特許ウォッチ

公開番号2025100060
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023217150
出願日2023-12-22
発明の名称推定装置及び推定方法
出願人アンリツ株式会社
代理人弁理士法人有我国際特許事務所
主分類G01S 3/46 20060101AFI20250626BHJP(測定;試験)
要約【課題】送受信機間のアンテナ高が異なる環境においても、信号の到来方向の方位角を精度良く推定することができる推定装置及び推定方法を提供する。
【解決手段】推定装置1は、送信局の送信アンテナから送信された送信信号を受信信号として受信する複数のアンテナ素子Rx_0～Rx_N-1を有する受信装置10と、受信信号のデータを記録する信号収録装置13と、送信信号の到来方向の天頂角の想定値である天頂角事前情報θ_priorに基づいたアレー応答ベクトルを出力するアレー応答出力装置15と、アレー応答ベクトル及び受信信号のデータから、送信信号の方位角度スペクトルS(φ)を推定する角度スペクトル推定部21と、角度スペクトル推定部21により推定された方位角度スペクトルS(φ)に含まれる各ピークの方位角を、送信信号の到来方向の方位角として推定する到来方向推定部22と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
送信局の送信アンテナから送信された送信信号を受信信号として受信する複数のアンテナ素子（Ｒｘ＿０～Ｒｘ＿Ｎ－１）を有する受信装置（１０）と、
前記受信信号のデータを記録する信号収録装置（１３）と、
前記送信信号の到来方向の天頂角の想定値である天頂角事前情報に基づいたアレー応答ベクトルを出力するアレー応答出力装置（１５）と、
前記アレー応答ベクトル及び前記受信信号のデータから、前記送信信号の方位角度スペクトルを推定する角度スペクトル推定部（２１）と、
前記角度スペクトル推定部により推定された前記方位角度スペクトルに含まれる各ピークの方位角を、前記送信信号の到来方向の方位角として推定する到来方向推定部（２２）と、を備える推定装置。
続きを表示（約 470 文字）【請求項２】
前記複数のアンテナ素子の中心位置から見た前記送信アンテナの仰角を計測する仰角計測装置（４０）を更に備え、
前記天頂角事前情報は、前記仰角計測装置により計測された前記仰角の値であることを特徴とする請求項１に記載の推定装置。
【請求項３】
送信局の送信アンテナから送信された送信信号を受信信号として複数のアンテナ素子（Ｒｘ＿０～Ｒｘ＿Ｎ－１）により受信するステップ（Ｓ３）と、
前記受信信号のデータを記録するステップ（Ｓ４）と、
前記送信信号の到来方向の天頂角の想定値である天頂角事前情報に基づいたアレー応答ベクトルを出力するステップ（Ｓ５）と、
前記アレー応答ベクトル及び前記受信信号のデータから、前記送信信号の方位角度スペクトルを推定する角度スペクトル推定ステップ（Ｓ６）と、
前記角度スペクトル推定ステップにより推定された前記方位角度スペクトルに含まれる各ピークの方位角を、前記送信信号の到来方向の方位角として推定するステップ（Ｓ７）と、を含む推定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波の到来方向を推定する推定装置及び推定方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
電波の到来方向推定は、無線通信端末の位置推定、不法電波発振源の特定及びビームマネージメント等、様々な分野に応用でき、アレーアンテナを用いた高分解能な推定手法が検討されている。図１４に示すように、従来の推定方法は、送信局の送信アンテナから受信装置１００の受信アンテナＲｘに入射した信号の到来方向の天頂角θが９０ｄｅｇであると想定した場合のアレー応答を使用して、到来方向の方位角φの推定を行っていた。
【０００３】
例えば、特許文献１や非特許文献１では、受信信号の相関行列の固有値分解を利用した部分空間法に基づくMultiple Signal Classification（ＭＵＳＩＣ）による推定手法が開示されている。また、非特許文献２では、角度空間のスパース性に着目した圧縮センシングによる推定手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許５１３５５９５号公報
【非特許文献】
【０００５】
R. Schmidt,"Multiple emitter location and signal parameter estimation," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 34, No. 3, pp. 276-280, Mar. 1986.
H. Suganuma, K. Takizawa, T. Kobayashi, I. Otani, and T. Mitsui,"Impact of antenna directivity on compressed sensing-based DOA estimation employing UCA antenna," IEICE Communications Express, Vol. 12, No. 4, pp. 132-138, Apr. 2023.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、移動体通信システムとして第５世代移動通信システムが運用され、対応する無線通信端末も増えている。その中で超高速通信を実現可能な周波数が高いミリ波も用いられている。ミリ波の電波は直進性が強く、遮蔽に弱く、距離減衰が大きいという特徴がある。
【０００７】
つまり、ミリ波を用いる通信は、カバーエリアが比較的狭く、送受信間距離が短くなることが想定されるため、ミリ波用の送信アンテナは、見通しを確保するために高い位置に設置される。このため、図１４及び図１５に示すように、送受信機間のアンテナ高が異なることに起因して、送信局の送信アンテナＴｘからの送信信号の到来方向の実際の天頂角θは９０ｄｅｇ以外の角度となる。
【０００８】
例えば、受信装置１００が地上に設置され、送信局の送信アンテナＴｘがビルの屋上などに設置されている場合には、天頂角θは９０ｄｅｇよりも小さくなる。また、受信装置１００がドローンに積載されて送信アンテナＴｘよりも高い上空に配置される場合には、天頂角θは９０ｄｅｇよりも大きくなる。
【０００９】
しかしながら、特許文献１、非特許文献１、及び非特許文献２に開示された従来の方法は、天頂角θが９０ｄｅｇであると想定した場合のアレー応答を使用していたため、送受信機間のアンテナ高が異なる場合には、到来方向推定の精度が劣化するという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、送受信機間のアンテナ高が異なる環境においても、信号の到来方向の方位角を精度良く推定することができる推定装置及び推定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許