JP2008309558A - Signal processor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a signal processor for suppressing an unnecessary wave component by using data obtained in time-series, and accurately and sensitively observing a target at high resolution even if the signal processor is in an environment in which unnecessary waves exist. <P>SOLUTION: The signal processor comprises: antennas 11, 21 for transmitting and receiving a signal; unnecessary wave component suppressing/processing sections 12, 13, 22, 23, 30-3M-1, 31 for suppressing the unnecessary wave component contained in the received signal obtained from the antennas in time series when the signal is received at each time; and a signal processing section 33 for implementing signal processing by using the received signal obtained from the unnecessary wave component suppressing/processing sections in time series and having the suppressed unnecessary wave component. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーダ装置または受信装置などに適用され、不要波が存在する環境下において、高精度、高分解能および/または高感度などを実現するための信号処理を行う信号処理装置に関する。   The present invention relates to a signal processing apparatus which is applied to a radar apparatus or a receiving apparatus and performs signal processing for realizing high accuracy, high resolution and / or high sensitivity in an environment where unnecessary waves exist.

従来、レーダ装置または受信装置などには、アンテナを用いて送受信する信号を処理する信号処理装置が搭載されている。図7は、このような従来の信号処理装置を説明するための図である。この信号処理装置は、主アンテナ11、データ保存部32および信号処理部33を備えている。主アンテナ11は、複数のアンテナ素子を備えており、各アンテナ素子で受信された信号は、受信データとしてデータ保存部32に送られる。   Conventionally, a radar apparatus or a receiving apparatus is equipped with a signal processing apparatus that processes signals transmitted and received using an antenna. FIG. 7 is a diagram for explaining such a conventional signal processing apparatus. This signal processing apparatus includes a main antenna 11, a data storage unit 32, and a signal processing unit 33. The main antenna 11 includes a plurality of antenna elements, and a signal received by each antenna element is sent to the data storage unit 32 as received data.

データ保存部32は、主アンテナ11から送られてくるアンテナ素子毎の受信データを保存する。このデータ保存部32に保存されている受信データは、信号処理部33によって読み出される。信号処理部33は、データ保存部32に保存されている受信データを取り出し、SAR(Synthetic Aperture Radar;合成開口レーダ)処理やMUSIC(Multiple Signal Classification)処理などを実行する。   The data storage unit 32 stores reception data for each antenna element transmitted from the main antenna 11. The received data stored in the data storage unit 32 is read out by the signal processing unit 33. The signal processing unit 33 extracts the reception data stored in the data storage unit 32 and executes SAR (Synthetic Aperture Radar) processing, MUSIC (Multiple Signal Classification) processing, and the like.

ここで、SAR処理は、参照信号と送受信信号との相関をとることにより目標を高分解能で画像化する処理である(非特許文献1参照)。また、MUSIC処理は、高い分解能で目標を分離する処理である(非特許文献2参照)。   Here, the SAR processing is processing for imaging a target with high resolution by correlating the reference signal and the transmission / reception signal (see Non-Patent Document 1). The MUSIC process is a process for separating a target with high resolution (see Non-Patent Document 2).

このような信号処理装置として、特許文献1は、複数のアンテナ素子から取得される受信データ毎に不要波を抑圧し、この不要波が抑圧された受信データを用いてアダプティブ処理やMUSIC処理を行うレーダ信号処理装置を開示している。   As such a signal processing device, Patent Document 1 suppresses unnecessary waves for each reception data acquired from a plurality of antenna elements, and performs adaptive processing and MUSIC processing using reception data in which the unnecessary waves are suppressed. A radar signal processing apparatus is disclosed.

このレーダ信号処理装置は、主アンテナおよび補助アンテナ毎にアダプティブ処理部を備えており、アンテナ素子毎にクラッタ成分を抑圧する。また、主アンテナのアダプティブ処理部の後段に他のアダプティブ処理部を設け、クラッタを抑圧した受信信号から妨害波成分を抑圧する。このようにしてクラッタおよび妨害波成分を抑圧したアンテナ素子信号からビーム形成部によりビーム形成処理を行い、また、方向抽出部により電波到来方向を抽出する。さらに、ビーム形成部の後段にアダプティブ処理部を設け、ビーム出力に不要波成分が残留する場合には、これを除去する。
特開2004−257761号公報 大内、“リモートセンシングのための合成開口レーダの基礎“、東京電機大学出版局(2003) pp.176−178 菊間信良、“アレーアンテナによる適応信号処理“、科学技術出版(1999) pp.194−199
The radar signal processing apparatus includes an adaptive processing unit for each main antenna and auxiliary antenna, and suppresses a clutter component for each antenna element. Further, another adaptive processing unit is provided after the adaptive processing unit of the main antenna to suppress the interference wave component from the received signal in which clutter is suppressed. The beam forming process is performed by the beam forming unit from the antenna element signal in which the clutter and the interference wave component are suppressed as described above, and the radio wave arrival direction is extracted by the direction extracting unit. Further, an adaptive processing unit is provided at the subsequent stage of the beam forming unit, and if an unnecessary wave component remains in the beam output, it is removed.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-257761 Ouchi, “Basics of Synthetic Aperture Radar for Remote Sensing”, Tokyo Denki University Press (2003) pp. 176-178 Nobuyoshi Kikuma, "Adaptive signal processing by array antenna", Science and Technology Publishing (1999) pp. 194-199

ところで、上述した特許文献1に開示されたレーダ信号処理装置は、複数のアンテナ素子から取得された受信データから不要波成分を抑圧した後にアダプティブ処理やMUSIC処理を行うが、処理対象とする受信データは、同時刻に取得されたデータ(同時刻にサンプルされたデータ)であるので、互いに相関があり、不要波が入力された場合であっても、それを抑圧することができる。   By the way, the radar signal processing apparatus disclosed in Patent Document 1 described above performs adaptive processing and MUSIC processing after suppressing unnecessary wave components from reception data acquired from a plurality of antenna elements. Are data acquired at the same time (data sampled at the same time), and are correlated with each other, and even when an unnecessary wave is input, it can be suppressed.

これに対し、時系列に取得された受信データ(以下、「時系列データ」という)、つまり、異なる時刻にサンプルされたデータを用いてSAR処理やMUSIC処理を行う信号処理装置においては、ノイズ妨害のような不要波が入力されると、時系列データでは互いに相関がないため、不要波成分を抑圧できないという問題がある。   On the other hand, in a signal processing device that performs SAR processing and MUSIC processing using received data acquired in time series (hereinafter referred to as “time series data”), that is, data sampled at different times, noise interference When unnecessary waves such as these are input, there is a problem in that unnecessary wave components cannot be suppressed because there is no correlation in time series data.

また、時系列データにおいて互いに相関があるクラッタなどが入力された場合であっても、サンプルされたデータのS/C比(信号/クラッタ電力比)が悪いと、信号処理によって得られる結果のS/C比も劣化する場合がある。   Even when clutter or the like correlated with each other in time series data is input, if the S / C ratio (signal / clutter power ratio) of the sampled data is poor, the S obtained as a result of signal processing is obtained. The / C ratio may also deteriorate.

本発明は、上述した問題を解消するためになされたものであり、その課題は、不要波が存在する環境下であっても、時系列に取得されたデータを用いて不要波成分を抑圧し、高精度、高分解能および/または高感度で目標を観測できる信号処理装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and its problem is to suppress unnecessary wave components using data acquired in time series even in an environment where unnecessary waves exist. Another object of the present invention is to provide a signal processing apparatus capable of observing a target with high accuracy, high resolution and / or high sensitivity.

上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、信号を送受信するアンテナと、アンテナから時系列に取得される受信信号に含まれる不要波成分を、各時刻で取得される受信信号毎に抑圧する不要波抑圧処理部と、不要波抑圧処理部から時系列に取得される不要波成分が抑圧された受信信号を用いて信号処理を行う信号処理部とを備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, an invention according to claim 1 is directed to an antenna for transmitting and receiving signals, and an unnecessary wave component included in a reception signal acquired in time series from the antenna for each reception signal acquired at each time. And a signal processing unit that performs signal processing using a reception signal in which unnecessary wave components acquired in time series from the unnecessary wave suppression processing unit are suppressed. .

また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、信号処理部で行われる処理は、SAR(Synthetic Aperture Radar)処理であることを特徴とする。   The invention described in claim 2 is characterized in that, in the invention described in claim 1, the processing performed in the signal processing unit is SAR (Synthetic Aperture Radar) processing.

また、請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、信号処理部で行われる処理は、MUSIC(Multiple Signal Classification)処理であることを特徴とする。   The invention described in claim 3 is characterized in that, in the invention described in claim 1, the processing performed in the signal processing unit is MUSIC (Multiple Signal Classification) processing.

また、請求項4記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の発明において、不要波抑圧処理部は、MTI(Moving Target Indication)処理、DFT(Discrete Fourier Transformation)処理、STAP(Space Time Adaptive Processing)処理、アダプティブ処理またはSLC(idelobe Canceller)処理の少なくとも1つを行うことを特徴とする。   The invention described in claim 4 is the invention described in any one of claims 1 to 3, wherein the unnecessary wave suppression processing unit includes MTI (Moving Target Indication) processing, DFT (Discrete Fourier Transformation) processing, At least one of STAP (Space Time Adaptive Processing) processing, adaptive processing, or SLC (idelobe Canceller) processing is performed.

請求項1記載の発明によれば、アンテナから時系列に取得される受信信号に含まれる不要波成分を、各時刻で取得される受信信号毎に抑圧し、この不要波成分が抑圧された時系列の受信信号を用いて信号処理を行うので、信号処理の時点では不要波の影響が排除される。その結果、高精度、高分解能および/または高感度で目標を観測することができる。   According to the first aspect of the present invention, the unnecessary wave component included in the received signal acquired in time series from the antenna is suppressed for each received signal acquired at each time, and the unnecessary wave component is suppressed. Since signal processing is performed using a series of received signals, the influence of unnecessary waves is eliminated at the time of signal processing. As a result, the target can be observed with high accuracy, high resolution, and / or high sensitivity.

また、請求項2記載の発明によれば、不要波成分が抑圧された時系列の受信信号を用いてSAR処理を行うので、SAR処理の時点では不要波の影響が排除され、高精度、高分解能および/または高感度で目標を観測することができる。   According to the second aspect of the invention, since the SAR process is performed using the time-series received signal in which the unnecessary wave component is suppressed, the influence of the unnecessary wave is eliminated at the time of the SAR process, and the high accuracy and high The target can be observed with resolution and / or high sensitivity.

また、請求項3記載の発明によれば、不要波成分が抑圧された時系列の受信信号を用いてMUSIC処理を行うので、MUSIC処理の時点では不要波の影響が排除され、高精度、高分解能および/または高感度で目標を観測することができる。   According to the third aspect of the invention, since the MUSIC process is performed using the time-series received signal in which the unnecessary wave component is suppressed, the influence of the unnecessary wave is eliminated at the time of the MUSIC process, and the high accuracy, high The target can be observed with resolution and / or high sensitivity.

また、請求項3記載の発明によれば、MTI処理、DFT処理、STAP処理、アダプティブ処理またはSLC処理の少なくとも1つを行って不要波を抑圧するので、不要波を高い精度で抑圧することができる。その結果、高精度、高分解能および/または高感度で目標を観測することができる。   According to the third aspect of the present invention, since unnecessary waves are suppressed by performing at least one of MTI processing, DFT processing, STAP processing, adaptive processing, or SLC processing, it is possible to suppress unnecessary waves with high accuracy. it can. As a result, the target can be observed with high accuracy, high resolution, and / or high sensitivity.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明の実施例1に係る信号処理装置は、時系列データを用いてSAR処理を行うようにしたものである。   The signal processing apparatus according to the first embodiment of the present invention performs SAR processing using time-series data.

まず、SARの原理について説明する。図1は、SARのモデルを示す。このモデルは、一般的なモデルとして、側方監視の場合の例を示しており、移動体に搭載されたSAR装置でマイクロ波を送受信してSAR処理を行うことにより目標を探知する状態を示している。   First, the principle of SAR will be described. FIG. 1 shows a model of SAR. This model shows an example of side monitoring as a general model, and shows a state in which a target is detected by performing SAR processing by transmitting and receiving microwaves with a SAR device mounted on a moving body. ing.

送受信信号をe(t)とし、AZ圧縮用の参照信号をr(t)とすると、AZ圧縮処理後の信号s(t)は、次式で算出できる(非特許文献1参照)。

Figure 2008309558
If the transmission / reception signal is e (t) and the reference signal for AZ compression is r (t), the signal s (t) after AZ compression processing can be calculated by the following equation (see Non-Patent Document 1).
Figure 2008309558

ここで、
e(t) ;送受信信号
E(f) ;e(t)のフーリエ変換
r(t) ;参照信号
R(f) ;r(t)のフーリエ変換
s(t) ;SAR画像
S(f) ;s(t)のフーリエ変換
FFT[ ] ;フーリエ変換
FFT-1[ ];逆フーリエ変換
* ;複素共役
SAR処理に用いられる送受信信号(サンプルデータ)e(t)に、妨害やクラッタといった不要波成分が含まれていると、図7に示した従来の信号処理装置では、所望信号を検出できない場合がある。この対策として、本発明の実施例1に係る信号処理装置では、サンプルデータの段階で、周波数フィルタや空間フィルタをかけて、クラッタや妨害を抑圧するように構成している。
here,
e (t); transmission / reception signal E (f); Fourier transform of e (t) r (t); reference signal R (f); Fourier transform of r (t) s (t); SAR image S (f); Fourier transform FFT [] of s (t); Fourier transform FFT -1 []; Inverse Fourier transform *; Complex conjugate Undesired wave components such as interference and clutter in transmission / reception signal (sample data) e (t) used for SAR processing Is included, the conventional signal processing apparatus shown in FIG. 7 may not be able to detect a desired signal. As a countermeasure, the signal processing apparatus according to the first embodiment of the present invention is configured to suppress clutter and interference by applying a frequency filter and a spatial filter at the sample data stage.

図2は、本発明の実施例1に係る信号処理装置によって実現される機能の概念を示す図である。各サンプル時のビームは、妨害やクラッタといった不要波を含んでいるが、サンプルデータに対して周波数軸/角度軸のフィルタ(周波数フィルタ/空間フィルタ)を用いて不要波を抑圧後、高分解能処理(SAR)が行われることにより、シャープなビームが形成される。   FIG. 2 is a diagram illustrating a concept of functions realized by the signal processing device according to the first embodiment of the present invention. The beam at each sample contains unwanted waves such as interference and clutter. After the unwanted waves are suppressed using the frequency axis / angle axis filter (frequency filter / spatial filter) for the sample data, high resolution processing is performed. By performing (SAR), a sharp beam is formed.

図3は、本発明の実施例1に係る信号処理装置の構成を示すブロック図である。この信号処理装置は、主アンテナ11、第1MTI処理部12、第1DFT処理部13、補助アンテナ21、第2MTI処理部22、第2DFT処理部23、SLC処理部30〜3M−1、所望信号抽出部31、データ保存部32および信号処理部33を備えている。   FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the signal processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. The signal processing apparatus includes a main antenna 11, a first MTI processing unit 12, a first DFT processing unit 13, an auxiliary antenna 21, a second MTI processing unit 22, a second DFT processing unit 23, SLC processing units 30 to 3M-1, and a desired signal extraction. Unit 31, data storage unit 32, and signal processing unit 33.

主アンテナ11は、複数のアンテナ素子を備えており、各アンテナ素子で受信された受信信号は、信号Xbとして第1MTI処理部12に送られる。   The main antenna 11 includes a plurality of antenna elements, and a reception signal received by each antenna element is sent to the first MTI processing unit 12 as a signal Xb.

第1MTI処理部12は、周波数フィルタ(周波数軸フィルタ)として機能し、主アンテナ11から送られてくる信号Xbを入力信号とし、図4(a)に示すように、入力信号に含まれるグランドクラッタやウェザクラッタといったクラッタを、図4(b)に示すように、周波数軸上で除去して出力信号を生成する。   The first MTI processing unit 12 functions as a frequency filter (frequency axis filter), receives the signal Xb transmitted from the main antenna 11 as an input signal, and, as shown in FIG. 4A, the ground clutter included in the input signal. As shown in FIG. 4 (b), an output signal is generated by removing clutters such as sway and weather clutter on the frequency axis.

なお、MTI処理については、例えば『吉田他著、“改訂レーダ技術”、電子情報通信学会、pp.67−70(1996)』に説明されている。この第1MTI処理部12で生成された出力信号は、信号Xbmtiとして第1DFT処理部13に送られる。   For MTI processing, see, for example, “Yoshida et al.,“ Revised Radar Technology ”, IEICE, pp. 67-70 (1996) ". The output signal generated by the first MTI processing unit 12 is sent to the first DFT processing unit 13 as a signal Xbmti.

第1DFT処理部13は、周波数フィルタ(周波数軸フィルタ)として機能し、第1MTI処理部12から送られてくる信号Xbmtiを離散フーリエ変換することによりクラッタを抑圧し、フィルタバンク信号Xbf0〜XbfM−1としてSLC処理部30〜3M−1にそれぞれ送る。   The first DFT processing unit 13 functions as a frequency filter (frequency axis filter), suppresses clutter by subjecting the signal Xbmti sent from the first MTI processing unit 12 to discrete Fourier transform, and filter bank signals Xbf0 to XbfM−1. As SLC processing units 30 to 3M-1.

補助アンテナ21は、複数のアンテナ素子を備えており、各アンテナ素子で受信された樹脂信号は、信号Xaとして第2MTI処理部22に送られる。   The auxiliary antenna 21 includes a plurality of antenna elements, and a resin signal received by each antenna element is sent to the second MTI processing unit 22 as a signal Xa.

第2MTI処理部22は、周波数フィルタ(周波数軸フィルタ)として機能し、補助アンテナ21から送られてくる信号Xaを入力信号とし、第1MTI処理部12と同様に、入力信号に含まれるグランドクラッタやウェザクラッタといったクラッタを周波数軸上で除去して出力信号を生成する。この第2MTI処理部22で生成された出力信号は、信号Xamtiとして第2DFT処理部23に送られる。   The second MTI processing unit 22 functions as a frequency filter (frequency axis filter), receives the signal Xa transmitted from the auxiliary antenna 21 as an input signal, and, similar to the first MTI processing unit 12, the ground clutter included in the input signal Clutters such as weather clutter are removed on the frequency axis to generate an output signal. The output signal generated by the second MTI processing unit 22 is sent to the second DFT processing unit 23 as a signal Xamti.

第2DFT処理部23は、周波数フィルタ(周波数軸フィルタ)として機能し、第2MTI処理部22から送られてくる信号Xamtiを離散フーリエ変換することによりクラッタを抑圧し、フィルタバンク信号Xaf0〜XafM−1としてSLC処理部30〜3M−1にそれぞれ送る。   The second DFT processing unit 23 functions as a frequency filter (frequency axis filter), suppresses clutter by subjecting the signal Xamti sent from the second MTI processing unit 22 to discrete Fourier transform, and filter bank signals Xaf0 to XafM-1. As SLC processing units 30 to 3M-1.

SLC処理部30〜3M−1は、空間フィルタ(角度軸フィルタ)として機能し、第1DFT処理部13から送られてくるフィルタバンク信号Xbf0〜XbfM−1と、第2DFT処理部23から送られてくるフィルタバンク信号Xaf0〜XbaM−1とをそれぞれ用いてSLC処理を実行することにより妨害を抑圧する。すなわち、SLC処理部30〜3M−1は、図5に示すように、主アンテナ11からの信号と補助アンテナ21からの信号とを処理することにより妨害波の到来方向のアンテナ利得を小さくして妨害波を抑圧する。   The SLC processing units 30 to 3M-1 function as spatial filters (angle axis filters), and are sent from the filter bank signals Xbf0 to XbfM-1 sent from the first DFT processing unit 13 and the second DFT processing unit 23. Interference is suppressed by executing SLC processing using the filter bank signals Xaf0 to XbaM-1 that come. That is, as shown in FIG. 5, the SLC processing units 30 to 3M-1 process the signal from the main antenna 11 and the signal from the auxiliary antenna 21 to reduce the antenna gain in the arrival direction of the interference wave. Suppress jamming.

具体的には、SLC処理部30〜3M−1は、図3に示すように、SLC処理のフィードバックループにより、主アンテナ11のサイドローブと補助アンテナ21のレベルを一致させるようにウェイトWを変化させて主アンテナパターンにヌル点を形成し、妨害波の到来方向に対する感度を低下させて妨害波を抑圧する。このSLC処理部30〜3M−1の出力は、所望信号抽出部31に送られる。なお、SLC処理については、例えば『電子情報通信学会、“改訂レーダ技術”、pp295−296』に説明されている。   Specifically, as shown in FIG. 3, the SLC processing units 30 to 3M-1 change the weight W so that the side lobe of the main antenna 11 and the level of the auxiliary antenna 21 coincide with each other by the feedback loop of the SLC processing. Thus, a null point is formed in the main antenna pattern, and the sensitivity to the arrival direction of the interference wave is reduced to suppress the interference wave. The outputs of the SLC processing units 30 to 3M-1 are sent to the desired signal extraction unit 31. The SLC process is described in, for example, “The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers,“ Revised Radar Technology ”, pp 295-296”.

所望信号抽出部31は、SLC処理部30〜3M−1から送られてくる信号から所望信号が存在するバンクを抽出し、データ保存部32に送る。   The desired signal extraction unit 31 extracts a bank in which a desired signal exists from the signals sent from the SLC processing units 30 to 3M-1 and sends the bank to the data storage unit 32.

以上説明した第1MTI処理部12、第1DFT処理部13、補助アンテナ21、第2MTI処理部22、第2DFT処理部23、SLC処理部30〜3M−1および所望信号抽出部31は、本発明の不要波抑圧処理部に対応し、データポジション毎に、つまり時系列に取得される受信信号において、各時刻の受信信号が取得される毎に動作する。   The first MTI processing unit 12, the first DFT processing unit 13, the auxiliary antenna 21, the second MTI processing unit 22, the second DFT processing unit 23, the SLC processing units 30 to 3M-1 and the desired signal extracting unit 31 described above are Corresponding to the unnecessary wave suppression processing unit, it operates for each data position, that is, for each received signal acquired in time series, every time a received signal at each time is acquired.

データ保存部32は、所望信号抽出部31から送られてくる信号を順次に蓄積して保存する。したがって、データ保存部32には、時系列データが保存されることになる。このデータ保存部32に保存されているデータは、信号処理部33によって読み出される。   The data storage unit 32 sequentially accumulates and stores the signals sent from the desired signal extraction unit 31. Therefore, time series data is stored in the data storage unit 32. The data stored in the data storage unit 32 is read by the signal processing unit 33.

信号処理部33は、データ保存部32に保存されているクラッタおよび妨害が抑圧された時系列データに基づき、SAR処理を実行する。SAR処理の詳細は、冒頭で説明した通りである。   The signal processing unit 33 performs SAR processing based on clutter stored in the data storage unit 32 and time-series data in which interference is suppressed. The details of the SAR process are as described at the beginning.

図6は、本発明の実施例1に係る信号処理装置の動作を説明するための図であり、不要波を抑圧する場合の、送受信パルスと処理の関係を示している。各サンプル時点のデータ、例えばデータpos1のデータに対して、周波数フィルタとしてのMTI処理によりクラッタを抑圧した後に、DFT処理によりクラッタをさらに抑圧し、引き続いて、空間フィルタとしてのSLC処理により妨害を抑圧する。そして、これらの処理によってクラッタおよび妨害といった不要波が抑圧されたポジション毎のデータを用いてSAR処理を実行する。   FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the signal processing apparatus according to the first embodiment of the present invention, and shows the relationship between transmission / reception pulses and processing when unnecessary waves are suppressed. Clutter is suppressed by MTI processing as a frequency filter for data at each sample time, for example, data pos1, and further suppression is performed by DFT processing, followed by suppression of interference by SLC processing as a spatial filter. To do. Then, the SAR process is executed using the data for each position in which unnecessary waves such as clutter and interference are suppressed by these processes.

以上説明したように、本発明の実施例1に係る信号処理装置によれば、不要波を抑圧した後のデータを用いて、SAR処理を行うので、不要波の影響のない高精度かつ高分解能の出力を得ることができる。   As described above, according to the signal processing apparatus according to the first embodiment of the present invention, since the SAR process is performed using the data after suppressing the unnecessary wave, the high-precision and high-resolution without the influence of the unnecessary wave. Output can be obtained.

なお、この実施例1に係る信号処理装置では、MTI処理を行った後に、DFT処理を行ってバンクを抽出し、その後、SLC処理を行うように構成したが、MTI処理のみ、または、SLC処理のみを行うように構成することもできる。   In the signal processing apparatus according to the first embodiment, after performing the MTI process, the DFT process is performed to extract the bank, and then the SLC process is performed. However, only the MTI process or the SLC process is performed. It can also be configured to perform only.

本発明の実施例2に係る信号処理装置は、実施例1に係る信号処理装置の信号処理部33でSAR処理を行うのに対し、MUSIC処理を行うように構成したものである。MUSIC処理のスペクトラムは、次式で表すことができる。なお、MUSIC処理の詳細については、必要に応じて非特許文献2に記載されている。

Figure 2008309558
The signal processing device according to the second embodiment of the present invention is configured to perform the MUSIC processing while performing the SAR processing by the signal processing unit 33 of the signal processing device according to the first embodiment. The spectrum of MUSIC processing can be expressed by the following equation. Details of the MUSIC process are described in Non-Patent Document 2 as necessary.
Figure 2008309558

ここで、
En ;サンプルデータの相関行列Rxxの熱雑音の固有ベクトル
a ;方向ベクトル

Figure 2008309558
here,
En; eigenvector of thermal noise of correlation matrix Rxx of sample data a; direction vector
Figure 2008309558

上記はリニアアレイの場合である。             The above is for a linear array.

θ ;到来波の方向
j ;虚数単位
dn ;サンプル位置(n=1〜N)
λ ;波長
この実施例2に係る信号処理装置によれば、不要波を抑圧した後のデータを用いて、MUSIC処理を行うように構成したので、MUSIC処理の時点では不要波の影響が排除され、目標を高い分解能で分離できる。
θ: Direction of incoming wave j: Imaginary unit dn: Sample position (n = 1 to N)
λ: Wavelength According to the signal processing apparatus according to the second embodiment, since the MUSIC process is performed using the data after suppressing the unnecessary wave, the influence of the unnecessary wave is eliminated at the time of the MUSIC process. , The target can be separated with high resolution.

なお、上述した実施例1および実施例2に係る信号処理装置は、エレメントスペース型の場合について説明したが、ビームスペース型の場合にも適用できる。ビームスペース型については、「菊間信良、“アレーアンテナによる適応信号処理”、科学技術出版(1999) pp.33−349」に説明されている。   In addition, although the signal processing apparatus according to the first embodiment and the second embodiment described above has been described for the element space type, it can also be applied to the beam space type. The beam space type is described in “Nobuyoshi Kikuma,“ Adaptive Signal Processing by Array Antenna ”, Science and Technology Publishing (1999) pp. 33-349”.

また、不要波抑圧処理としては、MTI処理、DFT処理およびSLC処理の他に、アダプティブ処理(周波数フィルタ、空間フィルタ)やSTAP処理などを用いることもできる。   Further, as unnecessary wave suppression processing, adaptive processing (frequency filter, spatial filter), STAP processing, and the like can be used in addition to MTI processing, DFT processing, and SLC processing.

なお、アダプティブ処理については、「菊間信良、“アレーアンテナによる適応信号処理“、科学技術出版(1999) pp.35−37、98−99、67−86、17−21」に説明されている。STAP処理については、「Richard Klemm,”SPACE-TIME ADAPTIVE PROCESSING”,IEE RADAR,SONAR,NAVIGATION AND AVIONICS 9,pp.110-118(1998)」に説明されている。   The adaptive processing is described in “Nobuyoshi Kikuma,“ Adaptive signal processing by array antenna ”, Science and Technology Publication (1999) pp. 35-37, 98-99, 67-86, 17-21”. The STAP processing is described in “Richard Klemm,“ SPACE-TIME ADAPTIVE PROCESSING ”, IEE RADAR, SONAR, NAVIGATION AND AVIONICS 9, pp. 110-118 (1998)”.

また、上述した実施例1および実施例2においては、サンプルデータに含まれるクラッタおよび妨害を抑圧する場合について説明したが、クラッタのみ、または、妨害のみを抑圧するように構成することができる。   In the first and second embodiments described above, the case where clutter and interference included in the sample data are suppressed has been described. However, the present invention can be configured to suppress only clutter or only interference.

また、クラッタと妨害が存在する複合環境下の場合であっても、各サンプルデータではSLC処理などにより、妨害のみを抑圧し、クラッタについては、SAR処理やMUSIC処理による高分解能処理によって抑圧するように構成することもできる。   Even in a complex environment where clutter and interference exist, each sample data is suppressed only by interference by SLC processing, and clutter is suppressed by high resolution processing by SAR processing or MUSIC processing. It can also be configured.

また、上述した実施例1および実施例2に係る信号処理装置は、一箇所に固定されている地上レーダの場合や回転などにより位置が移動する場合であっても適用できる。   In addition, the signal processing devices according to the first and second embodiments described above can be applied even when the position of the ground radar is fixed at one place or when the position is moved by rotation or the like.

さらに、上述した実施例1および実施例2に係る信号処理装置は、レーダ装置に限らず、所望信号を受信できる受信装置に適用することもできる。   Furthermore, the signal processing apparatus according to the first and second embodiments described above can be applied not only to a radar apparatus but also to a receiving apparatus that can receive a desired signal.

本発明は、時系列データを用いてSAR処理やMUSIC処理を行うレーダ装置または受信装置などに利用可能である。   The present invention is applicable to a radar device or a receiving device that performs SAR processing or MUSIC processing using time-series data.

本発明の実施例1に係る信号処理装置で行われるSARの原理を説明するためのモデルを示す図である。It is a figure which shows the model for demonstrating the principle of SAR performed with the signal processing apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る信号処理装置によって実現される機能の概念を示す図である。It is a figure which shows the concept of the function implement | achieved by the signal processing apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る信号処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る信号処理装置で行われるクラッタの抑圧を説明するための図である。It is a figure for demonstrating suppression of the clutter performed by the signal processing apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る信号処理装置で行われる妨害の抑圧を説明するための図である。It is a figure for demonstrating suppression of the interference performed with the signal processing apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る信号処理装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the signal processing apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 従来の信号処理装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional signal processing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

11 主アンテナ
12 第1MTI処理部
13 第1DFT処理部
21 補助アンテナ
22 第2MTI処理部
23 第2DFT処理部
30 SLC処理部
31 所望信号抽出部
32 データ保存部
33 信号処理部
11 Main antenna 12 First MTI processing unit 13 First DFT processing unit 21 Auxiliary antenna 22 Second MTI processing unit 23 Second DFT processing unit 30 SLC processing unit 31 Desired signal extraction unit 32 Data storage unit 33 Signal processing unit

Claims (4)

信号を送受信するアンテナと、
前記アンテナから時系列に取得される受信信号に含まれる不要波成分を、各時刻で取得される受信信号毎に抑圧する不要波抑圧処理部と、
前記不要波抑圧処理部から時系列に取得される不要波成分が抑圧された受信信号を用いて信号処理を行う信号処理部と、
を備えたことを特徴とする信号処理装置。
An antenna for transmitting and receiving signals;
An unnecessary wave suppression processing unit that suppresses an unnecessary wave component included in a reception signal acquired in time series from the antenna for each reception signal acquired at each time;
A signal processing unit that performs signal processing using a reception signal in which unnecessary wave components acquired in time series from the unnecessary wave suppression processing unit are suppressed;
A signal processing apparatus comprising:
前記信号処理部で行われる処理は、SAR(Synthetic Aperture Radar)処理であることを特徴とする請求項1記載の信号処理装置。   The signal processing apparatus according to claim 1, wherein the processing performed by the signal processing unit is SAR (Synthetic Aperture Radar) processing. 前記信号処理部で行われる処理は、MUSIC(Multiple Signal Classification)処理であることを特徴とする請求項1記載の信号処理装置。   The signal processing apparatus according to claim 1, wherein the processing performed by the signal processing unit is MUSIC (Multiple Signal Classification) processing. 前記不要波抑圧処理部は、MTI(Moving Target Indication)処理、DFT(Discrete Fourier Transformation)処理、STAP(Space Time Adaptive Processing)処理、アダプティブ処理またはSLC(idelobe Canceller)処理の少なくとも1つを行うことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の信号処理装置。   The unnecessary wave suppression processing unit performs at least one of MTI (Moving Target Indication) processing, DFT (Discrete Fourier Transformation) processing, STAP (Space Time Adaptive Processing) processing, adaptive processing, or SLC (idelobe Canceller) processing. The signal processing device according to claim 1, wherein the signal processing device is a signal processing device.
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