JP2001208835A

JP2001208835A - レーダ信号処理装置

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Publication number: JP2001208835A
Application number: JP2000018586A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Fujii; 秀彦藤井; Naoto Shibazaki; 直人芝崎; Takashi Kakimoto; 隆柿元; Masaya Takase; 雅也高瀬
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-01-27
Filing date: 2000-01-27
Publication date: 2001-08-03
Anticipated expiration: 2020-01-27
Also published as: JP3520016B2

Abstract

(57)【要約】【課題】レーダ信号処理において、誤警報確率（Ｐｆ
ａ）を維持したまま探知確率（Ｐｄ）を向上させ、且つ
クラッタを抑圧する。【解決手段】パワーロスの少ないパルス圧縮を使用す
ることにより、Ｐｄを向上させる。また、様々な並列処
理の相関をとることにより、Ｐｆａを保ったまま、Ｐｄ
を向上させることができる。さらに、クラッタの性質に
応じたＣＦＡＲ係数を選ぶことにより、Ｐｄを保ったま
まクラッタ抑圧ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーダ信号処理装置
に関わり、特に、パルスレーダの信号処理において、Ｓ
／Ｎ比を改善するとともに、クラッタを抑圧する技術に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３は、例えば特開平３−１８０７９
２号公報に記載された、従来のレーダ信号処理装置（従
来例１）の機能ブロック図である、この図において、４
０１はローパスフィルタ（ＬＰＦ）、４０２ａはクラッ
タマップ更新フィルタ、４０２ｂはクラッタマップメモ
リ、４０２ｃは０ドップラ信号ターゲット検出回路、４
２１はスレッショルド平均化セル制御回路、４０３はＭ
ＴＩ（移動ターゲット指示）回路、４０４はドップラフ
ィルタ、４２０は定誤警報率（ＣＦＡＲ）回路、４０６
はターゲット検出判定回路である。

【０００３】次に、この従来例１の動作について説明す
る。装置で受信されたレーダ信号は、ローパスフィルタ
４０１によって０ドップラ信号成分が取り出され、この
０ドップラ信号成分はクラッタマップ更新フィルタ４０
２ａにより或る一定時間の信号レベルが平均化され、ア
ジマス（方位）、レンジビン毎にクラッタマップメモリ
４０２ｂに格納される。この際、クラッタマップ更新フ
ィルタ４０２ａでは一定期間経過すると内容が更新さ
れ、順次新しい平均値が求められる。クラッタマップメ
モリ４０２ｂからの出力は０ドップラ信号ターゲット検
出回路４０２ｃにおいて、予め設定されているスレッシ
ョルドより大きくなれば、ターゲット検出判定回路４０
６に送られ、さらにここでもスレッショルドより大きけ
れば、ターゲット（目標）として検出される。一方、レ
ーダ信号は、ＭＴＩ回路４０３にも送られて、ここでノ
ン０（非零）ドップラ信号とされてドップラフィルタ４
０４に供給され、ドップラバンク毎にＳ／Ｎ比が向上さ
れ、各ドップラバンク毎にＣＦＡＲ回路４２０に送ら
れ、定誤警報率（ＣＦＡＲ）スレッショルドを越えるも
のについては、ターゲット判定回路４０６に送られる。
但し、ドップラバンク毎にＳ／Ｎ比が向上される際に、
クラッタマップに応じたウェイトが掛けられるので、周
波数軸のドップラサイドローブのレベルを制御すること
ができる。スレッショルド平均化セル制御回路４２１で
は、クラッタマップメモリ４０２ｂからの出力からクラ
ッタを判定し、クラッタと判定されたレンジビンについ
ては、もしそのレンジビンが、ＣＦＡＲ回路４２０のリ
ファレンスセルに該当するときには、そのリファレンス
セルの値をブランク値に置き換え、もしそのレンジビン
が注目セルの場合には、ＣＦＡＲ回路４２０のスレッシ
ョルドを強制的に小さくする制御を、ＣＦＡＲ回路４２
０に対して行う。

【０００４】また、図１４は、例えば特開平１０−１９
７６２４号公報に示された他の従来装置（従来例２）の
機能ブロック図である。この図において、５１１は受信
信号記憶器、５０９は受信データ圧縮器、５１０は最大
信号検出器、５１４は不要信号除去器、５１３は推定受
信データ生成器である。

【０００５】次に、この従来例２の動作について説明す
る。まず、受信信号は受信信号記憶器５０１に入力され
て、そこで受信信号が記憶されると共に、受信データ圧
縮器５０９に出力される。受信データ圧縮器５０９で
は、送信変調信号と、受信信号除去器５１１からのデー
タとによりデータ圧縮を実施し、最大信号検出器５１０
に出力する。最大信号検出器５１０では、そのときのデ
ータのなかで最大の信号を検出して、推定受信データ生
成器５１３へ送る。推定受信データ生成器５１３では、
最大信号の位置と振幅及び位相と送信変調信号から最大
信号の推定受信データを作成し、不要信号除去器５１４
に送る。不要信号除去器５１４は、最大信号の推定受信
データを、既に記憶されている受信信号を受信信号記憶
器５１１から引き出した受信データから減算処理をし
て、最大信号の受信データのデータ圧縮前データを除い
た信号を生成し、それを改めて、受信信号記憶器５１１
に記憶させる。以上のループを所要の出力電力が得られ
るまで繰り返すことにより、大信号のレンジサイドロー
ブに埋もれた小信号の検出を容易にする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例１の装置は
以上のように構成されているので、積分（ＦＦＴ）によ
るＳ／Ｎ比の改善によってしか、検出率、誤警報確率を
改善することができなかった。また、クラッタに関して
は、０ドップラ付近のクラッタしか抑圧できず、そのた
めウェザー（天候）クラッタやシー（海洋）クラッタの
ような０ドップラ以外に存在するクラッタの抑圧のため
には、それ専用のクラッタマップ作成回路を備えなけれ
ばならなかった。さらに、この従来例１では、クラッタ
に応じたドップラサイドローブは選べても、制御がレン
ジビン毎なので処理負荷が重く、ＣＦＡＲ装置では、ク
ラッタの性質に応じたＣＦＡＲを行っていなかったた
め、誤警報確率（以下、Ｐｆａと称す）を低くするため
には、探知確率（以下、Ｐｄと称す）も低下していた。

【０００７】また、上記従来例２の装置も以上のように
構成されているので、レンジサイドローブに埋もれた小
信号を検出するまでに１つの信号に対し何度もループを
回さなければならず、処理負荷が重かった。

【０００８】本発明は上述したような問題点を解消する
ためになされたもので、複数の処理の総合判断により目
標検出処理をすることにより、Ｓ／Ｎ比を改善すること
ができ、さらに様々なドップラ周波数を持つクラッタに
ついては、クラッタの性質に応じた検出処理をすること
により、探知確率（Ｐｄ）を低下させずに、誤警報確率
（Ｐｆａ）を低く抑えることができるレーダ信号処理装
置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の側面によるレーダ信号処理装置は、
パワーロスが少ないウェイティングのパルス圧縮機能
と、パルス圧縮により生じるレンジサイドローブを抑え
るために、上記ウェイティングで決まるレンジサイドロ
ーブのパターンに起因するプロットを抑圧する機能とを
有する。また、本発明の第２の側面によるレーダ信号処
理装置は、クラッタフリー領域での検出率を上げるた
め、検出スレッショルドを所望の誤警報確率（Ｐｆａ）
より下げたヒット間振幅差検定系統と、通常のコヒーレ
ント積分（ＣＩＮＴ）機能に続き、検出スレッショルド
を所望の誤警報確率より下げた定誤警報率（ＣＦＡＲ）
処理を同時に行う系統と、の２つの信号処理系統を有
し、それら２系統の出力の論理和をとることにより、所
望の誤警報確率を満たしつつ、検出性能を改善する機能
と、を有する。さらに、本発明の第３の側面によるレー
ダ信号処理装置は、コヒーレント積分（ＣＩＮＴ）処理
系統での定誤警報率（ＣＦＡＲ）処理のリファレンスセ
ルの平均値から、ドップラ毎のクラッタマップを作成す
る機能と、ドップラ毎のクラッタマップからクラッタの
特性を分析する機能と、その分析結果から、クラッタエ
リアのデジタルパルスドップラ（ＤＰＤ）処理と、異な
るコヒーレント・パルス・インタバル（ＣＰＩ）の検出
系の検出後の振幅を加算処理するＮＣＩＮＴ処理との組
合せを制御してクラッタ中の目標検出性能を向上させる
機能と、を有する。さらにまた、本発明の上記第３の側
面によるレーダ信号処理装置は、前記クラッタ分析にお
いて、クラッタの振幅分布の検定を行い、当該エリアの
クラッタ分布に適応した定誤警報率（ＣＦＡＲ）係数を
制御することにより、クラッタ抑圧性能を向上させる機
能を更に有する。また、本発明の第４の側面によるレー
ダ信号処理装置は、目標の振幅が大きくなる可能性が大
きい近距離では、通常のパワーロスの大きなウェイティ
ングのパルス圧縮を行う機能と、目標の振幅が大きくな
る可能性が小さい遠方では、パワーロスが少ないウェイ
ティングのパルス圧縮を行う機能と、を有し、レンジサ
イドローブに起因するプロットの抑圧機能を省略したも
のである。さらに、本発明の第１の側面によるレーダ信
号処理装置は、レンジサイドローブに起因するプロット
の抑圧機能として、位置情報、振幅情報だけでなく、位
相情報により、真の目標の位相及び真の目標のドップラ
と同じ位相及びドップラを持つものをレンジサイドロー
ブとして棄却する回路を設けることにより、レンジサイ
ドローブの抑圧性能をより改善するものである。さらに
また、本発明の第２の側面によるレーダ信号処理装置
は、同一コヒーレント・パルス・インタバル（ＣＰＩ）
内のデータで処理を行う代わりに、異なるＣＰＩの間の
相関処理として、異なるＣＰＩの検出処理系のうち、ど
ちらか一方が検出されれば検出有りとする２中１検定処
理を行うことにより検出率を改善するものである。ま
た、本発明の第２の側面によるレーダ信号処理装置は、
異なるＣＰＩの検出系のうち、両系とも検出していれ
ば、検出有りとし、一方の検出系のみ検出していれば、
さらにスレッショルドを設けてそれを通過すれば、検出
有りとすることにより検出率を改善するものである。さ
らに、本発明の第２の側面によるレーダ信号処理装置
は、異なるＣＰＩの検出系の検出後の振幅を加算処理す
るＮＣＩＮＴ処理をすることにより検出率を改善するも
のである。さらにまた、本発明の第２の側面によるレー
ダ信号処理装置は、異なるＣＰＩの検出系に対し、前記
２中１検定処理と前記ＮＣＩＮＴ処理とを両方行い、さ
らにその結果に対して前記２中１検定処理を行うことに
より検出率を改善するものである。また、、本発明の第
２の側面によるレーダ信号処理装置は、異なるＣＰＩの
検出系に対し、該異なるＣＰＩの検出系の検出後の振幅
を加算処理するＮＣＩＮＴ処理の結果と、前記ＮＣＩＮ
Ｔ処理を施さない、そのままの検出処理系の結果とを、
仰角、方位によって切り替えることにより検出率を改善
するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて添付図面を参照して説明する。

【００１１】実施の形態１．図１は、この発明の実施の
形態１に係るレーダ信号処理装置の概略構成を示す機能
ブロック図である。図１において、１はパワーロスの少
ないウェイティングのパルス圧縮（以下、ＬＯＷ−ＬＯ
ＳＳＰＣと称す）回路、２〜７はノーマル系の検出回
路で、２はコヒーレント積分（ＣＩＮＴ）回路、３はＣ
ＦＡＲ（定誤警報率）回路、４はＣＦＡＲ回路３におい
てリファレンスセルの平均値を利用して作成するドップ
ラ毎のクラッタマップ、５はドップラ毎のクラッタマッ
プ４から、クラッタのドップラの広がり、大きさを分析
するクラッタ分析回路、６はノーマル系における、コヒ
ーレント積分回路２及びＣＦＡＲ回路３によるＣＩＮＴ
（コヒーレント積分）検出と、後述するヒット間振幅差
検定回路７によるヒット間振幅差検定検出との双方が検
出された場合のみ検出出力を発生するＡＮＤ回路、７は
ヒット間の振幅差に注目して、ノイズから目標を分離す
るヒット間振幅差検定回路、８〜１１はクラッタ領域に
対して有効なＭＴＩ系の検出処理であり、８はＭＴＩ
（移動標的指示）回路、９はＤＰＤ（デジタルパルスド
ップラ）回路、１０はＣＦＡＲ（定誤警報率）回路、１
１は異なるＣＰＩの検出系の検出後の振幅を加算処理す
るＮＣＩＮＴ回路であり、１２は、クラッタ分析回路５
の分析結果によりクラッタ領域に対しては８〜１１のＭ
ＴＩ系の処理結果を、クラッタフリーエリアにおいて
は、２〜７のノーマル系の処理結果を選択する。１３
は、ＬＯＷ−ＬＯＳＳＰＣ回路１によりレンジサイド
ローブが十分には抑圧されてないので、レンジサイドロ
ーブのパターンに応じて検出されるレンジサイドローブ
プロットを抑圧するレンジサイドローブプロット抑圧回
路である。

【００１２】受信機から信号がＬＯＷ−ＬＯＳＳＰＣ
回路１に入力され、パルス圧縮される。図２にリニアチ
ャープ式パルス圧縮回路の例を示す。図２において、１
４は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）回路、１５は逆高速フ
ーリエ変換（ＩＦＦＴ）回路、１６はウェイティング、
１７は送信時に使用したチャープ波形の共役複素のチャ
ープ波形を表す逆チャープデータである。ノーウェイト
のリニアチャープ式のパルス圧縮では、レンジサイドロ
ーブは、図３に示すように、信号のピークから約１３ｄ
Ｂダウンであるので、大きなＳ／Ｎ比の目標に対しては
かなり大きなサイドローブが出ることになり、目標の真
位置の前後に、目標のゴーストのように、レンジサイド
ローブによるプロットが出てしまう。また、目標信号の
レンジサイドローブの運動によるドップラシフトのため
に、パルス圧縮処理による信号の積み上げがうまく働か
なくなることもある。これを避けるために、通常ウェイ
ティングを入れてレンジサイドローブを下げるが、この
とき信号のピーク（レンジメインローブ）も小さくな
る。この様子を図３に示す。図３において、１８はノー
ウェイトの場合の信号のレンジメインローブで、１９は
そのときの第１レンジサイドローブである。２０はウェ
イトを入れた場合のレンジメインローブで、２１はその
場合の第１レンジサイドローブである。この図のよう
に、一般にウェイティングを入れることにより、レンジ
サイドローブを抑えることが可能であるが、そのため信
号のピークも下がってしまい、Ｓ／Ｎ比を損失する。例
えば、サイドローブがピークに対して４５ｄＢ低いテー
ラー・ウェイティングでは、Ｓ／Ｎ比の損失が１．５ｄ
Ｂあるとされている。このＳ／Ｎ比損失（パワーロス）
は、サイドローブの抑圧効果を緩めれば、小さくでき
る。従って、レンジサイドローブによる誤警報を抑圧す
るために、大きなレンジサイドローブ抑圧効果のあるウ
ェイティングを使用した場合、より小さなレンジサイド
ローブ抑圧効果のウェイティングを使用することにより
パワーロスが無くなり、検出確率（以下、Ｐｄと称す）
を上げることができる。しかしながら、一方、レンジサ
イドローブが大きくなっているので、レンジサイドロー
ブの位置も目標と誤って検出される確率も高くなるが、
レンジサイドローブの位置はメインローブの位置（目標
の真の位置）に対して決まっているので、プロットにな
った時点で、その位置のプロットはレンジサイドローブ
によるものであるとして棄却できる。これを行うのが、
レンジサイドローブプロット抑圧回路１３である。

【００１３】図１において、ノーマル系の検出はＣＩＮ
Ｔ回路２、ＣＦＡＲ回路３及びヒット間振幅差検定回路
７により行われる。この場合、ＣＦＡＲ回路３の定誤警
報率（ＣＦＡＲ）係数を所望の誤警報確率（Ｐｆａ）を
満たす値よりも低めに設定することにより、検出確率
（Ｐｄ）を上げることができる。一方、ヒット間振幅差
検定回路７では、同一レンジビンの同一コヒーレント・
パルス・インタバル（以下、ＣＰＩと略称）内の振幅
が、信号ではほぼ一定であり、ノイズではレーリー分布
状に散らばることに注目して、スレッショルドを設定す
る。この演算は、例えば各ヒットの間の振幅の分散を算
出して、その値が一定値より小さければ信号有りとして
ＡＮＤ回路６に出力信号を送る。このときのスレッショ
ルドは、Ｐｆａ及びＰｄの値が大きめになるように少し
甘めの値にしておく。ＡＮＤ回路６では、上記２つの回
路３，７から検出出力があった場合、すなわち両方とも
検出有りとした場合のみ検出ありとして、後段のビデオ
選択回路１２に出力する。これにより、振幅が大きく且
つヒット間の振幅の分散が小さいもののみが信号として
出力されることになり、所望のＰｆａが達成され、かつ
Ｐｄの値を大きくすることができる。

【００１４】ＣＩＮＴ回路２において各ドップラバンク
毎に出力された信号に対して、ＣＦＡＲ回路３では、通
常のＣＡ−ＣＦＡＲ（ＣｅｌｌＡｖｅｒａｇｉｎｇ−
ＣｏｎｓｔａｎｔＦａｌｓｅＡｌａｒｍＲａｔ
ｅ）（セル平均−定誤警報率）処理を実施するだけでな
く、ＣＦＡＲのリファレンスセルの平均値を出力し、ド
ップラ毎クラッタマップ４を作成する。この様子を図４
に示す。図４において、２２、２３はリファレンスセ
ル、２４、２５はそれぞれリファランスセル２２、２３
の加算を行う加算器、２６は注目セル、２７、２８はそ
の注目セルに対するガードセル、２９はリファレンスセ
ルの平均をとり、且つＣＦＡＲ定数のＫ倍を行ってスレ
ッショルドを計算するための係数Ｋ／２ｍ乗算器、３０
はスレッショルドと注目セル２６の比較を行う比較器、
３１はドップラ毎に存在する乗算器２９の出力と、前回
スキャンまでのクラッタマップ４の値から加重平均を算
出して、スキャン平均をしてクラッタマップを作成する
クラッタマップ作成回路３１である。クラッタ分析回路
５では、ドップラ毎クラッタマップ４を用いて、クラッ
タの最大振幅のドップラ、及びドップラの広がりを分析
し、クラッタ領域かどうか判定する。クラッタ領域と判
定された領域はビデオ選択回路１１に送られる。またク
ラッタの最大振幅値とクラッタのドップラの位置、ドッ
プラの広がりにより、ＭＴＩ系のＤＰＤ回路９及びＮＣ
ＩＮＴ回路１１の組合せを決定する。例えば、１ＣＰＩ
のヒット数が３２の場合、例えば、１６ヒット毎のＤＰ
Ｄ（デジタルパルスドップラ）処理を２回実施し、それ
ぞれについてＣＦＡＲ回路１０を通過させた後、対応す
るドップラ毎にＮＣＩＮＴ処理をすることによりＳ／Ｎ
比の改善を行う。これにより、クラッタに適したＤＰＤ
処理、ＮＣＩＮＴ処理の組合せを選択し、クラッタ抑圧
効果を改善することができる。

【００１５】以上の装置構成により低いＳ／Ｎ比に対し
ても検出確率（Ｐｄ）を確保し、誤警報確率（Ｐｆａ）
を所望の値に保つことができる信号処理装置を構成する
ことができる。

【００１６】実施の形態２．また上記の実施の形態１に
おいて、ＭＴＩ系のＣＦＡＲ回路１０のＣＦＡＲを、図
５で示すように構成することもできる。図５において、
３２、３３はリファレンスセル、３４、３５はリファレ
ンスセルの加算器、３６は注目セル、３７、３８はガー
ドセル、３９はリファレンスセルの和からリファレンス
セルの平均を算出して、この平均値にＣＦＡＲ係数
（Ｋ）４１を掛け算してスレッショルドを算出する乗算
器、４０は乗算器３９からのスレッショルドと注目セル
３６の値とを比較する比較器、４２はドップラ毎のクラ
ッタマップからクラッタの振幅密度分布を分析するクラ
ッタ振幅密度分析回路である。図５において、３２〜４
１までは通常のＣＡ−ＣＦＡＲと同等であるが、クラッ
タ振幅密度分析回路４２において、ドップラ毎のクラッ
タの振幅密度分布を算出して分布の形状を検定する。こ
れは、例えばワイブル分布と仮定し、その際の形状パラ
メータを推定する等の手法が考えられる。このようにし
て分析したクラッタの振幅密度分布を分析し、その分布
に最も適したＣＦＡＲ係数Ｋを選択し、その値をＣＦＡ
Ｒ係数４１へ設定する。これらの動作により、クラッタ
を抑圧する効果を得ることができる。

【００１７】実施の形態３．さらに、上記の実施の形態
１において、ＬＯＷ−ＬＯＳＳＰＣを用いる代わり
に、目標の振幅が大きくなる可能性のあるレーダ近縁
（近距離）においてはパワ−ロス（ＬＯＳＳ）のおおき
なウェイティングのパルス圧縮（ＰＣ）を行い、目標の
振幅が大きくなる可能性の小さい遠方では、クラッタが
殆ど無いことも考慮してＬＯＷ−ＬＯＳＳＰＣを用い
ることにより、レンジサイドローブプロット抑圧回路を
省略するいことも可能となり、より小さな（少ない）装
置規模で遠方の小さな目標に対してもＰｄを改善するこ
とができる。本実施の形態３の装置構成を図６に示す。
図６において、４３は遠距離のデータか近距離のデータ
かを判断して、近距離データならウェイトによるＳ／Ｎ
比損失が大きいＬＯＳＳＰＣ回路４４へ、遠距離デー
タならウェイトによるＳ／Ｎ比損失が小さいＬＯＷ−Ｌ
ＯＳＳＰＣ回路１へ受信エコーデータを分配する距離
分離器である。なお、パルス圧縮ＰＣ回路１、４４の前
のデータは重なりがあるので、中間距離の部分のデータ
はＬＯＳＳＰＣ回路４４にも、ＬＯＷ−ＬＯＳＳＰ
Ｃ回路１にも分配が必要である。

【００１８】実施の形態４．図７は本発明の実施の形態
４の概略装置構成を示す機能ブロック図である。この実
施の形態４では、図１において、ＣＩＮＴ回路２の出力
をレンジサイドローププロット抑圧回路１３へ入力する
ようにしたものである。すなわち、上記の実施の形態１
または２において、レンジサイドローブに起因するプロ
ットの抑圧機能として、位置情報、振幅情報だけでな
く、位相情報を使うにより、真の目標の位相及びドップ
ラと同じプロットで且つ位置、振幅が当該目標のレンジ
サイドローブの値に一致するものは棄却することによ
り、レンジサイドローブの抑圧効果を改善することがで
きる。これにより、ＬＯＷ−ＬＯＳＳＰＣのウェイテ
ィングを更にロスの少ないものにできるので、より小さ
な目標のＰｄを改善できる。

【００１９】実施の形態５．また、上記の実施の形態１
または２において、同一ＣＰＩ内のデータでＰｄの改善
を図る代わりに、異なるＣＰＩ間の相関処理として、異
なるＣＰＩの検出処理系のうち、どちらか一方が検出さ
れれば検出有りとする２中１検定を用いることにより、
検出確率を改善することができる。図８に本実施の形態
５を、前記実施の形態１に適用した例を示す。図８にお
いて４５は２つの異なるＣＰＩの入力を異なる処理系に
振り分けるＣＰＩ振り分け回路で、４６は異なる２つの
ＣＰＩの処理系の処理結果のうち、どちか一方でも検出
ありの場合には検出ありとするＯＲ回路である。異なる
２つのＣＰＩが、幾何学的に隣り合う方位のデータなら
ば、双方のデータに相関があるため、基本的には両系と
も検出されるはずであるが、Ｓ／Ｎ比が小さい場合に
は、たまたまどちらか一方の系では検出できない場合が
ある。その場合でも、本構成によると信号が問題なく検
出できるので、Ｐｄを改善することができる。また図８
においては、ＭＴＩの処理系やクラッタマップ作成につ
いては省略したが、これらも勿論複数にもできる。

【００２０】実施の形態６．さらに、上記の実施の形態
５において、異なるＣＰＩ間の相関処理として、２中１
検定を行う代わりに、異なるＣＰＩの検出処理系の出力
を両系検出の２中２と、どちらか一系のみ検出の２中１
に分類し、２中２検出の場合は無条件に検出有りとし、
２中１検出の場合は第２スレッショルドを越える場合に
のみ検出ありとすることにより、検出確率を改善するこ
とができる。図９に本実施の形態６を、前記実施の形態
１に適用した例を示す。図９において、４７は２つの異
なるＣＰＩ処理系の検出出力を２中２検出か、２中１検
出かに分類、分配する２中Ｎ分類回路で、４８は２中１
検出のデータに対して再度スレッショルドを課す第２ス
レッショルド回路である。本構成によると、ＣＦＡＲ回
路３のスレッショルドを下げることにより、Ｐｄの改善
を図れる。一方、Ｐｆａについては、２中１検出の場合
には、第２スレッショルドを越えないものについては最
終的なフォールス（誤検出）にならないので、Ｐｆａは
悪化しない。また図９においては、ＭＴＩの処理系やク
ラッタマップ作成については省略したが、これらも勿論
複数にもできる。

【００２１】実施の形態７．さらにまた、上記の実施の
形態５において、異なるＣＰＩ間の相関処理として、２
中１検定を行う代わりに、異なるＣＰＩの検出処理系の
出力の振幅をＮＣＩＮＴ処理し、その振幅値が第２スレ
ッショルドより大きい場合にのみ検出有りとすることに
より、検出確率を改善することができる。図１０に本実
施の形態７を、前記実施の形態１に適用した例を示す。
図１０において、４９は２つの異なるＣＰＩ処理系の検
出出力振幅を加算するＮＣＩＮＴ回路である。本構成に
よると、ＣＦＡＲ回路３のスレッショルドを下げること
により、Ｐｄの改善を図ることができる。一方、Ｐｆａ
については両系とも検出され、且つその振幅和が第２ス
レッショルドを越えないものについては最終的なフォー
ルスにならないので、Ｐｆａは悪化しない。また、図１
０においては、ＭＴＩの処理系やクラッタマップ作成に
ついては省略したが、これもら勿論複数にも出来る。

【００２２】実施の形態８．また、上記の実施の形態５
において、異なるＣＰＩ間の相関処理として、２中１検
定を行う代わりに、異なるＣＰＩを更に別々のＣＦＡＲ
回路で検出処理をし、そのそれぞれの振幅をＮＣＩＮＴ
処理して第２スレッショルドと比較する処理系と、どち
らかが検出したならば検出有りとする２中１処理系とを
作り、さらにその２つの処理系のうち、どちらかが検出
すれば検出ありとする２中１検出をすることにより、検
出確率を改善することができる。図１１に本実施の形態
８を、前記実施の形態１に適用した例を示す。図１１に
おいて、５０〜５３はスレッショルドが全て異なるＣＦ
ＡＲ回路である。本構成によれば、ＣＦＡＲ回路５０、
５１のスレッショルドを上げることにより、Ｐｆａを下
げつつ、２つのＣＰＩのどちらかが検出すれば検出され
るので、Ｐｄを確保できる。一方、ＣＦＡＲ回路５２、
５３については、スレッショルドを下げることにより、
Ｐｄを改善しつつ、異なるＣＰＩの検出系の検出後の振
幅を加算処理するＮＣＩＮＴ処理後の第２スレッショル
ドで検出されるほどの振幅があるような場合しか、Ｐｆ
ａは悪化しない。これら２つの系のどちらかで検出すれ
ば検出するので、Ｐｄの改善が望める。また、図１１に
おいては、ＭＴＩの処理系やクラッタマップ作成につい
ては省略したが、これらも勿論複数にもできる。

【００２３】実施の形態９．さらに、上記の実施の形態
５において、異なるＣＰＩ間の相関処理として、２中１
検定を行う代わりに、異なるＣＰＩを更に別々のＣＦＡ
Ｒ回路で検出処理をして、そのそれぞれの振幅をＮＣＩ
ＮＴ処理して第２スレッショルドと比較する処理系と、
２つのＣＰＩのデータを検出する２つの処理系との総計
３つの処理系を作る。最後に、それら３つの処理系のう
ち、測角結果がビームノーズ付近であれば当該の処理系
を選択し、２つのビームの谷間近辺であれば、ＮＣＩＮ
Ｔ系を選択することにより、検出確率を改善することが
できる。図１２に本実施の形態９を、前記実施の形態１
に適用した例を示す。図１２において、５４は、ビーム
ノーズ方位であればＣＦＡＲ回路５０または５１のうち
当該ＣＰＩの処理系の出力を、ビームの谷間であれば、
ＮＣＩＮＴ処理系の出力を選択する出力選択回路であ
る。本構成によれば、Ｓ／Ｎ比が比較的大きいビームノ
ーズ付近の場合には、比較的高めのスレッショルドを持
つＣＦＡＲ回路５０、５１の処理系出力が出力されるの
で、Ｐｄを確保しつつＰｆａを下げることができる。一
方、ビームの谷間あたりの場合には、低めのスレッショ
ルドを持つＣＦＡＲ回路５２、５３で検出率を確保しつ
つ、ノイズの場合には、２つの振幅和がそれほど積み上
がらないのでＰｆａが改善される。これら３つの系の何
れかで検出すれば検出するので、Ｐｄの改善が望める。
また、図１２においては、ＭＴＩの処理系やクラッタマ
ップ作成については省略したが、これらも勿論複数にも
できる。

【００２４】以上のように本発明によれば、クラッタの
性質をノーマル系のＣＦＡＲ回路を利用してクラッタマ
ップを作成するので、信号処理の規模が大きくならず、
またパルス形状検定を行うので、ノーマル系の誤警報確
率（Ｐｆａ）、探知確率（Ｐｄ）を両方改善でき、さら
に、クラッタマップに応じたＣＦＡＲ係数の制御によ
り、クラッタ抑圧能力も向上する。さらに、固定クラッ
タ用のクラッタマップを別に設け、位置とドップラで参
照、消去することにより、グランドクラッタ等のポイン
トクラッタの抑圧性能も向上できる効果がある。

【００２５】

【発明の効果】本発明の請求項１によるレーダ信号処理
装置は、パワーロスが少ないウェイティングのパルス圧
縮機能と、パルス圧縮により生じるレンジサイドローブ
を抑えるために、上記ウェイティングで決まるレンジサ
イドローブのパターンに起因するプロットを抑圧する機
能とを有するので、パワーロスの少ないウェイティング
のパルス圧縮で探知確率（Ｐｄ）を改善することができ
る。また、本発明の請求項２によるレーダ信号処理装置
は、クラッタフリー領域での検出率を上げるため、検出
スレッショルドを所望の誤警報確率（Ｐｆａ）より下げ
たヒット間振幅差検定系統と、通常のコヒーレント積分
（ＣＩＮＴ）機能に続き、検出スレッショルドを所望の
誤警報確率より下げた定誤警報率（ＣＦＡＲ）処理を同
時に行う系統と、の２つの信号処理系統を有し、それら
２系統の出力の論理和をとることにより、所望の誤警報
確率を満たしつつ、検出性能を改善する機能と、を有す
るので、ヒツト間位相差振幅検定と通常のコヒーレント
積分の並列処理で探知確率（Ｐｄ）を改善することがで
きる。さらに、本発明の請求項３によるレーダ信号処理
装置は、コヒーレント積分（ＣＩＮＴ）処理系統での定
誤警報率（ＣＦＡＲ）処理のリファレンスセルの平均値
から、ドップラ毎のクラッタマップを作成する機能と、
ドップラ毎のクラッタマップからクラッタの特性を分析
する機能と、その分析結果から、クラッタエリアのデジ
タルパルスドップラ（ＤＰＤ）処理と、異なるコヒーレ
ント・パルス・インタバル（ＣＰＩ）の検出系の検出後
の振幅を加算処理するＮＣＩＮＴ処理との組合せを制御
してクラッタ中の目標検出性能を向上させる機能と、を
有するので、ドップラ毎クラッタマップからクラッタ
に適したＤＰＤ処理、ＣＩＮＴ処理を選択してクラック
を抑圧することができる。さらにまた、本発明の請求項
４によるレーダ信号処理装置は、前記クラッタ分析にお
いて、クラッタの振幅分布の検定を行い、当該エリアの
クラッタ分布に適応した定誤警報率（ＣＦＡＲ）係数を
制御することにより、クラッタ抑圧性能を向上させる機
能を更に有するので、クラッタマップ作成に振幅分布の
検定を行ってクラッタ抑圧機能を向上させることができ
る。また、本発明の請求項５によるレーダ信号処理装置
は、目標の振幅が大きくなる可能性が大きい近距離で
は、通常のパワーロスの大きなウェイティングのパルス
圧縮（ＬＯＳＳＰＣ）を行う機能と、目標の振幅が大
きくなる可能性が小さい遠方では、パワーロスが少ない
ウェイティングのパルス圧縮を行う機能（ＬＯＷ−ＬＯ
ＳＳＰＣ）と、を有し、レンジサイドローブに起因す
るプロットの抑圧機能を省略したので、距離毎にＬＯＷ
−ＬＯＳＳＰＣとＬＯＳＳＰＣとを使い分け、探知
確率（Ｐｄ）を改善することができる。さらに、本発明
の請求項６によるレーダ信号処理装置は、レンジサイド
ローブに起因するプロットの抑圧機能として、位置情
報、振幅情報だけでなく、位相情報により、真の目標の
位相及び真の目標のドップラと同じ位相及びドップラを
持つものをレンジサイドローブとして棄却する回路を設
けたので、位置、ドップラによりレンジサイドローブプ
ロットを抑圧して、レンジサイドローブの抑圧性能をよ
り改善することができる。さらにまた、本発明の請求項
７によるレーダ信号処理装置は、同一コヒーレント・パ
ルス・インタバル（ＣＰＩ）内のデータで処理を行う代
わりに、異なるＣＰＩの間の相関処理として、異なるＣ
ＰＩの検出処理系のうち、どちらか一方が検出されれば
検出有りとする２中１検定処理を行うことにより、探知
確率（Ｐｄ）を改善することができる。また、本発明の
請求項８によるレーダ信号処理装置は、異なるＣＰＩの
検出系のうち、両系とも検出していれば、検出有りと
し、一方の検出系のみ検出していれば、さらにスレッシ
ョルドを設けてそれを通過すれば、検出有りとするの
で、異なるＣＰＩのデータを２中Ｎ検定することにより
探知確率（Ｐｄ）を改善する。さらに、本発明の請求項
９によるレーダ信号処理装置は、異なるＣＰＩの検出系
の検出後の振幅を加算処理するＮＣＩＮＴ処理をするこ
とにより、探知確率（Ｐｄ）を改善することができる。
さらにまた、本発明の請求項１０によるレーダ信号処理
装置は、異なるＣＰＩの検出系に対し、前記２中１検定
処理と前記ＮＣＩＮＴ処理とを両方行い、さらにその結
果に対して前記２中１検定処理を行うことにより、探知
確率（Ｐｄ）を改善することができる。また、、本発明
の請求項１１によるレーダ信号処理装置は、異なるＣＰ
Ｉの検出系に対し、該異なるＣＰＩの検出系の検出後の
振幅を加算処理するＮＣＩＮＴ処理の結果と、前記ＮＣ
ＩＮＴ処理を施さない、そのままの検出処理系の結果と
を、仰角、方位によって切り替えることにより、探知確
率（Ｐｄ）を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１によるレーダ信号処理
装置の機能構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態１によるレーダ信号処理
装置におけるパルス圧縮回路の機能構成を示すブロック
図である。

【図３】本発明の実施の形態１によるレーダ信号処理
装置におけるパルス圧縮後の波形におけるウェイティン
グの有無の各一例を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態１によるレーダ信号処理
装置におけるノーマル系のＣＦＡＲ回路の機能構成を示
すブロック図である。

【図５】本発明の実施の形態２によるレーダ信号処理
装置におけるＭＴＩ系のＣＦＡＲ回路の機能構成を示す
ブロック図である。

【図６】本発明の実施の形態３によるレーダ信号処理
装置の全体の機能構成を示すブロック図である。

【図７】本発明の実施の形態４によるレーダ信号処理
装置の全体の機能構成を示すブロック図である。

【図８】本発明の実施の形態５によるレーダ信号処理
装置の全体の機能構成を示すブロック図である。

【図９】本発明の実施の形態６によるレーダ信号処理
装置の全体の機能構成を示すブロック図である。

【図１０】本発明の実施の形態７によるレーダ信号処
理装置の全体の機能構成を示すブロック図である。

【図１１】本発明の実施の形態８によるレーダ信号処
理装置の全体の機能構成を示すブロック図である。

【図１２】本発明の実施の形態９によるレーダ信号処
理装置の全体の機能構成を示すブロック図である。

【図１３】従来例１のレーダ信号処理装置の機能構成
示すブロック図である。

【図１４】従来例２のレーダ信号処理装置の機能構成
示すブロック図である。

【符号の説明】

１ＬＯＷ―ＬＯＳＳＰＣ、２ＣＩＮＴ定回路、３
ＣＦＡＲ回路、４ドップラ毎クラッタマップ、５ク
ラッタ分析回路、６ＡＮＤ回路、７ヒット間位相差
検定回路、８ＭＴＩ回路、９ＤＰＤ回路、１０Ｃ
ＦＡＲ回路、１１ＮＣＩＮＴ回路、１２ビデオ選択
回路、１３レンジサイドローブプロット抑圧回路、１
４ＦＦＴ回路、１５ＩＦＦＴ回路、１６ウェイテ
ィング回路、１７逆チャープデータ、１８ノーウェ
イト時のレンジメインローブ、１９ウェイト有りの時
のレンジメインローブ、２０ノーウェイト時のレンジ
サイドローブ、２１ウェイト有りの時のレンジサイド
ローブ、２２前側リファレンスセル、２３後側リフ
ァレンスセル、２４加算回路、２５加算回路、２６
注目セル、２７前側ガードセル、２８後側ガード
セル、２９乗算回路、３０比較器、３１クラッタ
マップ作成回路、３２前側リファレンスセル、３３
後側リファレンスセル、３４加算回路、３５加算回
路、３６注目セル、３７前側ガードセル、３８後側
ガードセル、３９乗算回路、４０比較器、４１Ｃ
ＦＡＲ係数、４２クラッタ振幅密度分析回路、４３
距離分割回路、４４ＬＯＳＳＰＣ、４５ＣＰＩ振
り分け回路、４６ＯＲ回路、４７２中Ｎ分配回路、
４９ＮＣＩＮＴ回路、５０ＣＦＡＲ回路、５１ＣＦ
ＡＲ回路、５２ＣＦＡＲ回路、５３ＣＦＡＲ回路、
５４出力選択回路、４０１ローパスフィルタ、４０
２ａマップ更新フィルタ、４０２ｂクラッタマップ
メモリ、４０２ｃ０ドップラ信号ターゲット検出回
路、４０３ＭＴＩ回路、４０４ドップラフィルタ、４
０６ターゲット検出判定回路、４２０ＣＦＡＲ回
路、４２１スレッショルド平均化セル制御回路、５０
９受信データ圧縮器、５１０最大信号検出器、５１
１受信信号記憶器、５１３推定受信データ生成器、５
１４不要信号除去器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柿元隆東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者高瀬雅也東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 5J070 AC01 AE20 AH02 AH04 AH14 AH19 AH33 AH34 AH35 AK16 AK17 AK19 AK28 BA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パワーロスが少ないウェイティングのパ
ルス圧縮機能と、パルス圧縮により生じるレンジサイドローブを抑えるた
めに、上記ウェイティングで決まるレンジサイドローブ
のパターンに起因するプロットを抑圧する機能と、を有するレーダ信号処理装置。
【請求項２】クラッタフリー領域での検出率を上げる
ため、検出スレッショルドを所望の誤警報確率（Ｐｆ
ａ）より下げたヒット間振幅差検定系統と、通常のコヒーレント積分（ＣＩＮＴ）機能に続き、検出
スレッショルドを所望の誤警報確率より下げた定誤警報
率（ＣＦＡＲ）処理を同時に行う系統と、の２つの信号処理系統を有し、それら２系統の出力の論理和をとることにより、所望の
誤警報確率を満たしつつ、検出性能を改善する機能と、を有するレーダ信号処理装置。
【請求項３】コヒーレント積分（ＣＩＮＴ）処理系統
での定誤警報率（ＣＦＡＲ）処理のリファレンスセルの
平均値から、ドップラ毎のクラッタマップを作成する機
能と、ドップラ毎のクラッタマップからクラッタの特性を分析
する機能と、その分析結果から、クラッタエリアのデジタルパルスド
ップラ（ＤＰＤ）処理と、異なるコヒーレント・パルス
・インタバル（ＣＰＩ）の検出系の検出後の振幅を加算
処理するＮＣＩＮＴ処理との組合せを制御してクラッタ
中の目標検出性能を向上させる機能と、を有するレーダ信号処理装置。
【請求項４】請求項３に記載のレーダ信号処理装置に
おいて、前記クラッタ分析において、クラッタの振幅分
布の検定を行い、当該エリアのクラッタ分布に適応した
定誤警報率（ＣＦＡＲ）係数を制御することにより、ク
ラッタ抑圧性能を向上させる機能を更に有するレーダ信
号処理装置。
【請求項５】目標の振幅が大きくなる可能性が大きい
近距離では、通常のパワーロスの大きなウェイティング
のパルス圧縮を行う機能と、目標の振幅が大きくなる可能性が小さい遠方では、パワ
ーロスが少ないウェイティングのパルス圧縮を行う機能
と、を有し、レンジサイドローブに起因するプロットの抑圧
機能を省略した、レーダ信号処理装置。
【請求項６】請求項１に記載のレーダ信号処理装置に
おいて、レンジサイドローブに起因するプロットの抑圧
機能として、位置情報、振幅情報だけでなく、位相情報
により、真の目標の位相及び真の目標のドップラと同じ
位相及びドップラを持つものをレンジサイドローブとし
て棄却する回路を設けることにより、レンジサイドロー
ブの抑圧性能をより改善するレーダ信号処理装置。
【請求項７】請求項２に記載のレーダ信号処理装置に
おいて、同一コヒーレント・パルス・インタバル（ＣＰ
Ｉ）内のデータで処理を行う代わりに、異なるＣＰＩの
間の相関処理として、異なるＣＰＩの検出処理系のう
ち、どちらか一方が検出されれば検出有りとする２中１
検定処理を行うことにより検出率を改善するレーダ信号
処理装置。
【請求項８】請求項７に記載のレーダ信号処理装置に
おいて、異なるＣＰＩの検出系のうち、両系とも検出し
ていれば、検出有りとし、一方の検出系のみ検出してい
れば、さらにスレッショルドを設けてそれを通過すれ
ば、検出有りとすることにより検出率を改善するレーダ
信号処理装置。
【請求項９】請求項７に記載のレーダ信号処理のおい
て、異なるＣＰＩの検出系の検出後の振幅を加算処理す
るＮＣＩＮＴ処理をすることにより検出率を改善するレ
ーダ信号処理装置。
【請求項１０】請求項７に記載のレーダ信号処理装置
において、異なるＣＰＩの検出系に対し、前記２中１検
定処理と前記ＮＣＩＮＴ処理とを両方行い、さらにその
結果に対して前記２中１検定処理を行うことにより検出
率を改善するレーダ信号処理装置。
【請求項１１】請求項７に記載のレーダ信号処理装置
において、異なるＣＰＩの検出系に対し、該異なるＣＰ
Ｉの検出系の検出後の振幅を加算処理するＮＣＩＮＴ処
理と、前記ＮＣＩＮＴ処理を施さない、そのままの検出
処理系の結果を、仰角、方位によって切り替えることに
より検出率を改善するレーダ信号処理装置。