JP3188638B2 - レーダ装置 - Google Patents

レーダ装置

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JP3188638B2
JP3188638B2 JP34598396A JP34598396A JP3188638B2 JP 3188638 B2 JP3188638 B2 JP 3188638B2 JP 34598396 A JP34598396 A JP 34598396A JP 34598396 A JP34598396 A JP 34598396A JP 3188638 B2 JP3188638 B2 JP 3188638B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーダ受信信号
から目標検出処理を行うレーダ装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図16は従来のレーダ装置を示すブロッ
ク構成図であり、図において、1は送信アンテナ、2は
送信ビームを形成する送信機、3は送信アンテナ1から
発射された電波が飛行機(目標対象物)等によって反射
して生成される受信信号を受信する受信アンテナ、4は
その受信信号の帯域制限,位相検波および増幅を行う受
信機、5はそのアナログ信号の受信信号をディジタル信
号に変換するA/D変換器である。また、22はクラッ
タ電力の集中しているドップラー周波数領域にフィルタ
形状のノッチを作り、クラッタ抑圧処理を行うMTI回
路、23は信号対雑音電力比を改善するコヒーレント積
分回路、7は受信信号について検波を行う検波回路、8
は検波回路7の出力信号について目標対象物有無の判定
を行うセル(注目セル)を設定し、受信機雑音電力に基
づいて予め設定されているスレッショルドを基準にして
目標対象物の有無を判定する目標検出回路、9は目標検
出回路8で目標対象物ありの判定がされた場合に警報を
発生する警報回路である。
【0003】図17はそのコヒーレント積分回路を示す
ブロック構成図であり、図において、24は通過帯域を
制限して信号対雑音電力比を改善する第5の重み設定回
路、25は第5の重み設定回路24により設定された重
みに従ってコヒーレント積分を行うフィルタ回路であ
る。図18はそのフィルタ回路を示すブロック構成図で
あり、図において、26はある一定時間(CPI)だけ
信号を蓄えておくメモリ回路である。図19は例えばA
IRBORNE PULSED DOPPLER RA
DAR,p61,Artech House,1988
(エアーバーン パルスドドップラー レーダ,61
頁,エアテック ハウス,1988年発行)に示された
信号対不要信号電力比を改善する回路を示すブロック構
成図であり、図において、23は信号対雑音電力比を改
善するコヒーレント積分回路、27はMTI回路22等
と同様にクラッタを除去する機能をもつクラッタ除去回
路である。
【0004】次に動作について説明する。図16におい
て、送信機2より送信ビームが形成され、送信アンテナ
1によって発射された電波が飛行機等に反射して生成さ
れる目標信号を受信アンテナ3で受信する。その受信ア
ンテナ3で受信された受信信号は受信機4により帯域制
限,位相検波および増幅される。また、受信機4により
受信信号に受信機雑音が重畳される。A/D変換器5で
は入力されたアナログ信号の受信信号をディジタル信号
の受信信号に変換する。そのA/D変換器5によりディ
ジタル信号に変換された受信信号は、MTI回路22に
入力される。そのMTI回路22では式(1)により計
算した結果を出力する。
【0005】
【数1】
【0006】MTI回路22の出力信号はコヒーレント
積分回路23に入力される。このコヒーレント積分回路
23は図17に示す構成となっている。図17におい
て、第5の重み設定回路24はドップラー周波数領域を
用意したフィルタ回路25の個数分だけ分割し、それぞ
れの通過帯域にフィルタ回路25を一つずつ割り当て、
各フィルタ回路25が割り当てられた通過帯域を持つよ
うに重みを設定する。このフィルタ回路25は図18に
示す構成となっている。図18において、A/D変換器
5から出力された受信信号はメモリ回路26に入力され
る。CPIの間にメモリ回路26に蓄えられる受信信号
を先に入力した受信信号から順にs(1),s(2),
…,s(n)と表記する。フィルタ回路25は予め与え
られた通過帯域を持つように第5の重み設定回路24か
ら重みwi (i=1,2,3…,n)が設定されてい
る。フィルタ回路25は式(2)により計算した結果を
出力する。
【0007】
【数2】
【0008】受信信号に含まれる目標信号は、目標のド
ップラー周波数を含む通過帯域を持つフィルタ回路25
により信号対雑音電力比が改善される。図16におい
て、受信信号はコヒーレント積分回路23により通過帯
域を単位としたセル毎に分割され、検波回路7に入力さ
れる。各セルは検波回路7で振幅検波された後、目標検
出回路8に入力される。目標検出回路8では、スレッシ
ョルドが誤警報確率(雑音がスレッショルドを超える確
率)を基準として予め設定されており、入力信号の電力
とスレッショルドを比較してスレッショルド以上のレベ
ルのセルを目標信号と判定する。警報回路9では、目標
対象物ありと判定されたセルについて目標対象物ありの
警報を発生する。また、図19におけるクラッタ除去回
路27もMTI回路22等と同様にクラッタを除去する
機能をもつものである。
【0009】上記のMTI回路22とコヒーレント積分
回路23を用いて信号対不要信号(クラッタ+雑音)電
力比を改善する部分において、特開昭60−57282
号公報では、クラッタ対雑音電力比によってクラッタ抑
圧処理および信号対雑音電力比改善処理を行うフィルタ
を切り換えている。また、特開昭60−24477号公
報では、ドップラー周波数領域を固定クラッタ領域,移
動クラッタ領域およびクリアクラッタ領域に分類し、ク
ラッタ抑圧処理および信号対雑音電力比改善処理を行う
フィルタを切り換えている。さらに、特開昭59−64
912号公報では、クラッタ抑圧処理を行う際の抑圧効
果が最大となるようにクラッタ抑圧フィルタの重みを設
定している。さらに、特開昭57−82779号公報で
は、クラッタと目標信号の中心周波数差に基づき有利な
特性を持つフィルタに切り換え、クラッタ抑圧処理およ
び信号対雑音電力比改善処理を行っている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーダ装置は以
上のように構成されているので、クラッタ帯域幅に無関
係に同一のノッチ幅を持つフィルタ回路25を用いてク
ラッタ抑圧処理を行い、コヒーレント積分回路23によ
り信号対雑音電力比の改善処理を行っていた。そのた
め、不要信号のパワースペクトルが既知の時、信号対不
要信号(クラッタ+雑音)電力比の改善度が最適になっ
ているとは限らない課題があった。また、特開昭60−
57282号公報,特開昭60−24477号公報,特
開昭57−82779号公報では、状況に応じて有利な
特性を持つフィルタに切り換えるものであるが、現在受
信されている受信信号のパワースペクトルについて信号
対不要信号(クラッタ+雑音)電力比を最適に改善する
ことが保証されていない課題があった。さらに、特開昭
59−64912号公報では、クラッタ抑圧効果につい
ては最適性が保証されているが、信号対不要信号(雑音
+クラッタ)電力比については最適性が保証されていな
い課題があった。
【0011】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、不要信号のパワースペクトルが予
め想定される時に、信号対不要信号電力比を最適に改善
するレーダ装置を得ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
るレーダ装置は、受信信号中の所定の通過帯域に存在す
る目標信号を検出するフィルタ回路から構成され、受信
信号の信号対不要信号電力比を改善するクラッタ抑圧用
フィルタバンクと、予め予想された不要信号のパワース
ペクトルに基づいて信号対不要信号電力比を最適に改善
する重みを計算し、クラッタ抑圧用フィルタバンクに用
いられるフィルタ回路の重みを設定する第1の重み設定
回路とを備えたものである。
【0013】請求項2記載の発明に係るレーダ装置は、
予め予想された不要信号のパワースペクトルに基づいて
クラッタ領域を除くドップラー周波数領域内において信
号対不要信号電力比を最適に改善する重みを計算し、ク
ラッタ抑圧用フィルタバンクに用いられるフィルタ回路
の重みを設定する第2の重み設定回路を備えたものであ
る。
【0014】請求項3記載の発明に係るレーダ装置は、
予め想定される複数の不要信号のパワースペクトルに基
づいて、それぞれ想定される不要信号について受信信号
の信号対不要信号電力比を改善する複数のクラッタ抑圧
用フィルタバンクを設け、クラッタの状況に応じてそれ
らクラッタ抑圧用フィルタバンクを選択し、受信信号の
信号対不要信号電力比を改善する第1のクラッタ抑圧回
路と、クラッタマップから伝達されたクラッタの中心周
波数および帯域幅に基づいて第1のクラッタ抑圧回路の
クラッタ抑圧用フィルタバンクを選択する選択回路とを
備えたものである。
【0015】請求項4記載の発明に係るレーダ装置は、
クラッタマップにより検出されたクラッタの中心周波数
および帯域幅による不要信号のパワースペクトルに基づ
いて信号対不要信号電力比を最適に改善する重みを計算
し、クラッタ抑圧用フィルタバンクに用いられるフィル
タ回路の重みを更新する第1の重み更新回路を備えたも
のである。
【0016】請求項5記載の発明に係るレーダ装置は、
受信信号中の所定の通過帯域に存在する目標信号を検出
するフィルタ回路から構成され、受信信号の信号対不要
信号電力比を改善するクラッタ抑圧用フィルタバンク
と、予め想定された不要信号のパワースペクトルと目標
信号の通過帯域外である参照信号のパワースペクトルに
基づいて信号対不要信号電力比を最適に改善する重みを
計算し、クラッタ抑圧用フィルタバンクに用いられるフ
ィルタ回路の重みを設定する第3の重み設定回路とを備
えたものである。
【0017】請求項6記載の発明に係るレーダ装置は、
予め想定された不要信号のパワースペクトルと目標信号
の通過帯域外である参照信号のパワースペクトルに基づ
いてクラッタ領域を除くドップラー周波数領域内におい
て信号対不要信号電力比を最適に改善する重みを計算
し、クラッタ抑圧用フィルタバンクに用いられるフィル
タ回路の重みを設定する第4の重み設定回路を備えたも
のである。
【0018】請求項7記載の発明に係るレーダ装置は、
予め想定された複数の不要信号のパワースペクトルと目
標信号の通過帯域外である複数の参照信号のパワースペ
クトルに基づいて、それぞれ想定される不要信号につい
て受信信号の信号対不要信号電力比を改善する複数のク
ラッタ抑圧用フィルタバンクを設け、クラッタの状況に
応じてそれらクラッタ抑圧用フィルタバンクを選択し、
受信信号の信号対不要信号電力比を改善する第2のクラ
ッタ抑圧回路と、クラッタマップから伝達されたクラッ
タの中心周波数および帯域幅に基づいて第2のクラッタ
抑圧回路のクラッタ抑圧用フィルタバンクを選択する選
択回路とを備えたものである。
【0019】請求項8記載の発明に係るレーダ装置は、
クラッタマップにより検出されたクラッタの中心周波数
および帯域幅と目標信号の通過帯域外である参照信号の
パワースペクトルとに基づいて信号対不要信号電力比を
最適に改善する重みを計算し、クラッタ抑圧用フィルタ
バンクに用いられるフィルタ回路の重みを更新する第2
の重み更新回路を備えたものである。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1によるレ
ーダ装置を示すブロック構成図であり、図において、1
は送信アンテナ、2は送信ビームを形成する送信機、3
は送信アンテナ1から発射された電波が飛行機(目標対
象物)等によって反射して生成される受信信号を受信す
る受信アンテナ、4はその受信信号の帯域制限,位相検
波および増幅を行う受信機、5はそのアナログ信号の受
信信号をディジタル信号に変換するA/D変換器であ
る。6は不要信号パワースペクトルに応じて信号対不要
信号電力比の改善度を最適にするフィルタ回路から構成
されるクラッタ抑圧用フィルタバンク、10は予め与え
られている不要信号パワースペクトルに基づいて、検出
したい目標信号通過帯域に応じて信号対不要信号電力比
の改善度を最適にする重みを計算し、それぞれのフィル
タ回路に割り当てられた通過帯域に応じて重みを伝達す
る第1の重み設定回路である。7は受信信号について検
波を行う検波回路、8は検波回路7の出力信号について
目標対象物有無の判定を行うセル(注目セル)を設定
し、受信機雑音電力に基づいて予め設定されているスレ
ッショルドを基準にして目標対象物の有無を判定する目
標検出回路、9は目標検出回路8で目標対象物ありの判
定がされた場合に警報を発生する警報回路である。
【0021】図2はそのクラッタ抑圧用フィルタバンク
を示すブロック構成図であり、図において、25は第1
の重み設定回路10により設定された重みに従ってコヒ
ーレント積分を行うフィルタ回路である。また、図3は
想定した不要信号と目標信号のパワースペクトルを示す
説明図である。
【0022】次に動作について説明する。図1におい
て、送信機2より送信ビームが形成され、送信アンテナ
1によって発射された電波が飛行機等に反射して生成さ
れる目標信号を受信アンテナ3で受信する。その受信ア
ンテナ3で受信された受信信号は受信機4により帯域制
限,位相検波および増幅される。また、受信機4により
受信信号に受信機雑音が重畳される。A/D変換器5で
は入力されたアナログ信号の受信信号をディジタル信号
の受信信号に変換する。そのA/D変換器5によりディ
ジタル信号に変換された受信信号は、クラッタ抑圧用フ
ィルタバンク6におけるそれぞれのフィルタ回路25に
入力される。それぞれのフィルタ回路25には、検出し
たい目標信号の通過帯域が従来例と同様に予め割り当て
られている。図3は想定した不要信号と目標信号のパワ
ースペクトルを示したものであり、目標信号のパワース
ペクトルは割り当てられた通過帯域に一様に電力が存在
していると想定する。図2はクラッタ抑圧用フィルタバ
ンクの構成を示したものであり、フィルタ回路25にお
いて、nヒット使用してコヒーレント積分を行う場合、
想定した不要信号および目標信号のパワースペクトルか
らそれぞれn行n列の相関行列を計算する。目標信号の
相関行列は割り当てられた領域毎に計算しておく。その
相関行列に基づいて第1の重み設定回路10において各
フィルタ回路25の重みを計算する。重みは式(3)に
より計算する。
【0023】
【数3】
【0024】クラッタ抑圧用フィルタバンク6によって
信号対不要信号電力比が改善された受信信号は検波回路
7に入力され、検波回路7で振幅検波された後、目標検
出回路8に入力される。目標検出回路8では、スレッシ
ョルドが誤警報確率(雑音がスレッショルドを超える確
率)を基準として予め設定されており、入力信号の電力
とスレッショルドを比較してスレッショルド以上のレベ
ルのセルを目標信号と判定する。警報回路9では、目標
対象物ありと判定されたセルについて目標対象物ありの
警報を発生する。
【0025】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、不要信号のパワースペクトルが予め既知である場合
に、信号対不要信号電力比の改善度を最適にすることに
よって、目標対象物の検出性能を改善することができ
る。
【0026】実施の形態2.図4はこの発明の実施の形
態2によるレーダ装置を示すブロック構成図であり、図
において、11は予め予想された不要信号のパワースペ
クトルに基づいてクラッタ領域を除くドップラー周波数
領域内において信号対不要信号電力比を最適に改善する
重みを計算し、クラッタ抑圧用フィルタバンク6に用い
られるフィルタ回路25の重みを設定する第2の重み設
定回路である。図5はそのクラッタ抑圧用フィルタバン
クを示すブロック構成図であり、図において、25は第
2の重み設定回路11により設定された重みに従ってコ
ヒーレント積分を行うフィルタ回路である。図6は第2
の重み設定回路11において割り当てられる目標信号の
周波数領域を示す説明図である。その他の構成について
は、実施の形態1で示した図1と同様であるので、その
重複する説明を省略する。
【0027】次に動作について説明する。実施の形態1
と同様にA/D変換器5から出力された受信信号はクラ
ッタ抑圧用フィルタバンク6に入力される。図5におい
て、クラッタ抑圧用フィルタバンク6は、第2の重み設
定回路11により設定された重みに従って信号対不要信
号電力比を改善する。図6において、第2の重み設定回
路11はクラッタの周波数領域を除いたドップラー周波
数領域をn等分し、クラッタ抑圧用フィルタバンク6の
各フィルタ回路25によって検出される目標信号の周波
数領域を割り当てる。
【0028】以上のように、この実施の形態2によれ
ば、クラッタの電力が集中している領域を除いた周波数
領域を目標検出領域とすることによって、クラッタの電
力による目標対象物を検出できないフィルタ回路25を
なくし、無駄のない目標対象物の検出処理ができる。
【0029】実施の形態3.図7はこの発明の実施の形
態3によるレーダ装置を示すブロック構成図であり、図
において、12はクラッタの中心周波数および帯域幅を
検出するクラッタマップ、13は予め不要信号を複数個
想定し、それぞれ想定された不要信号について信号対不
要信号電力比を改善する複数のクラッタ抑圧用フィルタ
バンク6を用意しておき、クラッタの状況に応じてそれ
らクラッタ抑圧用フィルタバンク6を選択し、A/D変
換器5の出力信号の信号対不要信号電力比を改善する第
1のクラッタ抑圧回路、14はクラッタマップ12から
伝達されたクラッタの状況に基づいて第1のクラッタ抑
圧回路13のクラッタ抑圧用フィルタバンク6を選択す
る選択回路である。図8はその第1のクラッタ抑圧回路
を示すブロック構成図であり、図において、15は接続
を切り換えるスイッチである。その他の構成について
は、実施の形態1で示した図1と同様であるので、その
重複する説明を省略する。
【0030】次に動作について説明する。A/D変換器
5から出力された受信信号は、クラッタマップ12と第
1のクラッタ抑圧回路13に入力される。クラッタマッ
プ12ではその受信信号に基づいてクラッタ中心周波数
と帯域幅を検出する。検出されたクラッタ中心周波数お
よび帯域幅は選択回路14に伝達される。選択回路14
では伝達されたクラッタ中心周波数および帯域幅に最も
近いクラッタを想定して重みが設定されているクラッタ
抑圧用フィルタバンク6を選択する。図8において、想
定されるクラッタの状況の個数だけ第1の重み設定回路
10とクラッタ抑圧用フィルタバンク6を用意する。選
択回路14は選択したクラッタ抑圧用フィルタバンク6
に接続できるようにスイッチ15を切り換える。第1の
クラッタ抑圧回路13は選択回路14により選択された
クラッタ抑圧用フィルタバンク6を用いて信号対不要信
号電力比を改善する。
【0031】以上のように、この実施の形態3によれ
ば、予め複数の不要信号を想定し、クラッタ抑圧用フィ
ルタバンク6を複数用意しておき、観測した不要信号パ
ワースペクトルと最も類似したパワースペクトルに基づ
いて、重みが設定されたフィルタ回路25を選択するこ
とにより、信号対不要信号電力比の改善効果および目標
対象物の検出性能を高めることができる。
【0032】実施の形態4.図9はこの発明の実施の形
態4によるレーダ装置を示すブロック構成図であり、図
において、16はクラッタマップ12から伝達されたク
ラッタの状況により、クラッタ抑圧用フィルタバンク6
で使用されるフィルタ重みを更新する第1の重み更新回
路である。その他の構成については、実施の形態1で示
した図1と同様であるので、その重複する説明を省略す
る。
【0033】次に動作について説明する。A/D変換器
5から出力された受信信号は、クラッタマップ12とク
ラッタ抑圧用フィルタバンク6に入力される。クラッタ
マップ12ではその受信信号に基づいてクラッタ中心周
波数と帯域幅を検出する。検出されたクラッタ中心周波
数および帯域幅は第1の重み更新回路16に伝達され
る。その第1の重み更新回路16では、伝達されたクラ
ッタ中心周波数および帯域幅に基づいて第1の重み設定
回路10と同様にクラッタ抑圧用フィルタバンク6の中
の各フィルタ回路25の重みを計算し、各フィルタ回路
25の重みを再設定する。そして、クラッタ抑圧用フィ
ルタバンク6は第1の重み更新回路16により設定され
た重みにより信号対不要信号電力比を改善する。
【0034】以上のように、この実施の形態4によれ
ば、不要信号のパワースペクトルを逐一観測し、その観
測された不要信号のパワースペクトルに基づいてフィル
タ回路25の重みを更新することにより、信号対不要信
号電力比の改善効果および目標対象物の検出性能を高め
ることができる。
【0035】実施の形態5.図10はこの発明の実施の
形態5によるレーダ装置を示すブロック構成図であり、
図において、17は予め想定された複数の不要信号のパ
ワースペクトルと目標信号の通過帯域外である参照信号
のパワースペクトルに基づいて、そのサイドローブレベ
ルと信号対不要信号電力比改善度のトレードオフからク
ラッタ抑圧用フィルタバンク6において使用される重み
を設定する第3の重み設定回路である。図11は重み設
定回路が重みを計算する際に想定した目標信号,参照信
号および不要信号のパワースペクトルを示す説明図であ
る。その他の構成については、実施の形態1で示した図
1と同様であるので、その重複する説明を省略する。
【0036】次に動作について説明する。実施の形態1
と同様に、A/D変換器5から出力された受信信号はク
ラッタ抑圧用フィルタバンク6に入力される。図11は
第3の重み設定回路17が重みを計算する際に想定した
目標信号,参照信号および不要信号のパワースペクトル
を示したものであり、目標信号のパワースペクトルは割
り当てられた通過帯域に一様に電力が存在していると想
定する。また、参照信号は通過帯域外のサイドローブ領
域に一様に成分が存在していると想定する。ここで、実
施の形態1と同様に、それぞれの受信信号の相関行列を
計算する。フィルタ回路25にて使用される重みは、予
めサイドローブレベルの上限値ps0を設定しておき、
目的関数scnを式(4)により計算する。
【0037】
【数4】
【0038】さらに、最適化手法等を用いて制約関数が
上限値ps0を超えない条件で目的関数を最大にする重
みを計算する。
【0039】
【数5】
【0040】以上のように、この実施の形態5によれ
ば、中心周波数の想定が困難なクラッタを抑圧するた
め、サイドローブレベルを制限した条件で信号対不要信
号電力比の改善度を最適にするフィルタ回路25の重み
を計算することにより、信号対不要信号電力比の改善効
果および目標対象物の検出性能を高めることができる。
【0041】実施の形態6.図12はこの発明の実施の
形態6によるレーダ装置を示すブロック構成図であり、
図において、18は予め想定された複数の不要信号のパ
ワースペクトルと目標信号の通過帯域外である参照信号
のパワースペクトルに基づいてクラッタ領域を除くドッ
プラー周波数領域内において、そのサイドローブレベル
と信号対不要信号電力比改善度のトレードオフからクラ
ッタ抑圧用フィルタバンク6において使用される重みを
設定する第4の重み設定回路である。その他の構成につ
いては、実施の形態1で示した図1と同様であるので、
その重複する説明を省略する。
【0042】次に動作について説明する。実施の形態1
と同様に、A/D変換器5から出力された受信信号はク
ラッタ抑圧用フィルタバンク6に入力される。第4の重
み設定回路18は実施の形態2と同様に、予め想定され
た複数の不要信号のパワースペクトルと目標信号の通過
帯域外である参照信号のパワースペクトルに基づいてク
ラッタ周波数領域を除いた領域を目標検出領域とし、各
フィルタ回路25に通過帯域を割り当てた後、第3の重
み設定回路17と同様の手順により各フィルタ回路25
の重みを計算する。これにより、クラッタ抑圧用フィル
タバンク6により信号対不要信号電力比を改善する。
【0043】以上のように、この実施の形態6によれ
ば、クラッタの電力が集中している領域を除いた周波数
領域を目標検出領域とすることによって、クラッタの電
力による目標対象物を検出できないフィルタ回路25を
なくし、また、サイドローブレベルを制限した条件で信
号対不要信号電力比の改善度を最適にするフィルタ回路
25の重みを計算することにより、無駄のない目標対象
物の検出処理ができると共に、信号対不要信号電力比の
改善効果および目標対象物の検出性能を高めることがで
きる。
【0044】実施の形態7.図13はこの発明の実施の
形態7によるレーダ装置を示すブロック構成図であり、
図において、19は予め不要信号を複数個想定すると共
に目標信号の通過帯域外である複数の参照信号のパワー
スペクトルに基づいて、それぞれ想定される不要信号に
ついて受信信号の信号対不要信号電力比を改善する複数
のクラッタ抑圧用フィルタバンク6を設け、クラッタの
状況に応じてそれらクラッタ抑圧用フィルタバンク6を
選択し、A/D変換器5から出力された受信信号の信号
対不要信号電力比を改善する第2のクラッタ抑圧回路で
ある。図14はその第2のクラッタ抑圧回路を示すブロ
ック構成図である。その他の構成については、実施の形
態1で示した図1と同様であるので、その重複する説明
を省略する。
【0045】次に動作について説明する。実施の形態1
と同様にA/D変換器5から出力された受信信号は、ク
ラッタマップ12と第2のクラッタ抑圧回路19に入力
される。クラッタマップ12ではその受信信号に基づい
てクラッタ中心周波数と帯域幅を検出する。検出された
クラッタ中心周波数および帯域幅は選択回路14に伝達
される。選択回路14では伝達されたクラッタ中心周波
数および帯域幅に最も近いクラッタを想定して重みが設
定されているクラッタ抑圧用フィルタバンク6を選択す
る。図14において、想定されるクラッタの状況の個数
だけ第3の重み設定回路17とクラッタ抑圧用フィルタ
バンク6を用意する。選択回路14は選択したクラッタ
抑圧用フィルタバンク6に接続できるようにスイッチ1
5を切り換える。第2のクラッタ抑圧回路19は選択回
路14により選択されたクラッタ抑圧用フィルタバンク
6を用いて、第3の重み設定回路17によりサイドロー
ブレベルと信号対不要信号電力比改善度のトレードオフ
からクラッタ抑圧用フィルタバンク6の重みが設定され
る。
【0046】以上のように、この実施の形態7によれ
ば、予め複数の不要信号を想定し、サイドローブレベル
を制限したクラッタ抑圧用フィルタバンク6を複数用意
しておき、観測した不要信号パワースペクトルと最も類
似したパワースペクトルに基づいて、重みが設定された
フィルタ回路25を選択することにより、中心周波数の
予測が困難なクラッタを抑圧し、信号対不要信号電力比
の改善効果および目標対象物の検出性能を高めることが
できる。
【0047】実施の形態8.図15はこの発明の実施の
形態8によるレーダ装置を示すブロック構成図であり、
図において、20はクラッタマップ12から伝達された
クラッタ中心周波数および帯域幅と目標信号の通過帯域
外である複数の参照信号のパワースペクトルに基づい
て、クラッタ抑圧用フィルタバンク6で使用されるフィ
ルタ重みを更新する第2の重み更新回路である。その他
の構成については、実施の形態1で示した図1と同様で
あるので、その重複する説明を省略する。
【0048】次に動作について説明する。実施の形態1
と同様に、A/D変換器5から出力された受信信号は、
クラッタマップ12とクラッタ抑圧用フィルタバンク6
に入力される。クラッタマップ12ではその受信信号に
基づいてクラッタ中心周波数と帯域幅を検出する。検出
されたクラッタ中心周波数および帯域幅は第2の重み更
新回路20に伝達される。その第2の重み更新回路20
では、伝達されたクラッタ中心周波数および帯域幅と目
標信号の通過帯域外である複数の参照信号のパワースペ
クトルに基づいて、第3の重み設定回路17と同様にク
ラッタ抑圧用フィルタバンク6の中の各フィルタ回路2
5の重みを計算し、各フィルタ回路25の重みを再設定
する。そして、クラッタ抑圧用フィルタバンク6は第2
の重み更新回路20により設定された重みにより信号対
不要信号電力比を改善する。
【0049】以上のように、この実施の形態8によれ
ば、不要信号のパワースペクトルを逐一観測し、その観
測された不要信号のパワースペクトルからフィルタ回路
25の重みサイドローブレベルを考慮して更新すること
により、中心周波数の予測が困難なクラッタを抑圧し、
信号対不要信号電力比の改善効果および目標対象物の検
出性能を高めることができる。
【0050】
【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、受信信号中の所定の通過帯域に存在する目標信号
を検出するフィルタ回路から構成され、受信信号の信号
対不要信号電力比を改善するクラッタ抑圧用フィルタバ
ンクと、予め予想された不要信号のパワースペクトルに
基づいて信号対不要信号電力比を最適に改善する重みを
計算し、クラッタ抑圧用フィルタバンクに用いられるフ
ィルタ回路の重みを設定する第1の重み設定回路とを備
えるように構成したので、不要信号のパワースペクトル
が予め既知である場合に、信号対不要信号電力比の改善
度を最適にすることによって、目標対象物の検出性能を
改善することができる効果がある。
【0051】請求項2記載の発明によれば、予め予想さ
れた不要信号のパワースペクトルに基づいてクラッタ領
域を除くドップラー周波数領域内において信号対不要信
号電力比を最適に改善する重みを計算し、クラッタ抑圧
用フィルタバンクに用いられるフィルタ回路の重みを設
定する第2の重み設定回路を備えるように構成したの
で、クラッタの電力が集中している領域を除いた周波数
領域を目標検出領域とすることによって、クラッタの電
力による目標対象物を検出できないフィルタ回路をなく
し、無駄のない目標対象物の検出処理ができる効果があ
る。
【0052】請求項3記載の発明によれば、予め想定さ
れる複数の不要信号のパワースペクトルに基づいて、そ
れぞれ想定される不要信号について受信信号の信号対不
要信号電力比を改善する複数のクラッタ抑圧用フィルタ
バンクを設け、クラッタの状況に応じてそれらクラッタ
抑圧用フィルタバンクを選択し、受信信号の信号対不要
信号電力比を改善する第1のクラッタ抑圧回路と、クラ
ッタマップから伝達されたクラッタの中心周波数および
帯域幅に基づいて第1のクラッタ抑圧回路のクラッタ抑
圧用フィルタバンクを選択する選択回路とを備えるよう
に構成したので、予め複数の不要信号を想定し、クラッ
タ抑圧用フィルタバンクを複数用意しておき、観測した
不要信号パワースペクトルと最も類似したパワースペク
トルに基づいて、重みが設定されたフィルタ回路を選択
することにより、信号対不要信号電力比の改善効果およ
び目標対象物の検出性能を高めることができる効果があ
る。
【0053】請求項4記載の発明によれば、クラッタマ
ップにより検出されたクラッタの中心周波数および帯域
幅による不要信号のパワースペクトルに基づいて信号対
不要信号電力比を最適に改善する重みを計算し、クラッ
タ抑圧用フィルタバンクに用いられるフィルタ回路の重
みを更新する第1の重み更新回路を備えるように構成し
たので、不要信号のパワースペクトルを逐一観測し、そ
の観測された不要信号のパワースペクトルに基づいてフ
ィルタ回路の重みを更新することにより、信号対不要信
号電力比の改善効果および目標対象物の検出性能を高め
ることができる効果がある。
【0054】請求項5記載の発明によれば、受信信号中
の所定の通過帯域に存在する目標信号を検出するフィル
タから構成され、受信信号の信号対不要信号電力比を改
善するクラッタ抑圧用フィルタバンクと、予め想定され
た不要信号のパワースペクトルと目標信号の通過帯域外
である参照信号のパワースペクトルに基づいて信号対不
要信号電力比を最適に改善する重みを計算し、クラッタ
抑圧用フィルタバンクに用いられるフィルタ回路の重み
を設定する第3の重み設定回路とを備えるように構成し
たので、中心周波数の想定が困難なクラッタを抑圧する
ため、サイドローブレベルを制限した条件で信号対不要
信号電力比の改善度を最適にするフィルタ回路の重みを
計算することにより、信号対不要信号電力比の改善効果
および目標対象物の検出性能を高めることができる効果
がある。
【0055】請求項6記載の発明によれば、予め想定さ
れた不要信号のパワースペクトルと目標信号の通過帯域
外である参照信号のパワースペクトルに基づいてクラッ
タ領域を除くドップラー周波数領域内において信号対不
要信号電力比を最適に改善する重みを計算し、クラッタ
抑圧用フィルタバンクに用いられるフィルタ回路の重み
を設定する第4の重み設定回路を備えるように構成した
ので、クラッタの電力が集中している領域を除いた周波
数領域を目標検出領域とすることによって、クラッタの
電力による目標対象物を検出できないフィルタ回路をな
くし、また、サイドローブレベルを制限した条件で信号
対不要信号電力比の改善度を最適にするフィルタ回路の
重みを計算することにより、無駄のない目標対象物の検
出処理ができると共に、信号対不要信号電力比の改善効
果および目標対象物の検出性能を高めることができる効
果がある。
【0056】請求項7記載の発明によれば、予め想定さ
れた複数の不要信号のパワースペクトルと目標信号の通
過帯域外である複数の参照信号のパワースペクトルに基
づいて、それぞれ想定される不要信号について受信信号
の信号対不要信号電力比を改善する複数のクラッタ抑圧
用フィルタバンクを設け、クラッタの状況に応じてそれ
らクラッタ抑圧用フィルタバンクを選択し、受信信号の
信号対不要信号電力比を改善する第2のクラッタ抑圧回
路と、クラッタマップから伝達されたクラッタの中心周
波数および帯域幅に基づいて第2のクラッタ抑圧回路の
クラッタ抑圧用フィルタバンクを選択する選択回路とを
備えるように構成したので、予め複数の不要信号を想定
し、サイドローブレベルを制限したクラッタ抑圧用フィ
ルタバンクを複数用意しておき、観測した不要信号パワ
ースペクトルと最も類似したパワースペクトルに基づい
て、重みが設定されたフィルタ回路を選択することによ
り、中心周波数の予測が困難なクラッタを抑圧し、信号
対不要信号電力比の改善効果および目標対象物の検出性
能を高めることができる効果がある。
【0057】請求項8記載の発明によれば、クラッタマ
ップにより検出されたクラッタの中心周波数および帯域
幅と目標信号の通過帯域外である参照信号のパワースペ
クトルとに基づいて信号対不要信号電力比を最適に改善
する重みを計算し、クラッタ抑圧用フィルタバンクに用
いられるフィルタ回路の重みを更新する第2の重み更新
回路を備えるように構成したので、不要信号のパワース
ペクトルを逐一観測し、その観測された不要信号のパワ
ースペクトルからフィルタ回路の重みサイドローブレベ
ルを考慮して更新することにより、中心周波数の予測が
困難なクラッタを抑圧し、信号対不要信号電力比の改善
効果および目標対象物の検出性能を高めることができる
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1によるレーダ装置を
示すブロック構成図である。
【図2】 クラッタ抑圧用フィルタバンクを示すブロッ
ク構成図である。
【図3】 想定した不要信号と目標信号のパワースペク
トルを示す説明図である。
【図4】 この発明の実施の形態2によるレーダ装置を
示すブロック構成図である。
【図5】 クラッタ抑圧用フィルタバンクを示すブロッ
ク構成図である。
【図6】 第2の重み設定回路において割り当てられる
目標信号の周波数領域を示す説明図である。
【図7】 この発明の実施の形態3によるレーダ装置を
示すブロック構成図である。
【図8】 第1のクラッタ抑圧回路を示すブロック構成
図である。
【図9】 この発明の実施の形態4によるレーダ装置を
示すブロック構成図である。
【図10】 この発明の実施の形態5によるレーダ装置
を示すブロック構成図である。
【図11】 重み設定回路が重みを計算する際に想定し
た目標信号,参照信号および不要信号のパワースペクト
ルを示す説明図である。
【図12】 この発明の実施の形態6によるレーダ装置
を示すブロック構成図である。
【図13】 この発明の実施の形態7によるレーダ装置
を示すブロック構成図である。
【図14】 第2のクラッタ抑圧回路を示すブロック構
成図である。
【図15】 この発明の実施の形態8によるレーダ装置
を示すブロック構成図である。
【図16】 従来のレーダ装置を示すブロック構成図で
ある。
【図17】 コヒーレント積分回路を示すブロック構成
図である。
【図18】 フィルタ回路を示すブロック構成図であ
る。
【図19】 信号対不要信号電力比を改善する回路を示
すブロック構成図である。
【符号の説明】
1 送信アンテナ、3 受信アンテナ、4 受信機、5
A/D変換器、6クラッタ抑圧用フィルタバンク、7
検波回路、8 目標検出回路、10 第1の重み設定
回路、11 第2の重み設定回路、12 クラッタマッ
プ、13 第1のクラッタ抑圧回路、14 選択回路、
16 第1の重み更新回路、17 第3の重み設定回
路、18 第4の重み設定回路、19 第2のクラッタ
抑圧回路、20 第2の重み更新回路、25 フィルタ
回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−34444(JP,A) 特開 平7−43453(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 7/02 - 7/42 G01S 13/52 - 13/534

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信アンテナから発射された電波が目標
    対象物等によって反射して生成される受信信号を受信ア
    ンテナにより受信し、その受信信号の帯域制限、位相検
    波および増幅を行う受信機と、その受信機から出力され
    たアナログ信号の受信信号をディジタル信号に変換する
    A/D変換器と、その受信信号中の所定の通過帯域に存
    在する目標信号を検出するフィルタ回路から構成され、
    上記A/D変換器から出力された受信信号の信号対不要
    信号電力比を改善するクラッタ抑圧用フィルタバンク
    と、予め予想された不要信号のパワースペクトルに基づ
    いて上記信号対不要信号電力比を最適に改善する重みを
    計算し、上記クラッタ抑圧用フィルタバンクに用いられ
    る上記フィルタ回路の重みを設定する第1の重み設定回
    路と、上記クラッタ抑圧用フィルタバンクから出力され
    た受信信号を検波する検波回路と、その検波回路から出
    力された受信信号に基づいて上記目標対象物の有無を検
    出する目標検出回路とを備えたレーダ装置。
  2. 【請求項2】 送信アンテナから発射された電波が目標
    対象物等によって反射して生成される受信信号を受信ア
    ンテナにより受信し、その受信信号の帯域制限、位相検
    波および増幅を行う受信機と、その受信機から出力され
    たアナログ信号の受信信号をディジタル信号に変換する
    A/D変換器と、その受信信号中の所定の通過帯域に存
    在する目標信号を検出するフィルタ回路から構成され、
    上記A/D変換器から出力された受信信号の信号対不要
    信号電力比を改善するクラッタ抑圧用フィルタバンク
    と、予め予想された不要信号のパワースペクトルに基づ
    いてクラッタ領域を除くドップラー周波数領域内におい
    て上記信号対不要信号電力比を最適に改善する重みを計
    算し、上記クラッタ抑圧用フィルタバンクに用いられる
    上記フィルタ回路の重みを設定する第2の重み設定回路
    と、上記クラッタ抑圧用フィルタバンクから出力された
    受信信号を検波する検波回路と、その検波回路から出力
    された受信信号に基づいて上記目標対象物の有無を検出
    する目標検出回路とを備えたレーダ装置。
  3. 【請求項3】 送信アンテナから発射された電波が目標
    対象物等によって反射して生成される受信信号を受信ア
    ンテナにより受信し、その受信信号の帯域制限、位相検
    波および増幅を行う受信機と、その受信機から出力され
    たアナログ信号の受信信号をディジタル信号に変換する
    A/D変換器と、そのA/D変換器から出力された受信
    信号に基づいてクラッタの中心周波数および帯域幅を検
    出するクラッタマップと、予め想定される複数の不要信
    号のパワースペクトルに基づいて、それぞれ想定される
    不要信号について受信信号の信号対不要信号電力比を改
    善する複数のクラッタ抑圧用フィルタバンクを設け、ク
    ラッタの状況に応じてそれらクラッタ抑圧用フィルタバ
    ンクを選択し、上記A/D変換器から出力された受信信
    号の信号対不要信号電力比を改善する第1のクラッタ抑
    圧回路と、上記クラッタマップから伝達されたクラッタ
    の中心周波数および帯域幅に基づいて上記第1のクラッ
    タ抑圧回路の上記クラッタ抑圧用フィルタバンクを選択
    する選択回路と、上記第1のクラッタ抑圧回路から出力
    された受信信号を検波する検波回路と、その検波回路か
    ら出力された受信信号に基づいて上記目標対象物の有無
    を検出する目標検出回路とを備えたレーダ装置。
  4. 【請求項4】 送信アンテナから発射された電波が目標
    対象物等によって反射して生成される受信信号を受信ア
    ンテナにより受信し、その受信信号の帯域制限、位相検
    波および増幅を行う受信機と、その受信機から出力され
    たアナログ信号の受信信号をディジタル信号に変換する
    A/D変換器と、そのA/D変換器から出力された受信
    信号に基づいてクラッタの中心周波数および帯域幅を検
    出するクラッタマップと、その受信信号中の所定の通過
    帯域に存在する目標信号を検出するフィルタ回路から構
    成され、上記A/D変換器から出力された受信信号の信
    号対不要信号電力比を改善するクラッタ抑圧用フィルタ
    バンクと、上記クラッタマップにより検出されたクラッ
    タの中心周波数および帯域幅による不要信号のパワース
    ペクトルに基づいて上記信号対不要信号電力比を最適に
    改善する重みを計算し、上記クラッタ抑圧用フィルタバ
    ンクに用いられる上記フィルタ回路の重みを更新する第
    1の重み更新回路と、上記クラッタ抑圧用フィルタバン
    クから出力された受信信号を検波する検波回路と、その
    検波回路から出力された受信信号に基づいて上記目標対
    象物の有無を検出する目標検出回路とを備えたレーダ装
    置。
  5. 【請求項5】 送信アンテナから発射された電波が目標
    対象物等によって反射して生成される受信信号を受信ア
    ンテナにより受信し、その受信信号の帯域制限、位相検
    波および増幅を行う受信機と、その受信機から出力され
    たアナログ信号の受信信号をディジタル信号に変換する
    A/D変換器と、その受信信号中の所定の通過帯域に存
    在する目標信号を検出するフィルタ回路から構成され、
    上記A/D変換器から出力された受信信号の信号対不要
    信号電力比を改善するクラッタ抑圧用フィルタバンク
    と、予め予想された不要信号のパワースペクトルと目標
    信号の通過帯域外である参照信号のパワースペクトルと
    に基づいて上記信号対不要信号電力比を最適に改善する
    重みを計算し、上記クラッタ抑圧用フィルタバンクに用
    いられる上記フィルタ回路の重みを設定する第3の重み
    設定回路と、上記クラッタ抑圧用フィルタバンクから出
    力された受信信号を検波する検波回路と、その検波回路
    から出力された受信信号に基づいて上記目標対象物の有
    無を検出する目標検出回路とを備えたレーダ装置。
  6. 【請求項6】 送信アンテナから発射された電波が目標
    対象物等によって反射して生成される受信信号を受信ア
    ンテナにより受信し、その受信信号の帯域制限、位相検
    波および増幅を行う受信機と、その受信機から出力され
    たアナログ信号の受信信号をディジタル信号に変換する
    A/D変換器と、その受信信号中の所定の通過帯域に存
    在する目標信号を検出するフィルタ回路から構成され、
    上記A/D変換器から出力された受信信号の信号対不要
    信号電力比を改善するクラッタ抑圧用フィルタバンク
    と、予め予想された不要信号のパワースペクトルと目標
    信号の通過帯域外である参照信号のパワースペクトルに
    基づいてクラッタ領域を除くドップラー周波数領域内に
    おいて上記信号対不要信号電力比を最適に改善する重み
    を計算し、上記クラッタ抑圧用フィルタバンクに用いら
    れる上記フィルタ回路の重みを設定する第4の重み設定
    回路と、上記クラッタ抑圧用フィルタバンクから出力さ
    れた受信信号を検波する検波回路と、その検波回路から
    出力された受信信号に基づいて上記目標対象物の有無を
    検出する目標検出回路とを備えたレーダ装置。
  7. 【請求項7】 送信アンテナから発射された電波が目標
    対象物等によって反射して生成される受信信号を受信ア
    ンテナにより受信し、その受信信号の帯域制限、位相検
    波および増幅を行う受信機と、その受信機から出力され
    たアナログ信号の受信信号をディジタル信号に変換する
    A/D変換器と、そのA/D変換器から出力された受信
    信号に基づいてクラッタの中心周波数および帯域幅を検
    出するクラッタマップと、予め予想された複数の不要信
    号のパワースペクトルと目標信号の通過帯域外である複
    数の参照信号のパワースペクトルに基づいて、それぞれ
    想定される不要信号について受信信号の信号対不要信号
    電力比を改善する複数のクラッタ抑圧用フィルタバンク
    を設け、クラッタの状況に応じてそれらクラッタ抑圧用
    フィルタバンクを選択し、上記A/D変換器から出力さ
    れた受信信号の信号対不要信号電力比を改善する第2の
    クラッタ抑圧回路と、上記クラッタマップから伝達され
    たクラッタの中心周波数および帯域幅に基づいて上記第
    2のクラッタ抑圧回路の上記クラッタ抑圧用フィルタバ
    ンクを選択する選択回路と、上記第2のクラッタ抑圧回
    路から出力された受信信号を検波する検波回路と、その
    検波回路から出力された受信信号に基づいて上記目標対
    象物の有無を検出する目標検出回路とを備えたレーダ装
    置。
  8. 【請求項8】 送信アンテナから発射された電波が目標
    対象物等によって反射して生成される受信信号を受信ア
    ンテナにより受信し、その受信信号の帯域制限、位相検
    波および増幅を行う受信機と、その受信機から出力され
    たアナログ信号の受信信号をディジタル信号に変換する
    A/D変換器と、そのA/D変換器から出力された受信
    信号に基づいてクラッタの中心周波数および帯域幅を検
    出するクラッタマップと、その受信信号中の所定の通過
    帯域に存在する目標信号を検出するフィルタ回路から構
    成され、上記A/D変換器から出力された受信信号の信
    号対不要信号電力比を改善するクラッタ抑圧用フィルタ
    バンクと、上記クラッタマップにより検出されたクラッ
    タの中心周波数および帯域幅と目標信号の通過帯域外で
    ある参照信号のパワースペクトルとに基づいて上記信号
    対不要信号電力比を最適に改善する重みを計算し、上記
    クラッタ抑圧用フィルタバンクに用いられる上記フィル
    タ回路の重みを更新する第2の重み更新回路と、上記ク
    ラッタ抑圧用フィルタバンクから出力された受信信号を
    検波する検波回路と、その検波回路から出力された受信
    信号に基づいて上記目標対象物の有無を検出する目標検
    出回路とを備えたレーダ装置。
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