JP2006211127A - ウェイト関数生成方法、参照信号生成方法、送信信号生成装置、信号処理装置及びアンテナ装置 - Google Patents
ウェイト関数生成方法、参照信号生成方法、送信信号生成装置、信号処理装置及びアンテナ装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006211127A JP2006211127A JP2005018462A JP2005018462A JP2006211127A JP 2006211127 A JP2006211127 A JP 2006211127A JP 2005018462 A JP2005018462 A JP 2005018462A JP 2005018462 A JP2005018462 A JP 2005018462A JP 2006211127 A JP2006211127 A JP 2006211127A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- window
- function
- signal
- weight function
- waveform
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Abstract
【解決手段】 ウェイト関数生成のための処理構成は、窓関数生成部(14)にて予め選定した窓関数(ハミング窓、ハニング窓、ガウス窓、ブラックマンハリス窓、フラットトップ窓等)の波形を生成し、この波形を中心ストレッチ処理部(15)に送る。この処理部(15)では、矩形波生成部(16)で生成される単位期間を示す矩形波を取り込み、窓関数の波形を振幅ピーク点から左右に引き伸ばして矩形波に合わせた波形を生成し、これをウェイト関数としてウェイト関数格納部(17)に格納する。
【選択図】 図3
Description
図1は、本発明に係る第1の実施形態として、ウェイト関数生成のための処理構成を示すブロック図、図2はその処理上の波形図である。図1において、時間領域のウェイト関数が図2(a)に示すような矩形波形範囲に選定されたとする。仮にこのウェイト関数の範囲に従来の窓関数(ハミング窓、ハニング窓、ガウス窓、ブラックマンハリス窓、フラットトップ窓等)で点線のように適用すると、時間×振幅の面積比において最悪約50%のロスが生じてしまうことになる。そこで、本発明では、図2(a)の基となる矩形波S11をFFT(高速フーリエ変換)等11によって周波数領域に変換し、乗算器12にて図2(b)に示す周波数軸上に生成した窓関数(ブラックマンハリス窓等)S12と乗算した後、IFFT(逆高速フーリエ変換)等13によって時間領域に戻すことによりウェイト関数S13を生成するようにした。このようにして生成されたウェイト関数は、信号処理ロスが改善されているため、図2(c)中実線で示すように、時間軸上での立ち上がり立ち下がりが急峻となり、ロス分を数%程度まで低減することができる。
前述のように、FFTなどの信号処理において、スプリアスリークの軽減を目的として、予め窓関数を乗じる処理が広く行われている。窓関数としてはハミング(Hamming)、ハニング(Hanning)、ブラックマンハリス(BkackmanHarris)、フラットトップ(FlatTop)、ガウス(Gaussian)などが知られている。
但し、k = 0,1,2,…,n-1
このままウェイト関数に利用するとすれば信号損失が大きいので、本実施形態では、この窓関数を中心にある振幅ピーク点から左右両方に引き伸ばし、図4(b)に示す矩形波に合わせて変形する。これにより、図4(c)に示すように、立ち上がりと立ち下がりでハニング窓関数の波形を有し、中間は振幅ピーク値1を維持する波形が得られる。これをウェイト関数の生成に利用する。
図6は、本発明に係る第3の実施形態として、相関処理用の参照信号生成のための処理構成を示すブロック図である。基準信号S21は、乗算器21に送られ、ウェイト関数S22と乗算される。ここで、ウェイト関数S22は、第1または第2の実施形態の手法で生成されたウェイト関数である。このウェイト関数S22を乗じられた基準信号S21′は、時間領域の参照信号S23となる。このようにして生成された参照信号S23は、第1の実施形態で生成されたウェイト関数が乗じられているため、信号処理ロス及びレンジサイドローブが低減されており、参照信号として理想的な波形となる。
図7は、本発明に係る第3の実施形態として、第3の実施形態とは異なる手法で、相関処理用の参照信号生成のための処理構成を示すブロック図である。
図8は、本発明に係る第5の実施形態として、送信信号生成装置に本発明を適用した場合の構成を示すブロック図である。図8において、ウェイト関数S41は送信信号S42の周波数スプリアスを抑圧するためのウェイト関数である。このウェイト関数S41は、第1の実施形態の手法により、周波数領域においてブラックマンハリス窓等の窓関数を乗じて時間領域に戻したもの、または第2の実施形態の手法により、窓関数の振幅ピーク点を引き伸ばしたものを使用する。上記ウェイト関数S41は乗算器41にて送信信号S42に乗算された後、送信器42によって出力される。
図9は、本発明に係る第6の実施形態として、パルス圧縮レーダ装置に本発明を適用した場合の構成を示すブロック図である。このレーダ装置では、送信信号関数発生部51にて発生される送信信号は乗算器52に供給され、ウェイト関数格納部53に格納されているウェイト関数と乗じられてパルス波形信号に変換された後、送信信号格納部54に格納される。
ところで、パルス圧縮レーダ装置において、近距離から反射してきたデータはS/N比が大きい。そこで、第7の実施形態では、第6の実施形態に示すレーダ装置において、近距離には、従来の「ロスは大きいがサイドローブを大きく落とすウェイト関数」を用い、遠距離では、本発明で得られる「ロスが少なくサイドローブを低減することができるウェイト関数」を用いるというように使い分けることで、効率良くサイドローブを低減することができるようにしている。
(1)近距離信号に対しては、レンジサイドローブを抑圧したい。但し、パルス圧縮ゲインは高くなくてもよい。
(2)遠距離信号に対しては、パルス圧縮ゲインは高くしたい。但し、レンジサイドローブはあまり抑圧する必要がない。
があげられる。上記の相反する要求をまとめると、図12(a)のように図示される。近距離用関数を図12(b)中の左側に示し、遠距離用関数を図12(b)中の右側に示す。基本関数の形態を図12に示すように複数に分割することにより、さらに理想的なパルス圧縮を行うことができる。この場合、図12(b)に示す近距離関数/遠距離関数は、窓関数の帯域を最適値に調整することにより生成することができる。
図13は、本発明に係る第8の実施形態として、信号(時間領域の入力データ)をフーリエ変換して周波数軸上の分布に変換して信号解析を行う信号処理装置に本発明を適用した場合の処理構成を示すブロック図である。図13において、ウェイト関数S51はスプリアスリークを抑圧するためのウェイト関数であって、第1の実施形態の方法により、予め時間領域から周波数領域に変換し、周波数領域において窓関数(ハミング窓、ハニング窓、ガウス窓、ブラックマンハリス窓、フラットトップ窓等)と乗算した後、時間領域に戻して生成されたウェイト関数、または第2の実施形態の方法により、窓関数を振幅ピーク点で引き伸ばして生成されたウェイト関数である。このウェイト関数S51を時間領域で入力信号に乗じた後に、フーリエ変換して周波数領域に変換することで周波数軸上の入力データ解析結果を得る。
(第9の実施形態)
ところで、実際の送受信器の内部には、帯域外の妨害を抑圧するために、狭帯域フィルタが挿入されている。この狭帯域フィルタには、急峻な抑圧特性が要求されるが、この抑圧特性を実現するためには、信号品質を維持するのに必要なフィルタ通過群遅延特性が犠牲となる。このことから、従来ではやむなく狭帯域フィルタの群遅延特性の劣化が生じてしまい、基信号に対して位相歪みを発生させてしまっている。しかしながら、この位相歪みは、パルス圧縮などの相関処理においては、圧縮ゲイン目標の未達成、レンジサイドローブの悪化等を引き起こす原因となる。
次に、本発明の第10の実施形態として、フェーズドアレイアンテナ装置のアンテナ開口面分布を決定するウェイト関数に本発明を適用した場合について説明する。
以上、本発明の実施の形態について、主にレーダ装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、信号処理全般に適用可能である。
Claims (14)
- 時間領域で入力信号に窓関数に基づく特性を与えるウェイト関数を生成するウェイト関数生成方法において、
前記窓関数の波形を振幅ピーク点で引き伸ばして前記入力信号の単位期間に合わせた波形を生成することで前記ウェイト関数を生成することを特徴とするウェイト関数生成方法。 - 前記窓関数は、ハミング窓、ハニング窓、ガウス窓、ブラックマンハリス窓、フラットトップ窓のいずれかであることを特徴とする請求項1記載のウェイト関数生成方法。
- 基準信号に時間領域で窓関数に基づくウェイト関数を乗じて入力信号との相関をとるための時間領域の参照信号を生成する参照信号生成方法において、
前記窓関数の波形を振幅ピーク点で引き伸ばして前記基準信号の単位期間に合わせた波形を生成することで前記ウェイト関数を生成し、
前記基準信号に前記ウェイト関数を乗じて前記時間領域の参照信号を生成することを特徴とする参照信号生成方法。 - 基準信号に周波数領域で窓関数に基づくウェイト関数を乗じて入力信号との相関をとるための周波数領域の参照信号を生成する参照信号生成方法において、
前記窓関数の波形を振幅ピーク点で引き伸ばして前記基準信号の単位期間に合わせた波形を生成し、周波数領域に変換することで前記ウェイト関数を生成し、
前記基準信号に前記ウェイト関数を乗じて前記周波数領域の参照信号を生成することを特徴とする参照信号生成方法。 - 前記窓関数は、ハミング窓、ハニング窓、ガウス窓、ブラックマンハリス窓、フラットトップ窓のいずれかであることを特徴とする請求項3または4記載の参照信号生成方法。
- 送信信号の周波数スプリアスを抑圧するためのウェイト関数であって、
窓関数の波形を振幅ピーク点で引き伸ばして前記送信信号の単位期間に合わせた波形を生成することで前記ウェイト関数を生成し、このウェイト関数を前記送信信号の原信号に乗じて前記送信信号を生成することを特徴とする送信信号生成装置。 - 前記ウェイト関数を前記送信信号のシンボルレートに合わせて乗算することを特徴とする請求項6記載の送信信号生成装置。
- 前記窓関数は、ハミング窓、ハニング窓、ガウス窓、ブラックマンハリス窓、フラットトップ窓のいずれかであることを特徴とする請求項6記載の送信信号生成装置。
- 送信信号の反射波を受信する受信装置と、
窓関数の波形を振幅ピーク点で引き伸ばして前記送信信号の単位期間に合わせた波形を生成することでウェイト関数を生成し、このウェイト関数を前記送信信号に乗じて前記受信装置の受信信号をパルス圧縮するための複素共役関数を生成する複素共役関数生成手段と、
前記受信装置の受信信号に前記複素共役関数生成手段で生成される複素共役関数を乗じてパルス圧縮するパルス圧縮手段とを具備することを特徴とする信号処理装置。 - 前記複素共役関数生成手段は、予め、互いに異なる窓関数の波形についてそれぞれ振幅ピーク点で引き伸ばして前記送信信号の単位期間に合わせた波形を生成することで複数のウェイト関数を求め、前記複数のウェイト関数をそれぞれ送信信号に乗じることで得られる複数の複素共役関数を格納する複数共役関数格納部を備え、
前記パルス圧縮手段は、前記複素共役関数格納部から探知距離に対応する複素共役関数を切り替えてパルス圧縮することを特徴とする請求項9記載の信号処理装置。 - 被解析信号をフーリエ変換して周波数軸上の分布に変換して信号解析を行う信号処理装置において、
窓関数の波形を振幅ピーク点で引き伸ばして前記被解析信号の単位期間に合わせた波形を生成することで前記被解析信号のスプリアスリークを抑圧するためのウェイト関数を生成し、このウェイト関数を前記フーリエ変換前の時間領域の被解析信号に乗じることを特徴とする信号処理装置。 - 前記窓関数は、ハミング窓、ハニング窓、ガウス窓、ブラックマンハリス窓、フラットトップ窓のいずれかであることを特徴とする請求項9または11記載の信号処理装置。
- アレイ状に配列された複数のエレメント素子それぞれの給電振幅を制御して任意の開口面分布を形成するアンテナ装置において、
前記開口面分布に対応する各エレメント素子のゲインウェイト関数であって、
窓関数の波形を振幅ピーク点で引き伸ばして前記開口面分布に合わせた波形を生成することで前記ゲインウェイト関数を生成し、
前記ゲインウェイト関数に基づいて前記エレメント素子それぞれの給電振幅を制御することを特徴とするアンテナ装置。 - 前記窓関数は、ハミング窓、ハニング窓、ガウス窓、ブラックマンハリス窓、フラットトップ窓のいずれかであることを特徴とする請求項13記載のアンテナ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005018462A JP4421487B2 (ja) | 2005-01-26 | 2005-01-26 | 送信信号生成装置、信号処理装置及びアンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005018462A JP4421487B2 (ja) | 2005-01-26 | 2005-01-26 | 送信信号生成装置、信号処理装置及びアンテナ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006211127A true JP2006211127A (ja) | 2006-08-10 |
JP4421487B2 JP4421487B2 (ja) | 2010-02-24 |
Family
ID=36967510
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005018462A Expired - Fee Related JP4421487B2 (ja) | 2005-01-26 | 2005-01-26 | 送信信号生成装置、信号処理装置及びアンテナ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4421487B2 (ja) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008175552A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Japan Radio Co Ltd | 圧縮係数生成器 |
JP2009058308A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Nec Corp | チャープレーダ外来干渉波除去方法及び装置 |
JP2010043958A (ja) * | 2008-08-12 | 2010-02-25 | Tokyo Keiki Inc | レーダ装置 |
JP2010054501A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Inst Of Optics & Electronics Chinese Academy Of Sciences | 高速画像再構築方法 |
JP2011247615A (ja) * | 2010-05-24 | 2011-12-08 | Furuno Electric Co Ltd | パルス圧縮装置、レーダ装置、パルス圧縮方法、およびパルス圧縮プログラム |
JP2012503361A (ja) * | 2008-09-15 | 2012-02-02 | エアビクティ インコーポレイテッド | EVRC(enhancedvariable−ratecodec)を介する帯域内シグナリング方法 |
KR20150046888A (ko) * | 2013-10-23 | 2015-05-04 | 현대모비스 주식회사 | 주차 보조 장치 및 방법 |
JP2016151418A (ja) * | 2015-02-16 | 2016-08-22 | 日本電気株式会社 | 目標物検出装置、目標物検出方法、目標物検出プログラムおよび記憶媒体 |
JP2017166918A (ja) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | 株式会社東芝 | 信号処理装置、レーダ装置、信号処理方法およびプログラム |
JP2021047040A (ja) * | 2019-09-17 | 2021-03-25 | 株式会社東芝 | レーダ装置 |
CN113534152A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-10-22 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 一种信号处理方法、设备及计算机可读存储介质 |
JP7381991B2 (ja) | 2019-10-17 | 2023-11-16 | 日本電気株式会社 | 合成開口レーダの信号処理方法、信号処理装置、および信号処理プログラム |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11415663B2 (en) | 2017-06-08 | 2022-08-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Radar device |
-
2005
- 2005-01-26 JP JP2005018462A patent/JP4421487B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008175552A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Japan Radio Co Ltd | 圧縮係数生成器 |
JP2009058308A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Nec Corp | チャープレーダ外来干渉波除去方法及び装置 |
JP2010043958A (ja) * | 2008-08-12 | 2010-02-25 | Tokyo Keiki Inc | レーダ装置 |
JP2010054501A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Inst Of Optics & Electronics Chinese Academy Of Sciences | 高速画像再構築方法 |
US8189958B2 (en) | 2008-08-27 | 2012-05-29 | Institute Of Optics And Electronics Chinese Academy Of Sciences | Method of fast image reconstruction |
DE102009038889B4 (de) * | 2008-08-27 | 2013-08-08 | Institute Of Optics And Electronics, Chinese Academy Of Sciences | Verfahren zur schnellen Bildrekonstruktion |
JP2012503361A (ja) * | 2008-09-15 | 2012-02-02 | エアビクティ インコーポレイテッド | EVRC(enhancedvariable−ratecodec)を介する帯域内シグナリング方法 |
JP2011247615A (ja) * | 2010-05-24 | 2011-12-08 | Furuno Electric Co Ltd | パルス圧縮装置、レーダ装置、パルス圧縮方法、およびパルス圧縮プログラム |
KR20150046888A (ko) * | 2013-10-23 | 2015-05-04 | 현대모비스 주식회사 | 주차 보조 장치 및 방법 |
KR102075927B1 (ko) * | 2013-10-23 | 2020-02-11 | 현대모비스 주식회사 | 주차 보조 장치 및 방법 |
JP2016151418A (ja) * | 2015-02-16 | 2016-08-22 | 日本電気株式会社 | 目標物検出装置、目標物検出方法、目標物検出プログラムおよび記憶媒体 |
JP2017166918A (ja) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | 株式会社東芝 | 信号処理装置、レーダ装置、信号処理方法およびプログラム |
JP2021047040A (ja) * | 2019-09-17 | 2021-03-25 | 株式会社東芝 | レーダ装置 |
JP7412933B2 (ja) | 2019-09-17 | 2024-01-15 | 株式会社東芝 | レーダ装置 |
JP7381991B2 (ja) | 2019-10-17 | 2023-11-16 | 日本電気株式会社 | 合成開口レーダの信号処理方法、信号処理装置、および信号処理プログラム |
CN113534152A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-10-22 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 一种信号处理方法、设备及计算机可读存储介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4421487B2 (ja) | 2010-02-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4421487B2 (ja) | 送信信号生成装置、信号処理装置及びアンテナ装置 | |
JP4199144B2 (ja) | ウェイト関数生成装置、参照信号生成装置、送信信号生成装置、信号処理装置及びアンテナ装置 | |
EP2088449B1 (en) | Side lobe suppression | |
JP4567292B2 (ja) | 通信信号と干渉しないパルスレ−ダおよびそのパルスを生成する方法 | |
US8436766B1 (en) | Systems and methods for suppressing radar sidelobes using time and spectral control | |
JP2008175552A (ja) | 圧縮係数生成器 | |
CN105891791B (zh) | 多目标信号生成方法及射频多目标信号源 | |
JP4080977B2 (ja) | 相関処理装置、相関処理方法、パルス圧縮処理装置及びパルス圧縮処理方法 | |
EP3306745A1 (en) | Sensor apparatus | |
JP2011247615A (ja) | パルス圧縮装置、レーダ装置、パルス圧縮方法、およびパルス圧縮プログラム | |
JP2015219016A (ja) | 画像レーダ装置 | |
JP3397158B2 (ja) | Ecmレーダ装置 | |
JP2007240312A (ja) | パルス圧縮レーダのレーダ信号処理装置 | |
CN109842379B (zh) | 一种宽带噪声产生方法 | |
JP6351876B1 (ja) | レーダ装置 | |
Zhang et al. | A real time RF analog signal processor for time delay estimation | |
JP2817733B2 (ja) | レーダ装置 | |
WO2018219740A1 (en) | Method and system for moving target detection, and vehicle incorporating same | |
JP2002062350A (ja) | レーダ装置 | |
US10921423B2 (en) | Multicarrier and frequency hopped radar waveform generator using efficient digital synthesis | |
JP2851866B2 (ja) | グラムシュミット方式妨害波除去装置 | |
JP2007251240A (ja) | 測定装置およびそれを利用した中継装置 | |
JP3822079B2 (ja) | レーダ装置 | |
JP2011191133A (ja) | レーダ受信信号のパルス圧縮装置 | |
JP2006067428A (ja) | マイクロ波分配回路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070406 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080909 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080924 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081125 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090609 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090803 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091110 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091202 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121211 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4421487 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121211 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121211 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131211 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |