JP2678072B2 - Radar signal processing method and apparatus - Google Patents

Radar signal processing method and apparatus

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JP2678072B2 JP1295644A JP29564489A JP2678072B2 JP 2678072 B2 JP2678072 B2 JP 2678072B2 JP 1295644 A JP1295644 A JP 1295644A JP 29564489 A JP29564489 A JP 29564489A JP 2678072 B2 JP2678072 B2 JP 2678072B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、海面反射信号を抑圧して船舶等の目標物標
信号を検出するレーダ信号処理方法及び装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a radar signal processing method and apparatus for suppressing a sea surface reflection signal and detecting a target object signal of a ship or the like.

[従来の技術] 従来、船舶用レーダにおいてクラッタ信号を抑圧する
信号処理方式としてはLog−CFARが知られている。
[Prior Art] Conventionally, Log-CFAR is known as a signal processing method for suppressing a clutter signal in a marine radar.

Log−CFARは、クラッタ信号がレーリー分布信号(Ray
leigh distribution signals)である時に、レーリー信
号のログアンプ出力信号の平均値の回りの偏差が一定と
なる性質を利用して誤警報を一定値に保つ方式である。
In Log-CFAR, the clutter signal is a Rayleigh distribution signal (Ray
This is a method of keeping a false alarm at a constant value by utilizing the property that the deviation around the average value of the log amp output signal of the Rayleigh signal becomes constant when it is a leigh distribution signal).

即ち、第8図に示すように、クラッタ信号WをLogア
ンプ100に入力して出力信号Yを求め、このLogアンプ出
力信号Yから平均回路200で平均値<Y>を算出し、最
終的に差分回路300でLogアンプ出力信号Yから平均値<
Y>を差し引くことによって、誤警報が一定なCFAR信号
Vを得ることができる。
That is, as shown in FIG. 8, the clutter signal W is input to the Log amplifier 100 to obtain the output signal Y, the average value <Y> is calculated from the Log amplifier output signal Y by the averaging circuit 200, and finally, Difference circuit 300 averages Log Amp output signal Y
By subtracting Y>, the CFAR signal V with a constant false alarm can be obtained.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、クラッタ信号の1つである海面反射信
号の振幅分布特性は、レーリー分布とはならず、ワイブ
ル分布(Weibull Distribution)となることが確認され
ており、この海面反射信号に対し第8図に示したレーリ
ー分布信号を対象としたLog−CFAR方式を適用しても、
両者の統計的な性質の相違により平均値<Y>回りの偏
差が一定とならず、誤警報の確率が増大して海面反射の
消え残りが発生する。
[Problems to be Solved by the Invention] However, it has been confirmed that the amplitude distribution characteristic of the sea surface reflection signal, which is one of the clutter signals, does not have a Rayleigh distribution but a Weibull distribution. Applying the Log-CFAR method for Rayleigh distribution signals shown in Fig. 8 to sea surface reflection signals,
Due to the difference in the statistical properties of the two, the deviation around the average value <Y> is not constant, the probability of false alarm increases, and the remaining sea surface reflection remains.

特に船舶用レーダでは海面反射信号と船舶映像との判
別が困難となり、船舶航行上きわめて危険な状況に陥る
恐れがあった。
In particular, it is difficult for a ship radar to distinguish between a sea surface reflection signal and a ship image, which may lead to a very dangerous situation in ship navigation.

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
もので、船舶等のレーダ装置で受けるワイブル分布に従
う海面反射信号を含むレーダ信号に対し誤警報確率が一
定となる信号を算出することによって海面反射信号を確
実に抑圧できるレーダ信号処理方法及び装置を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above conventional problems, and calculates a signal having a constant false alarm probability with respect to a radar signal including a sea surface reflection signal according to a Weibull distribution received by a radar device such as a ship. An object of the present invention is to provide a radar signal processing method and device capable of reliably suppressing a sea surface reflection signal.

[課題を解決するための手段] この目的を達成するため本発明にあっては、まずワイ
ブル分布に従った海面反射信号を含むレーダ信号処理方
法として、対数変換されたレーダ信号からその移動平均
を差し引いて差分信号を求め、この差分信号を逆対数変
換してリニア信号とし、このリニア信号の1次からn次
までのモーメント信号を算出すると共に各モーメント信
号毎に予め定めた所定の係数を使用して係数倍し、この
係数倍された各モーメント信号の総和として閾値信号を
算出し、最終的に閾値信号を前記リニア信号から差し引
いて出力信号としたものである。
[Means for Solving the Problem] In order to achieve this object, according to the present invention, first, as a radar signal processing method including a sea surface reflection signal according to a Weibull distribution, a moving average of a logarithmically converted radar signal is calculated. The difference signal is obtained by subtracting the difference signal, the difference signal is inversely logarithmically converted into a linear signal, and the first to nth moment signals of this linear signal are calculated, and a predetermined coefficient is used for each moment signal. Then, the threshold signal is calculated as the sum of the moment signals multiplied by the coefficient, and finally the threshold signal is subtracted from the linear signal to obtain an output signal.

また、ワイブル分布に従った海面反射信号を含むレー
ダ信号処理装置として本発明にあっては、対数変換され
たレーダ信号の移動平均を算出する移動平均手段と;該
移動平均手段からの移動平均信号を前記対数変換された
レーダ信号から差し引いて差分信号を出力する第1の差
分手段と;該第1の差分手段からの差分信号を逆対数変
換してリニア信号を出力する逆対数変換手段と;該逆対
数変換手段からのリニア信号の1次からn次までのモー
メント信号を並列的に生成するモーメント演算手段と;
該モーメント演算手段で生成された1次からn次までの
モーメント信号毎に予め定めた所定の係数を使用して係
数倍するモーメント係数手段と;該モーメント係数手段
で係数倍された1次からn次のモーメント信号の総和と
して閾値信号を算出する総和手段と;該総和手段で求め
た閾値信号を前記逆対数変換手段で変換したリニア信号
から差し引いて出力信号を求める第2の差分手段と;を
備える。
Further, in the present invention as a radar signal processing device including a sea surface reflection signal according to the Weibull distribution, in the present invention, moving average means for calculating a moving average of the logarithmically converted radar signal; moving average signal from the moving average means And a logarithmic-converted radar signal to output a differential signal; an inverse logarithmic conversion unit that inversely logarithmically converts the differential signal from the first differential unit to output a linear signal; Moment calculation means for generating in parallel the first to nth moment signals of the linear signal from the inverse logarithmic conversion means;
Moment coefficient means for multiplying the coefficient using a predetermined coefficient for each moment signal from the 1st to nth order generated by the moment calculation means; and the 1st to nth coefficient multiplied by the moment coefficient means Summing means for calculating a threshold value signal as the sum of the next moment signals; and second difference means for calculating an output signal by subtracting the threshold value signal obtained by the summing means from the linear signal converted by the antilogarithmic transformation means. Prepare

更に、レーダ信号処理方法及び装置として、係数倍さ
れたモーメント信号の総和として得られた閾値信号をそ
のまま出力信号としても良い。
Further, as a radar signal processing method and apparatus, a threshold signal obtained as a sum of moment signals multiplied by a coefficient may be used as it is as an output signal.

[作用] このような構成を備えた本発明のレーダ信号処理方法
及び装置によれば、ワイブル分布に従った海面反射信号
に対する信号処理によって誤警報確率が一定となるCFAR
出力信号を得ることができ、海面反射信号が残留しない
ように確実に抑圧し、海面反射を受けても船舶等の物標
映像を明確に表示して航行の安全性を確保することがで
きる。
[Operation] According to the radar signal processing method and apparatus of the present invention having such a configuration, the false alarm probability becomes constant by the signal processing on the sea surface reflection signal according to the Weibull distribution.
An output signal can be obtained, the sea surface reflection signal is surely suppressed so as not to remain, and even if the sea surface reflection is received, a target image of a ship or the like can be clearly displayed to ensure navigation safety.

[実施例] まず、レーダビデオ信号(以下、単にレーダ信号とい
う)に含まれるワイブル分布に従った海面反射信号を抑
圧するための、本発明のレーダ信号処理方法は次の処理
ステップで求められる。
[Embodiment] First, a radar signal processing method of the present invention for suppressing a sea surface reflection signal according to a Weibull distribution included in a radar video signal (hereinafter, simply referred to as a radar signal) is obtained in the following processing steps.

レーダ信号を対数変換する。The radar signal is logarithmically converted.

対数変換されたレーダ信号からその移動平均を求め
る。
The moving average is calculated from the logarithmically converted radar signal.

対数変換されたレーダ信号からで求めた移動平均を
差し引いて差分信号を求める。
The differential signal is obtained by subtracting the moving average obtained from the logarithmically converted radar signal.

差分信号を逆対数変換してリニア信号とする。The differential signal is inversely logarithmically converted into a linear signal.

リニア信号の1次からn次までのモーメント信号を算
出する。
The first to nth moment signals of the linear signal are calculated.

各モーメント信号毎に予め定めた所定の係数を使用し
て係数倍する。
The coefficient is multiplied by using a predetermined coefficient determined for each moment signal.

係数倍された1次からn次のモーメント信号の総和と
して閾値信号を算出する。
The threshold signal is calculated as the sum of the first to nth moment signals multiplied by the coefficient.

最終的に閾値信号を前記で求めたリニア信号から差
し引いて出力信号とする。
Finally, the threshold signal is subtracted from the linear signal obtained above to obtain an output signal.

このような本発明のレーダ信号処理方法は次の原理に
基づく。
Such a radar signal processing method of the present invention is based on the following principle.

まずワイブル分布に従うレーダ信号Xの確率密度関数
Pc(X)は次の第(1)式となる。
First, the probability density function of the radar signal X that follows the Weibull distribution
Pc (X) is given by the following expression (1).

ここでbはスケールパラメータ、cはシェイプ(形
状)パラメータと呼ばれ、ワイブル分布の特徴を決める
パラメータである。
Here, b is called a scale parameter and c is called a shape (shape) parameter, which is a parameter that determines the characteristics of the Weibull distribution.

レーダ信号Xの対数変換出力Yは Y=lnX (2) で表わされ、対数変換出力Yの移動平均値<Y>は前記
第(1)式のパラメータb,cによって次式で表わされ
る。
The logarithmic conversion output Y of the radar signal X is represented by Y = lnX (2), and the moving average value <Y> of the logarithmic conversion output Y is represented by the following equation by the parameters b and c of the equation (1).

<Y>=lnb−(1/c)・γ (3) ここでγはオイラ定数である。<Y> = lnb− (1 / c) · γ (3) where γ is the Euler constant.

次に対数変換出力YのLog−CFAR出力Vは、対数変換
出力Yからその移動平均<Y>を差し引いた値となるの
で、 V=Y−<Y> (4) となり、このLog−CFAR出力Vの逆対数変換出力Zは次
式で表わされる。
Next, the Log-CFAR output V of the logarithmic conversion output Y is a value obtained by subtracting the moving average <Y> from the logarithmic conversion output Y, so that V = Y- <Y> (4), and this Log-CFAR output The inverse logarithmic conversion output Z of V is expressed by the following equation.

Z=ev (5) この第(5)式に前記第(2),(3),(4)式を
代入すると、逆対数変換出力Zは次のように変形でき
る。
Z = ev (5) By substituting the equations (2), (3) and (4) into the equation (5), the antilogarithmic transformation output Z can be transformed as follows.

Z=(X/b)eγ/c (6) 次に第(6)式で与えられる逆対数変換出力ZのJ次
モーメントを求めると次式になる。
Z = (X / b) e γ / c (6) Next, the Jth moment of the antilogarithmic transformation output Z given by the equation (6) is obtained as follows.

<ZJ>=e(J/c)γΓ(J/c+1) (7) ここでΓはガンマ関数である。<Z J > = e (J / c) γ Γ (J / c + 1) (7) where Γ is a gamma function.

一方、前記第(6)式で与えられる逆対数変換出力Z
の誤警報確率Pfaは閾値(スレッショルドレベル)をT
とすると、次式で表わされる。
On the other hand, the antilogarithmic transformation output Z given by the equation (6)
The false alarm probability Pfa of T is the threshold (threshold level)
Then, it is expressed by the following equation.

ここで閾値Tを逆対数変換出力ZのJ次モーメントの
線形和(総和)で表わすと、 となる。従って、前記第(8)式で与えられる逆対数変
換出力Zの誤警報確率Pfaは、 として与えられる。
Here, when the threshold T is represented by a linear sum (sum) of the Jth moments of the antilogarithmic transformation output Z, Becomes Therefore, the false alarm probability Pfa of the inverse logarithmic transformation output Z given by the equation (8) is Given as

ここで逆対数変換出力ZのJ次のモーメントとしてJ
=1,2,3の場合と、J=1,2,3,4の場合について前記第
(9)式における係数aJの値を第4図に示すように定め
ると、前記第(10)式で与えられる誤警報確率PfaはJ
=1〜3の場合、第5図に示すように略一定となり、ま
たJ=1〜4の場合については第6図に示すようにより
一層一定となり、本発明によりワイブル分布をもつ海面
反射信号を充分抑圧したCFAR出力が得られることが確認
されている。
Here, J is the Jth moment of the inverse logarithmic transformation output Z
= 1,2,3 and J = 1,2,3,4, the coefficient a J in the equation (9) is determined as shown in FIG. The false alarm probability Pfa given by the formula is J
= 1 to 3 becomes substantially constant as shown in FIG. 5, and when J = 1 to 4 becomes more constant as shown in FIG. 6, the sea surface reflection signal having a Weibull distribution is obtained by the present invention. It has been confirmed that a sufficiently suppressed CFAR output can be obtained.

尚、第4図に示したJ=1〜3次またはJ=1〜4次
の係数a1〜a3,a1〜a4の値は前記第(3)式で与えられ
る移動平均値<Y>を求めるための対数変換出力Yの数
NをN=16として最適化法により求めた値であり、この
係数aJは誤警報確率Pfaと移動平均<Y>を求める対数
変換出力Yの個数Nに依存する。更にaJの値は各パラメ
ータによって一意に決まるものではなく、いくつかの最
適解の組み合せが存在する。
The values of the coefficients a1 to a3 and a1 to a4 of J = 1 to 3rd order or J = 1 to 4th order shown in FIG. 4 are calculated as the moving average value <Y> given by the above equation (3). Is a value obtained by the optimization method with the number N of logarithmic conversion outputs Y for N = 16, and this coefficient a J depends on the false alarm probability Pfa and the number N of logarithmic conversion outputs Y for obtaining the moving average <Y>. To do. Furthermore, the value of a J is not uniquely determined by each parameter, and there are several optimal solution combinations.

第1図は本発明によるレーダ信号処理装置の一実施例
を示した実施例構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment showing an embodiment of a radar signal processing device according to the present invention.

第1図において、100はログアンプであり、所定周期
でサンプリングされたレーダ信号Xを入力して対数増幅
し、対数変換信号Yを出力する。
In FIG. 1, reference numeral 100 is a log amplifier, which inputs a radar signal X sampled at a predetermined cycle, logarithmically amplifies it, and outputs a logarithmic conversion signal Y.

ここで、第1図の装置の処理対象となるレーダ信号は
アナログ信号であっても良いし、サンプリングされたア
ナログ信号をデジタル信号に変換した量子化レーダ信号
であっても良い。当然に各回路部はアナログ信号及びデ
ジタル信号に適合した回路方式をとるものである。
Here, the radar signal to be processed by the apparatus of FIG. 1 may be an analog signal or a quantized radar signal obtained by converting a sampled analog signal into a digital signal. As a matter of course, each circuit unit adopts a circuit system adapted to an analog signal and a digital signal.

ログアンプ100からの対数変換信号Yは移動平均回路1
0に与えられ、予め定めた所定数N個の対数変換信号Y
の移動平均を算出する。
The logarithmic conversion signal Y from the log amp 100 is the moving average circuit 1
A predetermined number N of logarithmic conversion signals Y given to 0
Calculate the moving average of.

第2図は第1図の移動平均回路10の一実施例を示した
実施例構成図であり、遅延回路24、加算回路26及び割算
回路28で構成される。
FIG. 2 is a block diagram of an embodiment showing one embodiment of the moving average circuit 10 of FIG. 1, and is composed of a delay circuit 24, an adding circuit 26 and a dividing circuit 28.

遅延回路24は移動平均値を求める個数N、例えばN=
16個分の遅延素子を直列接続しており、直列的に入力す
る対数変換信号YをN個の並列出力に順次変換する。加
算回路26は遅延回路24より新たな対数変換信号Yの入力
毎に得られるN=16個の並列出力の総和を求めて割算回
路28に出力する。割算回路28は平均値を求める個数Nで
加算回路26の出力を割り、移動平均値信号<Y>を出力
する。
The delay circuit 24 has a number N of moving average values, for example, N =
Sixteen delay elements are connected in series, and the logarithmic conversion signal Y input in series is sequentially converted into N parallel outputs. The adder circuit 26 obtains the sum of N = 16 parallel outputs obtained for each new logarithmic conversion signal Y input from the delay circuit 24, and outputs the sum to the divider circuit 28. The division circuit 28 divides the output of the addition circuit 26 by the number N of average values to output a moving average value signal <Y>.

第3図は第1図の移動平均回路10の他の実施例を示し
た実施例構成図である。
FIG. 3 is a block diagram of an embodiment showing another embodiment of the moving average circuit 10 of FIG.

第3図において、移動平均回路10はN/2遅延回路30,3
4、加算回路36,38、加算器40及び割算回路28で構成さ
れ、更に、N/2遅延回路30の出力を1段の遅延素子32を
介して次のN/2遅延回路34に与えている。
In FIG. 3, the moving average circuit 10 is an N / 2 delay circuit 30,3.
4, the adder circuits 36 and 38, the adder 40 and the divider circuit 28. Further, the output of the N / 2 delay circuit 30 is given to the next N / 2 delay circuit 34 via the delay element 32 of one stage. ing.

N/2遅延回路30,34のそれぞれは、N=16とした場合、
それぞれ8個の遅延素子を直列接続し、順次入力する対
数変換信号Yを8つの並列出力に変換して加算回路36,3
8に出力する。加算回路36,38は各N/2遅延回路30,34のN
=8つの並列出力の総和を求め、加算器40に与えて加算
してN個分の総和を求め、割算回路28で移動平均を求め
る個数Nで割って移動平均値信号<Y>を出力する。
When each of the N / 2 delay circuits 30 and 34 has N = 16,
Eight delay elements are connected in series, and the logarithmic conversion signal Y that is sequentially input is converted into eight parallel outputs to add circuits 36 and 3
Output to 8. The adder circuits 36 and 38 are N of the respective N / 2 delay circuits 30 and 34.
= The total sum of eight parallel outputs is obtained, and the sum is given to the adder 40 to obtain the total of N pieces, and the dividing circuit 28 divides by the number N to obtain the moving average, and the moving average value signal <Y> is output. To do.

N/2遅延回路30と34の間に設けられた1段の遅延素子3
2は、第1図に示す次段の第1の差分回路12に対し対数
変換信号Yを出力するために使用されている。
One-stage delay element 3 provided between the N / 2 delay circuits 30 and 34
2 is used to output the logarithmic conversion signal Y to the first difference circuit 12 in the next stage shown in FIG.

再び第1図を参照するに、移動平均回路10に続いては
第1の差分回路12が設けられ、第1の差分回路12はログ
アンプ100より得られた対数変換信号Yから移動平均回
路10で算出されたN個分の移動平均値信号<Y>を差し
引き、差分信号Vを出力する。この差分信号Vは、前記
第(4)式で与えられるLog−CFAR出力となる。
Referring again to FIG. 1, the moving average circuit 10 is followed by a first difference circuit 12, and the first difference circuit 12 uses the logarithmic conversion signal Y obtained from the log amplifier 100 to calculate the moving average circuit 10. The N moving average value signals <Y> calculated in step 1 are subtracted and the difference signal V is output. This difference signal V becomes the Log-CFAR output given by the equation (4).

また、第1の差分回路12はアナログ方式であればオペ
アンプによる差分回路で実現でき、一方、デジタル方式
であればデジタル加算器で実現される。
Further, the first difference circuit 12 can be realized by a difference circuit using an operational amplifier if it is an analog system, while it can be realized by a digital adder if it is a digital system.

第1の差分回路12からの差分信号Vは逆対数演算回路
14に与えられ、逆対数演算回路14は前記第(5)式で与
えられる逆対数変換信号(リニア信号)Zを出力する。
逆対数演算回路14としては、アナログ方式であれば指数
関数特性を有する関数演算器で実現され、デジタル方式
であれば差分信号Vをアドレスとして予め演算された逆
対数を格納したルックアップテーブルLUTにより実現で
きる。
The difference signal V from the first difference circuit 12 is an antilogarithm calculation circuit.
The antilogarithmic operation circuit 14 is provided to the antilogarithmic conversion circuit 14 and outputs the antilogarithmic conversion signal (linear signal) Z given by the equation (5).
The inverse logarithmic arithmetic circuit 14 is realized by a function arithmetic unit having an exponential function characteristic in the analog system, and in the digital system by a look-up table LUT storing the antilogarithm precalculated with the differential signal V as an address. realizable.

逆対数演算回路14からの逆対数変換信号Zは前記第
(9)式で与えられる閾値Tを算出するための閾値演算
部50に与えられる。閾値演算部50は、この実施例にあっ
ては1次から4次のモーメント演算を例にとっている。
The antilogarithmic conversion signal Z from the antilogarithmic calculation circuit 14 is given to the threshold value calculation unit 50 for calculating the threshold value T given by the equation (9). In this embodiment, the threshold value calculation unit 50 uses the first to fourth order moment calculation as an example.

まず、逆対数変換信号Zは、1次モーメント演算回路
16−1、2次モーメント演算回路16−2、3次モーメン
ト演算回路16−3及び4次モーメント演算回路16−4の
それぞれに入力され、逆対数変換信号Zをn次乗した
後、移動平均回路10と同様に平均演算アルゴリズムによ
り平均値を算出する。即ち、前記第(9)式における を除く右辺の項につき、J=1,2,3,4の各々についてモ
ーメントを演算している。
First, the inverse logarithmic conversion signal Z is the first moment calculation circuit.
16-1, 2nd moment calculation circuit 16-2, 3rd moment calculation circuit 16-3 and 4th moment calculation circuit 16-4 are respectively input, and the inverse logarithmic conversion signal Z is raised to the nth power, and then the moving average is calculated. Similar to the circuit 10, the average value is calculated by the average calculation algorithm. That is, in the above equation (9) For the terms on the right side except for, the moment is calculated for each of J = 1, 2, 3, and 4.

続いて、1次モーメント係数回路18−1,2次モーメン
ト係数回路18−2、3次モーメント係数回路18−3及び
4次モーメント係数回路18−4が設けられ、前段で演算
された1次〜4次モーメントのそれぞれに所定のモーメ
ント係数a1,a2,a3,a4を掛け合わせる。この1〜4次モ
ーメント係数a1〜a4は第4図の右側に示すa1〜a4の値が
使用される。
Subsequently, a first-order moment coefficient circuit 18-1, a second-order moment coefficient circuit 18-2, a third-order moment coefficient circuit 18-3 and a fourth-order moment coefficient circuit 18-4 are provided, and the first-order moment calculated in the preceding stage Each of the 4th moments is multiplied by a predetermined moment coefficient a1, a2, a3, a4. As the first to fourth order moment coefficients a1 to a4, the values a1 to a4 shown on the right side of FIG. 4 are used.

このようにして所定のモーメント係数により係数倍さ
れた1次〜4次の各モーメントは最終的に総和回路20に
入力され、総和回路20において、前記第(9)式で示さ
れるJ=1〜4の閾値Tが算出される。尚、閾値演算部
50におけるモーメント係数回路18−1〜18−4はアナロ
グ方式であれば演算増幅器で実現でき、デジタル方式で
あればルックアップテーブルにより実現でき、総和回路
20についても同様に、アナログ方式は演算増幅器、デジ
タル方式はルックアップテーブルもしくはデジタル加算
回路の組合せで実現できる。
The first to fourth order moments thus multiplied by the predetermined moment coefficient are finally input to the summing circuit 20, and in the summing circuit 20, J = 1 to J shown in the equation (9) above. A threshold value T of 4 is calculated. The threshold calculation unit
The moment coefficient circuits 18-1 to 18-4 in 50 can be realized by an operational amplifier in the analog system, and can be realized by a look-up table in the digital system.
Similarly for 20, the analog type can be realized by an operational amplifier, and the digital type can be realized by a combination of a lookup table or a digital adding circuit.

逆対数演算回路14からの逆対数変換信号Zと、閾値演
算部50で算出された閾値信号Tは最終的に第2の差分回
路22に出力され、第2の差分回路22で逆対数変換信号
(リニア信号)Zから閾値信号Tを差し引いて、最終的
なCFAR信号を出力するようになる。この第2の差分回路
22から得られる出力信号は、第4図の右側に示すモーメ
ント係数に従った1次から4次のモーメント演算による
閾値Tを使用していることから、第6図に示すようにワ
イブル分布信号に従う海面反射信号に対しても、その分
布の特徴に依らず誤警報確率Pfaが一定な出力信号を算
出することができる。
The antilogarithmic conversion signal Z from the antilogarithmic calculation circuit 14 and the threshold signal T calculated by the threshold calculation unit 50 are finally output to the second difference circuit 22, and the second difference circuit 22 calculates the antilogarithmic conversion signal. The threshold signal T is subtracted from the (linear signal) Z to output the final CFAR signal. This second difference circuit
Since the output signal obtained from 22 uses the threshold value T calculated by the first to fourth moments according to the moment coefficient shown on the right side of FIG. 4, it follows the Weibull distribution signal as shown in FIG. Even for the sea surface reflection signal, an output signal with a constant false alarm probability Pfa can be calculated regardless of the characteristics of the distribution.

第7図は本発明の他の実施例を示した実施例構成図で
あり、第1図に示した第2の差分回路22を除き、閾値演
算部50で算出された閾値信号Tを最終的な出力信号とし
たことを特徴とする。即ち、第1図の実施例にあっては
出力信号として逆対数変換信号(リニア信号)Zから閾
値信号Tを差し引いたものを出力信号としているが、第
7図の実施例のように誤警報確率Pfaが一定となるレベ
ルの閾値信号Tそのものを出力信号として表示しても、
海面反射信号を抑圧した出力信号を求めることができ
る。
FIG. 7 is a block diagram of an embodiment showing another embodiment of the present invention, in which the threshold value signal T calculated by the threshold value calculation unit 50 is finally obtained except for the second difference circuit 22 shown in FIG. The output signal is That is, in the embodiment of FIG. 1, the output signal is the inverse logarithmic conversion signal (linear signal) Z minus the threshold signal T, but the false alarm is generated as in the embodiment of FIG. Even if the threshold signal T itself having a constant probability Pfa is displayed as an output signal,
An output signal in which the sea surface reflection signal is suppressed can be obtained.

尚、第1,7図の実施例は1次から4次のモーメント演
算を例にとるものであったが、例えば第4図の左側に示
すモーメント係数a1,a2,a3を使用した3次のモーメント
演算であっても良く、更にモーメント演算の次数は必要
に応じて適宜に定めることができる。
The embodiment shown in FIGS. 1 and 7 is based on the calculation of the first to fourth moments. For example, the third-order moment calculation using the moment coefficients a1, a2, a3 shown on the left side of FIG. It may be a moment calculation, and the order of the moment calculation can be appropriately determined as needed.

また、上記の実施例は海面反射信号がワイブル分布を
とる場合を例にとるものであったが、ワイブル分布以外
の分布をとる場合においても、同様に、逆対数変換され
たリニア信号のモーメント演算結果と最適化された係数
aJにより閾値信号を求めて海面反射信号を確実に防止す
ることができる。
Further, although the above embodiment has been described by taking the case where the sea surface reflection signal has a Weibull distribution as an example, also in the case of taking a distribution other than the Weibull distribution, similarly, the moment calculation of the inverse logarithmically converted linear signal is performed. Results and optimized coefficients
The threshold signal can be obtained by a J to reliably prevent the sea surface reflection signal.

[発明の効果] 以上説明してきたように本発明によれば、ワイブル分
布に従った海面反射信号に対しても、その分布の特徴に
よらず誤警報確率が一定となる出力信号を算出すること
ができ、海面反射信号を確実に抑圧して船舶映像を明確
に表示することによって船舶の航行の安全性を確保する
ことができる。
[Effect of the Invention] As described above, according to the present invention, even for a sea surface reflection signal according to the Weibull distribution, an output signal with a constant false alarm probability is calculated regardless of the characteristics of the distribution. By reliably suppressing the sea surface reflection signal and clearly displaying the ship image, it is possible to ensure the safety of navigation of the ship.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の装置構成の一実施例を示した実施例構
成図; 第2,3図は第1図の移動平均回路の実施例構成図; 第4図は本発明のモーメント演算に使用する係数aJの説
明図; 第5図は本発明の3次のモーメント演算による誤警報確
率Pfaの説明図; 第6図は本発明の4次のモーメント演算による誤警報確
率Pfaの説明図; 第7図は本発明の装置構成の他の実施例を示した実施例
構成図; 第8図は従来方式の説明図である。 10:移動平均回路 12:第1の差分回路 14:逆対数演算回路 16−1〜16−4:1次〜4次モーメント演算回路 18−1〜18−4:1次〜4次モーメント係数回路 20:総和回路 22:第2の差分回路 24:遅延回路 26,36,38,40:加算回路 28:割算回路 30,34:N/2遅延回路 32:遅延素子 50:閾値演算部 100:ログアンプ
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment showing one embodiment of the device configuration of the present invention; FIGS. 2 and 3 are configuration diagrams of an embodiment of the moving average circuit of FIG. 1; FIG. 4 is a moment calculation of the present invention. illustration of the coefficient a J used; FIG. 5 is an explanatory view of a false alarm probability Pfa by third order moment calculation of the present invention; illustrates false alarm probability Pfa by fourth order moment calculation in FIG. 6 is the invention FIG. 7 is a configuration diagram of an embodiment showing another embodiment of the device configuration of the present invention; FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional system. 10: Moving average circuit 12: First difference circuit 14: Inverse logarithm calculation circuit 16-1 to 16-4: 1st to 4th moment calculation circuit 18-1 to 18-4: 1st to 4th moment coefficient circuit 20: Summing circuit 22: Second difference circuit 24: Delay circuit 26, 36, 38, 40: Adder circuit 28: Division circuit 30,34: N / 2 delay circuit 32: Delay element 50: Threshold calculation unit 100: Log amp

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】対数変換されたレーダ信号からその移動平
均を差し引いて差分信号を求め、該差分信号を逆対数変
換してリニア信号とし、 該リニア信号の1次からn次までのモーメント信号を算
出すると共に各モーメント信号毎に予め定めた所定の係
数を使用して係数倍し、 該係数倍された1からn次のモーメント信号の総和とし
て閾値信号を算出し、 最終的に該閾値信号を前記リニア信号から差し引いて出
力信号とすることを特徴とするレーダ信号処理方法。
1. A differential signal is obtained by subtracting the moving average from a logarithmically converted radar signal, the differential signal is inversely logarithmically converted into a linear signal, and a moment signal from the first to nth order of the linear signal is obtained. The coefficient signal is calculated and multiplied by a predetermined coefficient for each moment signal, and a threshold signal is calculated as the sum of the coefficient signals of the 1st to nth moment signals, and finally the threshold signal is calculated. A radar signal processing method, characterized by subtracting from the linear signal to obtain an output signal.
【請求項2】対数変換されたレーダ信号の移動平均信号
を算出する移動平均手段と; 該移動平均手段からの移動平均信号を前記対数変換され
たレーダ信号から差し引いて差分信号を出力する第1の
差分手段と; 該第1の差分手段からの差分信号を逆対数変換してリニ
ア信号を出力する逆対数変換手段と; 該逆対数変換手段からのリニア信号の1次からn次まで
のモーメント信号を並列的に生成するモーメント演算手
段と; 該モーメント演算手段で生成された1次からn次のモー
メント信号毎に予め定めた所定の係数を使用して係数倍
するモーメント係数手段と; 該モーメント係数手段で係数倍された1次からn次のモ
ーメント信号の総和として閾値信号を算出する総和手段
と; 該総和手段で求めた閾値信号を前記逆対数変換手段で変
換したリニア信号から差し引いて出力信号を求める第2
の差分手段と; を備えたことを特徴とするレーダ信号処理装置。
2. A moving average means for calculating a moving average signal of a logarithmically converted radar signal; a first means for subtracting the moving average signal from the moving average means from the logarithmically converted radar signal to output a differential signal. Differential means for inversely logarithmically converting the differential signal from the first differential means to output a linear signal; first to nth moments of the linear signal from the antilogarithmic conversion means A moment calculating means for generating signals in parallel; a moment coefficient means for multiplying a coefficient using a predetermined coefficient for each of the first to nth moment signals generated by the moment calculating means; Summing means for calculating a threshold signal as a sum of first to nth moment signals multiplied by a coefficient by the coefficient means; and converting the threshold signal obtained by the summing means by the inverse logarithmic conversion means. Second which is subtracted from the linear signal obtaining an output signal
A radar signal processing device, comprising:
【請求項3】対数変換されたレーダ信号からその移動平
均を差し引いて差分信号を求め、該差分信号を逆対数変
換してリニア信号とし、 該リニア信号の1次からn次までのモーメント信号を算
出すると共に各モーメント信号毎に予め定めた所定の係
数を使用して係数倍し、 該係数倍された1からn次のモーメント信号の総和とし
て閾値信号を算出し、 該閾値信号を出力信号とすることを特徴とするレーダ信
号処理方法。
3. A differential signal is obtained by subtracting the moving average from the radar signal that has been logarithmically converted, and the differential signal is inversely logarithmically converted into a linear signal. Moment signals from the first order to the nth order of the linear signal are obtained. The coefficient signal is calculated and multiplied by a predetermined coefficient for each moment signal, and the threshold signal is calculated as the sum of the coefficient signals of 1st to nth moment signals multiplied by the coefficient. A radar signal processing method comprising:
【請求項4】対数変換されたレーダ信号の移動平均信号
を算出する移動平均手段と; 該移動平均手段からの移動平均信号を前記対数変換され
たレーダ信号から差し引いて差分信号を出力する第1の
差分手段と; 該第1の差分手段からの差分信号を逆対数変換してリニ
ア信号を出力する逆対数変換手段と; 該逆対数変換手段からのリニア信号の1次からn次まで
のモーメント信号を並列的に生成するモーメント演算手
段と; 該モーメント演算手段で生成された1次からn次のモー
メント信号毎に予め定めた所定の係数を使用して係数倍
するモーメント係数手段と; 該モーメント係数手段で係数倍された1次からn次のモ
ーメント信号の総和として閾値信号を算出する総和手段
と; を備えたことを特徴とするレーダ信号処理装置。
4. A moving average means for calculating a moving average signal of a logarithmically converted radar signal; a first which outputs a difference signal by subtracting the moving average signal from the moving average means from the logarithmically converted radar signal. Differential means for inversely logarithmically converting the differential signal from the first differential means to output a linear signal; first to nth moments of the linear signal from the antilogarithmic conversion means A moment calculating means for generating signals in parallel; a moment coefficient means for multiplying a coefficient using a predetermined coefficient for each of the first to nth moment signals generated by the moment calculating means; A radar signal processing device, comprising: a summing means for calculating a threshold value signal as a sum of the first to nth moment signals multiplied by the coefficient means.
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