JP2822827B2 - レーダ信号処理装置 - Google Patents

レーダ信号処理装置

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JP2822827B2
JP2822827B2 JP5002471A JP247193A JP2822827B2 JP 2822827 B2 JP2822827 B2 JP 2822827B2 JP 5002471 A JP5002471 A JP 5002471A JP 247193 A JP247193 A JP 247193A JP 2822827 B2 JP2822827 B2 JP 2822827B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、高分解能レ
ーダ装置のレーダ信号処理装置における目標受信信号の
位相ずれの補正に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１０は高分解能レーダ装置のレーダ信
号処理装置の構成図であり、図中、１はレーダ装置から
入力された目標受信信号を内部で処理できるデータ形式
に変換するデータインタフェース部、２はデータインタ
フェース部１で変換された目標受信信号をパルス圧縮す
るパルス圧縮部、３はパルス圧縮部２でパルス圧縮され
た目標受信信号の時間による距離ずれを補正する距離補
正部、４は距離補正部３で補正された目標受信信号の時
間による位相ずれを補正する位相補正部、５は位相補正
部４で補正された目標受信信号のドップラ周波数を分離
する周波数分析部、６は周波数分析部５で周波数分析さ
れた目標受信信号の周波数スペクトルを画像データに変
換する検波部、７は検波部６で得られた画像データと表
示器のインタフェースを調整し表示画像データを生成す
る表示器インタフェース部、ＳＭはレーダ装置から入力
された目標受信信号、ＲＳは距離補正部３で時間による
距離ずれが補正された目標受信信号、ＲＧはレーダと目
標重心との初期距離、ＲＤは位相補正部４で時間による
位相ずれが補正された目標受信信号、Ｄは表示画像デー
タである。
【０００３】図１１は図１０のレーダ信号処理装置にお
ける従来の位相補正部４の構成図であり、図中、ＲＳ，
ＲＧ，ＲＤ及び４は図１０と同じであり、８は距離補正
部３より出力された時間による距離ずれが補正された目
標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重心との初期距離ＲＧ
を格納するバッファ回路、９はバッファ回路８より出力
されたレーダと目標重心との初期距離ＲＧにおける目標
受信信号を時間方向に小区間で周波数分析する区分周波
数分析回路、１０は区分周波数分析回路９で得られた周
波数と振幅の波形に対して振幅値が最大となる周波数を
基準点周波数として検出する振幅値最大検出回路、１１
は振幅値最大検出回路１０で検出された基準点周波数の
時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、１２は
平滑化回路１１で平滑化された基準点周波数の時間方向
に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出
回路、１３は位相補正量算出回路１２で算出された位相
補正量を用いてバッファ回路８より出力された目標受信
信号の位相を補正する位相補正回路、ＧＳはレーダと目
標重心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号である。
【０００４】次に、動作について説明する。レーダ装置
から入力された目標受信信号ＳＭはデータインタフェー
ス部１で内部で処理できるデータ形式に変換され、パル
ス圧縮部２でパルス圧縮された後、距離補正部３で時間
による距離ずれを補正し、目標受信信号ＲＳとして位相
補正部４に出力する。また、距離補正部３ではレーダと
目標重心との初期距離ＲＧを算出し、位相補正部４に出
力する。位相補正部４では時間による距離ずれが補正さ
れた目標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重心との初期距
離ＲＧを用いて目標受信信号ＲＳの時間による位相ずれ
を補正し、目標受信信号ＲＤとして周波数分析部５に出
力する。この目標受信信号ＲＤは周波数分析部５で周波
数分析されることによって周波数スペクトルに変換さ
れ、検波部６で画像データに変換された後、表示器イン
タフェース部７で表示器とのインタフェースを調整し、
表示画像データＤとして出力される。
【０００５】次に、位相補正部４の動作について説明す
る。距離補正部３から入力された時間による距離ずれが
補正された目標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重心との
初期距離ＲＧはバッファ回路８に格納され、目標受信信
号ＲＳ及びレーダと目標重心との初期距離ＲＧにおける
目標受信信号ＧＳとして出力される。このレーダと目標
重心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号ＧＳは区分
周波数分析回路９で時間方向に小区間で周波数分析さ
れ、得られた周波数と振幅の波形に対して振幅値最大検
出回路１０で振幅値が最大となる周波数を基準点周波数
として検出した後、平滑化回路１１に出力される。平滑
化回路１１では基準点周波数の時間方向に対する軌跡を
平滑化し、平滑化された軌跡から位相補正量算出回路１
２で位相補正量を算出する。位相補正回路１３は位相補
正量算出回路１２で算出した位相補正量を用いてバッフ
ァ回路８から出力された時間による距離ずれが補正され
た目標受信信号ＲＳの位相を補正し、時間による位相ず
れが補正された目標受信信号ＲＤとして周波数分析部５
へ出力する。
【０００６】更に、位相補正部４を図１２を用いて説明
する。図１２は位相補正部４の処理方法を示した図であ
る。時間による距離ずれが補正された目標受信信号ＲＳ
をＳi ，j （ここでｉはレンジビン番号、ｊはパルスヒ
ット番号、ｉ，ｊは自然数である。）、レーダと目標重
心との初期距離ＲＧの存在するレンジビン番号をｒと定
義するとレーダと目標重心との初期距離ＲＧにおける目
標受信信号ＧＳはＳr，j と表され、図１２（ａ）のよ
うな波形が得られる。Ｓr ，j に対し、区分周波数分析
回路９で時間方向（パルスヒット方向）に小区間で周波
数分析を行うと図１２（ｂ）のような波形が得られ、周
波数ｆm と振幅Ａk mの関係（ここでｋは区分周波数分析
番号、ｍは周波数ビン番号、ｋ，ｍは自然数である。）
は“数１”で表される。
【０００７】
【数１】
【０００８】振幅最大検出回路１０で各区分周波数分析
番号ｋに対し、振幅Ａk mが最大値をとる時の周波数を検
出し、それを基準点周波数ｆk とすると、時間ｔk と基
準点周波数ｆk の関係は図１２（ｃ）のプロットのよう
になる。平滑化回路１１で図１２（ｃ）のプロットに対
し、平滑化を行うと図１２（ｃ）の実線のような波形が
得られ、時間ｔk と周波数ｆ'kの関係は“数２”で表さ
れる。
【０００９】
【数２】
【００１０】位相補正量算出回路１２では、位相補正量
Ｗj を“数３”で算出する。
【００１１】
【数３】
【００１２】位相補正回路１３では、Ｓi ，j の位相を
位相補正量Ｗj を用いて“数４”で補正する。但し、時
間による位相ずれが補正された目標受信信号ＲＤを
Ｓ' i，jと定義する。
【００１３】
【数４】
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のレ
ーダ信号処理装置では、区分周波数分析後の周波数と振
幅の波形が多峰で、かつ振幅値が最大となる峰の位置が
時間毎に大きく変動するような場合、検出した基準点周
波数がふらついて正確な位相補償量を算出することがで
きず、画像がぼけたり、にじんだりするという課題があ
った。
【００１５】この発明はかかる課題を解決するためにな
されたもので、検出した基準点周波数がふらついて正確
な位相補償量を算出することができず、画像がぼけた
り、にじんだりするということを防止するレーダ信号処
理装置を得ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明に係るレーダ信
号処理装置では、上記位相補正部を距離補正部で補正さ
れた目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を
格納するバッファ回路と、上記バッファ回路より出力さ
れたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信
号を時間方向に小区間で周波数分析する区分周波数分析
回路と、上記区分周波数分析回路で得られた周波数と振
幅の波形を周波数方向に補間する補間回路と、上記補間
回路で補間された周波数と振幅の波形を積分して面積を
算出する積分回路と、上記積分回路で算出された面積が
半分になる時の周波数を基準点周波数として検出する面
積中心検出回路と、上記面積中心検出回路で検出された
基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑
化回路と、上記平滑化回路で平滑化された基準点周波数
の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相
補正量算出回路と、上記位相補正量算出回路で算出され
た位相補正量を用いて上記バッファ回路から出力された
目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とによって
構成したものである。
【００１７】また、上記位相補正部に上記補間回路で補
間された周波数と振幅の波形についてデータを切り出す
データ切り出し回路と、上記データ切り出し回路でデー
タを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路を
設ける。
【００１８】また、上記位相補正部に上記補間回路で補
間された周波数と振幅の波形について各振幅値のべき乗
を計算するべき乗計算回路を設ける。
【００１９】また、上記位相補正部に上記補間回路で補
間された周波数と振幅の波形について各振幅値のべき乗
を計算するべき乗計算回路と、上記べき乗計算回路で計
算された周波数と振幅のべき乗の波形についてデータを
切り出すデータ切り出し回路と、上記データ切り出し回
路でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設
定回路を設ける。
【００２０】また、上記位相補正部に上記補間回路で補
間された周波数と振幅の波形についてデータを切り出す
データ切り出し回路と、上記データ切り出し回路でデー
タを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路
と、上記データ切り出し回路で切り出された周波数と振
幅の波形について各振幅値のべき乗を計算するべき乗計
算回路を設ける。
【００２１】
【作用】この発明においては、区分周波数分析後の周波
数と振幅の波形を周波数方向に補間し、補間された波形
を積分して面積を算出し、その面積が半分になる時の周
波数を基準点周波数として検出するので、周波数と振幅
の波形が多峰で、かつ振幅値が最大となる峰の位置が時
間毎に大きく変動するような場合でも変動の影響を受け
にくく、安定して基準点周波数を検出することができ、
画像のぼけやにじみを除去することができる。
【００２２】また、区分周波数分析後の周波数と振幅の
波形を周波数方向に補間し、補間された波形を設定した
閾値に基づいて切り出すので、閾値以下の不要なノイズ
成分を除去することができる。このようにして得られた
波形を積分して面積を算出し、その面積が半分になる時
の周波数を基準点周波数として検出するので、周波数と
振幅の波形が多峰で、かつ振幅値が最大となる峰の位置
が時間毎に大きく変動するような場合でも変動の影響を
受けにくく、安定して基準点周波数を検出することがで
き、画像のぼけやにじみを除去することができる。
【００２３】また、区分周波数分析後の周波数と振幅の
波形を周波数方向に補間し、補間された波形について各
振幅値のべき乗を計算するので、Ｓ／Ｎ比を向上させる
ことができる。このようにして得られた波形を積分して
面積を算出し、その面積が半分になる時の周波数を基準
点周波数として検出するので、周波数と振幅の波形が多
峰で、かつ振幅値が最大となる峰の位置が時間毎に大き
く変動するような場合でも変動の影響を受けにくく、安
定して基準点周波数を検出することができ、画像のぼけ
やにじみを除去することができる。
【００２４】また、区分周波数分析後の周波数と振幅の
波形を周波数方向に補間し、補間された波形について各
振幅値のべき乗を計算するので、Ｓ／Ｎ比を向上させる
ことができる。更に、べき乗計算された波形を設定した
閾値に基づいて切り出すので、閾値以下の不要なノイズ
成分を除去することができる。このようにして得られた
波形を積分して面積を算出し、その面積が半分になる時
の周波数を基準点周波数として検出するので、周波数と
振幅の波形が多峰で、かつ振幅値が最大となる峰の位置
が時間毎に大きく変動するような場合でも変動の影響を
受けにくく、安定して基準点周波数を検出することがで
き、画像のぼけやにじみを除去することができる。
【００２５】また、区分周波数分析後の周波数と振幅の
波形を周波数方向に補間し、補間された波形を設定した
閾値に基づいて切り出すので、閾値以下の不要なノイズ
成分を除去することができる。更に、切り出された波形
について各振幅値のべき乗を計算するので、計算量の削
減とＳ／Ｎ比の向上が可能である。このようにして得ら
れた波形を積分して面積を算出し、その面積が半分にな
る時の周波数を基準点周波数として検出するので、周波
数と振幅の波形が多峰で、かつ振幅値が最大となる峰の
位置が時間毎に大きく変動するような場合でも変動の影
響を受けにくく、安定して基準点周波数を検出すること
ができ、画像のぼけやにじみを除去することができる。
【００２６】
【実施例】
実施例１．図１は、図１０に示すレーダ信号処理装置に
おけるこの発明の位相補正部の一実施例を示すものであ
る。図において、４，ＲＳ，ＲＧ及びＲＤは図６及び図
７と同じである。また、図において、８，９，１１，１
２，１３及びＧＳは図７と同じである。１４は区分周波
数分析回路９で得られた周波数と振幅の波形を周波数方
向に補間する補間回路、１５は補間回路１４で補間され
た周波数と振幅の波形を積分して面積を算出する積分回
路、１６は積分回路１５で算出された面積が半分になる
時の周波数を基準点周波数として検出する面積中心検出
回路である。
【００２７】次に、上記図１のように構成された位相補
正部４の動作について説明する。距離補正部３から入力
された時間による距離ずれが補正された目標受信信号Ｒ
Ｓ及びレーダと目標重心との初期距離ＲＧはバッファ回
路８に格納され、目標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重
心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号ＧＳとして出
力される。このレーダと目標重心との初期距離ＲＧにお
ける目標受信信号ＧＳは区分周波数分析回路９で時間方
向に小区間で周波数分析され、補間回路１４で周波数方
向に補間される。積分回路１５では補間回路１４で補間
された周波数と振幅の波形を積分して面積を算出し、面
積中心検出回路１６で面積が半分になる時の周波数を基
準点周波数として検出した後、平滑化回路１１に出力す
る。平滑化回路１１では基準点周波数の時間方向に対す
る軌跡を平滑化し、平滑化された軌跡から位相補正量算
出回路１２で位相補正量を算出する。位相補正回路１３
は位相補正量算出回路１２で算出した位相補正量を用い
てバッファ回路８から出力された時間による距離ずれが
補正された目標受信信号ＲＳの位相を補正し、時間によ
る位相ずれが補正された目標受信信号ＲＤとして周波数
分析部５へ出力する。
【００２８】次に、上記図１のように構成された位相補
正部４を図６及び図１２を用いて説明する。図６は区分
周波数分析後の波形及びデータ補間後の波形を示した図
である。時間による距離ずれが補正された目標受信信号
ＲＳをＳi ，j （ここでｉはレンジビン番号、ｊはパル
スヒット番号、ｉ，ｊは自然数である。）、レーダと目
標重心との初期距離ＲＧの存在するレンジビン番号をｒ
と定義するとレーダと目標重心との初期距離ＲＧにおけ
る目標受信信号ＧＳはＳr ，j と表され、図１２（ａ）
のような波形が得られる。Ｓr ，j に対し、区分周波数
分析回路９で時間方向（パルスヒット方向）に小区間で
周波数分析を行うと図１２（ｂ）のような波形が得ら
れ、周波数ｆm と振幅Ａk mの関係（ここでｋは区分周波
数分析番号、ｍは周波数ビン番号、ｋ，ｍは自然数であ
る。）は“数１”で表される。
【００２９】各区分周波数分析番号ｋにおいて周波数ｆ
m と振幅Ａk mの波形は図６（ａ）のように表され、補間
回路１４で周波数方向に補間すると図６（ｂ）のような
波形が得られる。ここで、補間された波形を積分回路１
５で積分すると面積Ｕk は“数５”で算出される。
【００３０】
【数５】
【００３１】面積中心検出回路１６は、面積Ｕk が半分
になる時の周波数を“数６”を満足するように算出し、
基準点周波数ｆk とする。
【００３２】
【数６】
【００３３】時間ｔk と基準点周波数ｆk の関係は図１
２（ｃ）のプロットのようになり、平滑化回路１１で平
滑化を行うと図１２（ｃ）の実線のような波形が得ら
れ、時間ｔk と周波数ｆ'kの関係は“数２”で表され
る。
【００３４】位相補正量算出回路１２では、位相補正量
Ｗj を“数３”で算出する。
【００３５】位相補正回路１３では、Ｓi ，j の位相を
位相補正量Ｗj を用いて“数４”で補正する。但し、時
間による位相ずれが補正された目標受信信号ＲＤを
Ｓ' i，jと定義する。
【００３６】実施例２．図２に示される実施例では、上
記実施例１における補間回路１４と積分回路１５の間
に、補間回路１４で補間された周波数と振幅の波形につ
いてデータを切り出すデータ切り出し回路１７と、デー
タを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路１
８を設けている。このような実施態様によれば、補間さ
れた周波数と振幅の波形を設定した閾値に基づいて切り
出すので、閾値以下の不要なノイズ成分を除去すること
ができる。
【００３７】次に、上記図２のように構成された位相補
正部４の動作について説明する。距離補正部３から入力
された時間による距離ずれが補正された目標受信信号Ｒ
Ｓ及びレーダと目標重心との初期距離ＲＧはバッファ回
路８に格納され、目標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重
心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号ＧＳとして出
力される。このレーダと目標重心との初期距離ＲＧにお
ける目標受信信号ＧＳは区分周波数分析回路９で時間方
向に小区間で周波数分析され、補間回路１４で周波数方
向に補間された後、データ切り出し回路１７で各振幅値
が閾値設定回路１８で設定した閾値を越える領域につい
てデータが切り出される。閾値設定回路１８では、例え
ば、メインローブレベルとサイドローブレベルの間に一
定の閾値を設定する固定スレッショルドやアダプティブ
に閾値を設定するＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌ
ｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）等を用いて、各区分周波
数分析後の波形毎に閾値を設定する。積分回路１５では
データ切り出し回路１７で切り出された周波数と振幅の
波形を積分して面積を算出し、面積中心検出回路１６で
面積が半分になる時の周波数を基準点周波数として検出
した後、平滑化回路１１に出力する。平滑化回路１１で
は基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化し、平
滑化された軌跡から位相補正量算出回路１２で位相補正
量を算出する。位相補正回路１３は位相補正量算出回路
１２で算出した位相補正量を用いてバッファ回路８から
出力された時間による距離ずれが補正された目標受信信
号ＲＳの位相を補正し、時間による位相ずれが補正され
た目標受信信号ＲＤとして周波数分析部５へ出力する。
【００３８】次に、上記図２のように構成された位相補
正部４を図６及び図７を用いて説明する。図７はデータ
補間した波形の切り出し後の波形を示した図である。各
区分周波数分析番号ｋにおいて周波数ｆm と振幅Ａk mの
波形は図６（ａ）のように表され補間回路１４で周波数
方向に補間すると図６（ｂ）のような波形が得られ、デ
ータ切り出し回路１７で各振幅値が閾値設定回路１８で
設定した閾値（例えば、図６（ｂ）中の一点破線ｕ）を
越える領域［ａk ，ｂk ］（ここでａk は領域の開始点
における周波数、ｂk は領域の終了点における周波数を
表す。）についてデータの切り出しを行うと図７のよう
な波形が得られる。ここで、切り出された波形を積分回
路１５で積分すると面積Ｕk は“数７”で算出される。
【００３９】
【数７】
【００４０】面積中心検出回路１６は、面積Ｕk が半分
になる時の周波数を“数８”を満足するように算出し、
基準点周波数ｆk とする。
【００４１】
【数８】
【００４２】実施例３．図３に示される実施例では、上
記実施例１における補間回路１４と積分回路１５の間
に、補間回路１４で補間された周波数と振幅の波形につ
いて各振幅値のべき乗を計算するべき乗計算回路１９を
設けている。このような実施態様によれば、補間された
周波数と振幅の波形について各振幅値のべき乗を計算す
るので、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。
【００４３】次に、上記図３のように構成された位相補
正部４の動作について説明する。距離補正部３から入力
された時間による距離ずれが補正された目標受信信号Ｒ
Ｓ及びレーダと目標重心との初期距離ＲＧはバッファ回
路８に格納され、目標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重
心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号ＧＳとして出
力される。このレーダと目標重心との初期距離ＲＧにお
ける目標受信信号ＧＳは区分周波数分析回路９で時間方
向に小区間で周波数分析され、補間回路１４で周波数方
向に補間された後、べき乗計算回路１９で各振幅値のべ
き乗が計算される。積分回路１５ではべき乗計算回路１
９で計算された周波数と振幅のべき乗の波形を積分して
面積を算出し、面積中心検出回路１６で面積が半分にな
る時の周波数の基準点周波数として検出した後、平滑化
回路１１に出力する。平滑化回路１１では基準点周波数
の時間方向に対する軌跡を平滑化し、平滑化された軌跡
から位相補正量算出回路１２で位相補正量を算出する。
位相補正回路１３は位相補正量算出回路１２で算出した
位相補正量を用いてバッファ回路８から出力された時間
による距離ずれが補正された目標受信信号ＲＳの位相を
補正し、時間による位相ずれが補正された目標受信信号
ＲＤとして周波数分析部５へ出力する。
【００４４】次に、上記図３のように構成された位相補
正部４を図６及び図８を用いて説明する。図８はべき乗
計算後の波形を示した図である。各区分周波数分析番号
ｋにおいて周波数ｆm と振幅Ａk mの波形は図６（ａ）の
ように表され、補間回路１４で周波数方向に補間すると
図６（ｂ）のような波形が得られ、べき乗計算回路１９
で各振幅値のべき乗を計算すると図８のような波形が得
られる。ここで、得られた波形を積分回路１５で積分す
ると面積Ｕk は“数９”で算出される。
【００４５】
【数９】
【００４６】面積中心検出回路１６は、面積Ｕk が半分
になる時の周波数を“数１０”を満足するように算出
し、基準点周波数ｆk とする。
【００４７】
【数１０】
【００４８】実施例４．図４に示される実施例では、上
記実施例１における補間回路１４と積分回路１５の間
に、補間回路１４で補間された周波数と振幅の波形につ
いて各振幅値のべき乗を計算するべき乗計算回路１９
と、べき乗計算回路１９で計算された周波数と振幅のべ
き乗の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回
路１７と、データを切り出す際に必要な閾値を設定する
閾値設定回路１８を設けている。このような実施態様に
よれば、補間された周波数と振幅の波形について各振幅
値のべき乗を計算するので、Ｓ／Ｎ比を向上させること
ができる。更に、べき乗計算された波形を設定した閾値
に基づいて切り出すので、閾値以下の不要なノイズ成分
を除去することができる。
【００４９】次に、上記図４のように構成された位相補
正部４の動作について説明する。距離補正部３から入力
された時間による距離ずれが補正された目標受信信号Ｒ
Ｓ及びレーダと目標重心との初期距離ＲＧはバッファ回
路８に格納され、目標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重
心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号ＧＳとして出
力される。このレーダと目標重心との初期距離ＲＧにお
ける目標受信信号ＧＳは区分周波数分析回路９で時間方
向に小区間で周波数分析され、補間回路１４で周波数方
向に補間された後、べき乗計算回路１９で各振幅値のべ
き乗が計算され、データ切り出し回路１７で各振幅値が
閾値設定回路１８で設定した閾値を越える領域について
データが切り出される。閾値設定回路１８では、例え
ば、メインローブレベルとサイドローブレベルの間に一
定の閾値を設定する固定スレッショルドやアダプティブ
に閾値を設定するＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌ
ｓｅＡｌａｒｍ Ｒａｔｅ）等を用いて、各区分周波数
分析後の波形毎に閾値を設定する。積分回路１５ではデ
ータ切り出し回路１７で切り出された波形を積分して面
積を算出し、面積中心検出回路１６で面積が半分になる
時の周波数を基準点周波数として検出した後、平滑化回
路１１に出力する。平滑化回路１１では基準点周波数の
時間方向に対する軌跡を平滑化し、平滑化された軌跡か
ら位相補正量算出回路１２で位相補正量を算出する。位
相補正回路１３は位相補正量算出回路１２で算出した位
相補正量を用いてバッファ回路８から出力された時間に
よる距離ずれが補正された目標受信信号ＲＳの位相を補
正し、時間による位相ずれが補正された目標受信信号Ｒ
Ｄとして周波数分析部５へ出力する。
【００５０】次に、上記図４のように構成された位相補
正部４を図６，図８及び図９を用いて説明する。図１２
はべき乗計算した波形の切り出し後の波形を示した図で
ある。各区分周波数分析番号ｋにおいて周波数ｆm と振
幅Ａk mの波形は図６（ａ）のように表され、補間回路１
４で周波数方向に補間すると図６（ｂ）のような波形が
得られ、べき乗計算回路１９で各振幅値のべき乗を計算
すると図８のような波形が得られる。更に、データ切り
出し回路１７で各振幅値が閾値設定回路１８で設定した
閾値（例えば、図８中の一点鎖線ｖ）を越える領域［ａ
k ，ｂk ］（ここでａk は領域の開始点における周波
数、ｂk は領域の終了点における周波数を表す。）につ
いてデータの切り出しを行うと図１２のような波形が得
られる。ここで、得られた波形を積分回路１５で積分す
ると面積Ｕk は“数１１”で算出される。
【００５１】
【数１１】
【００５２】面積中心検出回路１６は、面積Ｕk が半分
になる時の周波数を“数１２”を満足するように算出
し、基準点周波数ｆk とする。
【００５３】
【数１２】
【００５４】実施例５．図５に示される実施例では、上
記実施例１における補間回路１４と積分回路１５の間
に、補間回路１４で補間された周波数と振幅の波形につ
いてデータを切り出すデータ切り出し回路１７と、デー
タを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路１
８と、データ切り出し回路１７で切り出された周波数と
振幅の波形について各振幅値のべき乗を計算するべき乗
計算回路１９を設けている。このような実施態様によれ
ば、補間された周波数と振幅の波形を設定した閾値に基
づいて切り出すので、閾値以下の不要なノイズ成分を除
去することができる。更に、切り出された波形について
各振幅値のべき乗を計算するので、計算量の削減とＳ／
Ｎ比の向上が可能である。
【００５５】次に、上記図５のように構成された位相補
正部４の動作について説明する。距離補正部３から入力
された時間による距離ずれが補正された目標受信信号Ｒ
Ｓ及びレーダと目標重心との初期距離ＲＧはバッファ回
路８に格納され、目標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重
心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号ＧＳとして出
力される。このレーダと目標重心との初期距離ＲＧにお
ける目標受信信号ＧＳは区分周波数分析回路９で時間方
向に小区間で周波数分析され、補間回路１４で周波数方
向に補間された後、データ切り出し回路１７で各振幅値
が閾値設定回路１８で設定した閾値を越える領域につい
てデータが切り出され、べき乗計算回路１９で各振幅値
のべき乗が計算される。閾値設定回路１８では、例え
ば、メインローブレベルとサイドローブレベルの間に一
定の閾値を設定する固定スレッショルドやアダプティブ
に閾値を設定するＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌ
ｓｅＡｌａｒｍ Ｒａｔｅ）等を用いて、各区分周波数
分析後の波形毎に閾値を設定する。積分回路１５ではべ
き乗計算回路１９で計算された周波数と振幅のべき乗の
波形を積分して面積を算出し、面積中心検出回路１６で
面積が半分になる時の周波数を基準点周波数として検出
した後、平滑化回路１１に出力する。平滑化回路１１で
は基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化し、平
滑化された軌跡から位相補正量算出回路１２で位相補正
量を算出する。位相補正回路１３は位相補正量算出回路
１２で算出した位相補正量を用いてバッファ回路８から
出力された時間による距離ずれが補正された目標受信信
号ＲＳの位相を補正し、時間による位相ずれが補正され
た目標受信信号ＲＤとして周波数分析部５へ出力する。
【００５６】次に、上記図５のように構成された位相補
正部４を図６，図７及び図９を用いて説明する。図９は
切り出した波形のべき乗計算後の波形を示した図であ
る。各区分周波数分析番号ｋにおいて周波数ｆm と振幅
Ａk mの波形は図６（ａ）のように表され、補間回路１４
で周波数方向に補間すると図６（ｂ）のような波形が得
られ、データ切り出し回路１７で各振幅値が閾値設定回
路１８で設定した閾値（例えば図６（ｂ）中の一点破線
ｕ）を越える領域［ａk ，ｂk ］（ここでａk は領域の
開始点における周波数、ｂk は領域の終了点における周
波数を表す。）についてデータの切り出しを行うと図７
のような波形が得られる。更に、べき乗計算回路１９で
各振幅値のべき乗を計算すると図９のような波形が得ら
れる。ここで、得られた波形を積分回路１５で積分する
と面積Ｕk は“数１１”で算出される。
【００５７】面積中心検出回路１６は、面積Ｕk が半分
になる時の周波数を“数１２”を満足するように算出
し、基準点周波数ｆk とする。
【００５８】
【発明の効果】この発明は以上説明した通り、区分周波
数分析後の波形の面積に着目し、その面積が半分になる
時の周波数を基準点周波数として検出するので、周波数
と振幅の波形が多峰で、かつ振幅値が最大となる峰の位
置が時間毎の大きく変動するような場合でも変動の影響
を受けにくく、安定して基準点周波数を検出することが
でき、画像のぼけやにじみを除去することができるとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１を示す位相補正部の構成図
である。
【図２】この発明の実施例２を示す位相補正部の構成図
である。
【図３】この発明の実施例３を示す位相補正部の構成図
である。
【図４】この発明の実施例４を示す位相補正部の構成図
である。
【図５】この発明の実施例５を示す位相補正部の構成図
である。
【図６】区分周波数分析後の波形及びデータ補間後の波
形を示す図である。
【図７】データ補間した波形の切り出し後の波形を示す
図である。
【図８】べき乗計算後の波形を示す図である。
【図９】べき乗計算した波形の切り出し後の波形又は切
り出した波形のべき乗計算後の波形を示す図である。
【図１０】高分解能レーダ装置のレーダ信号処理装置の
構成図である。
【図１１】従来の位相補正部の構成図である。
【図１２】位相補正部の処理方法を示す図である。
【符号の説明】
１ データインタフェース部 ２ パルス圧縮部 ３ 距離補正部 ４ 位相補正部 ５ 周波数分析部 ６ 検波部 ７ 表示器インタフェース部 ８ バッファ回路 ９ 区分周波数分析回路 １０ 振幅値最大検出回路 １１ 平滑化回路 １２ 位相補正量算出回路 １３ 位相補正回路 １４ 補間回路 １５ 積分回路 １６ 面積中心検出回路 １７ データ切り出し回路 １８ 閾値設定回路 １９ べき乗計算回路 ＳＭ レーダ装置から入力された目標受信信号 ＲＳ 距離補正部３で時間による距離ずれが補正された
目標受信信号 ＲＧ レーダと目標重心との初期距離 ＧＳ レーダと目標重心との初期距離ＲＧにおける目標
受信信号 ＲＤ 位相補正部４で時間による位相ずれが補正された
目標受信信号 Ｄ 表示画像データ

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レーダ装置から入力された目標受信信号
    を内部で処理できるデータ形式に変換するデータインタ
    フェース部と、上記インタフェース部で変換された目標
    受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮部と、上記パルス
    圧縮部でパルス圧縮された目標受信信号の時間による距
    離ずれを補正する距離補正部と、上記距離補正部で補正
    された目標受信信号の時間による位相ずれを補正する位
    相補正部と、上記位相補正部で補正された目標受信信号
    のドップラ周波数を分離する周波数分析部と、上記周波
    数分析部で周波数分析された目標受信信号の周波数スペ
    クトルを画像データに変換する検波部と、上記検波部で
    得られた画像データと表示器のインタフェースを調整し
    表示画像データを生成する表示器インタフェース部とを
    備えたレーダ信号処理装置において、上記位相補正部を
    上記距離補正部で補正された目標受信信号及びレーダと
    目標重心との初期距離を格納するバッファ回路と、上記
    バッファ回路より出力されたレーダと目標重心との初期
    距離における目標受信信号を時間方向に小区間で周波数
    分析する区分周波数分析回路と、上記区分周波数分析回
    路で得られた周波数と振幅の波形を周波数方向に補間す
    る補間回路と、上記補間回路で補間された周波数と振幅
    の波形を分析して面積を算出する積分回路と、上記積分
    回路で算出された面積が半分になる時の周波数を基準点
    周波数として検出する面積中心検出回路と、上記面積中
    心検出回路で検出された基準点周波数の時間方向に対す
    る軌跡を平滑化する平滑化回路と、上記平滑化回路で平
    滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位
    相補正量を算出する位相補正量算出回路と、上記位相補
    正量算出回路で算出された位相補正量を用いて上記バッ
    ファ回路から出力された目標受信信号の位相を補正する
    位相補正回路を具備したことを特徴とするレーダ信号処
    理装置。
  2. 【請求項２】 上記位相補正部に上記補間回路で補間さ
    れた周波数と振幅の波形についてデータを切り出し、切
    り出された周波数と振幅の波形を積分回路へ出力するデ
    ータ切り出し回路と、上記データ切り出し回路でデータ
    を切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路を設
    けたことを特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装
    置。
  3. 【請求項３】 上記位相補正部の補間回路と積分回路と
    の間に上記補間回路で補間された周波数と振幅の波形に
    ついて各振幅値のべき乗を計算するべき乗計算回路を設
    けたことを特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装
    置。
  4. 【請求項４】 上記位相補正部に上記補間回路で補間さ
    れた周波数と振幅の波形について各振幅値のべき乗を計
    算するべき乗計算回路と、上記べき乗計算回路で計算さ
    れた周波数と振幅のべき乗の波形についてデータを切り
    出し、切り出された周波数と振幅の波形を積分回路へ出
    力するデータ切り出し回路と、上記データ切り出し回路
    でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定
    回路を設けたことを特徴とする請求項１記載のレーダ信
    号処理装置。
  5. 【請求項５】 上記位相補正部に上記補間回路で補間さ
    れた周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデー
    タ切り出し回路と、上記データ切り出し回路でデータを
    切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路と、上
    記データ切り出し回路で切り出された周波数と振幅の波
    形について各振幅値のべき乗を計算し、その計算結果を
    積分回路へ出力するべき乗計算回路を設けたことを特徴
    とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
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