JP2001077677A - パルス列分離装置及びパルス列分離方法 - Google Patents

パルス列分離装置及びパルス列分離方法

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JP2001077677A
JP2001077677A JP25162399A JP25162399A JP2001077677A JP 2001077677 A JP2001077677 A JP 2001077677A JP 25162399 A JP25162399 A JP 25162399A JP 25162399 A JP25162399 A JP 25162399A JP 2001077677 A JP2001077677 A JP 2001077677A
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憲一 西口
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 信号源の数が多い場合や、固定PRI以外の
複雑なPRIのパターンを有する信号源が存在する場合
にも、信号源のPRIを正確に推定し、精度よくパルス
列を分離させるパルス列分離装置を得る。 【解決手段】 PRIの種類ごとにそれに応じた検出手
段を用いて、段階的に検出・分離していくようにしたも
のであり、PRI変換を用いる固定PRIパルス列検出
・分離手段300と、3連パルスのヒストグラムを用い
るスタガーパルス列検出・分離手段400と、変形PR
I変換を用いるジッターパルス列検出・分離手段を備え
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数の信号源か
らのパルス列が重なり合った複合信号を、信号源ごとの
パルス列に分離するパルス列分離装置及びパルス列分離
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、複数の信号源からのパルス列
が重なり合った複合信号を、信号源ごとのパルス列に分
離するために、パルスの到着時間(以下、TOA(Time
of Arrival)とする)データに基づくパルス列分離装
置が提案されてきた。
【0003】図16は、例えば米国特許第5、583,
505号公報に示された、パルスのTOAデータからパ
ルス列を検出し分離するための従来のパルス列分離装置
における処理を示したフローチャートである。
【0004】図16において、S60は自己相関を求め
るステップ、S62はパルス繰り返し間隔(以下、PR
I(Pulse Repetition Interval)とする)の候補を求
めるステップ、S64は積分器にメモリーを割り当てる
ステップ、S66は各パルスをすべての積分器のビンに
積み重ねるステップ、S68は最小PRIの積分器を分
析するステップ、S70は積分器のピークとしきい値を
比較するステップ、S72は積分器のピークがしきい値
を越えているとき該当するPRIが存在すると判定する
ステップ、S74はそのPRIを有するパルス列を時間
窓から除去するステップ、S76は自己相関を再度求め
るステップ、S77は次のPRIの候補の積分器に進む
ステップ、S78は分析すべき積分器がまだ残っている
か否か判定するステップ、S79は残ったパルスが単独
のものであるか否かを判定するステップである。
【0005】次に、前述した従来のパルス列分離装置の
動作について図面を参照しながら説明する。
【0006】図16において、まず時間窓内にあるパル
スのTOAデータの自己相関関数を求める(ステップS
60)。得られた自己相関関数のピークの判定を行って
ピークの面積(ピークの高さと幅の積)がしきい値を超
えていれば、そのピークの位置をPRIの候補として抽
出する(ステップS62)。次に、これらPRIの候補
ごとに積分器を割り当てる(ステップS64)。積分器
はPRI分の時間幅をもつテーブルから構成される。積
分器では、入力した各パルスに対してそのTOAをPR
Iで割った余りの時間に対応するテーブル内の位置を求
め、テーブルの値をカウントアップしていく。時間窓内
のすべてのパルスに対して、各積分器で積分を行う(ス
テップS66)。
【0007】次いで信号源の検出を行うために、小さい
PRIの積分器から順番に分析していく(ステップS6
8)。積分器のテーブルのピークの値がしきい値を超え
ているか否かを調べ(ステップS70)、超えていれば
そのPRIを持つ信号源が存在すると判定する(ステッ
プS72)。そのあとそのPRIをもつパルス列をもと
のパルス列から除去し(ステップS74)、残ったパル
ス列に対して再度自己相関関数を求めて(ステップS7
6)、上記の処理を繰り返す。
【0008】一方、ステップS70において、積分器の
テーブルのピークの値がしきい値を超えていなければ、
次に小さいPRIに対する積分器の分析に進む(ステッ
プS77)。これは分析する積分器が無くなるまで続け
られる(ステップS78)。最後に、残ったパルスが単
独のものであるか否かを調べ、単独であれば処理を終了
する。単独のものでなくグループを構成していればレー
ダスキャンによって生じたものとみなし、スキャン周期
の分析を行う(ステップS79)。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記のような、従来の
パルス列分離装置では、まず自己相関関数でPRIの候
補を検出することが処理の前提になっているが、信号源
の数が多い場合や、固定PRI以外の複雑なPRIのパ
ターンを有する信号源が存在する場合には、自己相関関
数に明確なピークが現われにくく、また、自己相関関数
にはPRIの整数倍のところにできるハーモニックスの
問題があり、PRIの候補が適切に抽出できず、パルス
列を正確に検出し分離できないという問題点があった。
【0010】本発明は上記のような課題を解決するため
になされたもので、複雑なPRIのパターンを有する信
号源も含めて信号源のPRIを正確に推定し、パルス列
の分離精度を向上させることが可能なパルス列分離装置
及びパルス列分離方法を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明は、複数の信号
源からのパルス列が重なり合った複合パルス列の各パル
スの到着時間(TOA)データに基づき、固定パルス繰
り返し間隔(PRI)を有する固定PRIパルス列を検
出する固定PRIパルス列検出手段と、検出された固定
PRIパルス列をもとの複合パルス列から分離するとと
もに、分離後の残りのパルス列を出力する固定PRIパ
ルス列分離手段と、固定PRIパルス列分離手段から出
力される残りのパルス列から、複合パルス列の各パルス
の到着時間(TOA)データに基づき、スタガーパルス
列を検出するスタガーパルス列検出手段と、検出された
スタガーパルス列を残りのパルス列から分離するととも
に、分離後の固定PRIパルス列及びスタガーパルス列
を含まない第二の残りのパルス列を出力するスタガーパ
ルス列分離手段と、スタガーパルス列分離手段から出力
される第二の残りのパルス列から、複合パルス列の各パ
ルスの到着時間(TOA)データに基づき、ジッターパ
ルス列を検出するジッターパルス列検出手段と、検出さ
れたジッターパルス列を第二の残りのパルス列から分離
するジッターパルス列分離手段と、を備えたパルス列分
離装置である。
【0012】また、固定PRIパルス列検出手段が、P
RI変換を用いて検出を行う。
【0013】また、スタガーパルス列検出手段が、等間
隔に並ぶ3つのパルスからなる3連パルスの集合に対し
てそのパルス繰り返し間隔のヒストグラムを求める3連
パルスヒストグラム演算部と、得られたヒストグラムか
ら複数のピークを検出し、各ピークがパルス列の基本周
期であるか否かを判定する判定部と、を備えている。
【0014】また、ジッターパルス列検出手段が、オー
バーラップしたPRIビンを持ち、時間原点の移動を行
う、変形PRI変換を用いる。
【0015】また、この発明は、複数の信号源からのパ
ルス列が重なり合った複合パルス列の各パルスの到着時
間(TOA)データに基づき、固定パルス繰り返し間隔
(PRI)を有する固定PRIパルス列を検出する固定
PRIパルス列検出工程と、検出された固定PRIパル
ス列をもとの複合パルス列から分離するとともに、分離
後の残りのパルス列を出力する固定PRIパルス列分離
工程と、固定PRIパルス列分離手段から出力される残
りのパルス列から、複合パルス列の各パルスの到着時間
(TOA)データに基づき、スタガーパルス列を検出す
るスタガーパルス列検出工程と、検出されたスタガーパ
ルス列を残りのパルス列から分離するとともに、分離後
の固定PRIパルス列及びスタガーパルス列を含まない
第二の残りのパルス列を出力するスタガーパルス列分離
工程と、スタガーパルス列分離手段から出力される第二
の残りのパルス列から、複合パルス列の各パルスの到着
時間(TOA)データに基づき、ジッターパルス列を検
出するジッターパルス列検出工程と、検出されたジッタ
ーパルス列を第二の残りのパルス列から分離するジッタ
ーパルス列分離工程と、を備えたパルス列分離方法であ
る。
【0016】また、固定PRIパルス列検出工程におい
て、PRI変換を用いて検出を行う。
【0017】また、スタガーパルス列検出工程が、等間
隔に並ぶ3つのパルスからなる3連パルスの集合に対し
てそのパルス繰り返し間隔のヒストグラムを求める3連
パルスヒストグラム演算ステップと、得られたヒストグ
ラムから複数のピークを検出し、各ピークがパルス列の
基本周期であるか否かを判定する判定ステップと、を備
えている。
【0018】また、ジッターパルス列検出工程におい
て、オーバーラップしたPRIビンを持ち、時間原点の
移動を行う、変形PRI変換を用いる。
【0019】
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
一実施の形態を図1乃至図15について説明する。
【0020】図1は本発明のパルス列分離装置が処理の
対象とするパルス列の種類を説明するための説明図であ
り、図2は本発明のパルス列分離装置の機能ブロック
図、図3は固定PRIパルス列検出・分離手段のブロッ
ク図、図4は固定PRIパルス列検出・分離手段の中で
用いるPRI変換に関するPRIビンの説明図、図5は
固定PRIパルス列検出・分離手段の中で用いるPRI
変換のフローチャート、図6はスタガーパルス列検出・
分離手段のブロック図、図7はスタガーパルス列検出・
分離手段の中で用いる3連パルスのヒストグラムのフロ
ーチャート、図8はスタガーパルス列検出・分離手段の
中で用いる3連パルスのヒストグラムからの基本周期検
出のフローチャート、図9はジッターパルス列検出・分
離手段のブロック図、図10はジッターパルス列検出・
分離手段の中で用いる変形PRI変換に関するPRIビ
ンの説明図、図11はジッターパルス列検出・分離手段
の中で用いる変形 PRI変換のフローチャート、図1
2は入力パルス列の説明図、図13は固定PRIパルス
列検出・分離の説明図、図14はスタガーパルス列検出
・分離の説明図、図15はジッターパルス列検出・分離
の説明図である。
【0021】まず、本発明のパルス列分離装置が対象と
するパルス列の種類を図1を用いて説明する。図1にお
いて、11はPRIが一定の固定PRIパルス列であ
る。パルス列には固定PRIパルス列11以外に、12
に示すスタガーパルス列と13に示すジッターパルス列
がある。スタガーパルス列12は、一定のフレーム周期
12aの中に、複数の不等間隔(図1では、PRI1,
PRI2,PRI3の3つ)のパルスが存在し、それが
周期12aごとに繰り返すパルス列である。ジッターパ
ルス列13は、PRIが平均PRIのまわりにランダム
に揺らぐパルス列である。本発明のパルス列分離装置へ
の入力パルス列は、固定PRIパルス列11、スタガー
パルス列12、ジッターパルス列13がそれぞれ複数重
なり合った複合パルス列である。
【0022】次に、本発明の構成及び動作について説明
する。
【0023】図2において、100は、信号源から送信
されたパルスを受信し、当該パルスのTOAデータを出
力する広帯域受信機、200は本発明のパルス列分離装
置に設けられた入力端、300は固定PRIパルス列の
検出・分離を行うための固定PRIパルス列検出・分離
手段、400は、スタガーパルス列の検出・分離を行う
ためのスタガーパルス列検出・分離手段、500は、ジ
ッターパルス列の検出・分離を行うためのジッターパル
ス列検出・分離手段、600は本発明のパルス列分離装
置に設けられた出力端である。
【0024】動作について説明する。広帯域受信機10
0からのパルスのTOAデータは入力端200へ入力さ
れる。これらTOAデータはまず固定PRIパルス列検
出・分離手段300で検出・分離処理が行われる。
【0025】図3には、図2の固定PRIパルス列検出
・分離手段300の内部構成が示されている。図におい
て、310は入力端、330はPRI変換を行うPRI
変換演算部、350は適当なしきい値の値を設定すると
ともに検出可能範囲を決定するしきい値演算部、360
は固定PRIパルス列のPRIを抽出するPRI抽出
部、370は抽出されたPRIの値を利用して、もとの
パルス列から該当する部分パルス列を分離する固定PR
Iパルス列分離演算部、380は固定PRIパルス列が
残存するか否かを判定する残存パルス列判定部、390
は出力端である。
【0026】動作について説明する。まず、入力端31
0へ入力されたパルス列のTOAデータにはPRI変換
演算部330においてPRI変換が施される。このPR
I変換は、例えば、西口(三菱電機(株))、''パルス
繰り返し間隔推定のための新手法''、昭和58年度電子
情報通信学会情報・システム部門全国大会、に示されて
いる方法を用いる。この方法は、まず、入力データのT
OAを t1、t2、・・・、tN とし、入力パルス列をデル
タ関数の和で次式のように表わす。
【0027】
【数1】
【0028】PRI変換は関数 g(t) に対して次式で定
義されるような変換である。
【0029】
【数2】
【0030】これは上式(1)のパルス列に対しては以
下のような形になる。
【0031】
【数3】
【0032】このPRI変換は、連続時間での表現であ
るが、実際の計算機で行う離散時間でのPRI変換は後
でフローチャートを用いて詳述する。このPRI変換を
入力パルス列に施すと、入力パルス列に含まれている部
分パルス列のPRIのところにだけ鋭いピークがたつよ
うな変換結果が得られる。さらに、しきい値演算部35
0でPRI検出のための適当なしきい値を定める。しき
い値演算部350では、同時に検出可能なPRIの範囲
も求める。次に、PRI抽出部360で、そのしきい値
を越えるピーク値を検出するようにすれば、固定PRI
パルス列の検出可能な範囲にあるPRIがすべて検出さ
れる。このようにして検出されたPRIの値を利用し
て、固定PRIパルス列分離演算部370で、もとのパ
ルス列から該当する部分パルス列を分離する。この分離
のためには、例えば、特公平1−47936号公報に詳
しく示されているパルス繰り返し間隔フィルターを用い
る。残存パルス列判定部380では、調べたいPRIの
範囲と検出可能なPRIの範囲を比較し、もし検出可能
なPRIの範囲の方が狭ければ、すなわち、固定PRI
パルス列が残存する可能性があれば、残ったパルス列に
再びPRI変換演算部330でPRI変換を施し処理を
繰り返す。そうでなければ、残ったパルス列と共に出力
端390へ進む。
【0033】次に、実際の計算機で行う離散時間でのP
RI変換について説明する。図4は、PRI変換で用い
るPRIビンの説明図である。調べたいPRIの下限と
上限をそれぞれ、τmin、τmax と置く。PRI軸での
区間[τmin,τmax] を K 個に等分割し、分割された細
分区間をPRIビンと呼ぶ。各ビンの幅は次式(4)で
与えられる。
【0034】
【数4】
【0035】また、中心PRIは次式(5)で与えられ
る。
【0036】
【数5】
【0037】図5にはPRI変換の処理のフローチャー
トを示す。入力データのパルスのTOAを t1、 t2
…、 tN とする。PRI変換の処理は以下の手順で行
う。
【0038】(1)初期設定を行う(ステップS33
1)。すなわち、PRI変換 Dk(k =1, 2, … ,
K)をゼロクリアするとともに、パルスペアの右パルス
のパルス番号を m = 1 に設定する。
【0039】(2)パルスペアの右パルスのパルス番号
を更新する(ステップS332)。すなわち、m = m +
1を行う。
【0040】(3)終了判定を行う(ステップS33
3)。すなわち、m≦ NならばステップS334へ。そ
うでなければ終了する。
【0041】(4)パルスペアの左パルスのパルス番号
をn = m に設定する(ステップS334)。
【0042】(5)パルスペアの左パルスのパルス番号
を更新する(ステップS335)。すなわち、n =n−1
を行う。
【0043】(6)パルスペアの左パルスの終了判定を
行う(ステップS336)。すなわち、n ≧ 1 なら
ば、ステップS337へ。そうでなければステップS3
32へ。
【0044】(7)パルスペアの時間間隔を求める(ス
テップS337)。すなわち、τ=tm−tnを行う。
【0045】(8)時間間隔の大きさ判定1を行う(ス
テップS338)。すなわち、τ≧τmin ならばステッ
プS339へ。そうでなければステップS335へ。
【0046】(9)時間間隔の大きさ判定2を行う(ス
テップS339)。すなわち、τ≦τmax ならばステッ
プS340へ。そうでなければS332へ。
【0047】(10)τ軸上でのPRIビンの選出(ス
テップS340)。すなわち、PRIビンの番号kを次
式(6)で計算する。
【0048】
【数6】
【0049】ここで、[・] は Gaussの整数、すなわ
ち、(・) を越えない最大の整数を表わす。
【0050】(11)PRI変換の更新を行う(ステッ
プS341)。すなわち、次式(7)でPRI変換の値
を更新する。このあと、ステップS335へ戻る。
【0051】
【数7】
【0052】図3のしきい値演算部350で求めるしき
い値は、例えば次のような式にする。
【0053】
【数8】
【0054】ここで、T は観測時間で、最初と最後のパ
ルスのTOAの差から求める。αは調整可能なパラメー
タで、例えば 0.3 くらいの値にする。上のしきい値の
式(8)は、もし、全観測時間にわたってPRIがτk
のパルス列が存在すればPRI変換の価は理想的には、
次式(9)となることに基づく。
【0055】
【数9】
【0056】しきい値はτkの減少関数であるが、一
方、PRI変換のノイズフロアーはτkと共に減少はし
ない。したがって、τk がある大きさ(これをτlim
おく)になるとそこからはしきい値よりもノイズフロア
ーの値の方が大きな値をとってPRIの検出は不能にな
る。すなわち、[τmin,τlim] が検出可能範囲にな
る。
【0057】以上のようにして図2の固定PRIパルス
列検出・分離手段300で固定PRIパルス列がもとの
パルス列から除去されると、次に、残ったパルス列に対
して、スタガーパルス列検出・分離手段400でスタガ
ーパルス列の検出・分離処理が行われる。
【0058】図6にスタガーパルス列検出・分離手段の
内部構成を示したブロック図を示す。図において、41
0は入力端、430は3連パルスのヒストグラムを求め
る3連パルスヒストグラム演算部、450は適当なしき
い値の値を設定するとともに検出可能範囲を決定するし
きい値演算部、460はスタガーパルス列のPRIを抽
出するPRI抽出部、470は抽出されたPRIの値を
利用して、もとのパルス列から該当する部分パルス列を
分離するスタガーパルス列分離演算部、480はスタガ
ーパルス列が残存するか否かを判定する残存パルス列判
定部、490は出力端である。
【0059】なお、しきい値演算部350及びPRI抽
出部360は、3連パルスヒストグラム演算部330に
おいて得られたヒストグラムから複数のピークを検出
し、各ピークがパルス列の基本周期であるか否かを判定
するための判定手段を構成している。
【0060】次に、動作について説明する。入力端41
0に入力したパルス列は、3連パルスヒストグラム演算
部430で3連パルスのヒストグラムが計算される。3
連パルスのヒストグラムは、図1で説明したようなほぼ
等間隔のパルスの3つ組の個数をカウントするヒストグ
ラムである。このヒストグラムを作成する処理はあとで
詳述するが、得られるヒストグラムでは、スタガーパル
ス列の基本周期(フレーム周期12a)とその整数倍の
ところにするどいピークがたつ。しきい値演算部450
では スタガーのPRI(基本周期)検出のための適当
なしきい値を定める。しきい値演算部450では同時
に、検出可能なPRIの範囲も求める。次に、PRI抽
出部460で、そのしきい値を超える値を検出するよう
にすれば、スタガーパルス列の検出可能な範囲にあるP
RIがすべて検出される。PRI抽出部460で行う3
連パルスのヒストグラムからのPRI(基本周期)の検
出についてはあとでフローチャートを用いて詳述する。
このようにして検出されたPRIの値を利用して、スタ
ガーパルス列分離演算部470で、もとのパルス列から
該当する部分パルス列を分離する。この分離のために
は、例えば特公平1−47936号公報に詳しく示され
ているパルス繰り返し間隔フィルターを用いる。残存パ
ルス列判定部480では、調べたいPRIの範囲と検出
可能なPRIの範囲を比較し、もし検出可能なPRIの
範囲の方が狭ければ、すなわち、スタガーパルス列が残
存する可能性があれば、残ったパルス列に再び3連パル
スヒストグラム演算部430でヒストグラムを作り、処
理を繰り返す。そうでなければ、残ったパルス列と共に
出力端490へ進む。
【0061】図7に、3連パルスヒストグラム演算部4
30で行う、3連パルスのヒストグラム演算の処理の流
れを示すフローチャートを示す。このヒストグラムで用
いるPRIビンはPRI変換の場合の図4と同一であ
る。入力データのパルスのTOAを t1、 t2、 …、 tN
とする。3連パルスのヒストグラムの作成は以下の手
順で行う。
【0062】(1)まずはじめに、初期設定(ステップ
S431)を行う。すなわち、ヒストグラム Ek(k=
1, 2, … , K)をゼロクリアする。また、3連パル
スの中心パルスのパルス番号を m = 1 に設定する。
【0063】(2)3連パルスの中心パルスのパルス番
号を更新する(ステップS432)。すなわち、m = m
+ 1を行う。
【0064】(3)終了判定を行う(ステップS43
3)。すなわち、m≦N−1ならばステップS434へ。
そうでなければ終了。
【0065】(4)3連パルスの右パルスのパルス番号
を F = m + 1 に、左パルスのパルス番号をB = m に設
定する(ステップS434)。
【0066】(5)3連パルスの左パルスのパルス番号
を更新する(ステップS435)。すなわち、B = B−1
を行う。
【0067】(6)3連パルスの左パルスの終了判定を
行う(ステップS436)。すなわち、B ≧1 ならば、
ステップS437へ。そうでなければステップS432
へ。
【0068】(7)3連パルスの左ペア(後ろ向きパル
スペア)の時間間隔を求める(ステップS437)。す
なわち、τ= tm−tB
【0069】(8)時間間隔の大きさ判定1(ステップ
S438)を行う。すなわち、τ≧τmin ならばステッ
プS439へ。そうでなければステップS435へ。
【0070】(9)時間間隔の大きさ判定2(ステップ
S439)を行う。すなわち、τ≦τmax ならばステッ
プS440へ。そうでなければS432へ。
【0071】(10)3連パルスの右ペア(前向きパル
スペア)の時間間隔を求める(ステップS440)。す
なわち、τ’= tF−tmを行う。
【0072】(11)次に、時間間隔の大きさ判定3
(ステップS441)を行う。すなわち、τ’≧τ−Δ
τ/2ならばステップS445へ。そうでなければステッ
プS442へ。
【0073】(12)3連パルスの右パルスの終了判定
(ステップS442)を行う。すなわち、F = N ならば
ステップS435へ戻る。そうでなければ右パルスを F
= F+ 1 と更新(ステップS443)してステップS4
40へ。
【0074】(13)次に、時間間隔の大きさ判定4
(ステップS445)を行う。すなわち、τ’≦τ+Δ
τ/2ならばステップS446へ。そうでなければS43
5へ。
【0075】(14)τ軸上でのPRIビンの選出を行
う(ステップS446)。すなわち、PRIビンの番号
k を次式(10)で計算する。
【0076】
【数10】
【0077】ここで、[・] は Gauss の整数、すなわ
ち、(・) を越えない最大の整数を表わす。
【0078】(15)ヒストグラムの更新を行う(ステ
ップS447)。すなわち、次式(11)で3連パルス
のヒストグラムの値を更新する。そのあと、ステップS
435へ。
【0079】
【数11】
【0080】次に、図8に、上述のようにして求めた3
連パルスのヒストグラムからPRI(基本周期)を検出
する処理のフローチャートを示す。検出は以下のような
手順で行う。
【0081】(1)まず、しきい値の初期設定を行う
(ステップS461)。すなわち、次式(12)でしき
い値を設定する。
【0082】
【数12】
【0083】ここで、αはパラメータで、1.6 程度の
値を用いる。また、T は観測時間であり、最初のパルス
と最後のパルスのTOAの差から求める。
【0084】(2)ピークの検出を行う(ステップS4
62)。すなわち、Ek = 1, …,K のうち、Ek ≧A
k 、かつ 、Ek ≧max {Ek-1,Ek+1}(局所最大値)とな
るものを見つけ、それらを Ekp(p = 1, …, pmax
とおく。
【0085】(3)ピーク番号の初期設定を行う(ステ
ップS463)。すなわち、 p = 0とする。
【0086】(4)ピーク番号の更新を行う(ステップ
S464)。すなわち、p = p + 1とする。
【0087】(5)終了判定を行う(ステップS46
5)。すなわち、p ≦ pmax ならばステップS466
へ。そうでなければ終了。
【0088】(6)しきい値の更新を行う(ステップS
466)。すなわち、次式(13)でしきい値 Ak の値
を更新する。
【0089】
【数13】
【0090】(7)ピークの判定を行う(ステップS4
67)。すなわち、p番目のピーク値 Ekp が、更新され
たしきい値Akp を上回っているか否かを判定する。Ekp
≧Akpならば、ステップS468へ。そうでなければス
テップS464へ。
【0091】(8)次に、基本周期か否かの判定を行う
(ステップS468)。すなわち、すでに検出されてい
る基本周期のすべてについて、τkp がその整数倍にな
っているか否かの判定を行う。ある基本周期のほぼ整数
倍(j倍)になっていれば、τをτkp/j で置き換える
ことにより、基本周期の精度を上げる。もし、どの基本
周期の整数倍にもなっていなければ、τkp を新たな基
本周期として付け加える。このあとステップS464へ
戻る。
【0092】図2のスタガーパルス列検出・分離手段4
00でスタガーパルス列がもとのパルス列から除去され
ると、残ったパルス列に対してジッターパルス列検出・
分離手段500でジッターパルス列の検出・分離処理を
行う。
【0093】図9にジッターパルス列検出・分離手段5
00の内部構成を示したブロック図を示す。図におい
て、510は入力端、530は変形PRI変換を行う変
形PRI変換演算部、550は適当なしきい値の値を設
定するとともに検出可能範囲を決定するしきい値演算
部、560はジッターパルス列のPRIを抽出するPR
I抽出部、570は抽出されたPRIの値を利用して、
もとのパルス列から該当する部分パルス列を分離するジ
ッターパルス列分離演算部、580はジッターパルス列
が残存するか否かを判定する残存パルス列判定部、59
0は出力端である。
【0094】動作について説明する。入力端510に入
力したパルス列は、変形PRI変換演算部530で変形
PRI変換が計算される。変形PRI変換についてはあ
とで詳述するが、これから求められるPRIスペクトラ
ムには、ジッターパルス列の平均PRIのところにする
どいピークがたつ。しきい値演算部550ではジッター
パルス列のPRI検出のための適当なしきい値を定め
る。しきい値演算部550では同時に、検出可能なPR
Iの範囲も求める。次に、PRI抽出部560で、その
しきい値を超える値を検出するようにすれば、ジッター
パルス列の検出可能な範囲にあるPRIがすべて検出さ
れる。このようにして検出されたPRIの値を利用し
て、ジッターパルス列分離演算部570で、もとのパル
ス列から該当する部分パルス列を分離する。この分離の
ためには、例えば特公平1−47936号公報に詳しく
示されているパルス繰り返し間隔フィルターを用いる。
残存パルス列判定部580では、調べたいPRIの範囲
と検出可能なPRIの範囲を比較し、もし検出可能なP
RIの範囲の方が狭ければ、すなわち、ジッターパルス
列が残存する可能性があれば、残ったパルス列に再び変
形PRI変換演算部530でPRIスペクトルを作り、
処理を繰り返す。そうでなければ、出力端590へ進
む。
【0095】ジッターパルス列に対しては、先に述べた
PRI変換ではうまくPRIのところにピークをたたせ
ることができないが、これから述べる変形PRI変換で
はジッターパルス列であってもその平均PRIのところ
にピークがたつようにできる。
【0096】変形PRI変換は、PRI変換のPRIビ
ンをオーバーラップさせ、時間原点の移動を行うように
したものである。
【0097】図10は変形PRI変換で用いるPRIビ
ンの説明図である。調べたいPRIの下限と上限をそれ
ぞれ、τmin、τmax と置く。 PRI軸での区間 [τ
min,τmax] 内のPRIビンの個数をKとし、PRIの
揺らぎの大きさの上限をεとする(εは片側で表現す
る。例えばPRIの揺らぎの上限がピーク・ツー・ピー
クで30%であったとするとε= 0.15 となる)。各P
RIビンの中心PRIの値τk とビンの幅 bk は次式
(14)のように決める。
【0098】
【数14】
【0099】
【数15】
【0100】図11には変形PRI変換の処理のフロー
チャートを示す。入力データのパルスのTOAを t1
t2、 …、 tNとする。変形PRI変換の処理の手順は以
下のように行う。
【0101】(1)初期設定を行う(ステップS53
1)。すなわち、PRI変換 Dk(k= 1、 2、 … 、
K)をゼロクリアする。また、パルスペアの右パルスの
パルス番号を m = 1 に設定する。
【0102】(2)パルスペアの右パルスのパルス番号
を更新する(ステップS532)。すなわち、m = m +
1とする。
【0103】(3)終了判定を行う(ステップS53
3)。すなわち、m≦Nならばステップ534 へ。そう
でなければ終了。
【0104】(4)パルスペアの左パルスのパルス番号
を n = m に設定する。(ステップS534)。
【0105】(5)パルスペアの左パルスのパルス番号
を更新する(ステップS535)。すなわち、n = n−
1。
【0106】(6)パルスペアの左パルスの終了判定を
行う(ステップ 536)。すなわち、n ≧ 1 ならば、
ステップS537へ。そうでなければステップS532
へ。
【0107】(7)パルスペアの時間間隔を求める(ス
テップ 537)。すなわち、τ=tm−tnを行う。
【0108】(8)時間間隔の大きさ判定1を行う(ス
テップS538)。すなわち、τ≧τmin ならば、ステ
ップS539へ。そうでなければステップS535へ。
【0109】(9)時間間隔の大きさ判定2を行う(ス
テップS539)。すなわち、τ≦τmax ならば、ステ
ップS540へ。そうでなければステップS532へ。
【0110】(10)τ軸上でのPRIビンの選定を行
う(ステップS540)。すなわち、PRIビンの下限
k1 と上限 k2 を次式で計算する。
【0111】
【数16】
【0112】ここで、[・] は Gauss の整数、すなわ
ち、(・) を越えない最大の整数を表わす。
【0113】(11)PRI変換の更新を行う(ステッ
プS541)。すなわち、k = k1,…, k2 について以
下の処理を行う。
【0114】1)時間原点の初期設定を行う。すなわ
ち、PRIビンkが最初に使われる場合に限ってOk = t
m とする。
【0115】2)位相の予備計算と分解を行う。位相η
0を次式で求め、それを整数部分νと小数部分ζに分解
する。
【0116】
【数17】
【0117】3)時間原点の移動を行う。すなわち、次
の条件のいずれかが満たされるとき、時間原点を移動し
て、tm をあらたな時間原点とする。
【0118】
【数18】
【0119】4)位相の計算を行う。次式(19)で新
たな時間原点のもとでの位相を計算する。
【0120】
【数19】
【0121】5)PRI変換の価の更新を行う。次式
(20)でPRI変換の価を更新する。このあと、ステ
ップ532へ。
【0122】
【数20】
【0123】図12乃至図15にはこの実施の形態によ
る発明の効果を示す。
【0124】図12は、本発明のパルス列分離装置への
入力パルスデータの説明図である。図12において、6
1(出力1)と62(出力2)はスタガーパルス列、6
3(出力3)と65(出力5)はジッターパルス列、6
4(出力4)と66(出力6)は固定PRIパルス列、
67は61(出力1)から66(出力6)までの6つの
パルス列が重なりあった複合パルス列である。本発明の
パルス列分離装置へは、複合パルス列67が入力する。
【0125】図13は、図2の固定PRIパルス列検出
・分離手段300で固定PRIパルス列が検出され分離
される様子を示した図である。図13において、71は
固定PRIパルス列検出・分離手段300への入力パル
ス列、72はPRI変換と検出結果を示すグラフ、77
と78は分離されたパルス列を表わす。71の入力パル
ス列が図3のPRI変換演算部330へ入力されると、
図5にフローチャートを示したPRI変換により、73
のようなPRIスペクトルが得られる。しきい値演算部
350で求めたしきい値74とPRIスペクトル73と
の比較をPRI抽出部360で行うことにより、75
(ピーク1)及び76(ピーク2)の2つのPRIが検
出される。検出されたPRIをもとに、固定PRIパル
ス列分離演算部370により、もとのパルス列71から
抜き出したパルス列が77と78である。75のピーク
1は77のパルス列に対応し、76のピーク2は78の
パルス列に対応する。
【0126】図14は、図2のスタガーパルス列検出・
分離手段400でスタガーパルス列が検出され分離され
る様子を示した図である。図14において、81はスタ
ガーパルス列検出・分離手段400への入力パルス列、
82は3連パルスのヒストグラムと検出結果を示すグラ
フ、87と88は分離されたパルス列を表わす。81の
入力パルス列が、図6の3連パルスヒストグラム演算部
430へ入力されると、図7にフローチャートを示した
3連パルスのヒストグラムの処理により、83のような
ヒストグラムが得られる。このヒストグラム83としき
い値84との比較により、85(ピーク1)及び86
(ピーク2)の2つのPRIが検出される。検出された
PRIをもとに、もとのパルス列81から抜き出したパ
ルス列が87と88である。85のピーク1は87のパ
ルス列に対応し、86のピーク2は88のパルス列に対
応する。
【0127】図15は、図2のジッターパルス列検出・
分離手段500でジッターパルス列が検出され分離され
る様子を示した図である。図15において、91はジッ
ターパルス列検出・分離手段500への入力パルス列、
92は変形PRI変換と検出結果を示すグラフ、97と
98は分離されたパルス列を表わす。91の入力パルス
列が図9の変形PRI変換演算部530へ入力される
と、図11にフローチャートを示した変形PRI変換の
処理により、93のようなPRIスペクトルが得られ
る。このPRIスペクトル93としきい値94との比較
により、95(ピーク1)及び96(ピーク2)の2つ
のPRIが検出される。検出されたPRIをもとにもと
のパルス列91から抜き出したパルス列が97と98で
ある。95のピーク1は97のパルス列に対応し、96
のピーク2は98のパルス列に対応する。
【0128】以上のように、本発明のパルス列分離装置
によれば、PRI変換を用いる固定PRIパルス列検出
・分離手段300と、3連パルスのヒストグラムを用い
るスタガーパルス列検出・分離手段400と、変形PR
I変換を用いるジッターパルス列検出・分離手段を備え
て、PRIの種類ごとに該当するパルス列を段階的に検
出・分離するようにしたので、信号源の数が多い場合
や、固定PRI以外の複雑なPRIのパターンを有する
信号源まで含めて、信号源のPRIを正確に推定し、精
度良く、各パルス列を検出・分離できるという効果があ
る。
【0129】
【発明の効果】この発明は、複数の信号源からのパルス
列が重なり合った複合パルス列の各パルスの到着時間
(TOA)データに基づき、固定パルス繰り返し間隔
(PRI)を有する固定PRIパルス列を検出する固定
PRIパルス列検出手段と、検出された固定PRIパル
ス列をもとの複合パルス列から分離するとともに、分離
後の残りのパルス列を出力する固定PRIパルス列分離
手段と、固定PRIパルス列分離手段から出力される残
りのパルス列から、複合パルス列の各パルスの到着時間
(TOA)データに基づき、スタガーパルス列を検出す
るスタガーパルス列検出手段と、検出されたスタガーパ
ルス列を残りのパルス列から分離するとともに、分離後
の固定PRIパルス列及びスタガーパルス列を含まない
第二の残りのパルス列を出力するスタガーパルス列分離
手段と、スタガーパルス列分離手段から出力される第二
の残りのパルス列から、複合パルス列の各パルスの到着
時間(TOA)データに基づき、ジッターパルス列を検
出するジッターパルス列検出手段と、検出されたジッタ
ーパルス列を第二の残りのパルス列から分離するジッタ
ーパルス列分離手段と、を備えたパルス列分離装置であ
るので、PRIの種類ごとに該当するパルス列を段階的
に検出・分離するようにしたので、信号源の数が多い場
合や、固定PRI以外の複雑なPRIのパターンを有す
る信号源まで含めて、信号源のPRIを正確に推定し、
精度良く、各パルス列を検出・分離できるという効果が
ある。
【0130】また、固定PRIパルス列検出手段が、P
RI変換を用いて検出を行うようにしたので、複合パル
ス列に含まれている部分パルス列のPRIだけをピーク
として抽出できるので、PRIを明確に識別することが
できるという効果がある。
【0131】また、スタガーパルス列検出手段が、等間
隔に並ぶ3つのパルスからなる3連パルスの集合に対し
てそのパルス繰り返し間隔のヒストグラムを求める3連
パルスヒストグラム演算部と、得られたヒストグラムか
ら複数のピークを検出し、各ピークがパルス列の基本周
期であるか否かを判定する判定部と、を備えているの
で、得られるヒストグラムでは、スタガーパルス列の基
本周期とその整数倍のところにするどいピークがたつの
で、スタガーパルスの基本周期を明確に識別することが
できるという効果がある。
【0132】また、ジッターパルス列検出手段が、オー
バーラップしたPRIビンを持ち、時間原点の移動を行
う、変形PRI変換を用いるようにしたので、ジッター
パルス列の平均PRIのところにするどいピークがたつ
ので、ジッターパルス列の平均PRIを明確に識別する
ことができるという効果がある。
【0133】また、この発明は、複数の信号源からのパ
ルス列が重なり合った複合パルス列の各パルスの到着時
間(TOA)データに基づき、固定パルス繰り返し間隔
(PRI)を有する固定PRIパルス列を検出する固定
PRIパルス列検出工程と、検出された固定PRIパル
ス列をもとの複合パルス列から分離するとともに、分離
後の残りのパルス列を出力する固定PRIパルス列分離
工程と、固定PRIパルス列分離手段から出力される残
りのパルス列から、複合パルス列の各パルスの到着時間
(TOA)データに基づき、スタガーパルス列を検出す
るスタガーパルス列検出工程と、検出されたスタガーパ
ルス列を残りのパルス列から分離するとともに、分離後
の固定PRIパルス列及びスタガーパルス列を含まない
第二の残りのパルス列を出力するスタガーパルス列分離
工程と、スタガーパルス列分離手段から出力される第二
の残りのパルス列から、複合パルス列の各パルスの到着
時間(TOA)データに基づき、ジッターパルス列を検
出するジッターパルス列検出工程と、検出されたジッタ
ーパルス列を第二の残りのパルス列から分離するジッタ
ーパルス列分離工程と、を備えたパルス列分離方法であ
るので、PRIの種類ごとに該当するパルス列を段階的
に検出・分離するようにしたので、信号源の数が多い場
合や、固定PRI以外の複雑なPRIのパターンを有す
る信号源まで含めて、信号源のPRIを正確に推定し、
精度良く、各パルス列を検出・分離できるという効果が
ある。
【0134】また、固定PRIパルス列検出工程におい
て、PRI変換を用いて検出を行うようにしたので、複
合パルス列に含まれている部分パルス列のPRIだけを
ピークとして抽出できるので、PRIを明確に識別する
ことができるという効果がある。
【0135】また、スタガーパルス列検出工程が、等間
隔に並ぶ3つのパルスからなる3連パルスの集合に対し
てそのパルス繰り返し間隔のヒストグラムを求める3連
パルスヒストグラム演算ステップと、得られたヒストグ
ラムから複数のピークを検出し、各ピークがパルス列の
基本周期であるか否かを判定する判定ステップと、を備
えているので、得られるヒストグラムでは、スタガーパ
ルス列の基本周期とその整数倍のところにするどいピー
クがたつので、スタガーパルスの基本周期を明確に識別
することができるという効果がある。
【0136】また、ジッターパルス列検出工程におい
て、オーバーラップしたPRIビンを持ち、時間原点の
移動を行う、変形PRI変換を用いるようにしたので、
ジッターパルス列の平均PRIのところにするどいピー
クがたつので、ジッターパルス列の平均PRIを明確に
識別することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 PRIの種類を説明した説明図である。。
【図2】 本発明の実施の形態1にかかわるパルス列分
離装置の構成を示すブロック図である。
【図3】 この発明の実施の形態1にかかわるパルス列
分離装置における固定PRIパルス列検出・分離手段の
内部構成を示すブロック図である。
【図4】 この発明の実施の形態1にかかわるパルス列
分離装置における固定PRIパルス列検出・分離手段の
中で用いるPRI変換に関するPRIビンの説明図であ
る。
【図5】 この発明の実施の形態1にかかわるパルス列
分離装置における固定PRIパルス列検出・分離手段の
中で用いるPRI変換のフローチャートである。
【図6】 この発明の実施の形態1にかかわるパルス列
分離装置におけるスタガーパルス列検出・分離手段の内
部構成を示すブロック図である。
【図7】 この発明の実施の形態1にかかわるパルス列
分離装置におけるスタガーパルス列検出・分離手段の中
で用いる3連パルスのヒストグラムのフローチャートで
ある。
【図8】 この発明の実施の形態1にかかわるパルス分
離装置におけるスタガーパルス列検出・分離手段の中で
用いる3連パルスのヒストグラムからの基本周期検出の
フローチャートである。
【図9】 この発明の実施の形態1にかかわるパルス列
分離装置におけるジッターパルス列検出・分離手段の内
部構成を示すブロック図である。
【図10】 この発明の実施の形態1にかかわるパルス
列分離装置におけるジッターパルス列検出・分離手段の
中で用いる変形PRI変換に関するPRIビンの説明図
である。
【図11】 この発明の実施の形態1にかかわるパルス
列分離装置におけるジッターパルス列検出・分離手段の
中で用いる変形PRI変換のフローチャートである。
【図12】 この発明の実施の形態1にかかわるパルス
列分離装置への入力パルス列の説明図である。
【図13】 この発明の実施の形態1にかかわるパルス
列分離装置における固定PRIパルス列検出・分離手段
での処理結果を示す図である。
【図14】 この発明の実施の形態1にかかわるパルス
列分離装置におけるスタガーパルス列検出・分離手段で
の処理結果を示す図である。
【図15】 この発明の実施の形態1にかかわるパルス
列分離装置におけるジッターパルス列検出・分離手段で
の処理結果を示す図である。
【図16】 従来のパルス列分離装置の動作を示すフロ
ーチャートである。
【符号の説明】
11 固定PRIパルス列、12 スタガーパルス列、
13 ジッターパルス列、61,62 スタガーパルス
列、63,65 ジッターパルス列、64,66 固定
PRIパルス列、67 複合パルス列、71 固定PR
Iパルス列検出・分離手段への入力パルス列、72 P
RI変換と検出結果、73 PRIスペクトル、74
PRIスペクトルのしきい値、75,76 検出された
固定PRIパルス列のPRI、77,78 分離された
固定PRIパルス列、81 スタガーパルス列検出・分
離手段への入力パルス列、82 3連パルスのヒストグ
ラムと検出結果、83 3連パルスのヒストグラム、8
4 ヒストグラムのしきい値、85,86 検出された
スタガーパルス列のPRI、87,88 分離されたス
タガーパルス列、91 ジッターパルス列検出・分離手
段への入力パルス列、92 変形PRI変換と検出結
果、93 PRIスペクトル、94 PRIスペクトル
のしきい値、95,96 検出されたジッターパルス列
のPRI、97,98 分離されたジッターパルス列、
100 広帯域受信機、200 パルスTOAデータの
入力端、300 固定PRIパルス列検出・分離手段、
400スタガーパルス列検出・分離手段、500 ジッ
ターパルス列検出・分離手段、600 出力端、310
固定PRIパルス列検出・分離手段への入力端、33
0 PRI変換演算部、350 しきい値演算部、36
0 固定PRIパルス列のPRI抽出部、370 固定
PRIパルス列分離演算部、380 残存パルス列判定
部、390 固定PRIパルス列検出・分離手段からの
出力端、410スタガーパルス列検出・分離手段への入
力端、430 3連パルスヒストグラム演算部、450
しきい値演算部、460 スタガーパルス列のPRI
抽出部、470 スタガーパルス列分離演算部、480
残存パルス列判定部、490スタガーパルス列検出・
分離手段からの出力端、510 ジッターパルス列検出
・分離手段への入力端、530 変形PRI変換演算
部、550 しきい値演算部、560 ジッターパルス
列のPRI抽出部、570 ジッターパルス列分離演算
部、580 残存パルス列判定部、590 ジッターパ
ルス列検出・分離手段からの出力端。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の信号源からのパルス列が重なり合
    った複合パルス列の各パルスの到着時間(TOA)デー
    タに基づき、固定パルス繰り返し間隔(PRI)を有す
    る固定PRIパルス列を検出する固定PRIパルス列検
    出手段と、 検出された上記固定PRIパルス列をもとの上記複合パ
    ルス列から分離するとともに、分離後の残りのパルス列
    を出力する固定PRIパルス列分離手段と、 上記固定PRIパルス列分離手段から出力される上記残
    りのパルス列から、上記複合パルス列の各パルスの到着
    時間(TOA)データに基づき、スタガーパルス列を検
    出するスタガーパルス列検出手段と、 検出されたスタガーパルス列を上記残りのパルス列から
    分離するとともに、分離後の固定PRIパルス列及びス
    タガーパルス列を含まない第二の残りのパルス列を出力
    するスタガーパルス列分離手段と、 上記スタガーパルス列分離手段から出力される上記第二
    の残りのパルス列から、上記複合パルス列の各パルスの
    到着時間(TOA)データに基づき、ジッターパルス列
    を検出するジッターパルス列検出手段と、 検出された上記ジッターパルス列を上記第二の残りのパ
    ルス列から分離するジッターパルス列分離手段と、 を備えたことを特徴とするパルス列分離装置。
  2. 【請求項2】 上記固定PRIパルス列検出手段が、P
    RI変換を用いて検出を行うことを特徴とする請求項1
    記載のパルス列分離装置。
  3. 【請求項3】 上記スタガーパルス列検出手段が、 等間隔に並ぶ3つのパルスからなる3連パルスの集合に
    対してそのパルス繰り返し間隔のヒストグラムを求める
    3連パルスヒストグラム演算部と、 得られた上記ヒストグラムから複数のピークを検出し、
    各ピークがパルス列の基本周期であるか否かを判定する
    判定部と、 を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載のパ
    ルス列分離装置。
  4. 【請求項4】 上記ジッターパルス列検出手段が、オー
    バーラップしたPRIビンを持ち、時間原点の移動を行
    う、変形PRI変換を用いることを特徴とする請求項1
    ないし3のいずれかに記載のパルス列分離装置。
  5. 【請求項5】 複数の信号源からのパルス列が重なり合
    った複合パルス列の各パルスの到着時間(TOA)デー
    タに基づき、固定パルス繰り返し間隔(PRI)を有す
    る固定PRIパルス列を検出する固定PRIパルス列検
    出工程と、 検出された上記固定PRIパルス列をもとの上記複合パ
    ルス列から分離するとともに、分離後の残りのパルス列
    を出力する固定PRIパルス列分離工程と、 上記固定PRIパルス列分離手段から出力される上記残
    りのパルス列から、上記複合パルス列の各パルスの到着
    時間(TOA)データに基づき、スタガーパルス列を検
    出するスタガーパルス列検出工程と、 検出された上記スタガーパルス列を上記残りのパルス列
    から分離するとともに、分離後の固定PRIパルス列及
    びスタガーパルス列を含まない第二の残りのパルス列を
    出力するスタガーパルス列分離工程と、 上記スタガーパルス列分離手段から出力される上記第二
    の残りのパルス列から、上記複合パルス列の各パルスの
    到着時間(TOA)データに基づき、ジッターパルス列
    を検出するジッターパルス列検出工程と、 検出された上記ジッターパルス列を上記第二の残りのパ
    ルス列から分離するジッターパルス列分離工程と、を備
    えたことを特徴とするパルス列分離方法。
  6. 【請求項6】 上記固定PRIパルス列検出工程におい
    て、PRI変換を用いて検出を行うことを特徴とする請
    求項5記載のパルス列分離方法。
  7. 【請求項7】 上記スタガーパルス列検出工程が、等間
    隔に並ぶ3つのパルスからなる3連パルスの集合に対し
    てそのパルス繰り返し間隔のヒストグラムを求める3連
    パルスヒストグラム演算ステップと、 得られた上記ヒストグラムから複数のピークを検出し、
    各ピークがパルス列の基本周期であるか否かを判定する
    判定ステップと、 を備えたことを特徴とする請求項5または6に記載のパ
    ルス列分離方法。
  8. 【請求項8】 上記ジッターパルス列検出工程におい
    て、オーバーラップしたPRIビンを持ち、時間原点の
    移動を行う、変形PRI変換を用いることを特徴とする
    請求項5ないし7のいずれかに記載のパルス列分離方
    法。
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