JPH09205316A

JPH09205316A - 干渉波抑圧装置

Info

Publication number: JPH09205316A
Application number: JP8011074A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Harasawa; 康弘原沢; Seiji Mano; 清司真野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-01-25
Filing date: 1996-01-25
Publication date: 1997-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】アンテナサイドローブから入射する干渉波を
自動的に抑圧する干渉波抑圧装置において、適応アルゴ
リズムにより調整される荷重が高速に収束するような複
雑な適応アルゴリズム、例えばＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉ
ｖｅＬｅａｓｔＳｑｕａｒｅ）アルゴリズムを使用す
ると、量子化誤差が荷重更新演算で累積され、収束後の
荷重が安定しない。【解決手段】信号をそれぞれ受信する所定の距離間隔
をおいて配列された複数のアンテナ素子１と、上記複数
のアンテナ素子の受信信号の一部もしくは全部を入力し
て所定の方向にビームを形成するビーム形成手段５と、
上記複数のアンテナ素子の受信信号を入力する適応フィ
ルタ９ａと、上記適応フィルタの荷重の収束状態に応じ
て、選択する適応アルゴリズムを決める適応アルゴリズ
ム切り替え判定手段１１ａと、上記適応アルゴリズム切
り替え判定手段の出力に基づき、適応アルゴリズムを切
り替えて荷重更新を行う適応アルゴリズム切り替え手段
１４と、を備えることを特徴とする。

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のサイド
ローブから入射する複数の干渉波を抑圧する干渉波抑圧
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は、例えばＳ．Ｈ．Ｃｈａｎｇａ
ｎｄＣ．Ｊ．Ｈｕａｎｇ：“Ａｄａｐｔｉｖｅｂｅ
ａｍ−ｆｏｒｍｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｐａｒａｌ
ｌｅｌｓｐａｔｉａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”，ＩＮ
Ｔ．Ｊ．ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ，ｖｏｌ．７６，Ｎ
ｏ．６，（１９９４）に開示されたサイドローブから入
射する干渉波を自動的に抑圧する干渉波抑圧装置である
アダプティブアンテナの構成図である。

【０００３】図８において、１はアンテナ素子、２は受
信機，３はＡ／Ｄ変換器、５は主ビームフォーマ、６は
複素乗算器、７は複素加算器、８は複素減算器、９は適
応フィルタ、１６は適応フィルタの荷重を求める荷重計
算手段である。以下参照する図において、Ｓは所望波、
Ｊ₁，Ｊ₂はそれぞれ干渉波を示し、ｄ（ｋ）は所望波
方向に指向した主ビームの受信信号、ｘ₁（ｋ），…，
ｘ_L（ｋ）はそれぞれアンテナ素子番号１〜Ｌで受信さ
れた受信信号、ｙ（ｋ）は適応フィルタの出力信号、ｅ
（ｋ）は上記主ビームフォーマの出力信号と上記適応フ
ィルタとの誤差信号、ｗ₁（ｋ），…，ｗ_L（ｋ）はそ
れぞれ複素乗算器６で印加する荷重を示している。以下
の記述では、式の表記を簡単にするため、信号は全て複
素信号で表すことにする。各受信機は、それぞれ内部で
各アンテナ素子が受信したＲＦ帯の受信信号を増幅し、
位相検波して複素ビデオ信号を生成している。このアナ
ログビデオ信号は各受信機が備えたＡ／Ｄ変換器におい
て、一定の標本化周期Ｔで標本化されディジタル信号に
変換される。この場合、標本化周期Ｔｓは各受信機の帯
域をＢとすると、Ｔ_s＜（１／Ｂ）となるように選ばれ
る。また、これらの信号の表記式においては、標本化周
期Ｔ_sを省略し、整数ｋが時間を表す因子とする。

【０００４】次に、図８に示すアダプティブアンテナが
所望波Ｓと２つの干渉波Ｊ₁，Ｊ₂を受信した場合を例
にして動作を説明する。各アンテナ素子が無指向性であ
るとすると、各受信機に接続されたＡ／Ｄ変換器の出力
信号ｘ_i（ｋ），（ｉ＝１，２，…，Ｌ）は次式で表せ
る。

【０００５】

【数１】

【０００６】但し、ω_sは所望波の角周波数、ω₁は干
渉波Ｊ₁の角周波数、ω₂は干渉波Ｊ₂の角周波数を表
し、λ_sは所望波の波長、λ₁は干渉波Ｊ₁の波長、λ
₂は干渉波Ｊ₂の波長を表し、θ_sは所望波の入射角、
θ₁は干渉波Ｊ₁の入射角、θ₂は干渉波Ｊ₂の入射角
を表し、Ａ_sは所望波の振幅、Ａ₁は干渉波Ｊ₁の振
幅、Ａ₂は干渉波Ｊ₂の振幅を表し、ｎ_i（ｋ）は、受
信機雑音、ｄは各アンテナ素子の間隔、Ｌはアンテナ素
子数、ｉはアンテナ素子番号を表す。主ビームフォーマ
５では、次式に示す積分演算により指向性合成を行い、
所望波Ｓの入射方向に受信ビームを形成する。

【０００７】

【数２】

【０００８】ここで、θはビームを形成する方向を制御
するパラメータであり、通常は受信ビームを所望波方向
に向けるためθ＝θ_sである。Ｎは積分数を示し、Ｎは
アンテナ素子数Ｌ以下に設定しなければならない。Ｎ＝
Ｌの場合は受信信号の全てを使用してビームを形成する
ことになり、Ｎ＜Ｌのときは受信信号の一部を使用して
ビームを形成することになる。一般にＮを大きくするほ
ど半値幅の狭いビームを形成することができる。式
（２）に式（１）を代入すると主ビームフォーマの出力
ｄ（ｋ）は次式で表せる。

【０００９】

【数３】

【００１０】ここで、以下の式（４），（５），
（６），（７）を用いれば式（８）が得られる。

【００１１】

【数４】

【００１２】一方、受信信号ｘ_i（ｋ），（ｉ＝１，
…，Ｌ）は分配されて複素乗算器６で荷重ｗ_i（ｋ），
（ｉ＝１，…，Ｌ）と掛け合わされた後、複素加算器７
に転送され、次式に示す信号ｙ（ｋ）が生成される。

【００１３】

【数５】

【００１４】信号ｙ（ｋ）は複素減算器８に転送され、
次式より主ビームフォーマ５の出力信号ｄ（ｋ）との差
信号ｅ（ｋ）が生成される。ｅ（ｋ）＝ｄ（ｋ）−ｙ（ｋ）（１０）一般に、干渉波は所望波に比較して非常に大きな電力で
受信されるものと考えられ、Ａ_s＜＜Ａ₁，Ａ₂と仮定
できることから、信号ｅ（ｋ）は式（１），式（８），
式（９）を式（１０）に代入することにより、次式で表
すことができる。

【００１５】

【数６】

【００１６】式（１１）から判るように、信号ｙ（ｋ）
が信号ｄ（ｋ）に含まれる干渉波成分にできるだけ近い
値をとるように荷重ｗ_i（ｋ）を調整すれば、信号ｅ
（ｋ）が所望の信号成分と近い値をとることは明らかで
ある。更にいうと荷重ｗ_i（ｋ）が式（１２），式（１
３）を満たすように調整できれば、信号ｅ（ｋ）中に含
まれる干渉波成分を完全に抑圧することができる。

【００１７】

【数７】

【００１８】しかしながら、式（１２），式（１３）を
満足するためには、干渉波の入射方向と電波波長を知っ
ておく必要がある。通常、このようなパラメータは未知
数であるので、実際には式（１２），式（１３）を解い
て荷重ｗ_i（ｋ）を決定することはできない。そこで、
以下に説明する方法で荷重ｗ_i（ｋ）を決定する。所望
波Ｓの角周波数ω_sと干渉波Ｊ₁，Ｊ₂の角周波数
ω₁，ω₂が互いに異なるものとすれば、信号ｅ（ｋ）
の２乗平均値は次式で表される。

【００１９】

【数８】

【００２０】但し、Ｅ［］は時間平均を表し、式（１
４）の導出には式（１５）〜式（１８）に示す関係を用
いた。

【００２１】

【数９】

【００２２】式（１４）から明らかなように、式（１
４）の右辺第２、第３項を最小にするように荷重ｗ
_i（ｋ）を調整するということは、ｅ（ｋ）の２乗平均
値を最小にすることと等価であるので、Ｅ［｜ｅ（ｋ）
｜²］を最小にするように荷重を調整することによって
干渉波成分を抑圧することができる。このようにアダプ
ティブアンテナでは、ｅ（ｋ）の２乗平均値を最小にす
るように荷重ｗ_i（ｋ）を調整して干渉波を抑圧する。
Ｅ［｜ｅ（ｋ）｜²］を最小化するような荷重は最適荷
重と呼ばれ、Ｗｉｅｎｅｒ−Ｈｏｐｆの方程式の解より
得ることができる。最適荷重ベクトルをＷ_opt、共分散
行列をＲ、相互相関ベクトルをＰとするとＷ_optは次式
により得られる。

【００２３】

【数１０】

【００２４】ここで、最適荷重ベクトルＷ_opt、共分散
行列Ｒ、相互相関ベクトルＰは、それぞれ次式で表され
る。

【００２５】

【数１１】

【００２６】ここで、Ｔは転置を表し、＊は複素共役を
表す。このように、アダプティブアンテナの最適荷重
は、各アンテナ素子の受信信号の共分散行列と主ビーム
フォーマの出力信号と各アンテナ素子の受信信号との相
互相関ベクトルが既知であれば式（１９）より求めるこ
とができる。しかし、実際には共分散行列、相互相関ベ
クトルともに既知ではないので、通常は信号ｘ
_i（ｋ），ｄ（ｋ）を用いて適応アルゴリズムにより逐
次的に最適な荷重を推定していく。よく知られた適応ア
ルゴリズムとしてＬＭＳ（ＬｅａｓｔＭｅａｎＳｑ
ｕａｒｅ）アルゴリズムがある。このアルゴリズムは式
（２３）に示すように非常にシンプルで演算量も少ない
ため、しばしば用いられる。

【００２７】

【数１２】

【００２８】ここで、μはステップサイズパラメータと
呼ばれる定数であり、荷重更新時の補正量の大きさを決
めるもので、荷重の収束速度と安定性を制御するパラメ
ータである。このとき、ステップサイズパラメータμは
０＜μ＜１を満たすように定めなければならず、μを小
さく設定すると収束速度が遅くなるが、収束後の最適値
との誤差は小さくなる。逆にμを大きく設定すると収束
速度は速くなるが、収束後の最適値との誤差は大きくな
るという特徴がある。従って、ＬＭＳタイプのアルゴリ
ズムではステップサイズパラメータμの決め方が重要な
ファクターとなる。

【００２９】これに対し、逐次的に共分散行列Ｒの逆行
列を推定するアルゴリズムとして、ＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒ
ｓｉｖｅＬｅａｓｔＳｑｕａｒｅ）アルゴリズムが
ある。このアルゴリズムは、直接共分散行列Ｒの逆行列
を推定するため、ＬＭＳアルゴリズムに比べて速い収束
速度を有する。入力信号ベクトルｘ（ｋ）を式（２４）
で定義すると、ＲＬＳアルゴリズムの荷重ベクトル更新
式は式（２５）で表される。

【００３０】

【数１３】

【００３１】式（２５）において、Ｐ（ｋ）は入力信号
の共分散行列の逆行列に相当し、本来式（２５）の荷重
ベクトルの更新では逆行列の演算が必要であるが、ＲＬ
Ｓアルゴリズムでは直接逆行列を計算するのではなく、
公知の逆行列の補助定理を利用して式（２６）を初期値
とし、式（２７）に示すように漸化的に求めている。

【００３２】

【数１４】

【００３３】ＲＬＳアルゴリズムは、式（２５）からわ
かるように、ＬＭＳアルゴリズムのように事前に調整す
べきパラメータがなく常に高速な収束特性を示す。しか
しながら、式（２７）のような複雑な漸化式を１サンプ
ル毎に計算しなければならないことから、演算負荷が膨
大になる。更に、デジタル信号処理ではＡ／Ｄ変換での
標本化、量子化処理により、量子化誤差が発生するが、
ＲＬＳアルゴリズムでは荷重更新計算を繰り返すうちに
量子化誤差が積みあがり、最適値からの調整誤差が増大
する場合があり、最悪アルゴリズムが発散してしまうと
いう課題がある。

【００３４】

【発明が解決しようとする課題】従来の複数の干渉波を
抑圧する干渉波抑圧装置では、適応フィルタ荷重の更新
アルゴリズムとして、収束速度が高速で複雑なアルゴリ
ズムを用いた場合、量子化誤差の影響で収束後の調整誤
差が増大したり、アルゴリズムが発散するという課題が
あった。

【００３５】この発明は上記の課題を解消するためにな
されたもので、荷重を逐次調整する適応アルゴリズムを
複数用意しておき、適応フィルタの荷重の収束状態に応
じて適応アルゴリズムを選択して、高速で安定な干渉波
抑圧特性をもつ干渉波抑圧装置を得ることを目的とす
る。

【００３６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に係わる発明の干渉波抑圧装置は、信号
をそれぞれ受信する所定の距離間隔をおいて配列された
複数のアンテナ素子と、上記複数のアンテナ素子の受信
信号の一部もしくは全部を入力して所定の方向にビーム
を形成するビーム形成手段と、上記複数のアンテナ素子
の受信信号を入力する適応フィルタと、上記適応フィル
タの荷重の収束状態に応じて、選択する適応アルゴリズ
ムを決める適応アルゴリズム切り替え判定手段と、上記
適応アルゴリズム切り替え判定手段の出力に基づき、適
応アルゴリズムを切り替えて荷重更新を行う適応アルゴ
リズム切り替え手段と、を備えたことを特徴とする。

【００３７】また、請求項２に係わる発明は、信号をそ
れぞれ受信する所定の距離間隔をおいて配列された複数
のアンテナ素子と、上記複数のアンテナ素子の受信信号
の一部もしくは全部を入力して所定の方向にビームを形
成するビーム形成手段と、上記複数のアンテナ素子の受
信信号を入力して干渉波到来方向に補助ビームを形成す
る離散フーリエ変換器と、上記離散フーリエ変換器の出
力信号を入力する適応フィルタと、上記適応フィルタの
荷重の収束状態に応じて、選択する適応アルゴリズムを
決める適応アルゴリズム切り替え判定手段と、上記適応
アルゴリズム切り替え判定手段の出力に基づき、適応ア
ルゴリズムを切り替えて荷重更新を行う適応アルゴリズ
ム切り替え手段と、を備えたことを特徴とする。

【００３８】また、請求項３に係わる発明は、請求項１
又は請求項２記載の干渉波抑圧装置の適応アルゴリズム
切り替え判定手段が、適応フィルタの入力信号と、ビー
ム形成手段の出力信号と上記適応フィルタ出力信号の誤
差信号との直交度を求め、上記直交度と所定のしきい値
を比較し、荷重の収束状態に応じて適応フィルタの荷重
を調整する適応アルゴリズムを決めることを特徴とす
る。

【００３９】また、請求項４に係わる発明は、請求項１
又は請求項２記載の干渉波抑圧装置の適応アルゴリズム
切り替え判定手段が、ビーム形成手段の出力信号と適応
フィルタ出力信号の誤差信号の電力を求め、上記誤差信
号の電力と所定のしきい値を比較し、荷重の収束状態に
応じて適応フィルタの荷重を調整する適応アルゴリズム
を決めることを特徴とする。

【００４０】また、請求項５に係わる発明の干渉波抑圧
装置は、主アンテナと、複数の補助アンテナと、上記複
数の補助アンテナ受信信号を入力する適応フィルタと、
上記適応フィルタの荷重の収束状態に応じて、適応フィ
ルタの荷重を調整する適応アルゴリズムを決める適応ア
ルゴリズム切り替え判定手段と、上記適応アルゴリズム
切り替え判定手段の出力に基づき、適応アルゴリズムを
切り替えて荷重更新を行う適応アルゴリズム切り替え手
段と、を備えたことを特徴とする。

【００４１】また、請求項６に係わる発明の干渉波抑圧
装置は、主アンテナと、複数の補助アンテナと、上記複
数の補助アンテナ受信信号の一部もしくは全部を入力し
て干渉波到来方向に補助ビームを形成する離散フーリエ
変換器と、上記離散フーリエ変換器の出力信号を入力す
る適応フィルタと、上記適応フィルタの荷重の収束状態
に応じて、適応フィルタの荷重を調整する適応アルゴリ
ズムを決める適応アルゴリズム切り替え判定手段と、上
記適応アルゴリズム切り替え判定手段の出力に基づき、
適応アルゴリズムを切り替えて荷重更新を行う適応アル
ゴリズム切り替え手段と、を備えたことを特徴とする。

【００４２】また、請求項７に係わる発明は、請求項５
又は請求項６記載の干渉波抑圧装置の適応アルゴリズム
切り替え判定手段が、適応フィルタ入力信号と、主アン
テナ受信信号と適応フィルタ出力信号の誤差信号との直
交度を求め、上記直交度と所定のしきい値を比較し、荷
重の収束状態に応じて適応フィルタの荷重を調整する適
応アルゴリズムを決めることを特徴とする。

【００４３】また、請求項８に係わる発明は、請求項５
又は請求項６記載の干渉波抑圧装置の適応アルゴリズム
切り替え判定手段が、主アンテナ受信信号と適応フィル
タ出力信号の誤差信号の電力を求め、上記誤差信号の電
力と所定のしきい値を比較し、荷重の収束状態に応じて
適応フィルタの荷重を調整する適応アルゴリズムを決め
ることを特徴とする。

【００４４】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の干渉波抑圧装置の実施
の形態１，２を示す構成図である。図において、１はア
ンテナ素子、２は受信機、３はＡ／Ｄ変換器、５は所定
の方向にビームを形成する手段である主ビームフォー
マ、６は複素乗算器、７は複素加算器、８は複素減算
器、９ａは適応フイルタ、１１ａは上記適応フイルタの
荷重の収束状態に応じて選択する適応アルゴリズムを決
める適応アルゴリズム切り替え判定手段、１２は複数種
類の適応アルゴリズムを記憶していて指定された適応ア
ルゴリズムにて荷重計算を行う荷重計算機、１３は適応
アルゴリズム切り替え判定手段１１ａの出力を受けて動
作する切り替えスイッチ、１４は上記１２，１３を有す
る適応アルゴリズム切り替え手段１４である。図２はこ
の発明の実施の形態１を説明するフローチヤートであ
る。

【００４５】以下、図１，２を参照して本発明の実施の
形態１について説明する。実施の形態１の特徴は、適応
フィルタの荷重を逐次調整する適応アルゴリズムを複数
用意しておき、適応フィルタの荷重の収束状態に応じて
適応アルゴリズムを適宜切り替えるようにして、高速で
安定した干渉波抑圧特性を得る点にあり、かつ、適応ア
ルゴリズム切り替え判定手段が、適応フィルタの入力信
号と、ビーム形成手段の主ビームフォーマの出力信号と
上記適応フィルタの出力信号の誤差信号との直交度をパ
ラメータとして、選択する適応アルゴリズムを決めてい
る点にあり、これらの動作を中心に説明する。なお、本
実施の形態１では切り替える適応アルゴリズムを２種類
として説明するが、３種類以上の適応アルゴリズムを用
意してもかまわない。

【００４６】適応アルゴリズム切り替え判定手段１１
ａ、及び適応アルゴリズム切り替え手段１４では、各Ａ
／Ｄ変換器３の出力信号ｘ_i（ｋ）（適応フィルタ９ａ
の入力信号）と、主ビームフォーマ５の出力信号と適応
フィルタ９ａとの誤差信号ｅ（ｋ）とを入力して、図２
に示すフローチャートに従って、選択する適応アルゴリ
ズムを決め、上記適応アルゴリズムに切り替えて適応フ
ィルタの荷重更新を行う。図２において、先ず、ステッ
プ２０では、式（２８）に示す演算により、上記の直交
度γを求める。

【００４７】

【数１５】

【００４８】適応フィルタを用いた干渉波抑圧装置で
は、干渉波の影響をなるべく短時間で除去しなければな
らないため、初期状態では例えばＲＬＳアルゴリズムの
ような高速な収束特性を有するアルゴリズムで荷重更新
を行う必要がある。しかしながら、ＲＬＳアルゴリズム
は量子化誤差が累積し、荷重が最適値から外れてくると
いう問題がある。そこで、ＲＬＳアルゴリズムで荷重が
収束状態になったら、このような量子化誤差の積みあが
りの影響が小さいシンプルな適応アルゴリズム、例えば
ＮＬＭＳ（ＮｏｒｍａｌｉｚｅｄＬＭＳ）アルゴリズ
ムに切り替えれば、収束状態を保つことができる。適応
フィルタでは、荷重の収束過程が進行し、最適荷重に近
づいてくると、原理的には入力信号ｘ_i（ｋ）と出力信
号ｅ（ｋ）の相関度が著しく小さくなり、即ち信号ベク
トルが直交した状態になる。これを利用すれば、式（２
８）の直交度γを収束状態の判断基準として用いること
が可能である。初期状態では、出力信号と入力信号の相
関度が大きいので直交度γの値は小さいが、収束状態に
到達すれば式（２８）の分母が零に漸近するので、直交
度γは大きな値を示す。

【００４９】次いで、ステップ２１では、オペレータが
設定するしきい値と直交度γを比較して、直交度γが所
定のしきい値を越えるほど収束過程が進行していれば、
ステップ２２で適応アルゴリズムを切り替え、そうでな
ければ現在使用している適応アルゴリズムを継続して使
用するという判定を下す。図１でいえば、スイッチ１３
をアルゴリズム１からアルゴリズム２に切り替える操作
を示す。次いで、ステップ２３では、所定の荷重更新時
間に到達したかどうかの判定を行い、荷重更新を続ける
ならば、ステップ２４で現在選択されているアルゴリズ
ムで荷重更新を実行し、そうでなければ荷重更新を終了
する。

【００５０】以上のように、本発明の実施の形態１で
は、適応フィルタの荷重を逐次調整する適応アルゴリズ
ムを複数用意しておき、適応フィルタ荷重の収束状態に
応じて、適応アルゴリズムを適宜切り替えるようにし
て、高速で安定した干渉波抑圧特性を得ることができ
る。ここで、荷重の収束状態に応じて適応アルゴリズム
を切り替えるパラメータとして、適応フィルタの入力信
号と、ビーム形成手段の出力信号と上記適応フィルタ出
力信号の誤差信号との直交度を使うことができる。

【００５１】実施の形態２．図１はこの発明の干渉波抑
圧装置の実施の形態１と共通の実施の形態２を示す構成
図である。図３はこの発明の実施の形態２を説明するフ
ローチヤートである。実施の形態２の特徴は、適応フィ
ルタの荷重を逐次調整する適応アルゴリズムを複数用意
しておき、適応フィルタの荷重の収束状態に応じて適応
アルゴリズムを適宜切り替えるようにして、高速で安定
した干渉波抑圧特性を得るものであり、かつ、この干
渉波抑圧装置の適応アルゴリズム切り替え判定手段が、
ビーム形成手段の出力信号と適応フィルタ出力信号の誤
差信号の平均電力を求め、上記誤差信号の平均電力と所
定のしきい値を比較し、荷重の収束状態に応じて、適応
フィルタの荷重を調整する適応アルゴリズムを決める点
にあり、これらについて説明する。図３において、先
ず、ステップ３０では、式（２９）に示す演算により、
上記誤差信号ｅ（ｋ）の平均電力値Ｐを求める。

【００５２】

【数１６】

【００５３】次いで、ステップ３１では、所望信号の電
力値が大まかに推定できると仮定して、出力信号の電力
値がそれよりも大きければ干渉波の消え残りが大きいと
判断できるので、所望信号の電力値を基準として設定し
たしきい値を式（２９）で求まる誤差信号ｅ（ｋ）の平
均電力値Ｐが越えている場合には、ステップ３２で現在
選択されている初期の適応アルゴリズム、例えばＲＬＳ
アルゴリズムを選択する。そうでない場合には、荷重が
収束状態にあり、干渉波が十分抑圧されていると判断
し、適応アルゴリズムをシンプルなタイプ、例えばＮＬ
ＭＳアルゴリズムに切り替える。図１でいえば、スイッ
チ１３をアルゴリズム１からアルゴリズム２に切り替え
る操作を示す。

【００５４】次いで、ステップ３３では、所定の荷重更
新時間に到達したかどうかの判定を行い、荷重更新を続
けるならばステップ３４で現在選択されているアルゴリ
ズムで荷重更新を実行し、そうでなければ荷重更新を終
了する。なお、本実施の形態２では切り替える適応アル
ゴリズムを２種類として説明したが、３種類以上の適応
アルゴリズムを用意してもかまわない。

【００５５】以上のように、本発明の実施の形態２で
は、適応フィルタの荷重を逐次調整する適応アルゴリズ
ムを複数用意しておき、荷重の収束状態に応じて適応ア
ルゴリズムを適宜切り替えるようにして、高速で安定し
た干渉波抑圧特性を得ることができる。ここで、荷重の
収束状態に応じて適応アルゴリズムを切り替えるパラメ
ータとして、ビーム形成手段の出力信号と適応フィルタ
出力信号の誤差信号の平均電力値を使うことができる。

【００５６】実施の形態３．図４はこの発明の干渉波抑
圧装置の実施の形態３を示す構成図である。図におい
て、９ｂは適応フイルタ、１１ｂは適応アルゴリズム切
り替え判定手段、１５は離散フーリエ変換器であり、そ
の他は実施の形態１を示す構成図の図１と同様である。
実施の形態３の特徴は、実施の形態１を示す図１と異な
り、適応フィルタ９ｂの入力に離散フーリエ変換器１５
を備えた点にある。図４において、離散フーリエ変換器
１５は、複数のアンテナ素子１の受信信号であるＡ／Ｄ
変換器３の出力信号を入力した後、その内部で次式に示
すフーリエ変換演算を行ってｕ_m（ｋ）を生成し、複素
乗算器６に転送する。

【００５７】

【数１７】

【００５８】ここで、θ_mは予め決められた定数であ
り、干渉波が入射する範囲内で適当に決定される。特
に、Ｍ＝Ｌとして、式（３１）が成り立つようにθ_mを
選ぶと、式（３０）は式（３２）に示す離散フーリエ変
換と等価になる。

【００５９】

【数１８】

【００６０】式（３２）に示す演算は、高速フーリエ変
換アルゴリズムにより高速に実行することができる。式
（３２）又は式（３０）により生成されたｕ_m（ｋ）
は、複素乗算器６に転送され荷重計算手段１２で更新さ
れる複素荷重ｗ_i（ｋ），（ｉ＝１，…，Ｍ）と乗算さ
れる。複数の干渉波が近接した到来角度で受信されなけ
れば、離散フーリエ変換により生成されたｕ_m（ｋ）
は、互いに無相関となる。即ち、任意の荷重ｗ_i（ｋ）
が他のチャンネルの荷重と無関係に独立に調整できるこ
とになるので、図５に示す模式図のように、離散フーリ
エ変換器１５の出力チャンネル毎に適応アルゴリズム切
り替えを行うことができる。アンテナ素子数Ｌが大きく
なると離散フーリエ変換器１５の出力チャンネル毎に適
応アルゴリズムの切り替えを行うことは演算量を増大さ
せることにつながるが、上記離散フーリエ変換器１５の
出力は、干渉波の方向に補助受信ビームを形成すること
と等価になるので、離散フーリエ変換器１５の出力チャ
ンネル中で干渉波成分を含んだチャンネルのみを選択す
れば、調整すべき荷重数を低減でき、演算量はさほど問
題にならない。

【００６１】以上のように、本発明の実施の形態３で
は、複数のアンテナ素子の受信信号を離散フーリエ変換
して、荷重を独立に扱えるようにしたので、荷重毎にそ
の収束状態に応じて荷重更新アルゴリズムを適宜切り替
えることができるので、高速かつ精密に荷重調整が行え
る。ここで、荷重の収束状態に応じて適応アルゴリズム
を切り替えるパラメータとして、実施の形態１で説明し
た適応フィルタの入力信号と、ビーム形成手段の出力信
号と上記適応フィルタ出力信号の誤差信号との直交度
を、もしくは実施の形態２で説明したビーム形成手段の
出力信号と適応フィルタ出力信号の誤差信号の平均電力
値を使うことができる。

【００６２】実施の形態４．図６はこの発明の干渉波抑
圧装置の実施の形態４を示す構成図である。図におい
て、４０は主アンテナ、４１は補助アンテナ、９ｃは適
応フイルタ、１１ｃは適応アルゴリズム切り替え判定手
段、その他は実施の形態１で説明したものと同様であ
る。実施の形態４の特徴は、主アンテナのサイドローブ
から入射した干渉波の成分を抑圧するもので、サイドロ
ーブキャンセラと呼ばれるものである。

【００６３】主アンテナ４０は、所定の方向に指向性を
有するアンテナであり、補助アンテナ４１は無指向性の
アンテナが一般に用いられる。本実施の形態４の動作
は、実施の形態１を示す図１における主ビームフォーマ
５の出力信号ｄ（ｋ）を、本実施の形態４の主アンテナ
１の入力信号ｄ（ｋ）に、図１における適応アルゴリズ
ム切り替え判定手段１１ａ及び複素乗算器６に転送され
るアンテナ素子１の受信信号を、本実施の形態４の補助
アンテナ４１の受信信号に置き換えたものと等価であ
る。

【００６４】以上のように、本発明の実施の形態４で
は、適応フィルタの荷重を逐次調整する適応アルゴリズ
ムを複数用意しておき、荷重の収束状態に応じて適応ア
ルゴリズムを適宜切り替えるようにして、高速で安定し
た干渉波抑圧特性を得ることができる。ここで、荷重の
収束状態に応じて適応アルゴリズムを切り替えるパラメ
ータとして、適応フィルタの入力信号と、主アンテナ受
信信号と上記適応フィルタ出力信号の誤差信号との直交
度を、もしくは主アンテナ受信信号と適応フィルタ出力
信号の誤差信号の平均電力値を使うことができる。

【００６５】実施の形態５．図７はこの発明の干渉波抑
圧装置の実施の形態５を示す構成図である。図におい
て、９ｄは適応フイルタ、１１ｄは適応アルゴリズム切
り替え判定手段、１５は離散フーリエ変換器、その他は
実施の形態４で説明したものと同様である。実施の形態
５の特徴は、実施の形態４と同様に主アンテナ４０のサ
イドローブから入射した干渉波の成分を抑圧するサイド
ローブキャンセラと呼ばれるものであるが、適応フィル
タ９ｄの入力に離散フーリエ変換器１５を備えた点にあ
る。

【００６６】主アンテナ４０は、所定の方向に指向性を
有するアンテナであり、補助アンテナ４１は無指向性の
アンテナが一般に用いられる。本実施の形態５の動作
は、実施の形態３を示す図４における主ビームフォーマ
５の出力信号ｄ（ｋ）を、本実施の形態５の主アンテナ
４０の入力信号ｄ（ｋ）に、図４における離散フーリエ
変換器１５に転送されるアンテナ素子１の受信信号を、
本実施の形態５の補助アンテナ４１の受信信号に置き換
えたものと等価である。

【００６７】以上のように、本発明の実施の形態５で
は、各補助アンテナ素子の受信信号を離散フーリエ変換
して、荷重を独立に扱えるようにしたので、荷重毎にそ
の収束状態に応じて荷重更新アルゴリズムを適宜切り替
えることができるので、高速かつ精密に荷重調整が行え
る。ここで、荷重の収束状態に応じて適応アルゴリズム
を切り替えるパラメータとして、適応フィルタの入力信
号と、主アンテナ受信信号と上記適応フィルタ出力信号
の誤差信号との直交度を、もしくは主アンテナ受信信号
と適応フィルタ出力信号の誤差信号の平均電力値を使う
ことができる。

【００６８】

【発明の効果】以上のように請求項１に係わる発明の干
渉波抑圧装置によれば、荷重を逐次調整する適応アルゴ
リズムを複数用意しておき、適応フイルタの荷重の収束
状態に応じて、適応アルゴリズムを適宜切り替えるよう
に構成することにより、高速で安定した干渉波抑圧特性
を確保できる干渉波抑圧装置を得ることができる。

【００６９】また、請求項２に係わる発明の干渉波抑圧
装置によれば、荷重を逐次調整する適応アルゴリズムを
複数用意しておき、また、適応フイルタの入力信号を離
散フーリエ変換して、上記適応フイルタの荷重毎にその
収束状態に応じて、適応アルゴリズムを切り替えるよう
に構成することにより、高速かつ精密に荷重調整が行え
る干渉波抑圧装置を得ることができる。

【００７０】また、請求項３に係わる発明の干渉波抑圧
装置によれば、請求項１もしくは請求項２に係わる発明
の干渉波抑圧装置の適応アルゴリズム切り替え判定手段
を、適応フィルタの入力信号と、ビーム形成手段の出力
信号と上記適応フィルタの出力信号の誤差信号との直交
度をパラメータとして、選択する適応アルゴリズムを決
めるように構成することにより、荷重収束速度が高速
で、荷重収束後も安定した干渉波抑圧装置を得ることが
できる。

【００７１】また、請求項４に係わる発明の干渉波抑圧
装置によれば、請求項１もしくは請求項２に係わる発明
の干渉波抑圧装置の適応アルゴリズム切り替え判定手段
を、ビーム形成手段の出力信号と適応フィルタ出力信号
の誤差信号の電力をパラメータとして、選択する適応ア
ルゴリズムを決めるように構成することにより、荷重収
束速度が高速で、荷重収束後も安定した干渉波抑圧装置
を得ることができる。

【００７２】また、請求項５に係わる発明の干渉波抑圧
装置によれば、荷重を逐次調整する適応アルゴリズムを
複数用意しておき、適応フィルタの荷重の収束状態に応
じて、適応アルゴリズムを適宜切り替えるように構成す
ることにより、高速で安定した干渉波抑圧特性を確保で
きる干渉波抑圧装置を得ることができる。

【００７３】また、請求項６に係わる発明の干渉波抑圧
装置によれば、荷重を逐次調整する適応アルゴリズムを
複数用意しておき、また、適応フイルタの入力信号を離
散フーリエ変換して、上記適応フィルタの荷重毎にその
収束状態に応じて、適応アルゴリズムを切り替えるよう
に構成することにより、高速かつ精密に荷重調整が行え
る干渉波抑圧装置を得ることができる。

【００７４】また、請求項７に係わる発明の干渉波抑圧
装置によれば、請求項５もしくは請求項６に係わる発明
の干渉波抑圧装置の適応アルゴリズム切り替え判定手段
を、適応フィルタの入力信号と、主アンテナの受信信号
と上記適応フィルタ出力信号の誤差信号との直交度をパ
ラメータとして、選択する適応アルゴリズムを決めるよ
うに構成することにより、荷重収束速度が高速で、荷重
収束後も安定した干渉波抑圧装置を得ることができる。

【００７５】また、請求項８に係わる発明の干渉波抑圧
装置によれば、請求項５もしくは請求項６に係わる発明
の干渉波抑圧装置の適応アルゴリズム切り替え判定手段
を、主アンテナの受信信号と上記適応フィルタ出力信号
の誤差信号の電力をパラメータとして、選択する適応ア
ルゴリズムを決めるように構成することにより、荷重収
束速度が高速で、荷重収束後も安定した干渉波抑圧装置
を得ることができる。

【００７６】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の干渉波抑圧装置の実施の形態１，２
を示す構成図である。

【図２】この発明の干渉波抑圧装置の実施の形態１を説
明するフローチャートである。

【図３】この発明の干渉波抑圧装置の実施の形態２を説
明するフローチャートである。

【図４】この発明の干渉波抑圧装置の実施の形態３を示
す構成図である。

【図５】この発明の干渉波抑圧装置の実施の形態３を説
明する図である。

【図６】この発明の干渉波抑圧装置の実施の形態４を示
す構成図である。

【図７】この発明の干渉波抑圧装置の実施の形態５を示
す構成図である。

【図８】従来の干渉波抑圧装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１アンテナ素子２受信機３Ａ／Ｄ変換器５主ビームフォーマ６複素乗算器７複素加算器８複素減算器９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ適応フィルタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ適応アルゴリズム切
り替え判定手段１２荷重計算機１３切り替えスイッチ１４適応アルゴリズム切り替え手段１５離散フーリエ変換器４０主アンテナ４１補助アンテナ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】信号をそれぞれ受信する所定の距離間隔
をおいて配列された複数のアンテナ素子と、上記複数のアンテナ素子の受信信号の一部もしくは全部
を入力して所定の方向にビームを形成するビーム形成手
段と、上記複数のアンテナ素子の受信信号を入力する適応フィ
ルタと、上記適応フィルタの荷重の収束状態に応じて、選択する
適応アルゴリズムを決める適応アルゴリズム切り替え判
定手段と、上記適応アルゴリズム切り替え判定手段の出力に基づ
き、適応アルゴリズムを切り替えて荷重更新を行う適応
アルゴリズム切り替え手段と、を備えた干渉波抑圧装
置。
【請求項２】信号をそれぞれ受信する所定の距離間隔
をおいて配列された複数のアンテナ素子と、上記複数のアンテナ素子の受信信号の一部もしくは全部
を入力して所定の方向にビームを形成するビーム形成手
段と、上記複数のアンテナ素子の受信信号を入力して干渉波到
来方向に補助ビームを形成する離散フーリエ変換器と、上記離散フーリエ変換器の出力信号を入力する適応フィ
ルタと、上記適応フィルタの荷重の収束状態に応じて、選択する
適応アルゴリズムを決める適応アルゴリズム切り替え判
定手段と、上記適応アルゴリズム切り替え判定手段の出力に基づ
き、適応アルゴリズムを切り替えて荷重更新を行う適応
アルゴリズム切り替え手段と、を備えた干渉波抑圧装
置。
【請求項３】適応アルゴリズム切り替え判定手段が、
適応フィルタの入力信号と、ビーム形成手段の出力信号
と上記適応フィルタ出力信号の誤差信号との直交度を求
め、上記直交度と所定のしきい値を比較し、荷重の収束
状態に応じて適応フィルタの荷重を調整する適応アルゴ
リズムを決めることを特徴とする請求項１又は請求項２
記載の干渉波抑圧装置。
【請求項４】適応アルゴリズム切り替え判定手段が、
ビーム形成手段の出力信号と適応フィルタ出力信号の誤
差信号の電力を求め、上記誤差信号の電力と所定のしき
い値を比較し、荷重の収束状態に応じて適応フィルタの
荷重を調整する適応アルゴリズムを決めることを特徴と
する請求項１又は請求項２記載の干渉波抑圧装置。
【請求項５】主アンテナと、複数の補助アンテナと、上記複数の補助アンテナ受信信号を入力する適応フィル
タと、上記適応フィルタの荷重の収束状態に応じて、適応フィ
ルタの荷重を調整する適応アルゴリズムを決める適応ア
ルゴリズム切り替え判定手段と、上記適応アルゴリズム切り替え判定手段の出力に基づ
き、適応アルゴリズムを切り替えて荷重更新を行う適応
アルゴリズム切り替え手段と、を備えた干渉波抑圧装
置。
【請求項６】主アンテナと、複数の補助アンテナと、上記複数の補助アンテナ受信信号の一部もしくは全部を
入力して干渉波到来方向に補助ビームを形成する離散フ
ーリエ変換器と、上記離散フーリエ変換器の出力信号を入力する適応フィ
ルタと、上記適応フィルタの荷重の収束状態に応じて、適応フィ
ルタの荷重を調整する適応アルゴリズムを決める適応ア
ルゴリズム切り替え判定手段と、上記適応アルゴリズム切り替え判定手段の出力に基づ
き、適応アルゴリズムを切り替えて荷重更新を行う適応
アルゴリズム切り替え手段と、を備えた干渉波抑圧装
置。
【請求項７】適応アルゴリズム切り替え判定手段が、
適応フィルタ入力信号と、主アンテナ受信信号と適応フ
ィルタ出力信号の誤差信号との直交度を求め、上記直交
度と所定のしきい値を比較し、荷重の収束状態に応じて
適応フィルタの荷重を調整する適応アルゴリズムを決め
ることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の干渉波
抑圧装置。
【請求項８】適応アルゴリズム切り替え判定手段が、
主アンテナ受信信号と適応フィルタ出力信号の誤差信号
の電力を求め、上記誤差信号の電力と所定のしきい値を
比較し、荷重の収束状態に応じて適応フィルタの荷重を
調整する適応アルゴリズムを決めることを特徴とする請
求項５又は請求項６記載の干渉波抑圧装置。