JP2982769B2 - 信号処理装置 - Google Patents
信号処理装置Info
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Description
し、特に変調された送信信号を用い、その反射受信信号
と送信信号を元に発生した参照信号との間で相関処理を
行う信号処理装置に関する。
び距離分解能の向上の相矛盾する双方を満足させるため
の技術として、パルス圧縮方式があり、また、パルス圧
縮方式には、直線状周波数変調方式と符号変調方式があ
る。図9は、符号変調方式を用いた従来のパルス圧縮型
レーダ装置を示すブロック図である。
おいて発生されたバーカコード列は、送信機4a及びパ
ルス圧縮器10aヘ入力される。送信機4aにおいて
は、入力されたコード列に従って送信信号の位相反転、
非反転を行い、COHO発信器5aの信号に同期してサ
ーキュレータ2aを介して空中線1aより空間に送信さ
れる。物体からの反射信号は、空中線1aにより受信さ
れ、サーキュレータ2aを介して高周波増幅器6aに入
力される。高周波増幅器6aに入力された受信信号はこ
こで増幅され、COHO発信器5aの信号に同期して位
相検波器7aにおいて位相検波される。
号処理装置18aに入力される。信号処理装置18aに
入力された信号は、A/D変換器8aでディジタル信号
に変換され、さらに、ドップラ補正器9aにおいて受信
信号のドップラ偏移の補正が行われた後、パルス圧縮器
10aに入力される。パルス圧縮器10aでは、符号化
パルス変調器3aにおいて発生されたバーカコード列に
従って、符号化パルス圧縮を行う。
ng Target Indicator)13a、MDF(Multi Doppler
Filter)14a、LOG/CFAR(Log/Constant Fa
lseAlarm Rate)15aにおいてクラッタ等の不要信号
が除去され、さらに、データ処理器16aにおいて信号
の相関処理等が行われ、表示器17aに入力される。
後の受信信号には、図4(c)又は図6に示されている
ように、ピークパルスの前後に不要なレンジサイドロー
ブが発生する。この不要なレンジサイドローブの低減は
従来から研究がなされており、符号変調方式に関するそ
の一例として、電子情報通信学会誌(B−II Vol.
J80−B−IINo.8pp.722−729)に掲載
されている「新しい多相パルス圧縮符号系列とその特
性」(以下、引用文献と記す)がある。
列、フランク系列等の従来の符号系列に比べてレンジサ
イドローブ抑圧度(ピークサイドローブとメインピーク
の比)は必ずしも十分ではない。例えば、バーカ系列の
サイドローブ抑圧度である22.2dBに対し、前記引
用文献に示されている符号系列のサイドローブ抑圧度は
−26dB程度である。
信号を検出するためには、更なるサイドローブの低減が
必要であり、前記引用文献記載のものでも、レンジサイ
ドローブ抑圧度としては十分でない。また、前記引用文
献記載のものは、変調信号の位相変化を多相化によって
サイドローブの抑圧を行っているので、多種の移相器が
必要となり、パルス圧縮回路の構成が複雑になるという
問題がある。
値であるバーカ符号系列を使用し、シフト処理器及び加
算器等の簡易な処理器を備えることにより、十分なレン
ジサイドローブの抑圧を行うことができる信号処理装置
を提供することである。
は、パルス圧縮処理後の受信信号に対して、そのレンジ
サイドローブを抑圧するレンジサイドローブ抑圧手段
と、振幅補正手段を有しており、レーダなどのセンサで
受信する複数の受信信号の符号変調方式によるパルス圧
縮処理後の信号にシフト処理及び加算処理を施し、この
処理結果を元の受信信号から減算することにより、レン
ジサイドローブを抑圧することを特徴とするものであ
る。
めシミュレーション等によって求めた最適な乗数を設定
する乗数設定手段と、前記乗数を掛ける補助受信信号生
成手段と、前記パルス圧縮後の信号に対する、レンジサ
イドローブが発生している位置までシフトを行うシフト
処理手段及び前記シフト処理を行った信号群を加算する
加算処理手段と、前記補助受信信号生成後の信号から前
記加算処理後の信号を減算する減算処理手段と、予め求
めた補正係数を設定する補正係数設定手段と、前記補正
係数から前記減算処理手段によって減衰したメインロー
ブのレべルを補正する振幅値再生手段とを含む。
を多相化することによってレンジサイドローブを抑圧す
ることに相当する処理を実現している。また、受信信号
に最適な乗数を掛けた信号から、元の受信信号で発生し
ている全てのレンジサイドローブに対してその位置まで
レンジ方向にシフトした結果を減算しているため、レン
ジサイドローブを十分に低減できる。
る信号処理装置を含んだレーダのブロック図であり、図
2は、本発明の信号処理装置の構成要素であるパルス圧
縮器、レンジサイドローブ抑圧器及び振幅補正器の具体
的構成を示す図である。
符号化パルス圧縮した受信信号を入力してレンジサイド
ローブを抑圧するレンジサイドローブ抑圧器11と、レ
ンジサイドローブ抑圧器11の出力を入力してメインロ
ーブレべルの減衰量を補正する振幅補正器12から構成
される。
して説明する。符号化パルス変調器3において発生され
たバーカコード列は、送信機4及びパルス圧縮器10ヘ
入力される。送信機4においては、入力されたコード列
に従って送信信号の位相反転、非反転を行い、COHO
発信器5の信号に同期してサーキュレータ2を介して空
中線1より空間に送信される。物体からの反射信号は、
空中線1により受信され、サーキュレータ2を介して高
周波増幅器6へ入力される。高周波増幅器6に入力され
た受信信号はここで増幅され、COHO発信器5の信号
に同期して位相検波器7において位相検波される。
号処理装置18へ入力される。信号処理装置18に入力
された信号は、A/D変換器8でディジタル信号に変換
され、さらに、ドップラ補正器9において受信信号のド
ップラ偏移の補正が行われた後、パルス圧縮器10ヘ入
力される。パルス圧縮器10では、符号化パルス変調器
3において発生されたバーカコード列に従って、符号化
パルス圧縮を行う。
ローブ抑圧器11へ入力され、レンジサイドローブの抑
圧が行われる。さらに、その抑圧によって減衰したメイ
ンローブレべルは振幅補正器12において補正される。
補正された出力信号は、MTI13、MDF14、LO
G/CFAR15においてクラッタ等の不要信号が除去
され、さらに、データ処理器16において信号の相関処
理等が行われ、表示器17ヘ入力される。
ブ抑圧器11と振幅補正器12の動作について説明す
る。パルス圧縮器10において、符号化パルス変調器3
からのバーカコード列をシフト処理器101にてシフト
させ、受信信号と相関処理を行う。更に、加算器102
にて前記相関処理した結果を加算し、パルス圧縮処理を
行う。パルス圧縮後の受信信号はレンジサイドローブ抑
圧器11に出力され、補助受信信号生成器104におい
て予めシミュレーション等によって乗数設定器103に
て設定された乗数(Y)を前記パルス圧縮後の受信信号
に掛け合わせる。
ルス圧縮後の受信信号に対し、シフト処理を行う。バー
カ符号系列が持つ自己相関関数の性質によって生じるレ
ンジサイドローブは0又は±1となるので、レンジサイ
ドローブが±1となっている位置までシフトさせる。つ
まり、シフト量は±2、±4、±6、±8・・・であ
る。ここで、現在発見されているバーカ符号系列の最大
長は13であるので、シフト量の最大は±12とする。
シフト処理器105の出力である信号群は加算器106
にて加算する。
力の信号から前記加算器106の出力の信号を減算器の
107にて減算し、レンジサイドローブ抑圧器11の出
力とする。
信号は振幅補正器12へ入力される。ここでは、レンジ
サイドローブ抑圧によって減衰したメインローブのレべ
ルを補正する。すなわち、振幅値再生器109におい
て、前記サイドローブ抑圧器11の処理におけるメイン
ローブの減衰量から補正係数設定器108にて補正係数
(W)を設定し、受信信号に掛けることにより前記レン
ジサイドローブ抑圧器11の信号の補正を行う。
た場合の、本発明の実施例について、図3〜図8を用い
て説明する。図3(a)は送信信号であり、送信パルス
幅を時間的に13等分し、その各々に13個の符号
(+、−)を対応させ、送信パルスの搬送波の位相をそ
れぞれ0、π偏移することによって送信パルスを符号化
位相変調する。図3(b)はこの符号系列信号を再生し
た受信信号である。
回路に入力すると、このパルス圧縮回路において、図4
(b)のようなシフト処理及び加算処理が行われ、その
出力信号は、図4(c)のように、パルス幅が送信パル
ス幅の13分の1に圧縮され、振幅が13倍のパルスと
なる。この時のサイドローブ抑圧度は、図6のバーカ符
号系列(N´=13)の自己相関関数に示すように2
2.2dBとなる。自己相関関数は次式(1)で与えら
れる。
系列の持つ自己相関の性質そのものに依存するため、自
己相関関数を用いてレンジサイドローブ抑圧度の比較を
行う。
原理を示している。図5のAは、パルス圧縮器の出力信
号に乗数(Y)を掛けた符号列である。乗数(Y)はレ
ンジサイドローブ抑圧度と抑圧によるメインローブレべ
ルの減衰量の関係から予めシミュレーションによって算
出する。ここでは、Y=24とする。符号列Bは符号列
Aのレンジサイドローブaを抑圧するために符号列Aを
−12シフトしたものである。以下、符号列C〜Mにつ
いても同様に、符号列Aのレンジサイドローブb〜lを
抑圧するためにシフト処理したものである。
である。そこで、符号列Aから符号列Nを減算すること
により、符号列Oが得られる。符号列Oを24で割った
符号列Pの自己相関関数を図7に示す。レンジサイドロ
ーブ抑圧度は33.9dBとなり、バーカ13の符号系
列のレンジサイドローブ抑圧度22.2dBに対して1
1.7dB改善される。
べルが13であるのに対して図7では12.5となって
おり、0.5減衰している。そこで、次式(2)の平均
振幅値が1となるように補正係数(W)を求め、それを
減衰したメインローブレべルに掛けて振幅補正を行う。
数が13であるので、補正係数(W)は1.04とな
る。従って、補正処理後のレンジサイドローブ抑圧度は
34.3dBとなる。図8は振幅補正した後の自己相関
関数を示している。
は、補正係数を逐次に算出しているが、レンジサイドロ
ーブ抑圧度とメインローブレべルの減衰量の関係からシ
ミュレーションによって算出した補正係数をデータべー
ス化しておき、そのデータべースから適当な補正係数を
読み込む手法もある。
較すると、本発明による実施例のサイドローブ抑圧度3
4.3dBは、バーカ13の符号系列のレンジサイドロ
ーブ抑圧度22.2dBより12.1dB、前記引用文
献記載の符号系列のレンジサイドローブ抑圧度26dB
より8.3dB改善される。
多相化等を行わずに、バーカ系列を符号系列としてその
まま使用し、シフト処理及び加算処理等の処理によって
容易にレンジサイドローブ抑圧の改善を行うことができ
る。
だレーダ装置のブロック図である。
を示す図である。
である。
る。
のブロック図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 送信パルスを符号系列により2値変調す
ることによってパルス圧縮を行うレーダ装置における信
号処理装置であって、レンジサイドローブ抑圧度とメインローブの減衰量の関
係から予め求めた乗数を設定する乗数設定器と、前記乗
数を乗算する補助受信信号生成器と、前記パルス圧縮後
の信号に対してレンジ方向にシフトするシフト処理器
と、前記シフトした結果を加算する加算器と、前記補助
受信信号生成器の出力信号から前記加算器の出力信号を
減算する減算器とによって構成され、 パルス圧縮処理さ
れた受信信号を入力してそのレンジサイドローブを抑圧
するレンジサイドローブ抑圧器を備えたことを特徴とす
る信号処理装置。 - 【請求項2】 前記レンジサイドローブ抑圧器の出力を
入力し、前記レンジサイドローブ抑圧処理によって減衰
したメインローブレベルの振幅を補正する振幅補正器を
備えたことを特徴とする請求項1記載の信号処理装置。 - 【請求項3】 前記振幅補正器は、前記レンジサイドロ
ーブ抑圧器の出力信号に対して予め求めた補正係数を設
定する補正係数設定器と、前記補正係数を乗算すること
よって前記サイドローブ抑圧器の処理により減衰するメ
インローブレベルの減衰量を補正する振幅値再生器とに
よって構成されていることを特徴とする請求項2記載の
信号処理装置。 - 【請求項4】 前記送信パルスとして、バーカ符号系列
により搬送波の位相がそれれぞれ0、π偏移された符号
化位相変調パルスを用いたことを特徴とする請求項1ま
たは2記載の信号処理装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP9320577A JP2982769B2 (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP9320577A JP2982769B2 (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 信号処理装置 |
Publications (2)
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---|---|
JPH11142508A JPH11142508A (ja) | 1999-05-28 |
JP2982769B2 true JP2982769B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=18122987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9320577A Expired - Lifetime JP2982769B2 (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 信号処理装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1997
- 1997-11-07 JP JP9320577A patent/JP2982769B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH11142508A (ja) | 1999-05-28 |
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