JP2008256449A - Unwanted wave suppressor - Google Patents

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an unwanted wave suppressor capable of suppressing undesired waves despite its small computing scale and reducing the disturbances of a main lobe, even when the unwanted wave suppressor is provided with a rotating antenna. <P>SOLUTION: The undesired wave suppressor for performing element or sub-array type adaptive processing is provided with a correction phase weight computing part 5 and processing parts 2-4. The correction phase weight computing part 5 computes correction phase weight which directs a beam, in the direction opposite to the rotating direction of the rotating antenna, on the basis of information on the angle of rotation of the rotating antenna. The processing parts 2-4 compute a post-correction weight by multiplying the initial weight, an adaptive weight computed at an initial PRI (pulse repetition interval), by the correction phase weight from the correction phase weight computing part and perform adaptive processing, on the basis of the post-correction weight. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

本発明は、レーダ装置または受信装置などに適用されて不要波を抑圧する不要波抑圧装置に関し、特に回転するアンテナに対してアダプティブ処理またはＳＴＡＰ（Space Time Adaptive Processing）処理を行う技術に関する。   The present invention relates to an unnecessary wave suppressing device that is applied to a radar device or a receiving device to suppress unnecessary waves, and more particularly to a technique for performing adaptive processing or STAP (Space Time Adaptive Processing) processing on a rotating antenna.

従来、レーダ装置または受信装置に適用される不要波抑圧装置において、アダプティブ処理またはＳＴＡＰ処理を実施することにより、妨害波の到来方向のアンテナ利得を小さくしてヌル点を形成し、妨害波を抑圧するアダプティブヌルステアリングの技術が知られている。なお、アダプティブ処理およびＳＴＡＰ処理の詳細は、例えば、非特許文献１〜４および非特許文献５に記載されている。   Conventionally, in an unnecessary wave suppressing device applied to a radar device or a receiving device, by performing adaptive processing or STAP processing, the antenna gain in the arrival direction of the interference wave is reduced to form a null point, thereby suppressing the interference wave. The technology of adaptive null steering is known. Details of adaptive processing and STAP processing are described in Non-Patent Documents 1 to 4 and Non-Patent Document 5, for example.

図１１は、このような不要波抑圧装置の一例として、アダプティブヌルステアリングのシステムであるサイドローブキャンセラ（ＳＬＣ；Side lobe Canceller）を説明するための図である。   FIG. 11 is a diagram for explaining a side lobe canceller (SLC), which is an adaptive null steering system, as an example of such an unnecessary wave suppressing device.

ＳＬＣ処理部は、図１１（ａ）に示すように、主アンテナからの信号と補助アンテナからの信号とを処理することにより妨害波の到来方向のアンテナ利得を小さくして妨害波を抑圧する。   As shown in FIG. 11A, the SLC processing unit processes the signal from the main antenna and the signal from the auxiliary antenna to reduce the antenna gain in the arrival direction of the interference wave and suppress the interference wave.

具体的には、図１１（ｂ）に示すように、ＳＬＣ処理のフィードバックループにより、主アンテナのサイドローブと補助アンテナのレベルを一致させるようにウェイトを変化させ、図１１（ｃ）に示すように、主アンテナパターンにヌル点を形成する。これにより、妨害波の到来方向に対する感度を低下させ、妨害波を抑圧する。
菊間信良、“アレーアンテナによる適応信号処理”、科学技術出版(1999) pp.35-37,98-99 菊間信良、“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 菊間信良、“アレーアンテナによる適応信号処理”、科学技術出版(1999) pp.17-21 菊間信良、“アレーアンテナによる適応信号処理”、科学技術出版(1999) pp.43-46、76-78 Richard Klemm，”SPACE−TIME ADAPTIVE PROCESSING”，IEE RADAR，SONAR，NAVIGATION AND AVIONICS 9,pp.110-118(1998) Specifically, as shown in FIG. 11B, the weight is changed so that the side lobe of the main antenna and the level of the auxiliary antenna are matched by the feedback loop of the SLC process, as shown in FIG. 11C. In addition, a null point is formed in the main antenna pattern. Thereby, the sensitivity with respect to the arrival direction of the jamming wave is reduced, and the jamming wave is suppressed.
Nobuyoshi Kikuma, “Adaptive signal processing by array antenna”, Science and Technology Publishing (1999) pp.35-37, 98-99 Nobuyoshi Kikuma, “Adaptive signal processing by array antenna”, Science and Technology Publishing (1999) pp.67-86 Nobuyoshi Kikuma, “Adaptive signal processing by array antenna”, Science and Technology Publishing (1999) pp.17-21 Nobuyoshi Kikuma, “Adaptive signal processing by array antenna”, Science and Technology Publishing (1999) pp.43-46, 76-78 Richard Klemm, “SPACE-TIME ADAPTIVE PROCESSING”, IEE RADAR, SONAR, NAVIGATION AND AVIONICS 9, pp.110-118 (1998)

ところで、回転するアンテナを備えたレーダ装置または受信装置において、アダプティブ処理またはＳＴＡＰ処理を実施して、図１２（ａ）に示すように、妨害波の到来方向にヌル点を形成するウェイトを算出し、そのウェイトを固定したままアンテナを回転させると、図１２（ｂ）に示すように、妨害波の到来方向に対するヌル点がずれるため、妨害残留電力が増加する。   By the way, in a radar device or a receiving device having a rotating antenna, adaptive processing or STAP processing is performed to calculate a weight that forms a null point in the arrival direction of the interference wave as shown in FIG. If the antenna is rotated while the weight is fixed, the null point with respect to the arrival direction of the disturbing wave is shifted as shown in FIG.

このような状態を回避するためには、レンジセル単位または数レンジセル単位でウェイトを更新する必要があるが、アンテナが回転する都度、ウェイト演算を実施すると演算規模が大きくなり、規定時間内で処理することが困難になるという問題がある。また、アダプティブ処理によってメインローブが乱れ、アンテナ回転時に目標信号により、さらにメインローブが崩れるという問題がある。   In order to avoid such a state, it is necessary to update the weights in units of range cells or in units of several range cells. However, if the weight calculation is performed every time the antenna rotates, the scale of the operation increases, and processing is performed within a specified time. There is a problem that it becomes difficult. Further, there is a problem that the main lobe is disturbed by adaptive processing, and the main lobe is further broken by the target signal when the antenna rotates.

本発明は、上述した問題を解消するためになされたものであり、その課題は、回転するアンテナを備えた場合であっても、小さい演算規模で不要波を抑圧し、メインローブの乱れを低減することができる不要波抑圧装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the problem is that even when a rotating antenna is provided, unnecessary waves are suppressed with a small calculation scale, and disturbance of the main lobe is reduced. An object of the present invention is to provide an unnecessary wave suppression device that can perform the above-described operation.

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、素子またはサブアレイ型アダプティブ処理を行う不要波抑圧装置において、回転するアンテナの回転角情報に基づき該アンテナの回転方向と逆方向にビームを向ける補正位相ウェイトを算出する補正位相ウェイト演算部と、最初のＰＲＩ（Pulse Repetition Interval）で算出したアダプティブウェイトを初期ウェイトとし、該初期ウェイトに補正位相ウェイト演算部からの補正位相ウェイトを乗算して補正後ウェイトを算出し、該補正後ウェイトに基づきアダプティブ処理を行う処理部とを備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is an unnecessary wave suppression device that performs an element or subarray type adaptive processing, and a beam is emitted in the direction opposite to the rotation direction of the antenna based on the rotation angle information of the rotating antenna. A correction phase weight calculation unit for calculating a correction phase weight to be directed and an adaptive weight calculated in the first PRI (Pulse Repetition Interval) as an initial weight, and the initial weight is multiplied by a correction phase weight from the correction phase weight calculation unit And a processing unit that calculates a corrected weight and performs adaptive processing based on the corrected weight.

また、請求項２記載の発明は、ＳＬＣ（Side lobe Canceller）型アダプティブ処理を行う不要波抑圧装置において、回転するアンテナの回転角情報に基づき該アンテナの回転方向と逆方向にビームを向けるための主チャンネル用の補正位相ウェイトおよび補助チャンネル用の補正位相ウェイトを算出する補正位相ウェイト演算部と、補正位相ウェイト演算部からの主チャンネル用および補助チャンネル用の補正位相ウェイトを、主チャンネル信号および補助チャンネル信号の最初のＰＲＩで算出した初期アダプティブウェイトにそれぞれ乗算して補正後ウェイトを算出し、該補正後ウェイトに基づきアダプティブ処理を行う処理部とを備えたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an unnecessary wave suppressing device that performs SLC (Side lobe Canceller) type adaptive processing for directing a beam in a direction opposite to the rotation direction of the antenna based on rotation angle information of the rotating antenna. A correction phase weight calculation unit that calculates a correction phase weight for the main channel and a correction phase weight for the auxiliary channel, and a correction phase weight for the main channel and the auxiliary channel from the correction phase weight calculation unit, the main channel signal and the auxiliary channel And a processing unit that multiplies the initial adaptive weight calculated by the first PRI of the channel signal to calculate a corrected weight, and performs an adaptive process based on the corrected weight.

また、請求項３記載の発明は、素子またはサブアレイ型ＳＴＡＰ（Space Time Adaptive Processing）処理を行う不要波抑圧装置において、回転するアンテナの回転角情報に基づき該アンテナの回転方向と逆方向にビームを向ける補正位相ウェイトを算出する補正位相ウェイト演算部と、ＣＰＩの各ＰＲＩのレンジセルデータより算出したアダプティブウェイトを初期ウェイトとし、該初期ウェイトに補正位相ウェイト演算部からの補正位相ウェイトを乗算して補正後ウェイトを算出し、該補正後ウェイトに基づきＳＴＡＰ処理を行う処理部とを備えたことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided an unnecessary wave suppression device for performing an element or subarray type STAP (Space Time Adaptive Processing) process, wherein a beam is emitted in a direction opposite to the rotation direction of the antenna based on rotation angle information of the rotating antenna. A correction phase weight calculation unit that calculates a correction phase weight to be directed, an adaptive weight calculated from the range cell data of each PRI of the CPI is set as an initial weight, and the initial weight is multiplied by a correction phase weight from the correction phase weight calculation unit And a processing unit that calculates a corrected weight and performs a STAP process based on the corrected weight.

また、請求項４記載の発明は、ＳＬＣ（Side lobe Canceller）型ＳＴＡＰ（Space Time Adaptive Processing）処理を行う不要波抑圧装置において、回転するアンテナの回転角情報に基づき該アンテナの回転方向と逆方向にビームを向けるための主チャンネル用の補正位相ウェイトおよび補助チャンネル用の補正位相ウェイトを算出する補正位相ウェイト演算部と、補正位相ウェイト演算部からの主チャンネル用および補助チャンネル用の補正位相ウェイトを、主チャンネル信号および補助チャンネル信号のＣＰＩの各ＰＲＩのレンジセルデータより算出した初期ウェイトにそれぞれ乗算して補正後ウェイトを算出し、該補正後ウェイトに基づきＳＴＡＰ処理を行う処理部とを備えたことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an unnecessary wave suppressing apparatus that performs SLC (Side lobe Canceller) type STAP (Space Time Adaptive Processing) processing, based on the rotation angle information of the rotating antenna. The correction phase weight calculation unit for calculating the correction phase weight for the main channel and the correction phase weight for the auxiliary channel for directing the beam to the beam, and the correction phase weight for the main channel and the auxiliary channel from the correction phase weight calculation unit And a processing unit that calculates the corrected weight by multiplying the initial weight calculated from the range cell data of each PRI of the CPI of the main channel signal and the auxiliary channel signal, and performs the STAP processing based on the corrected weight. It is characterized by that.

また、請求項５記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の発明において、処理部は、リカーシブ法により補正後ウェイトを算出する際に、反復回数に制限を与え、メインローブの乱れを抑えることを特徴とする。   The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the processing unit gives a limit to the number of iterations when calculating the corrected weight by the recursive method, It is characterized by suppressing disturbance of the main lobe.

請求項１記載の発明によれば、最初のＰＲＩで算出したアダプティブウェイトを初期ウェイトとし、これにアンテナの回転角に応じた補正位相ウェイトを乗算してウェイト（補正後ウェイト）を得るので、アンテナが回転した場合のウェイトを簡易に算出できる。その結果、回転するアンテナを備えた場合であっても、少ない演算量で不要波を抑圧し、メインローブの乱れを低減することができる。   According to the first aspect of the present invention, the adaptive weight calculated in the first PRI is used as the initial weight, and this is multiplied by the correction phase weight corresponding to the rotation angle of the antenna to obtain a weight (corrected weight). It is possible to easily calculate the weight when the is rotated. As a result, even when a rotating antenna is provided, unnecessary waves can be suppressed with a small amount of computation, and disturbance of the main lobe can be reduced.

また、請求項２記載の発明によれば、ＳＬＣ型アダプティブ処理を行う不要波抑圧装置において、主チャンネルと補助チャンネルのウェイトに対して、アンテナの回転角に応じた補正位相ウェイトを乗算してウェイト（補正後ウェイト）を得るので、アンテナが回転した場合のウェイトを簡易に算出できる。その結果、回転するアンテナを備えた場合であっても、少ない演算量で不要波を抑圧し、メインローブの乱れを低減することができる。   According to the second aspect of the present invention, in the unnecessary wave suppression apparatus that performs SLC type adaptive processing, the weight of the main channel and the auxiliary channel is multiplied by the correction phase weight according to the rotation angle of the antenna. Since (weight after correction) is obtained, the weight when the antenna rotates can be easily calculated. As a result, even when a rotating antenna is provided, unnecessary waves can be suppressed with a small amount of computation, and disturbance of the main lobe can be reduced.

また、請求項３記載の発明によれば、素子またはサブアレイ型ＳＴＡＰ処理を行う不要波抑圧装置において、請求項１記載の発明と同様の構成を備えたので、アンテナが回転した場合のウェイトを簡易に算出できる。その結果、回転するアンテナを備えた場合であっても、少ない演算量で不要波を抑圧し、メインローブの乱れを低減することができる。   According to the third aspect of the present invention, the unnecessary wave suppressing device for performing the element or subarray type STAP processing has the same configuration as that of the first aspect of the present invention, so that the weight when the antenna rotates can be simplified. Can be calculated. As a result, even when a rotating antenna is provided, unnecessary waves can be suppressed with a small amount of computation, and disturbance of the main lobe can be reduced.

また、請求項４記載の発明によれば、ＳＬＣ型ＳＴＡＰ処理を行う不要波抑圧装置において、請求項２記載の発明と同様の構成を備えたので、アンテナが回転した場合のウェイトを簡易に算出できる。その結果、回転するアンテナを備えた場合であっても、少ない演算量で不要波を抑圧し、メインローブの乱れを低減することができる。   Further, according to the invention described in claim 4, since the unnecessary wave suppression device that performs the SLC type STAP processing has the same configuration as that of the invention described in claim 2, the weight when the antenna rotates can be calculated easily. it can. As a result, even when a rotating antenna is provided, unnecessary waves can be suppressed with a small amount of computation, and disturbance of the main lobe can be reduced.

また、請求項５記載の発明によれば、リカーシブ法の反復回数に制限を与えることにより、アダプティブ処理によるメインローブの乱れを抑えることができ、補正後ウェイトの設定後も位相ウェイトのみの変更であり、目標信号によるメインローブの変化を抑えることができる。   Further, according to the invention described in claim 5, by limiting the number of iterations of the recursive method, it is possible to suppress disturbance of the main lobe due to adaptive processing, and it is possible to change only the phase weight after setting the corrected weight. Yes, changes in the main lobe due to the target signal can be suppressed.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の原理を説明するための図である。今、図１（ａ）に示す状態から図１（ｂ）に示す状態にアンテナが回転すると、妨害波の到来方向が変わるので、本発明では、その妨害波の到来方向にヌルを向けるべく、アンテナの回転方向に対して逆の方向に、ビーム全体を走査する。すなわち、位相ウェイトによるバックスキャンを行い、ヌル点を保持するようにしたものである。   FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention. Now, when the antenna rotates from the state shown in FIG. 1 (a) to the state shown in FIG. 1 (b), the arrival direction of the disturbing wave changes. Therefore, in the present invention, in order to direct null to the arrival direction of the disturbing wave, The entire beam is scanned in a direction opposite to the direction of rotation of the antenna. That is, a back scan is performed using a phase weight, and a null point is held.

これをレーダ装置に適用された不要波抑圧装置の場合を例に挙げて、時系列で表現すると、図２に示すようになる。まず、図２（ａ）に示すように、ＣＰＩ（Coherent Processing Interval；コヒーレント処理周期）の最初のＰＲＩ（Pulse Repetition Interval；パルス繰り返し間隔）においてウェイト演算が実施され、アダプティブウェイト(初期ウェイト)が算出される。このアダプティブウェイトの演算は、妨害信号を抑圧するアダプティブ処理では、クラッタが含まれると、抑圧度の高いウェイトを算出することができないので、クラッタの少ないできるだけ遠方に対応するＰＲＩの後半で行われる。   Taking this as an example of an unnecessary wave suppression device applied to a radar device, it is expressed in time series as shown in FIG. First, as shown in FIG. 2A, weight calculation is performed in the first PRI (Pulse Repetition Interval) of CPI (Coherent Processing Interval), and adaptive weight (initial weight) is calculated. Is done. This adaptive weight calculation is performed in the second half of the PRI corresponding to the farther possible distance with less clutter because the adaptive processing for suppressing the interference signal cannot calculate a weight with a high degree of suppression if clutter is included.

なお、タイム・マネージメントに余裕がある場合は、図３（ａ）に示すように、最初の送信パルスの前に受信期間を設けて、クラッタが存在しない状態で、アダプティブウェイトを演算するように構成することもできる。   When time management has a margin, as shown in FIG. 3A, a reception period is provided before the first transmission pulse, and an adaptive weight is calculated in the absence of clutter. You can also

このようにして算出されたアダプティブウェイトはメモリに記憶され、図２（ｂ）に示すように、ＣＰＩの最初のＰＲＩで初期ウェイトとして設定される。この初期ウェイトに対して、アンテナの回転角に応じて、レンジセル毎または数レンジセル（間引きしたレンジセル）毎にバックスキャンする補正位相ウェイトが乗算され、この乗算結果が補正後ウェイトとして設定される。   The adaptive weight calculated in this way is stored in the memory, and is set as the initial weight in the first PRI of the CPI as shown in FIG. The initial weight is multiplied by a correction phase weight for back scanning for each range cell or several range cells (thinned range cells) according to the rotation angle of the antenna, and this multiplication result is set as a corrected weight.

アダプティブウェイトの演算および補正後ウェイトを定式化すると以下の通りである。まず、アダプティブウェイトＷｏｐｔは、ＳＭＩ方式（詳細は、非特許文献１参照）で演算する場合は、次式となる。

The calculation of adaptive weight and the corrected weight are formulated as follows. First, when the adaptive weight Wopt is calculated by the SMI method (refer to Non-Patent Document 1 for details), the following equation is obtained.

ここで、
Ｗｏｐｔ：アダプティブウェイト(列ベクトル)
Ｙ ：アダプティブ出力
Ｘ ：入力信号
Ｒｘｘ ：入力信号Ｘの相関行列
Ｓ ：ステアリングベクトル
ｔ ：転置
ステアリングベクトルＳは、次式で表される。

here,
Wopt: Adaptive weight (column vector)
Y: Adaptive output X: Input signal Rxx: Correlation matrix of input signal X S: Steering vector t: Transposition The steering vector S is expressed by the following equation.

θｂ ：ビーム指向方向
ｋ ：波数ベクトル ２π／λ
λ ：波長
ｄｎ ：入力（素子またはサブアレイ）ｎの位相中心の位置ベクトル（ｎ＝１〜Ｎ）
ｊ ：虚数単位
ウェイトは、一般に、タップドディレイライン（詳細は、非特許文献３参照）を用いて表現されるが、簡単のため、複素ウェイトで表現している。このアダプティブウェイトＷｏｐｔに対して、回転角Δφを考慮すると、次式の補正位相ウェイトが必要である。

θb: beam directing direction k: wave vector 2π / λ
λ: wavelength dn: position vector (n = 1 to N) of phase center of input (element or subarray) n
j: Imaginary unit Weight is generally expressed using a tapped delay line (refer to Non-Patent Document 3 for details), but for simplicity, it is expressed as a complex weight. In consideration of the rotation angle Δφ with respect to this adaptive weight Wopt, the following correction phase weight is required.

ここで、
ΔＷ ：補正位相ウェイト
Δφ ：回転量
この補正位相ウェイトを用いて、補正後ウェイトＷｃは、次式で算出できる。

here,
ΔW: Correction phase weight Δφ: Rotation amount The corrected weight Wc can be calculated by the following equation using this correction phase weight.

図４は、本発明の実施例１に係る不要波抑圧装置（素子またはサブアレイ型アダプティブ）の構成を示すブロック図である。この不要波抑圧装置によって、上述した処理が実現される。この不要波抑圧装置は、図示しないアンテナ素子または複数のアンテナ素子が配列されて成るサブアレイから送られてくる複数の入力信号Ｘ１〜ＸＮ（Ｎは正の整数）をレンジセル単位でそれぞれ遅延させる複数のＴＤＬ（Taped Delay Line；タップドディレイライン）２と、ＴＤＬ２の出力を加算し、アダプティブ出力Ｙとして出力する加算器３と、ＴＤＬ２の各タップから出力される信号に乗算するウェイトを計算するアダプティブ処理部４と、図示しないアンテナの角度検出部から送られてくる回転角情報に基づき補正位相ウェイトを算出する補正位相ウェイト演算部５から構成されている。   FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the unwanted wave suppressing device (element or subarray type adaptive) according to the first embodiment of the present invention. The processing described above is realized by this unnecessary wave suppressing device. The unnecessary wave suppressing device includes a plurality of input signals X1 to XN (N is a positive integer) sent from an antenna element (not shown) or a subarray in which a plurality of antenna elements are arranged. The TDL (Taped Delay Line) 2 and the output of TDL 2 are added, and an adder 3 that outputs as an adaptive output Y, and an adaptive process for calculating a weight to be multiplied to a signal output from each tap of TDL 2 And a correction phase weight calculation unit 5 that calculates correction phase weights based on rotation angle information sent from an angle detection unit (not shown) of the antenna.

なお、ＴＤＬ型のアダプティブアレイおよびＳＴＡＰ処理の詳細は、非特許文献３および非特許文献５に記載されている。   The details of the TDL type adaptive array and the STAP process are described in Non-Patent Document 3 and Non-Patent Document 5.

次に、この実施例１に係る不要波抑圧装置の動作を、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。まず、アダプティブウェイトが演算される（ステップＳ１）。すなわち、ＣＰＩの最初のＰＲＩにおいてアダプティブウェイトが算出さる。算出されたアダプティブウェイトは、初期ウェイトとして使用される。次いで、ＰＲＩがインクリメント（＋１）される（ステップＳ２）。なお、ＰＲＩの初期値は「０」とする。   Next, the operation of the unwanted wave suppressing apparatus according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, an adaptive weight is calculated (step S1). That is, an adaptive weight is calculated in the first PRI of CPI. The calculated adaptive weight is used as an initial weight. Next, PRI is incremented (+1) (step S2). The initial value of PRI is “0”.

次いで、初期ウェイトが設定される（ステップＳ３）。すなわち、ステップＳ１で算出された初期ウェイトが設定される。次いで、回転角に応じた補正後ウェイトが演算される（ステップＳ４）。すなわち、補正位相ウェイト演算部５は、回転するアンテナ（図示しない）からの回転角情報に基づき該アンテナの回転方向と逆方向にビームを向ける補正位相ウェイトを算出する。   Next, an initial weight is set (step S3). That is, the initial weight calculated in step S1 is set. Next, a corrected weight corresponding to the rotation angle is calculated (step S4). That is, the correction phase weight calculator 5 calculates a correction phase weight that directs the beam in the direction opposite to the rotation direction of the antenna based on the rotation angle information from the rotating antenna (not shown).

次いで、補正後ウェイトが設定される（ステップＳ５）。すなわち、ステップＳ４で算出された補正後ウェイトがアダプティブ処理部４の内部に設定され、アダプティブ処理に使用される。この場合、補正後ウェイトは、レンジセル毎または数レンジセル（間引きしたレンジセル）毎に設定される。   Next, a corrected weight is set (step S5). That is, the corrected weight calculated in step S4 is set inside the adaptive processing unit 4 and used for adaptive processing. In this case, the corrected weight is set for each range cell or for several range cells (thinned range cells).

次いで、１つのＣＰＩに対する処理が終了したかどうかが調べられる（ステップＳ６）。このステップＳ６において、１つのＣＰＩに対する処理が終了していないことが判断されると、ステップＳ２に戻り、上述した処理が繰り返される。一方、１つのＣＰＩに対する処理が終了したことが判断されると、次のＣＰＩに対する処理に移る。   Next, it is checked whether or not the processing for one CPI has been completed (step S6). If it is determined in step S6 that the processing for one CPI has not ended, the process returns to step S2 and the above-described processing is repeated. On the other hand, when it is determined that the processing for one CPI is completed, the processing proceeds to the processing for the next CPI.

なお、アダプティブウェイト（初期ウェイト）を演算する間隔は、アンテナの回転速度およびＰＲＩ等に応じて、ＣＰＩ単位または数ＰＲＩ単位と決定することができる。   Note that the interval for calculating the adaptive weight (initial weight) can be determined in CPI units or several PRI units according to the rotational speed of the antenna, PRI, and the like.

なお、ウェイト演算方式としては、リカーシブ・アルゴリズムのＭＳＮ（Maximum Signal to Noise Ratio）方式（詳細は、非特許文献２参照）等といった他の方式を用いることもできる。   As the weight calculation method, other methods such as a recursive algorithm MSN (Maximum Signal to Noise Ratio) method (for details, refer to Non-Patent Document 2) can be used.

図６は、本発明の実施例２に係る不要波抑圧装置（ＳＬＣ型アダプティブ）の構成を示すブロック図であり、図７は、この不要波抑圧装置で使用される演算セルの構成を示す図である。なお、ＳＬＣ型アダプティブの構成は周知であるので、以下では、本発明に直接関係する部分を中心に説明する。   FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the unwanted wave suppressing device (SLC type adaptive) according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the arithmetic cell used in this unwanted wave suppressing device. It is. In addition, since the structure of SLC type adaptive is well-known, below, it demonstrates focusing on the part directly related to this invention.

この不要波抑圧装置は、主アンテナ６を構成する複数のアンテナ素子にて送受信された信号は、主チャンネル（以下、「主ＣＨ」と略する）信号としてビーム合成回路７に送られる。   In this unnecessary wave suppressing device, signals transmitted and received by a plurality of antenna elements constituting the main antenna 6 are sent to the beam combining circuit 7 as main channel (hereinafter, abbreviated as “main CH”) signals.

なお、複数のアンテナ素子の代わりに、複数のサブアレイを用いることもできる。ビーム合成回路７は、補助位相ウェイト演算部１０から送られてくる主ＣＨ用の補正位相ウェイトを用いてウェイト演算が行った後にビーム合成し、キャンセル処理回路１２に送る。   A plurality of subarrays can be used instead of the plurality of antenna elements. The beam combining circuit 7 performs the beam calculation using the correction phase weight for the main CH sent from the auxiliary phase weight calculation unit 10, then combines the beam, and sends it to the cancel processing circuit 12.

主アンテナ６を構成する複数のアンテナ素子またはサブアレイの一部または全部は補助アンテナとして共用される。この補助アンテナによって得られる補助チャンネル（以下、「補助ＣＨ」と略する）信号は、ＴＤＬ８に送られる。   A part or all of a plurality of antenna elements or subarrays constituting the main antenna 6 is shared as an auxiliary antenna. An auxiliary channel (hereinafter abbreviated as “auxiliary CH”) signal obtained by the auxiliary antenna is sent to the TDL 8.

ＴＤＬ８は、ＳＬＣ処理部９と相俟って、補助アンテナからの補助ＣＨ信号のレンジセル単位の信号を用いてアダプティブ処理を行うことにより、不要波を抑圧する。アダプティブ処理の最適ウェイトＷｏｐｔとして、ＳＭＩ（直接解法；Sampled Matrix Inversion）アルゴリズム演算（非特許文献１参照）を用いると、次式となる。

In combination with the SLC processing unit 9, the TDL 8 suppresses unnecessary waves by performing adaptive processing using a signal in units of range cells of the auxiliary CH signal from the auxiliary antenna. When an SMI (Direct Solution: Sampled Matrix Inversion) algorithm operation (see Non-Patent Document 1) is used as the optimal weight Wopt for adaptive processing, the following equation is obtained.

ここで、
Ｗｏｐｔ：アダプティブウェイト(列ベクトル)
Ｙ ：アダプティブ出力
Ｘｍ ：主ＣＨ信号
Ｘａ ：補助ＣＨ信号
Ｒｘｘ ：入力信号Ｘａの相関行列
ｒｘｄ ：補助ＣＨ信号ＸａとＳＬＣ出力Ｙの相関係数
Ｓｍ ：主ＣＨ用ウェイト（ステアリングベクトル）

here,
Wopt: Adaptive weight (column vector)
Y: adaptive output Xm: main CH signal Xa: auxiliary CH signal Rxx: correlation matrix of input signal Xa rxd: correlation coefficient of auxiliary CH signal Xa and SLC output Y Sm: weight for main CH (steering vector)

θｂ ：ビーム指向方向
ｄｎ ：主ＣＨの入力（素子またはサブアレイ）の位相中心の位置ベクトル（ｎ＝１〜Ｎ）
このウェイトＷｏｐｔに対して、回転角Δφを考慮すると、次式の補正位相ウェイトが必要である。

θb: beam directing direction dn: position vector of phase center of input (element or subarray) of main CH (n = 1 to N)
When the rotation angle Δφ is taken into consideration for this weight Wopt, the following correction phase weight is required.

ここで、
ΔＳ ：補正位相ウェイト
Δφ ：回転量
Ｎ ：主ＣＨの素子数（ｎ＝１〜Ｎ）
また、補助ＣＨも同様に、次式となる。

here,
ΔS: correction phase weight Δφ: rotation amount N: number of elements of main CH (n = 1 to N)
Similarly, the auxiliary CH is represented by the following formula.

ここで、
Ｎａ ：補助ＣＨの素子数
ｄｎａ ：補助ＣＨの入力（素子またはサブアレイ）の位相中心の位置ベクトル（ｎａ＝１〜Ｎａ）
この補正位相ウェイトを用いて、補正後ウェイトは次式で算出できる。

here,
Na: number of elements of auxiliary CH dna: position vector of phase center of auxiliary CH input (element or subarray) (na = 1 to Na)
Using this corrected phase weight, the corrected weight can be calculated by the following equation.

ここで、
Ｓｃ ：主ＣＨの補正後ウェイト
Ｗｃ ：補助ＣＨの補正後ウェイト
以上の処理は、図５のフローチャートに示した実施例１に係る不要波抑圧装置における処理により実現できる。なお、補正後ウェイトは、レンジセル毎または数レンジセル（間引きしたレンジセル）毎に設定する。また、アダプティブウェイト（初期ウェイト）を演算する間隔は、アンテナの回転速度およびＰＲＩ等に応じて、ＣＰＩ単位または数ＰＲＩ単位と決定することができる。 here,
Sc: Weight after correction of main CH Wc: Weight after correction of auxiliary CH The above processing can be realized by the processing in the unnecessary wave suppressing apparatus according to the first embodiment shown in the flowchart of FIG. The corrected weight is set for each range cell or for several range cells (thinned range cells). Further, the interval for calculating the adaptive weight (initial weight) can be determined in CPI units or several PRI units according to the rotational speed of the antenna, PRI, and the like.

上述した実施例１および実施例２に係る不要波抑圧装置においては、空間軸で信号処理を行うように構成したが、さらに時間軸（周波数軸）を加えると、空間−時間（周波数）軸上の多次元のＳＴＡＰ処理（例えば、非特許文献５参照）が可能となる。図８は、本発明の実施例３に係る不要波抑圧装置（素子またはサブアレイ型ＳＴＡＰ）の構成を示すブロック図である。なお、素子またはサブアレイ型ＳＴＡＰの構成は周知であるので、以下では、本発明に直接関係する部分を中心に説明する。   In the unwanted wave suppressing device according to the first and second embodiments described above, the signal processing is performed on the space axis. However, when the time axis (frequency axis) is further added, the space-time (frequency) axis is increased. Multidimensional STAP processing (see, for example, Non-Patent Document 5) becomes possible. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the unwanted wave suppressing device (element or subarray type STAP) according to the third embodiment of the present invention. Since the configuration of the element or the sub-array type STAP is well known, the following description will focus on the portion directly related to the present invention.

この不要波抑圧装置で行われるＳＴＡＰ処理の最適ウェイトＷｏｐｔは、直接解法（非特許文献４参照）の場合は次式で表すことができる。

The optimum weight Wopt of the STAP process performed by the unnecessary wave suppression device can be expressed by the following equation in the case of the direct solution (see Non-Patent Document 4).

ここで、
Ｗｏｐｔ ：アダプティブウェイト(列ベクトル)
Ｙ ：ＳＴＡＰ出力
Ｘ ：入力信号（Ｎ×Ｍ個、Ｎ：補助アンテナ数、Ｍ：タップ数）
Ｘ＝［Ｘ１１・・・、ＸＮＭ］^ｔ
Ｒｘｘ ：入力信号Ｘの相関行列
Ｓ ：ステアリングベクトル

here,
Wopt: Adaptive weight (column vector)
Y: STAP output X: Input signal (N × M, N: number of auxiliary antennas, M: number of taps)
X = [X11..., XNM] ^t
Rxx: correlation matrix of input signal X S: steering vector

上記は、リニアアレイの場合である。         The above is the case of a linear array.

θｂ： ビーム指向方向
ｐ ：周波数バンク番号（ｐ＝１〜Ｐ）
ｍ ：タップ番号（ｍ＝１〜Ｍ）
このウェイトＷｏｐｔに対して、回転角Δφを考慮すると、次式の補正位相が算出できる。

θb: beam directing direction p: frequency bank number (p = 1 to P)
m: Tap number (m = 1 to M)
In consideration of the rotation angle Δφ for the weight Wopt, the correction phase of the following equation can be calculated.

ここで、
ΔＷ ：補正位相ウェイト
Δφ ：回転量
この補正位相ウェイトを用いて、補正後ウェイトＷｃは次式で算出できる。

here,
ΔW: correction phase weight Δφ: rotation amount The corrected weight Wc can be calculated by the following equation using this correction phase weight.

以上の処理は、図５のフローチャートに示した実施例１に係る不要波抑圧装置における処理により実現できる。なお、補正後ウェイトは、レンジセル毎または数レンジセル（間引きしたレンジセル）毎に設定する。また、アダプティブウェイト（初期ウェイト）を演算する間隔は、アンテナの回転速度およびＰＲＩ等に応じて、ＣＰＩ単位または数ＰＲＩ単位と決定することができる。   The above process can be realized by the process in the unnecessary wave suppressing apparatus according to the first embodiment shown in the flowchart of FIG. The corrected weight is set for each range cell or for several range cells (thinned range cells). Further, the interval for calculating the adaptive weight (initial weight) can be determined in CPI units or several PRI units according to the rotational speed of the antenna, PRI, and the like.

なお、初期ウェイトを演算する際には、ＳＴＡＰ処理の場合は、図９に示すように、ＣＰＩの各ＰＲＩのレンジセルデータによりウェイト演算を実施する。   When calculating the initial weight, in the case of the STAP process, as shown in FIG. 9, the weight calculation is performed based on the range cell data of each PRI of the CPI.

上述した実施例３に係る不要波抑圧装置は、素子またはサブアレイ型ＳＴＡＰ処理を行う構成であるが、ＳＬＣ型ＳＴＡＰ処理を行うように構成することができる。図１０は、本発明の実施例４に係る不要波抑圧装置（ＳＬＣ型ＳＴＡＰ）の構成を示すブロック図である。なお、ＳＬＣ型ＳＴＡＰの構成は周知であるので、以下では、本発明に直接関係する部分を中心に説明する。   The unnecessary wave suppression device according to the third embodiment described above is configured to perform element or subarray type STAP processing, but can be configured to perform SLC type STAP processing. FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of the unwanted wave suppressing device (SLC type STAP) according to the fourth embodiment of the present invention. Since the configuration of the SLC type STAP is well known, the following description will focus on the part directly related to the present invention.

この不要波抑圧装置では、主アンテナ６からの主ＣＨ信号をビーム合成回路７でビーム合成した後、フーリエ変換回路１２により、時空間でビーム形成される。ＳＴＡＰ処理の最適ウェイトＷｏｐｔとして、ＳＭＩ（直接解法：Sampled Matrix Inversion）アルゴリズム演算を用いると、次式となる。

In this unnecessary wave suppressing device, the main CH signal from the main antenna 6 is combined by the beam combining circuit 7 and then beam-formed in time and space by the Fourier transform circuit 12. When the SMI (Direct Solution: Sampled Matrix Inversion) algorithm operation is used as the optimum weight Wopt for the STAP process, the following equation is obtained.

ここで、
Ｗｏｐｔ：アダプティブウェイト(列ベクトル)
Ｙ ：アダプティブ出力
Ｘｍ ：主ＣＨ信号
Ｘａ ：補助ＣＨ信号
（Ｎ×Ｍ個、Ｎ：補助アンテナ数、Ｍ：タップ数）
Ｘａ＝［Ｘ１１・・・、ＸＮＭ］^ｔ
Ｒｘｘ ：入力信号Ｘａの相関行列
ｒｘｄ ：補助ＣＨＸａとＳＬＣ出力Ｙの相関係数
Ｓｍ ：主ＣＨ用ウェイト（ステアリングベクトル）

here,
Wopt: Adaptive weight (column vector)
Y: Adaptive output Xm: Main CH signal Xa: Auxiliary CH signal
(N x M, N: number of auxiliary antennas, M: number of taps)
Xa = [X11..., XNM] ^t
Rxx: Correlation matrix of input signal Xa rxd: Correlation coefficient between auxiliary CHXa and SLC output Y Sm: Weight for main CH (steering vector)

ｐ ：周波数バンク番号（ｐ＝１〜Ｐ）
ｍ ：タップ番号（ｍ＝１〜Ｍ）
ｄｎ ：主ＣＨの入力（素子またはサブアレイ）の位相中心の位置ベクトル（ｎ＝１〜Ｎ）
この最適ウェイトをアダプティブ処理の演算セルに設定し、補助ＣＨの信号を加算して、キャンセル処理の演算セルで主ＣＨ信号から減算する。 p: frequency bank number (p = 1 to P)
m: Tap number (m = 1 to M)
dn: position vector (n = 1 to N) of the phase center of the input (element or subarray) of the main CH
This optimal weight is set in the adaptive processing computation cell, the auxiliary CH signal is added, and the cancellation processing computation cell is subtracted from the main CH signal.

このウェイトＷｏｐｔに対して、回転角Δφを考慮すると、次式の補正位相ウェイトが必要である。

When the rotation angle Δφ is taken into consideration for this weight Wopt, the following correction phase weight is required.

また、補助ＣＨも同様に、次式となる。

Similarly, the auxiliary CH is represented by the following formula.

ここで、
Ｎａ ：補助ＣＨの素子数
ｄｎａ：補助ＣＨの入力（素子またはサブアレイ）の位相中心の位置ベクトル（ｎａ＝１〜Ｎａ）
この補正位相ウェイトを用いて、補正後ウェイトは次式で算出できる。

here,
Na: number of auxiliary CH elements dna: position vector of phase center of auxiliary CH input (element or subarray) (na = 1 to Na)
Using this corrected phase weight, the corrected weight can be calculated by the following equation.

ここで、
Ｓｃ ：主ＣＨの補正後ウェイト
Ｗｃ ：補助ＣＨの補正後ウェイト
以上の処理は、図５のフローチャートに示した実施例１に係る不要波抑圧装置における処理により実現できる。なお、補正後ウェイトは、レンジセル毎または数レンジセル（間引きしたレンジセル）毎に設定する。また、アダプティブウェイト（初期ウェイト）を演算する間隔は、アンテナの回転速度およびＰＲＩ等に応じて、ＣＰＩ単位または数ＰＲＩ単位と決定することができる。 here,
Sc: Weight after correction of main CH Wc: Weight after correction of auxiliary CH The above processing can be realized by the processing in the unnecessary wave suppressing apparatus according to the first embodiment shown in the flowchart of FIG. The corrected weight is set for each range cell or for several range cells (thinned range cells). Further, the interval for calculating the adaptive weight (initial weight) can be determined in CPI units or several PRI units according to the rotational speed of the antenna, PRI, and the like.

なお、初期ウェイトを演算する際には、ＳＴＡＰの場合は、図９に示すようにＣＰＩの各ＰＲＩのレンジセルデータによりウェイト演算を実施する。   When calculating the initial weight, in the case of STAP, as shown in FIG. 9, the weight calculation is performed by the range cell data of each PRI of CPI.

実施例５に係る不要波抑圧装置は、処理部がリカーシブ法により補正後ウェイトを算出する際に、反復回数に制限を与えることにより、メインローブの乱れを抑えるものである。   The unnecessary wave suppressing apparatus according to the fifth embodiment suppresses disturbance of the main lobe by limiting the number of iterations when the processing unit calculates the corrected weight by the recursive method.

この実施例５に係る不要波抑圧装置は、リカーシブ法では反復しながらウェイトが逐次演算されるが、この反復回数に制限を与えて、制限回数を超えた場合にウェイト演算を中止するように構成したものである。   The unnecessary wave suppression apparatus according to the fifth embodiment is configured such that weights are sequentially calculated while being repeated in the recursive method, but the number of repetitions is limited and the weight calculation is stopped when the limit number is exceeded. It is a thing.

これにより、不要波抑圧性能は若干劣化するものの、メインローブに影響を与えない範囲のウェイトを算出することができる。なお、リカーシブ法としては、ＭＳＮ方式（非特許文献２参照）、ＲＬＳ方式（非特許文献４参照）等といった種々の方式を用いることができる。   Thereby, although unnecessary wave suppression performance slightly deteriorates, it is possible to calculate weights in a range that does not affect the main lobe. As the recursive method, various methods such as the MSN method (see Non-Patent Document 2) and the RLS method (see Non-Patent Document 4) can be used.

なお、反復回数に制限を与えてメインローブの乱れを抑圧する方法は、反復回数がゼロになる固定の場合も含めて適用できる。   Note that the method of suppressing the main lobe disturbance by limiting the number of iterations can be applied to the case where the number of iterations is fixed to zero.

本発明は、回転するアンテナを備えたレーダ装置または受信装置などに利用可能である。   The present invention is applicable to a radar device or a receiving device provided with a rotating antenna.

本発明の原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle of this invention. 本発明の実施例１に係る不要波抑圧装置において、送信タイミングで初期ウェイトを決定する動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation | movement which determines an initial weight with a transmission timing in the unnecessary wave suppression apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係る不要波抑圧装置において、送信タイミングで初期ウェイトを決定する他の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating other operation | movement which determines an initial weight with a transmission timing in the unnecessary wave suppression apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係る不要波抑圧装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the unnecessary wave suppression apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係る不要波抑圧装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the unnecessary wave suppression apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例２に係る不要波抑圧装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the unnecessary wave suppression apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例２に係る不要波抑圧装置で使用される演算セルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the calculation cell used with the unnecessary wave suppression apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例３に係る不要波抑圧装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the unnecessary wave suppression apparatus which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例３に係る不要波抑圧装置において、送信タイミングで初期ウェイトを決定する動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation | movement which determines an initial weight with a transmission timing in the unnecessary wave suppression apparatus which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例４に係る不要波抑圧装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the unnecessary wave suppression apparatus which concerns on Example 4 of this invention. 従来の不要波抑圧装置の一例として、アダプティブヌルステアリングのシステムであるＳＬＣの原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle of SLC which is an adaptive null steering system as an example of the conventional unnecessary wave suppression apparatus. 従来の不要波抑圧装置の問題を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem of the conventional unnecessary wave suppression apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

２ ＴＤＬ（レンジセル単位）
２ａ ＴＤＬ（ＰＲＩ単位）
３ 加算器
４ アダプティブ処理部
４ａ ＳＴＡＰ処理部
５、５ａ 補正位相ウェイト演算部
６ 主アンテナ
７ ビーム合成回路
８ ＴＤＬ（レンジセル単位）
８ａ ＴＤＬ（ＰＲＩ単位）
９ ＳＬＣ処理部
９ａ ＳＴＡＰ処理部
１０、１０ａ 補正位相ウェイト演算部
１１、１１ａ キャンセル処理回路
１２ フーリエ変換回路 2 TDL (range cell unit)
2a TDL (PRI unit)
3 Adder 4 Adaptive processing unit 4a STAP processing unit 5, 5a Corrected phase weight calculation unit 6 Main antenna 7 Beam combining circuit 8 TDL (range cell unit)
8a TDL (PRI unit)
9 SLC processing unit 9a STAP processing unit 10, 10a Correction phase weight calculation unit 11, 11a Cancel processing circuit 12 Fourier transform circuit