JPH07235830A - Reception signal processing unit for array antenna - Google Patents
Reception signal processing unit for array antennaInfo
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Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、アレーアンテナ用受信
信号処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a received signal processing device for an array antenna.
【0002】[0002]
【従来の技術】種々の通信方式、特に移動通信方式のた
めに、移動体の受信無線局に主ビーム方向を容易に制御
することができるアクティブフェーズドアレーアンテナ
が研究開発されているが、さらに、デジタル信号処理技
術の進歩とともに、種々の機能を有するアレーアンテナ
の1つとして、ビームフォーミングアンテナが研究開発
されている(例えば、伊藤礼ほか,“DBFアンテナの
試作”,電子情報通信学会技術研究報告,SANE88
−54,1989年1月27日(以下、文献1とい
う。)参照。)。当該ビームフォーミングアンテナとし
て、信号処理をアナログで実行するか、デジタルで実行
するかによって2つの種類のアンテナに分類できる。2. Description of the Related Art For various communication systems, particularly mobile communication systems, active phased array antennas capable of easily controlling the main beam direction to a mobile receiving radio station have been researched and developed. With the progress of digital signal processing technology, a beamforming antenna is being researched and developed as one of array antennas having various functions (for example, Rei Ito et al., "Prototype of DBF antenna", IEICE Technical Report). , SANE88
-54, January 27, 1989 (hereinafter referred to as Reference 1). ). The beamforming antenna can be classified into two types depending on whether the signal processing is performed in analog or digital.
【0003】アナログ信号処理を用いるビームフォーミ
ングアンテナにおいては、並置された複数個のアンテナ
素子にてなるアレーアンテナに接続される複数個の移相
器を変化させて、各アンテナ素子のアナログ信号出力を
高周波回路段階又は中間周波段階で合成することにより
当該アレーアンテナの主ビーム方向を所定の方向θkに
向けることができる。例えば、互いに等間隔dで直線状
に並置された複数N個のアンテナ素子を備えたアレーア
ンテナの場合においては、各移相器の位相設定値φn
(n=1,2,…,N)は次の数1で表される。In a beamforming antenna using analog signal processing, a plurality of phase shifters connected to an array antenna composed of a plurality of antenna elements arranged in parallel are changed to change the analog signal output of each antenna element. By synthesizing at the high frequency circuit stage or the intermediate frequency stage, the main beam direction of the array antenna can be directed to the predetermined direction θk. For example, in the case of an array antenna including a plurality of N antenna elements arranged in a straight line at equal intervals d, the phase set value φn of each phase shifter
(N = 1, 2, ..., N) is expressed by the following equation 1.
【0004】[0004]
【数1】φn=n・Δφk[Formula 1] φn = n · Δφk
【数2】Δφk=(2πdsinθk)/λ ここで、λは受信信号の波長である。## EQU2 ## Δφk = (2πd sin θk) / λ where λ is the wavelength of the received signal.
【0005】ここで、各アンテナ素子の信号出力をSn
としたとき、合成出力信号SCは、次の数3で表され
る。Here, the signal output of each antenna element is Sn
Then, the combined output signal SC is expressed by the following expression 3.
【数3】 [Equation 3]
【0006】一方、デジタル信号処理を用いるビームフ
ォーミングアンテナ(以下、DBFアンテナという。)
においては、各アンテナ素子にそれぞれ、A/D変換器
を含む受信機が接続され、各A/D変換器からの出力信
号Sn(n=0,1,2,…,N−1)に基づいて上記
数3を用いて、1つのデジタルシグナルプロセッサ(以
下、DSPという。)により受信信号に対して複素数の
乗算及び加算を実行することによってビーム形成を実行
する。On the other hand, a beam forming antenna using digital signal processing (hereinafter referred to as a DBF antenna).
In the above, each antenna element is connected to a receiver including an A / D converter, and based on output signals Sn (n = 0, 1, 2, ..., N-1) from each A / D converter. Then, using Equation 3 above, beamforming is performed by performing complex number multiplication and addition on the received signal by one digital signal processor (hereinafter referred to as DSP).
【0007】さらに、上記DBFアンテナにおけるビー
ム合成方法が上記文献1において開示されており、ビー
ム合成方法として離散フーリエ変換を用いる方法と、高
速フーリエ変換を用いる方法とが開示されている。Further, the beam combining method in the above DBF antenna is disclosed in the above document 1, and a method using the discrete Fourier transform and a method using the fast Fourier transform are disclosed as the beam combining method.
【0008】前者の方法によるビーム合成方法について
以下に説明する。複数N個のアンテナ素子が直線状にx
1,x2,…,xNの各位置に並置されており、アレイア
ンテナから見て角度θから放射された電波を第i番目の
アンテナ素子で受信したときの複素受信信号をS(θ,
i)とすると、DBFアンテナにおけるビーム形成方法
は空間軸上で標本化された受信信号に基づいて、所定の
角度θk方法からの成分を抽出することを考える。アン
テナビームを受信電力の空間分布を示すものと定義し、
その最大値の方向を主ビーム方向と呼ぶ事にすれば、す
なわち、主ビーム方向をθkとする、アンテナビームB
k(θ)は、S*(θk,i)(i=0,1,2,…,
N−1)をリファレンス関数とする整合フィルタ信号出
力Bk(θ)として次の数4で定義することができる。
ここで、*は複素共役を表わす。The beam combining method by the former method will be described below. A plurality of N antenna elements linearly x
1 , x 2 , ..., x N are juxtaposed at respective positions, and the complex reception signal when the radio wave radiated from the angle θ when viewed from the array antenna is received by the i-th antenna element is S (θ,
Given i), consider that the beamforming method in the DBF antenna extracts the component from the predetermined angle θk method based on the received signal sampled on the spatial axis. The antenna beam is defined as showing the spatial distribution of received power,
If the direction of the maximum value is called the main beam direction, that is, the main beam direction is θk, the antenna beam B
k (θ) is S * (θk, i) (i = 0, 1, 2, ...,
The matched filter signal output Bk (θ) having N−1) as a reference function can be defined by the following equation 4.
Here, * represents a complex conjugate.
【0009】[0009]
【数4】 [Equation 4]
【0010】このとき、アンテナビームBk(θ)の信
号対雑音電力比(SNR)は最大となる。ここで、到来
する電波の振幅をA0とし、位相をφ0とし、各アンテナ
素子振幅パターンをAi(θ,i)とし、その位相パタ
ーンをφi(θ,i)とし、各受信機の利得をA
2(i)とすると、受信機の信号出力S(θ,i)は次
の数5で表される。At this time, the signal-to-noise power ratio (SNR) of the antenna beam Bk (θ) becomes maximum. Here, the amplitude of the incoming radio wave is A 0 , the phase is φ 0 , each antenna element amplitude pattern is Ai (θ, i), the phase pattern is φi (θ, i), and the gain of each receiver is A
2 (i), the signal output S (θ, i) of the receiver is expressed by the following equation 5.
【0011】[0011]
【数5】S(θ,i)=A0A1(θ,i)A2(i)exp[j
{φ0+φ1(θ,i)+φ2(i)+(2πxisinθ)
/λ}]## EQU5 ## S (θ, i) = A 0 A 1 (θ, i) A 2 (i) exp [j
{φ 0 + φ 1 (θ, i) + φ 2 (i) + (2π x i sin θ)
/ Λ}]
【0012】従って、アンテナビームBk(θ)は、次
の数6で表される。Therefore, the antenna beam Bk (θ) is expressed by the following equation 6.
【数6】 ・exp[j{φi(θ,i)−φi(θk,i)+{2πxi(si
nθ−sinθk)/λ}][Equation 6] · Exp [j {φi (θ , i) -φ i (θk, i) + {2πx i (si
nθ-sinθk) / λ}]
【0013】上記数6から明らかなように、θk方向の
素子毎の電界ベクトルが同相になるので、アンテナビー
ムBk(θ)はθk方向の出力SNRを最大にすること
ができる。そのサイドローブ特性は各アンテナ素子の利
得A1(θ,i)及び各受信機の利得A2(i)(i=
0,1,2,…,N−1)に依存し、必ずしも所望の特
性が得られるわけではない。従って、サイドローブの抑
圧のために、各受信機の信号出力にそれぞれ重み係数W
(i)(i=0,1,2,…,N−1)を乗算すること
によって重み付けを行う。重み係数W(i)は一般に、
例えばハミング関数(Hammming function)、ハミング
・テイラー関数(Hammming Taylor function)、ドルフ
・チェビシェフ関数(Dolph Chebyshev)などのウィン
ドウ関数W(i)とアンテナ素子及び受信機の利得補正
項からなり、次の数7で表される。As is clear from the above formula 6, since the electric field vectors of the respective elements in the θk direction are in phase, the antenna beam Bk (θ) can maximize the output SNR in the θk direction. The side lobe characteristics are the gain A 1 (θ, i) of each antenna element and the gain A 2 (i) (i =
0, 1, 2, ..., N-1), and the desired characteristics are not always obtained. Therefore, in order to suppress the side lobe, the weighting factor W is added to the signal output of each receiver.
(I) Weighting is performed by multiplying (i = 0, 1, 2, ..., N-1). The weighting factor W (i) is generally
For example, a window function W (i) such as a Hamming function, a Hamming Taylor function, and a Dolph Chebyshev function, and a gain correction term of an antenna element and a receiver, Represented by 7.
【0014】[0014]
【数7】W(i)=w(i)/[√{Eθ[│S(θ,i)
│2]}]・│S(θk,i)│](7) W (i) = w (i) / [√ {Eθ [│S (θ, i)
│ 2 ]}] ・ │S (θk, i) │]
【0015】ここで、Eθ[ ]はθに関する平均値を
表わす。このときのアンテナパターンBk(θ)は、次
の数8で表される。Here, Eθ [] represents an average value regarding θ. The antenna pattern Bk (θ) at this time is represented by the following Expression 8.
【0016】[0016]
【数8】 ・S*(θk,i)/{│S(θk,i)│}[Equation 8] ・ S * (θk, i) / {│S (θk, i) │}
【0017】さらに、上記数8から次の数9を得ること
ができる。Further, the following Expression 9 can be obtained from the above Expression 8.
【0018】[0018]
【数9】 ・exp[−j{φ0+φ1(θk,i)+φ2(i)+(2πxi
sinθk)/λ}][Equation 9] ・ Exp [-j {φ 0 + φ 1 (θk, i) + φ 2 (i) + (2πx i
sin θk) / λ}]
【0019】上記数9から明らかなように、一般に、任
意の角度θkを主ビーム方向とするアンテナビームを形
成するためには、ビーム1本当たりのアンテナ素子数N
に一致する数の複素積和演算が必要であり、N本のマル
チビームを形成するためには、N2回の複素積和演算が
必要となる。As is clear from the above equation 9, generally, in order to form an antenna beam having an arbitrary angle θk as the main beam direction, the number of antenna elements N per beam is N.
The number of complex product-sum operations required to meet the above condition is required, and N 2 complex product-sum operations are required to form N multi-beams.
【0020】次いで、より演算処理が簡単な後者の高速
フーリエ変換の方法の場合について以下に説明する。こ
こで、アレーアンテナの複数N個のアンテナ素子が等間
隔dで直線状に並置されおり、各アンテナ素子の位相パ
ターンφi(θ,i)(i=0,1,2,3,…,N−
1)がアレーアンテナの主ビーム方向の角度θに独立で
あると仮定し、すなわち、各アンテナ素子の位相パター
ンφi(i)=φi(θ,i)であると仮定する。この
とき、ビーム形成に先立って、次の数10を用いて利得
の補正を行うものとすると、アンテナビームBk(θ)
は、各受信機の信号出力を合成する事により、次の数1
1で表される。Next, the case of the latter method of the fast Fourier transform, which is easier to calculate, will be described below. Here, a plurality of N antenna elements of the array antenna are linearly arranged in parallel at equal intervals d, and the phase pattern φi (θ, i) (i = 0, 1, 2, 3, ..., N of each antenna element). −
It is assumed that 1) is independent of the angle θ of the main beam direction of the array antenna, that is, the phase pattern φi (i) = φi (θ, i) of each antenna element. At this time, assuming that the gain is corrected using the following equation 10 prior to the beam formation, the antenna beam Bk (θ)
By combining the signal output of each receiver,
It is represented by 1.
【0021】[0021]
【数10】Sf(θ,i)=S(θ,i)・w(i)/
[√{Eθ[A1 2(θ,i)]}]・exp[−j{φ0+φ1
(i)+φ2(i)}][Equation 10] Sf (θ, i) = S (θ, i) · w (i) /
[√ {Eθ [A 1 2 (θ, i)]}] · exp [-j {φ 0 + φ 1
(I) + φ 2 (i)}]
【数11】 [Equation 11]
【0022】ここで、マルチビームの本数をアンテナ素
子の数に一致させると、各アンテナ素子の主ビーム方向
θkを次の数12で置く。Here, when the number of multi-beams is made equal to the number of antenna elements, the main beam direction θk of each antenna element is set by the following equation 12.
【0023】[0023]
【数12】θk=sin-1(λk/Nd), k=−N/2,−N/2+1,…,0,…,N/2−1[Equation 12] θk = sin −1 (λk / Nd), k = −N / 2, −N / 2 + 1, ..., 0, ..., N / 2−1
【0024】このとき、アンテナビームBk(θ)は、
アンテナ素子の位置に一致させる事により、次の数13
で表される。At this time, the antenna beam Bk (θ) is
By matching the position of the antenna element,
It is represented by.
【0025】[0025]
【数13】 k=−N/2,…,0,…,N/2−1[Equation 13] k = -N / 2, ..., 0, ..., N / 2-1
【0026】上記数13から明らかなように、アンテナ
ビームBk(θ)は、補正後の受信機の信号出力Sf
(θ,i)の離散フーリエ変換であり、高速フーリエ変
換(以下、FFTという。)アルゴリズムが利用可能で
ある。すなわち、N本のマルチビーム形成に必要な複素
積和演算回数はN2回ではなく、Nlog2Nまで減少さ
せることができる。上記N本のマルチビーム形成の後
に、例えば、これらの中で最大値の信号を選択して、そ
れを受信信号とすることができる。As is clear from the above equation 13, the antenna beam Bk (θ) is the corrected signal output Sf of the receiver.
It is a discrete Fourier transform of (θ, i), and a fast Fourier transform (hereinafter referred to as FFT) algorithm can be used. That is, the number of complex product sum operations required to form N multi-beams can be reduced to N log 2 N instead of N 2 . After forming the N multi-beams, for example, the signal having the maximum value can be selected and used as the reception signal.
【0027】[0027]
【発明が解決しようとする課題】上記ビーム合成を行う
DBFアンテナのための受信信号処理装置として、上記
文献1においては、ミニコンピュータを用いた一例につ
いて開示しているが、ミニコンピュータなど1つの演算
制御装置を用いてFFT演算を含む演算処理を実行した
とき、上記後者のFFT演算を用いるビーム合成方法を
用いたとしても多数回の演算処理が必要であり、信号処
理が比較的遅いという問題点があった。さらに、アンテ
ナ素子の数が増大したとき、信号処理がきわめて遅くな
る。As a received signal processing device for the DBF antenna which performs the beam combining, the above-mentioned document 1 discloses an example using a mini computer, but one operation such as a mini computer is disclosed. When the arithmetic processing including the FFT arithmetic is executed by using the control device, the arithmetic processing is required many times even if the latter beam synthesizing method using the FFT arithmetic is used, and the signal processing is relatively slow. was there. Moreover, signal processing becomes very slow when the number of antenna elements increases.
【0028】本発明の目的は以上の問題点を解決し、従
来例に比較して高速でマルチビーム形成のための演算処
理を実行することができ、しかも回路構成が簡単なアレ
ーアンテナ用信号処理装置を提供することにある。The object of the present invention is to solve the above problems and to perform arithmetic processing for multi-beam formation at a higher speed than in the conventional example, and further, the signal processing for the array antenna having a simple circuit configuration. To provide a device.
【0029】[0029]
【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項1記
載のアレーアンテナ用受信信号処理装置は、1次元又は
2次元の所定の配置形状で近接して並置された所定の複
数個のアンテナ素子(1)からなるアレーアンテナで受
信された複数の受信信号に対して準直交検波処理、低周
波ろ波処理、及びフーリエ変換によるマルチビーム合成
処理を含む受信信号処理を実行するアレーアンテナ用受
信信号処理装置であって、上記受信信号処理を実行する
上記アンテナ素子(1)の数に一致した複数個の演算回
路を備え、上記複数個の演算回路(5)を、上記複数個
のアンテナ素子(1)の配置形状に応じて1次元の1本
のデータバス又は2次元の格子形状の複数本のデータバ
ス(101−116)を介して接続し、上記複数個の演
算回路(5)はそれぞれ、上記受信信号処理を実行する
ように分割された複数個の処理を同時に、上記データバ
ス(101−116)を介して上記信号処理に必要なデ
ータを送受信することによって実行することを特徴とす
る。According to a first aspect of the present invention, there is provided a received signal processing device for an array antenna, wherein a plurality of predetermined antennas arranged in close proximity in a predetermined one-dimensional or two-dimensional arrangement shape. Array antenna reception that performs reception signal processing including quasi-orthogonal detection processing, low-frequency filtering processing, and multi-beam combining processing by Fourier transform on a plurality of reception signals received by the array antenna composed of the element (1) A signal processing device, comprising a plurality of arithmetic circuits corresponding to the number of the antenna elements (1) for executing the received signal processing, wherein the plurality of arithmetic circuits (5) are provided in the plurality of antenna elements. According to the arrangement shape of (1), one data bus of one dimension or a plurality of data buses (101-116) of two-dimensional lattice shape are connected, and the plurality of arithmetic circuits (5) are So Respectively, a plurality of processes divided so as to perform the received signal processing are simultaneously performed by transmitting and receiving data necessary for the signal processing via the data bus (101-116). And
【0030】また、請求項2記載のアレーアンテナ用受
信信号処理装置は、請求項1記載のアレーアンテナ用受
信信号処理装置において、上記複数個の演算回路(5)
はそれぞれ、上記受信信号処理を実行するために必要な
データを、上記準直交検波処理、上記低周波ろ波処理、
及び上記フーリエ変換によるマルチビーム合成処理に応
じて選択的に切り換えて出力する2個のマルチプレクサ
(34,35)と、上記2個のマルチプレクサ(34,
35)から出力される2個のデータの乗算を実行するマ
ルチプレクサ(36)と、上記マルチプレクサ(36)
によって実行された乗算結果の複数のデータを累積加算
して出力するアキュムレータ(36)と、上記アキュム
レータ(36)から出力される上記準直交検波処理後の
データと、上記低周波ろ波処理後のデータと、上記フー
リエ変換によるマルチビーム合成処理後のデータとを記
憶する複数個のレジスタ(51a,51b,52a,5
2b,55)とを備え、上記低周波ろ波処理及び上記フ
ーリエ変換によるマルチビーム合成処理において予め決
められた処理で上記アキュムレータ(36)から出力さ
れるデータが上記アキュムレータ(36)に入力されて
累積加算され、上記準直交検波処理後のデータと、上記
低周波ろ波処理後のデータと、上記フーリエ変換による
マルチビーム合成処理後のデータとが上記複数個のレジ
スタに記憶されて出力されることを特徴とする。The received signal processing device for an array antenna according to a second aspect is the received signal processing device for an array antenna according to the first aspect, wherein the plurality of arithmetic circuits (5) are provided.
Respectively, the data necessary for performing the received signal processing, the quasi-quadrature detection processing, the low frequency filtering processing,
And two multiplexers (34, 35) for selectively switching and outputting according to the multi-beam combining processing by the Fourier transform, and the two multiplexers (34, 35).
A multiplexer (36) for performing a multiplication of the two data output from (35), and said multiplexer (36)
An accumulator (36) for cumulatively adding and outputting a plurality of data as a result of multiplication executed by the accumulator, data obtained by the quasi-quadrature detection output by the accumulator (36), and data obtained by the low-frequency filtering process. A plurality of registers (51a, 51b, 52a, 5) for storing the data and the data after the multi-beam synthesis processing by the Fourier transform.
2b, 55), the data output from the accumulator (36) is input to the accumulator (36) by a predetermined process in the low-frequency filtering process and the multi-beam combining process by the Fourier transform. Cumulatively added, the data after the quasi-orthogonal detection processing, the data after the low-frequency filtering processing, and the data after the multi-beam combining processing by the Fourier transform are stored in the plurality of registers and output. It is characterized by
【0031】さらに、請求項3記載のアレーアンテナ用
受信信号処理装置は、請求項1又は2記載のアレーアン
テナ用受信信号処理装置において、上記複数個の演算回
路(5)がそれぞれ上記データバス(101−116)
を介して上記信号処理に必要なデータを送受信すること
によって実行する処理は、上記フーリエ変換によるマル
チビーム合成処理であることを特徴とする。Further, the received signal processing device for an array antenna according to a third aspect is the received signal processing device for an array antenna according to the first or second aspect, in which the plurality of arithmetic circuits (5) are each provided with the data bus ( 101-116)
The processing executed by transmitting and receiving the data necessary for the signal processing via the above is a multi-beam combining processing by the Fourier transform.
【0032】また、請求項4記載のアレーアンテナ用受
信信号処理装置は、請求項1乃至3記載のアレーアンテ
ナ用受信信号処理装置において、上記複数個の演算回路
(5)はそれぞれ、上記レジスタ(52a,52b)と
上記データバス(101−116)に接続され、上記上
記フーリエ変換によるマルチビーム合成処理に必要なデ
ータを選択的に切り換えて上記1つのマルチプレクサ
(34)に出力する別のマルチプレクサ(64)をさら
に備えたことを特徴とする。Further, the received signal processing device for an array antenna according to claim 4 is the received signal processing device for an array antenna according to any one of claims 1 to 3, wherein each of the plurality of arithmetic circuits (5) has the register ( 52a, 52b) and the data bus (101-116), and selectively switches the data necessary for the multi-beam combining processing by the Fourier transform and outputs the data to the one multiplexer (34). 64) is further provided.
【0033】さらに、請求項5記載のアレーアンテナ用
受信信号処理装置は、請求項1乃至4記載のアレーアン
テナ用受信信号処理装置において、上記低域通過ろ波処
理は、トランスバーサル型有限インパルス応答方式の低
域通過ろ波処理であって、上記複数個の演算回路(5)
はそれぞれ、上記準直交検波処理後のデータを記憶する
上記レジスタ(51a,51b)から出力されるデータ
を記憶するFIFOメモリ(61a,61b)をさらに
備えたことを特徴とする。Further, the received signal processing device for an array antenna according to claim 5 is the received signal processing device for an array antenna according to any one of claims 1 to 4, wherein the low-pass filtering process is a transversal finite impulse response. System low pass filter processing, the plurality of arithmetic circuits (5)
Are further provided with FIFO memories (61a, 61b) for storing the data output from the registers (51a, 51b) for storing the data after the quasi-quadrature detection processing.
【0034】[0034]
【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る実施例に
ついて説明する。図1は、本発明に係る一実施例である
アレーアンテナ用受信信号処理装置のブロック図であ
る。本実施例のアレーアンテナ用受信信号処理装置は、
互いに等間隔で互いに直交する2つの軸を有する2次元
のマトリックス形状で並置されたアレーアンテナの16
個のアンテナ素子1−1乃至1−16(総称して、符号
1を付す。)に対応して、準直交検波回路とトランスバ
ーサル型FIR(有限インパルス応答)低周波通過フィ
ルタといわゆる空間領域への2次元FFT演算を用いた
マルチビーム合成回路とを含む回路演算を実行するDS
P5−1乃至5−16を設け、当該16個のDSP5−
1乃至5−16を図3に示すように、格子形状にデータ
バス101乃至108を介して接続し、さらに、各DS
P5−1乃至5−16を図4の回路を有するアレーアン
テナのデジタル受信信号処理専用のASIC(Applicat
ion Specific Integrated Circuit)演算器を用いて構
成したことを特徴とする。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a received signal processing device for an array antenna which is an embodiment according to the present invention. The received signal processing device for an array antenna of this embodiment is
16 array antennas arranged side by side in a two-dimensional matrix shape having two axes that are orthogonal to each other at equal intervals
Corresponding to the individual antenna elements 1-1 to 1-16 (collectively referred to as reference numeral 1), a quasi-quadrature detection circuit, a transversal FIR (finite impulse response) low frequency pass filter, and a so-called spatial domain are provided. For executing circuit operation including a multi-beam combining circuit using the two-dimensional FFT operation
P5-1 to 5-16 are provided, and the 16 DSPs
1 to 5-16 are connected in a grid shape via data buses 101 to 108 as shown in FIG.
P5-1 to 5-16 are ASICs (Applicat.) Dedicated to the digital reception signal processing of the array antenna having the circuit of FIG.
Ion Specific Integrated Circuit) It is characterized by being configured using a computing unit.
【0035】図1に示すように、アンテナ素子1−1に
は、互いに縦続に接続されたダウンコンバータ2−1と
帯域通過フィルタ3−1とA/D変換器4−1とDSP
5−1とが接続され、アンテナ素子1−2には、互いに
縦続に接続されたダウンコンバータ2−2と帯域通過フ
ィルタ3−2とA/D変換器4−2とDSP5−2とが
接続され、同様にして、アンテナ素子1−3乃至1−1
5に同様のものが接続され、さらに、アンテナ素子1−
16には、互いに縦続に接続されたダウンコンバータ2
−16と帯域通過フィルタ3−16とA/D変換器4−
61とDSP5−16とが接続される。ここで、ダウン
コンバータ2−1乃至2−16(総称して、符号2を付
す。)は互いに同様の回路で構成され、帯域通過フィル
タ3−1乃至3−16(総称して、符号3を付す。)は
互いに同様の回路で構成され、A/D変換器4−1乃至
4−16(総称して、符号4を付す。)は互いに同様の
回路で構成され、DSP5−1乃至5−16(総称し
て、符号5を付す。)は詳細後述するように演算データ
及び演算方法が異なることを除いて互いに同様の回路で
構成される。従って、各回路の動作について、それぞれ
代表して1個のみについて説明する。As shown in FIG. 1, the antenna element 1-1 includes a down converter 2-1, a bandpass filter 3-1, an A / D converter 4-1, and a DSP which are connected in cascade.
5-1 is connected to the antenna element 1-2, and the antenna element 1-2 is connected to the down converter 2-2, the band pass filter 3-2, the A / D converter 4-2, and the DSP 5-2 which are connected in cascade. And antenna elements 1-3 to 1-1 in the same manner.
5 is connected to the same one, and the antenna element 1-
16 is a down converter 2 connected in series with each other.
-16, band pass filter 3-16, and A / D converter 4-
61 and DSP5-16 are connected. Here, the down converters 2-1 to 2-16 (collectively referred to as reference numerals 2) are configured by similar circuits, and the band pass filters 3-1 to 3-16 (collectively referred to as reference numeral 3). Are similar to each other, and A / D converters 4-1 to 4-16 (generally referred to as reference numeral 4) are similar to each other and DSPs 5-1 to 5-. Reference numeral 16 (generally denoted by reference numeral 5) is composed of circuits similar to each other except that the operation data and the operation method are different, as will be described later in detail. Therefore, the operation of each circuit will be described on behalf of only one.
【0036】アンテナ素子1によって受信された電波
の、例えばマイクロ波信号などの高周波信号は、ダウン
コンバータ2に入力され、ダウンコンバータ2は入力さ
れた高周波信号を、所定の中間周波数を有する中間周波
信号(以下、IF信号という。)に変換して、不要高調
波成分の除去を実行する帯域通過フィルタ3を介してA
/D変換器4に出力する。A/D変換器4は、例えばサ
ンプリング周波数128kHzで、入力されたIFアナ
ログ信号をIFデジタル信号にA/D変換してDSP5
に出力する。A high frequency signal, such as a microwave signal, of the radio wave received by the antenna element 1 is input to the down converter 2, and the down converter 2 converts the input high frequency signal into an intermediate frequency signal having a predetermined intermediate frequency. (Hereinafter, referred to as an IF signal), and is converted to A through a band pass filter 3 that removes unnecessary harmonic components.
Output to the / D converter 4. The A / D converter 4 performs A / D conversion of the input IF analog signal into an IF digital signal at a sampling frequency of 128 kHz, for example, and the DSP 5
Output to.
【0037】次いで、DSP5は、詳細後述するように
構成され、入力されたIFデジタル信号に対して、準直
交検波と、トランスバーサル型FIR低周波通過ろ波
と、2次元FFT演算を用いたマルチビーム合成と、二
乗和演算とを含む演算を実行して、演算結果のデジタル
信号を比較器回路6に出力する。ここで、16個のDS
P5−1乃至5−16は、図3に示すように、X軸方向
で配線されるデータバス101乃至104と、Y軸方向
と直交するY軸方向で配線されるデータバス105乃至
108を介して格子形状で接続される。データバス10
1はDSP5−1乃至5−4に接続され、データバス1
02はDSP5−5乃至5−8に接続され、データバス
103はDSP5−9乃至5−12に接続され、データ
バス104はDSP5−13乃至5−16に接続され
る。一方、データバス105はDSP5−1,5−5,
5−9,5−13に接続され、データバス106はDS
P5−2,5−6,5−10,5−14に接続され、デ
ータバス107はDSP5−3,5−7,5−11,5
−15に接続され、データバス108はDSP5−4,
5−8,5−12,5−16に接続される。Next, the DSP 5 is constructed as will be described in detail later, and multiplies the input IF digital signal using quasi-quadrature detection, transversal FIR low frequency pass filtering, and two-dimensional FFT operation. The calculation including the beam combining and the sum of squares calculation is executed, and the digital signal of the calculation result is output to the comparator circuit 6. Where 16 DS
As shown in FIG. 3, P5-1 to P5-16 are connected via data buses 101 to 104 wired in the X-axis direction and data buses 105 to 108 wired in the Y-axis direction orthogonal to the Y-axis direction. Are connected in a grid pattern. Data bus 10
1 is connected to the DSPs 5-1 to 5-4, and the data bus 1
02 is connected to the DSPs 5-5 to 5-8, the data bus 103 is connected to the DSPs 5-9 to 5-12, and the data bus 104 is connected to the DSPs 5-13 to 5-16. On the other hand, the data bus 105 is connected to the DSPs 5-1, 5-5,
5-9, 5-13, the data bus 106 DS
P5-2, 5-6, 5-10, 5-14, and the data bus 107 is connected to the DSP 5-3, 5-7, 5-11, 5
-15, the data bus 108 is connected to the DSP 5-4,
5-8, 5-12, 5-16.
【0038】さらに、比較器回路6は複数の比較器から
構成され、16個のDSP5−1乃至5−16から入力
されたマルチビーム形成後の複数個のデジタル信号のう
ち最大の信号電力を有するデジタル信号を選択した後、
復調器7に出力する。復調器7は入力されたデジタル信
号に対して例えばPSK復調の処理を実行した後、受信
データ信号として出力する。Further, the comparator circuit 6 is composed of a plurality of comparators and has the maximum signal power among the plurality of digital signals after multi-beam formation inputted from the 16 DSPs 5-1 to 5-16. After selecting the digital signal,
Output to demodulator 7. The demodulator 7 performs, for example, PSK demodulation processing on the input digital signal, and then outputs it as a reception data signal.
【0039】図2は図1の各DSP5−1乃至5−16
の機能を示すブロック図である。図2に示すように、A
/D変換器4から入力されたIFデジタル信号は、同期
分配器11によって、互いに直交するIチャンネル(I
ch)とQチャンネル(Qch)の処理のために、互い
に同期した2つのIFデジタル信号に分配される。一
方、局部発振器20は、例えば32kHzの所定の局部
発振周波数を有する局部発振デジタル信号を発生して、
第1の局部発振デジタル信号として乗算器12に出力す
るとともに、入力デジタル信号をπ/2だけ移相させる
π/2移相器21を介して乗算器22に出力する。従っ
て、乗算器22には、上記局部発振デジタル信号からπ
/2だけ移相された局部発振デジタル信号が第2の局部
発振デジタル信号として入力される。ここで、局部発振
器20とπ/2移相器21は各DSP5−1乃至5−1
6毎に設けず、当該装置において1個ずつのみ設ける。FIG. 2 shows each of the DSPs 5-1 to 5-16 shown in FIG.
It is a block diagram showing the function of. As shown in FIG.
The IF digital signal input from the / D converter 4 is transmitted by the sync distributor 11 to I channels (I
ch) and Q channel (Qch), the two IF digital signals synchronized with each other are distributed. On the other hand, the local oscillator 20 generates a local oscillation digital signal having a predetermined local oscillation frequency of, for example, 32 kHz,
The first local oscillation digital signal is output to the multiplier 12, and is also output to the multiplier 22 via the π / 2 phase shifter 21 that shifts the phase of the input digital signal by π / 2. Therefore, the multiplier 22 outputs π from the local oscillation digital signal.
The local oscillation digital signal phase-shifted by / 2 is input as the second local oscillation digital signal. Here, the local oscillator 20 and the π / 2 phase shifter 21 are connected to the DSPs 5-1 to 5-1.
It is not provided for every 6, but only one is provided in the device.
【0040】同期分配器11から出力されたIチャンネ
ル用のIFデジタル信号は、乗算器12によって上記第
1の局部発振デジタル信号と乗算され、乗算結果のデジ
タル信号は、例えば16kHzであるナイキスト周波数
以上の不要波を除去するためにトランスバーサル型FI
R方式の低域通過ろ波処理を実行するFIR低域通過フ
ィルタ13と、上記マルチビーム合成のためのFFT演
算を実行する高速フーリエ変換器14とを介して二乗和
回路15に入力される。一方、同期分配器11から出力
されたQチャンネル用のIFデジタル信号は、乗算器2
2によって、上記第2の局発振デジタル信号と乗算さ
れ、乗算結果のデジタル信号は、ナイキスト周波数以上
の不要波を除去するためにトランスバーサル型FIR方
式の低域通過ろ波処理を実行するFIR低域通過フィル
タ23と、上記マルチビーム合成のためのFFT演算を
実行する高速フーリエ変換器24とを介して二乗和回路
15に入力される。なお、上記トランスバーサル型FI
R低域通過フィルタ13,23は例えば50%ロールオ
フフィルタによって構成される。二乗和回路15は高速
フーリエ変換器14と24から入力される各デジタル信
号を2乗した後、それらの和を演算し、すなわち二乗和
の演算を実行して信号電力レベルを表わす電力データデ
ジタル信号に変換して比較器回路6に出力する。The IF digital signal for the I channel output from the synchronous distributor 11 is multiplied by the first local oscillation digital signal by the multiplier 12, and the digital signal of the multiplication result is equal to or higher than the Nyquist frequency of 16 kHz, for example. Transversal FI to eliminate unnecessary waves
It is input to the sum-of-squares circuit 15 via the FIR low-pass filter 13 that executes the R-system low-pass filtering process and the fast Fourier transformer 14 that executes the FFT operation for the multi-beam synthesis. On the other hand, the IF digital signal for the Q channel output from the synchronous distributor 11 is the multiplier 2
2 is multiplied by the second local oscillation digital signal, and the digital signal of the multiplication result is an FIR low frequency signal that performs low-pass filtering processing of the transversal FIR method in order to remove unnecessary waves of Nyquist frequency or higher. It is input to the sum-of-squares circuit 15 via the band-pass filter 23 and the fast Fourier transformer 24 that executes the FFT operation for the multi-beam combination. The transversal FI
The R low pass filters 13 and 23 are constituted by, for example, 50% roll-off filters. The sum-of-squares circuit 15 squares each digital signal input from the fast Fourier transformers 14 and 24, and then calculates the sum of the squared digital signals. That is, the sum-of-squares calculation is performed to represent the signal power level. And outputs to the comparator circuit 6.
【0041】なお、図2において図示していないが、高
速フーリエ変換器14から出力されるIチャンネルの空
間データデジタル信号と、高速フーリエ変換器24から
出力されるQチャンネルの空間データデジタル信号と
が、PSK復調のために、復調器7に出力される。Although not shown in FIG. 2, the I-channel spatial data digital signal output from the fast Fourier transformer 14 and the Q-channel spatial data digital signal output from the fast Fourier transformer 24 are , PSK demodulation for output to the demodulator 7.
【0042】図4は図1の各DSP5−1乃至5−16
の回路を示すブロック図である。図4に示すように、A
/D変換器4から出力されるIFデジタル信号は、入力
レジスタ31に一時的に記憶された後、入力マルチプレ
クサ34のA入力端子に入力される。それぞれ詳細後述
するIチャンネルのFIFO(First-In First-Out)メ
モリ61a又はQチャンネルのFIFO(First-In Fir
st-Out)メモリ61bから読み出される準直交検波後の
デジタル信号はFIR出力レジスタ62を介して入力マ
ルチプレクサ34のB入力端子に入力される。FIG. 4 shows each of the DSPs 5-1 to 5-16 shown in FIG.
3 is a block diagram showing the circuit of FIG. As shown in FIG.
The IF digital signal output from the / D converter 4 is temporarily stored in the input register 31 and then input to the A input terminal of the input multiplexer 34. The I-channel FIFO (First-In First-Out) memory 61a or the Q-channel FIFO (First-In Fir), which will be described later in detail, respectively.
The digital signal after the quasi-quadrature detection read from the st-Out) memory 61b is input to the B input terminal of the input multiplexer 34 via the FIR output register 62.
【0043】データ線B1,B2は、各DSPに応じて
図3に示すように、X軸方向のデータバス101乃至1
04のいずれか1つのデータバスに接続される一方、デ
ータ線B3,B4は、各DSPに応じて図3に示すよう
に、Y軸方向のデータバス105乃至108のいずれか
1つのデータバスに接続される。4本のデータ線B1乃
至B4はそれぞれFFTマルチプレクサ64のA入力端
子、B入力端子、C入力端子及びD入力端子に接続され
る。FFTマルチプレクサ64によって選択されたデジ
タル信号はFFT出力レジスタ65を介して入力マルチ
プレクサ34のC入力端子に入力される。詳細後述する
2分配器56a又は56bから出力される空間データデ
ジタル信号は、空間データ出力レジスタ63を介して入
力マルチプレクサ34のD入力端子及びデータマルチプ
レクサ35のC入力端子に入力される。The data lines B1 and B2 are connected to the data buses 101 to 1 in the X-axis direction, as shown in FIG.
On the other hand, the data lines B3 and B4 are connected to any one of the data buses 105 to 108 in the Y-axis direction as shown in FIG. 3 according to each DSP. Connected. The four data lines B1 to B4 are connected to the A input terminal, B input terminal, C input terminal, and D input terminal of the FFT multiplexer 64, respectively. The digital signal selected by the FFT multiplexer 64 is input to the C input terminal of the input multiplexer 34 via the FFT output register 65. The spatial data digital signal output from the two-way divider 56a or 56b, which will be described in detail later, is input to the D input terminal of the input multiplexer 34 and the C input terminal of the data multiplexer 35 via the spatial data output register 63.
【0044】さらに、MPUによって構成されかつ当該
受信信号処理装置全体の制御を実行するコントローラ
(図示せず。)内に設けられ、FIR低域通過ろ波のた
めのFIRデータを記憶するROM(図示せず、以下、
FIRROMという。)から出力されるFIRデータデ
ジタル信号は、データマルチプレクサ35のA入力端子
に入力される。また、FFT用の重み付け係数のデータ
を記憶するFFT用ウエイトROM33から出力される
FFT用ウエイトデータデジタル信号はデータマルチプ
レクサ35のB入力端子に入力される。さらに、2次元
のマルチビーム形成用の重み付け係数を記憶するビーム
形成用ウエイトROM32から出力されるウエイトデー
タデジタル信号は、データマルチプレクサ35のD入力
端子に入力される。Further, a ROM (FIG. 1) which is provided in a controller (not shown) which is constituted by an MPU and which controls the entire received signal processing apparatus, stores FIR data for FIR low-pass filtering. Not shown below
It is called FIRROM. The FIR data digital signal output from (1) is input to the A input terminal of the data multiplexer 35. Further, the FFT weight data digital signal output from the FFT weight ROM 33, which stores the FFT weighting coefficient data, is input to the B input terminal of the data multiplexer 35. Further, the weight data digital signal output from the beam forming weight ROM 32 which stores the weighting coefficient for two-dimensional multi-beam forming is input to the D input terminal of the data multiplexer 35.
【0045】入力マルチプレクサ34によって選択され
たデジタル信号はマルチプレクサ及びアキュムレータ3
6のA入力端子に入力され、データマルチプレクサ35
によって選択されたデジタル信号は、マルチプレクサ及
びアキュムレータ36のB入力端子に入力される。マル
チプレクサ及びアキュムレータ36は、マルチプレクサ
とアキュムレータとによって構成され、そのA入力端子
に入力されるデジタル信号と、そのB入力端子に入力さ
れるデジタル信号とを乗算した後、レジスタ37を介し
て、マルチプレクサ及びアキュムレータ36のアキュム
レータ・イン端子に出力するとともに、次の各レジスタ
51a,51b,52a,52b,53a,53b,5
4a,54b,55の入力端子に出力する。ここで、マ
ルチプレクサ及びアキュムレータ36のアキュムレータ
・イン端子に入力されたデジタル信号は、マルチプレク
サ及びアキュムレータ36内のアキュムレータで累積加
算され、当該アキュムレータは、1回のFIR低域通過
ろ波処理毎、1回のFFT演算毎及び1回の二乗和回路
15の演算処理毎に、その演算終了時のデータ読み出し
後にリセットされる。マルチプレクサ及びアキュムレー
タ36は、マルチプレクサとアキュムレータとが一体化
された回路を用いてもよいし、マルチプレクサとアキュ
ムレータとが別々の回路で構成されたものを用いてもよ
い。The digital signal selected by the input multiplexer 34 is the multiplexer and accumulator 3
6 is input to the A input terminal of the data multiplexer 35.
The digital signal selected by is input to the B input terminal of the multiplexer and accumulator 36. The multiplexer and accumulator 36 is composed of a multiplexer and an accumulator, and multiplies the digital signal input to its A input terminal by the digital signal input to its B input terminal, and then, via the register 37, The register 51a, 51b, 52a, 52b, 53a, 53b, 5 is output to the accumulator IN terminal of the accumulator 36 and
It outputs to the input terminals of 4a, 54b, and 55. Here, the digital signals input to the accumulator-in terminals of the multiplexer and accumulator 36 are cumulatively added by the accumulator in the multiplexer and accumulator 36, and the accumulator is once for each FIR low-pass filtering process. Each FFT calculation and each calculation processing of the sum-of-squares circuit 15 is reset after data reading at the end of the calculation. As the multiplexer and accumulator 36, a circuit in which the multiplexer and the accumulator are integrated may be used, or a circuit in which the multiplexer and the accumulator are configured as separate circuits may be used.
【0046】(a)検波後レジスタ51a:Iチャンネ
ルの準直交検波後のデジタル信号を一時的に記憶した
後、FIFOメモリ61aに記憶される。 (b)検波後レジスタ51b:Qチャンネルの準直交検
波後のデジタル信号を一時的に記憶した後、FIFOメ
モリ61bに記憶される。 (c)FIRレジスタ52a:IチャンネルのFIR低
域通過ろ波後のデジタル信号を一時的に記憶した後、デ
ータ線B1に出力する。 (d)FIRレジスタ52b:QチャンネルのFIR低
域通過ろ波後のデジタル信号を一時的に記憶した後、デ
ータ線B2に出力する。 (e)FFT1次レジスタ53a:詳細後述する実数部
の第1のFFT演算の演算結果のデジタル信号を一時的
に記憶した後、データ線B3に出力する。 (f)FFT1次レジスタ53b:詳細後述する虚数部
の第1のFFT演算の演算結果のデジタル信号を一時的
に記憶した後、データ線B4に出力する。 (g)空間データレジスタ54a:詳細後述する実数部
の第2のFFT演算の演算結果である空間データデジタ
ル信号を一時的に記憶した後、分配器56aを介して空
間データ出力レジスタ63及び復調器7に出力する。 (h)空間データレジスタ54b:詳細後述する虚数部
の第2のFFT演算の演算結果である空間データデジタ
ル信号を一時的に記憶した後、分配器56bを介して空
間データ出力レジスタ63及び復調器7に出力する。 (i)電力データレジスタ55:二乗和回路15から出
力される電力データデジタル信号を一時的に記憶した
後、比較器回路6に出力する。(A) Post-detection register 51a: The digital signal after the quasi-quadrature detection of the I channel is temporarily stored and then stored in the FIFO memory 61a. (B) Post-detection register 51b: The digital signal after the quasi-orthogonal detection of the Q channel is temporarily stored and then stored in the FIFO memory 61b. (C) FIR register 52a: The digital signal after the FIR low-pass filtering of the I channel is temporarily stored and then output to the data line B1. (D) FIR register 52b: The digital signal after the FIR low-pass filtering of the Q channel is temporarily stored and then output to the data line B2. (E) FFT primary register 53a: The digital signal of the operation result of the first FFT operation of the real part, which will be described later in detail, is temporarily stored and then output to the data line B3. (F) FFT primary register 53b: The digital signal of the operation result of the first FFT operation of the imaginary part, which will be described later in detail, is temporarily stored and then output to the data line B4. (G) Spatial data register 54a: A spatial data output signal 63 and a demodulator via a distributor 56a after temporarily storing a spatial data digital signal, which is a calculation result of a second FFT calculation of a real part described later in detail. Output to 7. (H) Spatial data register 54b: After spatially storing a spatial data digital signal which is the calculation result of the second FFT calculation of the imaginary part, which will be described later in detail, the spatial data output register 63 and the demodulator via the distributor 56b. Output to 7. (I) Power data register 55: The power data digital signal output from the sum of squares circuit 15 is temporarily stored and then output to the comparator circuit 6.
【0047】なお、上記レジスタ51a,51b,52
a,52b,53a,53bの終段には3ステートバッ
ファアンプが設けられる。これは、レジスタ51a,5
1bについては、FIFOメモリ61a,61bからの
データの読み出し時に終段の3ステートバッファアンプ
をオープン状態にし、また、他のDSPからデータ線B
1乃至B4へのデータの出力時に終段の3ステートバッ
ファアンプをオープン状態にするためである。The registers 51a, 51b, 52 are
A 3-state buffer amplifier is provided at the final stage of a, 52b, 53a, 53b. This is the register 51a, 5
For 1b, when reading data from the FIFO memories 61a and 61b, the three-state buffer amplifier at the final stage is opened, and the data line B from another DSP
This is because the 3-state buffer amplifier at the final stage is opened when data is output to 1 to B4.
【0048】次いで、本実施例において用いる2次元の
高速フーリエ変換の方法について以下に説明する。これ
は、従来技術の項で説明した1次元の高速フーリエ変換
の方法を拡張したものである。ここで、上述のように、
アレーアンテナの複数N個(本実施例ではN=16)の
アンテナ素子1が互いに等間隔dで2次元のマトリック
ス形状で並置されており、各アンテナ素子の入力信号を
Skm(θ)(k=0,1,…,N−1;m=0,1,
…,N−1)とすると、1次元目のフーリエ変換の結果
は数14のように表される。ここでkは1次元目のフー
リエ変換における座標であり、mは2次元目のフーリエ
変換の座標である。合成ビーム出力Bkm(k=0,
1,…,N−1;m=0,1,…,N−1)は2次元目
のフーリエ変換の結果であり、1次元目のフーリエ変換
の結果を使用して数15のように表される。Next, the two-dimensional fast Fourier transform method used in this embodiment will be described below. This is an extension of the one-dimensional fast Fourier transform method described in the section of the prior art. Here, as mentioned above,
A plurality of N (N = 16 in this embodiment) antenna elements 1 of the array antenna are arranged in parallel in a two-dimensional matrix shape at equal intervals d, and the input signal of each antenna element is Skm (θ) (k = 0,1, ..., N-1; m = 0,1,
, N-1), the result of the Fourier transform of the first dimension is expressed as in Expression 14. Here, k is a coordinate in the first-dimensional Fourier transform, and m is a coordinate in the second-dimensional Fourier transform. Combined beam output Bkm (k = 0,
, ..., N-1; m = 0, 1, ..., N-1) is the result of the second-dimensional Fourier transform, and is expressed as in Equation 15 using the result of the first-dimensional Fourier transform. To be done.
【0049】[0049]
【数14】 k=0,1,2,3,…,N−1;m=0,1,2,
3,…,N−1[Equation 14] k = 0, 1, 2, 3, ..., N-1; m = 0, 1, 2,
3, ..., N-1
【0050】[0050]
【数15】 k=0,1,2,3,…,N−1;m=0,1,2,
3,…,N−1[Equation 15] k = 0, 1, 2, 3, ..., N-1; m = 0, 1, 2,
3, ..., N-1
【0051】ここで、マルチビームの方向θkmとフー
リエ変換によって得られたビームの関係を示せば、次の
数16で表される。数16において、マルチビームの方
向θkmは、(x,y)の形式で表され、ここで、xは
XZ平面でZ軸を基準とした角度であり、yはYZ平面
でZ軸を基準とした角度である。Here, the relationship between the direction θkm of the multi-beam and the beams obtained by the Fourier transform can be expressed by the following equation 16. In Expression 16, the multi-beam direction θkm is expressed in the form of (x, y), where x is an angle in the XZ plane with respect to the Z axis, and y is with respect to the Z axis in the YZ plane. It is the angle.
【0052】[0052]
【数16】θkm=[sin-1{sin(−2π・k/
N)},sin-1{sin(−2π・m/N)}] k=0,1,2,3,…,N−1;m=0,1,2,
3,…,N−1Θkm = [sin −1 {sin (−2π · k /
N)}, sin −1 {sin (−2π · m / N)}] k = 0, 1, 2, 3, ..., N-1; m = 0, 1, 2,
3, ..., N-1
【0053】上記数14及び数15から明らかなよう
に、アンテナビームBkmは、受信機の信号出力Skm
の離散フーリエ変換であるので、FFTアルゴリズムが
利用可能である。すなわち、N本のマルチビーム形成に
必要な複素演算はN2回ではなく、Nlog2N回まで減
少させることができる。上記N本のマルチビーム形成の
後に、例えば、これらの中で最大値の信号を選択して、
それを受信信号とすることができる。なお、数15のア
ンテナビームBkmは、本実施例の図4の空間データレ
ジスタ54a、54bの信号に対応する。As is clear from the equations (14) and (15), the antenna beam Bkm is the signal output Skm of the receiver.
Since it is a discrete Fourier transform of, the FFT algorithm can be used. That is, the number of complex operations required to form N multi-beams can be reduced to Nlog 2 N times instead of N 2 times. After forming the N multi-beams, for example, by selecting the maximum value signal among them,
It can be the received signal. The antenna beam Bkm of the equation 15 corresponds to the signals of the spatial data registers 54a and 54b of FIG. 4 of this embodiment.
【0054】図5乃至図9は図1の各DSP5−1乃至
5−16の動作を示す第1のタイミングチャートであ
り、まず、DSP5−1の動作について当該タイミング
チャートを参照して説明する。タイミングチャートにお
いて、「ステート」はクロックに応じて説明のために便
宜上付けたシリアル番号であり、「機能」はDSPによ
って実行される処理機能であり、「入力MUX」は入力
マルチプレクサ34が選択する入力端子を示し、「デー
タMUX」はデータマルチプレクサ35が選択する入力
端子を示し、「FFTMUX」はFFTマルチプレクサ
64が選択する入力端子を示す。ここで、「X」は不定
を表わす。さらに、「出力イネーブル」は出力がイネー
ブルされるレジスタを示し、「入力ラッチトリガ」は入
力ラッチされるレジスタを示す。なお、入力マルチプレ
クサ34とデータマルチプレクサ35とFFTマルチプ
レクサ64の入力端子の切り換え信号と、図5乃至図9
に図示された各レジスタへの出力イネーブル信号と入力
ラッチトリガ信号とは、上記図示しないコントローラ又
は当該コントローラによって制御されるタイミング信号
発生回路(図示せず。)によって発生される。5 to 9 are first timing charts showing the operations of the DSPs 5-1 to 5-16 shown in FIG. 1. First, the operation of the DSP 5-1 will be described with reference to the timing charts. In the timing chart, “state” is a serial number given for convenience of description according to the clock, “function” is a processing function executed by the DSP, and “input MUX” is an input selected by the input multiplexer 34. "Data MUX" indicates an input terminal selected by the data multiplexer 35, and "FFTMUX" indicates an input terminal selected by the FFT multiplexer 64. Here, "X" represents indefinite. Further, "output enable" indicates a register whose output is enabled, and "input latch trigger" indicates a register which is input latched. The input multiplexer 34, the data multiplexer 35, and the switching signal of the input terminals of the FFT multiplexer 64, and
The output enable signal and the input latch trigger signal to each register shown in FIG. 3 are generated by the controller (not shown) or a timing signal generation circuit (not shown) controlled by the controller.
【0055】図5に示すように、ステート1において、
入力マルチプレクサ34がA入力端子に切り換えられる
とともに、データマルチプレクサ35がD入力端子に切
り換えられる。このとき、A/D変換器4−1から出力
された受信データ信号が、入力レジスタ31及び入力マ
ルチプレクサ34のA入力端子を介してマルチプレクサ
及びアキュムレータ36のA入力端子に入力される一
方、ビーム形成用ウエイトROM32から読み出された
データデジタル信号がデータマルチプレクサ35のD入
力端子を介してマルチプレクサ及びアキュムレータ36
のB入力端子に入力される。そして、マルチプレクサ及
びアキュムレータ36は入力された2つのデジタル信号
を乗算して、すべてのIFデジタル信号を同相にして、
すなわち、サンプリングする毎にすべてのIFデジタル
信号の位相φijが0°,90°,180°,270°
の順で回転して、準直交検波後のIFデジタル信号を発
生するための処理を実行する。そして、ステート1の終
了時に検波後レジスタ51aへの入力ラッチトリガ信号
が立ち上がり、乗算結果のデータデジタル信号は、レジ
スタ37を介して検波後レジスタ51aに記憶された
後、FIFOメモリ61aに記憶される。なお、当該F
IFOメモリ61aには、次の処理であるトランスバー
サル型FIR低域通過ろ波処理のために、現在より9ク
ロック前までの9つの準直交検波後のIチャンネルのデ
ータデジタル信号が記憶されている。As shown in FIG. 5, in the state 1,
The input multiplexer 34 is switched to the A input terminal, and the data multiplexer 35 is switched to the D input terminal. At this time, the received data signal output from the A / D converter 4-1 is input to the A input terminals of the multiplexer and accumulator 36 via the A input terminals of the input register 31 and the input multiplexer 34, while the beam forming is performed. The data digital signal read from the weight wait ROM 32 is passed through the D input terminal of the data multiplexer 35 to the multiplexer and accumulator 36.
Is input to the B input terminal of. Then, the multiplexer / accumulator 36 multiplies the two input digital signals to make all the IF digital signals in phase,
That is, every time the sampling is performed, the phases φij of all IF digital signals are 0 °, 90 °, 180 °, and 270 °.
And the processing for generating the IF digital signal after the quasi-quadrature detection is executed. Then, at the end of state 1, the input latch trigger signal to the post-detection register 51a rises, the data digital signal of the multiplication result is stored in the post-detection register 51a via the register 37, and then stored in the FIFO memory 61a. The F
The IFO memory 61a stores nine I-channel data digital signals after quasi-quadrature detection up to 9 clocks before the present, for the transversal FIR low-pass filtering process which is the next process. .
【0056】次いで、ステート2乃至10においては、
トランスバーサル型FIR低域通過ろ波の処理が実行さ
れる。まず、ステート2において、入力マルチプレクサ
34がB入力端子に切り換えられるとともに、データマ
ルチプレクサ35がA入力端子に切り換えられる。この
とき、FIFOメモリ61aから読み出された現在より
9クロック前の準直交検波後のIチャンネルのデータデ
ジタル信号は、FIR出力レジスタ62及び入力マルチ
プレクサ34のB入力端子を介してマルチプレクサ及び
アキュムレータ36のA入力端子に入力される。一方、
FIRROMから読み出されたFIRデータデジタル信
号がデータマルチプレクサ35のA入力端子を介してマ
ルチプレクサ及びアキュムレータ36のB入力端子に入
力される。そして、マルチプレクサ及びアキュムレータ
36は入力された2つのデジタル信号を乗算して、レジ
スタ37を介して、マルチプレクサ及びアキュムレータ
36のアキュムレータ・イン端子に出力する。これによ
って、当該乗算結果のデータデジタル信号は、マルチプ
レクサ及びアキュムレータ36内のアキュムレータに入
力され、この直前では当該アキュムレータはリセットさ
れているので、0に上記乗算結果のデータデジタル信号
とを加算して当該アキュムレータ内に記憶する。Next, in states 2 to 10,
The transversal FIR low pass filtering process is executed. First, in state 2, the input multiplexer 34 is switched to the B input terminal and the data multiplexer 35 is switched to the A input terminal. At this time, the data digital signal of the I channel after quasi-quadrature detection, which is read from the FIFO memory 61a 9 clocks before the present, is transmitted from the multiplexer and accumulator 36 via the FIR output register 62 and the B input terminal of the input multiplexer 34. Input to the A input terminal. on the other hand,
The FIR data digital signal read from the FIRROM is input to the B input terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the A input terminal of the data multiplexer 35. Then, the multiplexer and accumulator 36 multiplies the two input digital signals and outputs the result to the accumulator-in terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the register 37. As a result, the data digital signal of the multiplication result is input to the multiplexer and the accumulator in the accumulator 36, and immediately before this, the accumulator is reset, so that 0 is added to the data digital signal of the multiplication result and Store in the accumulator.
【0057】次いで、ステート3においては、ステート
2と同様に、入力マルチプレクサ34がB入力端子に切
り換えられるとともに、データマルチプレクサ35がA
入力端子に切り換えられる。このとき、FIFOメモリ
61aから読み出された現在より8クロック前の準直交
検波後のIチャンネルのデータデジタル信号は、FIR
出力レジスタ62及び入力マルチプレクサ34のB入力
端子を介してマルチプレクサ及びアキュムレータ36の
A入力端子に入力される。一方、FIRROMから読み
出されたFIRデータデジタル信号がデータマルチプレ
クサ35のA入力端子を介してマルチプレクサ及びアキ
ュムレータ36のB入力端子に入力される。そして、マ
ルチプレクサ及びアキュムレータ36は入力された2つ
のデジタル信号を乗算して、レジスタ37を介して、マ
ルチプレクサ及びアキュムレータ36のアキュムレータ
・イン端子に出力する。これによって、当該乗算結果の
データデジタル信号は、マルチプレクサ及びアキュムレ
ータ36内のアキュムレータに入力され、このとき、入
力された乗算結果のデータデジタル信号は、ステート2
で乗算された乗算結果のデータデジタル信号に加算され
て、当該アキュムレータ内に記憶される。Next, in the state 3, similarly to the state 2, the input multiplexer 34 is switched to the B input terminal and the data multiplexer 35 is switched to the A input terminal.
Can be switched to the input terminal. At this time, the data digital signal of the I channel after the quasi-quadrature detection, which is read from the FIFO memory 61a 8 clocks before the present, is the FIR signal.
It is inputted to the A input terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the output register 62 and the B input terminal of the input multiplexer 34. On the other hand, the FIR data digital signal read from the FIRROM is input to the B input terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the A input terminal of the data multiplexer 35. Then, the multiplexer and accumulator 36 multiplies the two input digital signals and outputs the result to the accumulator-in terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the register 37. As a result, the data digital signal of the multiplication result is input to the multiplexer and the accumulator in the accumulator 36. At this time, the input data digital signal of the multiplication result is in the state 2
Is added to the data digital signal of the multiplication result and stored in the accumulator.
【0058】以下同様にして、ステート4乃至10でF
IR低域通過ろ波のための処理が実行され、図5に示す
ように、ステート9の中間のタイミングでレジスタ51
aへの出力イネーブル信号が立ち上がるので、このタイ
ミングでステート9でレジスタ51aに記憶された準直
交検波後のIチャンネルのデータデジタル信号はFIF
Oメモリ61aに書き込まれる。さらに、図5に示すよ
うに、ステート10の終了のタイミングで、当該FIR
低域通過ろ波処理の最終の積和演算の結果であるFIR
低域通過ろ波後のIチャンネルのデータデジタル信号
は、マルチプレクサ及びアキュムレータ36からレジス
タ37を介してFIRレジスタ52aに入力されて一時
的に記憶される。Similarly, in states 4 to 10, F
The processing for IR low-pass filtering is executed, and as shown in FIG.
Since the output enable signal to a rises, the data digital signal of the I channel after quasi-quadrature detection stored in the register 51a in the state 9 at this timing is FIF.
It is written in the O memory 61a. Further, as shown in FIG. 5, at the timing of the end of the state 10, the FIR
FIR which is the result of the final product-sum operation of low-pass filtering
The low-pass filtered I-channel data digital signal is input from the multiplexer and accumulator 36 to the FIR register 52a via the register 37 and is temporarily stored therein.
【0059】さらに、ステート11乃至20において、
上記ステート1乃至10と同様に、QチャンネルのIF
デジタル受信信号に対して、準直交検波及びFIR低域
通過ろ波の処理が実行される。そして、図6に示すよう
に、ステート19の中間のタイミングでレジスタ51b
への出力イネーブル信号が立ち上がるので、このタイミ
ングでステート19でレジスタ51bに記憶された準直
交検波後のQチャンネルのデータデジタル信号はFIF
Oメモリ61bに書き込まれる。さらに、図6に示すよ
うに、ステート20の中間のタイミングで、レジスタ5
2a,52bへの出力イネーブル信号が立ち上がるの
で、レジスタ52a,52bにそれぞれ記憶されたFI
R低域通過ろ波後のIチャンネル及びQチャンネルのデ
ータデジタル信号はそれぞれデータ線B1,B2を介し
てFFTマルチプレクサ64のA入力端子及びB入力端
子に入力される。ここで、ステート20の中間のタイミ
ングからステート21の中間のタイミングまで、図7に
示すように、FFTマルチプレクサ64はA入力端子を
選択するので、データ線B1に出力されたFIR低域通
過ろ波後のIチャンネルのデータデジタル信号は、FF
Tマルチプレクサ64及びFFT出力レジスタ65を介
して入力マルチプレクサ34のC入力端子に入力され
る。Further, in states 11 to 20,
Similar to the above states 1 to 10, the Q channel IF
Quasi-quadrature detection and FIR low-pass filtering are performed on the digital received signal. Then, as shown in FIG. 6, at the intermediate timing of the state 19, the register 51b
Since the output enable signal to the signal rises, the Q channel data digital signal after quasi-quadrature detection stored in the register 51b in the state 19 at this timing is FIF.
It is written in the O memory 61b. Further, as shown in FIG. 6, at the intermediate timing of the state 20, the register 5
Since the output enable signal to 2a and 52b rises, the FIs stored in the registers 52a and 52b are stored.
The I-channel and Q-channel data digital signals after the R low-pass filtering are input to the A input terminal and the B input terminal of the FFT multiplexer 64 via the data lines B1 and B2, respectively. Here, since the FFT multiplexer 64 selects the A input terminal from the intermediate timing of the state 20 to the intermediate timing of the state 21, the FIR low-pass filtering output to the data line B1 is performed. The data digital signal of the subsequent I channel is FF
It is input to the C input terminal of the input multiplexer 34 via the T multiplexer 64 and the FFT output register 65.
【0060】次いで、ステート21から24まで4回の
積和演算を含む第1のFFT演算が実行され、ステート
25から28まで4回の積和演算を含む第2のFFT演
算が実行される。この第1及び第2のFFT演算の方法
を、以下の表1乃至表4に示す。Then, the first FFT operation including four product-sum operations from states 21 to 24 is executed, and the second FFT operation including four product-sum operations from states 25 to 28 is executed. The methods of the first and second FFT operations are shown in Tables 1 to 4 below.
【0061】[0061]
【表1】 [Table 1]
【0062】[0062]
【表2】 [Table 2]
【0063】[0063]
【表3】 [Table 3]
【0064】[0064]
【表4】 [Table 4]
【0065】表1において、「元データDR」は、右の
欄の演算DSP内のFIRレジスタ52a又は52bに
記憶されているFIR低域通過ろ波後のデータデジタル
信号であり、すなわち、例えば、DSP5−1のFIR
レジスタ52aにはIチャンネルの元データI(0)が
記憶されるとともに、DSP5−1のFIRレジスタ5
2bにはQチャンネルの元データQ(0)が記憶され、
DSP5−2のFIRレジスタ52aにはIチャンネル
の元データI(1)が記憶されるとともに、DSP5−
2のFIRレジスタ52bにはQチャンネルの元データ
Q(1)が記憶され、以下、DSP5−3乃至5−16
に対して同様である。「データX」は、第1のFFT演
算のためのデータであって、上記元データDRである。
当該データXは、同一のDSPのレジスタ52a又は5
2bからデータ線B1又はB2を介してFFTマルチプ
レクサ64のA入力端子又はB入力端子に入力される
か、もしくは、他のDSPからデータバス101乃至1
08のいずれか1つのデータ線B1又はB2を介してF
FTマルチプレクサ64のA入力端子又はB入力端子に
入力された後、FFT出力レジスタ65を介して入力マ
ルチプレクサ34のC入力端子に入力されるデータであ
る。「乗算係数Wx」は第1のFFT演算のための乗算
係数であって、FFT用ウエイトROM33から読み出
された後、データマルチプレクサ35のB入力端子に入
力されるデータである。「結果データD1」は、データ
Xと乗算係数Wxとの積演算を4回繰り返して、それら
の和をとった、いわゆる積和演算の結果のデータ、すな
わち第1のFFT演算の結果データである。例えば、表
1の最上の4段の計算例(以下、最初の計算例とい
う。)では、I(0)×1と、I(1)×1と、I
(2)×1と、I(3)×1との4回の積が実行され、
それらの4つの積の和がI’(0)となり、上記データ
D1はFFT1次レジスタ53a又は53bに記憶さ
れ、次に説明する第2のFFT演算のために用いられ
る。第1のFFT演算は以下同様に、表1乃至表4に示
すように実行される。In Table 1, "original data DR" is a data digital signal after FIR low-pass filtering stored in the FIR register 52a or 52b in the arithmetic DSP in the right column, that is, for example, FIR of DSP5-1
The register 52a stores the original data I (0) of the I channel, and the FIR register 5 of the DSP 5-1.
The original data Q (0) of the Q channel is stored in 2b,
The FIR register 52a of the DSP5-2 stores the original data I (1) of the I channel, and the DSP5-
The second FIR register 52b stores the Q channel original data Q (1).
Is similar to. “Data X” is data for the first FFT operation and is the original data DR.
The data X is the register 52a or 5 of the same DSP.
2b to the A input terminal or the B input terminal of the FFT multiplexer 64 via the data line B1 or B2, or the data bus 101 to 1 from another DSP.
08 via any one of the data lines B1 or B2
The data is input to the A input terminal or the B input terminal of the FT multiplexer 64 and then input to the C input terminal of the input multiplexer 34 via the FFT output register 65. The “multiplication coefficient Wx” is a multiplication coefficient for the first FFT operation, and is data that is input to the B input terminal of the data multiplexer 35 after being read from the FFT weight ROM 33. The “result data D1” is the data of the result of the so-called product-sum operation, that is, the result data of the first FFT operation, in which the product operation of the data X and the multiplication coefficient Wx is repeated four times and the sum thereof is obtained. . For example, in the uppermost four-stage calculation example of Table 1 (hereinafter referred to as the first calculation example), I (0) × 1, I (1) × 1, and I (0) × 1
The product of (2) × 1 and I (3) × 1 is executed four times,
The sum of these four products becomes I '(0), the data D1 is stored in the FFT primary register 53a or 53b, and is used for the second FFT operation described below. The first FFT operation is similarly executed as shown in Tables 1 to 4 below.
【0066】「データY」は、第2のFFT演算のため
のデータであって、各DSPのレジスタ53a又は53
bに記憶されており、必要に応じて、データ線B3又は
B4を介して同一のDSPのFFTマルチプレクサ64
のC入力端子又はD入力端子に入力され、もしくは、デ
ータ線B3又はB4を介して他のDSPのFFTマルチ
プレクサ64のC入力端子又はD入力端子に入力され、
その後、FFT出力レジスタ65を介して入力マルチプ
レクサ34のC入力端子に入力される。「乗算係数W
y」は第2のFFT演算のための乗算係数であって、F
FT用ウエイトROM33から読み出された後、データ
マルチプレクサ35のB入力端子に入力されるデータで
ある。「結果データD2」は、データYと乗算係数Wy
との積演算を4回繰り返して、それらの和をとった、い
わゆる積和演算の結果のデータ、すなわち第2のFFT
演算の結果データである。例えば、表1の最上の4段に
示す最初の計算例では、I’(0)×1と、I’(1)
×1と、I’(2)×1と、I’(3)×1との4回の
積が実行され、それらの4つの積の和がI''(0)とな
る。第2のFFT演算は以下同様に実行される。当該結
果データD2は空間データレジスタ54a又は54bに
記憶された後、次の二乗和回路15の機能に対応する処
理において用いられる。"Data Y" is data for the second FFT operation, and is the register 53a or 53 of each DSP.
b, and if necessary, via the data line B3 or B4, the FFT multiplexer 64 of the same DSP.
Is input to the C input terminal or the D input terminal of, or is input to the C input terminal or the D input terminal of the FFT multiplexer 64 of another DSP via the data line B3 or B4,
Then, it is input to the C input terminal of the input multiplexer 34 via the FFT output register 65. “Multiplication coefficient W
y ”is a multiplication coefficient for the second FFT operation and is F
The data is read from the FT weight ROM 33 and then input to the B input terminal of the data multiplexer 35. The “result data D2” is the data Y and the multiplication coefficient Wy.
The product data of the so-called product-sum operation, that is, the second FFT
This is the result data of the calculation. For example, in the first calculation example shown in the top four rows of Table 1, I ′ (0) × 1 and I ′ (1)
The product of × 1, I ′ (2) × 1, and I ′ (3) × 1 is executed four times, and the sum of these four products becomes I ″ (0). The second FFT operation is performed in the same manner thereafter. The result data D2 is stored in the spatial data register 54a or 54b and then used in the processing corresponding to the function of the next square sum circuit 15.
【0067】上記第1のFFT演算は図3における左右
方向(X軸方向)に対するFFT演算であって、上記第
2のFFT演算は図3における上下方向(Y軸方向)に
対するFFT演算である。なお、表1乃至4に示したF
FT演算は、上記数14及び数15に対応して次の数1
7及び数18で表される。The first FFT operation is an FFT operation in the horizontal direction (X axis direction) in FIG. 3, and the second FFT operation is an FFT operation in the vertical direction (Y axis direction) in FIG. In addition, F shown in Tables 1 to 4
The FT operation corresponds to the above Equations 14 and 15 and the following Equation 1
It is represented by 7 and number 18.
【0068】[0068]
【数17】 k=0,1,2,3[Equation 17] k = 0, 1, 2, 3
【数18】 m=0,1,2,3[Equation 18] m = 0, 1, 2, 3
【0069】ここで、X軸方向のアンテナ素子の数と、
Y軸方向のアンテナ素子の数は4素子のため、数14と
数15におけるNは4であって、数17及び数18から
明らかなように、表1乃至4に示したFFT演算の左半
分は左右方向(X軸方向)に対するFFTであって、右
半分は上下方向(Y軸方向)に対するFFTであること
がわかる。Here, the number of antenna elements in the X-axis direction,
Since the number of antenna elements in the Y-axis direction is 4, N in Equations 14 and 15 is 4, and as is clear from Equations 17 and 18, the left half of the FFT operation shown in Tables 1 to 4 Is the FFT in the horizontal direction (X-axis direction), and the right half is the FFT in the vertical direction (Y-axis direction).
【0070】図7におけるFFT1乃至FFT4は、I
チャンネルIFデジタル受信信号のための第1のFFT
演算であってステート24でIチャンネルの結果データ
D1が計算され、FFT5乃至FF8は、Qチャンネル
IFデジタル受信信号のための第1のFFT演算であ
り、ステート28でQチャンネルの結果データD1が計
算される。また、図8におけるFFT9乃至FF12
は、IチャンネルIFデジタル受信信号のための第2の
FFT演算であってステート29でIチャンネルの結果
データD2が計算され、FFT13乃至FFT16は、
QチャンネルIFデジタル受信信号のための第2のFF
T演算であり、ステート36でQチャンネルの結果デー
タD2が計算される。なお、図7及び図8はDSP5−
1のためのタイミングチャートであるので、Iチャンネ
ルのFFTの処理とQチャンネルのFFTの処理とが区
分できるが、他のDSPにおいては表1乃至表4に示す
ように区分できない。FFT1 to FFT4 in FIG.
First FFT for channel IF digital received signal
In the operation 24, the I-channel result data D1 is calculated, FFT5 to FF8 are the first FFT operations for the Q-channel IF digital received signal, and in the state 28, the Q-channel result data D1 is calculated. To be done. In addition, FFT9 to FF12 in FIG.
Is the second FFT operation for the I channel IF digital received signal, the result data D2 of the I channel is calculated in state 29, and FFT13 to FFT16 are
Second FF for Q channel IF digital received signal
This is a T operation, and the result data D2 of the Q channel is calculated in the state 36. 7 and 8 show the DSP5-
Since it is a timing chart for No. 1, the I-channel FFT processing and the Q-channel FFT processing can be classified, but cannot be classified in other DSPs as shown in Tables 1 to 4.
【0071】図7を参照してDSP5−1の動作の説明
を行うと、ステート21においては、入力マルチプレク
サ34はC入力端子に切り換えられる一方、データマル
チプレクサ35はB入力端子に切り換えられる。このと
き、上記データXは、FFTマルチプレクサ64からF
FT出力レジスタ65及び入力マルチプレクサ34のC
入力端子を介してマルチプレクサ及びアキュムレータ3
6のA入力端子に入力される一方、FFT用ウエイトR
OM33から読み出された乗算係数Wxのデータデジタ
ル信号がデータマルチプレクサ35のB入力端子を介し
てマルチプレクサ及びアキュムレータ36のB入力端子
に入力される。そして、マルチプレクサ及びアキュムレ
ータ36は入力された2つのデジタル信号を乗算して、
レジスタ37を介して、マルチプレクサ及びアキュムレ
ータ36のアキュムレータ・イン端子に出力する。これ
によって、当該乗算結果のデータデジタル信号は、マル
チプレクサ及びアキュムレータ36内のアキュムレータ
に入力され、この直前では当該アキュムレータはリセッ
トされているので、0に上記乗算結果のデータデジタル
信号とを加算して当該アキュムレータ内に記憶する。当
該ステート21におけるFFT1の計算は、最初の計算
例では、I(0)×1の計算である。The operation of the DSP 5-1 will be described with reference to FIG. 7. In the state 21, the input multiplexer 34 is switched to the C input terminal, while the data multiplexer 35 is switched to the B input terminal. At this time, the data X is transferred from the FFT multiplexer 64 to F
C of the FT output register 65 and the input multiplexer 34
Multiplexer and accumulator 3 via input terminal
While being input to the A input terminal of 6, FFT weight R
The data digital signal of the multiplication coefficient Wx read from the OM 33 is input to the B input terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the B input terminal of the data multiplexer 35. Then, the multiplexer and accumulator 36 multiplies the two input digital signals,
It outputs to the accumulator-in terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the register 37. As a result, the data digital signal of the multiplication result is input to the multiplexer and the accumulator in the accumulator 36, and immediately before this, the accumulator is reset, so that 0 is added to the data digital signal of the multiplication result and Store in the accumulator. The calculation of FFT1 in the state 21 is I (0) × 1 in the first calculation example.
【0072】次いで、ステート22においては、ステー
ト21と同様に、入力マルチプレクサ34がC入力端子
に切り換えられるとともに、データマルチプレクサ35
がB入力端子に切り換えられる。このとき、上記データ
Xは、FFTマルチプレクサ64からFFT出力レジス
タ65及び入力マルチプレクサ34のC入力端子を介し
てマルチプレクサ及びアキュムレータ36のA入力端子
に入力される一方、FFT用ウエイトROM33から読
み出された乗算係数Wxのデータデジタル信号がデータ
マルチプレクサ35のB入力端子を介してマルチプレク
サ及びアキュムレータ36のB入力端子に入力される。
そして、マルチプレクサ及びアキュムレータ36は入力
された2つのデジタル信号を乗算して、レジスタ37を
介して、マルチプレクサ及びアキュムレータ36のアキ
ュムレータ・イン端子に出力する。これによって、当該
乗算結果のデータデジタル信号は、マルチプレクサ及び
アキュムレータ36内のアキュムレータに入力され、こ
のとき、入力された乗算結果のデータデジタル信号は、
ステート21で乗算された乗算結果のデータデジタル信
号に加算されて、当該アキュムレータ内に記憶される。
当該ステート21におけるFFT2の計算は、最初の計
算例では、I(1)×1+I(0)の計算である。Next, in the state 22, as in the case of the state 21, the input multiplexer 34 is switched to the C input terminal and the data multiplexer 35.
Is switched to the B input terminal. At this time, the data X is input from the FFT multiplexer 64 to the A input terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the FFT output register 65 and the C input terminal of the input multiplexer 34, while being read from the FFT weight ROM 33. The data digital signal having the multiplication coefficient Wx is input to the B input terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the B input terminal of the data multiplexer 35.
Then, the multiplexer and accumulator 36 multiplies the two input digital signals and outputs the result to the accumulator-in terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the register 37. As a result, the data digital signal of the multiplication result is input to the accumulator in the multiplexer and accumulator 36. At this time, the data digital signal of the input multiplication result is
It is added to the data digital signal of the multiplication result multiplied in the state 21 and stored in the accumulator.
The calculation of FFT2 in the state 21 is I (1) × 1 + I (0) in the first calculation example.
【0073】以下同様にして、ステート23及び24で
第1のFFT演算のための処理が実行される。ここで、
ステート23におけるFFT3の計算は、最初の計算例
では、I(2)×1+I(1)+I(0)の計算であ
り、ステート24におけるFFT3の計算は、最初の計
算例では、I(3)×1+I(2)+I(1)+I
(0)=I’(0)の計算であり、ステート24の計算
結果が表1乃至表4における結果データD1である。In the same manner, the processing for the first FFT operation is executed in states 23 and 24. here,
The calculation of FFT3 in state 23 is I (2) × 1 + I (1) + I (0) in the first calculation example, and the calculation of FFT3 in state 24 is I (3) in the first calculation example. × 1 + I (2) + I (1) + I
(0) = I ′ (0) is calculated, and the calculation result of the state 24 is the result data D1 in Tables 1 to 4.
【0074】そして、図7に示すように、ステート24
の終了のタイミングで、レジスタ53aへの入力ラッチ
トリガ信号が立ち上がるので、当該第1のFFT演算の
結果である結果データD1のデータデジタル信号は、マ
ルチプレクサ及びアキュムレータ36からレジスタ37
を介してFFT1次レジスタ53aに入力されて一時的
に記憶される。また、この動作の前のステート24の中
間のタイミングで、図7に示すように、レジスタ52
a,52bへの出力イネーブル信号が立ち上がるので、
レジスタ52a,52bにそれぞれ記憶されたFIR低
域通過ろ波後のIチャンネル及びQチャンネルのデータ
デジタル信号はそれぞれデータ線B1,B2を介してF
FTマルチプレクサ64のA入力端子及びB入力端子に
入力される。ここで、ステート24の中間のタイミング
からステート21の中間のタイミングまで、図7に示す
ように、FFTマルチプレクサ64はB入力端子を選択
するので、データ線B2に出力されたFIR低域通過ろ
波後のQチャンネルのデータデジタル信号は、FFTマ
ルチプレクサ64及びFFT出力レジスタ65を介して
入力マルチプレクサ34のC入力端子に入力される。Then, as shown in FIG.
Since the input latch trigger signal to the register 53a rises at the timing of the end of, the data digital signal of the result data D1 which is the result of the first FFT operation is transferred from the multiplexer and accumulator 36 to the register 37.
It is input to the FFT primary register 53a via and is temporarily stored. Further, at the intermediate timing of the state 24 before this operation, as shown in FIG.
Since the output enable signal to a and 52b rises,
The data digital signals of the I channel and the Q channel after the FIR low-pass filtering stored in the registers 52a and 52b are F through the data lines B1 and B2, respectively.
It is input to the A input terminal and the B input terminal of the FT multiplexer 64. Here, since the FFT multiplexer 64 selects the B input terminal from the intermediate timing of the state 24 to the intermediate timing of the state 21, as shown in FIG. 7, the FIR low-pass filtering output to the data line B2 is performed. The subsequent Q channel data digital signal is input to the C input terminal of the input multiplexer 34 via the FFT multiplexer 64 and the FFT output register 65.
【0075】さらに、ステート25においては、入力マ
ルチプレクサ34はC入力端子に切り換えられる一方、
データマルチプレクサ35はB入力端子に切り換えられ
る。このとき、上記データXは、上述のように、FFT
マルチプレクサ64からFFT出力レジスタ65及び入
力マルチプレクサ34のC入力端子を介してマルチプレ
クサ及びアキュムレータ36のA入力端子に入力される
一方、FFT用ウエイトROM33から読み出された乗
算係数Wxのデータデジタル信号がデータマルチプレク
サ35のB入力端子を介してマルチプレクサ及びアキュ
ムレータ36のB入力端子に入力される。そして、マル
チプレクサ及びアキュムレータ36は入力された2つの
デジタル信号を乗算して、レジスタ37を介して、マル
チプレクサ及びアキュムレータ36のアキュムレータ・
イン端子に出力する。これによって、当該乗算結果のデ
ータデジタル信号は、マルチプレクサ及びアキュムレー
タ36内のアキュムレータに入力され、この直前では当
該アキュムレータはリセットされているので、0に上記
乗算結果のデータデジタル信号とを加算して当該アキュ
ムレータ内に記憶する。当該ステート25におけるFF
T5の計算は、最初の計算例では、Q(0)×1の計算
である。Further, in the state 25, the input multiplexer 34 is switched to the C input terminal,
The data multiplexer 35 is switched to the B input terminal. At this time, the data X is the FFT as described above.
While being input from the multiplexer 64 to the A input terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the FFT output register 65 and the C input terminal of the input multiplexer 34, the data digital signal of the multiplication coefficient Wx read from the FFT weight ROM 33 is the data. It is input to the B input terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the B input terminal of the multiplexer 35. Then, the multiplexer and accumulator 36 multiplies the two input digital signals and, via the register 37, the accumulator / accumulator of the multiplexer and accumulator 36.
Output to the IN terminal. As a result, the data digital signal of the multiplication result is input to the multiplexer and the accumulator in the accumulator 36, and immediately before this, the accumulator is reset, so that 0 is added to the data digital signal of the multiplication result and Store in the accumulator. FF in state 25
The calculation of T5 is Q (0) × 1 in the first calculation example.
【0076】次いで、ステート26においては、ステー
ト25と同様に、入力マルチプレクサ34がC入力端子
に切り換えられるとともに、データマルチプレクサ35
がB入力端子に切り換えられる。このとき、上記データ
Xは、FFTマルチプレクサ64からFFT出力レジス
タ65及び入力マルチプレクサ34のC入力端子を介し
てマルチプレクサ及びアキュムレータ36のA入力端子
に入力される一方、FFT用ウエイトROM33から読
み出された乗算係数Wxのデータデジタル信号がデータ
マルチプレクサ35のB入力端子を介してマルチプレク
サ及びアキュムレータ36のB入力端子に入力される。
そして、マルチプレクサ及びアキュムレータ36は入力
された2つのデジタル信号を乗算して、レジスタ37を
介して、マルチプレクサ及びアキュムレータ36のアキ
ュムレータ・イン端子に出力する。これによって、当該
乗算結果のデータデジタル信号は、マルチプレクサ及び
アキュムレータ36内のアキュムレータに入力され、こ
のとき、入力された乗算結果のデータデジタル信号は、
ステート25で乗算された乗算結果のデータデジタル信
号に加算されて、当該アキュムレータ内に記憶される。
当該ステート26におけるFFT6の計算は、最初の計
算例では、Q(1)×1+Q(0)の計算である。Next, in the state 26, as in the case of the state 25, the input multiplexer 34 is switched to the C input terminal, and the data multiplexer 35.
Is switched to the B input terminal. At this time, the data X is input from the FFT multiplexer 64 to the A input terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the FFT output register 65 and the C input terminal of the input multiplexer 34, while being read from the FFT weight ROM 33. The data digital signal having the multiplication coefficient Wx is input to the B input terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the B input terminal of the data multiplexer 35.
Then, the multiplexer and accumulator 36 multiplies the two input digital signals and outputs the result to the accumulator-in terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the register 37. As a result, the data digital signal of the multiplication result is input to the accumulator in the multiplexer and accumulator 36. At this time, the data digital signal of the input multiplication result is
It is added to the data digital signal of the multiplication result multiplied in the state 25 and stored in the accumulator.
The calculation of FFT6 in the state 26 is Q (1) × 1 + Q (0) in the first calculation example.
【0077】以下同様にして、ステート27及び28で
第1のFFT演算のための処理が実行される。ここで、
ステート27におけるFFT7の計算は、最初の計算例
では、Q(2)×1+Q(1)+Q(0)の計算であ
り、ステート28におけるFFT8の計算は、最初の計
算例では、Q(3)×1+Q(2)+Q(1)+Q
(0)=Q’(0)の計算であり、ステート28の計算
結果が表1乃至表4における結果データD1である。In the same manner, the processing for the first FFT operation is executed in states 27 and 28. here,
The calculation of FFT7 in state 27 is Q (2) × 1 + Q (1) + Q (0) in the first calculation example, and the calculation of FFT8 in state 28 is Q (3) in the first calculation example. × 1 + Q (2) + Q (1) + Q
(0) = Q '(0) is calculated, and the calculation result of the state 28 is the result data D1 in Tables 1 to 4.
【0078】そして、図7に示すように、ステート28
の終了のタイミングで、レジスタ53bへの入力タッチ
トリガ信号が立ち上がるので、当該第1のFFT演算の
結果である結果データD1のデータデジタル信号は、マ
ルチプレクサ及びアキュムレータ36からレジスタ37
を介してFFT1次レジスタ53aに入力されて一時的
に記憶される。また、この動作の前のステート27の中
間のタイミングで、図7に示すように、レジスタ53
a,53bへの出力イネーブル信号が立ち上がるので、
レジスタ53a,53bにそれぞれ記憶された第1のF
FT演算後の2つのデータデジタル信号はそれぞれデー
タ線B3,B4を介してFFTマルチプレクサ64のC
入力端子及びB入力端子に入力される。ここで、ステー
ト28の中間のタイミングからステート29の中間のタ
イミングまで、図7に示すように、FFTマルチプレク
サ64はC入力端子を選択するので、データ線B3に出
力された第1のFFT演算後のデータデジタル信号は、
次の第2のFFT演算のために、FFTマルチプレクサ
64及びFFT出力レジスタ65を介して入力マルチプ
レクサ34のC入力端子に入力される。Then, as shown in FIG.
Since the input touch trigger signal to the register 53b rises at the timing of the end of, the data digital signal of the result data D1 which is the result of the first FFT operation is transferred from the multiplexer and accumulator 36 to the register 37.
It is input to the FFT primary register 53a via and is temporarily stored. At the intermediate timing of the state 27 before this operation, as shown in FIG.
Since the output enable signal to a and 53b rises,
The first F stored in the registers 53a and 53b, respectively.
The two digital data signals after the FT operation are sent to the C of the FFT multiplexer 64 via the data lines B3 and B4, respectively.
It is input to the input terminal and the B input terminal. Here, since the FFT multiplexer 64 selects the C input terminal from the intermediate timing of the state 28 to the intermediate timing of the state 29, after the first FFT operation output to the data line B3, as shown in FIG. The data digital signal of
It is input to the C input terminal of the input multiplexer 34 via the FFT multiplexer 64 and the FFT output register 65 for the next second FFT operation.
【0079】次いで、図8のステート29においては、
入力マルチプレクサ34はC入力端子に切り換えられる
一方、データマルチプレクサ35はB入力端子に切り換
えられる。このとき、上記データYは、FFTマルチプ
レクサ64からFFT出力レジスタ65及び入力マルチ
プレクサ34のC入力端子を介してマルチプレクサ及び
アキュムレータ36のA入力端子に入力される一方、F
FT用ウエイトROM33から読み出された乗算係数W
yのデータデジタル信号がデータマルチプレクサ35の
B入力端子を介してマルチプレクサ及びアキュムレータ
36のB入力端子に入力される。そして、マルチプレク
サ及びアキュムレータ36は入力された2つのデジタル
信号を乗算して、レジスタ37を介して、マルチプレク
サ及びアキュムレータ36のアキュムレータ・イン端子
に出力する。これによって、当該乗算結果のデータデジ
タル信号は、マルチプレクサ及びアキュムレータ36内
のアキュムレータに入力され、この直前では当該アキュ
ムレータはリセットされているので、0に上記乗算結果
のデータデジタル信号とを加算して当該アキュムレータ
内に記憶する。当該ステート29におけるFFT9の計
算は、最初の計算例では、I’(0)×1の計算であ
る。Next, in state 29 of FIG.
The input multiplexer 34 is switched to the C input terminal, while the data multiplexer 35 is switched to the B input terminal. At this time, the data Y is input from the FFT multiplexer 64 to the A input terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the FFT output register 65 and the C input terminal of the input multiplexer 34, while F
The multiplication coefficient W read from the FT weight ROM 33
The data digital signal of y is input to the B input terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the B input terminal of the data multiplexer 35. Then, the multiplexer and accumulator 36 multiplies the two input digital signals and outputs the result to the accumulator-in terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the register 37. As a result, the data digital signal of the multiplication result is input to the multiplexer and the accumulator in the accumulator 36, and immediately before this, the accumulator is reset, so that 0 is added to the data digital signal of the multiplication result and Store in the accumulator. The calculation of FFT9 in the state 29 is I ′ (0) × 1 in the first calculation example.
【0080】次いで、ステート30においては、ステー
ト29と同様に、入力マルチプレクサ34がC入力端子
に切り換えられるとともに、データマルチプレクサ35
がB入力端子に切り換えられる。このとき、上記データ
Yは、FFTマルチプレクサ64からFFT出力レジス
タ65及び入力マルチプレクサ34のC入力端子を介し
てマルチプレクサ及びアキュムレータ36のA入力端子
に入力される一方、FFT用ウエイトROM33から読
み出された乗算係数Wyのデータデジタル信号がデータ
マルチプレクサ35のB入力端子を介してマルチプレク
サ及びアキュムレータ36のB入力端子に入力される。
そして、マルチプレクサ及びアキュムレータ36は入力
された2つのデジタル信号を乗算して、レジスタ37を
介して、マルチプレクサ及びアキュムレータ36のアキ
ュムレータ・イン端子に出力する。これによって、当該
乗算結果のデータデジタル信号は、マルチプレクサ及び
アキュムレータ36内のアキュムレータに入力され、こ
のとき、入力された乗算結果のデータデジタル信号は、
ステート29で乗算された乗算結果のデータデジタル信
号に加算されて、当該アキュムレータ内に記憶される。
当該ステート30におけるFFT10の計算は、最初の
計算例では、I’(4)×1+I’(0)の計算であ
る。Next, in the state 30, similarly to the state 29, the input multiplexer 34 is switched to the C input terminal, and the data multiplexer 35.
Is switched to the B input terminal. At this time, the data Y is input from the FFT multiplexer 64 through the FFT output register 65 and the C input terminal of the input multiplexer 34 to the A input terminal of the multiplexer and accumulator 36, while being read from the FFT weight ROM 33. The data digital signal having the multiplication coefficient Wy is input to the B input terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the B input terminal of the data multiplexer 35.
Then, the multiplexer and accumulator 36 multiplies the two input digital signals and outputs the result to the accumulator-in terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the register 37. As a result, the data digital signal of the multiplication result is input to the accumulator in the multiplexer and accumulator 36. At this time, the data digital signal of the input multiplication result is
It is added to the data digital signal of the multiplication result multiplied in the state 29 and stored in the accumulator.
The calculation of the FFT 10 in the state 30 is I ′ (4) × 1 + I ′ (0) in the first calculation example.
【0081】以下同様にして、ステート31及び32で
第2のFFT演算のための処理が実行される。ここで、
ステート31におけるFFT11の計算は、最初の計算
例では、I’(8)×1+I’(4)+I’(0)の計
算であり、ステート32におけるFFT12の計算は、
最初の計算例では、I’(12)+I’(8)+I’
(4)+I’(0)の計算であり、ステート32の計算
結果が表1乃至表4における結果データD2である。In the same manner, the processing for the second FFT operation is executed in states 31 and 32. here,
In the first calculation example, the calculation of the FFT 11 in the state 31 is I ′ (8) × 1 + I ′ (4) + I ′ (0), and the calculation of the FFT 12 in the state 32 is
In the first calculation example, I '(12) + I' (8) + I '
(4) + I ′ (0) is calculated, and the calculation result of the state 32 is the result data D2 in Tables 1 to 4.
【0082】そして、図8に示すように、ステート32
の終了のタイミングで、レジスタ54aへの入力ラッチ
トリガ信号が立ち上がるので、当該第2のFFT演算の
結果である結果データD2のデータデジタル信号は、マ
ルチプレクサ及びアキュムレータ36からレジスタ37
を介して空間データレジスタ54aに入力されて一時的
に記憶される。また、この動作の前のステート32の中
間のタイミングで、図8に示すように、レジスタ53
a,53bへの出力イネーブル信号が立ち上がるので、
レジスタ53a,53bにそれぞれ記憶された第1のF
FT演算後の2つのデータデジタル信号はそれぞれデー
タ線B3,B4を介してFFTマルチプレクサ64のC
入力端子及びD入力端子に入力される。ここで、ステー
ト32の中間のタイミングからステート33の中間のタ
イミングまで、図8に示すように、FFTマルチプレク
サ64はD入力端子を選択するので、データ線B4に出
力された第1のFFT演算後のデータデジタル信号は、
FFTマルチプレクサ64及びFFT出力レジスタ65
を介して入力マルチプレクサ34のC入力端子に入力さ
れる。Then, as shown in FIG.
Since the input latch trigger signal to the register 54a rises at the timing of the end of, the data digital signal of the result data D2, which is the result of the second FFT operation, is transferred from the multiplexer and accumulator 36 to the register 37.
Is input to the space data register 54a via the and is temporarily stored. In addition, at the intermediate timing of the state 32 before this operation, as shown in FIG.
Since the output enable signal to a and 53b rises,
The first F stored in the registers 53a and 53b, respectively.
The two digital data signals after the FT operation are sent to the C of the FFT multiplexer 64 via the data lines B3 and B4, respectively.
It is input to the input terminal and the D input terminal. Here, since the FFT multiplexer 64 selects the D input terminal from the intermediate timing of the state 32 to the intermediate timing of the state 33, after the first FFT operation output to the data line B4, as shown in FIG. The data digital signal of
FFT multiplexer 64 and FFT output register 65
Is input to the C input terminal of the input multiplexer 34 via.
【0083】さらに、ステート33においては、入力マ
ルチプレクサ34はC入力端子に切り換えられる一方、
データマルチプレクサ35はB入力端子に切り換えられ
る。このとき、上記データYは、上述のように、FFT
マルチプレクサ64からFFT出力レジスタ65及び入
力マルチプレクサ34のC入力端子を介してマルチプレ
クサ及びアキュムレータ36のA入力端子に入力される
一方、FFT用ウエイトROM33から読み出された乗
算係数Wyのデータデジタル信号がデータマルチプレク
サ35のB入力端子を介してマルチプレクサ及びアキュ
ムレータ36のB入力端子に入力される。そして、マル
チプレクサ及びアキュムレータ36は入力された2つの
デジタル信号を乗算して、レジスタ37を介して、マル
チプレクサ及びアキュムレータ36のアキュムレータ・
イン端子に出力する。これによって、当該乗算結果のデ
ータデジタル信号は、マルチプレクサ及びアキュムレー
タ36内のアキュムレータに入力され、この直前では当
該アキュムレータはリセットされているので、0に上記
乗算結果のデータデジタル信号とを加算して当該アキュ
ムレータ内に記憶する。当該ステート33におけるFF
T13の計算は、最初の計算例では、Q’(0)×1の
計算である。Further, in the state 33, the input multiplexer 34 is switched to the C input terminal,
The data multiplexer 35 is switched to the B input terminal. At this time, the data Y is, as described above, the FFT.
While being input from the multiplexer 64 to the A input terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the FFT output register 65 and the C input terminal of the input multiplexer 34, the data digital signal of the multiplication coefficient Wy read from the FFT weight ROM 33 is the data. It is input to the B input terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the B input terminal of the multiplexer 35. Then, the multiplexer and accumulator 36 multiplies the two input digital signals and, via the register 37, the accumulator / accumulator of the multiplexer and accumulator 36.
Output to the IN terminal. As a result, the data digital signal of the multiplication result is input to the multiplexer and the accumulator in the accumulator 36, and immediately before this, the accumulator is reset, so that 0 is added to the data digital signal of the multiplication result and Store in the accumulator. FF in the state 33
The calculation of T13 is Q ′ (0) × 1 in the first calculation example.
【0084】次いで、ステート34においては、ステー
ト33と同様に、入力マルチプレクサ34がC入力端子
に切り換えられるとともに、データマルチプレクサ35
がB入力端子に切り換えられる。このとき、上記データ
Yは、FFTマルチプレクサ64からFFT出力レジス
タ65及び入力マルチプレクサ34のC入力端子を介し
てマルチプレクサ及びアキュムレータ36のA入力端子
に入力される一方、FFT用ウエイトROM33から読
み出された乗算係数Wyのデータデジタル信号がデータ
マルチプレクサ35のB入力端子を介してマルチプレク
サ及びアキュムレータ36のB入力端子に入力される。
そして、マルチプレクサ及びアキュムレータ36は入力
された2つのデジタル信号を乗算して、レジスタ37を
介して、マルチプレクサ及びアキュムレータ36のアキ
ュムレータ・イン端子に出力する。これによって、当該
乗算結果のデータデジタル信号は、マルチプレクサ及び
アキュムレータ36内のアキュムレータに入力され、こ
のとき、入力された乗算結果のデータデジタル信号は、
ステート33で乗算された乗算結果のデータデジタル信
号に加算されて、当該アキュムレータ内に記憶される。
当該ステート34におけるFFT14の計算は、最初の
計算例では、Q’(4)×1+Q’(0)の計算であ
る。Next, in the state 34, as in the case of the state 33, the input multiplexer 34 is switched to the C input terminal and the data multiplexer 35.
Is switched to the B input terminal. At this time, the data Y is input from the FFT multiplexer 64 through the FFT output register 65 and the C input terminal of the input multiplexer 34 to the A input terminal of the multiplexer and accumulator 36, while being read from the FFT weight ROM 33. The data digital signal having the multiplication coefficient Wy is input to the B input terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the B input terminal of the data multiplexer 35.
Then, the multiplexer and accumulator 36 multiplies the two input digital signals and outputs the result to the accumulator-in terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the register 37. As a result, the data digital signal of the multiplication result is input to the accumulator in the multiplexer and accumulator 36. At this time, the data digital signal of the input multiplication result is
It is added to the data digital signal of the multiplication result multiplied in the state 33 and stored in the accumulator.
In the first calculation example, the calculation of the FFT 14 in the state 34 is Q ′ (4) × 1 + Q ′ (0).
【0085】以下同様にして、ステート35及び36で
第2のFFT演算のための処理が実行される。ここで、
ステート35におけるFFT15の計算は、最初の計算
例では、Q’(8)×1+Q’(4)+Q’(0)の計
算であり、ステート36におけるFFT16の計算は、
最初の計算例では、Q’(12)×1+Q’(8)+
Q’(4)+Q’(0)=Q''(0)の計算であり、ス
テート36の計算結果が表1乃至表4における結果デー
タD2である。Similarly, the processing for the second FFT operation is executed in states 35 and 36. here,
The calculation of the FFT 15 in the state 35 is Q ′ (8) × 1 + Q ′ (4) + Q ′ (0) in the first calculation example, and the calculation of the FFT 16 in the state 36 is
In the first calculation example, Q ′ (12) × 1 + Q ′ (8) +
It is a calculation of Q ′ (4) + Q ′ (0) = Q ″ (0), and the calculation result of the state 36 is the result data D2 in Tables 1 to 4.
【0086】そして、図8に示すように、ステート36
の終了のタイミングで、レジスタ54bへの入力ラッチ
トリガ信号が立ち上がるので、当該第2のFFT演算の
結果である結果データD2のデータデジタル信号は、マ
ルチプレクサ及びアキュムレータ36からレジスタ37
を介して空間データレジスタ54bに入力されて一時的
に記憶される。また、この動作の前のステート367の
中間のタイミングで、図8に示すように、レジスタ54
aへの出力イネーブル信号が立ち上がるので、レジスタ
54aに記憶された第2のFFT演算後の空間データの
データデジタル信号は、次の二乗和回路15の処理のた
めに、分配器56a及び空間データ出力レジスタ63を
介して入力マルチプレクサ34のD入力端子とデータマ
ルチプレクサ35のC入力端子に入力される。Then, as shown in FIG.
Since the input latch trigger signal to the register 54b rises at the timing of the end of, the data digital signal of the result data D2, which is the result of the second FFT operation, is transferred from the multiplexer and accumulator 36 to the register 37.
Is input to the spatial data register 54b via the and is temporarily stored. In addition, at the intermediate timing of the state 367 before this operation, as shown in FIG.
Since the output enable signal to a rises, the data digital signal of the spatial data after the second FFT operation stored in the register 54a is output to the distributor 56a and the spatial data output for the processing of the next square sum circuit 15. It is input to the D input terminal of the input multiplexer 34 and the C input terminal of the data multiplexer 35 via the register 63.
【0087】次いで、図9のステート37においてレジ
スタ54aに記憶された空間データを2乗する処理を実
行し、ステート38においてレジスタ54bに記憶され
た空間データを2乗する処理を実行し、ステート39に
おいて上記2乗した2つのデータを加算して電力量に比
例した電力データ(以下、電力データという。)を計算
する処理を実行する。Then, in the state 37 of FIG. 9, the process of squaring the spatial data stored in the register 54a is executed, in the state 38, the process of squaring the spatial data stored in the register 54b is executed, and in the state 39. In, the process of calculating the power data proportional to the amount of power (hereinafter referred to as power data) by adding the two data squared above is executed.
【0088】すなわち、図9に示すように、ステート3
7においては、入力マルチプレクサ34がD入力端子に
切り換えられるとともに、データマルチプレクサ35が
C入力端子に切り換えられる。このとき、上記空間デー
タのデータデジタル信号は、分配器56aと空間データ
出力レジスタ63とを介して、入力マルチプレクサ34
のD入力端子とデータマルチプレクサ35のC入力端子
とに入力され、それら同一の空間データのデータデジタ
ル信号がマルチプレクサ及びアキュムレータ36の両入
力端子に入力されるので、マルチプレクサ及びアキュム
レータ36は入力された同一の2つの空間データのデー
タデジタル信号を乗算して、レジスタ37を介して、マ
ルチプレクサ及びアキュムレータ36のアキュムレータ
・イン端子に出力する。これによって、当該乗算結果の
データデジタル信号は、マルチプレクサ及びアキュムレ
ータ36内のアキュムレータに入力され、このとき、入
力された乗算結果のデータデジタル信号は、この演算の
直前にリセットされているので、当該乗算結果のデータ
デジタル信号が0に加算されて、当該アキュムレータ内
に記憶される。当該ステート37における空間データの
2乗の計算は、最初の計算例では、I''(0)の2乗の
計算である。なお、ステート37の中間のタイミング
で、レジスタ54bへの出力イネーブル信号が立ち上が
るので、レジスタ54bに記憶された第2のFFT演算
後の空間データのデータデジタル信号は、次の二乗和回
路15の処理のために、分配器56b及び空間データ出
力レジスタ63を介して入力マルチプレクサ34のD入
力端子とデータマルチプレクサ35のC入力端子に入力
される。That is, as shown in FIG. 9, state 3
7, the input multiplexer 34 is switched to the D input terminal and the data multiplexer 35 is switched to the C input terminal. At this time, the data digital signal of the spatial data is input to the input multiplexer 34 via the distributor 56a and the spatial data output register 63.
, And the C input terminal of the data multiplexer 35, and the data digital signals of the same spatial data are input to both input terminals of the multiplexer and accumulator 36, so that the multiplexer and accumulator 36 have the same input data. The data digital signals of the two spatial data of are multiplied and output to the accumulator-in terminal of the multiplexer and accumulator 36 via the register 37. As a result, the data digital signal of the multiplication result is input to the multiplexer and the accumulator in the accumulator 36. At this time, since the input data digital signal of the multiplication result is reset immediately before this operation, the multiplication is performed. The resulting data digital signal is added to 0 and stored in the accumulator. The calculation of the square of the spatial data in the state 37 is the calculation of the square of I ″ (0) in the first calculation example. Since the output enable signal to the register 54b rises at an intermediate timing of the state 37, the data digital signal of the spatial data after the second FFT operation stored in the register 54b is processed by the next square sum circuit 15. Therefore, it is input to the D input terminal of the input multiplexer 34 and the C input terminal of the data multiplexer 35 via the distributor 56b and the spatial data output register 63.
【0089】次いで、図9に示すように、ステート38
においては、入力マルチプレクサ34がD入力端子に切
り換えられるとともに、データマルチプレクサ35がC
入力端子に切り換えられる。このとき、上記空間データ
のデータデジタル信号は、分配器56aと空間データ出
力レジスタ63とを介して、入力マルチプレクサ34の
D入力端子とデータマルチプレクサ35のC入力端子と
に入力され、それら同一の空間データのデータデジタル
信号がマルチプレクサ及びアキュムレータ36の両入力
端子に入力されるので、マルチプレクサ及びアキュムレ
ータ36は入力された同一の2つの空間データのデータ
デジタル信号を乗算して、レジスタ37を介して、マル
チプレクサ及びアキュムレータ36のアキュムレータ・
イン端子に出力する。これによって、当該乗算結果のデ
ータデジタル信号は、マルチプレクサ及びアキュムレー
タ36内のアキュムレータに入力され、このとき、入力
された乗算結果のデータデジタル信号は、ステート37
で計算された空間データの2乗のデータに、当該乗算結
果のデータデジタル信号が加算されて、レジスタ37を
介して電力データレジスタ55に出力される。なお、当
該ステート38における空間データの2乗の計算は、最
初の計算例では、Q''(0)の2乗の計算である。そし
て、ステート38の終了のタイミングで、入力ラッチト
リガが立ち上がるので、上記レジスタ37から出力され
るステート38の演算結果のデータデジタル信号が電力
データレジスタ55に記憶される。なお、この動作の前
のステート38の中間のタイミングから次のステート3
9の中間のタイミングまでに、レジスタ55の出力イネ
ーブル信号が立ち上がるので、レジスタ55の記憶され
た電力データ、すなわち二乗和回路15の演算結果のデ
ータデジタル信号は比較器回路6に出力される。なお、
ステート40は、次の演算サイクルとのバッファのため
に設けられる。Then, as shown in FIG.
, The input multiplexer 34 is switched to the D input terminal and the data multiplexer 35 is switched to the C input terminal.
Can be switched to the input terminal. At this time, the data digital signal of the spatial data is input to the D input terminal of the input multiplexer 34 and the C input terminal of the data multiplexer 35 via the distributor 56a and the spatial data output register 63, and the same space Since the data digital signal of the data is input to both input terminals of the multiplexer and accumulator 36, the multiplexer and accumulator 36 multiplies the same two input data digital signals of the spatial data, and the multiplexer 37 via the register 37. And the accumulator of the accumulator 36
Output to the IN terminal. As a result, the data digital signal of the multiplication result is input to the accumulator in the multiplexer and accumulator 36. At this time, the input data digital signal of the multiplication result is in the state 37.
The data digital signal of the multiplication result is added to the squared data of the spatial data calculated in the above, and is output to the power data register 55 via the register 37. The calculation of the square of the spatial data in the state 38 is the calculation of the square of Q ″ (0) in the first calculation example. Then, since the input latch trigger rises at the timing of ending the state 38, the data digital signal of the operation result of the state 38 output from the register 37 is stored in the power data register 55. It should be noted that from the intermediate timing of the state 38 before this operation to the next state 3
Since the output enable signal of the register 55 rises by the middle timing of 9, the power data stored in the register 55, that is, the data digital signal of the calculation result of the square sum circuit 15 is output to the comparator circuit 6. In addition,
State 40 is provided for buffering the next operation cycle.
【0090】上記説明したステート1からステート40
までのDSP5−1の計算と同時に、他のDSP5−2
乃至5−16は、表1乃至表4に示した、上記ステート
1からステート40までと同様の処理を実行する。これ
によって、次に示す16個の電力データを計算すること
ができる。これらの16個の電力データは、比較器回路
6で最大のデータが選択されて復調器7に入力されて、
DSP内のレジスタ54a,54bから出力されるIチ
ャンネルとQチャンネルの2つの空間データを用いて例
えばPSK復調されて、復調後のデータデジタル信号が
受信データ信号として出力される。State 1 to state 40 described above
Up to the calculation of DSP5-1 up to other DSP5-2
5 to 16 execute the same processing as that of the states 1 to 40 shown in Tables 1 to 4. With this, the following 16 pieces of power data can be calculated. Of these 16 power data, the maximum data is selected by the comparator circuit 6 and input to the demodulator 7,
For example, PSK demodulation is performed using the two spatial data of I channel and Q channel output from the registers 54a and 54b in the DSP, and the demodulated data digital signal is output as a reception data signal.
【0091】上述のように、各DSPが同時に、準直交
検波、トランスバーサル型FIR低域通過ろ波及び空間
領域へのFFT演算とを含む処理を実行するので、きわ
めて高速で実行することができる。また、DSPにおい
て、準直交検波、トランスバーサル型FIR低域通過ろ
波及び空間領域へのFFT演算とを含む処理を実行する
ので、フェーズドアレーアンテナにおけるバトラーマト
リックスなどのアナログによるマルチビーム形成を用い
たアレーアンテナの信号処理に比較して、本実施例の装
置は、近接したマルチビームをより高い信号対雑音比で
実現することができるという利点がある。As described above, each DSP simultaneously executes the processing including the quasi-quadrature detection, the transversal FIR low-pass filtering, and the FFT operation to the spatial domain, so that it can be executed at extremely high speed. . In addition, since the DSP executes processing including quasi-quadrature detection, transversal FIR low-pass filtering, and FFT calculation in the spatial domain, analog multi-beam forming such as Butler matrix in a phased array antenna is used. Compared to the signal processing of the array antenna, the device of this embodiment has an advantage that it is possible to realize multibeams in close proximity with a higher signal-to-noise ratio.
【0092】以上説明したように、本実施例において
は、マルチビーム形成を含む演算処理を効率的に実行す
る方法として、アレーアンテナのアンテナ素子の物理的
配置の2次元の2つの軸、すなわちX軸方向とY軸方向
の各DSPでそれぞれ計算されたデータを各DSP間で
効率的に送受信することができるように、X軸方向の4
つのデータバス101乃至104とY軸方向の4つのデ
ータバス105乃至108を用いている。上記FFT演
算処理においては、個々のアンテナ素子で受信された受
信信号を合成して、空間的な情報においては変換する必
要があるため、各DSPで計算された受信データを各D
SP間で送受信して交換する必要がある。他のDSPで
計算された後、このデータバス101乃至104を介し
て送受信された計算結果を用いるので、上記FFT演算
を効率的に実行することができる。これによって、各演
算サイクルでのDSPの使用効率を増大させることがで
きる。すなわち、各DSP間をFFT演算の専用のデー
タバス101乃至116を用いることにより演算に必要
なデータを送受信することによって、各DSPの稼働率
を最大にすることができる。言い換えれば、マルチデジ
タル信号処理器の構成をとり、そのすべてのDSPに上
記受信信号処理を分散できるように構成している。As described above, in this embodiment, as a method for efficiently executing the arithmetic processing including multi-beam formation, two-dimensional two axes of the physical arrangement of the antenna elements of the array antenna, that is, X In order to efficiently transmit and receive the data calculated by each DSP in the axial direction and the Y-axis direction, the
One data bus 101 to 104 and four data buses 105 to 108 in the Y-axis direction are used. In the above FFT operation processing, it is necessary to combine the received signals received by the individual antenna elements and to convert the spatial information, so the received data calculated by each DSP is
It is necessary to send and receive between SPs and exchange them. Since the calculation result transmitted / received via the data buses 101 to 104 after being calculated by another DSP is used, the FFT operation can be efficiently executed. As a result, the DSP usage efficiency in each operation cycle can be increased. That is, by using the dedicated data buses 101 to 116 for FFT operation between the DSPs to transmit and receive the data necessary for the operation, the operation rate of each DSP can be maximized. In other words, the multi-digital signal processor is configured so that the received signal processing can be distributed to all the DSPs.
【0093】以上説明したように、DSP5−1乃至5
−16であるASIC演算回路間を、図3に示すよう
に、格子形状のバス101乃至116を用いて接続し
て、所定のマルチビーム合成などの演算処理を各ASI
C演算回路に分散して実行するので、すべてのASIC
演算回路が同時に演算する時間を増加させ、ASIC演
算回路の稼働率を増大させることができる。これによっ
て、従来例に比較して高速でマルチビーム形成のための
演算処理を実行することができ、しかも回路構成が簡単
なアレーアンテナ用信号処理装置を提供することができ
る。As described above, the DSPs 5-1 to 5-5
As shown in FIG. 3, the ASIC arithmetic circuits, which are −16, are connected using grid-shaped buses 101 to 116 to perform arithmetic processing such as predetermined multi-beam synthesis on each ASI.
All ASICs are executed because they are distributed and executed in the C arithmetic circuit.
It is possible to increase the time for which the arithmetic circuits simultaneously perform arithmetic operations and increase the operating rate of the ASIC arithmetic circuits. As a result, it is possible to provide a signal processing device for an array antenna that can execute arithmetic processing for multi-beam formation at a higher speed than in the conventional example and that has a simple circuit configuration.
【0094】さらに、本実施例の受信信号処理装置のD
SP内の処理に例えば、複数のビームを用いて干渉波を
除去することができるCMAアダプティブアルゴリズム
を付加してもよい。また、DSP内に、例えば、QPS
K復調回路を付加してもよい。Further, D of the received signal processing apparatus of this embodiment is
For example, a CMA adaptive algorithm capable of removing an interference wave using a plurality of beams may be added to the processing in the SP. Also, in the DSP, for example, QPS
A K demodulation circuit may be added.
【0095】本実施例の受信信号処理装置は、搬送波周
波数に依存しないので、L帯でもS帯でも同一の受信信
号処理装置を用いることができる。すなわち、搬送波周
波数が変更になっても、通信データのレートが同一であ
れば、デジタル信号処理装置の演算アルゴリズムに影響
はないためである。Since the received signal processing device of this embodiment does not depend on the carrier frequency, the same received signal processing device can be used for both L band and S band. That is, even if the carrier frequency is changed, if the communication data rate is the same, the calculation algorithm of the digital signal processing device is not affected.
【0096】また、DSPを動作させる周波数を任意の
データレートに適応させることによって、同一の回路を
使用することができる。これは、実際のデータレートに
対して、デジタル受信信号処理装置の動作周波数が決定
されており、例えば当該デジタル受信信号処理装置が高
い周波数であっても動作することが可能であれば、回路
を変更しないで、動作周波数のみを変更するだけで対応
することができる。The same circuit can be used by adapting the frequency for operating the DSP to an arbitrary data rate. This is because the operating frequency of the digital reception signal processing device is determined with respect to the actual data rate, and if the digital reception signal processing device can operate even at a high frequency, the circuit is It can be dealt with by changing only the operating frequency without changing it.
【0097】以上の実施例において、2次元のマトリッ
クス形状で配置された複数個のアンテナ素子からなるア
レーアンテナで受信された複数個の高周波受信信号を処
理するための受信信号処理装置について述べているが、
本発明はこれに限らず、1次元の直線形状で配置された
複数個のアンテナ素子からなるアレーアンテナで受信さ
れた複数個の高周波受信信号を処理するための受信信号
処理装置に用に適用することができる。この場合、各D
SPを接続するデータバスは1本のみとなる。In the above embodiments, the received signal processing device for processing a plurality of high frequency received signals received by an array antenna composed of a plurality of antenna elements arranged in a two-dimensional matrix shape has been described. But,
The present invention is not limited to this, and is applied to a reception signal processing device for processing a plurality of high-frequency reception signals received by an array antenna composed of a plurality of antenna elements arranged in a one-dimensional linear shape. be able to. In this case, each D
There is only one data bus connecting SP.
【0098】[0098]
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、1
次元又は2次元の所定の配置形状で近接して並置された
所定の複数個のアンテナ素子(1)からなるアレーアン
テナで受信された複数の受信信号に対して準直交検波処
理、低周波ろ波処理、及びフーリエ変換によるマルチビ
ーム合成処理を含む受信信号処理を実行するアレーアン
テナ用受信信号処理装置であって、上記受信信号処理を
実行する上記アンテナ素子(1)の数に一致した複数個
の演算回路を備え、上記複数個の演算回路(5)を、上
記複数個のアンテナ素子(1)の配置形状に応じて1次
元の1本のデータバス又は2次元の格子形状の複数本の
データバス(101−116)を介して接続し、上記複
数個の演算回路(5)はそれぞれ、上記受信信号処理を
実行するように分割された複数個の処理を同時に、上記
データバス(101−116)を介して上記信号処理に
必要なデータを送受信することによって実行する。従っ
て、従来例に比較して高速でマルチビーム形成のための
演算処理を実行することができ、しかも回路構成が簡単
なアレーアンテナ用信号処理装置を提供することができ
る。As described above in detail, according to the present invention, 1
Quasi-orthogonal detection processing, low-frequency filtering for a plurality of received signals received by an array antenna composed of a plurality of predetermined antenna elements (1) juxtaposed in close proximity in a two-dimensional or two-dimensional predetermined arrangement shape A received signal processing device for an array antenna, which performs received signal processing including multi-beam combining processing by Fourier transform and Fourier transform, comprising: a plurality of antenna elements (1) that perform the received signal processing. An arithmetic circuit is provided, and the plural arithmetic circuits (5) are provided with one-dimensional one data bus or two-dimensional lattice-shaped plural data according to the arrangement shape of the plural antenna elements (1). The plurality of arithmetic circuits (5) are connected to each other via the buses (101-116), and each of the plurality of arithmetic circuits (5) simultaneously performs a plurality of processes divided so as to execute the received signal processing. -116) through the run by transmitting and receiving data necessary for the signal processing. Therefore, it is possible to provide a signal processing device for an array antenna which can execute arithmetic processing for multi-beam formation at a higher speed than in the conventional example and which has a simple circuit configuration.
【図1】 本発明に係る一実施例であるアレーアンテナ
用受信信号処理装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a received signal processing device for an array antenna that is an embodiment according to the present invention.
【図2】 図1の各DSPの機能を示すブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram showing functions of each DSP shown in FIG.
【図3】 図1の16個のDSPの間の接続を示すブロ
ック図である。3 is a block diagram showing connections between the 16 DSPs of FIG. 1. FIG.
【図4】 図1の各DSPの回路を示すブロック図であ
る。4 is a block diagram showing a circuit of each DSP shown in FIG. 1. FIG.
【図5】 図1の各DSPの動作を示す第1のタイミン
グチャートである。5 is a first timing chart showing the operation of each DSP of FIG. 1. FIG.
【図6】 図1の各DSPの動作を示す第2のタイミン
グチャートである。6 is a second timing chart showing the operation of each DSP of FIG. 1. FIG.
【図7】 図1の各DSPの動作を示す第3のタイミン
グチャートである。FIG. 7 is a third timing chart showing the operation of each DSP in FIG.
【図8】 図1の各DSPの動作を示す第4のタイミン
グチャートである。8 is a fourth timing chart showing the operation of each DSP of FIG. 1. FIG.
【図9】 図1の各DSPの動作を示す第5のタイミン
グチャートである。9 is a fifth timing chart showing the operation of each DSP of FIG. 1. FIG.
1−1乃至1−16…アンテナ素子、 2−1乃至2−16…ダウンコンバータ、 3−1乃至3−16…帯域通過フィルタ、 4−1乃至4−16…A/D変換器、 5−1乃至5−16…DSP、 6…比較器回路、 7…復調器、 11…同期分配器、 12,22…乗算器、 13,23…FIR低域通過フィルタ、 14,24…高速フーリエ変換器、 15…二乗和回路 20…局部発振器、 21…π/2移相器、 31…入力レジスタ、 32…ビーム形成用ウエイトROM、 33…FFT用ウエイトROM、 34…入力マルチプレクサ、 35…データマルチプレクサ、 36…マルチプレクサ及びアキュムレータ、 37…レジスタ、 51a,51b…検波後レジスタ、 52a,52b…FIRレジスタ、 53a,53b…FFT1次レジスタ 54a,54b…空間データレジスタ、 55…電力データレジスタ、 56a,56b…分配器、 61a,61b…FIFOメモリ、 62…FIR出力レジスタ、 63…空間データ出力レジスタ、 64…FFTマルチプレクサ、 65…FFT出力レジスタ、 101乃至108…データバス、 B1乃至B4…データ線。 1-1 to 1-16 ... Antenna element, 2-1 to 2-16 ... Down converter, 3-1 to 3-16 ... Band pass filter, 4-1 to 4-16 ... A / D converter, 5- 1 to 5-16 ... DSP, 6 ... Comparator circuit, 7 ... Demodulator, 11 ... Synchronous distributor, 12, 22 ... Multiplier, 13, 23 ... FIR low-pass filter, 14, 24 ... Fast Fourier transformer , 15 ... Sum of squares circuit 20 ... Local oscillator, 21 ... π / 2 phase shifter, 31 ... Input register, 32 ... Beam ROM for beam forming, 33 ... Weight ROM for FFT, 34 ... Input multiplexer, 35 ... Data multiplexer, 36 ... Multiplexer and accumulator, 37 ... Register, 51a, 51b ... Post-detection register, 52a, 52b ... FIR register, 53a, 53b ... FFT primary register 54a, 54b ... Spatial data register, 55 ... Power data register, 56a, 56b ... Distributor, 61a, 61b ... FIFO memory, 62 ... FIR output register, 63 ... Spatial data output register, 64 ... FFT multiplexer, 65 ... FFT output Registers, 101 to 108 ... Data buses, B1 to B4 ... Data lines.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千葉 勇 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷5 番地 株式会社エイ・ティ・アール光電波 通信研究所内 (72)発明者 三浦 龍 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷5 番地 株式会社エイ・ティ・アール光電波 通信研究所内 (72)発明者 唐沢 好男 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷5 番地 株式会社エイ・ティ・アール光電波 通信研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Isamu Chiba 5 Seipaya, Seika-cho, Soraku-gun, Kyoto Prefecture, Mihiratani, ATR Optical & Radio Communications Research Institute, Inc. (72) Ryu Miura, Soraku-gun, Kyoto Prefecture 5 Seiraya-cho, Indani-ya-letter, Mihiratani, Inc. Optical Communications Research Institute, Inc. (72) Inventor, Yoshio Karasawa, 5 Seiji-cho, Seika-cho, Soraku-gun, Kyoto Pref. Radio Communications Laboratory
Claims (5)
接して並置された所定の複数個のアンテナ素子(1)か
らなるアレーアンテナで受信された複数の受信信号に対
して準直交検波処理、低周波ろ波処理、及びフーリエ変
換によるマルチビーム合成処理を含む受信信号処理を実
行するアレーアンテナ用受信信号処理装置であって、 上記受信信号処理を実行する上記アンテナ素子(1)の
数に一致した複数個の演算回路を備え、 上記複数個の演算回路(5)を、上記複数個のアンテナ
素子(1)の配置形状に応じて1次元の1本のデータバ
ス又は2次元の格子形状の複数本のデータバス(101
−116)を介して接続し、上記複数個の演算回路
(5)はそれぞれ、上記受信信号処理を実行するように
分割された複数個の処理を同時に、上記データバス(1
01−116)を介して上記信号処理に必要なデータを
送受信することによって実行することを特徴とするアレ
ーアンテナ用受信信号処理装置。1. A quasi-orthogonal detection for a plurality of received signals received by an array antenna comprising a plurality of predetermined antenna elements (1) juxtaposed in close proximity in a one-dimensional or two-dimensional predetermined arrangement shape. A received signal processing device for an array antenna, which performs received signal processing including processing, low-frequency filtering processing, and multi-beam combining processing by Fourier transform, the number of antenna elements (1) performing the received signal processing. And a plurality of arithmetic circuits (5) according to the arrangement shape of the plurality of antenna elements (1). Multiple data buses (101
-116), each of the plurality of arithmetic circuits (5) simultaneously performs a plurality of processes divided so as to execute the received signal processing, simultaneously with the data bus (1).
01-116) to perform the above-mentioned signal processing by transmitting and receiving data necessary for the signal processing.
れ、 上記受信信号処理を実行するために必要なデータを、上
記準直交検波処理、上記低周波ろ波処理、及び上記フー
リエ変換によるマルチビーム合成処理に応じて選択的に
切り換えて出力する2個のマルチプレクサ(34,3
5)と、 上記2個のマルチプレクサ(34,35)から出力され
る2個のデータの乗算を実行するマルチプレクサ(3
6)と、 上記マルチプレクサ(36)によって実行された乗算結
果の複数のデータを累積加算して出力するアキュムレー
タ(36)と、 上記アキュムレータ(36)から出力される上記準直交
検波処理後のデータと、上記低周波ろ波処理後のデータ
と、上記フーリエ変換によるマルチビーム合成処理後の
データとを記憶する複数個のレジスタ(51a,51
b,52a,52b,55)とを備え、 上記低周波ろ波処理及び上記フーリエ変換によるマルチ
ビーム合成処理において予め決められた処理で上記アキ
ュムレータ(36)から出力されるデータが上記アキュ
ムレータ(36)に入力されて累積加算され、上記準直
交検波処理後のデータと、上記低周波ろ波処理後のデー
タと、上記フーリエ変換によるマルチビーム合成処理後
のデータとが上記複数個のレジスタに記憶されて出力さ
れることを特徴とする請求項1記載のアレーアンテナ用
受信信号処理装置。2. The plurality of arithmetic circuits (5) convert data necessary for executing the received signal processing into multi-phase data by the quasi-quadrature detection processing, the low-frequency filtering processing, and the Fourier transform. Two multiplexers (34, 3) for selectively switching and outputting according to beam combining processing
5) and a multiplexer (3 that executes multiplication of two data output from the two multiplexers (34, 35)).
6), an accumulator (36) that cumulatively adds and outputs a plurality of data of multiplication results executed by the multiplexer (36), and the quasi-quadrature detection processed data output from the accumulator (36) , A plurality of registers (51a, 51) for storing the data after the low-frequency filtering process and the data after the multi-beam combining process by the Fourier transform.
b, 52a, 52b, 55), and the data output from the accumulator (36) by a predetermined process in the low-frequency filtering process and the multi-beam combining process by the Fourier transform is the accumulator (36). The data after the quasi-orthogonal detection processing, the data after the low frequency filtering processing, and the data after the multi-beam combining processing by the Fourier transform are stored in the plurality of registers. The received signal processing device for an array antenna according to claim 1, wherein the received signal processing device outputs the received signal.
上記データバス(101−116)を介して上記信号処
理に必要なデータを送受信することによって実行する処
理は、上記フーリエ変換によるマルチビーム合成処理で
あることを特徴とする請求項1又は2記載のアレーアン
テナ用受信信号処理装置。3. The multi-beam processing based on the Fourier transform is performed by the plurality of arithmetic circuits (5) transmitting and receiving data necessary for the signal processing via the data buses (101-116), respectively. The received signal processing device for an array antenna according to claim 1 or 2, which is a synthesizing process.
れ、 上記レジスタ(52a,52b)と上記データバス(1
01−116)に接続され、上記上記フーリエ変換によ
るマルチビーム合成処理に必要なデータを選択的に切り
換えて上記1つのマルチプレクサ(34)に出力する別
のマルチプレクサ(64)をさらに備えたことを特徴と
する請求項1乃至3記載のアレーアンテナ用受信信号処
理装置。4. The plurality of arithmetic circuits (5) respectively include the registers (52a, 52b) and the data bus (1).
01-116), and further includes another multiplexer (64) which selectively switches data necessary for the multi-beam synthesis processing by the Fourier transform and outputs the data to the one multiplexer (34). The received signal processing device for an array antenna according to claim 1.
サル型有限インパルス応答方式の低域通過ろ波処理であ
って、 上記複数個の演算回路(5)はそれぞれ、上記準直交検
波処理後のデータを記憶する上記レジスタ(51a,5
1b)から出力されるデータを記憶するFIFOメモリ
(61a,61b)をさらに備えたことを特徴とする請
求項1乃至4記載のアレーアンテナ用受信信号処理装
置。5. The low-pass filtering process is a transversal type finite impulse response type low-pass filtering process, wherein each of the plurality of arithmetic circuits (5) performs the quasi-quadrature detection process. Register (51a, 5a
5. The received signal processing device for an array antenna according to claim 1, further comprising a FIFO memory (61a, 61b) for storing the data output from 1b).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6025542A JP2610779B2 (en) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | Received signal processing device for array antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6025542A JP2610779B2 (en) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | Received signal processing device for array antenna |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07235830A true JPH07235830A (en) | 1995-09-05 |
| JP2610779B2 JP2610779B2 (en) | 1997-05-14 |
Family
ID=12168882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6025542A Expired - Fee Related JP2610779B2 (en) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | Received signal processing device for array antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2610779B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180029964A (en) * | 2015-07-09 | 2018-03-21 | 코그니티브 시스템스 코퍼레이션 | Radio frequency camera system |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4445119A (en) * | 1981-04-30 | 1984-04-24 | Raytheon Company | Distributed beam steering computer |
| JPH02312303A (en) * | 1989-05-18 | 1990-12-27 | Electromagnetic Sci Inc | Distributed plane array beam fleight control by airplane roll compensation |
-
1994
- 1994-02-23 JP JP6025542A patent/JP2610779B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4445119A (en) * | 1981-04-30 | 1984-04-24 | Raytheon Company | Distributed beam steering computer |
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| KR20180029964A (en) * | 2015-07-09 | 2018-03-21 | 코그니티브 시스템스 코퍼레이션 | Radio frequency camera system |
| JP2018525617A (en) * | 2015-07-09 | 2018-09-06 | コグニティヴ システムズ コーポレイション | High frequency camera system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2610779B2 (en) | 1997-05-14 |
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