JP2569411B2 - 不要信号抑圧装置 - Google Patents

不要信号抑圧装置

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JP2569411B2
JP2569411B2 JP3103157A JP10315791A JP2569411B2 JP 2569411 B2 JP2569411 B2 JP 2569411B2 JP 3103157 A JP3103157 A JP 3103157A JP 10315791 A JP10315791 A JP 10315791A JP 2569411 B2 JP2569411 B2 JP 2569411B2
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八郎 末田
敏晴 伊藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーダ(RADAR:
RAdio Detection And Ranging)装置やソナー(SON
AR:SOund NAvigation Ranging)装置等において、特
に周期性を持つ不要信号の抑圧に利用できる不要信号抑
圧装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のレーダ装置やソナー装置等は周期
性を持つクラッタ等の不要信号の抑圧を目的とする装置
を持たない。しかし、低い周波数成分を持つクラッタ等
の不要信号を抑圧する機能を持つ装置としては、図3に
示すようなCFAR装置(Constant−False−Alarm−R
ate)があった。
【0003】図3において、1はレーダ装置やソナー装
置等の観測装置であり、10はCFAR装置である。ま
た、11は遅延回路、12は移動平均値算出回路、13
は減算器である。この装置の動作を説明すれば、観測装
置1から出力される観測信号は、CFAR装置10の入
力信号2dとして、入力端子を介して供給される。遅延
回路11は入力信号を遅延させて減算器13に信号を供
給する。一方、移動平均値算出回路12は入力信号から
別に設定される範囲の移動平均値を求めて減算器13に
供給する。減算器13は前者から後者を減算してCFA
R装置10の出力信号2eを得る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上に述べたCFAR
装置では低い周波数成分を持つ不要信号を抑圧すること
ができるが、例えば対水上レーダ等で問題となる波浪や
うねりのような周期性を持つ不要信号を抑圧する能力は
限られたものとなっていた。ここで、水上(海上)での
波浪やうねりが周期性を持つ不要信号を発生する理由に
ついて述べる。水上レーダから送信された電波が目標
(船舶等)とうねりによって反射される様子を図4に示
す。一般的に、レーダの探知目標とする船舶等は、レー
ダの方向に対して強く電波を反射する。一方、うねり等
は、レーダに向いた面{図中(イ)で示す}がレーダ方
向に強く電波を反射する。また、うねりの背後の面は電
波の反射は弱い。図4の場合の、レーダで得られる受信
信号の一例を図5に示す。図5の横軸は反射信号を得た
時刻を示すが、これは同時に反射物体までの距離を表
す。強く電波を反射する部分(距離位置)からは強い受
信信号が得られ、そうでない部分からは弱い受信信号が
得られる。うねりの場合は、レーダ方向に強く電波を反
射するレーダに向いた面が周期的に現れるため、受信信
号には周期的に信号強度が変化する不要信号が現れる。
図5の目標信号の持つ周波数成分を図6に示し、図5の
不要信号に含まれるうねりによる反射信号の持つ周波数
成分を図7に示す。一般的に、目標信号は孤立したパル
ス状の信号であるため、直流成分に比して高調波成分
(しかも高次の高調波成分も多く含む)の割合が大きく
広い空間周波数成分を持つ。一方、うねりによる反射信
号は信号強度が周期的に変化しているため、その周期に
応じた周波数成分を強く持つ。
【0005】本発明は、上記の点に鑑み、波浪やうねり
のような周期性を持つ不要信号を効果的に抑圧可能な不
要信号抑圧装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願第1発明の不要信号抑圧装置は、レーダ装置や
ソナー装置等の観測装置で得られる観測信号から複数の
異なった周波数帯域毎に信号成分を求めるフィルター手
段と、前記フィルター手段で求めたそれぞれの周波数帯
域にある信号成分相互間の比率、又はそれぞれの信号成
分と前記観測信号もしくは該観測信号から得られた信号
との比率を算出する比率算出手段と、前記比率算出手段
にて算出した比率もしくは比率の組み合わせと観測対象
の存在確率との関係を表す確率表を準備したメモリと、
前記比率算出手段にて算出した比率もしくは比率の組み
合わせから定まる前記観測対象の存在確率を前記確率表
から読み取る確率値読取手段と、該確率値読取手段で求
めた前記存在確率と前記観測信号もしくは該観測信号か
ら得られた信号とを乗算する乗算手段とを備えた構成と
なっている。また、本願第2発明の不要信号抑圧装置
は、レーダ装置やソナー装置等の観測装置で得られる観
測信号から複数の異なった周波数帯域毎に信号成分を求
めるフィルター手段と、前記フィルター手段で求めたそ
れぞれの周波数帯域にある信号成分と個別に設定するス
レッシュホルド値とを比較して観測対象による信号の有
無もしくは大きさの度合を示す比較出力を求めるスレッ
シュホルド回路と、それらの比較出力を相互に乗算する
か、又はそれらの比較出力と前記観測信号もしくは該観
測信号から得られた信号とを乗算する乗算手段とを備え
た構成となっている。
【0007】
【作用】対水上レーダ装置やソナー装置等の観測装置で
得られる観測信号には、観測対象(目標)からの反射信
号と波浪やうねり等の周期性を持つ不要信号等が混在し
ている。船舶等の観測対象からの反射信号は、図5に示
すように一般的に空間的に孤立しており周期性を持たな
いため、この観測対象の信号は図6に例示するように
広い周波数成分を持つ。一方、波浪やうねり等の周期性
を持つ(図5のように信号強度が周期的に変化する)
要信号は、図7のようにその周期性に起因する特定の周
波数成分を大きく持つ。そこで、観測信号から複数の異
なった周波数帯域毎に信号成分を求めて、求めた信号成
分相互もしくは求めた信号成分と前記観測信号との相関
を取れば、観測対象とは異なる周波数分布を持つ不要信
号は抑圧できる。
【0008】
【実施例】以下、本発明に係る不要信号抑圧装置の実施
例を図面に従って説明する。
【0009】図1において、1はレーダ装置やソナー装
置等の観測装置であり、2は不要信号抑圧装置である。
不要信号抑圧装置2において、21は設定された複数の
異なった周波数帯域にある信号成分をそれぞれ通過させ
るフィルター手段としてのフィルター群であり、相互に
周波数帯域の異なる複数個の帯域通過フィルター2
,21,…,21n(但しnは2以上の整数)か
らなっている。22は入力信号2dを遅延させる第1の
遅延回路である。23は第1の遅延回路22で遅延され
た入力信号に対するフィルター群21の各出力の比率
(振幅の比率)をそれぞれ求める比率算出手段としての
比率算出回路である。24は比率算出回路23で求めた
比率の組み合わせと観測対象(目標)の存在確率との関
係を表す確率表を記録したメモリである。25は比率算
出回路23で求めた比率の組み合わせにより定まる観測
対象の存在確率をメモリ24から読み取る確率値読取手
段としての確率値読取回路である。26は第2の遅延回
路である。27は25の読み取った観測対象の存在確率
を第2の遅延回路26で遅延された入力信号と乗算する
乗算手段としての乗算回路である。この乗算回路27は
単なる掛け算を実行するものでよく、前記入力信号の振
幅値に対し前記観測対象の存在確率を掛け算する。
【0010】次に図1の実施例の動作について説明す
る。観測装置1の出力する観測信号(ビデオ信号)は、
不要信号抑圧装置2の入力信号2dとして入力端子を介
し、フィルター群21に供給される。フィルター群21
の各通過帯域フィルター21,21,…,21nは
設定された周波数帯域内にある信号成分を通過させ比率
算出回路23に供給する。一方、入力信号2dは第1の
遅延回路22で入力信号がフィルター群21を通過する
さいに生じた時間遅れが補償されて比率算出回路23に
供給される。比率算出回路23は第1の遅延回路22の
供給する入力信号に対してフィルター群21の供給する
各信号成分の比率(振幅の比較による比率)をそれぞれ
算出し、確率値読取回路25に供給する。確率値読取回
路25は供給された比率の組み合わせに応じた観測対象
の存在確率をメモリ24に準備された確率表から読み取
り、乗算回路27に供給する。一方、入力信号は第2の
遅延回路26で入力信号がフィルター群21に入力され
てから確率値読取回路25がメモリ24から観測対象の
存在確率を読み取るまでに生じた時間遅れが補償され
て、乗算回路27に供給される。乗算回路27は観測対
象の存在確率値と第2の遅延回路26を通じて供給され
る入力信号とを乗算して不要信号抑圧装置2の出力信号
2eを得る。このような不要信号抑圧装置2の動作は、
レーダ装置やソーナー装置の距離分解能、すなわちレン
ジビン毎に繰り返し実行される。前記メモリ24の確率
表は、前記比率算出回路23にて算出した比率もしくは
比率の組み合わせと観測対象の存在確率との関係を表す
ものであり、目標信号もしくは不要信号である可能性を
表す0〜1の数値からなる。この数値は、比率もしくは
比率の組み合わせに応じて実験的もしくは理論的検討に
よって定められる。より具体的に言えば、この確率表
は、例えば前記フィルター群21を通過した各信号成分
出力が広い周波数帯域にわたり所定の振幅値を示すもの
であれば、観測対象の存在確率を大きな値とし、逆に特
定の周波数帯域のみで大きな振幅を示し残りの周波数帯
域では振幅値が零にちかいような場合には周期性の不要
信号である可能性が大きいと判定して観測対象の存在確
率を小さな値としたものである。従って、観測対象の存
在確率値が小さい場合、入力信号に比べて不要信号抑圧
装置の出力信号2eは低い振幅値の信号となり、不要信
号の抑圧効果が得られる。
【0011】なお、上記図1の実施例では、入力信号と
フィルター群21の各出力との間で比率を算出している
が、本発明はそれに限定するものではなく、レーダ装置
やソナー装置等の観測装置から直接的に得られる受信信
号である入力信号2dの代わりに、当該受信信号を処理
した信号、例えば、その受信信号から観測対象の存在し
得る座標領域、移動速度範囲、偏波面特性、及びそれら
の時間・空間的な分布・変化のいずれか又はそれらの組
み合わせに基づいて算出した信号を用いてフィルター群
21の各出力との間で比率を算出しても良い。また、図
1の実施例では、入力信号に対する各周波数帯域の信号
成分の比率を算出回路23でそれぞれ算出し、算出され
た各々の比率の組み合わせに応ずる観測対象の存在確率
を求めているが、比率算出回路23の算出した各比率そ
れぞれに対応する観測対象の存在確率の合成値を求める
ようにしても良い。さらに、図1の実施例では、フィル
ター群21を通過したそれぞれの周波数帯域にある信号
成分と観測信号との比率を比率算出回路23で算出した
が、それぞれの周波数帯域にある信号成分相互間で比率
を算出し、当該比率より観測対象の存在確率を求めるよ
うにしても良い。また、図1の実施例では、観測対象の
存在確率を不要信号抑圧装置への入力信号と乗算してい
るが、観測対象の存在確率を、観測装置1で直接的に得
られた受信信号を処理した信号(観測対象の存在し得る
座標領域、移動速度範囲、偏波面特性、及びそれらの時
間・空間的な分布・変化のいずれか又はそれらの組み合
わせに基づいて算出した信号)に対して乗算することも
できる。
【0012】図2は本発明の他の実施例を示す。この図
において、1はレーダ装置やソナー装置等の観測装置で
あり、3は不要信号抑圧装置である。不要信号抑圧装置
3において、21は設定された複数の異なった周波数帯
域にある信号成分をそれぞれ通過させるフィルター群で
あり、相互に周波数帯域の異なる複数個の帯域通過フィ
ルター21,21,…,21n(但しnは2以上の
整数)を有している。30は入力信号2dを遅延させる
遅延回路である。31はフィルター群21の各出力が個
別に設定したスレッシュホルド値を越えるどうかを判別
するスレッシュホルド回路である。該スレッシュホルド
回路31は、例えばフィルター群21の出力である各周
波数帯域の信号成分が個別に設定したスレッシュホルド
値を越えた場合は所定の(又は信号成分の大きさの度合
を示す)振幅の出力信号を出し、越えない場合は零信号
を出すものである。27はスレッシュホルド回路31の
各出力信号と遅延回路30で遅延された入力信号とを乗
算する乗算回路である。この乗算回路27は単なる掛け
算を実行するものでよく、前記入力信号の振幅値に対し
前記スレッシュホルド回路31の各出力信号の振幅値を
掛け算する。
【0013】この図2の実施例の場合、フィルター群2
1の各周波数帯域やスレッシュホルド回路31のスレッ
シュホルド値を適切に設定すれば、観測対象(目標)か
らの信号のときは各フィルター211,212,…,21
nを通過した信号成分が全てスレッシュホルド値を越え
て乗算回路27に供給され、遅延回路30でフィルター
群21及びスレッシュホルド回路31を通過するさいに
生じた時間遅れが補償された入力信号とそれぞれ乗算さ
れ、観測対象からの信号が抽出された出力信号2eを得
ることができる。周期性のある不要信号は、特定の周波
数帯域ではスレッシュホルド回路31のスレッシュホル
ド値を越えるが、他の周波数帯域ではスレッシュホルド
値を越えることができないから、乗算回路27の乗算出
力には現れない。
【0014】なお、図2の実施例では、スレッシュホル
ド回路31の各出力と入力信号とを乗算したが、スレッ
シュホルド回路31の各出力相互間で乗算を行って不要
信号が抑圧された出力信号2eを得るようにしても良
い。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の不要信号
抑圧装置によれば、従来では困難であった波浪やうねり
等の周期性を持つ不要信号を抑圧でき、観測対象による
信号の抽出を容易にして爾後の信号処理等の負担を軽減
できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る不要信号抑圧装置の実施例を示す
構成図である。
【図2】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図3】従来例に係るCFAR装置を示す構成図であ
る。
【図4】 レーダから送信された電波が目標とうねりによ
って反射される様子を示す説明図である。
【図5】 レーダ受信信号の受信時刻(距離)と信号強度
との関係を示す説明図である。
【図6】 目標信号の周波数成分と信号強度との関係を示
す説明図である。
【図7】 不要信号の周波数成分と信号強度との関係を示
す説明図である。
【符号の説明】
1 観測装置 2,3 不要信号抑圧装置 10 CFAR装置 21 フィルター群 22,26,30 遅延回路 23 比率算出回路 24 メモリ 25 確率値読取回路 27 乗算回路 31 スレッシュホルド回路 2d 入力信号 2e 出力信号

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーダ装置やソナー装置等の観測装置で
    得られる観測信号から複数の異なった周波数帯域毎に信
    号成分を求めるフィルター手段と、 前記フィルター手段で求めたそれぞれの周波数帯域にあ
    る信号成分相互間の比率、又はそれぞれの信号成分と前
    記観測信号もしくは該観測信号から得られた信号との比
    率を算出する比率算出手段と、 前記比率算出手段にて算出した比率もしくは比率の組み
    合わせと観測対象の存在確率との関係を表す確率表を準
    備したメモリと、 前記比率算出手段にて算出した比率もしくは比率の組み
    合わせから定まる前記観測対象の存在確率を前記確率表
    から読み取る確率値読取手段と、 該確率値読取手段で求めた前記存在確率と前記観測信号
    もしくは該観測信号から得られた信号とを乗算する乗算
    手段とを備えたことを特徴とする不要信号抑圧装置。
  2. 【請求項2】 レーダ装置やソナー装置等の観測装置で
    得られる観測信号から複数の異なった周波数帯域毎に信
    号成分を求めるフィルター手段と、 前記フィルター手段で求めたそれぞれの周波数帯域にあ
    る信号成分と個別に設定するスレッシュホルド値とを比
    較して観測対象による信号の有無もしくは大きさの度合
    を示す比較出力を求めるスレッシュホルド回路と、 それらの比較出力を相互に乗算するか、又はそれらの比
    較出力と前記観測信号もしくは該観測信号から得られた
    信号とを乗算する乗算手段とを備えたことを特徴とする
    不要信号抑圧装置。
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JPH02205789A (ja) * 1989-02-03 1990-08-15 Nec Corp ソーナー受信装置

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