JP2000187074A - Radar signal processor - Google Patents

Radar signal processor

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JP2000187074A
JP2000187074A JP10366203A JP36620398A JP2000187074A JP 2000187074 A JP2000187074 A JP 2000187074A JP 10366203 A JP10366203 A JP 10366203A JP 36620398 A JP36620398 A JP 36620398A JP 2000187074 A JP2000187074 A JP 2000187074A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a radar signal processor detecting the revolution speed of a target by calculating the Doppler frequency from the Doppler history of the target for analyzing the revolution of the target and calculating optimum synthesized open time. SOLUTION: For calculating the spread of a Doppler frequency from the Doppler history of the target detected with a Doppler tracking processor 13, a Doppler frequency calculator 20 is attached. For calculating an optimum synthesized open time based on the Doppler frequency, a synthesized open time calculator 21 is attached.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は目標物の形状を画
像データとして取得できるレーダ信号処理器に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radar signal processor capable of acquiring the shape of a target as image data.

【0002】[0002]

【従来の技術】図15は従来のレーダ信号処理器を構成
品の一部として組み込まれたレーダ装置を示すもので、
図において1は一定のパルス繰り返し周期で周波数変調
を施した送信パルス信号を発生する送信機、2は送受信
回路を切り換える送受切換器、3は送信パルス信号を目
標物に指向させて放射すると共に目標物から反射信号を
受信する送受信アンテナ、4は送信機1から出力された
基準信号を参照して、送受切換器2を経由し入力した受
信信号を増幅及び位相検波してビデオ信号を得る受信
機、5は従来のレーダ信号処理器であり、6はレーダ信
号処理器5から出力される画像データを表示する表示器
である。また、レーダ信号処理器5において、7は送信
機1で周波数変調を施した位相情報を用いて上記ビデオ
信号をパルス圧縮するレンジ圧縮器、8はビデオ信号を
パルスヒット方向×レンジ方向の二次元に格納する二次
元メモリ、9は目標物の速度データを推定する距離追尾
処理器、10は目標物の速度データを推定するために目
標物の距離をパルスヒット毎に算出する距離算出器、1
1は目標物の距離の変化を平滑化するスムージング処理
を行い、目標物の速度を推定するRMG用速度算出器、
12は目標物の運動に伴って移動する距離変化を補正す
るレンジマイグレーション補正処理器、13は目標物の
速度データを推定するドップラ追尾処理器、14は目標
物の運動に伴って生じるドップラ周波数のオフセット成
分及び一次成分を補償する位相補償処理器、15は目標
物をクロスレンジ方向に圧縮するクロスレンジ圧縮器で
ある。
2. Description of the Related Art FIG. 15 shows a radar apparatus in which a conventional radar signal processor is incorporated as a part of components.
In the figure, 1 is a transmitter for generating a transmission pulse signal subjected to frequency modulation at a constant pulse repetition cycle, 2 is a transmission / reception switch for switching a transmission / reception circuit, 3 is a transmission pulse signal directed to a target and radiated. A transmitting / receiving antenna for receiving a reflected signal from an object, a receiver for obtaining a video signal by amplifying and phase-detecting a received signal input via a transmission / reception switch by referring to a reference signal output from a transmitter; Reference numeral 5 denotes a conventional radar signal processor, and reference numeral 6 denotes a display for displaying image data output from the radar signal processor 5. Further, in the radar signal processor 5, 7 is a range compressor for pulse-compressing the video signal using phase information subjected to frequency modulation by the transmitter 1, and 8 is a two-dimensional video signal in a pulse hit direction × range direction. , A distance tracking processor for estimating speed data of the target, and a distance calculator for calculating the distance of the target for each pulse hit in order to estimate the speed data of the target.
1 is an RMG speed calculator that performs a smoothing process for smoothing a change in the distance of the target and estimates the speed of the target.
12 is a range migration correction processor that corrects a change in the distance of movement with the movement of the target, 13 is a Doppler tracking processor that estimates velocity data of the target, and 14 is a Doppler frequency generated by the movement of the target. A phase compensation processor 15 for compensating the offset component and the primary component, and a cross-range compressor 15 for compressing the target in the cross-range direction.

【0003】次に動作について説明する。送信機1は、
一定のパルス繰り返し周期で周波数変調を施した送信パ
ルス信号を発生させ、送受切換器2を経由して空中線3
に出力する。また、送信機1は、受信機4で行われる位
相検波、タイミング調整に用いられる基準信号を受信機
4に出力する。送受信アンテナ3は入力した送信パルス
信号を目標物に放射し、再び反射信号として入力する。
受信器4は、この反射信号を送受切換器2を経由して入
力し、送信機1から出力された基準信号を用いて、増幅
及び位相検波し、ビデオ信号に変換してレーダ信号処理
器5へ出力する。
Next, the operation will be described. The transmitter 1
A transmission pulse signal that has been subjected to frequency modulation at a constant pulse repetition cycle is generated, and transmitted through the transmission / reception switch 2 to the antenna 3
Output to Further, the transmitter 1 outputs a reference signal used for phase detection and timing adjustment performed by the receiver 4 to the receiver 4. The transmission / reception antenna 3 radiates the input transmission pulse signal to the target and inputs it again as a reflected signal.
The receiver 4 inputs the reflected signal via the transmission / reception switch 2, performs amplification and phase detection using the reference signal output from the transmitter 1, converts the amplified signal into a video signal, and converts the amplified signal into a video signal. Output to

【0004】レーダ信号処理器5では上記ビデオ信号を
入力し、逆合成開口レーダの原理に基づいて画像データ
を得ることができる。ここで逆合成開口レーダの基本原
理を説明する。画像データは目標物のレンジ方向とクロ
スレンジ方向の二次元画像で表され、パルス圧縮技術を
用いて目標物をレンジ方向に圧縮し、目標物の運動によ
り発生するドップラ信号の違いに着目してクロスレンジ
方向に圧縮している。しかしながら、この逆合成開口レ
ーダでは目標物の運動を利用しているため、ビデオ信号
は異なったレンジビンに移動してしまう誤差要因を補正
する必要がある。さらに、発生するドップラ周波数には
画像の劣化の原因となる周波数のオフセット成分及び一
次成分を除去する必要がある。そこで、良好な目標物の
画像を得るために、これら誤差要因に対し、距離追尾処
理器9及びレンジマイグレーション補正処理器12でレ
ンジビンの移動の補正を行っており、また、ドップラ追
尾処理器13及び位相補償処理器14で周波数のオフセ
ット成分及び一次成分を除去している。以下、信号処理
器で施されるこれらの補正処理を重点的に説明する。
[0006] The radar signal processor 5 receives the video signal and obtains image data based on the principle of inverse synthetic aperture radar. Here, the basic principle of the inverse synthetic aperture radar will be described. The image data is represented by a two-dimensional image of the target in the range direction and the cross range direction.The target is compressed in the range direction using pulse compression technology, and attention is paid to the difference in Doppler signal generated by the movement of the target. Compressed in the cross range direction. However, since the inverse synthetic aperture radar uses the motion of the target, it is necessary to correct an error factor that causes the video signal to move to a different range bin. Furthermore, it is necessary to remove the offset component and the primary component of the frequency which cause image degradation from the generated Doppler frequency. Therefore, in order to obtain a good target image, the distance tracking processor 9 and the range migration correction processor 12 correct the movement of the range bin with respect to these error factors, and the Doppler tracking processor 13 and the The phase compensation processor 14 removes the frequency offset component and the primary component. Hereinafter, these correction processes performed by the signal processor will be mainly described.

【0005】励振受信機4から出力されるビデオ信号
は、レンジ圧縮器7に入力され、送信機1で周波数変調
を施した位相情報を参照して、レーダ信号処理の分野で
一般的に用いられるマッチドフィルタ方式等によりパル
ス圧縮される。次に、このパルス圧縮されたビデオ信号
は、一旦パルスヒット方向×レンジ方向の二次元メモリ
8に格納され、レンジ圧縮器7で高分解能化されたこと
により、複数のレンジビンに広がってしまう。ここで、
このビデオ信号は、図12(a)に示すように目標物の
運動により異なったレンジビンに移動してしまい、同じ
レンジビンに存在するよう補正する必要が生じる(図1
3(b)参照)。そのため、レンジマイグレーション補
正器12では、距離追尾処理器9で検出された速度デー
タの情報を基に各パルス毎の目標距離の変化(以下レン
ジマイグレーション補正量と称す)を算出し、レンジビ
ンを移動させている。
[0005] The video signal output from the excitation receiver 4 is input to the range compressor 7 and is generally used in the field of radar signal processing by referring to phase information subjected to frequency modulation by the transmitter 1. Pulse compression is performed by a matched filter method or the like. Next, the pulse-compressed video signal is temporarily stored in the two-dimensional memory 8 in the pulse hit direction × range direction, and is expanded to a plurality of range bins by the high resolution of the range compressor 7. here,
This video signal moves to a different range bin due to the movement of the target as shown in FIG. 12A, and it is necessary to correct the video signal so that it exists in the same range bin (FIG. 1).
3 (b)). Therefore, the range migration corrector 12 calculates a change in the target distance for each pulse (hereinafter, referred to as a range migration correction amount) based on the information on the speed data detected by the distance tracking processor 9 and moves the range bin. ing.

【0006】距離追尾処理器9では、レンジマイグレー
ション補正処理器12へ出力するための速度データを次
のように推定している。まず、距離算出器10では、複
数のレンジビンに広がったビデオ信号から最も反射電力
の大きいレンジビンを検出し、その距離を算出する(図
2参照)。この処理をパルスヒット毎に行うことにより
目標物の距離変化を取得し、RMG用速度算出器11へ
出力する。この距離情報は図2に示すように複数の反射
点の散乱により安定な変化はしていない。そのため、R
MG用速度算出器11では、最小二乗法、カルマンフィ
ルタ等の処理を用いて平滑化することにより速度を推定
している。
The distance tracking processor 9 estimates speed data to be output to the range migration correction processor 12 as follows. First, the distance calculator 10 detects a range bin having the largest reflected power from video signals spread over a plurality of range bins, and calculates the distance (see FIG. 2). By performing this process for each pulse hit, a change in the distance to the target is acquired and output to the RMG speed calculator 11. This distance information does not change stably due to scattering of a plurality of reflection points as shown in FIG. Therefore, R
The MG speed calculator 11 estimates the speed by performing smoothing using a process such as a least squares method or a Kalman filter.

【0007】次に、画像データの性能の劣化の要因とな
るドップラ周波数のオフセット成分及び一次成分の除去
方法を図3を用いて以下に説明する。まず、ドップラ追
尾処理器13では、レンジマイグレーション補正処理器
12より出力されるビデオ信号から振幅最大点検出器1
0で得られた反射電力の最大点であるレンジビンのビデ
オ信号を切り出す(図3(a)参照)。そして、このビ
デオ信号をある時間間隔でフーリエ変換し、ドップラ周
波数を算出する(図3(b)参照)。この処理を時間方
向にずらしながら行うことにより、目標物のドップラヒ
ストリを算出し、目標物の各パルスヒット毎の速度デー
タを推定する。
Next, a method of removing the offset component and the primary component of the Doppler frequency which causes the deterioration of the performance of the image data will be described with reference to FIG. First, the Doppler tracking processor 13 detects the maximum amplitude point detector 1 from the video signal output from the range migration correction processor 12.
The video signal of the range bin which is the maximum point of the reflected power obtained at 0 is cut out (see FIG. 3A). Then, the video signal is Fourier-transformed at certain time intervals, and the Doppler frequency is calculated (see FIG. 3B). By performing this processing while shifting in the time direction, the Doppler history of the target is calculated, and the speed data for each pulse hit of the target is estimated.

【0008】次に、位相補償処理器14では、上記速度
データを用いて各パルスヒット毎の位相補償量を算出
し、レンジマイグレーション補正処理器12から出力さ
れるビデオ信号と複素乗算することにより位相補償処理
を行う。そして、クロスレンジ圧縮器15では、このビ
デオ信号を入力し、パルスヒット方向に周波数分析する
ことによってクロスレンジ方向に圧縮する。逆合成開口
レーダの原理からこのクロスレンジ圧縮の分解能は数1
で表すことができる。但し、Δrはクロスレンジ分解
能、θはデータ収集時間いわゆる合成開口時間における
目標の総回転角、λは送信周波数である。
Next, the phase compensation processor 14 calculates the amount of phase compensation for each pulse hit using the speed data, and performs complex multiplication with the video signal output from the range migration correction processor 12 to calculate the phase compensation amount. Perform compensation processing. Then, the cross-range compressor 15 receives the video signal and performs frequency analysis in the pulse hit direction to compress the video signal in the cross-range direction. From the principle of inverse synthetic aperture radar, the resolution of this cross range compression is
Can be represented by Here, Δr is the cross-range resolution, θ is the data acquisition time, the target total rotation angle in the so-called synthetic aperture time, and λ is the transmission frequency.

【0009】[0009]

【数1】 (Equation 1)

【0010】数1よりクロスレンジ分解能は合成開口時
間内における目標の総回転角に比例することになり、あ
る合成開口時間内で目標の回転角が大きいとクロスレン
ジ分解能が高くなり、回転角が小さいとクロスレンジ分
解能が劣化する。また、所望とするクロスレンジ分解能
に必要な回転角だけ目標が回転する時、回転速度が速い
と合成開口時間は少なくて済むが、回転速度が遅いと合
成開口時間を長くする必要がある。例えば、λ=0.0
3cm、目標の回転速度=0.015rad/sの時、
1mのクロスレンジ分解能を得たい時は合成開口時間は
1秒で充分であるが、目標の回転速度=0.001ra
d/sの時は、合成開口時間が15秒必要となる。
From equation (1), the cross-range resolution is proportional to the total rotation angle of the target within the synthetic aperture time. If the target rotation angle is large within a certain synthetic aperture time, the cross-range resolution increases, and the rotation angle decreases. If it is small, the cross range resolution will be degraded. When the target rotates by a rotation angle required for the desired cross-range resolution, a high rotation speed requires a short synthetic aperture time, but a low rotation speed requires a long synthetic aperture time. For example, λ = 0.0
3 cm, target rotation speed = 0.015 rad / s,
When it is desired to obtain a cross range resolution of 1 m, the synthetic aperture time of 1 second is sufficient, but the target rotation speed = 0.001 ra
At d / s, a synthetic aperture time of 15 seconds is required.

【0011】以上のように、従来のレーダ信号処理器
は、目標物をレンジ圧縮器7でレンジ方向に圧縮し、ク
ロスレンジ圧縮器15でクロスレンジ方向に圧縮するこ
とによって二次元の画像データが得ることができる。ま
た、画像の劣化の原因となるレンジビンのずれは距離追
尾処理器9及びレンジマイグレーション補正処理器12
で補正し、また、ドップラ周波数のオフセット成分及び
一次成分はドップラ追尾処理器13及び移動補償処理器
14で除去することにより、良好な画像データを得るこ
とができる。
As described above, the conventional radar signal processor compresses a target object in the range direction by the range compressor 7 and compresses the target object in the cross range direction by the cross range compressor 15, thereby producing two-dimensional image data. Obtainable. Further, the displacement of the range bin causing the image deterioration is determined by the distance tracking processor 9 and the range migration correction processor 12.
, And the offset component and the primary component of the Doppler frequency are removed by the Doppler tracking processor 13 and the movement compensation processor 14, so that good image data can be obtained.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のレ
ーダ信号処理器では、目標の運動により生じたドップラ
周波数に着目してクロスレンジ圧縮を行っているが、逆
合成開口レーダの原理上、目標の速度が遅い場合、合成
開口時間を長くとらないと十分なクロスレンジ分解能を
得られないという課題があった。
In the conventional radar signal processor as described above, the cross range compression is performed by focusing on the Doppler frequency generated by the target motion. However, in the principle of the inverse synthetic aperture radar, When the target speed is low, there is a problem that a sufficient cross-range resolution cannot be obtained unless the synthetic aperture time is long.

【0013】第1の発明によるレーダ信号処理器は、か
かる課題を解決するためになされたもので、目標の回転
運動を解析するために、目標のドップラヒストリからド
ップラ周波数を算出することにより目標の回転速度を検
出し、最適な合成開口時間を算出するレーダ信号処理器
を得ることを目的とする。
A radar signal processor according to a first aspect of the present invention has been made in order to solve such a problem, and calculates a Doppler frequency from a Doppler history of a target in order to analyze a rotational motion of the target. It is an object of the present invention to obtain a radar signal processor that detects a rotation speed and calculates an optimum synthetic aperture time.

【0014】また、第2の発明によるレーダ信号処理器
は、複雑に変化する目標の運動に対応するためにドップ
ラヒストリを統計処理し、最適な合成開口時間を算出す
るレーダ信号処理器を得ることを目的とする。
Further, the radar signal processor according to the second aspect of the present invention obtains a radar signal processor which statistically processes Doppler history in order to cope with a complicatedly changing movement of a target and calculates an optimum synthetic aperture time. With the goal.

【0015】また、第3の発明によるレーダ信号処理器
は、上記目的に加えて、目標物のドップラヒストリを推
定する際、最適なレンジビンの信号を切り出すことによ
りドップラ追尾精度を向上するレーダ信号処理器を得る
ことを目的とする。
Further, in addition to the above object, the radar signal processor according to the third invention, when estimating the Doppler history of a target, cuts out an optimum range bin signal to improve Doppler tracking accuracy. The purpose is to obtain a vessel.

【0016】また、第4の発明によるレーダ信号処理器
は、上記目的に加えて、ドップラヒストリから目標物の
速度を算出する位相補償用速度算出器の代わりに、基準
点検出器で切り出したビデオ信号の位相を求め、この位
相から目標物の速度データを推定するレーダ信号処理器
を得ることを目的とする。
Further, in addition to the above object, the radar signal processor according to the fourth aspect of the present invention provides a video signal extracted by a reference point detector instead of a phase compensation speed calculator for calculating the speed of a target from Doppler history. It is an object of the present invention to obtain a radar signal processor that obtains a phase of a signal and estimates velocity data of a target from the phase.

【0017】また、第5の発明によるレーダ信号処理器
は、上記目的に加えて、レンジマイグレーション補正処
理器に入力される速度データに、距離追尾処理で推定し
た速度データの代わりにドップラ追尾処理で推定した速
度データを用いることにより結像性能が向上するレーダ
信号処理器を得ることを目的とする。
Further, in addition to the above object, the radar signal processor according to the fifth aspect of the present invention uses a Doppler tracking process instead of the speed data estimated in the distance tracking process for the speed data input to the range migration correction processor. It is an object of the present invention to obtain a radar signal processor that improves imaging performance by using estimated velocity data.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】第1の発明によるレーダ
信号処理器は、ドップラヒストリ検出器から出力される
ドップラヒストリの平均値を求め、各時刻のドップラ周
波数との差を算出し、その差の最大値を求めるためのド
ップラ周波数算出器を取り付けたものである。
A radar signal processor according to a first aspect of the present invention calculates an average value of Doppler history output from a Doppler history detector, calculates a difference from a Doppler frequency at each time, and calculates the difference. Is attached with a Doppler frequency calculator for obtaining the maximum value of.

【0019】また、第2の発明によるレーダ信号処理器
は、上記のものにおいて複雑に変化する目標に対応する
ためにドップラ周波数の標準偏差を算出することによっ
て統計的にドップラヒストリを取り扱う標準偏差演算器
を取り付けたものである。
The radar signal processor according to the second aspect of the present invention calculates the standard deviation of the Doppler frequency in order to cope with a target that varies in a complex manner in the above-mentioned one, thereby calculating the standard deviation statistically handling the Doppler history. A vessel was attached.

【0020】また、第3の発明によるレーダ装置は、上
記のものにおいてレンジマイグレーション補正処理後の
信号を全レンジビンについてパルスヒット方向に加算
し、その最大値となったレンジビンの信号を切り出す基
準点検出器を取り付けたものである。
Further, in the radar apparatus according to the third aspect of the present invention, the reference point detection for adding the signal after the range migration correction processing in the pulse hit direction for all the range bins and cutting out the signal of the range bin having the maximum value is performed. A vessel was attached.

【0021】また、第4の発明によるレーダ装置は、上
記のものにおいてドップラヒストリから位相補償用速度
データを算出する代わりに、基準点検出器で切り出した
ビデオ信号から位相を算出し、その位相から位相補償用
速度データを算出する孤立点位相算出器を取り付けたも
のである。
Further, in the radar apparatus according to the fourth aspect of the invention, instead of calculating the phase compensation velocity data from the Doppler history in the above-described apparatus, the radar apparatus calculates the phase from the video signal cut out by the reference point detector, and calculates the phase from the phase. It is provided with an isolated point phase calculator for calculating phase compensation speed data.

【0022】また、第5の発明によるレーダ装置は、上
記のものにおいてドップラ追尾処理器で推定された速度
データを用いて、目標物の運動に伴う距離変化を除去す
るためのレンジマイグレーション補正量を各パルス毎に
算出すると共に、距離変化を各パルス毎に補正する第2
のレンジマイグレーション補正処理器を取り付けたもの
である。
Further, the radar apparatus according to the fifth invention uses the velocity data estimated by the Doppler tracking processor in the above-described apparatus to calculate a range migration correction amount for removing a change in distance due to movement of a target. A second method of calculating for each pulse and correcting a distance change for each pulse
Is attached.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明の
実施の形態1を示す構成図である。なお、従来技術と同
一の構成要素については、同一番号を付して、その説明
を省略する。図において、16はレンジマイグレーショ
ン補正器12から出力されたビデオ信号を時間をずらし
ながらFFTを行う区分FFT算出器、17は区分FF
T算出器16から出力されるスペクトルから振幅最大点
となる基準点を検出し、ドップラヒストリを算出するド
ップラヒストリ検出器、18はそのドップラヒストリか
ら位相補償用速度を推定する位相補償用速度算出器、1
9は後述のドップラ周波数算出器20で構成される運動
解析処理器、20はそのドップラヒストリから平均値を
求め、その値と各時刻のドップラ周波数との差の最大を
求めるドップラ周波数算出器、21は運動解析処理器1
9から出力されるドップラ周波数に基づき目標の運動に
最適な合成開口時間を算出する合成開口時間算出器であ
る。以下、ドップラ追尾処理器13、運動解析処理器1
9及び合成開口時間21について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a configuration diagram showing Embodiment 1 of the present invention. Note that the same components as those in the related art are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the figure, reference numeral 16 denotes a segmented FFT calculator for performing FFT on the video signal output from the range migration compensator 12 while shifting the time, and 17 denotes a segmented FF.
A Doppler history detector that detects a reference point that is the maximum amplitude point from the spectrum output from the T calculator 16 and calculates Doppler history, and 18 is a phase compensation speed calculator that estimates a phase compensation speed from the Doppler history , 1
Reference numeral 9 denotes a motion analysis processor constituted by a Doppler frequency calculator 20, which will be described later. Reference numeral 20 denotes a Doppler frequency calculator which obtains an average value from the Doppler history and obtains a maximum difference between the value and the Doppler frequency at each time. Is the motion analysis processor 1
9 is a synthetic aperture time calculator that calculates the optimal synthetic aperture time for the movement of the target based on the Doppler frequency output from. Hereinafter, the Doppler tracking processor 13 and the motion analysis processor 1
9 and the synthetic aperture time 21 will be described.

【0024】最初にドップラ追尾処理器13について説
明する。ドップラ追尾処理器13は区分FFT算出器1
6、ドップラヒストリ検出器17及び位相補償用速度算
出器18から構成されている。区分FFT算出器16は
レンジマイグレーション補正処理器12からビデオ信号
を入力するが、このビデオ信号は距離算出器10で振幅
最大値として検出されたレンジビンを切り出したもので
ある。図3は区分FFTの処理概念図であり、図より切
り出されたビデオ信号を時間をずらしながらFFTする
ことにより、時刻変化したスペクトルを算出する。これ
らのスペクトルデータをドップラヒストリ検出器17に
出力する。ドップラ検出器17はこのスペクトルデータ
を入力後、各時刻の振幅最大を検出しそのドップラ周波
数を抽出することによりドップラヒストリを検出する。
位相補償用速度算出器18はこのドップラヒストリより
数2に従って速度を算出する。この速度を位相補償処理
器18に出力する。
First, the Doppler tracking processor 13 will be described. Doppler tracking processor 13 is a segmented FFT calculator 1
6, a Doppler history detector 17 and a phase compensation speed calculator 18. The segmented FFT calculator 16 inputs a video signal from the range migration correction processor 12, and this video signal is obtained by cutting out the range bin detected as the maximum amplitude value by the distance calculator 10. FIG. 3 is a conceptual diagram of the processing of the segmented FFT, in which a time-changed spectrum is calculated by performing FFT on a video signal cut out from the figure while shifting the time. These spectral data are output to the Doppler history detector 17. After inputting the spectrum data, the Doppler detector 17 detects the Doppler history by detecting the maximum amplitude at each time and extracting the Doppler frequency.
The phase-compensating speed calculator 18 calculates the speed from this Doppler history according to equation (2). This speed is output to the phase compensation processor 18.

【0025】[0025]

【数2】 (Equation 2)

【0026】次に運動解析処理器19について説明す
る。運動解析処理器19はドップラ周波数算出器20で
構成されており、ドップラヒストリ検出器17から出力
されるドップラヒストリに基づいて、目標物の運動を解
析する。目標物の運動は図4に示すとおり、並進成分の
運動と回転成分の運動に分けられる。並進成分の運動は
目標物の加速度運動であるため、速度は一次的に変化し
ている。もし、レーダが飛行機等移動しているプラット
フォームに搭載されている場合であると、レーダは目標
物の速度を相対速度として捕らえるためその速度が並進
成分の速度に加わる。いずれにせよ、並進成分の速度に
より発生するドップラ周波数は、速度に比例するため、
図5(a)に示すような変化になる。また、回転成分の
運動は主に目標物のピッチ運動とロール運動によって支
配されており、正弦波運動になる。そのため、回転成分
のドップラ周波数は図5(b)に示すような変化とな
る。これらの運動を合成したドップラ周波数は図5
(c)に示すとおり、正弦波運動に長い周期のドリフト
成分が加わったようになる。
Next, the motion analysis processor 19 will be described. The motion analysis processor 19 includes a Doppler frequency calculator 20, and analyzes the motion of the target based on the Doppler history output from the Doppler history detector 17. As shown in FIG. 4, the motion of the target is divided into a motion of a translation component and a motion of a rotation component. Since the motion of the translation component is the acceleration motion of the target, the speed changes temporarily. If the radar is mounted on a moving platform, such as an airplane, the radar captures the speed of the target as a relative speed, and that speed is added to the speed of the translation component. In any case, the Doppler frequency generated by the speed of the translation component is proportional to the speed,
The change is as shown in FIG. Further, the motion of the rotation component is mainly governed by the pitch motion and the roll motion of the target, and becomes a sine wave motion. Therefore, the Doppler frequency of the rotation component changes as shown in FIG. The Doppler frequency obtained by combining these motions is shown in FIG.
As shown in (c), a drift component having a long period is added to the sinusoidal motion.

【0027】そこで、ドップラ周波数算出器20ではド
ップラヒストリ検出器17から出力されるドップラヒス
トリから目標の運動を解析する。まず、並進成分の運動
を抽出するためドリフト成分の変化を算出するが、処理
を簡略化するために加速度成分は0とみなして、ドップ
ラ周波数の平均値をとる。そして、各時刻のドップラ周
波数とその平均値との差を算出することにより、正弦波
状に変化するドップラヒストリ(広がりの最大値)の振
幅値を求めることができる(図6(a)参照)。もし、
正弦波運動していなければ、ドップラヒストリは図6
(b)のような変化になっており、平均値と各時刻の周
波数との差を算出し、図6(b)に示す差の最大値を求
める。これらのドップラ周波数の差の最大値を合成開口
時間算出器21に出力する。
The Doppler frequency calculator 20 analyzes the motion of the target from the Doppler history output from the Doppler history detector 17. First, a change in the drift component is calculated to extract the motion of the translation component. In order to simplify the processing, the acceleration component is regarded as 0, and the average value of the Doppler frequency is obtained. Then, by calculating the difference between the Doppler frequency at each time and the average value, the amplitude value of the Doppler history (maximum value of spread) that changes sinusoidally can be obtained (see FIG. 6A). if,
If there is no sinusoidal motion, the Doppler history is
6B, the difference between the average value and the frequency at each time is calculated, and the maximum value of the difference shown in FIG. 6B is obtained. The maximum value of the difference between these Doppler frequencies is output to the synthetic aperture time calculator 21.

【0028】次に合成開口時間算出器21について説明
する。逆合成開口レーダでは、目標物の運動によって発
生するドップラ周波数に着目して高分解能化をはかるた
め、クロスレンジ分解能を向上させるにはドップラ周波
数の変化に最適な合成開口時間を設定する必要がある。
周波数ビン幅は、合成開口時間を用いると数3のように
示される。ただし、Δfは周波数ビン幅、Tは合成開口
時間である。
Next, the synthetic aperture time calculator 21 will be described. Inverse synthetic aperture radar focuses on the Doppler frequency generated by the movement of a target object to achieve higher resolution. To improve cross-range resolution, it is necessary to set the optimal synthetic aperture time for changes in Doppler frequency. .
The frequency bin width is expressed by Expression 3 using the synthetic aperture time. Here, Δf is the frequency bin width, and T is the synthetic aperture time.

【0029】[0029]

【数3】 (Equation 3)

【0030】一方、ドップラ周波数の広がりがΔFの
時、画像にした場合の目標物の画素数をNケにしたいの
であれば、周波数ビン幅は数4のように示され、数3及
び数4から合成開口時間は数5のように示される。
On the other hand, when the spread of the Doppler frequency is ΔF, if the number of pixels of the target in the case of forming an image is to be set to N, the frequency bin width is expressed by the following equation (4). Thus, the synthetic aperture time is shown as in Equation 5.

【0031】[0031]

【数4】 (Equation 4)

【0032】[0032]

【数5】 (Equation 5)

【0033】以上合成開口時間算出器21では数5に従
って、ドップラ周波数算出器20から出力されたドップ
ラ周波数の広がりと目標物の所望の画素数から合成開口
時間を算出し、これを二次元メモリ8に出力し、その時
間に対応したビデオ信号を切り出して、逆合成開口レー
ダの処理を行えは、所望としている画素数の良好な目標
物の画像が得られることができる。以上の処理の概念図
を図7に示す。また例として、目標物が回転運動をして
おり、ドップラの広がりが10Hzの場合、所望の画素
数を20画素必要であれば、2秒の合成開口時間が最適
であり、また、目標物が回転運動せずに並進運動のみ
で、ドップラの広がりが1Hzの場合、合成開口時間は
20秒必要となる。
As described above, the synthetic aperture time calculator 21 calculates the synthetic aperture time from the spread of the Doppler frequency output from the Doppler frequency calculator 20 and the desired number of pixels of the target object according to the equation (5). , And a video signal corresponding to that time is cut out to perform processing by the inverse synthetic aperture radar, so that an image of a target having a desired number of pixels can be obtained. FIG. 7 shows a conceptual diagram of the above processing. Also, as an example, when the target is rotating and the Doppler spread is 10 Hz, if the desired number of pixels is required to be 20 pixels, the synthetic aperture time of 2 seconds is optimal. In the case where only the translational motion is performed without the rotational motion and the Doppler spread is 1 Hz, the synthetic aperture time requires 20 seconds.

【0034】実施の形態2.図8はこの発明の実施の形
態2を示す構成図である。なお、従来技術と同一の構成
要素については、同一番号を付して、その説明を省略す
る。図において、22はドップラヒストリを統計的に処
理してドップラ周波数の広がりを算出する標準偏差演算
器である。
Embodiment 2 FIG. 8 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention. Note that the same components as those in the related art are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the figure, reference numeral 22 denotes a standard deviation calculator for statistically processing the Doppler history and calculating the spread of the Doppler frequency.

【0035】次に動作について説明する。実施の形態1
では目標物の運動は並進運動と回転運動の合成されたも
のであり、並進運動は目標物を質点とみなした加速度運
動、あるいはレーダが移動体に搭載された場合では、そ
の移動体の加速度運動を加えた運動と想定したものであ
った。しかしながら、海面上の目標物は海面の状態が非
常に劣悪な場合、波を乗り越えながら進むので、加速度
が正弦波状に変化するような運動をする。そのため、ド
ップラ周波数の平均値との差を求め、最大値を算出する
だけでは誤差が大きくなる(図9(a)参照)。そのた
め、標準偏差演算器22では、ドップラ周波数算出器2
0で求めたドップラ周波数の平均値との差を時刻毎に出
力してもらい、標準偏差を求めることによって、ドップ
ラ周波数の変化を統計的に処理する(図9(b)参
照)。そして、そのドップラ周波数を合成開口時間算出
器21へ出力する。
Next, the operation will be described. Embodiment 1
The motion of the target is a composite of the translational motion and the rotational motion, and the translational motion is the acceleration motion that considers the target as a mass point, or the acceleration motion of the mobile when the radar is mounted on the mobile. It was supposed to be an exercise with the addition of However, when the state of the sea surface is very poor, the target on the sea surface moves while riding over the waves, and thus moves in such a manner that the acceleration changes sinusoidally. Therefore, simply calculating the difference between the Doppler frequency and the average value and calculating the maximum value increases the error (see FIG. 9A). Therefore, the standard deviation calculator 22 includes the Doppler frequency calculator 2
The difference from the average value of the Doppler frequency obtained at 0 is output for each time, and the standard deviation is obtained, thereby statistically processing the change of the Doppler frequency (see FIG. 9B). Then, the Doppler frequency is output to the synthetic aperture time calculator 21.

【0036】実施の形態3.図10はこの発明の実施の
形態3を示す構成図である。なお、従来技術と同一の構
成要素については、同一番号を付して、その説明を省略
する。図において、27はドップラ追尾処理器13で目
標物のドップラヒストリを推定する際、処理に用いるデ
ータを最適に切り出す基準点検出器である。
Embodiment 3 FIG. 10 is a configuration diagram showing a third embodiment of the present invention. Note that the same components as those in the related art are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the figure, reference numeral 27 denotes a reference point detector that optimally cuts out data used for processing when the Doppler tracking processor 13 estimates the Doppler history of a target.

【0037】次に動作について説明する。ドップラ追尾
処理器13で目標のドップラヒストリを推定する際、図
2に示す複数の孤立反射点のうちのいずれかの点におけ
るレンジマイグレーション後のビデオデータを切り出し
て処理を行う。従来では、距離算出器10において検出
された孤立点のうち、最初のパルスヒットで検出された
振幅最大の孤立点に着目し、その孤立点のレンジマイグ
レーション後のビデオデータを切り出してドップラ追尾
処理を行っていた(図11におけるD)。その場合、そ
の孤立点が図11に示すように初めのパルスヒット分だ
け安定し、それ以後振幅値が低ければ、精度のよいドッ
プラ追尾を行うことができない。そのため、基準点検出
器19では図12に示すように全レンジビンについてレ
ンジマイグレーション補正処理後のビデオ信号をパルス
ヒット方向に振幅加算し、その中で振幅値が最大の孤立
反射点を検出し、そのビデオ信号を切り出し、ドップラ
追尾処理器13に出力する。以上の処理を行うことによ
り、複数の孤立反射点の中で振幅最大値の孤立反射点を
選ぶことにより、最も安定した孤立反射点によるドップ
ラ追尾処理を行うことができる。
Next, the operation will be described. When the Doppler tracking processor 13 estimates the target Doppler history, the processing is performed by cutting out the video data after range migration at any one of the plurality of isolated reflection points shown in FIG. Conventionally, among isolated points detected by the distance calculator 10, attention is paid to an isolated point having the largest amplitude detected in the first pulse hit, and video data after range migration of the isolated point is cut out to perform Doppler tracking processing. (D in FIG. 11). In this case, if the isolated point is stable for the first pulse hit as shown in FIG. 11 and the amplitude value is low thereafter, accurate Doppler tracking cannot be performed. Therefore, as shown in FIG. 12, the reference point detector 19 adds the amplitude of the video signal after the range migration correction processing for all the range bins in the pulse hit direction, and detects the isolated reflection point having the largest amplitude value in the pulse hit direction. The video signal is cut out and output to the Doppler tracking processor 13. By performing the above processing, the Doppler tracking process using the most stable isolated reflection point can be performed by selecting the isolated reflection point having the maximum amplitude value from among the plurality of isolated reflection points.

【0038】実施の形態4.図13はこの発明の実施の
形態4を示す構成図である。なお、従来技術と同一の構
成要素につていは、同一番号を付して、その説明を省略
する。図において、24は基準点検出器23で切り出し
たビデオ信号から位相を算出し、速度を推定する孤立点
位相算出器24である。
Embodiment 4 FIG. FIG. 13 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention. Note that the same components as those in the related art are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the figure, reference numeral 24 denotes an isolated point phase calculator 24 for calculating a phase from a video signal cut out by the reference point detector 23 and estimating a speed.

【0039】次に動作について説明する。基準点検出器
23で切り出されたビデオ信号の位相はレーダと基準点
の距離に係わるものであり、数6のように示される。た
だし、φb(t)は位相、Rb(t)はレーダと基準点
の距離、λは送信波長、tは時間である。
Next, the operation will be described. The phase of the video signal cut out by the reference point detector 23 is related to the distance between the radar and the reference point, and is shown as in Equation 6. Where φb (t) is the phase, Rb (t) is the distance between the radar and the reference point, λ is the transmission wavelength, and t is time.

【0040】[0040]

【数6】 (Equation 6)

【0041】この位相を位相補償量として、ビデオ信号
を位相補償してやると、この基準点はドップラ周波数が
0のDC成分の信号になり、あたかも目標物の回転中心
となったような結果となる。また、近傍の点は基準点を
中心とした回転運動するので、レーダとこの近傍の点と
の位相は数7のように示される。ただし、Δφ、ΔRは
回転運動によって変化した位相と距離である。
If the video signal is phase-compensated using this phase as a phase compensation amount, the reference point becomes a DC component signal having a Doppler frequency of 0, and it is as if the reference point is the center of rotation of the target. In addition, since a nearby point rotates around the reference point, the phase between the radar and the nearby point is expressed by Equation 7. Here, Δφ and ΔR are the phase and distance changed by the rotational movement.

【0042】[0042]

【数7】 (Equation 7)

【0043】この位相をもったビデオ信号を上記位相補
償量φ(t)で位相補償してやると、Δφ(t)だけ残
ったビデオ信号になり、この位相の変化が基準点とは異
なったものになり、この位相の変化の差がドップラ周波
数の差となってあらわれ、基準点と近傍の点は周波数弁
別(FFT)することにより分離できる。従って、基準
点のビデオ信号の位相は位相補償量となる。
When the video signal having this phase is phase-compensated with the above-mentioned phase compensation amount φ (t), a video signal remaining by Δφ (t) is obtained, and the change of this phase becomes different from the reference point. This difference in phase change appears as a difference in Doppler frequency, and a reference point and a nearby point can be separated by frequency discrimination (FFT). Therefore, the phase of the video signal at the reference point is the amount of phase compensation.

【0044】上記より孤立点位相算出器24は、数8に
従って、速度データを求め、位相補償処理器14に出力
することにより、クロスレンジ圧縮ができる。ただし、
S(n)は基準点の信号、PRIはパルス繰り返し周
期、Vは目標物の速度である。
As described above, the isolated point phase calculator 24 obtains the velocity data according to the equation (8) and outputs the velocity data to the phase compensation processor 14, thereby performing the cross range compression. However,
S (n) is the signal at the reference point, PRI is the pulse repetition period, and V is the speed of the target.

【0045】[0045]

【数8】 (Equation 8)

【0046】実施の形態5.図14はこの発明の実施の
形態5を示す構成図である。なお、従来技術と同一の構
成要素については、同一番号を付して、その説明を省略
する。図において、25はドップラ追尾処理器13で推
定した目標物の速度データを入力して、レンジマイグレ
ーション補正処理を行う第2のレンジマイグレーション
補正処理器である。
Embodiment 5 FIG. FIG. 14 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of the present invention. Note that the same components as those in the related art are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the figure, reference numeral 25 denotes a second range migration correction processor that inputs the speed data of the target estimated by the Doppler tracking processor 13 and performs a range migration correction process.

【0047】次に動作について説明する。第2のレンジ
マイグレーション補正処理器25はレンジマイグレーシ
ョン補正処理器12と同一のものであるが、実施の形態
4と比較して異なる点は、距離追尾処理器9から算出さ
れた速度データを用いるのではなく、ドップラ追尾処理
器13から算出された速度データを用いる。本発明にお
いて、処理の流れを考えると主に画像データを算出する
系と、目標物の移動を補正するための速度データを算出
する系とに分かれている。従来の技術及び実施の形態1
〜4では、画像データを算出する過程で、上記速度デー
タを並行して算出していたが、実施の形態5では、まず
速度データをドップラ追尾処理器13で算出した後、そ
の速度データを用いて、レンジマイグレーション補正処
理及び位相補償処理を行い、画像データを算出する。以
上の処理を行う理由として、距離追尾処理器9で算出さ
れた速度データよりドップラ追尾処理器13で算出され
た速度データのほうが精度が高く、その速度データを用
いて補正処理を行ったほうがより鮮明な画像データを得
ることができるためである。通常の逆合成開口レーダを
想定した場合、距離追尾処理器9で速度を推定する時、
レンジビン幅が約1m、データ収集時間が1sなので、
速度誤差は約1m/sであるが、ドップラ追尾処理器1
3で速度を推定する時、周波数分解能4Hz、波長0.
03mであるので、速度誤差は約0.06m/sとなり
ドップラ追尾処理器で選られた速度のほうが精度が良
い。従って、ドップラ追尾処理器13で算出された速度
データを第2のレンジマイグレーション補正処理器20
に入力して補正することにより、より鮮明な画像データ
を得ることができる。
Next, the operation will be described. The second range migration correction processor 25 is the same as the range migration correction processor 12, but differs from the fourth embodiment in that velocity data calculated from the distance tracking processor 9 is used. Instead, the velocity data calculated from the Doppler tracking processor 13 is used. In the present invention, considering the processing flow, the system is mainly divided into a system for calculating image data and a system for calculating speed data for correcting movement of a target. Conventional technology and Embodiment 1
In the process of calculating the image data, the speed data is calculated in parallel in the steps 4 to 4. In the fifth embodiment, the speed data is first calculated by the Doppler tracking processor 13, and then the speed data is used. Then, a range migration correction process and a phase compensation process are performed to calculate image data. The reason for performing the above processing is that the speed data calculated by the Doppler tracking processor 13 has higher accuracy than the speed data calculated by the distance tracking processor 9, and it is better to perform correction processing using the speed data. This is because clear image data can be obtained. Assuming a normal inverse synthetic aperture radar, when estimating the speed with the distance tracking processor 9,
Since the range bin width is about 1m and the data collection time is 1s,
Although the speed error is about 1 m / s, the Doppler tracking processor 1
When estimating the speed at 3, the frequency resolution is 4 Hz,
Since the velocity is 03 m, the velocity error is about 0.06 m / s, and the velocity selected by the Doppler tracking processor has higher accuracy. Therefore, the velocity data calculated by the Doppler tracking processor 13 is converted to the second range migration correction processor 20.
By inputting and correcting the image data, clearer image data can be obtained.

【0048】[0048]

【発明の効果】第1の発明によれば、ドップラ周波数算
出器を取り付けることにより目標物のドップラヒストリ
から目標物の運動を解析後、ドップラ周波数の広がりを
算出し、そして、合成開口時間算出器を取り付けること
によりそのドップラ周波数から最適な合成開口時間を算
出することができるという効果がある。
According to the first aspect of the invention, the Doppler frequency calculator is attached to analyze the motion of the target from the Doppler history of the target, calculate the spread of the Doppler frequency, and calculate the synthetic aperture time calculator. The effect of this is that the optimum synthetic aperture time can be calculated from the Doppler frequency.

【0049】また、第2の発明によれば、上記効果に加
え、目標物の運動が複雑な場合、図9に示すようにドッ
プラ周波数算出器20で得られるドップラ周波数の平均
値との差の最大値では誤差が大きいので、標準偏差演算
器を取付けることにより統計的に処理を行うことにより
最適な合成開口時間を算出することができるという効果
がある。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the above effects, when the movement of the target is complicated, the difference between the average Doppler frequency and the average value of the Doppler frequency obtained by the Doppler frequency calculator 20 as shown in FIG. Since the error is large at the maximum value, there is an effect that an optimal synthetic aperture time can be calculated by performing a statistical process by attaching a standard deviation calculator.

【0050】また、第3の発明によれば、上記効果に加
え、ドップラ追尾処理器でドップラヒストリを推定する
ために、レンジマイグレーション補正処理後の信号を全
レンジビンについてパルスヒット方向に加算し、その最
大値となったレンジビンの信号を切り出す基準点検出器
を取り付けることにより、ドップラ追尾精度を向上する
ことができるという効果がある。
According to the third aspect of the present invention, in addition to the above effects, in order to estimate the Doppler history by the Doppler tracking processor, the signals after the range migration correction processing are added in the pulse hit direction for all range bins. By attaching a reference point detector that cuts out the signal of the range bin having the maximum value, there is an effect that Doppler tracking accuracy can be improved.

【0051】また、第4の発明によれば、上記効果に加
え、ドップラヒストリ17では変化するドップラ周波数
にスムージングをかけて平滑化を行っているので、レー
ダが振動等による位相の変化に対しては対処できず、そ
のため、基準点検出器23で切り出された信号の位相を
そのまま位相補償量にすることによりそのような問題を
解決することができるという効果がある。
According to the fourth aspect of the invention, in addition to the above-described effects, the Doppler history 17 performs smoothing by smoothing the changing Doppler frequency. Therefore, there is an effect that such a problem can be solved by using the phase of the signal cut out by the reference point detector 23 as the phase compensation amount as it is.

【0052】また、第5の発明によれば、上記効果に加
え、ドップラ追尾処理器で推定された速度データを用い
て、目標物の運動に伴う距離変化を除去するためのレン
ジマイグレーション補正量を各パルス毎に算出すると共
に、距離変化を各パルス毎に補正する第2のレンジマイ
グレーション補正処理器を取り付けることにより、高精
度なレンジマイグレーション補正処理を行うことがで
き、より鮮明な画像データを算出することができるとい
う効果がある。
According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the above-described effects, a range migration correction amount for removing a change in distance due to the movement of a target using the velocity data estimated by the Doppler tracking processor. By installing a second range migration correction processor that calculates each pulse and corrects the distance change for each pulse, highly accurate range migration correction processing can be performed, and clearer image data is calculated. There is an effect that can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明によるレーダ信号処理器の実施の形
態1を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a radar signal processor according to the present invention;

【図2】 この発明によるレーダ信号処理器の実施の形
態1におけるレンジ圧縮後のビデオ信号及び距離追尾処
理器を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a range-compressed video signal and a distance tracking processor in the radar signal processor according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明によるレーダ信号処理器の実施の形
態1における区分FFT処理を説明するための図であ
る。
FIG. 3 is a diagram for explaining a partitioned FFT process in the first embodiment of the radar signal processor according to the present invention;

【図4】 この発明によるレーダ信号処理器の実施の形
態1における目標物の運動成分を説明するための図であ
る。
FIG. 4 is a diagram for explaining a motion component of a target in the radar signal processor according to the first embodiment of the present invention;

【図5】 この発明によるレーダ信号処理器の実施の形
態1におけるドップラヒストリを説明するための図であ
る。
FIG. 5 is a diagram for explaining Doppler history in the first embodiment of the radar signal processor according to the present invention;

【図6】 この発明によるレーダ信号処理器の実施の形
態1における運動解析処理の算出方法を説明するための
図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a calculation method of motion analysis processing in the first embodiment of the radar signal processor according to the present invention.

【図7】 この発明によるレーダ信号処理器の実施の形
態1における合成開口時間の算出方法を説明するための
図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a method of calculating a synthetic aperture time in the first embodiment of the radar signal processor according to the present invention;

【図8】 この発明によるレーダ信号処理器の実施の形
態2を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a second embodiment of the radar signal processor according to the present invention;

【図9】 この発明によるレーダ信号処理器の実施の形
態2における標準偏差演算器を説明するための図であ
る。
FIG. 9 is a diagram illustrating a standard deviation calculator according to a second embodiment of the radar signal processor according to the present invention;

【図10】 この発明によるレーダ信号処理器の実施の
形態3を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a third embodiment of the radar signal processor according to the present invention;

【図11】 この発明によるレーダ信号処理器の実施の
形態3における基準点検出器の目的を説明するための図
である。
FIG. 11 is a diagram for explaining the purpose of a reference point detector in a radar signal processor according to a third embodiment of the present invention.

【図12】 この発明によるレーダ信号処理器の実施の
形態3における基準点検出器の処理方法を説明するため
の図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining a processing method of a reference point detector in a radar signal processor according to Embodiment 3 of the present invention;

【図13】 この発明によるレーダ信号処理器の実施の
形態4を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a fourth embodiment of the radar signal processor according to the present invention;

【図14】 この発明によるレーダ信号処理器の実施の
形態5を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a fifth embodiment of the radar signal processor according to the present invention;

【図15】 従来のレーダ装置を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a conventional radar device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 送信機、2 送受切換器、3 送受信アンテナ、4
受信機、5 信号処理器、6 表示器、7 レンジ圧
縮器、8 二次元メモリ、9 距離追尾処理器、10
距離算出器、11 RMG用速度算出器、12 レンジ
マイグレーション補正処理器、13 ドップラ追尾処理
器、14 位相補償処理器、15 クロスレンジ圧縮
器、16 区分FFT算出器、17 ドップラヒストリ
検出器、18 位相補償用速度算出器、19 運動解析
処理器、20 ドップラ周波数算出器、21 合成開口
時間算出器、22 標準偏差演算器、23 基準点検出
器、24 孤立点位相算出器、25 第2のレンジマイ
グレーション補正処理。
1 transmitter, 2 transmission / reception switch, 3 transmission / reception antenna, 4
Receiver, 5 signal processor, 6 display, 7 range compressor, 8 two-dimensional memory, 9 distance tracking processor, 10
Distance calculator, 11 RMG speed calculator, 12 range migration correction processor, 13 Doppler tracking processor, 14 phase compensation processor, 15 cross-range compressor, 16-section FFT calculator, 17 Doppler history detector, 18 phase Compensation speed calculator, 19 motion analysis processor, 20 Doppler frequency calculator, 21 synthetic aperture time calculator, 22 standard deviation calculator, 23 reference point detector, 24 isolated point phase calculator, 25 second range migration Correction processing.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 目標物の運動によって生じるドップラ周
波数を利用して、その目標物の形状を画像化する逆合成
開口レーダにおいて、送信機で周波数変調を施した送信
信号(チャープ信号)を用いて、受信機から出力される
ビデオ信号をパルス圧縮処理するレンジ圧縮器と、上記
レンジ圧縮後のビデオ信号をレンジ方向×パルスヒット
方向に二次元のメモリに格納し、目標運動に応じた最適
な合成開口時間に基づきビデオ信号を切り出す二次元メ
モリと、レンジ方向の速度(ラジアル速度)を推定する
ために目標物の反射電力の最大点をパルスヒット毎に検
出すると共に、その最大点の距離を算出する距離算出器
と、上記最大点の距離をスムージング処理することによ
り目標物の速度データを推定するRMG用速度算出器
と、目標物の運動に伴う距離変化を除去するためのレン
ジマイグレーション補正量を上記速度データから各パル
ス毎に算出すると共に、上記二次元メモリから出力され
るビデオ信号をこのレンジマイグレーション補正量に基
づき補正するレンジマイグレーション補正処理器と、レ
ンジマイグレーション補正処理後のビデオ信号から距離
算出器で検出した反射電力の最大点のビデオ信号を切り
出すと共に、時間をずらしながらフーリエ変換する区分
FFT算出器と、上記区分FFT算出器から出力される
スペクトル信号から最大振幅値となる基準点を検出し、
ドップラヒストリを算出するドップラヒストリ検出器
と、上記ドップラヒストリをスムージング処理すること
により目標物の速度情報を推定する位相補償用速度算出
器と、目標物の運動により生じるドップラ周波数のオフ
セット成分及び一次成分を除去するために、上記位相補
償用速度算出器から出力される速度データから位相補償
量を算出し、レンジマイグレーション補正後のビデオ信
号を補償する位相補償処理器と、上記位相補償処理器か
ら出力されるビデオ信号をパルスヒット方向にFFTす
ることにより周波数分析し、目標物をクロスレンジ方向
に圧縮するクロスレンジ圧縮器と、上記ドップラヒスト
リよりドップラ周波数の平均値を算出し、各々の時刻の
ドップラ周波数との差を求め、それらの最大値を算出す
るドップラ周波数算出器と、上記ドップラ周波数差の最
大値より最適な合成開口時間を算出する合成開口時間算
出器を備えたことを特徴とするレーダ信号処理器。
1. An inverse synthetic aperture radar for imaging the shape of a target using Doppler frequency generated by the movement of the target, using a transmission signal (chirp signal) subjected to frequency modulation by a transmitter. A range compressor that performs pulse compression processing on a video signal output from a receiver, and stores the video signal after the range compression in a two-dimensional memory in a range direction × pulse hit direction to obtain an optimal combination according to a target motion. A two-dimensional memory that cuts out video signals based on the aperture time, and the maximum point of reflected power of the target is detected for each pulse hit to estimate the speed in the range direction (radial speed), and the distance between the maximum points is calculated. A speed calculator for calculating the speed data of the target by estimating the speed data of the target by smoothing the distance of the maximum point; A range migration correction processor for calculating a range migration correction amount for removing a distance change for each pulse from the speed data, and correcting a video signal output from the two-dimensional memory based on the range migration correction amount; A segmented FFT calculator that cuts out a video signal of the maximum point of the reflected power detected by the distance calculator from the video signal after the range migration correction processing and performs Fourier transform while shifting the time, and outputs from the segmented FFT calculator. Detect a reference point that has the maximum amplitude value from the spectrum signal,
A Doppler history detector for calculating Doppler history, a phase calculator for estimating speed information of a target by smoothing the Doppler history, and an offset component and a primary component of a Doppler frequency caused by motion of the target. Phase compensator for calculating a phase compensation amount from the speed data output from the phase compensation speed calculator and compensating the video signal after the range migration correction, and an output from the phase compensation processor. A frequency analysis is performed by FFT of the video signal to be performed in the pulse hit direction, a cross range compressor for compressing the target in the cross range direction, and an average value of the Doppler frequency from the above Doppler history is calculated. Doppler frequency calculation to find the difference from the frequency and calculate their maximum value Vessels and radar signal processor, characterized in that it comprises a synthetic aperture time calculator for calculating an optimal synthetic aperture time than the maximum value of the Doppler frequency difference.
【請求項2】 上記ドップラ周波数算出器でドップラヒ
ストリの平均と各々の時刻のドップラ周波数差の最大値
を算出する処理に加え、複雑に変化するドップラヒスト
リに対応するためにドップラヒストリの統計量を算出す
る標準偏差演算器を取り付けたことを特徴とする請求項
1記載のレーダ信号処理器。
2. The Doppler frequency calculator calculates the average of Doppler history and the maximum value of the Doppler frequency difference at each time. In addition, the Doppler history calculator calculates a Doppler history statistic in order to cope with a complexly changing Doppler history. 2. The radar signal processor according to claim 1, further comprising a standard deviation calculator for calculating.
【請求項3】 ドップラヒストリを推定する際、上記レ
ンジマイグレーション補正処理後の信号を全レンジビン
についてパルスヒット方向に加算し、その最大値となっ
たレンジビンの信号を切り出す基準点検出器を取り付け
たことを特徴とする請求項2記載のレーダ信号処理器。
3. A reference point detector for adding a signal after the range migration correction processing in the pulse hit direction for all range bins and estimating a signal of a range bin having a maximum value when estimating Doppler history. The radar signal processor according to claim 2, wherein:
【請求項4】 上記ドップラヒストリより目標物の速度
データを推定する位相補償用速度算出器の代わりに、上
記基準点検出器で切り出したビデオ信号の位相を求め、
この位相から目標物の速度データを推定する孤立点位相
検出器を取り付けたことを特徴とする請求項3記載のレ
ーダ信号処理器。
4. A phase of a video signal cut out by the reference point detector is obtained instead of a phase compensation speed calculator for estimating speed data of a target from the Doppler history,
4. The radar signal processor according to claim 3, further comprising an isolated point phase detector for estimating velocity data of the target from the phase.
【請求項5】 上記レンジマイグレーション補正処理器
に入力する速度データにおいて、RMG用速度算出器か
ら出力される速度データの代わりに孤立点位相算出器か
ら出力される速度データを入力し、目標物の運動に伴う
距離変化を除去するためのレンジマイグレーション補正
量を上記速度データから各パルス毎に算出すると共に、
上記二次元メモリから出力されるビデオ信号をこのレン
ジマイグレーション補正量に基づき補正する第2のレン
ジマイグレーション補正処理器を取り付けたことを特徴
とする請求項4記載のレーダ信号処理器。
5. In the speed data input to the range migration correction processor, speed data output from an isolated point phase calculator is input instead of the speed data output from the RMG speed calculator, and While calculating the range migration correction amount for removing the distance change due to the movement for each pulse from the speed data,
5. The radar signal processor according to claim 4, further comprising a second range migration correction processor for correcting a video signal output from the two-dimensional memory based on the range migration correction amount.
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