JP3518056B2 - ディコンボルューション回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーダー装置等において
パルス状の信号を送出してその反射波をディコンボルー
ションする際に用いられるディコンボルーション回路に
関し、特に、物標分布（元の信号原波形）に対する復元
性を向上させるためのディコンボルーション回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、パルスレーダー装置ではパルス
状の電磁波を送出後、所定の物標分布波形（真の信号源
波形，ここではｘ（ｉ）とする）からの反射波を受信装
置で観測して波形を得ている。ところが、レーダー装置
（送信回路）から送信される電磁波のパルス幅、アンテ
ナビーム幅、受信回路の帯域幅（一般に、１．２／送信
パルス幅（秒）の値に設定されている）等の影響によっ
て、上述のようにして、得られた波形は、もとの物標分
布関数波形とは異なった波形となってしまう。

【０００３】このため、一般に、パルス幅及びアンテナ
ビーム幅等によって装置関数を予め計算して、この装置
関数と波形データ（受信装置で観測して得られた波形デ
ータ）とから物標分布波形を計算することが行われてお
り、このような処理演算手法として、所謂ディコンボル
ューション法と呼ばれる処理演算手法が知られている。
このディコンボルューション法を用いた回路をここでは
ディコンボルューション回路と呼ぶ。なお、ティコンボ
ルューション法にはフーリエ面処理法と信号面処理法と
に大別される。

【０００４】ここで、図８に従来のディコンボルューシ
ョン回路を用いたレーダ装置について概説する。図示の
レーダ装置はアンテナ１１、受信回路１２、レーダ指示
機１３、ディコンボルューション処理回路１４、及び表
示回路１５を備えている（なお、このレーダ装置におい
ては、送信側回路は示さず）。

【０００５】前述のように、反射波はアンテナ１１で受
信され、受信回路１２で増幅されてレーダ指示機１３に
送られ、リアルタイムにＰＰＩ表示された反射波がオペ
レータによって観測されているとする。いまオペレータ
によって特定のエコー表示位置を含むレンジ方向範囲と
して、例えば、２５６から５１２のレンジビン、方位方
向指定範囲として、例えば、０．０［°］から３０．０
［°］の範囲（この範囲には２５６回の送信と受信波に
よる観測がなされているとする）が指定されたとし、こ
の範囲の観測波は、レーダ指示機に与えられるとともに
信号面処理回路１４にも転送されるものとする。受信回
路１２の出力段にＡ／Ｄ回路が組み込まれている場合
は、ディジタル信号の形で観測データが信号面処理回路
１４に転送され、受信回路１２の出力段にＡ／Ｄ回路が
組み込まれていない場合は、信号面処理回路１４でＡ／
Ｄ変換され、観測データ（ｙ（ｉ））が作成されるもの
とする。

【０００６】ディコンボルューション処理回路１４では
ディコンボルューション法によって物標分布波形を計算
するが、この計算に必要なデータは、観測データ（ｙ
（ｉ））及び予め算出しておかれる装置関数（ｈ（ｉ）
とする）であり、レーダーのレンジ方向に関する処理演
算を行う際、ｙ（ｉ）（ｉ＝０，１，２，…，Ｎ）は１
スイープ期間における所定の範囲の受信波形をＡ／Ｄ変
換して得られるレンジ方向に連なる受信データ波形を意
味する。同様にして、方位方向に関する演算を行う際、
ｙ（ｉ）は方位方向に連なる受信波形データを意味す
る。

【０００７】図８のディコンボルューション処理回路１
４としてフーリエ面処理法を用いる場合、ｙ（ｉ）及び
ｈ（ｉ）をそれぞれフーリエ変換してから周波数領域で
処理を行い、この結果をさらにフーリエ逆変換する。ｘ
（ｉ）が波形変形要素（伝達関数：Ｈ（ｓ））を通過し
た結果、ｙ（ｉ）の波形にまで変形したという考え方に
よっている。ここで、Ｈ（ｓ）は装置関数（ｈ（ｉ））
をフーリエ変換することによって求められる。周波数領
域での主要な処理としては、Ｙ（ｓ）／Ｈ（ｓ）のみと
なる。

【０００８】このフーリエ面処理法は、信号面処理法に
比べて処理時間が短くて済む反面、上述のように割り算
を行うので、雑音に弱いという欠点がある。

【０００９】次に図８のディコンボルューション処理回
路１４として信号面処理法を用いた場合の処理演算につ
いて説明する。

【００１０】一般に、観測データ（ｙ（ｉ））は数１で
示すようなｘ（ｉ）とｈ（ｉ）とのコンボルューション
（畳み込み）関係で表される。

【００１１】

【数１】

【００１２】信号面処理では信号源波形（ｘ（ｉ））と
観測波形（ｙ（ｉ））とは数２で示す連立１次方程式で
表す。

【００１３】

【数２】

【００１４】ここで、ｘ_i を要素とするベクトルをｘと
し、ｙ_i を要素とするベクトルをｙとし、さらに、ｈ_ij
を要素とする行列をＨとすると、行列Ｈとベクトルｘ及
びｙとの関係は数３で表すことができる。

【００１５】

【数３】

【００１６】数３において、ｙは１スイープ又は１スキ
ャン期間におけるレーダー受信信号波形内の特定区間の
信号波形をＡ／Ｄ変換して得られる連続したＮ個の受信
データによって構成される。ｙがレンジ方向に連続した
観測データであると、Ｈはレンジ方向の応答関数を１ス
テップずつ横にずらしたものを縦方向に並べることによ
って得られる。ｘを未知数として、数３を解く際には、
各種の数値演算手法が用いられる。この際、Ｈの対角要
素の近房のみに値をもつので、Ｊａｃｏｂｉの反復法又
はＧａｕｓｓ−Ｓｅｉｄｅｌの反復法が用いられる。

【００１７】加法性雑音がある場合、これをベクトルｎ
で表すと、数３は数４で表される。

【００１８】

【数４】

【００１９】観測データｙ（ｉ）及びＨｘ（ｉ）に注目
すると、ｙ（ｉ）とＨｘ（ｉ）は独立な系から得られた
ものであり、Ｈとｘ（ｉ）のマトリックス演算は、信号
源波形と装置関数のコンボルューション演算をしている
ことに他ならない。従ってｈが適正な装置関数になって
いて、しかも、観測データｙ（ｉ）に含まれる加法性雑
音が十分小さい場合、ｙ（ｉ）とＨｘ（ｉ）とは等しく
なるべきものである。実際には、ｙ（ｉ）に無視できな
い加法性雑音が含まれているので、両者の差の絶対値を
最小にする最小２乗法の条件式（両者の差の絶対値の一
次微分をゼロと置いて得られる）から、より最適なｘ
（ｉ）を計算することができる。この結果を数５に示
す。

【００２０】

【数５】

【００２１】数５を変形すると、数６となる。

【００２２】

【数６】

【００２３】つまり、数３で示される連立１次方程式を
ｘについて解くよりも、Ｈを（Ｈ^TＨ）で置き換え、ｙ
をＨ^T ｙで置き換えた連立１次方程式をＪａｃｏｂｉ法
又はＧａｕｓｓ−Ｓｅｉｄｅｌ反復法で解いてｘを求め
ると、有効な解ベクトルｘが算出されることになる。そ
して、（Ｈ^T Ｈ）^-1を予め求めておき、記憶回路等に記
憶させておけば、新しい観測データを得る都度Ｈ^T ｙを
求めて、これを（Ｈ^TＨ）^-1に掛けることによってｘを
求めることができる。この結果、Ｎ行の連立１次方程式
を解くよりも短時間で処理できることになる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、（Ｈ^T Ｈ）
^-1で示される逆行列演算は、マトリックスの次数Ｎが大
きくなるほど困難となり、解が得られないことがある。
このため、新しい観測データを得る都度，数６で示され
るＮ次の連立１次方程式をｘについて反復法を用いて解
くことが行われている。

【００２５】ヤコビ法及びガウス・ザイデル法の収束条
件は川上一郎著 理工系の数学入門数値計算 岩波書店
刊の１０１頁によると、マトリックスＨの行列要素ｈ
_ｉｊを用いると、数７となるとある。

【００２６】

【数７】

【００２７】同著９５頁によると、収束しさえすれば解
ベクトルが求められるという記述がある。しかしなが
ら、実際には、Ｈマトリックスの値として、ｈ_ｉｊ＝ｈ
_ｉｉの場合があり、数７で計算されるノルムが１．０に
近くなる場合が多い。さらに、あまり適正でないＨマト
リックスを使用し、加法性雑音が突発的に大きくなるこ
とがある場合では、収束解が得られないか又は非常に多
くの反復回数が必要になると考えられる。以上の場合に
は、より信号源波形に近い初期値を与えて反復計算を行
わせることがしばしば行われている。一般には、初期値
を設定する際には、観測データｙを係数倍したものが初
期として用いられる。しかしながら、このような初期値
の設定では近接して置かれた２物標などが設定された場
合、元の信号源波形が復元できなくなってしまうことが
多い。

【００２８】本発明の目的は元の信号源波形を精度よく
復元できるディコンボリューション回路を提供すること
にある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、予め近
接して置かれた数個の物標からの反射波を受け該反射波
に応じて観測データ得て該観測データと予め計算された
装置関数とに基づいて物標分布を得る際に用いられ、前
記観測データと前記装置関数とに基づいて逆フィルタ処
理を行い逆フィルタ処理結果を得る逆フィルタ処理手段
と、前記逆フィルタ処理結果を初期値として用いて信号
面処理処理を行って前記物標分布を得る信号面処理手段
とを有することを特徴とするディコンボルューション回
路を提示しており、前記信号面処理手段は、例えば、ヤ
コビ法又はガウスーザイデル法による反復計算法によっ
て前記信号面処理を行う。

【００３０】

【作用】本発明では、逆フィルタ処理結果を初期値デー
タとして用いて信号面処理を行うようにしたから、物標
分布を観測する際の復元性及び分解能を良好にすること
ができる。

【００３１】観測データｙ（ｉ）とＨｘ（ｉ）の計算値
（これは装置関数と信号源波形のコンボルューションに
等価）の差の２乗を最小とする条件式（微分した式をゼ
ロとおくと得られる）から信号源波形ｘ（ｉ）を計算す
ることによって加法性雑音レベルを減少させることがで
きる。

【００３２】

【実施例】以下本発明について実施例によって説明す
る。

【００３３】図１を参照して、図示のレーダ装置におい
て、図８に示すレーダ装置と同一の構成要素については
同一の参照番号を付し説明を省略する。図示のレーダ装
置は逆フィルタ処理回路２１を備えており、逆フィルタ
処理回路２１は観測データ（ｙ（ｉ））を受ける。そし
て、逆フィルタ処理回路２１の出力は信号面処理回路２
２に与えられる。

【００３４】逆フィルタ回路２１は、受信信号対称化回
路、ＦＦＴ回路、割り算回路、ＩＦＦＴ回路、及び記憶
回路（ともに図示せず）を備えており、記憶回路には伝
達関数（Ｈ（ｓ））が記憶されている。前述のように、
ｘ（ｔ）が伝達関数Ｈ（ｓ）を通過することによって観
測データｙ（ｔ）に変化したとすると、Ｙ（ｓ）＝Ｈ
（ｓ）・Ｘ（ｓ）が成立する。Ｙ（ｓ）はｙ（ｔ）をＦ
ＦＴして得られる周波数関数であり、Ｘ（ｓ）はｘ
（ｔ）をＦＦＴして得られる周波数関数である。原理的
には、Ｘ（ｓ）＝Ｙ（ｓ）／Ｈ（ｓ）によりＸ（ｓ）を
求め、このＸ（ｓ）をＩＦＦＴすることによって、ｘ
（ｔ）を得ることができる（なお、逆フィルタ処理回路
２１については、特願平６−１４７号明細書及び特願平
６−１９８９３０号明細書に詳説されているので、ここ
では、これ以上の説明を省略する）。そして、逆フィル
タ回路２１の出力は信号面処理回路２２に与えられる。

【００３５】一般に、レーダ受信信号のうちビデオ信号
を信号処理する場合、ゼロ以下の値は考えなくてよいの
で、ガウス・ザイデル法による反復計算の途中でゼロ以
下の計算結果が得られた場合、一般には、これを係数倍
してゼロに近づけた値と入れ替えるのが普通である。図
２はこのゼロに近づけた値といれ替える処理を省き、ガ
ウス・ザイデル法の計算プログラム例に基づいた計算回
路の一例である。以下図２の補充説明を記述する。

【００３６】まず従来のパルスレーダ１スイープの受信
信号のうち、特定の距離方向又はレンジ方向に連なるＮ
個のデータが従来のレーダ受信回路のほうから転送され
てきていてこれを図示の回路によって信号処理する場合
に関しては以下のように機能する。

【００３７】逆フィルタ処理回路から転送された初期値
データは初期値記憶回路４１（Ｎ個の配列メモリを持
つ）に記憶される。

【００３８】変数ｉはｉクロックのクロック数を意味す
る。マトリックス又はベクトルの添字として書かれた場
合は、メモリ配列番号を表し、一回のｉクロックの期間
にｊクロックはＮ回だされ、Ｎ個のデータを要素とする
ベクトルのうちの一つの値を計算するのにｊクロックは
Ｎ回必要となる。ｉクロックがＮ回出された時点でガウ
ス・ザイデル法による１回の反復計算が終了する。解ベ
クトルｘ［ｉ］（ｉ＝０，１，２，…，Ｎ−１）は１回
の反復計算の度に真の信号源ベクトルに近い値に修正さ
れる。解ベクトルｘ［ｉ］はＮ個の要素から構成され、
Ｎ番地のメモリ配列に格納され、修正された最も新しい
値のみがこの配列メモリに格納される構成となり、第１
回目の演算に関してはこのメモリには、初期設定された
値（ここでは逆フィルタ処理回路の出力値）が入る。

【００３９】次に、Ｎ個の要素からなる解ベクトル、Ｎ
個の要素からなる観測データが用意され、そのうちｉｉ
番目のベクトル要素に関する計算に関して数式を用いて
説明する。ｉ＝ｉｉについての演算に関しては次に示す
（１）と（２）を行う。

【００４０】（１）観測データをＨ^T ｙ［ｉｉ］に変換
したベクトルとＨ^T Ｈに変換した装置関数と解ベクトル
のコンボルューション演算により推定した観測データの
誤差を数８で計算して求める。

【００４１】

【数８】

【００４２】（２）前回の解ベクトルのｉｉ番目の要素
ｘ［ｉｉ］に対して、（１）で計算された誤差を加算し
解ベクトルｘ［ｉｉ］を修正する（ｘ［ｉｉ］＝ｘ［ｉ
ｉ］＋ｄ）。

【００４３】この式は、ｉ＝ｉｉの場合であるが、ｉ＝
０からｉ＝Ｎ−１までｉ＝ｉｉの場合と同一の演算を行
うことによってＮ個のデータから構成される方位方向又
は距離方向に連なる一つの観測データについての１回目
の反復回数分の演算を終了する。２回目の反復回数分の
演算も全く同様になる。一回の反復回数毎にＮ個の要素
をもった解ベクトルが一回ずつ修正されていく。

【００４４】図示の回路は、ｉクロック、ｊクロックに
同期して動作し、ｉクロックがＮ回出た時点で１回の反
復回数分の演算処理が終了する。ｊクロックがＮ回でた
時点でｉクロックが一回出るものとする。ここで１回の
クロックの立上がり又は立ち下がりを１回のクロックと
呼んでいる。

【００４５】ｉクロックに同期して、ｘ［０］，ｘ
［１］，…，ｘ［Ｎ−１］の順で解ベクトルの要素がラ
ッチ回路３４の出力に取り出され、また掛算回路３２の
Ｂ入力端子に用意されるものとする。

【００４６】ここで、解データｘ（ｉ）（ｉ＝０，１，
…，Ｎ−１）はベクトルｘ［ｉ］で表され、［ｉ］のｉ
値が要素番号を表す。ここで、反復法では最初の解ベク
トルｘ［ｉｉ］（ｉｉ＝０，１，２，…，Ｎ−１）は定
義されず、初期設定されなければならない。第１回目の
ｘ（ｉ）（ｉ＝０，１，…，Ｎ−１）（：ｘ［ｉ］）は
逆フィルタ処理回路から転送されるものとし、これが図
示の回路の入力データとなる。

【００４７】観測データｙ（ｉ）（ｉ＝０，１，…，Ｎ
−１）はベクトルｙ［ｉ］のレンジ方向又は方位方向に
連なるＮ個の観測データを表し、ベクトルｙで表す。最
小２乗法の条件式に従ってｙはＨ^T ｙに変換され、Ｈ^T
ｙの演算結果が記憶回路３８に予め記憶されており、第
０回目のｉクロックでＨ^T ｙ［０］、第１回目のｉクロ
ックでＨ^T ｙ［１］、第２回目のｉクロックでＨ^T ｙ
［２］、…、Ｈ^T ｙ［Ｎ−１］が記憶回路３８から読み
出されて、加算回路３９の入力側に用意されるとする。
ここで、ベクトルＨ^T ｙが記憶されている記憶回路３８
はＮ回のクロックパルスを出力するｉクロックの数によ
ってアドレス指定されるものとする。ただし、ｉクロッ
クとｊクロックはどちらもＮ回のクロックパルスをもつ
が、ｉクロックはｊクロックがＮ回出される度に１回出
力されるものとする。また、マトリックスＨは前述のよ
うにＨ^T Ｈに変換され、Ｈ^T Ｈが記憶回路３１に予め記
憶されており、第０回目のｊクロックでＨ^T Ｈ［０］
［０］、第１回目のｊクロックでＨ^T Ｈ［０］［１］、
第２回目のｊクロックでＨ^T Ｈ［０］［２］、…が記憶
回路３１から読み出されて、掛算回路３２の入力側の端
子Ａに用意されるとする。

【００４８】Ｈ^T Ｈ［ｉ］［ｊ］が記憶された記憶回路
３１のアドレス指定回路にはｊクロックとｉクロックが
入力されており、ｉ_a 回のｉクロックが入力した時点か
らさらにｊｂ回のｊクロックが入力された時点ではＨ^T
Ｈ［ｉａ］［ｊｂ］の値が記憶回路３１から読み出さ
れ、掛算回路３２の入力側の端子Ａ（上側の端子）に用
意されるものとする。

【００４９】ｊクロックは各回路３１，３２，３６，４
１に共通に入力されている。ｉクロックは各回路３３，
３８，３１，４１，４３，３４に共通に入力されてい
る。ただし、掛算回路３２ではｉクロックよりもさらに
周期の短い掛算演算に必要となる所定のクロックが必要
であり、割算回路３３にはｉクロックよりもさらに周期
の短い割算演算に必要となる所定のクロックが必要であ
ることはいうまでもない。以上のような初期設定の後以
下の演算がなされる。

【００５０】（１）．一回目の反復回数の演算 ｊクロック＝０，ｉクロック＝０の立上がりの時点で加
算回路３５のＡ入力端子にＨ^T Ｈ［０］［０］・ｘ
［０］、加算回路３５のＢ入力端子に０が用意される。
ｊクロック＝０，ｉクロック＝０の立ち下がりの時点で
これらの加算結果がラッチ回路１０にラッチされ、ラッ
チ回路１０の出力側に現れ、加算回路３５のＢ入力端子
にＨ^T Ｈ［０］［０］・ｘ［０］が用意される。

【００５１】ｊクロック＝１，ｉクロック＝０の立上が
りの時点でＨ^T Ｈ［０］［１］・ｘ［１］の演算結果が
加算回路３５のＡ入力端子に用意され、加算回路３５の
Ｂ入力端子のＨ^T Ｈ［０］［０］・ｘ［０］との加算が
行われる。ｊクロック＝１，ｉクロック＝０の立ち下が
りの時点では、これらの加算が終了しており、結果がラ
ッチ回路１０にラッチされ、ラッチ回路１０の出力側に
現れ、加算回路３５のＢ入力端子にＨ^T Ｈ［０］［０］
・ｘ［０］＋Ｈ^T Ｈ［０］［１］・ｘ［１］が用意され
る。

【００５２】ｊクロック＝２，ｉクロック＝０の立上が
りの時点でＨ^T Ｈ［０］［２］・ｘ［２］の演算結果が
加算回路３５のＡ入力端子に用意され、加算回路３５の
Ｂ入力端子のＨ^T Ｈ［０］［０］・ｘ［０］＋Ｈ^T Ｈ
［０］［１］・ｘ［１］との加算が行われる。ｊクロッ
ク＝２，ｉクロック＝０の立ち下がりの時点では、これ
らの加算が終了しており、結果がラッチ回路１０にラッ
チされ、ラッチ回路１０の出力側に現れ、加算回路３５
のＢ入力端子にＨ^T Ｈ［０］［０］・ｘ［０］＋Ｈ^T Ｈ
［０］［１］・ｘ［１］＋Ｈ^T Ｈ［０］［２］・ｘ
［２］が用意される。以上のようにして、ｊクロック＝
Ｎ−１，ｉクロック＝０の立ち下がりの時点でラッチ回
路１０の出力側に数９で示す値が用意される。

【００５３】

【数９】

【００５４】ｉクロックはｉ＝０の状態であるので、こ
のｉ＝０の時点で、記憶回路３８の出力はＨ^T ｙ［０］
となっており、割算回路のＡ入力端子にはＨ^T Ｈ［０］
［０］が用意されているので、割算回路３３の出力側に
は数１０で示す値が現れる。

【００５５】

【数１０】

【００５６】上記ｄの値は加算回路４０のＡ入力端子に
入る。また加算回路４０のＢ入力端子には、逆フィルタ
処理回路から得られる初期設定値解ベクトルの最初の要
素ｘ［０］が用意されており、ｘ［０］＋ｄのように修
正される。これが記憶回路４３の［０］に格納される。
このｘ［０］の記憶はｉクロックの立上がりに同期して
行われる。ここで、ｉ＝０に関する演算は終了し、解ベ
クトルの２番目の要素の修正演算に移る。

【００５７】ｊクロック＝０，ｉクロック＝１の立上が
りの時点で加算回路３５のＡ入力端子にＨ^T Ｈ［１］
［０］・ｘ［０］、加算回路３５のＢ入力端子に０が用
意される。ｊクロック＝０，ｉクロック＝１の立ち下が
りの時点でこれらの加算結果がラッチ回路１０にラッチ
され、ラッチ回路１０の出力側に現れ、加算回路３５の
Ｂ入力端子にＨ^T Ｈ［１］［０］・ｘ［０］が用意され
る。

【００５８】ｊクロック＝１，ｉクロック＝１の立上が
りの時点でＨ^T Ｈ［１］［１］・ｘ［１］の演算結果が
加算回路３５のＡ入力端子に用意され、加算回路３５の
Ｂ入力端子のＨ^T Ｈ［１］［０］・ｘ［０］との加算が
行われる。ｊクロック＝１，ｉクロック＝１の立ち下が
りの時点では、これらの加算が終了しており、結果がラ
ッチ回路１０にラッチされ、ラッチ回路１０の出力側に
現れ、加算回路３５のＢ入力端子にＨ^T Ｈ［１］［０］
・ｘ［０］＋Ｈ^T Ｈ［１］［１］・ｘ［１］が用意され
る。

【００５９】ｊクロック＝２，ｉクロック＝１の立上が
りの時点でＨ^T Ｈ［１］［２］・ｘ［２］の演算結果が
加算回路３５のＡ入力端子に用意され、加算回路３５の
Ｂ入力端子のＨ^T Ｈ［１］［０］・ｘ［０］＋Ｈ^T Ｈ
［１］［１］・ｘ［１］との加算が行われる。ｊクロッ
ク＝２，ｉクロック＝１の立ち下がりの時点では、これ
らの加算が終了しており、結果がラッチ回路１０にラッ
チされ、ラッチ回路１０の出力側に現れ、加算回路３５
のＢ入力端子にＨ^T Ｈ［１］［０］・ｘ［０］＋Ｈ^T Ｈ
［１］［１］・ｘ［１］＋Ｈ^T Ｈ［１］［２］・ｘ
［２］が用意される。以上のようにして、ｊクロック＝
Ｎ−１，ｉクロック＝１の立ち下がりの時点でラッチ回
路１０の出力側に数１１で示す値が用意される。

【００６０】

【数１１】

【００６１】ｉクロックはｉ＝１の状態であるので、こ
のｉ＝１の時点で、記憶回路３８の出力はＨ^T ｙ［１］
となっており、割算回路のＡ入力端子にはＨ^T Ｈ［１］
［１］が用意されているので、割算回路３３の出力側に
は数１２で示す値が現れる。

【００６２】

【数１２】

【００６３】上記ｄの値は加算回路４０のＡ入力端子に
入る。また加算回路４０のＢ入力端子には、逆フィルタ
処理回路から得られる初期設定値解ベクトルの２番目の
要素ｘ［１］が用意されており、ｘ［１］＋ｄのように
修正される。これが記憶回路４３の［１］に格納され
る。このｘ［１］の記憶はｉクロックの立上がりに同期
して行われる。ここで、ｉ＝１に関する演算は終了し、
解ベクトルの３番目の要素の修正演算に移る。同様にし
て、ｉ＝Ｎ−１に関する演算が終了した場合、数１３で
示す値が算出される。

【００６４】

【数１３】

【００６５】これに基づいて、ｘ［Ｎ−１］＋ｄのよう
に修正され、修正結果は解ベクトル記憶回路［Ｎ−１］
に格納されて最初の反復回数の処理演算が終了する。

【００６６】この時点でスイッチ回路４２により、解ベ
クトル記憶回路４３の出力側と加算回路４０のＢ入力端
子が接続される。

【００６７】続いて、ｉクロック＝０，ｊクロック＝０
として前と全く同様の処理演算を実行させる（具体的に
は上記の一回目の反復回数の計算のところに戻る）。

【００６８】以上のようにして、ｉクロックがＮ回出さ
れる度にＮ点の要素をもつ解ベクトルの修正が行われ、
ｉクロックがＮ＊ｍｐ回出された時点では、ｍｐ回の反
復計算が実行されたことになる。

【００６９】ここで、図３乃至図７を参照して、観測値
（ｙ（ｔ））として、図３に示す観測値が得られたとす
る（ここでは、近接した２隻の船舶をレーダ装置で観測
して得られた受信データを用いた）。また、装置関数
（ｈ（ｔ）：パターン測定データ）として、図４に示す
装置関数が得られたものとすると、図８に示すディコン
ボルューション回路においては、図５に示す物標分布波
形が得られた。

【００７０】一方、図１に示すディコンボルューション
回路においては、逆フィルタ処理回路２１において、図
６に示す逆フィルタ処理波形が得られる結果、信号面処
理回路２２においては図７に示す物標分布波形が得られ
た。

【００７１】上述の結果から容易に理解できるように、
接近した物標分布を観測しようとする場合、逆フィルタ
処理回路の出力データを初期値データとして用いること
によって復元性及び分解能が向上できることがわかる。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では観測デ
ータ及び装置関数を用いて逆フィルタ処理を行い、その
処理結果に基づいて、つまり、その処理結果を初期値デ
ータとして用いてディコンボルューションを行うように
したから、物標分布を観測する際の復元性及び分解能を
良好に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】本発明によるディコンボルューション回路を用
いたレーダ装置の一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１に示す信号面処理回路の一実施例を説明す
るためのブロック図である。

【図３】実観測データの一部を取り出した観測値（ｙ
（ｉ））（ｉ＝０，１，２，…，Ｎ−１）を示す波形図
である。

【図４】アンテナパターン関数から作成した装置関数
（ｈ（ｉ））（ｉ＝０，１，２，…，２Ｎ−１）を示す
波形図である。

【図５】従来の信号面処理法だけによるディコンボルュ
ーション回路により求められた物標分布波形の一例を示
す図である。

【図６】図１に示す逆フィルタ処理回路からの出力波形
の一例（逆フィルタ処理波形）を示す図である。

【図７】図１に示す逆フィルタ出力値を初期値として信
号面処理をしたディコンボルューション回路による物標
分布波形の一例を示す図である。

【図８】従来のディコンボルューション回路を用いたレ
ーダ装置を示すブロック図である。

【符号の説明】

１１ アンテナ １２ 受信回路 １３ レーダ指示機 １４ ディコンボルューション回路（ディコンボルュー
ション処理回路） ２２ 信号面処理回路 １５ 表示回路 ２１ 逆フィルタ回路

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−125484（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−51351（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−318635（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−212543（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−43525（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−201516（ＪＰ，Ａ) 河田聡 中村収，科学計測におけるデ ータ処理技法 第５章 最小２乗法と非 線形最適化，インターフェース 第20巻 第１号，日本，ＣＱ出版株式会社, 1994年 １月 １日，第20巻 第１号, 122−139 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/64 G01S 13/00 - 13/95 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルス変調された電磁波が送信された時
   物標から反射波を受け該反射波に応じてＡ／Ｄ変換され
   た観測データ得て該Ａ／Ｄ変換された観測データと使用
   レーダ装置のアンテナビーム又は送信パルス幅により算
   出される予め定められた装置関数とに基づいて観測デー
   タよりも更に正確な信号源波形に近い物標分布を得る際
   に用いられ、前記観測データと前記装置関数とに基づい
   て逆フィルタ処理を行い逆フィルタ処理結果を得る逆フ
   ィルタ処理手段と、前記逆フィルタ処理結果を初期値と
   して用いて信号面処理を行って前記物標分布データを得
   る信号面処理手段とを有することを特徴とするディコン
   ボルューション回路。
2. 【請求項２】 請求項１に記載されたディコンボルュー
   ション回路において、前記信号面処理手段は、反復法で
   連立１次方程式を解く手法、ここではヤコビ法又はガウ
   スーザイデル反復法によって前記信号面処理を行うよう
   にしたことを特徴とするディコンボルューション回路。