JP2002156444A

JP2002156444A - レーダ装置の干渉波除去装置

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Publication number: JP2002156444A
Application number: JP2000349146A
Authority: JP
Inventors: Shingo Inoue; 真吾井上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2002-05-31
Anticipated expiration: 2020-11-16
Also published as: JP3614362B2

Abstract

(57)【要約】【課題】強度P ₁の干渉波だけでなく、実部入力信号
Ｉ₁，虚部入力信号Ｑ₁に対して位相情報を損なうこと
なく干渉波の除去ができ、ドップラレーダ等にも適用で
きるレーダ装置の干渉波除去装置を得ることを目的とす
る。【解決手段】目標物から反射しレベル変動が緩やかな
レーダ受信信号から干渉波を除去するものにおいて、レ
ーダ受信信号から実部入力信号と虚部入力信号を導出
し、前記実部入力信号から干渉波を除去して実部出力信
号を得ると共に、前記虚部入力信号から干渉波を除去し
て虚部出力信号を得る。

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、目標物から反射
しレベル変動が緩やかなレーダ受信信号に混入した干渉
波を除去するレーダ装置の干渉波除去装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図９は、例えば特開昭６３−９４１８３
号公報に示された従来のレーダ装置の構成を示すブロッ
ク図である。１は例えば、被測定物エコーを示す。２は
空中線、３は空中線制御装置、４は送受信装置、５はデ
ータ処理装置、６は計算機、７はディスプレイ装置、８
はＰＰＩ表示装置を示す。

【０００３】次に動作について説明する。被測定物エコ
ー１は空中線２より発射された電波の反射波として送受
信装置４に入力される。送受信装置４では被測定物エコ
ーの強度に対応したビデオ信号を振幅情報として出力す
る。空中線制御装置３は空中線２を任意の角度に制御す
るが、通常一定の回転数で空中線２を回転させ、レーダ
サイトを中心として、被測定物エコー域及びその強度デ
ータを得ている。送受信装置４のレーダ受信信号は、デ
ータ処理装置５でディジタル化され、距離減衰補正或い
は平均値化処理等の定量値把握に必要な処理がなされ
る。処理後のビデオ信号は計算機６等の二次処理機能に
より被測定物エコーの強度の定量値化がなされ、ＣＲＴ
ディスプレイ装置７等に表示される。また、平均化処理
後のデータはＰＰＩ表示装置８でもモニターがなされ
る。

【０００４】図１０はデータ処理装置５の構成を示すブ
ロック図である。図において、９はＡ／Ｄコンバータ、
１０は平均化処理回路、１１はＤ／Ａコンバータ、１４
は干渉波除去回路であり、１５は入力データ判別に使用
する比較値設定器である。

【０００５】次に動作について説明する。従来の干渉波
除去処理は、連続した信号の強度についての比較を行
い、入力強度が突然大きく変動した場合にその入力を干
渉波と見なして置換する処理を行っていた。例えば、３
つの連続したパルス（Ｐ₁₁，Ｐ ₁₂，Ｐ₁₃）に対して｜Ｐ₁₃−Ｐ₁₂｜ > Ｚ > ｜Ｐ₁₂−Ｐ₁₁｜（１）（但し、Ｚはパラメータで、閾値）であるとき、Ｐ₁₃を
干渉波と見なして、１サンプリング前のＰ₁₂で置き換え
る処理を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の干渉波除去装置
では、３つの連続したパルス間の強度差を比較している
ため、３つの連続パルスの中に２つ以上の干渉波が混入
した場合には干渉波が除去できない。また、位相｛Ｉ，
Ｑ（Ｉ：実部，Ｑ：虚部）｝を用いた処理系において
は、信号強度P はＰ＝１０ｌｏｇ（Ｉ²＋Ｑ²）（２）として導出される。そのため、従来の干渉波除去装置で
は強度P に対しては干渉波が除去されるが、位相情報を
持つＩ，Ｑに対しては干渉波が除去されないため、ドッ
プラレーダに適用できないなどの問題があった。

【０００７】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、位相（Ｉ，Ｑ）を用いた処理系
で、強度P の干渉波だけでなく、Ｉ，Ｑ入力信号に対し
て位相情報を損なうことなく干渉波の除去ができ、ドッ
プラレーダ等にも適用できるレーダ装置の干渉波除去装
置を得ることを目的とする。また、位相特性を利用する
ことで、従来方式よりも正確な、または、連続する干渉
波の除去等に対して、より効果的なレーダ装置の干渉波
除去装置を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係るレーダ装
置の干渉波除去装置は、目標物から反射しレベル変動が
緩やかなレーダ受信信号から干渉波を除去するものにお
いて、前記レーダ受信信号から実部入力信号と虚部入力
信号を導出し、前記実部入力信号から干渉波を除去して
実部出力信号を得ると共に、前記虚部入力信号から干渉
波を除去して虚部出力信号を得るものである。

【０００９】また、実部入力信号から干渉波を除去して
得た実部出力信号と、虚部入力信号から干渉波を除去し
て得た虚部出力信号を合成してビデオ出力信号を得るも
のである。

【００１０】また、干渉波を１サンプリング前の値で置
換することにより除去を行うものである。

【００１１】また、干渉波を干渉波の１周期前の値で置
換することにより除去を行うものである。

【００１２】また、干渉波を入力信号データの予測結果
で置換することにより除去を行うものである。

【００１３】また、干渉波を、干渉波の前後のサンプリ
ング値の中間値又は平均値で置換することにより除去を
行うものである。

【００１４】また、干渉波を、干渉波が検出された前後
のサンプリング分にガードをかけ、その前後のサンプリ
ング分の値の中間値又は平均値で置換することにより除
去を行うものである。

【００１５】また、干渉波を３次曲線でフィッティング
した値で置換することにより除去を行うものである。

【００１６】さらにまた、干渉波をスプライン補完した
値で置換することにより除去を行うものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
と共に説明する実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１の干渉波
除去装置の構成を示すブロック図である。２２は実部・
虚部導出部で、レーダ受信信号Ｐ₁２１から実部入力信
号Ｉ_Iと虚部入力信号Ｑ_Iが導出される。２３は干渉波
検出部、２４はメモリ、２５は補正演算部、２６は干渉
波除去部であり、干渉波検出部２３〜干渉波除去部２６
で、実部干渉波除去回路２７を構成し、実部出力信号Ｉ
_Oを出力する。３３は干渉波検出部、３４はメモリ、３
５は補正演算部、３６は干渉波除去部であり、干渉波検
出部３３〜干渉波除去部３６で、虚部干渉波除去回路３
７を構成し、虚部出力信号Ｑ_Oを出力する。３８は実部
出力信号Ｉ_Oと虚部出力信号Ｑ_Oを合成してビデオ出力
信号Ｐ_Oを得る強度算出部である。なお、４２は三角関
数でｃｏｓとｓｉｎの変換をするために、相関を取るも
のである。

【００１８】また、図２はＰ₁，Ｉ_I，Ｑ_I，Ｉ_Oの関
係を示す説明図である。その（ａ）は実部軸Ｒｅと虚部
軸Ｉｍと位相を伴う強度Ｐ₁（レーダ受信信号）との関
係を示し、Ｐ₁の実部軸Ｒｅ成分がＩ_Iであり、Ｐ₁の
虚部軸Ｉｍ成分がＱ_Iである。その（ｂ）で実部入力信
号Ｉ_I，虚部入力信号Ｑ_I，実部出力信号Ｉ_Oの波形を
示し、３９は実部入力信号Ｉ_Iに混入した干渉波であ
り、４０は虚部入力信号Ｑ_Iに混入した干渉波である。
４１ａは干渉波３９の１サンプリング前の値、４１ｂは
干渉波３９の１周期前の値を示す。実部入力信号Ｉ_Iに
関して、この発明の実施の形態１を用いて干渉波除去を
行って得た実部出力信号Ｉ_Oの波形を示している。

【００１９】次に動作について説明する。実部干渉波除
去回路２７に入力された3 つの連続する実部入力信号Ｉ
_Iの（Ｉ₁₁，Ｉ₁₂，Ｉ₁₃）に対して、干渉波検出部２３
において、｜Ｉ₁₃―Ｉ₁₂｜及び｜Ｉ₁₂―Ｉ₁₁｜を算出
し、設定として保持しているしきい値Ｚとの三者の大小
関係を比較する。｜Ｉ₁₃―Ｉ₁₂｜ > Ｚ > ｜Ｉ₁₂―Ｉ₁₁｜（３）（但しＺはパラメータで、閾値）つまりＩ₁₁とＩ₁₂の変動量が閾値Ｚ未満であり、Ｉ₁₃と
Ｉ₁₂の変動量が閾値Ｚを超える場合、Ｉ₁₃を干渉波３９
と捉える。この場合、干渉波除去部２６において、Ｉ１
３を出力せず、メモリ２４内に蓄えられている１サンプ
リング前のＩ₁₂（４１ａ）を実部出力信号Ｉ_Oとして出
力する。

【００２０】また、虚部干渉波除去回路３７に入力され
た3 つの連続する虚部入力信号Ｑ_Iの（Ｑ₁₁，Ｑ₁₂，Ｑ
₁₃）に対して、式（３）と同様の関係であれば、同様に
して、Ｑ₁₃を出力せず、メモリ３４内に蓄えられている
１サンプリング前のＱ₁₂を虚部出力信号Ｑ_Oとして出力
する。これにより実部入力信号Ｉ_I，虚部入力信号Ｑ_I
のそれぞれに関して、実部干渉波除去回路２７，虚部干
渉波除去回路３７で補正された実部出力信号Ｉ_O，虚部
出力信号Ｑ_Oが出力されるため、位相情報が損なわれな
い。また、実部出力信号Ｉ_O及び虚部出力信号Ｑ_Oを強
度算出部３８に入力して、Ｐ_O ＝１０ｌｏｇ（Ｉ_O ²＋Ｑ_O ²）（４）において、パルス強度の演算合成がなされるため、強度
Ｐ_Oに関しても干渉波が除去されている。

【００２１】実部干渉波除去回路２７，虚部干渉波除去
回路３７の詳細なブロック図を図３に示す。図におい
て、５６は第１のメモリ、５７は第２のメモリ、５８は
レジスタ、５９は減算器、６０は絶対値回路、６１は比
較回路、６２は比較値設定器、６３は出力データ制御信
号、６４は前回データ、６５は今回データを示してい
る。

【００２２】次に動作について説明する。量子化された
（実部又は虚部）入力信号は、サンプリング単位毎のデ
ータを１ＰＲＦ（１レーダパルス）分の容量を有する第
２のメモリ５７に記憶する。さらに、次回１ＰＲＦデー
タについても同様に第１のメモリ５６に記憶しておく。
次に現在の１ＰＲＦデータ（今回データ）が入力されて
きた時、以下の演算処理を行う。この入力データについ
ての概念図を図４に示す。図４で、６８は前々回データ
Ｃ、６９は前回データＢ、７０は今回データＡ、７１は
干渉波である。

【００２３】まず、今回データＡと前回データＢ、前々
回データＣと前回データＢを減算器５９によりそれぞれ
減算する。この時減算は同一距離における信号をそれぞ
れ第１，第２のメモリ５６，５７からラッチパルスによ
りレジスタ５８に読み出して行う。減算器５９での減算
結果を絶対値回路６０にて絶対値化した後、これと予め
比較値設定器６２で設定した値Ｚとを比較回路６１で比
較する。

【００２４】即ち、｜A ―B ｜＝Ｘ，｜C ―B ｜＝
Ｙとしたとき、Ｘ，Ｙ，Ｚ及び比較回路６６，６７，さ
らに出力の関係は図５のとおりである。そのため、図４
中の干渉波７１が入ってきても、これは出力されず、前
回のデータが採用されて出力される。

【００２５】実施の形態２．図２に示すように実部入力
信号Ｉ₁，虚部入力信号Ｑ₁は、それぞれP ₁に対する
余弦、正弦としてある周波数を持って変動することか
ら、この正余弦曲線を再生することでより正確な干渉波
の補完を行うことができる。実施の形態１では、干渉波
を１サンプリング前の値で置換するものを示したが、実
部干渉波除去回路２７及び虚部干渉波除去回路３７の内
部の補正演算部２５において、位相の周期を算出し、干
渉波除去部２６において、メモリ２４内に蓄えられてい
る１周期前の値４１ｂで置換してもよく、より正確な正
余弦曲線が再生できることから、実施の形態１以上の効
果が得られる。なお、連続した干渉波は、例えば、実施
の形態１でサンプリング周期を入力信号の１周期単位と
することで検出でき、検出したときは、１周期前の値で
補完する。

【００２６】また、実施の形態１では干渉波が連続して
入ってきた場合には除去しきれないが、この正余弦曲線
を再生する方式では、連続した干渉波の入力に対しても
除去することができるという点で実施の形態１より優れ
た効果を奏する。

【００２７】実施の形態３．実施の形態２では、干渉波
除去に１周期前の値４１ｂで置換するものを示したが、
補正演算部２５において入力信号データの各サンプリン
グ毎の予測値を計算で求め、予測結果と実入力との差が
大きい場合に予測結果で置換してもよく、実施の形態２
と同様の効果を奏する。

【００２８】実施の形態４．干渉波除去に、図６に示す
ように実部入力信号Ｉ₁と虚部入力信号Ｑ₁の相関を取
って数サンプリング前からの挙動により推測される予測
結果４１ｃで置換してもよく、実施の形態２と同様の効
果を奏する。

【００２９】実施の形態５．実施の形態１〜４では、干
渉波除去に干渉波が入力する前の波形から得られる値で
置換するものを示したが、図７に示すように干渉波が検
出された前後の関係より算出した結果、即ち、干渉波が
検出された前後１〜数サンプリング分の値４１ｄをモニ
タし、その中間値又は平均値を用いて置換してもよく、
実施の形態１〜４と同様の効果が得られる。

【００３０】実施の形態６．実施の形態５では、干渉波
除去に干渉波が検出された前後１〜数サンプリング分の
値をモニタし、その中間値又は平均値で置換するものを
示したが、連続して干渉波が入力した場合には干渉波が
除去できない。そのため、図８のに示すように、干渉波
が検出された前後数サンプリング分はガードをかけてそ
の前後１〜数サンプリング分の値４１ｅをモニタして得
られた中間値又は平均値の演算結果で置換することで、
連続した干渉波の入力に対しても除去することができ、
実施の形態５よりも優れた効果が得られる。

【００３１】実施の形態７．実施の形態２では、干渉波
除去に１周期前の値で置換することで正余弦曲線を再生
するものを示したが、３次曲線によるフィッティングを
用いてもよく、実施の形態５，６と同様の効果を奏す
る。

【００３２】実施の形態８．実施の形態７では、干渉波
除去のために３次曲線のフィッティングを用いるもの示
したが、３次曲線のフィッティングの代わりにスプライ
ン補完を用いてもよく、実施の形態７と同様の効果を奏
する。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のレーダ
装置の干渉波除去装置によれば、目標物から反射しレベ
ル変動が緩やかなレーダ受信信号から干渉波を除去する
ものにおいて、前記レーダ受信信号から実部入力信号と
虚部入力信号を導出し、前記実部入力信号から干渉波を
除去して実部出力信号を得ると共に、前記虚部入力信号
から干渉波を除去して虚部出力信号を得るようにしたの
で、実部入力信号と虚部入力信号に対して位相情報を損
なうことなく干渉波の除去ができ、ドップラレーダ等に
も適用できるレーダ装置の干渉波除去装置を得ることが
できる。

【００３４】また、実部入力信号から干渉波を除去して
得た実部出力信号と、虚部入力信号から干渉波を除去し
て得た虚部出力信号を合成してビデオ出力信号を得るの
で、強度P ₁の干渉波だけでなく、実部入力信号と虚部
入力信号に対して位相情報を損なうことなく干渉波の除
去ができる。

【００３５】また、干渉波を１サンプリング前の値で置
換することにより除去を行うので、位相情報を損なうこ
となく干渉波の除去ができる。

【００３６】また、干渉波を干渉波の１周期前の値で置
換することにより除去を行うので、位相情報を損なうこ
となく干渉波の除去ができ、より正確な正余弦曲線が再
生できる。

【００３７】また、干渉波を入力信号データの予測結果
で置換することにより除去を行うので、位相情報を損な
うことなく干渉波の除去ができ、正余弦曲線が再生でき
る。

【００３８】また、干渉波を、干渉波の前後のサンプリ
ング値の中間値又は平均値で置換することにより除去を
行うので、位相情報を損なうことなく干渉波の除去がで
きる。

【００３９】また、干渉波を、干渉波が検出された前後
のサンプリング分にガードをかけ、その前後のサンプリ
ング分の値の中間値又は平均値で置換することにより除
去を行うので、位相情報を損なうことなく干渉波の除去
ができ、連続した干渉波に対してもより正確に再生でき
る。

【００４０】また、干渉波を３次曲線でフィッティング
した値で置換することにより除去を行うので、位相情報
を損なうことなく干渉波の除去ができる。

【００４１】さらにまた、干渉波をスプライン補完した
値で置換することにより除去を行うので、位相情報を損
なうことなく干渉波の除去ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１の干渉波除去装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】Ｐ₁，Ｉ_I，Ｑ_I，Ｉ_Oの関係を示す説明図
である。

【図３】実部干渉波除去回路又は虚部干渉波除去回路
の詳細なブロック図である。

【図４】入力データについての概念図である。

【図５】図３の各出力の関係を示す図である。

【図６】実施の形態４の概念を示す図である。

【図７】実施の形態５の概念を示す図である。

【図８】実施の形態６の概念を示す図である。

【図９】従来のレーダ装置の構成を示すブロック図で
ある。

【図１０】図９のデータ処理装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

２２実部・虚部導出部２３，３３干
渉波検出部２４，３４メモリ２５，３５補
正演算部２６，３６干渉波除去部２７実部干渉
波除去回路３７虚部干渉波除去回路３８強度算出
部５６第１のメモリ５７第２のメ
モリ５８レジスタ５９減算器６０絶対値回路６１比較回路６２比較値設定器６３出力デー
タ制御信号６４前回データ６５今回デー
タ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】目標物から反射しレベル変動が緩やかな
レーダ受信信号から干渉波を除去するものにおいて、前
記レーダ受信信号から実部入力信号と虚部入力信号を導
出し、前記実部入力信号から干渉波を除去して実部出力
信号を得ると共に、前記虚部入力信号から干渉波を除去
して虚部出力信号を得るレーダ装置の干渉波除去装置。
【請求項２】実部入力信号から干渉波を除去して得た
実部出力信号と、虚部入力信号から干渉波を除去して得
た虚部出力信号を合成してビデオ出力信号を得る請求項
１記載のレーダ装置の干渉波除去装置。
【請求項３】干渉波を１サンプリング前の値で置換す
ることにより除去を行う請求項１又は請求項２記載のレ
ーダ装置の干渉波除去装置。
【請求項４】干渉波を干渉波の１周期前の値で置換す
ることにより除去を行う請求項１又は請求項２記載のレ
ーダ装置の干渉波除去装置。
【請求項５】干渉波を入力信号データの予測結果で置
換することにより除去を行う請求項１又は請求項２記載
のレーダ装置の干渉波除去装置。
【請求項６】干渉波を、干渉波の前後のサンプリング
値の中間値又は平均値で置換することにより除去を行う
請求項１又は請求項２記載のレーダ装置の干渉波除去装
置。
【請求項７】干渉波を、干渉波が検出された前後のサ
ンプリング分にガードをかけ、その前後のサンプリング
分の値の中間値又は平均値で置換することにより除去を
行う請求項１又は請求項２記載のレーダ装置の干渉波除
去装置。
【請求項８】干渉波を３次曲線でフィッティングした
値で置換することにより除去を行う請求項１又は請求項
２記載のレーダ装置の干渉波除去装置。
【請求項９】干渉波をスプライン補完した値で置換す
ることにより除去を行う請求項１又は請求項２記載のレ
ーダ装置の干渉波除去装置。