方位が切り換えられる毎に、ＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍから出力されたデジタルの受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）を取得して、複数のビーム方位に係る受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）からクラッタマップを生成する例を示しているが、フェーズドアレーアンテナのビーム方位が切り換えられる毎に、ＤＢＦ処理部２５によるＤＢＦ処理後の信号ｙ（ｔ）を取得して、複数のビーム方位に係るＤＢＦ処理後の信号ｙ（ｔ）からクラッタマップを生成するようにしてもよい。
ただし、複数のビーム方位に係るＤＢＦ処理後の信号ｙ（ｔ）からクラッタマップを生成する場合、ＤＢＦ処理によって、アンテナパターンにおけるメインローブの利得が高められていても、Ｎｕｌｌ形成の処理は行われていないものとする。即ち、荷重データ記憶部９１に記憶されている荷重データを修正する処理を行う際には、ＤＢＦ処理部２５によってＮｕｌｌ形成の処理が行われていないものとする。

荷重データ修正部９４は、クラッタマップ生成部９３がクラッタマップを生成すると、そのクラッタマップの電力分布から複数のサブアレーの受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）を模擬する。
このクラッタマップから、既知の干渉源の設置位置とグランドクラッタ源の位置とが分かるので、既知の干渉源から放射される干渉波とグランドクラッタが混在している受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）を模擬計算することができる。
荷重データ修正部９４は、受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）を模擬計算すると、その受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）に含まれている干渉波とグランドクラッタが十分に抑圧されるとともに、アンテナパターンにおけるメインローブの利得が十分に高くて、メインローブの方位が所望の方位と一致するＤＢＦ荷重ｗ_{ＮＵＬＬ，１}〜ｗ_{ＮＵＬＬ，Ｍ}を計算する。
各々のＤＢＦビーム方位と、各々の干渉源から放射される干渉電波の入射の有無との全ての組み合わせについて、ＤＢＦ荷重ｗ_{ＮＵＬＬ，１}〜ｗ_{ＮＵＬＬ，Ｍ}の計算を行うことで、ＤＢＦ荷重テーブルを生成する。

荷重データ修正部９４は、ＤＢＦ荷重テーブルを生成すると、そのＤＢＦ荷重テーブルを荷重データ記憶部９１に上書き保存する。
なお、模擬計算した受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）からＤＢＦ荷重ｗ_{ＮＵＬＬ，１}〜ｗ_{ＮＵＬＬ，Ｍ}を計算する処理として、既存のアダプティブアレー処理のアルゴリズムを用いることができる。例えば、上記の非特許文献１に記載されているＤＣＭＰや、上記の非特許文献２に記載されている射影法などを用いることができる。

以上で明らかなように、この実施の形態５によれば、ＤＢＦ処理部２５又は開口方位制御部９０によりフェーズドアレーアンテナのビーム方位が切り換えられる毎に、ＡＤ変換器１３−１〜１３−Ｍから出力されたデジタルの受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）を取得し、複数のビーム方位に係る受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）からクラッタマップを生成するクラッタマップ生成部９３を設け、荷重データ修正部９４が、クラッタマップ生成部９３により生成されたクラッタマップの電力分布から複数のサブアレーの受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）を模擬し、その模擬した受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）を用いて、荷重データ記憶部９１に記憶されている荷重データを修正するように構成したので、上記実施の形態４よりも、高精度な荷重データを用いて、ＤＦＢ処理を実施することができる効果を奏する。したがって、更に干渉波とグランドクラッタを抑圧して、アンテナパターンにおけるメインローブの利得の向上等を図ることができる。

実施の形態６．
上記実施の形態５では、クラッタマップの電力分布から複数のサブアレーの受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）を模擬するものを示したが、レーダ信号処理部２６により生成された測角スペクトルである到来信号電力の方位分布を取得し、その方位分布から複数のサブアレーの受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）を模擬するようにしてもよい。

図１６はこの発明の実施の形態６による信号処理装置を示す構成図であり、図１７はこの発明の実施の形態６による信号処理装置のデジタル信号処理部２を示すハードウェア構成図である。
図１６及び図１７において、図１２及び図１３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。
方位分布取得部９５は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路やワンチップマイコンなどから構成されている方位分布取得処理回路７７で実現されるものであり、レーダ信号処理部２６により観測目標の測角処理が実施される際に生成された測角スペクトルである到来信号電力の方位分布を取得する処理を実施する。
荷重データ修正部９６は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路やワンチップマイコンなどから構成されているデータ修正処理回路７８で実現されるものであり、方位分布取得部９５により取得された到来信号電力の方位分布から複数のサブアレーの受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）を模擬し、その模擬した受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）を用いて、荷重データ記憶部９１に記憶されている荷重データを修正する処理を実施する。

図１６の信号処理装置は、図１２の信号処理装置に対して、方位分布取得部９５及び荷重データ修正部９６を適用している例を示しているが、図１、図６又は図９の信号処理装置に対して、方位分布取得部９５及び荷重データ修正部９６を適用してもよい。

図１６の例では、デジタル信号処理部２の構成要素である干渉電波入射有無判定部８０、ビーム方位情報受信部２２、荷重データ記憶部９１、荷重データ取得部９２、ＤＢＦ処理部２５、レーダ信号処理部２６、方位分布取得部９５及び荷重データ修正部９６のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、デジタル信号処理部２がコンピュータで構成されていてもよい。
デジタル信号処理部２がコンピュータで構成される場合、荷重データ記憶部９１を図３に示すコンピュータのメモリ４１上に構成するとともに、干渉電波入射有無判定部８０、ビーム方位情報受信部２２、荷重データ取得部９２、ＤＢＦ処理部２５、レーダ信号処理部２６、方位分布取得部９５及び荷重データ修正部９６の処理内容を記述しているプログラムをメモリ４１に格納し、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ようにすればよい。

次に動作について説明する。
方位分布取得部９５及び荷重データ修正部９６を実装している点以外は、上記実施の形態４と同様であるため、方位分布取得部９５及び荷重データ修正部９６の処理内容だけを説明する。

方位分布取得部９５は、レーダ信号処理部２６により観測目標の測角処理が実施される際に生成された測角スペクトルである到来信号電力の方位分布を取得する。
観測目標の測角処理が実施される際に測角スペクトルが生成されることは、レーダ信号処理において、一般的なことであるため、測角スペクトルの生成処理については詳細な説明を省略する。
測角スペクトルは、各ビーム方位から到来する信号の信号強度や電力を示す方位分布である。
なお、この実施の形態６では、荷重データ記憶部９１に記憶されている荷重データを修正する処理を行う際には、ＤＢＦ処理部２５によってＮｕｌｌ形成の処理が行われていないものとする。したがって、レーダ信号処理部２６では、Ｎｕｌｌ形成の処理が行われていないＤＢＦ処理後の信号ｙ（ｔ）を用いて、観測目標の測角処理を実施して測角スペクトルを生成している。

荷重データ修正部９６は、方位分布取得部９５が測角スペクトルである到来信号電力の方位分布を取得すると、その方位分布から複数のサブアレーの受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）を模擬し、その模擬した受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）を模擬する。
この到来信号電力の方位分布から、既知の干渉源の設置位置とグランドクラッタ源の位置とが分かるので、既知の干渉源から放射される干渉波とグランドクラッタが混在している受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）を模擬計算することができる。
荷重データ修正部９６は、受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）を模擬計算すると、その受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）に含まれている干渉波とグランドクラッタが十分に抑圧されるとともに、アンテナパターンにおけるメインローブの利得が十分に高くて、メインローブの方位が所望の方位と一致するＤＢＦ荷重ｗ_{ＮＵＬＬ，１}〜ｗ_{ＮＵＬＬ，Ｍ}を計算する。
各々のＤＢＦビーム方位と、各々の干渉源から放射される干渉電波の入射の有無との全ての組み合わせについて、ＤＢＦ荷重ｗ_{ＮＵＬＬ，１}〜ｗ_{ＮＵＬＬ，Ｍ}の計算を行うことで、ＤＢＦ荷重テーブルを生成する。

荷重データ修正部９６は、ＤＢＦ荷重テーブルを生成すると、そのＤＢＦ荷重テーブルを荷重データ記憶部９１に上書き保存する。
なお、模擬計算した受信信号ｘ_１（ｔ）〜ｘ_Ｍ（ｔ）からＤＢＦ荷重ｗ_{ＮＵＬＬ，１}〜ｗ_{ＮＵＬＬ，Ｍ}を計算する処理として、既存のアダプティブアレー処理のアルゴリズムを用いることができる。例えば、上記の非特許文献１に記載されているＤＣＭＰや、上記の非特許文献２に記載されている射影法などを用いることができる。

以上で明らかなように、この実施の形態６によれば、レーダ信号処理部２６により観測目標の測角処理が実施される際に生成された測角スペクトルである到来信号電力の方位分布を取得する方位分布取得部９５を設け、荷重データ修正部９６が、方位分布取得部９５により取得された到来信号電力の方位分布から複数のサブアレーの受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）を模擬し、その模擬した受信信号ｘ_１’（ｔ）〜ｘ_Ｍ’（ｔ）を用いて、荷重データ記憶部９１に記憶されている荷重データを修正するように構成したので、上記実施の形態４よりも、高精度な荷重データを用いて、ＤＦＢ処理を実施することができる効果を奏する。したがって、更に干渉波とグランドクラッタを抑圧して、アンテナパターンにおけるメインローブの利得の向上等を図ることができる。

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。

１ アンテナ装置、２ デジタル信号処理部、１１−１〜１１−Ｍ サブアレー、１２−１〜１２−Ｍ ＲＦ部、１３−１〜１３−Ｍ ＡＤ変換器、２１ 干渉電波入射有無判定部、２２ ビーム方位情報受信部、２３ 荷重データ記憶部、２４ 荷重データ取得部、２５ ＤＢＦ処理部、２６ レーダ信号処理部、３１ 判定処理回路、３２ ネットワーク機器、３３ 記憶装置、３４ データ取得処理回路、３５ ＤＢＦ処理回路、３６ レーダ信号処理回路、４１ メモリ、４２ プロセッサ、５１ 周波数スペクトル算出部、５２ 干渉電波周波数スペクトル記憶部、５３ 評価関数算出部（第１の評価関数算出部）、５４ 判定処理部（第２の評価関数算出部）、６０ 干渉電波入射有無判定部、６１ 荷重ベクトル記憶部、６２ 評価関数算出部、６３ 判定処理部、７１，７２ 判定処理回路、７３ 記憶装置、７４ データ取得処理回路、７５ マップ生成処理回路、７６ データ修正処理回路、７７ 方位分布取得処理回路、７８ データ修正処理回路、８０ 干渉電波入射有無判定部、８１ 判定処理部、９０ 開口方位制御部、９１ 荷重データ記憶部、９２ 荷重データ取得部、９３ クラッタマップ生成部、９４ 荷重データ修正部、９５ 方位分布取得部、９６ 荷重データ修正部。

Claims (9)

1. １つ以上の素子アンテナからなるサブアレーが複数配置されているフェーズドアレーアンテナと、
   前記サブアレーの受信信号の中に、既知の干渉源から放射された干渉電波が含まれているか否かを判定する干渉電波入射有無判定部と、
   前記干渉電波の入射の有無と前記フェーズドアレーアンテナのビーム方位との組み合わせ毎に、前記フェーズドアレーアンテナを構成している複数のサブアレーの受信信号に乗算する荷重を示す荷重データを記憶している荷重データ記憶部と、
   前記荷重データ記憶部に記憶されている荷重データの中から、前記干渉電波入射有無判定部の判定結果及び前記フェーズドアレーアンテナのビーム方位に対応する荷重データを取得する荷重データ取得部と、
   前記荷重データ取得部により取得された荷重データが示す荷重を前記複数のサブアレーの受信信号に乗算するデジタルビームフォーミング処理部とを備え、
   前記干渉電波入射有無判定部は、
   既知の干渉源の方位に対応する荷重ベクトルを記憶している荷重ベクトル記憶部と、
   前記サブアレーの受信信号と前記荷重ベクトル記憶部に記憶されている荷重ベクトルから、前記干渉電波の入射の有無を判定するための判定用評価関数を算出する評価関数算出部と、
   前記評価関数算出部により算出された判定用評価関数を用いて、前記干渉電波の入射の有無を判定する判定処理部を有することを特徴とする信号処理装置。
2. １つ以上の素子アンテナからなるサブアレーが複数配置されているフェーズドアレーアンテナと、
   前記サブアレーの受信信号の中に、既知の干渉源から放射された干渉電波が含まれているか否かを判定する干渉電波入射有無判定部と、
   前記干渉電波の入射の有無と前記フェーズドアレーアンテナのビーム方位との組み合わせ毎に、前記フェーズドアレーアンテナを構成している複数のサブアレーの受信信号に乗算する荷重を示す荷重データを記憶している荷重データ記憶部と、
   前記荷重データ記憶部に記憶されている荷重データの中から、前記干渉電波入射有無判定部の判定結果及び前記フェーズドアレーアンテナのビーム方位に対応する荷重データを取得する荷重データ取得部と、
   前記荷重データ取得部により取得された荷重データが示す荷重を前記複数のサブアレーの受信信号に乗算するデジタルビームフォーミング処理部とを備え、
   前記干渉電波入射有無判定部は、
   前記サブアレーの受信信号の周波数スペクトルを算出する周波数スペクトル算出部と、
   既知の干渉源から放射された干渉電波が前記サブアレーにより受信された場合の前記サブアレーの受信信号の周波数スペクトルを記憶している干渉電波周波数スペクトル記憶部と、
   前記周波数スペクトル算出部により算出された周波数スペクトルと前記干渉電波周波数スペクトル記憶部に記憶されている周波数スペクトルから、前記干渉電波の入射の有無を判定するための第１の判定用評価関数を算出する第１の評価関数算出部と、
   既知の干渉源の方位に対応する荷重ベクトルを記憶している荷重ベクトル記憶部と、
   前記サブアレーの受信信号と前記荷重ベクトル記憶部に記憶されている荷重ベクトルから、前記干渉電波の入射の有無を判定するための第２の判定用評価関数を算出する第２の評価関数算出部と、
   前記第１及び第２の評価関数算出部により算出された第１及び第２の判定用評価関数を用いて、前記干渉電波の入射の有無を判定する判定処理部を有することを特徴とする信号処理装置。
3. 前記フェーズドアレーアンテナの開口方位を制御する開口方位制御部を備え、
   前記荷重データ記憶部は、前記干渉電波の入射の有無と前記フェーズドアレーアンテナのビーム方位と前記フェーズドアレーアンテナの開口方位との組み合わせ毎に、前記フェーズドアレーアンテナを構成している複数のサブアレーの受信信号に乗算する荷重を示す荷重データを記憶しており、
   前記荷重データ取得部は、前記荷重データ記憶部に記憶されている荷重データの中から、前記干渉電波入射有無判定部の判定結果、前記フェーズドアレーアンテナのビーム方位及び前記開口方位制御部により制御された開口方位に対応する荷重データを取得することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の信号処理装置。
4. 前記フェーズドアレーアンテナのビーム方位が切り換えられる毎に、前記フェーズドアレーアンテナを構成している複数のサブアレーの受信信号を取得し、複数のビーム方位に係る前記複数のサブアレーの受信信号からクラッタマップを生成するクラッタマップ生成部と、
   前記クラッタマップ生成部により生成されたクラッタマップの電力分布から前記複数のサブアレーの受信信号を模擬し、その模擬した受信信号を用いて、前記荷重データ記憶部に記憶されている荷重データを修正する荷重データ修正部と
   を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の信号処理装置。
5. 前記デジタルビームフォーミング処理部によるデジタルビームフォーミング処理後のデジタル信号を用いて、観測目標の測角処理を実施する際に測角スペクトルを生成するレーダ信号処理部と、
   前記レーダ信号処理部により生成された測角スペクトルである到来信号電力の方位分布を取得する方位分布取得部と、
   前記方位分布取得部により取得された方位分布から前記複数のサブアレーの受信信号を模擬し、その模擬した受信信号を用いて、前記荷重データ記憶部に記憶されている荷重データを修正する荷重データ修正部と
   を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の信号処理装置。
6. 前記サブアレーの受信信号をデジタル信号に変換する複数のアナログディジタル変換器を備えていることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の信号処理装置。
7. 前記フェーズドアレーアンテナを構成している複数のサブアレーが１次元に配置されてい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項記載の信号処理装置。
8. 前記フェーズドアレーアンテナを構成している複数のサブアレーが２次元に配置されてい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項記載の信号処理装置。
9. 前記フェーズドアレーアンテナを構成している複数のサブアレーが３次元に配置されてい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項記載の信号処理装置。

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