JPH08271614A - Unwanted-wave suppression apparatus - Google Patents

Unwanted-wave suppression apparatus

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Publication number
JPH08271614A
JPH08271614A JP7071218A JP7121895A JPH08271614A JP H08271614 A JPH08271614 A JP H08271614A JP 7071218 A JP7071218 A JP 7071218A JP 7121895 A JP7121895 A JP 7121895A JP H08271614 A JPH08271614 A JP H08271614A
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JP
Japan
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signal
spatial frequency
extracted
target
doppler
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Application number
JP7071218A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Harasawa
康弘 原沢
Seiji Mano
清司 真野
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH08271614A publication Critical patent/JPH08271614A/en
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Abstract

PURPOSE: To simultaneously remove interference waves and a clutter by a processing in a space which is composed of a spatial frequency axis and a Doppler frequency axis, in an unwanted-wave suppression apparatus by which the interference waves and the clutter are removed so as to extract only a target signal. CONSTITUTION: A plurality of antenna elements 1, a plurality of receivers 2, a plurality of A/D converters 3 and a first discrete Fourier transform device 4 which finds the spatial frequency from output signals of the plurality of A/D converters 3 are installed. In addition, a second discrete Fourier transform device 5 which computes the Doppler spectrum at every output signal, i.e., at every spatial frequency, of the discrete Fourier transform device 4 is provided, and a target-signal extraction means 6 which extracts a target signal in a space frequency-Doppler frequency space in which output signals of the second discrete Fourier transform device are arranged at every spatial frequency is provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、レーダにおいて受信
された信号のうち、目標信号以外の反射エコーであるク
ラッタや干渉波等を除去する不要波抑圧装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an unnecessary wave suppression device for removing clutter, interference waves and the like, which are reflected echoes other than a target signal, of signals received by a radar.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の不要波抑圧装置は、図9に示すよ
うな構成をもつ。同図において、1−1〜1−NはN個
の素子アンテナ、2−1〜2−Nは素子アンテナ1それ
ぞれに設けられたN個の受信機、3−1〜3−Nは受信
機2にそれぞれ設けられたN個のA/D変換器、30は
N個のA/D変換器3の出力を受ける干渉波抑圧手段、
31は干渉波抑圧手段30の出力を受けるクラッタ抑圧
手段、32はクラッタ抑圧手段31の出力を受ける目標
抽出手段である。
2. Description of the Related Art A conventional spurious wave suppression device has a structure as shown in FIG. In the figure, 1-1 to 1-N are N element antennas, 2-1 to 2-N are N receivers provided in each element antenna 1, and 3-1 to 3-N are receivers. 2, N number of A / D converters respectively provided in 2, 30 is an interference wave suppressing means for receiving the output of the N number of A / D converters 3,
Reference numeral 31 is a clutter suppressing means for receiving the output of the interference wave suppressing means 30, and 32 is a target extracting means for receiving the output of the clutter suppressing means 31.

【0003】従来の不要波抑圧装置において、干渉波抑
圧手段30により、素子アンテナ1−1〜1−Nにより
形成されるビーム間の操作、すなわちアンテナパターン
のゲインを意図的に変化させることが行われ、これによ
り干渉波を除去する。そして、クラッタ抑圧手段31に
より時間領域でのフィルタ操作が行われ、これによりク
ラッタを除去する。つまり、従来の不要波抑圧装置は、
干渉波を抑圧する機能とともに、クラッタを抑圧する機
能を備える。
In the conventional unnecessary wave suppressing device, the interference wave suppressing means 30 can intentionally change the operation between the beams formed by the element antennas 1-1 to 1-N, that is, the gain of the antenna pattern. This eliminates the interference wave. Then, the clutter suppressing means 31 performs a filtering operation in the time domain, thereby removing the clutter. That is, the conventional unnecessary wave suppression device is
It has the function of suppressing clutter as well as the function of suppressing interference waves.

【0004】以下、従来の干渉波抑圧手段とクラッタ抑
圧手段について個別に説明する。まず、レーダにより受
信される干渉波を除去するための干渉波抑圧手段とし
て、例えば、B.WIDROW他、「ADAPTIVE ANTENNA SYSTEM
S」、PROCEEDINGS OF THE IEEE VOL.55 NO.12 DEC.1967
に開示されたものがある。
The conventional interference wave suppressing means and clutter suppressing means will be individually described below. First, as an interference wave suppressing means for removing an interference wave received by a radar, for example, B.WIDROW et al., “ADAPTIVE ANTENNA SYSTEM
S '', PROCEEDINGS OF THE IEEE VOL.55 NO.12 DEC.1967
Have been disclosed in.

【0005】図10は、上記文献に示された従来の干渉
波抑圧手段の構成図である。同図において、1−1〜1
−Nは到来波を受信するN個のアンテナ素子、2−1〜
2−Nはアンテナ素子1にそれぞれ接続され、転送され
た信号を増幅、位相検波するN個の受信機、3−1〜3
−Nは受信機2にそれぞれ接続され、転送されたアナロ
グ信号を標本化・量子化するA/D変換器、40−1〜
40−NはA/D変換器3−1〜3−Nの出力信号x1
(n)〜xN (n)と荷重計算手段41の出力である荷
重値をそれぞれ乗じる複素乗算器、44は複素乗算器4
0−1〜40−Nの出力信号の総和を計算する複素加算
器、43は目標信号と相関の強い参照信号d(n)を生
成する参照信号生成器、42は参照信号d(n)と前記
複素加算器44の出力信号y(n)との差を求める複素
減算器、41は前記N個のA/D変換器の出力3−1〜
3−Nと前記複素減算器43の出力信号ε(n)を入力
として荷重を求める荷重計算手段である。
FIG. 10 is a block diagram of a conventional interference wave suppressing means shown in the above document. In the figure, 1-1 to 1
-N is N antenna elements that receive incoming waves, 2-1 to 2-1
2-N are respectively connected to the antenna element 1, and N receivers for amplifying and phase-detecting the transferred signals, 3-1 to 3
-N is an A / D converter that is connected to the receiver 2 respectively and samples and quantizes the transferred analog signal, 40-1 to 40-1
40-N is the output signal x 1 of the A / D converters 3-1 to 3-N
(N) to x N (n) and a complex multiplier that multiplies the load value output from the load calculating means 41, respectively, and 44 represents the complex multiplier 4
A complex adder for calculating the sum of output signals of 0-1 to 40-N, 43 is a reference signal generator for generating a reference signal d (n) having a strong correlation with the target signal, and 42 is a reference signal d (n). A complex subtractor 41 for obtaining the difference from the output signal y (n) of the complex adder 44, 41 is outputs 3-1 to 3-1 of the N A / D converters
A load calculating means for obtaining a load by inputting 3-N and the output signal ε (n) of the complex subtractor 43.

【0006】次に図10に従って従来の干渉波抑圧手段
の動作について説明する。各アンテナ素子1−1〜1−
Nで受信された信号は、受信機2−1〜2−N、A/D
変換器3−1〜3−Nを経て、受信信号X(n)=[x
1 (n)、x2 (n)、・・・、xN (n)]T とな
る。ここで、Tは転置操作を示す。荷重をW(n)=
[w1 (n)、w2 (n)、・・・、wN (n)]T
すると、受信信号X(n)から、式(1)によりy
(n)が計算される。 y(n)=W(n)T X(n) (1)
Next, the operation of the conventional interference wave suppressing means will be described with reference to FIG. Each antenna element 1-1 to 1-
The signals received by N are the receivers 2-1 to 2-N, A / D
Received signal X (n) = [x via converters 3-1 to 3-N
1 (n), x 2 (n), ..., X N (n)] T. Here, T indicates a transposition operation. Load is W (n) =
[W 1 (n), w 2 (n), ..., W N (n)] T , y is obtained from the received signal X (n) by the equation (1).
(N) is calculated. y (n) = W (n) T X (n) (1)

【0007】このy(n)は、干渉波抑圧手段30の出
力として取り出されるとともに、複素減算器42へ転送
される。複素減算器42では、式(2)のように複素加
算器44の出力y(n)と、参照信号d(n)の誤差信
号ε(n)が計算される。 ε(n)=d(n)−y(n) (2)
This y (n) is taken out as an output of the interference wave suppressing means 30 and transferred to the complex subtractor 42. In the complex subtractor 42, the output y (n) of the complex adder 44 and the error signal ε (n) of the reference signal d (n) are calculated as in Expression (2). ε (n) = d (n) −y (n) (2)

【0008】荷重計算手段41では、誤差信号ε(n)
の平均電力が最小になるように荷重W(n)が調整され
る。誤差信号の平均電力を最小化するということは、参
照信号と相関のない信号、すなわち干渉波の平均電力を
最小化することになる。結局図12の右側の図に示すよ
うに、干渉波到来方向のアンテナゲインを大幅に小さく
することになり、干渉波を抑圧することができるのであ
る。このときの最適荷重WOPは、次式に示すWiene
r−Hopfの方程式により得られることが知られてい
る。 WOP=R-1P (3)
In the load calculation means 41, the error signal ε (n)
The load W (n) is adjusted so that the average power of the above is minimized. Minimizing the average power of the error signal means minimizing the average power of the signal that is not correlated with the reference signal, that is, the interference wave. After all, as shown in the diagram on the right side of FIG. 12, the antenna gain in the arrival direction of the interference wave is significantly reduced, and the interference wave can be suppressed. The optimum load W OP at this time is represented by the following equation
It is known to be obtained by the r-Hopf equation. W OP = R -1 P (3)

【0009】ここで、Rは受信信号の自己相関行列、P
は受信信号と参照信号の相関ベクトルで、一般に次式で
表される。 R=E[X(n)T* (n) ] (4) P=E[d(n) X* (n) ] (5)
Where R is the autocorrelation matrix of the received signal, P
Is a correlation vector between the received signal and the reference signal, which is generally expressed by the following equation. R = E [X (n) T X * (n)] (4) P = E [d (n) X * (n)] (5)

【0010】ここで*は複素共役、E[]は時間平均を
示す。しかし、受信信号の相関行列Rの逆行列をリアル
タイムで求めるのは困難であるので、実際にはなんらか
の方法でR-1を推定することになる。例えばLMSアル
ゴリズムでは、次式により荷重を逐次推定する。 W(n+1)=W(n)+2με* (n)X(n) (6) 上式におけるμは、アルゴリズムの収束速度や精度を調
整するための定数である。
Here, * is a complex conjugate, and E [] is a time average. However, since it is difficult to obtain the inverse matrix of the correlation matrix R of the received signal in real time, R -1 is actually estimated by some method. For example, in the LMS algorithm, the load is sequentially estimated by the following formula. W (n + 1) = W (n) + 2με * (n) X (n) (6) μ in the above equation is a constant for adjusting the convergence speed and accuracy of the algorithm.

【0011】次に、レーダにより受信される不要エコー
であるクラッタを除去するためのクラッタ抑圧手段につ
いて説明する。この種のクラッタ抑圧手段として、例え
ば電子情報通信学会論文誌B Vol.J70−B N
o.4 pp.515−523(1987年4月号)の
渡辺秀明らによる「複数セグメントMEMを用いたアダ
プティブクラッタ抑圧装置」に開示されたものが知られ
ている。図11は、このクラッタ抑圧手段の構成を示す
回路のブロック図である。同図において、85は反射係
数計算手段、80−1、80−2は遅延素子、81−
1、81−2は複素乗算器、83−1、83−2、84
−1、84−2は複素加算器である。また、ε(n)、
m (n)、bm (n)(n=1〜3、m=1、2)は
各々次式で示される信号のベクトル表現であり、Pm
反射係数である。
Next, the clutter suppressing means for removing the clutter which is the unnecessary echo received by the radar will be described. As this kind of clutter suppressing means, for example, the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, Journal B Vol. J70-BN
o. 4 pp. The one disclosed in "Adaptive clutter suppressing device using multiple segment MEM" by Hideaki Watanabe et al. In 515-523 (April 1987 issue) is known. FIG. 11 is a block diagram of a circuit showing the configuration of the clutter suppressing means. In the figure, 85 is a reflection coefficient calculating means, 80-1 and 80-2 are delay elements, 81-
1, 81-2 are complex multipliers, 83-1, 83-2, 84
-1, 84-2 are complex adders. Also, ε (n),
f m (n) and b m (n) (n = 1 to 3, m = 1 and 2) are vector expressions of signals represented by the following expressions, respectively, and P m is a reflection coefficient.

【0012】 E(n)=[ε1 (n),ε2 (n),・・・,εk (n)]T (7a) fm (n)=[f1 m (n),f2 m (n),・・・,fk m (n)]T (7b) bm (n)=[b1 m (n),b2 m (n),・・・,bk m (n)]T (7c) Pm =diag[ρ1 m ,ρ2 m ,・・・,ρk m ] (7d) ただし、Tは転置を表し、diag[〜]は対角行列を
表す。
[0012] E (n) = [ε 1 (n), ε 2 (n), ···, ε k (n)] T (7a) f m (n) = [f 1 m (n), f 2 m (n), ···, f k m (n)] T (7b) b m (n) = [b 1 m (n), b 2 m (n), ···, b k m ( n)] T (7c) P m = diag [ρ 1 m , ρ 2 m , ..., ρ k m ] (7d) where T represents transposition and diag [∼] represents a diagonal matrix.

【0013】レーダでは、受信した一連の受信電波を位
相検波してベースバンドの受信信号に変換した後、これ
を標本化、量子化してディジタル信号に変換している。
このディジタル信号は受信電波の位相を保持しており、
いわゆるI信号(In−phase)、Q信号(qua
drature−phase)を夫々実部、虚部に持つ
複素信号である。信号の標本化は全ての受信信号に対し
て同じタイミングで行われる。即ち、送信信号を送信し
た時点より一定時間遅れた後、一定周期で標本化が行わ
れ、1つの受信信号からはε1 (n),ε2 (n),・
・・,εk (n)で示される総数k個のディジタル信号
が生成される。ここでは、nをヒット番号と呼び、kは
標本化の順番を表すもので、以下このkをレンジビン番
号と呼ぶ。
In the radar, a series of received radio waves are phase-detected and converted into baseband reception signals, which are then sampled and quantized to be converted into digital signals.
This digital signal holds the phase of the received radio wave,
So-called I signal (In-phase), Q signal (qua)
It is a complex signal having a real-time part and an imaginary part, respectively. Signal sampling is performed at the same timing for all received signals. That is, after a certain time delay from the time when the transmission signal is transmitted, sampling is performed at a constant period, and ε 1 (n), ε 2 (n) ,.
..., a total of k digital signals represented by ε k (n) are generated. Here, n is called a hit number, k is a sampling order, and hereinafter, this k is called a range bin number.

【0014】以上述べたように、レーダで得られたディ
ジタル信号E(n)がクラッタ抑圧装置31の入力信号
として転送される。以下、この信号を入力信号と呼ぶ。
また、数字mは、図11に示すようなラティスフィルタ
のステージ番号を表すものである。
As described above, the digital signal E (n) obtained by the radar is transferred as the input signal of the clutter suppression device 31. Hereinafter, this signal is referred to as an input signal.
The numeral m represents the stage number of the lattice filter as shown in FIG.

【0015】では、次に図11に従って従来装置の動作
について説明する。レーダ受信機から転送される入力信
号は、ステージ1のラティスフィルタに入力される。こ
のとき、入力信号E(n)は式(8a)、(8b)に示
されるように、前向予測誤差信号ベクトルf0 (n)、
後向予測誤差信号ベクトルb0 (n)として用いられ
る。 f0 (n)=E(n) (8a) b0 (n)=E(n) (8b)
Next, the operation of the conventional apparatus will be described with reference to FIG. The input signal transferred from the radar receiver is input to the stage 1 lattice filter. At this time, the input signal E (n) is the forward prediction error signal vector f 0 (n), as shown in equations (8a) and (8b).
It is used as the backward prediction error signal vector b 0 (n). f 0 (n) = E (n) (8a) b 0 (n) = E (n) (8b)

【0016】ステージ1のラティスフィルタ(図11の
左側点線で囲まれた部分)は信号ベクトルf0 (n)、
0 (n)から式(9a),(9b)により信号ベクト
ルf1 (n)、b1 (n)を生成する。
The lattice filter of the stage 1 (the part surrounded by the dotted line on the left side of FIG. 11) has a signal vector f 0 (n),
Signal vectors f 1 (n) and b 1 (n) are generated from b 0 (n) according to equations (9a) and (9b).

【0017】[0017]

【数1】 [Equation 1]

【0018】ただし、式(9a),(9b)の演算にお
いて、乗算は複素乗算器82a−1,82b−1で実施
され、加算は複素加算器83−1,84−1にて実施さ
れ、単位遅延は遅延素子80−1で実施される。これと
同時に、反射係数計算手段85は、f0 (n)、b0
(n)を入力として、式(10a),(10b)に示さ
れるように反射係数ベクトルP1 を計算する。
However, in the operations of the expressions (9a) and (9b), multiplication is carried out by the complex multipliers 82a-1 and 82b-1, and addition is carried out by the complex adders 83-1 and 84-1. The unit delay is implemented by the delay element 80-1. At the same time, the reflection coefficient calculation means 85 causes f 0 (n), b 0.
Using (n) as an input, the reflection coefficient vector P 1 is calculated as shown in equations (10a) and (10b).

【0019】[0019]

【数2】 [Equation 2]

【0020】式(10a)に示される反射係数算出のア
ルゴリズムは、公知のBurg法によるものを応用した
もので、前向予測誤差ベクトルf1 (n)と後向予測誤
差ベクトルb1 (n)の平均電力和を最小化するアルゴ
リズムである。次いでステージ2のラティスフィルタ
(図11の右側点線で囲まれた部分)は予測誤差ベクト
ルf1 (n)、b1 (n)を入力して、次の式(11
a),(11b)に基づいて信号ベクトルf2 (n)、
2 (n)を生成する。
The algorithm for calculating the reflection coefficient shown in the equation (10a) is an application of the well-known Burg method, which is a forward prediction error vector f 1 (n) and a backward prediction error vector b 1 (n). This is an algorithm that minimizes the average power sum of. Next, the lattice filter of the stage 2 (the part surrounded by the dotted line on the right side of FIG. 11) inputs the prediction error vectors f 1 (n) and b 1 (n), and the following equation (11
a) and (11b) based on the signal vector f 2 (n),
b 2 (n) is generated.

【0021】[0021]

【数3】 (Equation 3)

【0022】式(11a),(11b)の演算における
乗算は乗算器82a−1,82b−1で実施され、加算
は複素加算器83−2,84−2で実施され、信号ベク
トルb1 (n)に施される単位遅延は遅延演算子80−
2で実施される。これと同時に、反射係数計算手段86
は、f1 (n)、b1 (n)を入力として、式(11
a),(11b)に必要な反射係数ベクトルP2 を以下
の式(12a),(12b)に基づいて生成する。
The multiplications in the operations of equations (11a) and (11b) are carried out by the multipliers 82a-1 and 82b-1, the addition is carried out by the complex adders 83-2 and 84-2, and the signal vector b 1 ( The unit delay given to n) is the delay operator 80-
It is carried out in 2. At the same time, the reflection coefficient calculation means 86
Is an equation (11) using f 1 (n) and b 1 (n) as inputs.
The reflection coefficient vector P 2 required for a) and (11b) is generated based on the following equations (12a) and (12b).

【0023】[0023]

【数4】 [Equation 4]

【0024】式(12a),(12b)に示される反射
係数P2 算出のアルゴリズムは、式(10a),(10
b)同様Burg法によるものである。
The algorithm for calculating the reflection coefficient P 2 shown in the equations (12a) and (12b) is the equations (10a) and (10).
b) Similarly, it is based on the Burg method.

【0025】最後にステージ2の予測誤差信号ベクトル
2 (3)がクラッタ抑圧装置31の出力信号として外
部に取り出される。以上述べたように、クラッタ抑圧手
段31では、入力信号E(n)から逐次予測誤差信号、
及び後向き予測誤差を生成しつつ、出力信号の平均電力
を最小化することによって入力信号に含まれるクラッタ
を消去することができる。このときのクラッタ抑圧手段
のフィルタ振幅特性92は、図13に示すようになり、
クラッタのドップラスペクトル91に対して逆フィルタ
を形成することになる。
Finally, the prediction error signal vector f 2 (3) of the stage 2 is taken out as an output signal of the clutter suppressing device 31. As described above, in the clutter suppression means 31, the sequential prediction error signal from the input signal E (n),
Also, the clutter contained in the input signal can be eliminated by minimizing the average power of the output signal while generating the backward prediction error. The filter amplitude characteristic 92 of the clutter suppressing means at this time is as shown in FIG.
An inverse filter will be formed for the Doppler spectrum 91 of the clutter.

【0026】なお、以上の説明において、ラティスフィ
ルタ段数が2の場合の従来例について説明したが、ラテ
ィスフィルタを従続接続することで任意の段数のクラッ
タ抑圧手段を構成することができる。
In the above description, the conventional example in which the number of lattice filter stages is 2 has been described, but the clutter suppressing means of any number of stages can be configured by connecting the lattice filters in cascade.

【0027】[0027]

【発明が解決しようとする課題】従来の不要波抑圧装置
は以上のように構成されているので、クラッタ抑圧処理
と干渉波抑圧処理とを同時に行うことができなかった。
すなわち、クラッタ抑圧処理を行っている間は受信ビー
ムを固定する必要があるため、干渉波抑圧処理における
アンテナ荷重を固定しておかなければならず、適応アル
ゴリズムを動作させることができなかった。したがっ
て、不要な待ち時間が生じるとともに、干渉波抑圧処理
の効果が減殺されるという問題があった。
Since the conventional unnecessary wave suppressing device is constructed as described above, the clutter suppressing process and the interference wave suppressing process cannot be performed at the same time.
That is, since it is necessary to fix the received beam during the clutter suppression process, the antenna weight in the interference wave suppression process must be fixed, and the adaptive algorithm cannot be operated. Therefore, there is a problem that unnecessary waiting time occurs and the effect of the interference wave suppression processing is diminished.

【0028】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、クラッタ抑圧処理と干渉波抑圧
処理とを同時に行うことができる不要波抑圧装置を提供
することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an unnecessary wave suppressing device capable of simultaneously performing clutter suppressing processing and interference wave suppressing processing.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る不要波抑
圧装置は、信号をそれぞれ受信する複数のアンテナ素子
と、上記複数のアンテナ素子の出力信号をそれぞれ検波
する複数の受信機と、上記複数の受信機の出力に基づき
上記信号の空間周波数を求めて、複数の受信信号として
出力する空間周波数算出手段と、上記空間周波数算出手
段の複数の出力信号を受けて、それぞれドップラスペク
トルを求める複数のドップラスペクトル算出手段と、上
記複数のドップラスペクトル算出手段の出力信号によ
る、空間周波数軸とドップラ周波数軸とからなる平面上
に分布する信号強度データに基づき、上記信号に含まれ
る目標信号を抽出する目標信号抽出手段とを備えたもの
である。
An unnecessary wave suppressing device according to a first aspect of the present invention includes a plurality of antenna elements for receiving signals, a plurality of receivers for detecting output signals of the plurality of antenna elements, respectively. A plurality of spatial frequency calculating means for obtaining the spatial frequencies of the signals based on the outputs of the plurality of receivers, and a plurality of spatial frequency calculating means for outputting as a plurality of received signals, and a plurality of output signals of the spatial frequency calculating means for respectively obtaining a Doppler spectrum Of the Doppler spectrum calculation means and the output signals of the plurality of Doppler spectrum calculation means, based on the signal intensity data distributed on the plane consisting of the spatial frequency axis and the Doppler frequency axis, to extract the target signal included in the signal And target signal extraction means.

【0030】請求項2に係る不要波抑圧装置は、さら
に、上記空間周波数算出手段の複数の出力信号を受け
て、それぞれの出力信号に含まれる不要波を除去して、
上記複数のドップラスペクトル算出手段に対しそれぞれ
出力する複数の適応フィルタを備えたものである。
The unnecessary wave suppressing device according to claim 2 further receives a plurality of output signals of the spatial frequency calculating means, removes unnecessary waves contained in each output signal,
A plurality of adaptive filters for outputting to the plurality of Doppler spectrum calculating means are provided.

【0031】請求項3に係る不要波抑圧装置は、上記目
標信号抽出手段を、上記空間周波数軸と上記ドップラ周
波数軸とからなる平面において、上記複数のアンテナ素
子により形成される主ビームの幅に対応する範囲のデー
タを抽出し、これら抽出されたデータのうちのピークを
示す信号を求めるとともに、これらピーク信号のうち空
間周波数に広がりを持たない信号のみを目標として抽出
するように構成したものである。
According to a third aspect of the present invention, in the unnecessary wave suppressing device, the target signal extracting means is set to have a width of a main beam formed by the plurality of antenna elements on a plane composed of the spatial frequency axis and the Doppler frequency axis. It is configured to extract the data of the corresponding range, obtain the signal indicating the peak of these extracted data, and to extract only the signal having no spread in the spatial frequency among these peak signals. is there.

【0032】請求項4に係る不要波抑圧装置は、上記目
標信号抽出手段を、上記空間周波数軸と上記ドップラ周
波数軸とからなる平面において、上記複数のアンテナ素
子により形成される主ビームの幅に対応する範囲のデー
タを抽出し、これら抽出されたデータのうちのピークを
示す信号を求めるとともに、これらピーク信号のうちド
ップラ周波数に広がりを持たない信号のみを目標として
抽出するように構成したものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the unnecessary wave suppressing device, the target signal extracting means is set to have a width of a main beam formed by the plurality of antenna elements on a plane composed of the spatial frequency axis and the Doppler frequency axis. It is configured to extract the data of the corresponding range, obtain the signal showing the peak of these extracted data, and extract only the signal that does not have a spread in the Doppler frequency among these peak signals. is there.

【0033】請求項5に係る不要波抑圧装置は、上記目
標信号抽出手段を、上記空間周波数軸と上記ドップラ周
波数軸とからなる平面において、上記複数のアンテナ素
子により形成される主ビームの幅に対応する範囲のデー
タを抽出し、これら抽出されたデータに対してCFAR
処理を行い、目標信号を抽出するように構成したもので
ある。
According to a fifth aspect of the present invention, in the unnecessary wave suppressing device, the target signal extracting means is set to have a width of a main beam formed by the plurality of antenna elements in a plane composed of the spatial frequency axis and the Doppler frequency axis. Data in the corresponding range is extracted and CFAR is applied to these extracted data.
The processing is performed and the target signal is extracted.

【0034】請求項6に係る不要波抑圧装置は、上記目
標信号抽出手段を、上記空間周波数軸と上記ドップラ周
波数軸とからなる平面において、上記複数のアンテナ素
子により形成される主ビームの幅に対応する範囲のデー
タを抽出し、これら抽出されたデータのうちのピークを
示す信号を求めるとともに、これらピーク信号のうち隣
接するピーク信号間の周波数の差があらかじめ定められ
た値以下のときに、この信号を除去することにより目標
信号を抽出するように構成したものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the unnecessary wave suppressing device, the target signal extracting means is arranged so that the width of the main beam formed by the plurality of antenna elements is in a plane consisting of the spatial frequency axis and the Doppler frequency axis. Extract the data in the corresponding range, determine the signal showing the peak of these extracted data, when the difference in frequency between adjacent peak signals of these peak signals is less than or equal to a predetermined value, The target signal is extracted by removing this signal.

【0035】請求項7に係る不要波抑圧装置は、上記空
間周波数算出手段を、ビットシフト離散フーリエ変換器
により構成したものである。
In the unnecessary wave suppressor according to the seventh aspect, the spatial frequency calculating means is constituted by a bit shift discrete Fourier transformer.

【0036】請求項8に係る不要波抑圧装置は、上記複
数のドップラスペクトル算出手段を、ビットシフト離散
フーリエ変換器により構成したものである。
An unnecessary wave suppressing device according to an eighth aspect of the present invention is such that the plurality of Doppler spectrum calculating means are constituted by a bit shift discrete Fourier transformer.

【0037】[0037]

【作用】請求項1の発明においては、複数のアンテナ素
子が信号をそれぞれ受信し、複数の受信機が上記複数の
アンテナ素子の出力信号をそれぞれ検波し、空間周波数
算出手段が上記複数の受信機の出力に基づき上記信号の
空間周波数を求めて、複数の受信信号として出力し、複
数のドップラスペクトル算出手段が上記空間周波数算出
手段の複数の出力信号を受けて、それぞれドップラスペ
クトルを求め、目標信号抽出手段が上記複数のドップラ
スペクトル算出手段の出力信号による、空間周波数軸と
ドップラ周波数軸とからなる平面上に分布する信号強度
データに基づき、上記信号に含まれる目標信号を抽出す
る。
According to the invention of claim 1, the plurality of antenna elements respectively receive the signals, the plurality of receivers detect the output signals of the plurality of antenna elements, respectively, and the spatial frequency calculating means includes the plurality of receivers. Obtaining the spatial frequency of the signal based on the output of, outputs as a plurality of received signals, a plurality of Doppler spectrum calculation means receives a plurality of output signals of the spatial frequency calculation means, respectively obtain the Doppler spectrum, the target signal The extraction means extracts the target signal included in the signal based on the signal intensity data distributed by the output signals of the plurality of Doppler spectrum calculation means on the plane consisting of the spatial frequency axis and the Doppler frequency axis.

【0038】請求項2の発明においては、複数の適応フ
ィルタが、上記空間周波数算出手段の複数の出力信号を
受けて、それぞれの出力信号に含まれる不要波を除去し
て、上記複数のドップラスペクトル算出手段に対しそれ
ぞれ出力する。
According to a second aspect of the present invention, the plurality of adaptive filters receive the plurality of output signals of the spatial frequency calculating means, remove unnecessary waves contained in the respective output signals, and thereby obtain the plurality of Doppler spectra. It outputs to each calculation means.

【0039】請求項3の発明においては、上記目標信号
抽出手段が、上記空間周波数軸と上記ドップラ周波数軸
とからなる平面において、上記複数のアンテナ素子によ
り形成される主ビームの幅に対応する範囲のデータを抽
出し、これら抽出されたデータのうちのピークを示す信
号を求めるとともに、これらピーク信号のうち空間周波
数に広がりを持たない信号のみを目標として抽出する。
In a third aspect of the present invention, the target signal extracting means has a range corresponding to a width of a main beam formed by the plurality of antenna elements on a plane formed by the spatial frequency axis and the Doppler frequency axis. Of the extracted data, a signal indicating a peak is obtained, and only the signal having no spatial frequency spread is extracted from the peak signals.

【0040】請求項4の発明においては、上記目標信号
抽出手段が、上記空間周波数軸と上記ドップラ周波数軸
とからなる平面において、上記複数のアンテナ素子によ
り形成される主ビームの幅に対応する範囲のデータを抽
出し、これら抽出されたデータのうちのピークを示す信
号を求めるとともに、これらピーク信号のうちドップラ
周波数に広がりを持たない信号のみを目標として抽出す
る。
In a fourth aspect of the present invention, the target signal extracting means has a range corresponding to a width of a main beam formed by the plurality of antenna elements on a plane formed by the spatial frequency axis and the Doppler frequency axis. Of the extracted data, a signal indicating a peak is obtained, and only a signal having no spread in the Doppler frequency is extracted from the peak signals.

【0041】請求項5の発明においては、上記目標信号
抽出手段が、上記空間周波数軸と上記ドップラ周波数軸
とからなる平面において、上記複数のアンテナ素子によ
り形成される主ビームの幅に対応する範囲のデータを抽
出し、これら抽出されたデータに対してCFAR処理を
行い、目標信号を抽出する。
According to a fifth aspect of the present invention, the target signal extracting means has a range corresponding to a width of a main beam formed by the plurality of antenna elements on a plane formed by the spatial frequency axis and the Doppler frequency axis. Data is extracted, and CFAR processing is performed on these extracted data to extract the target signal.

【0042】請求項6の発明においては、上記目標信号
抽出手段が、上記空間周波数軸と上記ドップラ周波数軸
とからなる平面において、上記複数のアンテナ素子によ
り形成される主ビームの幅に対応する範囲のデータを抽
出し、これら抽出されたデータのうちのピークを示す信
号を求めるとともに、これらピーク信号のうち隣接する
ピーク信号間の周波数の差があらかじめ定められた値以
下のときに、この信号を除去することにより目標信号を
抽出する。
In a sixth aspect of the present invention, the target signal extracting means has a range corresponding to a width of a main beam formed by the plurality of antenna elements on a plane composed of the spatial frequency axis and the Doppler frequency axis. Of the extracted data, the signal indicating the peak of the extracted data is obtained, and when the difference in frequency between adjacent peak signals of these peak signals is less than or equal to a predetermined value, this signal is output. The target signal is extracted by removing it.

【0043】請求項7の発明においては、ビットシフト
離散フーリエ変換器が空間周波数を高速に算出する。
In the seventh aspect of the invention, the bit shift discrete Fourier transformer calculates the spatial frequency at high speed.

【0044】請求項8の発明においては、ビットシフト
離散フーリエ変換器がドップラスペクトルを高速に算出
する。
In the eighth aspect of the invention, the bit shift discrete Fourier transformer calculates the Doppler spectrum at high speed.

【0045】[0045]

【実施例】【Example】

実施例1 以下、この発明の実施例について図を参照して説明す
る。図1は、この実施例1に係る不要波抑圧装置の実施
例を示す信号処理ブロック図である。図1において、1
−1〜1−MはM個のアンテナ素子、2−1〜2−Mは
M個のアンテナ素子2の信号をそれぞれ受けるM個の受
信機、3−1〜3−MはM個の受信機3の信号をそれぞ
れ受けるM個のA/D変換器、4はM個のA/D変換器
3の出力を受けて、空間周波数でのビーム形成後の空間
周波数ごとのM個の受信信号を出力する離散フーリエ変
換器、5−1〜5−Mは離散フーリエ変換器4のM個の
出力をそれぞれ受けて、空間周波数ごとに信号成分のド
ップラスペクトルをそれぞれ求めるM個の離散フーリエ
変換器、6はM個の離散フーリエ変換器5の出力を受け
て、空間周波数軸とドップラスペクトル軸とで定義され
る平面上の信号強度の分布を解析することにより、干渉
波及びクラッタを除去しつつ、目標信号のみを抽出する
目標抽出手段である。離散フーリエ変換器4及び5によ
り、図2に示すような、空間周波数−ドップラ周波数平
面における信号の強度分布が求められる。
Embodiment 1 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a signal processing block diagram showing an embodiment of the unnecessary wave suppressing device according to the first embodiment. In FIG. 1, 1
-1 to 1-M are M antenna elements, 2-1 to 2-M are M receivers that receive signals from the M antenna elements 2, and 3-1 to 3-M are M receivers. A / D converters 4 respectively receiving the signals of the optical system 3 and 4 receiving the outputs of the M A / D converters 3 and receiving M signals for each spatial frequency after beam forming at the spatial frequency. Discrete Fourier transformers 5-1 to 5-M receive M outputs of the discrete Fourier transformer 4 and obtain M Doppler spectra of signal components for each spatial frequency. , 6 receive the outputs of the M discrete Fourier transformers 5 and analyze the distribution of the signal intensity on the plane defined by the spatial frequency axis and the Doppler spectrum axis, thereby removing interference waves and clutter. , Target extraction means for extracting only the target signal . The discrete Fourier transformers 4 and 5 determine the signal intensity distribution in the spatial frequency-Doppler frequency plane as shown in FIG.

【0046】次に動作について説明する。図1のよう
に、目標信号、干渉波、及びクラッタが同時にアンテナ
素子1に入射されるものとする。このとき、アンテナ素
子1が受信し、受信機2が増幅・位相検波し、A/D変
換器3がディジタル信号に変換した、N番目のアンテナ
素子1−Nに関する受信信号は、次式(13)の数学モ
デルで記述できるものとする。
Next, the operation will be described. As shown in FIG. 1, it is assumed that the target signal, the interference wave, and the clutter are simultaneously incident on the antenna element 1. At this time, the received signal regarding the Nth antenna element 1-N, which is received by the antenna element 1, amplified and phase-detected by the receiver 2 and converted into a digital signal by the A / D converter 3, is represented by the following equation (13). ) Can be described by a mathematical model.

【0047】[0047]

【数5】 (Equation 5)

【0048】ここでは簡単のため、初期位相等は省略し
た。上式の第1項、2項、3項はそれぞれ、目標信号、
干渉信号、クラッタを示す。また、アンテナ素子間隔を
d、平面波の入射角をθとした。この受信信号に対して
受信ビーム合成した信号をB(θ、n)とすると、次式
(14)(15)のようになる。
For simplicity, the initial phase and the like are omitted here. The first, second, and third terms in the above equation are the target signal,
Interference signal, clutter is shown. Further, the antenna element interval was d, and the plane wave incident angle was θ. Letting B (θ, n) be the signal obtained by combining the received signals with the received beam, the following equations (14) and (15) are obtained.

【0049】[0049]

【数6】 (Equation 6)

【0050】ただし、Mはアンテナ素子数である。式
(14)は、離散フーリエ変換の形になっているため、
受信信号を離散フーリエ変換することにより、ビーム形
成ができることがわかる。また、式(15)の変換を行
うことにより式(14)が得られることから、式(1
5)の左辺を空間周波数と呼んでいる。
However, M is the number of antenna elements. Since the equation (14) is in the form of discrete Fourier transform,
It can be seen that beam forming can be performed by performing a discrete Fourier transform on the received signal. Further, since the equation (14) is obtained by performing the conversion of the equation (15), the equation (1
The left side of 5) is called the spatial frequency.

【0051】式(14)より、離散フーリエ変換器4の
M個の出力信号は、それぞれ角度θに対応する空間周波
数でのビーム形成後の受信信号となり、干渉波や目標信
号などの電波の到来方向と計算する空間周波数が最も接
近しているときに最大値をとることになる。
From the equation (14), the M output signals of the discrete Fourier transformer 4 become the reception signals after beam forming at the spatial frequency corresponding to the angle θ, and the arrival of radio waves such as interference waves and target signals. It takes a maximum value when the direction and the calculated spatial frequency are closest.

【0052】更に、M個の出力信号をM個の離散フーリ
エ変換器5−1〜5−Mにより離散フーリエ変換するこ
とにより、各空間周波数の信号成分のドップラスペクト
ルを求めることができる。そこで、このM個の離散フー
リエ変換器の出力信号を空間周波数毎に並べると、図2
のような3次元の図が得られる。図2において、20は
干渉波成分、21はクラッタ成分、22は目標信号成分
を示す。図2に示すように、一般に干渉波と目標信号と
は、これらの周波数、到来角度が互いに異なるため、容
易に分離できる。一方クラッタは、目標信号の到来方向
付近に広い範囲、すなわち広い空間周波数に存在するの
で、単純な方法では分離できない。
Further, the Doppler spectrum of the signal component of each spatial frequency can be obtained by performing the discrete Fourier transform on the M output signals by the M discrete Fourier transformers 5-1 to 5-M. Therefore, when the output signals of the M discrete Fourier transformers are arranged for each spatial frequency,
A three-dimensional diagram like is obtained. In FIG. 2, 20 is an interference wave component, 21 is a clutter component, and 22 is a target signal component. As shown in FIG. 2, the interference wave and the target signal are generally different from each other in frequency and arrival angle, and thus can be easily separated. On the other hand, the clutter exists in a wide range near the arrival direction of the target signal, that is, in a wide spatial frequency, and therefore cannot be separated by a simple method.

【0053】目標抽出手段6は、M個の離散フーリエ変
換器5−1〜5−Mからの図2の信号の分布から目標を
抽出する。以下に目標を抽出する手順について、図4の
フローチャートに従って説明する。
The target extracting means 6 extracts a target from the distribution of the signals of FIG. 2 from the M discrete Fourier transformers 5-1 to 5-M. The procedure for extracting the target will be described below with reference to the flowchart of FIG.

【0054】まず、図3に示すように主ビーム幅に相当
する空間周波数範囲に関して、ドップラ周波数方向にデ
ータを切り出す(ステップ50)。切り出し範囲は、あ
らかじめ与えられている。これにより干渉波は分離され
る。
First, as shown in FIG. 3, data is cut out in the Doppler frequency direction in the spatial frequency range corresponding to the main beam width (step 50). The cutout range is given in advance. As a result, the interference wave is separated.

【0055】この切り出したデータに対して、空間周波
数ごとにピーク検索を行い、ピークを与える空間周波数
をメモリに記憶しておく(ステップ52)。図3の例で
は、クラッタ21の空間周波数及びドップラ周波数が、
目標22の空間周波数及びドップラ周波数が、それぞれ
記憶される。
A peak is searched for each spatial frequency of the cut out data, and the spatial frequency giving the peak is stored in the memory (step 52). In the example of FIG. 3, the spatial frequency and the Doppler frequency of the clutter 21 are
The spatial frequency and the Doppler frequency of the target 22 are stored respectively.

【0056】切り出す空間周波数範囲が終了するまで繰
り返す(ステップ51、56)。そして、ピークを与え
る空間周波数をチェックし、空間に広がっているピーク
であればクラッタと判定し(ステップ54)、そうでな
ければ目標と判定し抽出する(ステップ53)。なお、
ステップ53において、クラッタがドップラ周波数方向
に広がっていることを利用して目標抽出を行ってもよ
い。
Repeat until the spatial frequency range to be cut out is completed (steps 51 and 56). Then, the spatial frequency giving the peak is checked, and if the peak spreads in space, it is determined as clutter (step 54), and if not, it is determined as the target and extracted (step 53). In addition,
In step 53, target extraction may be performed by utilizing the fact that clutter spreads in the Doppler frequency direction.

【0057】以上のように、この実施例1によれば、2
段の離散フーリエ変換器を用いて、受信信号を空間周波
数−ドップラ周波数に変換することにより、干渉波と目
標とを分離し、さらに、この平面上で信号の広がりを調
べることにより、クラッタと目標とを分離することがで
きる。すなわち、空間周波数−ドップラ周波数に変換す
ることにより、干渉波の抑圧とクラッタの除去を同時に
行うことができる。このように、これら2つの処理を同
時に行うことができる。したがって、不要な待ち時間が
なく、処理速度及び効率が向上する。
As described above, according to the first embodiment, 2
The interfering wave and the target are separated by converting the received signal into the spatial frequency-Doppler frequency by using the discrete Fourier transformer of the stage, and further, by examining the spread of the signal on this plane, the clutter and the target are separated. And can be separated. That is, by converting the spatial frequency to the Doppler frequency, it is possible to simultaneously suppress the interference wave and remove the clutter. Thus, these two processes can be performed simultaneously. Therefore, there is no unnecessary waiting time, and the processing speed and efficiency are improved.

【0058】実施例2 図5は、この実施例2の不要波抑圧装置における目標抽
出手段6の処理を示すフローチャートである。この実施
例2は、信号の広がりを調べることによりクラッタと目
標とを分離した実施例1の方法に代えて、CFAR(Con
stant False Alarm Ratio)処理によりこれらの分離を行
うものである。
Embodiment 2 FIG. 5 is a flow chart showing the processing of the target extracting means 6 in the unnecessary wave suppressing apparatus of this Embodiment 2. In the second embodiment, instead of the method of the first embodiment in which the clutter and the target are separated by examining the spread of the signal, CFAR (Con
These are separated by stant False Alarm Ratio) processing.

【0059】実施例1と同様に、まず3次元図からデー
タを切り出す(ステップ60)。次に、よく知られたCF
AR(Constant False Alarm Ratio)処理を空間周波数毎
に、ドップラ周波数軸方向に施す(ステップ61)。こ
のことにより、ドップラ周波数に広がりを持たない目標
信号のみを抽出することができる。
Similar to the first embodiment, first, data is cut out from the three-dimensional drawing (step 60). Then the well-known CF
AR (Constant False Alarm Ratio) processing is performed for each spatial frequency in the Doppler frequency axis direction (step 61). This makes it possible to extract only the target signal having no spread in the Doppler frequency.

【0060】実施例3 図6は、この実施例3の不要波抑圧装置における目標抽
出手段6の処理を示すフローチャートである。実施例1
と同様に、まず3次元図からデータを切り出す(ステッ
プ70)。この切り出したデータに対して、空間周波数
ごとにピーク検索を行い、ピークを与える空間周波数を
メモリに記憶しておく(ステップ73)。
Embodiment 3 FIG. 6 is a flow chart showing the processing of the target extracting means 6 in the unwanted wave suppression apparatus of this Embodiment 3. Example 1
Similarly, the data is first cut out from the three-dimensional drawing (step 70). A peak search is performed for each spatial frequency on the cut out data, and the spatial frequency giving the peak is stored in the memory (step 73).

【0061】切り出す空間周波数範囲が終了するまで繰
り返す(ステップ71、76)。そのとき、処理してい
る空間周波数の前後のピーク周波数検索結果をチェック
し、ピーク周波数の差があらかじめ設定された定数δ以
下の場合(ステップ75)には、これらは不要な信号と
みなしてピーク値を零にして切り出したデータへ返す
(ステップ76)。
Repeat until the spatial frequency range to be cut out is completed (steps 71 and 76). At that time, the peak frequency search results before and after the spatial frequency being processed are checked, and if the difference between the peak frequencies is equal to or less than a preset constant δ (step 75), these are regarded as unnecessary signals and peak The value is set to zero and returned to the cut out data (step 76).

【0062】この処理は、クラッタを除去していること
と等価である。最後に、データが入れ替わった新しい切
り出しデータに対してピーク検索を行い(ステップ7
2)、抽出されたものが目標信号となる。
This processing is equivalent to removing clutter. Finally, a peak search is performed on the new cut-out data in which the data has been replaced (step 7
2) The extracted signal becomes the target signal.

【0063】実施例4 図7は、この実施例4の不要波抑圧装置を示す信号処理
ブロック図である。同図において、7−1〜7−Mは離
散フーリエ変換器4のM個の出力をそれぞれ受ける適応
フィルタである。素子アンテナ1−1〜1−M、受信機
2−1〜2−M、A/D変換器3−1〜3−M、離散フ
ーリエ変換器4、離散フーリエ変換器5−1〜5−M、
目標抽出手段6は、図1に示すものと同じものである。
この実施例4と実施例1との違いは、離散フーリエ変換
器4と離散フーリエ変換器5との間に適応フィルタ7を
設けた点である。
Fourth Embodiment FIG. 7 is a signal processing block diagram showing an unnecessary wave suppressing device of the fourth embodiment. In the figure, 7-1 to 7-M are adaptive filters which respectively receive the M outputs of the discrete Fourier transformer 4. Element antennas 1-1 to 1-M, receivers 2-1 to 2-M, A / D converters 3-1 to 3-M, discrete Fourier transformer 4, discrete Fourier transformers 5-1 to 5-M ,
The target extracting means 6 is the same as that shown in FIG.
The difference between the fourth embodiment and the first embodiment is that an adaptive filter 7 is provided between the discrete Fourier transformer 4 and the discrete Fourier transformer 5.

【0064】ところで、従来例の説明でも述べたよう
に、適応フィルタは、出力信号の平均電力が最小化され
るように荷重を調整するものであるので、そのまま空間
周波数ごとに得られた信号に対してフィルタ処理を行う
と、目標信号が単独で存在した場合に誤って除去してし
まう可能性がある。
By the way, as described in the explanation of the conventional example, the adaptive filter adjusts the weight so that the average power of the output signal is minimized. Therefore, the signal obtained for each spatial frequency is directly used. On the other hand, if the filtering process is performed, the target signal may be erroneously removed when the target signal exists alone.

【0065】そこで、本実施例の適応フィルタ7−1〜
7−Mは、クラッタが空間的にあまり変動しないと仮定
し、実際に処理する空間周波数のデータではなく、これ
と異なる空間周波数のデータ(例えば、実際に処理する
空間周波数の前後の空間周波数のデータ)で適応フィル
タの荷重値を使用する。このことにより、孤立した信号
である目標信号は除去されることはない。また、クラッ
タは空間的に広がりを持つため、実際に処理する空間周
波数のデータと異なる空間周波数データで荷重を調整し
てもクラッタを抑圧することが可能である。
Therefore, the adaptive filters 7-1 to 7-1 of this embodiment are
7-M assumes that clutter does not vary much spatially, and is not data of the spatial frequency to be actually processed, but data of a different spatial frequency (for example, spatial frequencies before and after the spatial frequency to be actually processed). Data) use the weight value of the adaptive filter. As a result, the target signal, which is an isolated signal, is not removed. Further, since the clutter has a spatial spread, it is possible to suppress the clutter even if the weight is adjusted with spatial frequency data different from the spatial frequency data to be actually processed.

【0066】実施例5 図8は、この実施例5の不要波抑圧装置を示す信号処理
ブロック図である。同図において、10はM個のA/D
変換器3−1〜3−Mの出力を受けて、空間周波数での
ビーム形成後のM個の受信信号を出力するBS離散フー
リエ変換器、11−1〜11−Mは、BS離散フーリエ
変換器10のM個の出力をそれぞれ受けて、空間周波数
ごとに信号成分のドップラスペクトルを求めるBS離散
フーリエ変換器である。素子アンテナ1−1〜1−M、
受信機2−1〜2−M、A/D変換器3−1〜3−M、
目標抽出手段6は、図1に示すものと同じものである。
Fifth Embodiment FIG. 8 is a signal processing block diagram showing an unnecessary wave suppressing device of the fifth embodiment. In the figure, 10 is M A / D
BS discrete Fourier transformers 11-1 to 11-M, which receive the outputs of the transformers 3-1 to 3-M and output M reception signals after beam forming at the spatial frequency, are BS discrete Fourier transforms. It is a BS discrete Fourier transformer that receives the M outputs of the device 10 and obtains the Doppler spectrum of the signal component for each spatial frequency. Element antennas 1-1 to 1-M,
Receivers 2-1 to 2-M, A / D converters 3-1 to 3-M,
The target extracting means 6 is the same as that shown in FIG.

【0067】この実施例5と実施例1との違いは、離散
フーリエ変換器の代わりにBS(BitShift) フーリエ変
換器を設けた点である。BSフーリエ変換は、FFTの
回転因子の実部よ虚部をそれぞれ次式のように量子化し
て、乗算をビットシフトの和あるいは差に置き換えるこ
とによって処理の高速化を図るものである。
The difference between the fifth embodiment and the first embodiment is that a BS (BitShift) Fourier transformer is provided instead of the discrete Fourier transformer. In the BS Fourier transform, the real part and the imaginary part of the twiddle factor of the FFT are quantized as in the following equations, and the multiplication is replaced with the sum or difference of bit shifts to speed up the process.

【0068】[0068]

【数7】 (Equation 7)

【0069】上式中、NTは展開式の項数、IBは量子
化ビット数である。それぞれNT≧1、IB≧0の整数
である。例えば、ある関数f(n,θ)をBS−FFT
する場合は次式のようになる。
In the above equation, NT is the number of terms in the expansion equation, and IB is the number of quantization bits. They are integers of NT ≧ 1 and IB ≧ 0, respectively. For example, if a certain function f (n, θ) is BS-FFT
When doing, it becomes like the following formula.

【0070】[0070]

【数8】 (Equation 8)

【0071】ここで、WN kn は、FFTの回転因子を量
子化したもので、次のような関係がある。
Here, W N kn is a quantized FFT twiddle factor and has the following relationship.

【0072】[0072]

【数9】 [Equation 9]

【0073】このように、BS離散フーリエ変換器を用
いることによりフーリエ変換が高速化できる。
As described above, the Fourier transform can be speeded up by using the BS discrete Fourier transformer.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上のように、請求項1、及び、請求項
3ないし請求項6の発明によれば、信号をそれぞれ受信
する複数のアンテナ素子と、上記複数のアンテナ素子の
出力信号をそれぞれ検波する複数の受信機と、上記複数
の受信機の出力に基づき上記信号の空間周波数を求め
て、複数の受信信号として出力する空間周波数算出手段
と、上記空間周波数算出手段の複数の出力信号を受け
て、それぞれドップラスペクトルを求める複数のドップ
ラスペクトル算出手段と、上記複数のドップラスペクト
ル算出手段の出力信号による、空間周波数軸とドップラ
周波数軸とからなる平面上に分布する信号強度データに
基づき、上記信号に含まれる目標信号を抽出する目標信
号抽出手段とを備えたので、干渉波抑圧処理とクラッタ
抑圧処理とを同時に行うことができ、処理速度及び効率
が向上する。
As described above, according to the inventions of claims 1 and 3 to 6, the plurality of antenna elements for respectively receiving signals and the output signals of the plurality of antenna elements are respectively provided. A plurality of receivers to be detected, the spatial frequency of the signal is obtained based on the outputs of the plurality of receivers, a spatial frequency calculating means for outputting as a plurality of received signals, and a plurality of output signals of the spatial frequency calculating means. Receiving, each of a plurality of Doppler spectrum calculating means for obtaining the Doppler spectrum, by the output signal of the plurality of Doppler spectrum calculating means, based on the signal intensity data distributed on the plane consisting of the spatial frequency axis and the Doppler frequency axis, Since the target signal extracting means for extracting the target signal included in the signal is provided, the interference wave suppressing process and the clutter suppressing process are simultaneously performed. It can, processing speed and efficiency is improved.

【0075】また、請求項2の発明によれば、さらに、
上記空間周波数算出手段の複数の出力信号を受けて、そ
れぞれの出力信号に含まれる不要波を除去して、上記複
数のドップラスペクトル算出手段に対しそれぞれ出力す
る複数の適応フィルタを備えたので、不要波を自動的に
抑圧することにより、目標信号の抽出精度が向上する。
According to the invention of claim 2, further,
Unnecessary because it has a plurality of adaptive filters that receive a plurality of output signals of the spatial frequency calculation means, remove unnecessary waves included in each output signal, and output to the plurality of Doppler spectrum calculation means, respectively. By automatically suppressing the wave, the extraction accuracy of the target signal is improved.

【0076】また、請求項7及び請求項8の発明によれ
ば、上記空間周波数算出手段及び上記複数のドップラス
ペクトル算出手段を、ビットシフト離散フーリエ変換器
により構成したので、処理を高速化できる。
Further, according to the inventions of claims 7 and 8, the spatial frequency calculating means and the plurality of Doppler spectrum calculating means are constituted by a bit shift discrete Fourier transformer, so that the processing can be speeded up.

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

【図1】 この発明の実施例1に係る不要波抑圧装置の
機能ブロック図である。
FIG. 1 is a functional block diagram of an unnecessary wave suppression device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施例1に係る不要波抑圧装置の
動作を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the unnecessary wave suppression device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施例1に係る不要波抑圧装置の
動作を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the unnecessary wave suppression device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施例1の目標抽出装置の動作を
説明するためのフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the target extraction device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施例2の目標抽出装置の動作を
説明するためのフローチャートである。
FIG. 5 is a flow chart for explaining the operation of the target extraction device according to the second embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施例3の目標抽出装置の動作を
説明するためのフローチャートである。
FIG. 6 is a flow chart for explaining the operation of the target extraction device according to the third embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施例4に係る不要波抑圧装置の
機能ブロック図である。
FIG. 7 is a functional block diagram of an unnecessary wave suppressor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施例5に係る不要波抑圧装置の
機能ブロック図である。
FIG. 8 is a functional block diagram of an unnecessary wave suppressor according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】 従来の不要波抑圧装置の機能ブロック図であ
る。
FIG. 9 is a functional block diagram of a conventional unnecessary wave suppression device.

【図10】 従来の不要波抑圧装置の干渉波抑圧手段の
機能ブロック図である。
FIG. 10 is a functional block diagram of an interference wave suppressing unit of a conventional unnecessary wave suppressing device.

【図11】 従来の不要波抑圧装置のクラッタ抑圧手段
の機能ブロック図である。
FIG. 11 is a functional block diagram of clutter suppressing means of a conventional unnecessary wave suppressing device.

【図12】 従来の不要波抑圧装置の動作を説明するた
めの図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of a conventional unnecessary wave suppression device.

【図13】 従来の不要波抑圧装置の動作を説明するた
めの図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining the operation of the conventional unnecessary wave suppression device.

【符号の説明】 1 アンテナ素子、2 受信機、3 A/D変換器、4
離散フーリエ変換器、5 離散フーリエ変換器、6
目標抽出手段、7 適応フィルタ、10 BS離散フー
リエ変換器、11 BS離散フーリエ変換器。
[Explanation of Codes] 1 antenna element, 2 receiver, 3 A / D converter, 4
Discrete Fourier transformer, 5 discrete Fourier transformer, 6
Target extraction means, 7 adaptive filter, 10 BS discrete Fourier transformer, 11 BS discrete Fourier transformer.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 信号をそれぞれ受信する複数のアンテナ
素子と、上記複数のアンテナ素子の出力信号をそれぞれ
検波する複数の受信機と、上記複数の受信機の出力に基
づき上記信号の空間周波数を求めて、複数の受信信号と
して出力する空間周波数算出手段と、上記空間周波数算
出手段の複数の出力信号を受けて、それぞれドップラス
ペクトルを求める複数のドップラスペクトル算出手段
と、上記複数のドップラスペクトル算出手段の出力信号
による、空間周波数軸とドップラ周波数軸とからなる平
面上に分布する信号強度データに基づき、上記信号に含
まれる目標信号を抽出する目標信号抽出手段とを備えた
不要波抑圧装置。
1. A plurality of antenna elements for respectively receiving signals, a plurality of receivers for detecting output signals of the plurality of antenna elements, and a spatial frequency of the signal based on outputs of the plurality of receivers. A plurality of Doppler spectrum calculation means for obtaining a Doppler spectrum, each of which receives a plurality of output signals of the spatial frequency calculation means and a plurality of output signals of the spatial frequency calculation means; An unnecessary wave suppression device comprising: a target signal extraction unit that extracts a target signal included in the signal based on signal intensity data distributed on a plane composed of a spatial frequency axis and a Doppler frequency axis, which is obtained from the output signal.
【請求項2】 上記空間周波数算出手段の複数の出力信
号を受けて、それぞれの出力信号に含まれる不要波を除
去して、上記複数のドップラスペクトル算出手段に対し
それぞれ出力する複数の適応フィルタを備えたことを特
徴とする請求項1記載の不要波抑圧装置。
2. A plurality of adaptive filters for receiving a plurality of output signals of the spatial frequency calculating means, removing unnecessary waves contained in the respective output signals, and outputting to the plurality of Doppler spectrum calculating means, respectively. The unnecessary wave suppressing device according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 上記目標信号抽出手段を、上記空間周波
数軸と上記ドップラ周波数軸とからなる平面において、
上記複数のアンテナ素子により形成される主ビームの幅
に対応する範囲のデータを抽出し、これら抽出されたデ
ータのうちのピークを示す信号を求めるとともに、これ
らピーク信号のうち空間周波数に広がりを持たない信号
のみを目標として抽出するように構成したことを特徴と
する請求項1または請求項2記載の不要波抑圧装置。
3. The target signal extraction means, in a plane consisting of the spatial frequency axis and the Doppler frequency axis,
Data of a range corresponding to the width of the main beam formed by the plurality of antenna elements is extracted, a signal showing a peak of the extracted data is obtained, and a spatial frequency of these peak signals has a spread. The unnecessary wave suppressing device according to claim 1 or 2, wherein only the non-existent signal is extracted as a target.
【請求項4】 上記目標信号抽出手段を、上記空間周波
数軸と上記ドップラ周波数軸とからなる平面において、
上記複数のアンテナ素子により形成される主ビームの幅
に対応する範囲のデータを抽出し、これら抽出されたデ
ータのうちのピークを示す信号を求めるとともに、これ
らピーク信号のうちドップラ周波数に広がりを持たない
信号のみを目標として抽出するように構成したことを特
徴とする請求項1または請求項2記載の不要波抑圧装
置。
4. The target signal extracting means, in a plane composed of the spatial frequency axis and the Doppler frequency axis,
The data in the range corresponding to the width of the main beam formed by the plurality of antenna elements is extracted, and the signal showing the peak of these extracted data is obtained, and the Doppler frequency of these peak signals has a spread. The unnecessary wave suppressing device according to claim 1 or 2, wherein only the non-existent signal is extracted as a target.
【請求項5】 上記目標信号抽出手段を、上記空間周波
数軸と上記ドップラ周波数軸とからなる平面において、
上記複数のアンテナ素子により形成される主ビームの幅
に対応する範囲のデータを抽出し、これら抽出されたデ
ータに対してCFAR処理を行い、目標信号を抽出する
ように構成したことを特徴とする請求項1記載または請
求項2記載の不要波抑圧装置。
5. The target signal extracting means is arranged on a plane composed of the spatial frequency axis and the Doppler frequency axis,
It is configured such that data in a range corresponding to the width of the main beam formed by the plurality of antenna elements is extracted, CFAR processing is performed on the extracted data, and a target signal is extracted. The unnecessary wave suppressing device according to claim 1 or 2.
【請求項6】 上記目標信号抽出手段を、上記空間周波
数軸と上記ドップラ周波数軸とからなる平面において、
上記複数のアンテナ素子により形成される主ビームの幅
に対応する範囲のデータを抽出し、これら抽出されたデ
ータのうちのピークを示す信号を求めるとともに、これ
らピーク信号のうち隣接するピーク信号間の周波数の差
があらかじめ定められた値以下のときに、この信号を除
去することにより目標信号を抽出するように構成したこ
とを特徴とする請求項1または請求項2記載の不要波抑
圧装置。
6. The target signal extracting means is arranged on a plane composed of the spatial frequency axis and the Doppler frequency axis,
The data in the range corresponding to the width of the main beam formed by the plurality of antenna elements is extracted, and the signal indicating the peak of these extracted data is obtained, and between the peak signals adjacent to each other among these peak signals. 3. The spurious wave suppression device according to claim 1, wherein the target signal is extracted by removing this signal when the frequency difference is equal to or less than a predetermined value.
【請求項7】 上記空間周波数算出手段を、ビットシフ
ト離散フーリエ変換器により構成したことを特徴とする
請求項1または請求項2記載の不要波抑圧装置。
7. The unnecessary wave suppressing device according to claim 1, wherein the spatial frequency calculating means is constituted by a bit shift discrete Fourier transformer.
【請求項8】 上記複数のドップラスペクトル算出手段
を、ビットシフト離散フーリエ変換器により構成したこ
とを特徴とする請求項1または請求項2記載の不要波抑
圧装置。
8. The spurious wave suppression device according to claim 1, wherein the plurality of Doppler spectrum calculation means are constituted by bit shift discrete Fourier transformers.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6292129B1 (en) 1999-03-31 2001-09-18 Denso Corporation Structure of radar system with multi-receiver channel
US6339395B1 (en) 1999-03-31 2002-01-15 Denso Corporation Radar apparatus using digital beam forming techniques
JP2011163962A (en) * 2010-02-10 2011-08-25 Mitsubishi Electric Corp Pulse-doppler radar device
JP2011208974A (en) * 2010-03-29 2011-10-20 Mitsubishi Electric Corp Radar image processing device

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