JP4954112B2 - Array angle measuring device - Google Patents
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Description
この発明はアレー測角装置に関し、特に、移動通信や車載用レーダ等に用いるためのアレー測角装置に関する。 The present invention relates to an array angle measuring device, and more particularly to an array angle measuring device for use in mobile communication, in-vehicle radar, and the like.
複数のセンサ素子を用いて到来する信号の入射角度を測定する装置では、各センサの受信チャネル特性を事前に測定するか、全センサの受信チャネル特性が同一となるように校正する必要がある。このため、入射角度に対応する受信データの観測を行い、各センサの受信チャネル特性を計測したり、校正したりする必要がある。従来技術においては、入射角度が既知である到来信号の受信データを用いて、受信チャネル特性の測定や校正が行われていた。 In an apparatus that measures the incident angle of an incoming signal using a plurality of sensor elements, it is necessary to measure the reception channel characteristics of each sensor in advance or calibrate so that the reception channel characteristics of all sensors are the same. For this reason, it is necessary to observe or calibrate the reception channel characteristics of each sensor by observing the reception data corresponding to the incident angle. In the prior art, reception channel characteristics are measured and calibrated using received data of incoming signals whose incident angles are known.
複数のセンサを用いて到来する信号の入射角度を推定する先行技術として、MUSIC(MUltiple SIgnal Classification)法などが存在する(例えば、非特許文献1参照。)。このような先行技術では、到来する信号の数が1、または、到来する複数の信号が無相関である場合、全センサの受信チャネル特性と入射角度の関係を事前に計測しておく必要がある。 As a prior art for estimating an incident angle of an incoming signal using a plurality of sensors, there is a MUSIC (MUltiple SIgnal Classification) method or the like (for example, see Non-Patent Document 1). In such a prior art, when the number of incoming signals is one or when a plurality of incoming signals are uncorrelated, it is necessary to measure in advance the relationship between the reception channel characteristics of all the sensors and the incident angle. .
一方、到来する複数の信号が完全相関である場合、全センサの受信チャネル特性が同一となるように校正する必要がある(例えば、非特許文献2参照。)。 On the other hand, when a plurality of incoming signals are completely correlated, it is necessary to calibrate so that the reception channel characteristics of all the sensors are the same (for example, see Non-Patent Document 2).
従来の校正方式では、予め設定した入射角度に対応する受信データを測定する。とりわけ、全センサの受信チャネル特性と入射角度との関係を用いる入射角度推定方式では、入射角度が既知であることを前提とする。また、各センサの受信チャネル特性を表すパラメータを推定する校正方式として、既存技術が存在する(例えば、非特許文献3参照。)。各センサの受信チャネル特性を表すパラメータは校正用パラメータと同義である。このような校正方式についても、入射角度が既知な受信データを用いるものである。 In the conventional calibration method, received data corresponding to a preset incident angle is measured. In particular, in the incident angle estimation method using the relationship between the reception channel characteristics of all the sensors and the incident angle, it is assumed that the incident angle is known. In addition, there is an existing technique as a calibration method for estimating a parameter representing the reception channel characteristic of each sensor (for example, see Non-Patent Document 3). The parameter representing the reception channel characteristic of each sensor is synonymous with the calibration parameter. Also for such a calibration method, received data having a known incident angle is used.
しかし、センサの受信チャネル特性は、例えば増幅器の温度特性の影響などにより、経時的に変動する。よって、事前に計測した受信データが有する受信チャネル特性の情報は、経時変動した受信チャネル特性の校正処理に使用できない。このような場合、校正処理に用いる受信データを更新することが望ましいが、入射角度が既知な到来信号の受信データを計測する作業はセンサ運用中において困難であることが多い。また、入射角度が既知な到来信号を設定するための設備を付加することは、装置のコストを増大させる。 However, the receiving channel characteristic of the sensor varies with time due to, for example, the influence of the temperature characteristic of the amplifier. Therefore, the information on the reception channel characteristics included in the reception data measured in advance cannot be used for the calibration process of the reception channel characteristics that have changed over time. In such a case, it is desirable to update the reception data used for the calibration process, but it is often difficult to measure the reception data of an incoming signal with a known incident angle during sensor operation. In addition, adding equipment for setting an incoming signal with a known incident angle increases the cost of the apparatus.
そこで、入射角度が未知な到来信号の受信データを用いて校正処理を行うことで、センサ受信チャネル特性の経時変動に対応することが考えられる。このような校正方式として提案されている従来技術がある(例えば、非特許文献4参照。)。この従来技術は、校正用パラメータを推定する校正方式である。 Therefore, it is conceivable that calibration processing is performed using received data of an incoming signal whose incident angle is unknown to cope with temporal changes in sensor reception channel characteristics. There is a conventional technique proposed as such a calibration method (for example, see Non-Patent Document 4). This prior art is a calibration method for estimating calibration parameters.
図3は、非特許文献4に示される校正処理の処理の流れを示したフローチャートである。図3において、ステップS1は測角処理、ステップS2は校正用パラメータを推定する校正用パラメータ推定処理、ステップS3は校正用パラメータを用いた校正測角処理、ステップS4は校正処理の収束判定を行う収束判定処理である。
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the calibration process shown in
図3における信号処理では、ステップS1の測角処理において、複数の受信データの概略の測角値(θハット)(0)を得る。この測角値(θハット)(0)を入射角度と仮定し、ステップS2の校正用パラメータ推定処理で、当該入射角度を用いて、各センサの受信チャネル特性を表すパラメータ(pハット)(1)を推定する。次に、ステップS3の校正測角処理では、推定したパラメータ(pハット)(1)で校正した測角処理を行い、測角値(θハット)(1)を推定する。ステップS4の収束判定処理では、推定したパラメータ(pハット)(1)と測角値(θハット)(1)が収束しているかを判定する。収束していれば処理を終え、収束していなければステップS2の校正用パラメータ推定処理へ戻り、上記と同様に、ステップS2の校正用パラメータ推定処理とステップS3の校正測角処理を反復計算し、パラメータ(pハット)(i)と測角値(θハット)(i)を収束させる。なお、i番目の反復計算では、ステップS2の校正用パラメータ推定処理2において測角値(θハット)(i−1)を用いてパラメータ(pハット)(i)を推定し、ステップS3の校正測角処理においてパラメータ(pハット)(i)で校正した測角処理で測角値(θハット)(i)を推定する。
In the signal processing in FIG. 3, approximate angle measurement values (θ hat) (0) of a plurality of received data are obtained in the angle measurement processing in step S <b> 1. This angle measurement value (θ hat) (0) is assumed to be the incident angle, and the parameter (p hat) (1 ) representing the reception channel characteristics of each sensor using the incident angle in the calibration parameter estimation processing in step S2. ) . Next, in the calibration angle measurement process of step S3, the angle measurement process calibrated with the estimated parameter (p hat) (1) is performed, and the angle measurement value (θ hat) (1) is estimated. In the convergence determination process in step S4, it is determined whether the estimated parameter (p hat) (1) and the measured angle value (θ hat) (1) have converged. If converged, the process ends. If not converged, the process returns to the calibration parameter estimation process in step S2, and the calibration parameter estimation process in step S2 and the calibration angle measurement process in step S3 are repeatedly calculated in the same manner as described above. , The parameter (p hat) (i) and the angle measurement value (θ hat) (i) are converged. In the i-th iterative calculation, the parameter (p hat) (i) is estimated using the measured angle value (θ hat) (i−1) in the calibration
しかしながら、各センサの受信チャネル特性の誤差に座標系を回転する成分が含まれる場合、全て測角値が同様の座標系回転誤差を含む。よって、上述した図3に示す従来の信号処理では、ステップS1の測角処理における測角値(θハット)(0)に同様の座標系回転誤差が発生するため、ステップS2の校正用パラメータ推定処理で座標系回転誤差を推定することができない。このように、全ての測角値に同一の誤差が発生すると、誤差要因を校正できないことは入射角度が未知の受信データを用いる校正処理の欠点である。 However, when the error of the reception channel characteristic of each sensor includes a component that rotates the coordinate system, all angle measurement values include the same coordinate system rotation error. Therefore, in the conventional signal processing shown in FIG. 3 described above, since the same coordinate system rotation error occurs in the angle measurement value (θ hat) (0) in the angle measurement process in step S1, the parameter estimation for calibration in step S2 is performed. The coordinate system rotation error cannot be estimated by the processing. As described above, when the same error occurs in all the angle measurement values, the fact that the error factor cannot be calibrated is a drawback of the calibration process using the reception data whose incident angle is unknown.
このように、従来技術においては、入射角度が未知である場合、座標系を回転させる観測誤差を校正することができないという問題点があった。 Thus, in the prior art, when the incident angle is unknown, there is a problem that the observation error for rotating the coordinate system cannot be calibrated.
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、入射角度が未知である到来信号の受信データを用いて、受信チャネル特性の測定や校正を行う際に、到来する信号の物理特性から座標系を推定することにより、校正処理を高精度かつ低コストに実施することを可能にするアレー測角装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve such problems, and when performing reception channel characteristic measurement and calibration using received data of an incoming signal whose incident angle is unknown, the physicality of the incoming signal is measured. It is an object of the present invention to obtain an array angle measuring device that makes it possible to perform calibration processing with high accuracy and low cost by estimating a coordinate system from characteristics.
この発明は、移動可能なプラットホームに取付けられて用いられるアレー測角装置であって、信号発生源である目標からの到来信号を受信するアレーアンテナを構成している複数のセンサ素子と、前記センサ素子で受信された前記到来信号を受信データとして出力する受信手段と、前記受信手段により生成された前記受信データに基づいて前記目標信号の入射角度を推定する測角処理手段と、前記測角処理手段により推定された前記入射角度に基づいて、前記プラットホームの移動方向を推定する移動方向推定処理手段と、前記測角処理手段により推定された前記入射角度に基づいて、前記センサ素子が有する受信チャネル特性差を推定する校正信号推定処理手段と、前記移動方向推定処理手段により推定された前記移動方向と前記校正信号推定処理手段により推定された前記受信チャネル特性差とを用いて、前記測角処理手段により推定された前記入射角度を校正する改良校正測角処理手段とを備えたアレー測角装置である。 The present invention relates to an array angle measuring device used by being attached to a movable platform, and a plurality of sensor elements constituting an array antenna for receiving an incoming signal from a target which is a signal generation source, and the sensor Receiving means for outputting the incoming signal received by an element as received data; angle measuring processing means for estimating an incident angle of the target signal based on the received data generated by the receiving means; and the angle measuring process Based on the incident angle estimated by the means, movement direction estimation processing means for estimating the moving direction of the platform, and on the reception channel of the sensor element based on the incident angle estimated by the angle measurement processing means Calibration signal estimation processing means for estimating a characteristic difference, and the movement direction and the calibration signal estimated by the movement direction estimation processing means Using said reception channel characteristic difference estimated by the constant processing means, an array angle measuring device provided with an improved calibration angle measuring processing means for calibrating the incidence angle estimated by the angle measuring processing means.
この発明は、移動可能なプラットホームに取付けられて用いられるアレー測角装置であって、信号発生源である目標からの到来信号を受信するアレーアンテナを構成している複数のセンサ素子と、前記センサ素子で受信された前記到来信号を受信データとして出力する受信手段と、前記受信手段により生成された前記受信データに基づいて前記目標信号の入射角度を推定する測角処理手段と、前記測角処理手段により推定された前記入射角度に基づいて、前記プラットホームの移動方向を推定する移動方向推定処理手段と、前記測角処理手段により推定された前記入射角度に基づいて、前記センサ素子が有する受信チャネル特性差を推定する校正信号推定処理手段と、前記移動方向推定処理手段により推定された前記移動方向と前記校正信号推定処理手段により推定された前記受信チャネル特性差とを用いて、前記測角処理手段により推定された前記入射角度を校正する改良校正測角処理手段とを備えたアレー測角装置であるので、入射角度が未知である到来信号の受信データを用いて、受信チャネル特性の測定や校正を行う際に、到来する信号の物理特性から座標系を推定することにより、校正処理を高精度かつ低コストに実施することができる。 The present invention relates to an array angle measuring device used by being attached to a movable platform, and a plurality of sensor elements constituting an array antenna for receiving an incoming signal from a target which is a signal generation source, and the sensor Receiving means for outputting the incoming signal received by an element as received data; angle measuring processing means for estimating an incident angle of the target signal based on the received data generated by the receiving means; and the angle measuring process Based on the incident angle estimated by the means, movement direction estimation processing means for estimating the moving direction of the platform, and on the reception channel of the sensor element based on the incident angle estimated by the angle measurement processing means Calibration signal estimation processing means for estimating a characteristic difference, and the movement direction and the calibration signal estimated by the movement direction estimation processing means Since it is an array angle measuring device provided with an improved calibration angle measurement processing means for calibrating the incident angle estimated by the angle measurement processing means using the reception channel characteristic difference estimated by a constant processing means, When measuring and calibrating reception channel characteristics using received data of incoming signals with unknown incident angles, the calibration system is estimated with high accuracy and low cost by estimating the coordinate system from the physical characteristics of the incoming signals. Can be implemented.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係るアレー測角装置の構成を示した構成図である。図1に示すように、本実施の形態1に係るアレー測角装置は、移動可能な移動プラットホーム1に設けられた、アレーアンテナを構成している複数(L個)のセンサ素子2−1,2−2,・・・,2−Lと、受信機3と、信号処理装置4とから構成されている。受信機3は、センサ素子2−1,2−2,・・・,2−Lで受信した到来信号に対して増幅およびA/D変換等の必要な所定の処理を加えた後に受信データとして出力する。信号処理装置4は、移動プラットホーム1の移動方向を推定する移動方向推定処理部12と、各センサ素子2−1,2−2,・・・,2−L間の受信チャネルの特性差を示す校正用パラメータを推定する校正用パラメータ推定処理部13と、推定された上記移動方向と校正用パラメータとを用いて改良校正測角処理を行う改良校正測角処理部14とを備える。本実施の形態1で対象とする移動プラットホーム1では、図1のように移動方向を測角処理における座標系の基準軸とすることが出来る。信号処理装置7では、移動プラットホーム1の移動方向を推定することにより基準軸を定め、従来の校正処理による座標系を基準軸に一致させる。例えば、センサ素子2−1,2−2,・・・,2−Lが、移動プラットホーム1の移動方向を入射角度0°に定めるセンサであれば、推定した移動方向と従来の校正処理による0°方向の間に存在する角度差を補償するパラメータを推定する。なお、図1において、20は移動プラットホーム1の移動方向ベクトルを示し、30は信号発生源(目標)を示している。また、31は信号発生源から出力された信号を示し、21は移動方向ベクトル20に対する信号31の入射角度を示している。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of an array angle measuring device according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the array angle measuring device according to the first embodiment is provided with a plurality of (L pieces) sensor elements 2-1 constituting an array antenna provided on a movable platform 1 that can be moved. 2-2,..., 2-L, a
次に、動作について説明する。
仮に、各センサ素子2−1,2−2,・・・,2−Lの受信チャネル特性の誤差に座標系を回転させる成分が含まれる場合について、入射角度が既知の受信データを用いる校正処理を適用すると、校正用パラメータ推定処理で座標系を回転させる成分も推定することができる。これは、入射角度真値を校正用パラメータ推定処理へ入力することで、推定処理において正しい座標系が定義できるためである。このことから、推定処理において正確な座標系が定義可能であれば、座標系を回転する成分を推定できると考えられる。
Next, the operation will be described.
Suppose that a calibration process using received data with a known incident angle in the case where a component that rotates the coordinate system is included in the error of the reception channel characteristic of each sensor element 2-1, 2-2, ..., 2-L. Is applied, the component that rotates the coordinate system can also be estimated in the calibration parameter estimation process. This is because a correct coordinate system can be defined in the estimation process by inputting the true value of the incident angle to the calibration parameter estimation process. From this, it is considered that the component that rotates the coordinate system can be estimated if an accurate coordinate system can be defined in the estimation process.
そこで、本実施の形態1では、座標系を推定する機能を追加することで、入射角度が未知な受信データを用いる校正処理を補償する。すなわち、入射角度が未知な受信データを用いる校正処理による校正用パラメータと、座標系を推定する機能による推定結果の差異を補償パラメータとして新たに推定し、校正用パラメータと補償パラメータを合わせることによる新たな校正用パラメータを得る。そして、新たな校正用パラメータを用いた測角処理を行う。 Therefore, in the first embodiment, a calibration process using received data with an unknown incident angle is compensated by adding a function for estimating a coordinate system. That is, the difference between the calibration parameter by the calibration process using the reception data whose unknown incident angle is unknown and the estimation result by the function of estimating the coordinate system is newly estimated as the compensation parameter, and the new parameter is obtained by combining the calibration parameter and the compensation parameter. The correct calibration parameters. Then, angle measurement processing using new calibration parameters is performed.
図2は、本実施の形態1に係るアレー測角装置の処理の流れを示したフローチャートである。図2において、ステップS11は図3に示したステップS1と同様の測角処理であり、ステップS13は図3に示したステップS2と同様の校正用パラメータ推定処理であり、ステップS15は図3に示したステップS4と同様の収束判定処理である。これらについては、上述の通りであるため、ここでは簡単に説明する。図2と図3との違いは、図2において、ステップS12の処理が追加されたことと、図3のステップS3の代わりにステップS14の処理が行われることである。なお、ステップS12は、移動プラットホーム1の移動方向を推定する処理であり、ステップS14は、校正用パラメータと移動方向の情報とを用いる測角処理である。 FIG. 2 is a flowchart showing a process flow of the array angle measuring device according to the first embodiment. In FIG. 2, step S11 is an angle measurement process similar to step S1 shown in FIG. 3, step S13 is a calibration parameter estimation process similar to step S2 shown in FIG. 3, and step S15 is shown in FIG. It is the same convergence determination process as shown step S4. Since these are as described above, they will be briefly described here. The difference between FIG. 2 and FIG. 3 is that the process of step S12 is added in FIG. 2, and the process of step S14 is performed instead of step S3 of FIG. Note that step S12 is a process for estimating the moving direction of the moving platform 1, and step S14 is an angle measurement process using calibration parameters and moving direction information.
図2の信号処理では、まず、目標である信号発生源30により目標信号が生成されて出力される。出力された目標信号は、到来信号となって到来し、アレーアンテナを構成している複数のセンサ素子2−1、2−2、・・・、2−Lにより受信される。このとき、ステップS11の測角処理において、受信機3により、複数のセンサ素子2−1、2−2、・・・、2−Lで受信された到来信号から受信データを生成し、当該受信データを用いて、例えば、H. Krim、 M. Viberg、“Two decades of array signal processing research: the parametric approach”IEEE Signal Processing Magazine、 vol. 13、 no. 4、 pp. 67-94、 Jul 1996(以下、非特許文献5とする。)などに示される演算処理により概略の測角値(θハット)(0)を得る。測角値(θハット)(0)は、非特許文献3または非特許文献4に示される校正処理を施さない観測データと同様の観測誤差の影響を有する。この観測誤差に座標系を回転する成分が含まれることにより、測角値(θハット)(0)は前記座標系回転量に相当する一定の角度誤差を含む。次に、信号処理装置4の移動方向推定処理部12は、この測角値(θハット)(0)を入射角度21と仮定して、ステップS12の移動方向推定処理により、移動プラットホーム1の移動方向ベクトル(ξハット)(1)を推定する。移動方向ベクトル(ξハット)(1)を推定する手段には、特開2007−3395号公報や特開2006−349568号公報などの文献に記載の方法がある。次に、信号処理装置4の校正用パラメータ推定処理部13は、ステップS13の校正用パラメータ推定処理において、例えば、非特許文献4に示す方式等を用いて、入射角度21と仮定した測角値(θハット)(0)に基づいて、各センサ素子2−1、2−2、・・・、2−Lの受信チャネル特性差を表す校正用パラメータ(pハット)(1)を推定する。校正用パラメータ(pハット)(1)の具体例には、非特許文献3における行列Wまたは非特許文献4におけるベクトルvなどが挙げられる。次に、信号処理装置4の改良校正測角処理部14は、ステップS14の改良校正測角処理において、推定した移動方向ベクトル(ξハット)(1)と校正用パラメータ(pハット)(1)とを用いて、ステップS11で推定した概略の測角値(θハット)(0)を校正する測角処理を行い、測角値(θハット)(1)を得る。例えば、移動方向ベクトル(ξハット)(1)が示す移動方向から到来する信号の観測データ理論値により観測データを除算した校正観測データを得る。さらに前記校正観測データを校正用パラメータ(pハット)(1)で校正し、非特許文献5に示される演算により測角値(θハット)(1)を算出する。次に、信号処理装置4の改良校正測角処理部14は、ステップS15の収束判定処理において、ステップS13で推定した校正用パラメータ(pハット)(1)とステップS14で推定した測角値(θハット)(1)とが収束しているかを判定する。収束判定処理では、i回目の反復計算において推定した移動方向ベクトル(ξハット)(i)および校正用パラメータ(pハット)(i)と、i−1回目の反復計算において推定した移動方向ベクトル(ξハット)(i−1)および校正用パラメータ(pハット)(i−1)の差が所定閾値より小さい場合を収束状態と判定する。収束していれば処理を終え、収束していなければステップS12の校正用パラメータ推定処理へ戻る。以降、図3の信号処理と同様に、処理が収束するまで反復計算を行う。
In the signal processing of FIG. 2, first, a target signal is generated and output by the target
なお、図2のフローチャートにおいて、ステップS12の移動方向推定処理とステップS13の校正用パラメータ推定処理との処理の順序を入れ替えてもよいこととする。 In the flowchart of FIG. 2, the order of the movement direction estimation process in step S12 and the calibration parameter estimation process in step S13 may be interchanged.
また、図2におけるステップS13の校正用パラメータ推定処理では、上述の非特許文献4に記載される校正用パラメータを推定する処理に限定されず、上述の非特許文献3に記載されるような校正用パラメータを推定する処理を採用することも可能である。
In addition, the calibration parameter estimation process in step S13 in FIG. 2 is not limited to the process of estimating the calibration parameter described in
また、図2におけるステップS14の改良校正測角処理では、移動プラットホーム1の移動方向ベクトル(ξハット)(1)と校正用パラメータ(pハット)(1)とを用いて全センサ素子2−1,2−2,・・・,2−Lの受信チャネル特性と入射角度の関係を再現し、測角処理を行うことができる。また、移動プラットホーム1の移動方向ベクトル(ξハット)(1)(及び、校正用パラメータ(pハット)(1))を用いて受信データにおける受信チャネル特性差の誤差を補償し、測角処理を行うことができる。とりわけ、受信データから受信チャネル特性の誤差を校正する方式は、到来する複数の信号が完全相関である場合に、上述したMUSIC法などによる測角処理を実施するために採用される。 Further, in the improved calibration angle measurement process of step S14 in FIG. 2, all the sensor elements 2-1 using the moving direction vector (ξ hat) (1) and the calibration parameter (p hat) (1) of the moving platform 1 are used. , 2-2,..., 2-L, the relationship between the reception channel characteristics and the incident angle can be reproduced, and angle measurement processing can be performed. Further, the moving direction vector (ξ hat) (1) (and calibration parameter (p hat) (1) ) of the mobile platform 1 is used to compensate for the error of the reception channel characteristic difference in the received data, and the angle measurement process is performed. It can be carried out. In particular, the method of calibrating the error of the reception channel characteristic from the reception data is employed for performing the angle measurement process by the above-described MUSIC method or the like when a plurality of incoming signals are completely correlated.
また、図2におけるステップS12の移動方向推定処理の一例として、信号発生源30と移動プラットホーム1との間の相対速度を推定する機能をさらに有し、推定した入射角度と相対速度とを用いて移動プラットホーム1の移動方向を推定するようにしてもよい。相対速度は入射角度の関数で表現される。例えば、移動プラットホーム1と静止物体の相対速度に注目すると、相対速度は移動プラットホーム1の移動方向で最大となる物理特性を有する。この物理特性から、移動プラットホーム1の移動方向が推定可能である。
In addition, as an example of the moving direction estimation process in step S12 in FIG. 2, it further has a function of estimating the relative velocity between the
あるいは、図2におけるステップS12の移動方向推定処理の別の一例として、信号発生源30と移動プラットホーム1との間の相対距離を推定する機能をさらに有し、推定した入射角度と相対距離とを用いて移動プラットホーム1の移動方向を推定するようにしてもよい。信号発生源30と移動プラットホーム1との相対位置を入射角度と相対距離とから推定し、観測時刻が異なる複数の観測データに亘って相対位置を追尾することにより、移動プラットホーム1の移動方向を推定する。例えば、直進中の移動プラットホーム1と静止物体との相対位置に注目すると、観測時刻の変化により相対位置の軌跡は直線を描く。この直線が移動プラットホーム1の移動方向に平行であることから、移動プラットホーム1の移動方向が推定可能である。
Alternatively, as another example of the movement direction estimation process in step S12 in FIG. 2, the apparatus further has a function of estimating a relative distance between the
以上のように、本実施の形態1においては、移動プラットホーム1の移動方向を推定し、校正処理において、推定した移動プラットホーム1の移動方向を基準軸として座標系を補償する処理を付加するようにしたので、入射角度が未知の到来信号の受信データのみで各センサ素子間の受信チャネル特性差を校正することができる。また、当該校正を行う構成は、装置外部に入射角度を既知とする信号源を設けないため、低コストで実現することができる。 As described above, in the first embodiment, the moving direction of the moving platform 1 is estimated, and in the calibration process, a process for compensating the coordinate system using the estimated moving direction of the moving platform 1 as a reference axis is added. Therefore, the reception channel characteristic difference between the sensor elements can be calibrated only with the reception data of the incoming signal whose incident angle is unknown. In addition, the configuration for performing the calibration can be realized at a low cost because a signal source having a known incident angle is not provided outside the apparatus.
1 移動プラットホーム、2−1,2−2,2−3 センサ素子、3 受信機、4 信号処理装置、12 移動方向推定処理部、13 校正用パラメータ推定処理部、14 改良校正測角処理部、S1,S11 測角処理、S2,S13 校正用パラメータ推定処理、S3 校正測角処理、S4,S15 収束判定処理、S14 改良校正測角処理。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mobile platform, 2-1, 2-2, 2-3 Sensor element, 3 Receiver, 4 Signal processing apparatus, 12 Movement direction estimation process part, 13 Calibration parameter estimation process part, 14 Improved calibration angle measurement process part, S1, S11 Angle measurement processing, S2, S13 Calibration parameter estimation processing, S3 Calibration angle measurement processing, S4, S15 Convergence determination processing, S14 Improved calibration angle measurement processing.
Claims (4)
信号発生源である目標からの到来信号を受信するアレーアンテナを構成している複数のセンサ素子と、
前記センサ素子で受信された前記到来信号を受信データとして出力する受信手段と、
前記受信手段により出力された前記受信データに基づいて前記目標信号の入射角度を推定する測角処理手段と、
前記測角処理手段により推定された前記入射角度に基づいて、前記プラットホームの移動方向を推定する移動方向推定処理手段と、
前記測角処理手段により推定された前記入射角度に基づいて、前記センサ素子が有する受信チャネル特性差を推定する校正信号推定処理手段と、
前記移動方向推定処理手段により推定された前記移動方向と前記校正信号推定処理手段により推定された前記受信チャネル特性差とを用いて、前記測角処理手段により推定された前記入射角度を校正する改良校正測角処理手段と
を備えたことを特徴とするアレー測角装置。 An array angle measuring device used by being attached to a movable platform,
A plurality of sensor elements constituting an array antenna for receiving an incoming signal from a target which is a signal generation source;
Receiving means for outputting the incoming signal received by the sensor element as received data;
Angle measurement processing means for estimating an incident angle of the target signal based on the received data output by the receiving means;
Based on the incident angle estimated by the angle measurement processing means, a movement direction estimation processing means for estimating the movement direction of the platform;
Calibration signal estimation processing means for estimating a reception channel characteristic difference of the sensor element based on the incident angle estimated by the angle measurement processing means;
Improvement of calibrating the incident angle estimated by the angle measurement processing means using the movement direction estimated by the movement direction estimation processing means and the reception channel characteristic difference estimated by the calibration signal estimation processing means. An array angle measuring device comprising calibration angle measuring processing means.
前記移動方向推定手段により推定された前記移動方向を用いて、推定した前記受信チャネル特性差の誤差を補償する
ことを特徴とする請求項1に記載のアレー測角装置。 The calibration signal estimation processing means further includes:
The array angle measuring device according to claim 1, wherein an error of the estimated difference in the reception channel characteristic is compensated using the movement direction estimated by the movement direction estimation unit.
前記目標と前記プラットホーム間の相対速度を推定する機能をさらに有し、
前記測角処理手段により推定された前記入射角度と前記相対速度とに基づいて、前記プラットホームの移動方向を推定する
ことを特徴とする請求項1または2に記載のアレー測角装置。 The moving direction estimating means includes
A function of estimating a relative speed between the target and the platform;
The array angle measuring device according to claim 1 or 2, wherein a moving direction of the platform is estimated based on the incident angle and the relative velocity estimated by the angle measuring processing means.
前記目標と前記プラットホーム間の相対距離を推定する機能をさらに有し、
前記測角処理手段により推定された前記入射角度と前記相対距離とに基づいて、前記プラットホームの移動方向を推定する
ことを特徴とする請求項1または2に記載のアレー測角装置。 The moving direction estimating means includes
A function of estimating a relative distance between the target and the platform;
The array angle measuring device according to claim 1, wherein a moving direction of the platform is estimated based on the incident angle and the relative distance estimated by the angle measuring processing unit.
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