JP2022028419A - Signal processor, signal processing method, and signal processing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、信号処理装置、信号処理方法、および信号処理システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to signal processing devices, signal processing methods, and signal processing systems.
近年、ゲリラ豪雨、竜巻などといった局所的気象現象による被害が増大している。そのため、当該現象の発生を事前に予測するために用いられる気象レーダのニーズが非常に高まっている。特に、フェーズドアレイタイプの気象レーダは、従来のパラボラタイプの気象レーダに比べて観測時間が30秒程度と短く、雨雲の3次元立体構造の観測も可能とするため、当該現象の早期発見を実現するものと期待されている。 In recent years, damage caused by local meteorological phenomena such as guerrilla rainstorms and tornadoes has increased. Therefore, there is a great need for a weather radar used to predict the occurrence of the phenomenon in advance. In particular, the phased array type weather radar has a shorter observation time of about 30 seconds than the conventional parabolic type weather radar, and it is possible to observe the three-dimensional structure of rain clouds, so early detection of this phenomenon is realized. Expected to do.
しかし、干渉の観点では、フェーズドアレイ気象レーダは、従来のパラボラタイプの気象レーダよりも問題を有する。フェーズドアレイ気象レーダは、パラボラ気象レーダに比べて送信ビーム幅が広いファンビームを用いる。そのため、フェーズドアレイ気象レーダを用いると、パラボラ気象レーダを用いる場合よりも干渉の発生頻度が高まり、気象観測の精度が劣化することが危惧されている。 However, in terms of interference, phased array weather radars are more problematic than traditional parabolic weather radars. The phased array weather radar uses a fan beam having a wider transmission beam width than the parabolic weather radar. Therefore, when a phased array weather radar is used, the frequency of interference occurs higher than when a parabola weather radar is used, and there is a concern that the accuracy of meteorological observation will deteriorate.
このような問題に対し、観測対象からの反射波に基づく信号から干渉に係る成分を検出して除去することにより、当該信号に基づく観測精度の劣化を抑える技術が提案されているが、観測精度の劣化をさらに抑える技術が望まれる。 To solve this problem, a technique has been proposed to suppress the deterioration of the observation accuracy based on the signal by detecting and removing the component related to the interference from the signal based on the reflected wave from the observation target. A technology that further suppresses the deterioration of the water is desired.
本発明の一実施形態の信号処理装置は、観測精度の劣化を従来より抑える。 The signal processing apparatus according to the embodiment of the present invention suppresses deterioration of observation accuracy as compared with the conventional case.
本発明の一態様としての信号処理装置は、受信部、第1生成部、第1圧縮部、第2生成部、第2圧縮部、検出部、算出部、および干渉除去部、を備える。受信部は送信波に対する反射波に基づく受信信号を取得し、第1生成部は干渉波のデータに基づいて第1参照信号を生成し、第1圧縮部は受信信号を第1参照信号でパルス圧縮して第1圧縮信号を生成し、第2生成部は送信波のデータに基づいて第2参照信号を生成し、第2圧縮部は受信信号を第2参照信号でパルス圧縮して第2圧縮信号を生成し、検出部は第1圧縮信号の出力値に基づいて干渉を検出し、算出部は第1圧縮信号において検出された干渉の位置に基づいて第2圧縮信号における干渉範囲を算出し、干渉除去部は第2圧縮信号の干渉範囲内において前記第2圧縮信号を修正する。 The signal processing device as one aspect of the present invention includes a receiving unit, a first generation unit, a first compression unit, a second generation unit, a second compression unit, a detection unit, a calculation unit, and an interference removing unit. The receiving unit acquires a received signal based on the reflected wave with respect to the transmitted wave, the first generation unit generates a first reference signal based on the interference wave data, and the first compression unit pulses the received signal with the first reference signal. The first compression signal is generated by compression, the second generation unit generates a second reference signal based on the transmitted wave data, and the second compression unit pulse-compresses the received signal with the second reference signal and second. A compressed signal is generated, the detection unit detects interference based on the output value of the first compressed signal, and the calculation unit calculates the interference range in the second compressed signal based on the position of the interference detected in the first compressed signal. Then, the interference removing unit corrects the second compressed signal within the interference range of the second compressed signal.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る信号処理装置のブロック図である。本実施形態に係る信号処理装置1は、受信部101と、干渉波データ記憶部102と、第1参照信号生成部103と、第1パルス圧縮部104と、送信波データ記憶部105と、第2参照信号生成部106と、第2パルス圧縮部107と、干渉検出部108と、干渉範囲算出部109と、干渉除去部110と、パラメータ算出部111と、を備える。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram of a signal processing device according to the first embodiment. The
本実施形態の信号処理装置1は、電波を用いた観測に用いられる。一般的に、レーダ装置が電波を送信すると、当該電波が何かしらの物体に当たって反射波が発生する。信号処理装置1は、当該反射波に基づく受信信号から、当該反射波に関するパラメータ、例えば、単偏波レーダでは、受信電力、速度、速度幅、2重偏波レーダではそれらに加えてZDR(レーダ反射因子差)、ρhv(偏波間相関係数)、φDP(偏波間位相差)を算出する。これらのパラメータが当該物体に対する観測データとして用いられ、当該物体の状態が推定されることになる。なお、本実施形態の信号処理装置1は、パラメータの算出までを行うことを想定する。
The
ただし、本実施形態では、別のレーダ装置などからも電波が送信されており、当該電波の影響、つまり、干渉が受信信号に含まれる。そのため、信号処理装置1は、与干渉側のレーダ装置からの干渉を除去して、算出されるパラメータの精度の低下を抑える。
However, in the present embodiment, the radio wave is also transmitted from another radar device or the like, and the influence of the radio wave, that is, the interference is included in the received signal. Therefore, the
以降、所定のレーダ装置によって送信された電波を「送信波」と記載する。信号処理装置1が解析する受信信号は、送信波に対する反射波に基づく。また、送信波と別の電波であって、反射波に含まれる干渉の要因となった電波を「干渉波」と記載する。
Hereinafter, the radio wave transmitted by the predetermined radar device will be referred to as "transmitted wave". The received signal analyzed by the
なお、送信波と干渉波は、共に変調パルス信号(チャープ信号)であるが、パルス長、チャープの周波数掃引幅が互いに異なる信号であることを想定する。 The transmitted wave and the interference wave are both modulated pulse signals (chirp signals), but it is assumed that the pulse length and the frequency sweep width of the chirp are different from each other.
なお、信号処理装置1は、電波を送信するレーダ装置の一部であってもよいし、当該レーダ装置とは別筐体の装置であってもよい。例えば、電波を送信したレーダ装置が反射波を受信し、反射波に基づく受信信号を、データセンターなどといったレーダ装置とは別の場所に設置された信号処理装置1に送信してもよい。
The
なお、信号処理装置1は、送信波および干渉波についてのデータを事前に入手しているとする。当該データは、例えば、送信波および干渉波のパルス長、変調周波数幅、振幅、位相などを示す。信号処理装置1は、送信波を送信するレーダ装置と干渉波を送信するレーダ装置とからこれらのデータを直接入手してもよい。あるいは、これらのデータを管理するデータベースサーバから入手してもよい。あるいは、信号処理装置1の管理者が、これらのデータを生成してもよい。なお、検出されるパラメータの精度に影響するため、当該データの精度はなるべく高いことが好ましい。
It is assumed that the
図1に示した信号処理装置1の内部構成について説明する。なお、図1では、干渉を除去して検出されるパラメータの精度を上げるために必要な構成要素が示されており、その他の構成要素は省略されている。つまり、信号処理装置1は、その他の構成要素を備えていてもよい。例えば、信号処理装置1がレーダ装置である場合、送信波を送信する送信部を備えている。また、各構成要素は、まとめられていてもよいし、細分化されていてもよい。例えば、図1の点線で囲まれた構成要素はまとめられて一つの処理部とされてもよい。また、干渉波データ記憶部102と、送信波データ記憶部105と、は、まとめられて一つの記憶部であってもよい。
The internal configuration of the
受信部101は、反射波に基づく受信信号を受信する。なお、前述の通り、レーダ装置から受信信号が伝送されてもよいし、受信部101が反射波を受信して受信信号に変換してもよい。また、前述の通り、反射波は干渉を受けているため、受信信号には、反射波に基づく信号と、干渉波に基づく信号と、が含まれる。以降、反射波に基づく信号を所望信号と記載し、干渉波に基づく信号を干渉信号と記載する。
The receiving
干渉波データ記憶部102と、第1参照信号生成部103と、第1パルス圧縮部104と、は、受信信号に含まれる干渉信号を検出するために用いられる圧縮信号を生成するための処理を行う。干渉波データ記憶部102は、前述の干渉波に関するデータを記憶する。第1参照信号生成部103は、干渉波に関するデータを用いて、干渉信号と相関を有する第1参照信号を生成する。第1パルス圧縮部104は、第1参照信号で受信信号をパルス圧縮する。第1参照信号でパルス圧縮された受信信号を、第1圧縮信号と記載する。
なお、パルス圧縮した第1圧縮信号は複素数形式の電圧値として定義できる。また、第1圧縮信号の絶対値を2乗し適切なインピーダンスで除算することで電力値を得ることができる。以降、電圧値または電力値のことを、出力値とも称する。
The interference wave
The pulse-compressed first compressed signal can be defined as a voltage value in a complex number format. Further, the power value can be obtained by squaring the absolute value of the first compressed signal and dividing by an appropriate impedance. Hereinafter, the voltage value or the power value is also referred to as an output value.
第1参照信号と干渉信号とは相関があるため、第1参照信号で受信信号をパルス圧縮した場合、受信信号のパルス幅が狭まり、かつ、受信信号に含まれる干渉信号の成分の利得が向上する。これにより、第1圧縮信号は、干渉信号が含まれる部分において、電力値が急上昇したピーク(極値)を有する。つまり、第1圧縮信号の波形は急峻なパルス波形となる。これにより、干渉の有無と、干渉位置の検出と、が容易となる。第1圧縮信号の生成は、パルス圧縮の公知手法によって行われてよい。 Since there is a correlation between the first reference signal and the interference signal, when the received signal is pulse-compressed by the first reference signal, the pulse width of the received signal is narrowed and the gain of the component of the interference signal included in the received signal is improved. do. As a result, the first compressed signal has a peak (extreme value) in which the power value suddenly rises in the portion including the interference signal. That is, the waveform of the first compressed signal is a steep pulse waveform. This facilitates the presence / absence of interference and the detection of the interference position. The generation of the first compressed signal may be performed by a known method of pulse compression.
パルス圧縮は、周波数変調方式、符号変調方式などがあるが、いずれによって行われてもよい。時間軸上における相関処理により行われてもよい。あるいは、周波数軸上におけるフーリエ変換による乗算を行い、乗算結果に逆フーリエ変換を行うことにより、パルス圧縮が実行されてもよい。また、パルス圧縮によって生成された圧縮信号のピークの位置は、いずれの変調方式においても、干渉信号が含まれる範囲において自由に設定可能である。 The pulse compression may be performed by any of a frequency modulation method, a code modulation method, and the like. It may be performed by correlation processing on the time axis. Alternatively, pulse compression may be performed by performing multiplication by Fourier transform on the frequency axis and performing inverse Fourier transform on the multiplication result. Further, the position of the peak of the compressed signal generated by pulse compression can be freely set in any modulation method within a range including the interference signal.
また、送信波データ記憶部105と、第2参照信号生成部106と、第2パルス圧縮部107と、は、パラメータの算出に用いられる圧縮信号を生成するための処理を行う。送信波データ記憶部105は、前述の送信波に関するデータを記憶する。第2参照信号生成部106は、送信波に関するデータを用いて、所望信号と相関を有する第2参照信号を生成する。第2パルス圧縮部107は、第2参照信号で受信信号をパルス圧縮する。第2参照信号でパルス圧縮された受信信号を、第2圧縮信号と記載する。
なお、パルス圧縮した第2圧縮信号は複素数形式の電圧値として定義できる。また、第2圧縮信号の絶対値を2乗し適切なインピーダンスで除算することで電力値を得ることができる。
Further, the transmitted wave
The pulse-compressed second compressed signal can be defined as a voltage value in complex number format. Further, the power value can be obtained by squaring the absolute value of the second compressed signal and dividing by an appropriate impedance.
第2参照信号と所望信号とは相関があるため、第2参照信号で受信信号をパルス圧縮した場合、受信信号のパルス幅が狭まり、かつ、受信信号に含まれる所望信号の成分の利得が向上する。なお、第2参照信号は、第2圧縮信号のパルス幅が所望の距離分解能を満たす程度に狭まり、レンジサイドローブが所望のレベル以下となるように、調整されているとする。第2圧縮信号の生成も、パルス圧縮の公知手法によって行われてよい。 Since there is a correlation between the second reference signal and the desired signal, when the received signal is pulse-compressed by the second reference signal, the pulse width of the received signal is narrowed and the gain of the component of the desired signal contained in the received signal is improved. do. It is assumed that the second reference signal is adjusted so that the pulse width of the second compressed signal is narrowed to the extent that the desired distance resolution is satisfied and the range side lobe is below the desired level. The generation of the second compressed signal may also be performed by a known method of pulse compression.
干渉検出部108は、第1圧縮信号の電力値に基づき、干渉を検出する。例えば、所定の閾値よりも大きい電力値が第1圧縮信号に含まれている場合に、第1圧縮信号には干渉信号が含まれていると判定してもよい。また、所定の閾値を、これまでに生成された複数の第1圧縮信号の平均電力としてもよい。レーダによる観測においては、送信波が短期間に繰り返し送信され、受信信号も短期間に繰り返し受信される。そのため、複数の受信信号に対応する複数の第1圧縮信号が生成される。ゆえに、これらの複数の第1圧縮信号から平均電力値を算出することができる。また、所定の閾値は、第1圧縮信号の電力値に基づいて算出される評価値であってもよい。評価値の設定によっては、所定の閾値以上または所定の閾値より大きい場合だけでなく、所定の閾値以下または所定の閾値より小さい場合に第1圧縮信号に干渉信号が含まれていると判定される場合もある。
The
図2は、複数の第1圧縮信号について説明する図である。一部がZ軸方向に突出したグラフ2A、2B、2C、および2Nが示されている。これらのグラフは、受信された時点が異なる受信信号による第1圧縮信号の波形を示す。グラフ2Aが1番目の受信信号に基づく第1圧縮信号の波形を示し、グラフ2Bが2番目の受信信号に基づく第1圧縮信号の波形を示し、グラフ2Cが3番目の受信信号に基づく第1圧縮信号の波形を示し、グラフ2NがN(Nは整数を意味し、図2では4以上とする)番目の受信信号に基づく第1圧縮信号の波形を示す。なお、第1圧縮信号の番号は、送信波の送信回数と同じであり、言い換えれば、観測対象に対する観測回数(ヒット数)とも言える。
FIG. 2 is a diagram illustrating a plurality of first compressed signals.
送信波の送信周期は一定であるため、各第1圧縮信号の波形のX軸方向の長さは同じである。なお、波形のX軸方向の位置を観測時間rと記載する。また、前述の第1圧縮信号の電力値のピークは、これらのグラフの突出部分に該当する。図2の例では、2番目の第1圧縮信号のピークは観測時間rx1にあり、3番目の第1圧縮信号のピークは観測時間rx2にある。このように各第1圧縮信号においてピークの位置が異なる場合、同じ観測時間における各第1圧縮信号の電力値の平均と比較することにより、ピークを認識することができる。例えば、1番目からN番目までの第1圧縮信号の観測時間rx1における電力値の平均と、2番目の第1圧縮信号の観測時間rx1における電力値と、の差は、他と比べて非常に大きいので、2番目の第1圧縮信号は観測時間rx1においてピークを有することが容易に分かる。
Since the transmission cycle of the transmitted wave is constant, the length of the waveform of each first compressed signal in the X-axis direction is the same. The position of the waveform in the X-axis direction is described as the observation time r. Further, the peak of the power value of the first compressed signal described above corresponds to the protruding portion of these graphs. In the example of FIG. 2, the peak of the second first compressed signal is at the observation time r x1 and the peak of the third first compressed signal is at the observation time r x2 . When the peak positions are different in each first compressed signal in this way, the peak can be recognized by comparing with the average of the power values of each first compressed signal in the same observation time. For example, the difference between the average of the power values at the observation time r x1 of the first compressed signal from the first to the Nth and the power value at the observation time r x1 of the second first compressed signal is compared with the others. Since it is so large, it is easy to see that the second first compressed signal has a peak at the
干渉範囲算出部109は、第1圧縮信号において検出された干渉の位置に基づき、第2圧縮信号における干渉範囲を算出する。
The interference
図3は、干渉範囲の算出について説明する図である。図3(A)には、受信信号に含まれる干渉信号が示されている。当該干渉信号は、観測時間rs0からreまでに存在している。つまり、受信信号における干渉範囲は観測時間rs0から観測時間reまでである。ただし、実際の干渉信号は、図3(A)とは異なり受信信号に含まれているため、受信信号の干渉範囲を受信信号から割り出すことができない。 FIG. 3 is a diagram illustrating the calculation of the interference range. FIG. 3A shows an interference signal included in the received signal. The interference signal exists from the observation time rs0 to re . That is, the interference range in the received signal is from the observation time r s 0 to the observation time r e . However, unlike FIG. 3A, the actual interference signal is included in the received signal, so that the interference range of the received signal cannot be determined from the received signal.
なお、干渉範囲は、受信信号、第1圧縮信号、および第2圧縮信号においてそれぞれ異なる点に留意すべきであり、本実施形態では、第2圧縮信号を用いてパラメータを算出するため、第2圧縮信号の干渉範囲を求める必要がある。 It should be noted that the interference range is different for the received signal, the first compressed signal, and the second compressed signal. In the present embodiment, the parameter is calculated using the second compressed signal, so that the second compressed signal is used. It is necessary to find the interference range of the compressed signal.
図3(B)には、図3(A)で示した受信信号の第1圧縮信号が示されている。図3(B)では、受信信号内の干渉信号が含まれる範囲の始点、つまり、観測時間rs0においてピークとなるように、第1圧縮信号が生成されている。干渉検出部108は、第1圧縮信号の電力が閾値P0を超えているため、第1圧縮信号に干渉信号が含まれていると判定する。干渉範囲算出部109は、当該ピークにより、第1圧縮信号における干渉範囲の始点である観測時間rs0を認識することができる。また、前述の通り、干渉信号のパルス長は、第1参照信号のパルス長と、一致している。干渉波のパルス長がLIであるとすると、干渉範囲算出部109は、第1圧縮信号における干渉範囲の終点である観測時間reがrs0+LIの観測時間であること(re=rs0+LI)を認識することができる。
FIG. 3B shows the first compressed signal of the received signal shown in FIG. 3A. In FIG. 3B, the first compressed signal is generated so as to peak at the start point of the range including the interference signal in the received signal, that is, at the observation time rs0 . Since the power of the first compressed signal exceeds the threshold value P0 , the
なお、第1圧縮信号では、観測時間rs0から観測時間reまでだけでなく、観測時間rs0よりも前の時点から干渉範囲が始まる。具体的には、観測時間rs0から干渉波のパルス長LIよりも前の観測時間から、第1圧縮信号の電力値は干渉信号の影響を受けて上昇する。ゆえに、第1圧縮信号における干渉範囲は、観測時間rs0-LIから観測時間rs0+LIまでの長さ2LIの範囲となる。 In the first compressed signal, the interference range starts not only from the observation time r s 0 to the observation time r e but also from a time point before the observation time r s 0. Specifically, the power value of the first compressed signal rises under the influence of the interference signal from the observation time rs0 to the observation time before the pulse length LI of the interference wave. Therefore, the interference range in the first compressed signal is a range of a length of 2 LI from the observation time rs0 - LI to the observation time rs0 + LI .
図3(C)には、干渉範囲算出部109によって算出された第2圧縮信号における干渉範囲が示されている。なお、第2圧縮信号の波形は省略されている。第2圧縮信号でも、観測時間rs0から観測時間reまでだけでなく、観測時間rs0よりも前の時点から干渉範囲が始まる。具体的には、送信波のパルス長をLsとすると、観測時間rs0から送信波のパルス長Lsよりも前の観測時間から、第2圧縮信号の電力値は、干渉信号の影響を受けて上昇する。ゆえに、第2圧縮信号における干渉範囲は、観測時間rs0-Lsから観測時間rs0+LIまでの長さLs+LIの範囲となる。なお、図3(C)では、観測時間rs0から送信波のパルス長Lsよりも前の観測時間がrs1と表されており、第2圧縮信号における干渉範囲は、観測時間rs1からreまでとも言える。
FIG. 3C shows the interference range in the second compressed signal calculated by the interference
このように、干渉範囲は、前記第1圧縮信号において検出された干渉の位置を基準に、第1参照信号のパルス長と、第2参照信号のパルス長と、から、第2圧縮信号における干渉範囲を算出する。なお、図3では、第1圧縮信号のピークを受信信号の干渉範囲の始点としたが、第1圧縮信号のピークは任意に定めてよい。例えば、第1圧縮信号のピークを受信信号の干渉範囲の中心となるように設定した場合は、干渉範囲算出部109は、当該ピークからLI/2ほど早い観測時間を受信信号の干渉範囲の始点と定め、当該ピークからLI/2ほど遅れた観測時間を受信信号の干渉範囲の終点と定めればよい。
As described above, the interference range is the interference in the second compressed signal from the pulse length of the first reference signal and the pulse length of the second reference signal with reference to the position of the interference detected in the first compressed signal. Calculate the range. In FIG. 3, the peak of the first compressed signal is set as the starting point of the interference range of the received signal, but the peak of the first compressed signal may be arbitrarily determined. For example, when the peak of the first compressed signal is set to be the center of the interference range of the received signal, the interference
なお、図3(C)では、算出された干渉範囲の位置および長さがさらに調整されることもあり得る。例えば、ハードウェア的な揺らぎが実際にはあることも考慮し、算出された干渉範囲をさらに広げることが考えられる。また、干渉信号の振幅波形が完全な矩形ではなく、振幅テーパが設けられている場合などにおいて、算出された干渉範囲を少々狭めたとしても、信号処理装置1に求められる観測精度のマージン内に収まることも可能性としてはあり得る。したがって、干渉範囲算出部109によって算出された第2圧縮信号における干渉範囲が、観測時間reから長さLI+Lsまで遡った範囲と厳密に一致しているとは限らない。
In addition, in FIG. 3C, the position and length of the calculated interference range may be further adjusted. For example, considering that there are actually hardware fluctuations, it is conceivable to further expand the calculated interference range. Further, when the amplitude waveform of the interference signal is not a perfect rectangle and an amplitude taper is provided, even if the calculated interference range is narrowed a little, it is within the margin of observation accuracy required for the
また、干渉信号が時間遅れを伴って多重に重なりあっている場合もあり得る。そのような場合も考慮して、電力のピーク値ではなく、電力値が所定の閾値を超えたときの観測時点を干渉信号の先頭位置としてもよい。図3(B)では、閾値P0を超えた観測時点は、観測時間rs0よりもLvほど前の観測時点であることが示されている。当該観測時点を干渉信号の先頭位置とした場合では、図3(C)に示されている、観測時間rs0からLs+Lvほど前の観測時間rs2が第2圧縮信号の干渉範囲の始点となり、干渉範囲の長さは、Ls+Lv+LIとなる。このように、干渉信号の先頭位置は、電力のピーク値に限られるわけではない。 In addition, the interference signals may be overlapped with each other with a time delay. In consideration of such a case, the observation time point when the power value exceeds a predetermined threshold value may be set as the head position of the interference signal instead of the peak value of the power. In FIG. 3B, it is shown that the observation time point exceeding the threshold value P 0 is the observation time point about Lv before the observation time r s 0. When the observation time is set as the head position of the interference signal, the observation time r s2 about L s + L v from the observation time rs 0 shown in FIG. 3C is the interference range of the second compressed signal. It becomes the starting point, and the length of the interference range is L s + L v + LI . As described above, the head position of the interference signal is not limited to the peak value of the power.
また、干渉信号の強度によっては、受信部101を実現するためのA/Dコンバータが飽和し、受信部101を実現するためのフィルタなどの影響により、観測対象の動きに対する所望信号の応答が遅延することもある。このような場合にも、干渉範囲が調整されてよい。干渉範囲の終点を、当該応答の遅延が収束するのに要する時間ほど後にずらしてもよい。
Further, depending on the strength of the interference signal, the A / D converter for realizing the receiving
なお、第1圧縮信号に複数のピークが含まれることもあり得る。言い換えれば、観測時間の始点から終点まで(図2のr0からrmaxまで)の範囲において、第1圧縮信号が複数のピークを有する場合もあり得る。そのような場合は、ピークごとの干渉範囲を算出し、それらの論理和を最終的な干渉範囲と算出してもよい。 The first compressed signal may include a plurality of peaks. In other words, the first compressed signal may have a plurality of peaks in the range from the start point to the end point of the observation time (from r 0 to r max in FIG. 2). In such a case, the interference range for each peak may be calculated, and the logical sum thereof may be calculated as the final interference range.
干渉除去部110は、第2圧縮信号の干渉範囲において第2圧縮信号を修正する。例えば、第2圧縮信号の干渉範囲には第2圧縮信号が存在しないとしてもよい。あるいは、第2圧縮信号の干渉範囲内の電圧値を0またはNaN(Not a Number)等の無効値にしてもよい。
The
あるいは、第2圧縮信号の干渉範囲内の電圧値を、他の電圧値に置き換えてもよい。例えば、3番目の第1圧縮信号から干渉が検出されず、4番目の第1圧縮信号から干渉が検出され、3番目の第2圧縮信号の干渉範囲が観測時間rs1からreまでとされた場合において、干渉除去部110は、4番目の第2圧縮信号の、観測時間rs1からreまでの範囲内の少なくとも一つの観測時間における電圧値を、3番目の第2圧縮信号の当該観測時間における電圧値に、置き換えてもよい。例えば、観測対象の動きの応答時間が、送信波の送信周期(Pulse Repetition Frequency)によるサンプリング間隔に対して十分大きい場合、受信信号の各電圧値は、一つ前の送信周期における受信信号の各電圧値と、ほぼ一致するため、このような過去の第2圧縮信号の電圧値との置き換えが実行されてもよい。また、上記の例において、過去の第1圧縮信号から干渉が検出されていない場合に、過去の各第1圧縮信号の位相情報を含んだ電圧値の推移に基づき、今回の第2圧縮信号が干渉を受けなかったとみなした場合における電圧値を推定し、今回の第2圧縮信号の、干渉範囲内の電圧値の少なくとも一つを推定値に置き換えてもよい。
Alternatively, the voltage value within the interference range of the second compressed signal may be replaced with another voltage value. For example, interference is not detected from the third first compressed signal, interference is detected from the fourth first compressed signal, and the interference range of the third second compressed signal is set to the
このようにして、第2圧縮信号の干渉範囲における電圧値を尤もらしい数値に置き換えることにより、後述する相関処理または平均処理において、母集団の数が減ることを防ぐことができる。また、場合によっては、所望信号、雑音などのばらつきに起因する観測誤差のばらつきを低減することが可能となる。 By replacing the voltage value in the interference range of the second compressed signal with a plausible numerical value in this way, it is possible to prevent the number of populations from decreasing in the correlation processing or the averaging processing described later. Further, in some cases, it is possible to reduce variations in observation errors due to variations in desired signals, noise, and the like.
パラメータ算出部111は、干渉除去部によって処理済みの第2圧縮信号に基づき、反射波に関するパラメータを算出する。反射波に関するパラメータは、例えば、受信電力、速度、速度幅、ZDR(レーダ反射因子差)、ρhv(偏波間相関係数)、φDP(偏波間位相差)などがある。
The
また、パラメータ算出部111は、第2圧縮信号に基づいて相関処理または平均処理に行った上でパラメータを算出してもよい。なお、相関処理または平均処理に用いる受信信号は、適宜に選択されてよい。パラメータ算出部111によってこれまでに取得された第2圧縮信号全てを用いてもよいし、直近に取得された第2圧縮信号と、その前に取得された第2圧縮信号と、の二つだけを用いてもよい。あるいは、これまでに取得された第2圧縮信号のうちから複数個をランダムにまたは所定条件に基づいて選択してもよい。また、所定条件を満たさない第2圧縮信号は選択しないとしてもよい。
Further, the
相関処理は、例えば、次式を用いることができる。
ただし、上式(1)は、第2圧縮信号の干渉範囲における修正を考慮していない。観測時間rが干渉範囲内であって観測時間rにおける電圧値の修正が行われた第2圧縮信号に対しては、上記式(1)の計算から除外され得る。また、式(1)内の平均処理のための係数1/(N-m)も修正される。
However, the above equation (1) does not consider the correction in the interference range of the second compressed signal. The second compressed signal whose observation time r is within the interference range and whose voltage value is corrected at the observation time r can be excluded from the calculation of the above equation (1). Further, the
図4は、相関関数の算出の第1例を説明する図である。図4は、3番目(n=3)の第2圧縮信号の観測距離rにおける電圧値が0または無効値に修正された場合が示されている。この場合、修正されたx[3][r]およびx*[3][r]は、相関処理に用いない方がよい。したがって、これらのいずれかが用いられた積算は、相関関数の計算式から削除されることが示されている。 FIG. 4 is a diagram illustrating a first example of calculation of a correlation function. FIG. 4 shows a case where the voltage value at the observation distance r of the third (n = 3) second compressed signal is corrected to 0 or an invalid value. In this case, the modified x [3] [r] and x * [3] [r] should not be used for the correlation processing. Therefore, it is shown that the integration using any of these is removed from the formula for the correlation function.
相関関数R0の算出では、一つの積算が削除される。そのため、相関関数R0の算出に用いられる係数は、式(1)では1/(N-m)であったが、積算が一つ減るため、1/{(N-m)-1}となり、m=0であるから1/(N-1)となる。なお、図4では、削除される積算の数をdnumと示している。 In the calculation of the correlation function R 0 , one integration is deleted. Therefore, the coefficient used to calculate the correlation function R 0 was 1 / (N-m) in the equation (1), but since the integration is reduced by one, it becomes 1 / {(N-m) -1}. Since m = 0, it becomes 1 / (N-1). In FIG. 4, the number of accumulated data to be deleted is shown as d num .
相関関数R1の算出では、修正されたx[3][r]またはx*[3][r]を含む積算が二つ存在する。そのため、相関関数R0の算出に用いられる係数は、積算が二つ減ってm=1であるから、1/{(N-m)-dnum}=1/(N-1-2)=1/(N-3)となる。 In the calculation of the correlation function R1 , there are two integrations containing the modified x [3] [r] or x * [3] [r]. Therefore, the coefficient used to calculate the correlation function R 0 is 1 / {(Nm) -d num } = 1 / (N-1-2) = because the integration is reduced by two and m = 1. It becomes 1 / (N-3).
このように、当該係数が実効的な積算数と一致させて、相関関数R0、R1の算出精度を高めることが好ましい。なお、N個の第2圧縮信号のうちnb個の第2圧縮信号に対して除去または無効値の処理が行われた場合では、結果として、相関関数R0を算出するときは平均化のための係数を1/(N-nb)に置き換え、相関関数R1を算出するときは当該係数を1/(N-1-2×nb)に置き換えればよい。 In this way, it is preferable to match the coefficient with the effective integrated number to improve the calculation accuracy of the correlation functions R 0 and R 1 . When the nb second compressed signals out of the N second compressed signals are removed or the invalid value is processed, as a result, when the correlation function R0 is calculated, the averaging is performed. The coefficient for this is replaced with 1 / (N-n b ), and when the correlation function R1 is calculated, the coefficient may be replaced with 1 / (N-1-2 × n b ).
図5は、相関関数の算出の第2例を説明する図である。図5は、3番目(n=3)の第2圧縮信号の観測距離rにおける電圧値が除外され、4番目以降の番号を一つ前にずらした場合が示されている。つまり、3番目の第2圧縮信号がなくなったので、4番目の第2圧縮信号が3番目となり、5番目の第2圧縮信号が4番目となっている。 FIG. 5 is a diagram illustrating a second example of calculation of the correlation function. FIG. 5 shows a case where the voltage value at the observation distance r of the third (n = 3) second compressed signal is excluded and the fourth and subsequent numbers are shifted forward by one. That is, since the third second compressed signal has disappeared, the fourth second compressed signal is the third, and the fifth second compressed signal is the fourth.
相関関数R0の算出では、削除される積算はない。しかし、相関関数R0の算出に用いられる係数は、上式では1/(N-m)であったが、3番目の第2圧縮信号がなくなって総数が一つ減少しているためにNはN-1に置きかえられて、1/{(N-1)-m}となり、m=0であるから1/(N-1)となる。 In the calculation of the correlation function R 0 , there is no integration to be deleted. However, the coefficient used to calculate the correlation function R 0 was 1 / (Nm) in the above equation, but since the third second compressed signal disappeared and the total number decreased by one, N Is replaced with N-1, and becomes 1 / {(N-1) -m}, and since m = 0, it becomes 1 / (N-1).
相関関数R1の算出では、x*[2][r]×x[3][r]の積算が削除される。x[3][r]は、番号が変更される前は、x[4][r]である。そのため、x*[2][r]×x[3][r]の積算は、番号変更前のx*[2][r]×x[4][r]であり、隣接番号同士の積算ではない。そのため、当該積算が削除される。なお、x*[3][r]×x[4][r]の積算は、番号変更前のx*[4][r]×x[5][r]であり、隣接番号同士の積算である。そのため、当該積算は削除されない。この結果、相関関数R1の算出に用いられる係数は、積算の総数がN-1でさらに積算が一つ減るため、1/{(N-1)-m-1}となり、m=1であるから1/(N-3)となる。 In the calculation of the correlation function R 1 , the integration of x * [2] [r] × x [3] [r] is deleted. x [3] [r] is x [4] [r] before the number is changed. Therefore, the integration of x * [2] [r] × x [3] [r] is x * [2] [r] × x [4] [r] before the number change, and the integration of adjacent numbers is performed. is not it. Therefore, the integration is deleted. The integration of x * [3] [r] × x [4] [r] is x * [4] [r] × x [5] [r] before the number change, and the integration of adjacent numbers is performed. Is. Therefore, the total is not deleted. As a result, the coefficient used for the calculation of the correlation function R 1 is 1 / {(N-1) -m-1} because the total number of integrations is N-1 and the integration is further reduced by one, and m = 1. Since there is, it becomes 1 / (N-3).
このように、N個の第2圧縮信号のうちnb個の第2圧縮信号に対して干渉範囲の電圧値が除外された場合において相関関数R1を算出するときは、平均処理のための係数を1/(N-1-2×nb)に置き換えればよい。これにより、当該係数が実効的な積算数と一致するため、相関関数R1の算出精度が高まる。 In this way, when the correlation function R1 is calculated when the voltage value in the interference range is excluded from the nb second compressed signals out of the N second compressed signals, it is for averaging. The coefficient may be replaced with 1 / (N-1-2 × n b ). As a result, the coefficient matches the effective integration number, so that the calculation accuracy of the correlation function R 1 is improved.
上述のように、修正された第2圧縮信号を除外して相関処理を行う場合、修正された第2圧縮信号が少ないほうが好ましい。しかし、干渉波のパルス繰り返し周波数(PRF:Pulse Repetition Frequency)と、送信波のパルス繰り返し周波数と、が完全に一致している場合、ほぼ同じ観測時間(位置)において干渉が発生してしまう。ゆえに、当該観測時間rにおける相関関数を算出しようとしても、ほとんどの第2圧縮信号が当該観測時間rにおいて修正されており、相関関数の算出に用いることが可能な第2圧縮信号がほぼないといったこともあり得る。したがって、相関処理を実施しても、算出されたパラメータの精度が向上しないこともあり得る。 As described above, when the correlation processing is performed by excluding the modified second compressed signal, it is preferable that the modified second compressed signal is small. However, when the pulse repetition frequency (PRF: Pulse Repetition Frequency) of the interference wave and the pulse repetition frequency of the transmission wave completely match, interference occurs at almost the same observation time (position). Therefore, even if an attempt is made to calculate the correlation function at the observation time r, most of the second compressed signals are corrected at the observation time r, and there is almost no second compressed signal that can be used to calculate the correlation function. It is possible. Therefore, even if the correlation processing is performed, the accuracy of the calculated parameters may not be improved.
そのため、信号処理装置1は、与干渉側および被干渉側のPRFが一致しないように、与干渉側および被干渉側の少なくともいずれかに対し、複数の第1圧縮信号において検出された干渉の位置が一致しているか否かに応じて、PRFの変更に関する指示を行ってもよい。被干渉側とは例えば、信号処理装置1がレーダ装置である場合における送信部である。与干渉側と被干渉側のPRFをある程度ずらしておくことにより、干渉が発生する観測時間が常に同じであることを防ぐことができる。これにより、相関関数の算出に用いられる複数の第2圧縮信号のほとんどが観測時間rにおいて干渉除去のために電圧値が修正されるといった事態を防ぐことができ、相関処理の効果を十分に得ることができる。
Therefore, the
図6は、PRFの調整について説明する図である。図6(A)は、与干渉側および被干渉側のPRFが一致している場合の受信信号を示す。図6(A)では、いずれの第1圧縮信号も、観測時点rxにおいてピークを有している。この場合、観測時点rxにおいて修正されていない第2圧縮信号が存在せず、相関関数が算出できなくなる。図6(B)は、与干渉側および被干渉側のPRFをずらした場合を示す。図6(B)では、1番目の受信信号だけが観測時点rxにおいてピークを有している。この場合、1番目の第2圧縮信号のみが除外され、2番目からN番目までの第2圧縮信号によって相関関数を算出することができる。 FIG. 6 is a diagram illustrating the adjustment of PRF. FIG. 6A shows a received signal when the PRFs on the interfering side and the interfering side match. In FIG. 6A, each first compressed signal has a peak at the observation time point r x . In this case, there is no second compressed signal that has not been corrected at the time of observation r x , and the correlation function cannot be calculated. FIG. 6B shows a case where the PRFs on the interfering side and the interfering side are shifted. In FIG. 6B, only the first received signal has a peak at the observation time point r x . In this case, only the first second compressed signal is excluded, and the correlation function can be calculated from the second to Nth compressed signals.
なお、PRFをどれ程ずらすかは、適宜に定めてよい。ただし、PRFの上限値はレーダの最大観測距離に関係し、PRFの下限値は最大観測速度に関係する。そのため、レーダに求められる要件を考慮してPRFを決定する必要がある。また、干渉の発生頻度も許容上限などが定められている場合がある。このような干渉に関する条件も考慮してPRFを決定する必要がある。 The amount of PRF to be shifted may be appropriately determined. However, the upper limit of PRF is related to the maximum observation distance of the radar, and the lower limit of PRF is related to the maximum observation speed. Therefore, it is necessary to determine the PRF in consideration of the requirements required for the radar. In addition, the frequency of interference may also have an allowable upper limit. It is necessary to determine the PRF in consideration of the conditions related to such interference.
なお、検出する速度範囲を拡大させるために、複数のPRFを切り替えるスタガと呼ばれる手法がある。スタガのような複数のPRFを切り替える場合では、与干渉側および被干渉側に共通して使用されるPRFがあってもよいが、信号処理装置1は、干渉波を受信する期間において、与干渉側および被干渉側が共通のPRFを使用しないように、PRFの変更に関する指示を行うる必要がある。また、与干渉側および被干渉側のPRFに関する情報を取得することにより、与干渉側および被干渉側のPRFが一致しているか否かに応じて、PRFの変更に関する指示を行ってもよい。
In order to expand the speed range to be detected, there is a method called stagger that switches between a plurality of PRFs. In the case of switching a plurality of PRFs such as a stagger, there may be a PRF commonly used on the interfering side and the interfered side, but the
上記の相関処理から得られた相関関数Rmを用いて観測パラメータを算出する。例えば送信波に単一の偏波を用いる気象レーダによるものの場合では、受信電力、速度、速度幅といった観測パラメータが算出できる。例えば、送信波に2つの偏波を用いる気象レーダによるものの場合では、偏波間の電力差、位相差の相関関数も算出することにより、ZDR(レーダ反射因子差)、ρhv(偏波間相関係数)、φDP(偏波間位相差)等の2重偏波の観測パラメータも算出できる。 The observation parameters are calculated using the correlation function Rm obtained from the above correlation processing. For example, in the case of a weather radar that uses a single polarization for the transmitted wave, observation parameters such as received power, velocity, and velocity range can be calculated. For example, in the case of a weather radar that uses two polarizations for the transmitted wave, Z DR (radar reflection factor difference) and ρhv (phase relationship between polarizations) are calculated by calculating the correlation function of the power difference and phase difference between the polarizations. Observation parameters for double polarization such as number) and φ DP (phase difference between polarizations) can also be calculated.
例えば、気象レーダにおける受信電力、速度、速度幅の観測パラメータは、式(1)の相関関数R0、R1を用いて下記で表される。ゆえに、相関関数R0およびR1の算出精度が観測パラメータの算出精度に直結する。
このように、パラメータ算出部111は、複数の第2圧縮信号から複数の第2圧縮信号の相関関数を算出し、算出された相関関数に基づいてパラメータを算出してもよい。
In this way, the
本実施形態において算出されたパラメータは、従来手法よりも、その精度が高くなる。図7は、算出されたパラメータの精度の向上を示す図である。本実施形態の信号処理装置1によって相関処理を実施して算出されたパラメータの推定誤差が示されている。なお、推定誤差は、干渉が含まれている場合で推定されたパラメータの値と、干渉が含まれていない場合で推定されたパラメータの値と、の誤差である。また、比較として、本実施形態のようにパルス圧縮によって干渉を検出するも、受信信号から当該干渉を取り除いて所望信号を生成し、生成された所望信号に基づいてパラメータを算出する従来手法による推定誤差を示す。
The parameters calculated in this embodiment are more accurate than the conventional method. FIG. 7 is a diagram showing an improvement in the accuracy of the calculated parameters. The estimation error of the parameter calculated by performing the correlation processing by the
なお、シミュレーション条件は、以下の通りである。
・S/N=20dB(S:受信信号のレベル、N:雑音レベル)
・I/N=50dB(I:干渉信号のレベル、N:雑音レベル)
・トータルヒット数=90
・PRFの比率(与干渉側/被干渉側)=約0.8
The simulation conditions are as follows.
S / N = 20 dB (S: received signal level, N: noise level)
-I / N = 50 dB (I: interference signal level, N: noise level)
・ Total number of hits = 90
・ PRF ratio (interfering side / interfered side) = approx. 0.8
図7の例では、受信電力などといった各パラメータにおいて、信号処理装置の推定誤差のほうが、従来手法の推定誤差よりも小さく、精度が高まっていることが分かる。受信信号のレベル、干渉信号のレベルなどのシミュレーション条件を変えても、同様の結果が得られている。 In the example of FIG. 7, it can be seen that the estimation error of the signal processing device is smaller than the estimation error of the conventional method in each parameter such as the received power, and the accuracy is improved. Similar results are obtained even if the simulation conditions such as the level of the received signal and the level of the interference signal are changed.
次に、各構成要素による処理の流れについて説明する。図8は、信号処理装置の全体処理の概略フローチャートの一例を示す図である。なお、このフローチャートは一例であり、必要とされる処理結果を得ることができれば処理の順序等は限られるものではない。例えば、図8では並列で行われる処理が、順番に行われてもよい。また、各処理の処理結果は、逐次、図示されていない記憶部に記憶され、各構成要素は当該記憶部を参照して処理結果を取得してもよい。 Next, the flow of processing by each component will be described. FIG. 8 is a diagram showing an example of a schematic flowchart of the overall processing of the signal processing apparatus. It should be noted that this flowchart is an example, and the order of processing is not limited as long as the required processing result can be obtained. For example, in FIG. 8, the processes performed in parallel may be performed in order. Further, the processing result of each processing is sequentially stored in a storage unit (not shown), and each component may obtain the processing result by referring to the storage unit.
まず、第1参照信号生成部103が干渉波データ記憶部102に記憶されている干渉波に関するデータに基づいて第1参照信号を生成し(S101)、第2参照信号生成部106が送信波データ記憶部105に記憶されている送信波に関するデータに基づいて第2参照信号を生成する(S102)。なお、これらの処理はそれぞれ、干渉波および送信波に関するデータが取得された時点で実行されてもよい。
First, the first reference
その後、受信部101が反射波に基づく受信信号を受信する(S103)。それを受けて、第1圧縮信号生成部は、受信信号を第1参照信号でパルス圧縮して第1圧縮信号を生成する(S104)。第1圧縮信号が生成されると、干渉検出部108が、第1圧縮信号の電力値に基づき、干渉を検出する(S105)。そして、干渉範囲算出部109が、検出された干渉の位置を基準に、干渉波のパルス長と、送信波のパルス長と、を用いて、第2圧縮信号の干渉範囲を決定する(S106)。このようにして、S104からS106の処理が行われる一方で、第2圧縮信号生成部は、第2参照信号でパルス圧縮して第2圧縮信号を生成する(S107)。
After that, the receiving
第2圧縮信号が生成され、かつ、第2圧縮信号の干渉範囲が決定されると、干渉除去部110が生成された第2圧縮信号の決定された干渉範囲内における電圧値を修正する(S108)。そして、第2圧縮信号を所定数以上処理したかが確認され、処理していなかった場合(S109のNO)は、次の受信信号の受信を待つことになる。そして、次の受信信号が受信されて、再度、S104からS108までの処理が行われる。こうして、処理された第2圧縮信号が蓄積されていく。なお、第2圧縮信号は、図示されていない記憶部に記憶されてもよい。
When the second compressed signal is generated and the interference range of the second compressed signal is determined, the
第2圧縮信号を所定数以上処理していた場合(S109のYES)は、パラメータ算出部111が、第2圧縮信号に基づき、反射波に関するパラメータを算出する(S110)。複数の第2圧縮信号を用いて相関関数を算出してパラメータを算出してもよいし、単体の第2圧縮信号からパラメータを算出してもよい。このようにしてフローは終了する。
When a predetermined number or more of the second compressed signals have been processed (YES in S109), the
なお、上記フローでは、第1参照信号および第2参照信号が受信信号の受信前に作成されているが、受信信号の受信後に作成されてもよい。また、反射波の観測状況、受信信号の電力値などに応じて、事前に作成済みの参照信号のパラメータを調整してもよい。 In the above flow, the first reference signal and the second reference signal are created before the reception of the received signal, but they may be created after the reception signal is received. Further, the parameters of the reference signal created in advance may be adjusted according to the observation status of the reflected wave, the power value of the received signal, and the like.
以上のように、本実施形態の信号処理装置1によれば、送信波に関するデータを用いてパルス圧縮した第2パルス圧縮信号の干渉範囲を算出し、第2パルス圧縮信号の当該干渉範囲に係る値を修正する。これにより、第2パルス圧縮信号ではなく受信信号から干渉範囲に係る値を修正した場合に比べ、精度の低下を抑えることができる。
As described above, according to the
なお、前述の通り、図1に示した信号処理装置1の構成は一例であり、上記で説明した以外の処理を行う構成要素は省略されており、また、各構成要素は、まとめられていてもよいし、細分化されていてもよい。ゆえに、信号処理装置1の用途、処理負荷、利便性などの諸事情によって、信号処理装置1の構成は様々に変形され得る。以下に、いくつかの実施形態を紹介する。
As described above, the configuration of the
(第2の実施形態)
前述の通り、第2圧縮信号の干渉範囲内の電圧値は、干渉除去部110によって修正されるが、修正方法は複数ある。そのため、修正方法ごとに干渉除去部110を設けてもよい。図9は、第2の実施形態の信号処理装置のブロック図である。第2の実施形態では、第2の実施形態で示した干渉除去部110が、別々の方法で第2圧縮信号の干渉範囲内の電圧値を修正する、第1干渉除去部110Aおよび第2干渉除去部110Bに別れている。なお、図9では、二つに分けているが、実施する修正方法に応じて三つ以上に分かれていてもよい。
(Second embodiment)
As described above, the voltage value within the interference range of the second compressed signal is corrected by the
また、図9の例では、パラメータ算出部111も、干渉除去部110の分割に応じて、分割されている。図9では、第1干渉除去部110Aによって算出された第2圧縮信号に少なくとも基づいて第1パラメータ算出部111Aがパラメータを算出し、第2干渉除去部110Bによって算出された第2圧縮信号に少なくとも基づいて第2パラメータ算出部111Bがパラメータを算出する。また、第1パラメータ算出部111Aによって算出されたパラメータと、第2パラメータ算出部111Bによって算出されたパラメータと、のいずれかを信号処理装置1の処理結果として採用するための判定を行う判定部112が示されている。
Further, in the example of FIG. 9, the
判定部112による判定のための条件は、適宜に定めてよい。例えば、第1干渉除去部110Aが、干渉が検出された第2圧縮信号の干渉範囲内の電圧値を、干渉が検出されなかった第2圧縮信号の干渉範囲内の電圧値に置き換えるとする。また、第1時点の第2圧縮信号には干渉が検出されずに第2時点の第2圧縮信号には干渉が検出され、観測速度幅から算出される相関時間に対してPRIが短いとする。このような場合において、判定部112は、第1パラメータ算出部111Aによって算出されたパラメータ、言い換えれば、第1干渉除去部110Aによって処理された第2圧縮信号に係るパラメータ、を採用するとしてもよい。こうすることにより、観測誤差のばらつきを低減でき得る。なお、相関時間τcは、波長λ、速度幅σvを用いて次式で求められる。
また、例えば、第2干渉除去部110Bが、干渉が検出された第2圧縮信号の干渉範囲内の電圧値を存在しないものとみなすとする。また、観測間隔が相関時間よりも十分に大きいものとする。このような場合では、判定部112は、第2パラメータ算出部111Bによって算出されたパラメータ、言い換えれば、第2干渉除去部110Bによって処理された第2圧縮信号に係るパラメータ、を採用するとしてもよい。このような場合では、各第2圧縮信号間の相関が小さいため、電圧値の置き換えを行わなくとも、干渉信号そのものによる直接的な影響が取り除け得る。
Further, for example, it is assumed that the second
なお、相関時間を求めるために、パラメータの速度幅を用いているが、第1パラメータ算出部111Aおよび第2パラメータ算出部111Bのいずれにより算出された速度幅を用いてもよいし、両方の速度幅を用いた演算結果を、相関時間を求めるための速度幅として用いてもよい。
Although the speed range of the parameter is used to obtain the correlation time, the speed range calculated by either the first
(第2および第3の実施形態)
なお、これまでの実施形態では、受信信号に含まれて判別できない干渉信号を除去するためにパルス圧縮を行っている。ただし、その他の干渉信号を検出して除去する処理が行われてもよい。例えば、反射波が無変調パルス信号である干渉波の影響も受ける場合、当該影響はパルス圧縮でなくとも除去することが可能である。
(Second and third embodiments)
In the previous embodiments, pulse compression is performed in order to remove the interference signal included in the received signal and which cannot be discriminated. However, processing for detecting and removing other interference signals may be performed. For example, when the reflected wave is also affected by an interference wave which is an unmodulated pulse signal, the influence can be removed without pulse compression.
図10は、第3の実施形態の信号処理装置を示すブロック図である。第3の実施形態では、パルス圧縮が行われる前に受信信号に対して干渉検出を行う事前干渉検出部113と、パルス圧縮が行われる前に受信信号に対して干渉除去を行う事前干渉除去部114と、を備える。
FIG. 10 is a block diagram showing a signal processing device according to a third embodiment. In the third embodiment, a
例えば、無変調パルス信号は、変調パルス信号と比べてパルス幅が1/10~1/数100以下と小さい。そのため、パルス幅の小さい信号を検出して除去する従来手法により、無変調パルス信号を検出および除去することが可能である。 For example, the unmodulated pulse signal has a pulse width as small as 1/10 to 1 / several 100 or less as compared with the modulated pulse signal. Therefore, it is possible to detect and remove an unmodulated pulse signal by a conventional method of detecting and removing a signal having a small pulse width.
図11は、第4の実施形態の信号処理装置を示すブロック図である。図10に示すように、第3の実施形態では、事前の干渉除去が行われた受信信号が第1パルス圧縮部104および第2パルス圧縮部107に伝送されるが、第4の実施形態では、第1パルス圧縮部104には事前の干渉除去が行われていない受信信号が伝送される。第2圧縮信号はパラメータの算出に用いられるため、第2圧縮信号の生成に用いられる受信信号にはなるべく干渉が含まれないほうが好ましい。一方、第1圧縮信号は干渉の検出に用いられるため、干渉の検出の精度に問題が生じないのであれば、第1圧縮信号の生成に用いられる受信信号に対して、事前の干渉除去が行われていなくともよい。なお、干渉の誤検知をなるべく避ける場合は、第3の実施形態のほうが好ましい。
FIG. 11 is a block diagram showing a signal processing device according to a fourth embodiment. As shown in FIG. 10, in the third embodiment, the received signal from which interference has been removed in advance is transmitted to the first
(第5の実施形態)
図12は、第5の実施形態の信号処理装置を示すブロック図である。第5の実施形態では、受信部101が、第1受信部101Aと、第2受信部101Bと、に分かれており、それぞれに対し、第1フィルタ115Aおよび第2フィルタ115Bが接続されている。
(Fifth Embodiment)
FIG. 12 is a block diagram showing a signal processing device according to a fifth embodiment. In the fifth embodiment, the receiving
本実施形態では、反射波と干渉波のキャリア周波数が異なる場合を想定する。なお、反射波を受信するためのアンテナについては、周波数ごとに独立したアンテナであってもよいし、全周波数共通のアンテナであってもよい。また、本実施形態においては、送信波および干渉波を送信するレーダの種類は、特に限られるものではなく、例えば、パラボラ型でもフェーズドアレイ型でもよい。 In this embodiment, it is assumed that the carrier frequencies of the reflected wave and the interference wave are different. The antenna for receiving the reflected wave may be an antenna independent for each frequency or an antenna common to all frequencies. Further, in the present embodiment, the type of radar that transmits the transmitted wave and the interference wave is not particularly limited, and may be, for example, a parabolic type or a phased array type.
第1受信部101Aは、受信信号を取得して、さらに受信信号を干渉波の中心周波数で周波数変換する。第2受信部101Bは、受信信号を取得して、さらに受信信号を送信波の中心周波数で周波数変換する。周波数変換では、基準とされた周波数の成分が効率的に取り出される。つまり、ベースバンド信号が抽出される。ゆえに、第1受信部101Aは、ベースバンド信号として主に干渉信号を抽出し、第2受信部101Bは、ベースバンド信号として主に所望信号を抽出する。 The first receiving unit 101A acquires the received signal and further frequency-converts the received signal at the center frequency of the interference wave. The second receiving unit 101B acquires the received signal and further frequency-converts the received signal at the center frequency of the transmitted wave. In frequency conversion, the components of the reference frequency are efficiently extracted. That is, the baseband signal is extracted. Therefore, the first receiving unit 101A mainly extracts the interference signal as the baseband signal, and the second receiving unit 101B mainly extracts the desired signal as the baseband signal.
第1フィルタ115Aおよび第2フィルタ115Bは、ベースバンド信号以外の成分を減衰する。ゆえに、受信信号が第1フィルタ115Aを通過すると、所望信号の成分がさらに減衰される。これにより、干渉検出の精度がより向上する。また、受信信号が第2フィルタ115Bを通過すると、干渉信号の成分がさらに減衰される。これにより、算出されるパラメータの精度が向上する。
The
ただし、周波数スペクトルでみると、干渉信号は、通常、線スペクトルではなく広がりをもったスペクトルとなっている。第2フィルタ115Bを介することにより、干渉信号を一定以上減衰させることはできるが、スペクトルの広がりによって所望信号の通過帯域(ベースバンド帯域)においても干渉信号の成分が含まれてしまう。ゆえに、スペクトルの広がりに起因する干渉成分に対しては、第2フィルタ115Bだけでは抑圧しきれない。そのため、これまでの実施形態と同様、第1参照信号でのパルス圧縮を用いた高精度な干渉検出を行うのが好ましい。つまり、反射波と干渉波のキャリア周波数が異なる場合であっても、本実施形態のパルス圧縮による干渉検知が有効である。
However, in terms of frequency spectrum, the interference signal is usually not a line spectrum but a broad spectrum. Although the interference signal can be attenuated by a certain amount or more by passing through the
また、本実施形態では、第1圧縮信号に基づいて干渉が検出されても、第2圧縮信号には干渉信号が含まれていないといったことが起こり得る。その場合は、干渉検出部108における干渉の有無を判断する閾値のレベルを調整することにより、対応できる。当該閾値については、第1受信部101Aと第2受信部101Bのレベルダイヤにおける利得の差異、干渉信号のスペクトルの広がりなどを考慮して定められる。第1受信部101Aおよび第2受信部101Bに異なるアンテナが接続されている場合では、これらのアンテナの利得の差異も考慮する。
Further, in the present embodiment, even if the interference is detected based on the first compressed signal, it may occur that the second compressed signal does not include the interference signal. In that case, it can be dealt with by adjusting the level of the threshold value for determining the presence or absence of interference in the
(第6の実施形態)
図13は、第6の実施形態の信号処理装置を示すブロック図である。本実施形態では、信号処理装置1が学習部116をさらに備える。
(Sixth Embodiment)
FIG. 13 is a block diagram showing a signal processing device according to a sixth embodiment. In the present embodiment, the
これまでは、パルス圧縮により受信信号から干渉を検知するために、干渉波に関するデータに基づいて第1参照信号を生成していた。つまり、干渉波に関するデータを事前に入手する必要がある。しかし、干渉波のパラメータが変更される場合もあり得る。その場合、変更後のパラメータに係るデータを変更前に入手しなくてはならないが、パラメータの変更を事前に認識できないことも想定される。また、干渉波の存在を予め認識できていない場合も、干渉波の存在および干渉波の発生源を認識するまで、干渉を除去することが困難である。 Until now, in order to detect interference from the received signal by pulse compression, the first reference signal was generated based on the data related to the interference wave. That is, it is necessary to obtain data on the interference wave in advance. However, the parameters of the interference wave may be changed. In that case, the data related to the changed parameter must be obtained before the change, but it is assumed that the parameter change cannot be recognized in advance. Further, even if the existence of the interference wave cannot be recognized in advance, it is difficult to remove the interference until the existence of the interference wave and the source of the interference wave are recognized.
ゆえに、本実施形態では、学習部116が、機械学習により、受信信号から干渉波に関するデータまたは干渉波に対して相関の強い信号を抽出するためのニューラルネットワークに基づくモデルを生成する。例えば、過去に受信した受信信号を入力データとし、干渉波に関するデータまたは当該受信信号に対応する過去に生成した第1参照信号を正解データとして、ニューラルネットワークに対し機械学習を行ってもよい。言い換えれば、ニューラルネットワークのパラメータを、過去に受信した受信信号と、干渉波に関するデータまたは当該受信信号に対応する過去に生成した第1参照信号と、に基づいて最適化していくことにより、当該ニューラルネットワークを、受信信号から干渉波に関するデータまたは第1参照信号を生成するモデルにしてもよい。
Therefore, in the present embodiment, the
また、当該モデルの生成後は、干渉波に関するデータを用いずに、当該モデルを用いて、受信信号から第1参照信号を生成してもよい。当該モデルは、干渉データ記憶部に記憶されてよい。 Further, after the model is generated, the first reference signal may be generated from the received signal by using the model without using the data related to the interference wave. The model may be stored in the interference data storage unit.
(第7の実施形態)
図14は、第7の実施形態の信号処理装置を示すブロック図である。第7の実施形態は、水平偏波(H偏波)と垂直偏波(V偏波)の二つの偏波を送信波として使用する場合を想定した構成である。水平偏波(H偏波)と垂直偏波(V偏波)を送信波として使用する装置としては、2重偏波気象レーダが該当する。
(7th Embodiment)
FIG. 14 is a block diagram showing a signal processing device according to a seventh embodiment. The seventh embodiment is configured assuming a case where two polarizations of horizontal polarization (H polarization) and vertical polarization (V polarization) are used as a transmission wave. A dual polarization weather radar corresponds to a device that uses horizontally polarized waves (H polarization) and vertically polarized waves (V polarization) as transmitted waves.
本実施形態では、パラメータ算出部111以外の構成要素を1セット(1系統)とし、信号処理装置1は、水平偏波に対するセット117Aと、水平偏波に対するセット117Bと、を備える。各セット117における処理はこれまでと同様であり、各セット117から干渉範囲における電圧値が修正された第2圧縮信号が出力される。パラメータ算出部111は、各セット117からの第2圧縮信号に基づき、水平偏波と垂直偏波の相関関数を算出し、2重偏波に対するパラメータを算出する。
In the present embodiment, the components other than the
なお、前述の通り、信号処理装置1の構成要素はまとめられてもよく、本実施形態においては、第1参照信号生成部103および第2参照号生成部106は、各セット117において共通としてもよい。また、図14では、水平偏波の反射波を受信するアンテナ118Aと、垂直偏波の反射波を受信するアンテナ118Bと、が示されているが、反射波を1本のアンテナで受信し、受信信号を偏波分離器によって水平偏波の成分と垂直偏波の成分とに分けてもよい。また、本実施形態においても、送信波および干渉波を送信するレーダの種類は、特に限られるものではなく、例えば、パラボラ型でもフェーズドアレイ型でもよい。
As described above, the components of the
なお、水平偏波および垂直偏波に対する干渉の度合いは同じであるとは限らない。偏波のレベル、電波伝搬の状況などにより、両セット117の一方のみから干渉が検出されるといった場合、両セット117における干渉範囲の算出結果が異なるといった場合が起こり得る。逆に言えば、両セット117の一方のみから干渉が検出された場合は、他方のセット117に係る偏波にも検出されるレベルに達していない干渉が含まれているとも考えられる。そのため、両セット117において算出された干渉範囲の論理和を全体的な干渉範囲としてもよい。その場合、各セット117は、算出された干渉範囲を、他のセット117に通知する。これにより、両セット117の一方において検出しなかった干渉も干渉範囲内に含むことができる。そして、全体的な干渉範囲において干渉除去を実施することにより、より漏れなく干渉除去を行うことができる。 The degree of interference with horizontal polarization and vertical polarization is not always the same. When interference is detected from only one of both sets 117 depending on the level of polarization, the state of radio wave propagation, etc., the calculation result of the interference range in both sets 117 may be different. Conversely, when interference is detected from only one of both sets 117, it is considered that the polarization of the other set 117 also contains interference that has not reached the detected level. Therefore, the logical sum of the interference ranges calculated in both sets 117 may be used as the overall interference range. In that case, each set 117 informs the other set 117 of the calculated interference range. Thereby, the interference not detected in one of both sets 117 can be included in the interference range. Then, by performing the interference removal in the entire interference range, it is possible to perform the interference removal without any omission.
なお、本実施形態の信号処理装置1の構成要素は、プロセッサなどを実装しているIC(Integrated Circuit:集積回路)などの専用のハードウェアにより実現されてもよい。例えば、信号処理装置1は、受信部101を実現する受信回路と、干渉波データ記憶部102および送信波データ記憶部105などの記憶部を実現するメモリまたはストレージと、その他の構成要素、例えば、前述の処理部を実現する1つ以上の処理回路(プロセッサ)と、を備えていてもよい。また、処理回路がさらに細かな専用の回路で実現されてもよい。あるいは、構成要素がソフトウェア(プログラム)を用いて実現されてもよい。ソフトウェア(プログラム)を用いる場合は、上記に説明した実施形態は、例えば、汎用のコンピュータ装置を基本ハードウェアとして用い、コンピュータ装置に搭載された中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)等のプロセッサにプログラムを実行させることにより、実現することが可能である。
The components of the
また、本実施形態で用いられる用語は、広く解釈されるべきである。例えば用語“プロセッサ”は、汎用目的プロセッサ、中央処理装置(CPU)、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、コントローラ、マイクロコントローラ、状態マシンなどを包含してもよい。状況によって、“プロセッサ”は、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラム可能論理回路(PLD)などを指してもよい。“プロセッサ”は、複数のマイクロプロセッサのような処理装置の組み合わせ、DSPおよびマイクロプロセッサの組み合わせ、DSPコアと協働する1つ以上のマイクロプロセッサを指してもよい。 Also, the terms used in this embodiment should be broadly interpreted. For example, the term "processor" may include general purpose processors, central processing units (CPUs), microprocessors, digital signal processors (DSPs), controllers, microcontrollers, state machines, and the like. In some circumstances, the "processor" may refer to an application-specific integrated circuit, field programmable gate array (FPGA), programmable logic circuit (PLD), and the like. "Processor" may refer to a combination of processing devices such as multiple microprocessors, a combination of DSPs and microprocessors, and one or more microprocessors that work with a DSP core.
別の例として、用語“メモリ”は、電子情報を格納可能な任意の電子部品を包含してもよい。“メモリ”は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、プログラム可能読み出し専用メモリ(PROM)、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ(EPROM)、電気的消去可能PROM(EEPROM)、不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)、フラッシュメモリ、磁気または光学データストレージを指してもよい。これらはプロセッサによって読み出し可能である。プロセッサがメモリに対して情報を読み出しまたは書き込みまたはこれらの両方を行うならば、メモリはプロセッサと電気的に通信すると言うことができる。メモリは、プロセッサに統合されてもよく、この場合も、メモリは、プロセッサと電気的に通信していると言うことができる。 As another example, the term "memory" may include any electronic component capable of storing electronic information. "Memory" includes random access memory (RAM), read-only memory (ROM), programmable read-only memory (PROM), erasable programmable read-only memory (EPROM), electrically erasable PROM (EEPROM), and non-volatile. It may refer to random access memory (NVRAM), flash memory, magnetic or optical data storage. These can be read by the processor. If the processor reads and writes information to the memory, or both, then the memory can be said to communicate electrically with the processor. The memory may be integrated into the processor, again, it can be said that the memory is electrically communicating with the processor.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment as it is, and at the implementation stage, the components can be modified and embodied within a range that does not deviate from the gist thereof. In addition, various inventions can be formed by an appropriate combination of the plurality of components disclosed in the above-described embodiment. For example, some components may be removed from all the components shown in the embodiments. In addition, components across different embodiments may be combined as appropriate.
1 信号処理装置
101 受信部
102 干渉波データ記憶部
103 第1参照信号生成部
104 第1パルス圧縮部
105 送信波データ記憶部
106 第2参照信号生成部
107 第2パルス圧縮部
108 干渉検出部
109 干渉範囲算出部
110(110A、110B) 干渉除去部
111(111A、111B) パラメータ算出部
112 判定部
113 事前干渉検出部
114 事前干渉除去部
115(115A、115B) フィルタ
116 学習部
117(117A、117B) セット(系統)
118(118A、118B) アンテナ
1
118 (118A, 118B) Antenna
Claims (17)
前記反射波に干渉する干渉波に関するデータに基づき、第1参照信号を生成し、
前記受信信号を前記第1参照信号でパルス圧縮して第1圧縮信号を生成し、
前記送信波に関するデータに基づき、第2参照信号を生成し、
前記受信信号を前記第2参照信号でパルス圧縮して第2圧縮信号を生成し、
前記第1圧縮信号の出力値に基づき、干渉を検出し、
前記第1圧縮信号において検出された干渉の位置に基づき、前記第2圧縮信号における干渉範囲を算出し、
前記干渉範囲内において前記第2圧縮信号の出力値を修正する処理部と、
を備える信号処理装置。 A receiver that acquires a received signal based on the reflected wave with respect to the transmitted wave,
A first reference signal is generated based on the data on the interference wave that interferes with the reflected wave.
The received signal is pulse-compressed with the first reference signal to generate a first compressed signal.
A second reference signal is generated based on the data related to the transmitted wave.
The received signal is pulse-compressed with the second reference signal to generate a second compressed signal.
Interference is detected based on the output value of the first compressed signal, and
Based on the position of the interference detected in the first compressed signal, the interference range in the second compressed signal is calculated.
A processing unit that corrects the output value of the second compressed signal within the interference range, and
A signal processing device.
請求項1に記載の信号処理装置。 The signal processing device according to claim 1, wherein the processing unit further determines the interference range based on the pulse length of the interference wave and the pulse length of the transmission wave.
請求項1または2に記載の信号処理装置。 The signal processing according to claim 1 or 2, wherein the processing unit sets the start point of the interference range before the start point of the range including the interference signal in the received signal by the pulse length of the second compressed signal. Device.
前記処理部は、前記第1圧縮信号の出力値が所定値を超えた時点よりも、前記第2圧縮信号のパルス長だけ前に、前記干渉範囲の始点を設定する
請求項1または2に記載の信号処理装置。 The processing unit generates the first compressed signal so that the output value of the first compressed signal becomes an extreme value at the start point of the range including the interference signal in the received signal.
The processing unit according to claim 1 or 2, wherein the processing unit sets the start point of the interference range before the time when the output value of the first compressed signal exceeds a predetermined value by the pulse length of the second compressed signal. Signal processing device.
請求項1ないし4のいずれか一項に記載の信号処理装置。 The signal processing device according to any one of claims 1 to 4, wherein the processing unit replaces an output value of the second compressed signal within the interference range with a predetermined value.
請求項1ないし4のいずれか一項に記載の信号処理装置。 The processing unit deletes the output value of the second compressed signal within the interference range, and the second compressed signal corresponding to the first compressed signal in which interference is not detected after the deleted second compressed signal. The signal processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the serial number assigned to the output value within the interference range of the above is advanced.
請求項1ないし4のいずれか一項に記載の信号処理装置。 The processing unit sets the output value of the second compressed signal corresponding to the first compressed signal in which interference is detected within the interference range to the output value of the second compressed signal corresponding to the first compressed signal in which interference is not detected. The signal processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the output value within the interference range or the calculated value based on the output value is replaced.
請求項1ないし7のいずれか一項に記載の信号処理装置。 The processing unit calculates parameters related to the reflected wave based on the modified second compressed signal.
The signal processing apparatus according to any one of claims 1 to 7.
請求項8に記載の信号処理装置。 The processing unit calculates the correlation function of the plurality of second compressed signals from the plurality of second compressed signals generated from each of the plurality of received signals at different time points of reception, and reflects based on the calculated correlation function. The signal processing apparatus according to claim 8, wherein a parameter relating to a wave is calculated.
前記干渉範囲内において前記第2圧縮信号の出力値を所定値に置き換え、
前記相関関数の算出において、前記所定値に置き換えられた前記第2圧縮信号の出力値を省略して前記相関関数を算出する
請求項1ないし4のいずれか一項に記載の信号処理装置。 The processing unit calculates the correlation function of the plurality of second compressed signals from the output values of the plurality of second compressed signals generated from each of the plurality of received signals having different reception time points, and the calculated correlation function. Calculate the parameters related to the reflected wave based on
Within the interference range, the output value of the second compressed signal is replaced with a predetermined value.
The signal processing device according to any one of claims 1 to 4, wherein in the calculation of the correlation function, the output value of the second compressed signal replaced with the predetermined value is omitted to calculate the correlation function.
前記干渉範囲内において前記第2圧縮信号の出力値を削除し、削除された前記第2圧縮信号以後の、干渉が検出されなかった第1圧縮信号に対応する第2圧縮信号の前記干渉範囲内の出力値に割り当てられた通し番号を繰り上げる、
前記相関関数の算出において、割り当てられた通し番号が繰り上げられた出力値と、割り当てられた通し番号が繰り上げられなかった出力値と、の積算部分を省略して前記相関関数を算出する
請求項1ないし4のいずれか一項に記載の信号処理装置。 The processing unit calculates the correlation function of the plurality of second compressed signals from the output values of the plurality of second compressed signals generated from each of the plurality of received signals having different reception time points, and the calculated correlation function. Calculate the parameters related to the reflected wave based on
Within the interference range, the output value of the second compressed signal is deleted, and after the deleted second compressed signal, within the interference range of the second compressed signal corresponding to the first compressed signal for which interference was not detected. The serial number assigned to the output value of
Claims 1 to 4 for calculating the correlation function by omitting the integrated portion of the output value in which the assigned serial number is carried forward and the output value in which the assigned serial number is not carried forward in the calculation of the correlation function. The signal processing apparatus according to any one of the above.
干渉が検出された第1圧縮信号に対応する第2圧縮信号の前記干渉範囲内の出力値を、
(1)所定値に置き換えるか、
(2)前記第2圧縮信号の前記干渉範囲内の出力値を削除して、削除された前記第2圧縮信号以後の、干渉が検出されなかった第1圧縮信号に対応する第2圧縮信号の前記干渉範囲内の出力値に割り当てられた通し番号を繰り上げるか、
(3)干渉が検出されなかった第1圧縮信号に対応する第2圧縮信号の前記干渉範囲内の出力値または当該出力値に基づく演算値に置き換えるか、
の少なくとも二つを実行して複数の修正された第2圧縮信号を生成し、
前記複数の修正された第2圧縮信号のいずれかを選択して、前記パラメータを算出する
請求項1ないし4のいずれか一項に記載の信号処理装置。 The processing unit calculates the parameters related to the reflected wave based on the corrected second compressed signal, and calculates the parameters.
The output value of the second compressed signal corresponding to the first compressed signal in which interference is detected within the interference range is determined.
(1) Replace with a predetermined value
(2) The output value of the second compressed signal within the interference range is deleted, and the second compressed signal corresponding to the first compressed signal in which interference is not detected after the deleted second compressed signal is used. Either carry up the serial number assigned to the output value within the interference range, or
(3) Replace with an output value within the interference range of the second compressed signal corresponding to the first compressed signal for which interference was not detected or a calculated value based on the output value.
Perform at least two of the above to generate multiple modified second compressed signals,
The signal processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein one of the plurality of modified second compressed signals is selected and the parameter is calculated.
請求項1ないし12のいずれか一項に記載の信号処理装置。 The signal processing device according to any one of claims 1 to 12, wherein the data regarding the interference wave is acquired from the source of the interference wave.
請求項1ないし13のいずれか一項に記載の信号処理装置。 Claims 1 to 13 generate a model for generating the data related to the interference wave or the first reference signal from the received signal by using the data related to the interference wave or the first reference signal as correct answer data. The signal processing apparatus according to any one of the above items.
請求項1ないし14のいずれか一項に記載の信号処理装置。 The processing unit determines whether or not the positions of interference detected in the plurality of first compressed signals match, or whether or not the pulse repetition frequency of the transmission wave and the pulse repetition frequency of the interference wave match. Depending on the information indicating that the pulse repetition frequency of the transmitted wave and the pulse repetition frequency of the interference wave match, the information regarding the change of the pulse repetition frequency of the transmission wave, or the pulse repetition frequency of the interference wave. The signal processing apparatus according to any one of claims 1 to 14, which outputs information regarding changes.
前記反射波に干渉する干渉波に関するデータに基づき、第1参照信号を生成するステップと、
前記受信信号を前記第1参照信号でパルス圧縮して第1圧縮信号を生成するステップと、
前記送信波に関するデータに基づき、第2参照信号を生成するステップと、
前記受信信号を前記第2参照信号でパルス圧縮して第2圧縮信号を生成するステップと、
前記第1圧縮信号の出力値に基づき、干渉を検出するステップと、
前記第1圧縮信号において検出された干渉の位置に基づき、前記第2圧縮信号における干渉範囲を算出するステップと、
前記干渉範囲内において前記第2圧縮信号を修正するステップと、
を備える信号処理方法。 The step of acquiring the received signal based on the reflected wave with respect to the transmitted wave,
A step of generating a first reference signal based on data on an interference wave that interferes with the reflected wave, and
A step of pulse-compressing the received signal with the first reference signal to generate a first compressed signal,
A step of generating a second reference signal based on the data related to the transmitted wave, and
A step of pulse-compressing the received signal with the second reference signal to generate a second compressed signal, and
A step of detecting interference based on the output value of the first compressed signal, and
A step of calculating the interference range in the second compressed signal based on the position of the interference detected in the first compressed signal, and
The step of modifying the second compressed signal within the interference range, and
A signal processing method comprising.
前記第1レーダ装置は、
前記反射波を受信して受信信号を取得する受信部と、
前記第2電波に関するデータに基づき、第1参照信号を生成し、
前記受信信号を前記第1参照信号でパルス圧縮して第1圧縮信号を生成し、
前記第1電波に関するデータに基づき、第2参照信号を生成し、
前記受信信号を前記第2参照信号でパルス圧縮して第2圧縮信号を生成し、
前記第1圧縮信号の出力値に基づき、干渉を検出し、
前記第1圧縮信号において検出された干渉の位置に基づき、前記第2圧縮信号における干渉範囲を算出し、
前記干渉範囲内において前記第2圧縮信号の出力値を修正する処理部と、
を備える、
信号処理システム。 A signal processing system including a first radar device that transmits a first radio wave and receives a reflected wave of the first radio wave, and a second radar device that transmits a second radio wave.
The first radar device is
A receiving unit that receives the reflected wave and acquires a received signal,
Based on the data related to the second radio wave, the first reference signal is generated.
The received signal is pulse-compressed with the first reference signal to generate a first compressed signal.
A second reference signal is generated based on the data related to the first radio wave.
The received signal is pulse-compressed with the second reference signal to generate a second compressed signal.
Interference is detected based on the output value of the first compressed signal, and
Based on the position of the interference detected in the first compressed signal, the interference range in the second compressed signal is calculated.
A processing unit that corrects the output value of the second compressed signal within the interference range, and
To prepare
Signal processing system.
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