JP3664816B2 - Clutter suppression radar device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空機、気象エコー等の移動目標を検出するレーダ受信装置において、特に信号波形と、信号周波数に対して十分低周波数のクラッタ波形と、一般の雑音波形と、から構成された入力信号からクラッタ波形を除去する為のクラッタ除去回路に属する。
【0002】
【従来の技術】
航空機などの移動している物体を検出する場合、グランドクラッタなどの固定物体からの反射波を抑圧しなければならない。固定物体のドップラー周波数はほとんどゼロと考えることができ、その周波数スペクトルはほぼゼロ近辺にあつまっている。クラッタスペクトルが、風で動いている雲からの反射波などに原因する場合、雨、波等からの反射波に原因してできるクラッタスペクトルよりも、広がりを持つことになる。クラッタ除去に関する技術としては、MTIの技術があげられる。
【0003】
図2は従来のディジタルMTIレーダ装置の構成を示すブロック図である。
受信機19内で受信信号と混合する局部発振信号の位相が90度だけ異なる2系統(普通Inphase のIチャネルと、Qvandrature phase のQチャネルと呼ばれる)のビデオ信号が出力され、それぞれディジタル信号に変換された後消去器22、23へ送られる。
【0004】
消去器22、23はドップラー周波数がゼロ付近の反射波を抑圧するための定係数の線形ディジタルフィルタであり、その構成は、図3の(a)或いは図4の(a)の如きものであり遅延回路又はFIFOメモリと減算回路とで構成されており、1周期前の受信信号と次の周期の受信信号とを引き算してクラッタを消去し移動目標を出力するというものである。
【0005】
図3の(a)の構成のものの周波数特性Hs(f)は数式1であり、これを図示すると図3の(b)のようになる。また、図4の(a)の構成のものの周波数特性Hd(f)は数式2であり、これを図示すると図4の(b)のようになる。
【0006】
【数1】
Hs(f)=| sinπfT|
但し、Tは送信繰り返し周期と同じ遅延時間
【0007】
【数2】
Hd(f)=sin2πfT
【0008】
いずれの場合も、πfT=nπ(但しnは0、1、2、3、……)のときゼロとなるから、f=n/Tの点でゼロとなる。即ち目標のドップラー周波数がゼロ、1/T、2/T、3/T、……のときゼロとなる。
従って、このようなドップラー周波数を生ずる速度でレーダ装置を中心とする半径方向に飛行する航空機の出力もゼロとなるのでこのような速度をブラインド(盲目)速度と呼んでいる。
【0009】
ところで、周期Tの連続送信に対して完全な固定目標から反射して戻って来る受信信号の周波数スペクトルは周波数軸で見た場合、0、1/T、2/T、3/T、……の位置に立つ。従って、図3の(b)や図4の(b)のような周波数特性を有するディジタルフィルタを通すとその出力はゼロとなる。即ち、抑圧(消去)される。従って、グランドクラッタのような固定目標からの反射は抑圧されて、ブラインドではない航空機等の移動目標は出力されて検出されることになる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のMTIではブラインド速度が適当の値になるようにして周波数特性が固定されたフィルタである。
これに対して、現実に陸地等の固定目標と言われている目標から反射されて戻って来るいわゆるグランドクラッタは、空中線が回転していることや、草木が風に吹かれて揺れている等の理由により完全な固定目標ではなくその周波数スペクトルも0、1/T、2/T、3/T、……の線スペクトルではなく、これらを中心に或る程度広がりのあるものとなる。そうすると図3の(b)や図4の(b)から明らかなように消去器の出力が0とはならず“消え残り”として出力されることになる。
【0011】
この他のクラッタ例えば、雲、雨、海面などはもともと完全静止のものではなく動きのあるものであるからそのドップラー周波数は0、1/T、2/T、3/T、……等からずれており且つ広がりを持っており、このずれの程度および広がりの程度も固定的なものではなく変動するものである。
【0012】
これに対し、従来のMTIのフィルタの周波数特性は固定的であり、出力ゼロなる周波数を変化させたり、ゼロに近い部分の幅を広げたりということはできない。このため、完全な固定成分(DC成分ともいう)は抑圧除去できるが、スペクトルの広がりのあるクラッタに対してはクラッタの“消え残り”が生じるという問題があった。
【0013】
一方、周波数ゼロの近辺に見られるクラッタスペクトルは、時間軸波形では、ゼロボルトからオフセットされた低周波の波形(これをトレンド波形と呼ぶ)に対応するので、時間軸波形から、トレンドを除去すれば、クラッタスペクトルも無くなる(つまりトレンド波形とクラッタ波形は同じである)ことに注目する方法が考えられる。
【0014】
本発明の目的は、上述した問題点を解決するため、レーダ受信信号の時間軸で、入力データが入力される度に、トレンドを計算することによって、クラッタ波形を計算し、次に前記入力波形データ列からクラッタ波形データ列を減算することによって、クラッタスペクトルの広がりが変わっても抑圧除去特性の劣化しないクラッタ抑圧レーダ装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のクラッタ抑圧レーダ装置の第1の手段構成は、次の(イ)〜(チ)の各構成要素を具備する。
(イ)受信信号と混合する局部発振信号の位相が90度だけ異なる2系統(IチャネルとQチャネル)の受信出力を有するレーダ受信回路
(ロ)レーダ受信回路出力のIチャネルとQチャネルのそれぞれについて、各送信方位毎の受信出力を距離方向に細区分化したレンジビン毎に個別に格納するIチャネル第1のメモリおよびQチャネル第1のメモリ
(ハ)前記Iチャネル第1のメモリ中の同一距離で方位方向に連なるN個のデータ列yi (i=1、2、3、……、N 以下同じ)を抽出格納するIチャネル第2のメモリと、前記Qチャネル第1のメモリ中の前記同一距離で方位方向に連なるN個のデータ列zi を抽出格納するQチャネル第2のメモリ
(ニ)レーダ送信周期がTであるとき、0からNTの範囲を変域とする変数tを定義した場合、該tと、実数u0、u1、u2、……、um を用いた多項式数式3が前記データ列yi の最小2乗近似関数となるようu0、u1、u2、……、um を算出するIチャネル第1の演算手段と、
前記tと、実数v0、v1、v2、……、vm を用いた多項式数式4が前記データ列zi の最小2乗近似関数となるようv0、v1、v2、……、vm を算出するQチャネル第1の演算手段
【0016】
【数3】
u(t)=u0 +u1 t+u2 t2 +……+um tm
【0017】
【数4】
v(t)=v0 +v1 t+v2 t2 +v3 t3 +……+vm tm
【0018】
(ホ)t=iT(i=1、2、3、……、N)における数式3のu(t)を算出するIチャネル第2の演算手段と、数式4のv(t)を算出するQチャネル第2の演算手段
(ヘ)Iチャネル第2の演算手段によるu(t)の算出結果列Ti を格納するIチャネル第3のメモリと、Qチャネル第2の演算手段によるv(t)の算出結果列Li を格納するQチャネル第3のメモリ
(ト)前記Iチャネル第2のメモリのデータ列yi から前記Iチャネル第3のメモリの算出結果列Ti を差し引いて(yi −Ti )のデータ列を出力するIチャネル減算器と、
前記Qチャネル第2のメモリのデータ列zi から前記Qチャネル第3のメモリの算出結果列Li を差し引いて(zi −Li )のデータ列を出力するQチャネル減算器
(チ)Iチャネル減算器からの出力(yi −Ti )とQチャネル減算器からの出力(zi −Li )の2乗和又は2乗和の平方根を算出し、これをクラッタの除去された受信目標として出力する複素演算器
【0019】
また、本発明の第2の手段構成は、第1の手段構成に加えて、Iチャネル減算器からの出力(yi −Ti )とQチャネル減算器からの出力(zi −Li )を用いて受信目標のドップラー周波数を算出するドップラー周波数算出手段を具備する。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明は、レーダ受信機のIチャネルビデオ出力とQチャネルビデオ出力のそれぞれについて、ディジタル信号化した後、受信信号の同一距離の方位方向における有限個のデータ列に基づき、その列位置を時間変数とする最小2乗近似関数を作成することにより時間軸におけるトレンド曲線(波形)を作りそれに、データ列の各位置に対応する変数を入れて計算し、前記データ列の個々のデータに対応する値を求め、この値を対応する個々のデータから差し引くことにより、受信信号からトレンドを除去した信号即ちクラッタスペクトルを除去した信号をIチャネルとQチャネルのそれぞれについて求め、これを再び複素合成することにより、クラッタが除去され航空機等の移動目標が鮮明に得られるクラッタ抑圧レーダ装置を得るものである。
【0021】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図1は、本発明のクラッタ抑圧レーダ装置の構成を示すブロック図である。但し、空中線から受信機までは従来と変わらないので図示を省略してある。AD変換器20、同21および指示器25も従来と同じである。また、Iチャネル減算器7およびQチャネル減算器14までは、IチャネルおよびQチャネルの2系統となっているが動作自体は同じであるのでIチャネルについて説明する。
【0022】
受信機19(図2)から出力されたIチャネルレーダビデオは従来同様AD変換器20でディジタル信号に変換される。ディジタル化されたレーダビデオは第1のメモリ1へ格納される。第1のメモリ1にはレーダの探知空間を方位方向に細区分し且つ距離方向に細区分したレンジビンに対応する多数の記憶素子から構成されており、レーダ信号(受信データ)はその方位および距離に従って対応する記憶素子へ区分格納されてゆく。
【0023】
次に、第1のメモリ1に格納されている受信データから、距離は同じで方位方向に連続するN個のデータ列yi(i=1、2、3、……、N)を抽出して第2のメモリ2へ格納する。このN個のデータ列はトレンド計算回路3の第1の演算手段4へ送られる。第1の演算手段4では、レーダ送信周期がTであるとき、0からNTの範囲を変域とする変数tを定義した場合、該tと、実数u0、u1、u2、……、um を用いた多項式(数式3)
u(t)=u0 +u1 t+u2 t2 +……+um tm
が前記データ列yi の最小2乗近似関数となるような係数u0、u1、u2、…、um を算出する。
【0024】
ここで、u0、u1、u2、……、um の算出の仕方は次の通りである。レーダの方位方向に連なる入力データの時間間隔をTとすると、Tは多くの場合1スイープ時間となる。多項式の係数を要素とするベクトルを次の数式5のuで表し、レーダの方位方向に連なる入力データ列を次の数式6のyで表す。
この場合はy≒H・uとなる系なので、Hは次の数式7のマトリックス形式にする必要がある。
【0025】
【数5】
【0026】
【数6】
【0027】
【数7】
【0028】
ここでNは入力データ数、mを近似関数の最大次数とする。マトリックスHの行数はNとなる。あらかじめHT ・Hを計算しておき、入力データ行列yを得て、HT ・yを計算し、数式8の解ベクトルuを多元連立方程式の解を反復法で計算する方法によって計算する。
【0029】
【数8】
(HT H)・u=HT ・y
【0030】
ここで、HT Hの計算結果はNの値に関わらず、m行m列のマトリックスとなっている。HT ・yもm行のベクトルとなっている。数式8を計算し、数式5のu0、u1、u2、……、um が得られる。
ここで、(HT H)・u=HT ・yの解ベクトルuを反復法で計算するかわりに数式9と数式8を変形し、掃き出し法等で逆行列(HT H)-1を計算する方法も考えられる。Qチャネルの計算も全く同様となる。
【0031】
【数9】
u=(HT H)-1HT y
【0032】
こうして得られた数式3は、受信データ列yi に基づくトレンド曲線を表すことになり、これが時間軸におけるクラッタ波形を表すことになる。こうして数式3ができたならば、次は第2の演算手段5において、数式3を用いて、tが0、T、2T、……、NTの各値の時のu(iT)、即ちu(0)、u(T)、u(2T)、……、u(NT)を算出する。こうして得られた算出結果列u(iT)はIチャネルの第3のメモリ6へ一旦格納される。
【0033】
次に、この格納された算出結果列u(iT)はIチャネル減算器7へ入力される。この他Iチャネル減算器7へは第2のメモリ2からデータ列yi が入力される。そして、ここでyi の各データから対応する算出結果列u(iT)を減算する。この減算により受信データからクラッタ波形が除去されたことになる。こうしてクラッタ波形が除去されたデータは複素演算器15へ送られる。
【0034】
以上はIチャネルについて述べて来たが、Qチャネルについても全く同様の動作が行われクラッタ波形の除去されたデータが複素演算器15へ送られる。複素演算器15では、2つの入力信号から移動目標の振幅情報を取り出したり、ドップラー周波数スペクトラムを計算して指示器25へ送る。複素演算器15へ入力されるIチャネルのデータは複素表示の実部と見ることができ、Qチャネルのデータは虚部と見ることができるので、両チャネル入力の2乗和を求めればそれは信号の電力振幅となるし、2乗和の平方根を求めればそれは目標信号ベクトルの電圧振幅を表すことになる。従ってPPI表示の信号として用いることができる。
【0035】
また、IチャネルデータをFFT(Fast Fourier Transform)回路の実部入力データとし、QチャネルデータをFFT回路の虚部入力データとしてFFTを行わせることによりドップラー周波数スペクトラムを得ることができる。従って指示器25に周波数スペクトラムの表示機能があれば、これを表示させ観測することができる。
以上の説明は方位方向に連なる入力データの場合であるが、レンジ方向に連続したデータの場合も同様にして実施できる。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のレーダ装置では、周波数ゼロの近辺に見られるクラッタスペクトルは、時間軸波形では、ゼロボルトからオフセットされた低周波の波形(トレンド波形)に対応するものであることに着眼し、受信レーダビデオの時間軸波形からトレンド波形を減算することによりクラッタスペクトルを無くするようにしたので、クラッタスペクトルの広がりが大きくなっても、従来の周波数特性が固定的であるMTIの消去器に較べて、クラッタ抑圧能力が劣化しない即ち消え残りが少ないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のクラッタ抑圧レーダ装置の発明主要部の構成を示すブロック図である。
【図2】従来のディジタルMTIレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図3】従来のディジタルMTIの単消去器の回路構成とその周波数特性を示す図である。
【図4】従来のディジタルMTIの二重消去器の回路構成とその周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
1 第1のメモリ
2 第2のメモリ
3 トレンド計算回路
4 第1の演算手段
5 第2の演算手段
6 第3のメモリ
7 Iチャネル減算器
8 第1のメモリ
9 第2のメモリ
10 トレンド計算回路
11 第1の演算手段
12 第2の演算手段
13 第3のメモリ
14 Qチャネル減算器
15 複素演算器
16 空中線
17 送受切替器
18 送信機
19 受信機
20 AD変換器
21 AD変換器
22 消去器
23 消去器
24 合成器
25 指示器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radar receiver for detecting a moving target such as an aircraft or a weather echo, and in particular, an input signal composed of a signal waveform, a clutter waveform that is sufficiently low in frequency with respect to the signal frequency, and a general noise waveform. Belongs to a clutter removal circuit for removing a clutter waveform from
[0002]
[Prior art]
When detecting a moving object such as an aircraft, it is necessary to suppress a reflected wave from a fixed object such as a ground clutter. The Doppler frequency of a fixed object can be considered almost zero, and its frequency spectrum is almost in the vicinity of zero. When the clutter spectrum is caused by a reflected wave from a cloud moving in the wind, the clutter spectrum is wider than a clutter spectrum caused by a reflected wave from rain, waves, or the like. A technique related to clutter removal is the MTI technique.
[0003]
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a conventional digital MTI radar apparatus.
Two types of video signals (generally called Inphase I channel and Qvandrature phase Q channel) differ in phase by 90 degrees in the local oscillation signal mixed with the received signal in the
[0004]
The
[0005]
The frequency characteristic H s (f) of the configuration shown in FIG. 3A is
[0006]
[Expression 1]
H s (f) = | sinπfT |
However, T is the same delay time as the transmission repetition period.
[Expression 2]
H d (f) = sin 2 πfT
[0008]
In either case, since it becomes zero when πfT = nπ (where n is 0, 1, 2, 3,...), It becomes zero at the point of f = n / T. That is, it becomes zero when the target Doppler frequency is zero, 1 / T, 2 / T, 3 / T,.
Accordingly, since the output of the aircraft flying in the radial direction centering on the radar apparatus at a speed that generates such a Doppler frequency is also zero, such a speed is called a blind (blind) speed.
[0009]
By the way, when viewed on the frequency axis, the frequency spectrum of the received signal reflected back from a complete fixed target for continuous transmission of period T is 0, 1 / T, 2 / T, 3 / T,. Stand in the position. Accordingly, when a digital filter having frequency characteristics as shown in FIGS. 3B and 4B is passed, the output becomes zero. That is, it is suppressed (erased). Therefore, reflection from a fixed target such as a ground clutter is suppressed, and a moving target such as an aircraft that is not blind is output and detected.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional MTI is a filter whose frequency characteristics are fixed so that the blind speed becomes an appropriate value.
On the other hand, the so-called ground clutter that is reflected and returned from a target that is actually said to be a fixed target such as land is that the aerial is rotating, the vegetation is swaying in the wind, etc. For this reason, it is not a complete fixed target, and its frequency spectrum is not a line spectrum of 0, 1 / T, 2 / T, 3 / T,. Then, as is clear from FIG. 3B and FIG. 4B, the output of the eraser does not become 0 but is output as “unerased”.
[0011]
Other clutters, such as clouds, rain, and sea surface, are originally not moving completely but moving, so their Doppler frequencies deviate from 0, 1 / T, 2 / T, 3 / T, etc. The extent of the deviation and the extent of the spread are not fixed but fluctuate.
[0012]
On the other hand, the frequency characteristics of the conventional MTI filter are fixed, and it is impossible to change the frequency at which the output becomes zero or to widen the width of the portion close to zero. For this reason, a complete fixed component (also referred to as a DC component) can be suppressed and removed. However, there is a problem that the “clutter” of the clutter occurs for the clutter having a broad spectrum.
[0013]
On the other hand, the clutter spectrum seen near the zero frequency corresponds to the low frequency waveform offset from zero volts (this is called the trend waveform) in the time axis waveform, so if the trend is removed from the time axis waveform, A method of focusing on the fact that the clutter spectrum is also eliminated (that is, the trend waveform and the clutter waveform are the same) can be considered.
[0014]
In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to calculate a clutter waveform by calculating a trend every time input data is input on the time axis of a radar reception signal, and then calculate the clutter waveform. An object of the present invention is to provide a clutter suppression radar apparatus in which the suppression removal characteristic does not deteriorate even if the spread of the clutter spectrum changes by subtracting the clutter waveform data sequence from the data sequence.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the first means configuration of the clutter suppression radar apparatus of the present invention includes the following components (a) to (h).
(A) Radar receiver circuit having two systems (I channel and Q channel) of received outputs whose phase of the local oscillation signal mixed with the received signal differs by 90 degrees (b) Each of the I channel and Q channel of the radar receiver circuit output The first I-channel memory and the Q-channel first memory (C) that store the received output for each transmission azimuth individually for each range bin that is subdivided in the distance direction are the same in the I-channel first memory. An I channel second memory for extracting and storing N data strings y i (i = 1, 2, 3,..., N and so on) continuous in the azimuth direction at a distance, and the Q channel first memory Q channel second memory for extracting and storing N data strings z i continuous in the azimuth direction at the same distance (d) When the radar transmission cycle is T, a variable t whose range is from 0 to NT is Defined If, and said t, real u 0, u 1, u 2 , ......,
Wherein t and the real v 0, v 1, v 2, ......, so that v
[Equation 3]
u (t) = u 0 + u 1 t + u 2 t 2 + …… + u m t m
[0017]
[Expression 4]
v (t) = v 0 + v 1 t + v 2 t 2 + v 3 t 3 + …… + v m t m
[0018]
(E) I channel second calculation means for calculating u (t) of
A Q channel subtractor (H) I that subtracts the calculation result sequence L i of the Q channel third memory from the data sequence z i of the Q channel second memory and outputs a data sequence of (z i −L i ) I The sum of squares of the output from the channel subtractor (y i −T i ) and the output from the Q channel subtractor (z i −L i ) or the square root of the sum of squares is calculated, and this is received with the clutter removed. Complex arithmetic unit that outputs as a target
Further, in the second means configuration of the present invention, in addition to the first means configuration, the output from the I channel subtracter (y i −T i ) and the output from the Q channel subtractor (z i −L i ). And a Doppler frequency calculating means for calculating a reception target Doppler frequency.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to the present invention, each of the I channel video output and the Q channel video output of the radar receiver is converted into a digital signal, and then the position of the column is determined based on a finite number of data columns in the azimuth direction of the same distance of the received signal. A trend curve (waveform) on the time axis is created by creating a least square approximation function as follows, and a variable corresponding to each position in the data string is calculated and values corresponding to individual data in the data string are calculated. By subtracting this value from the corresponding individual data, a signal from which the trend is removed from the received signal, that is, a signal from which the clutter spectrum is removed is obtained for each of the I channel and the Q channel, and this is complex-combined again. , To obtain a clutter suppression radar apparatus in which clutter is removed and a moving target such as an aircraft can be clearly obtained. .
[0021]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the clutter suppression radar apparatus of the present invention. However, since the antenna to the receiver is not different from the conventional one, the illustration is omitted. The
[0022]
The I channel radar video output from the receiver 19 (FIG. 2) is converted into a digital signal by the
[0023]
Next, N data strings y i (i = 1, 2, 3,..., N) having the same distance and continuous in the azimuth direction are extracted from the received data stored in the
u (t) = u 0 + u 1 t + u 2 t 2 + …… + u m t m
There the data sequence y i coefficients u 0 such that least square approximation function, u 1, u 2, ... , and calculates a u m.
[0024]
Here, how to calculate u 0 , u 1 , u 2 ,..., U m is as follows. If the time interval between the input data connected in the azimuth direction of the radar is T, T is often one sweep time. A vector having a coefficient of the polynomial as an element is represented by u in the following Equation 5, and an input data string connected in the azimuth direction of the radar is represented by y in the following Equation 6.
In this case, since it is a system in which y≈H · u, H needs to be in the matrix form of Equation 7 below.
[0025]
[Equation 5]
[0026]
[Formula 6]
[0027]
[Expression 7]
[0028]
Here, N is the number of input data, and m is the maximum order of the approximate function. The number of rows of the matrix H is N. H T · H is calculated in advance, the input data matrix y is obtained, H T · y is calculated, and the solution vector u of
[0029]
[Equation 8]
(H T H) · u = H T · y
[0030]
Here, the calculation result of H T H regardless of the value of N, and has a matrix of m rows and m columns. H T · y is also a vector of m rows.
Here, instead of calculating the solution vector u of (H T H) · u = H T · y by an iterative method,
[0031]
[Equation 9]
u = (H T H) −1 H T y
[0032]
[0033]
Next, the stored calculation result sequence u (iT) is input to the I channel subtractor 7. In addition, the data string y i is input from the
[0034]
Although the I channel has been described above, the same operation is performed for the Q channel, and the data from which the clutter waveform has been removed is sent to the
[0035]
Also, the Doppler frequency spectrum can be obtained by performing the FFT using the I channel data as the real part input data of the FFT (Fast Fourier Transform) circuit and the Q channel data as the imaginary part input data of the FFT circuit. Therefore, if the
The above explanation is for input data that continues in the azimuth direction, but the same can be applied to data that is continuous in the range direction.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, in the radar apparatus of the present invention, the clutter spectrum seen in the vicinity of the zero frequency corresponds to the low frequency waveform (trend waveform) offset from zero volts in the time axis waveform. Since the clutter spectrum is eliminated by subtracting the trend waveform from the time axis waveform of the received radar video, the conventional MTI elimination is fixed even if the spread of the clutter spectrum increases. There is an advantage that the clutter suppression capability is not deteriorated, that is, the remaining unerased is less than that of the vessel.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of an invention of a clutter suppression radar apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a conventional digital MTI radar apparatus.
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional digital MTI single eraser and its frequency characteristics;
FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration and frequency characteristics of a conventional digital MTI double eraser.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
(イ)受信信号と混合する局部発振信号の位相が90度だけ異なる2系統(IチャネルとQチャネル)の受信出力を有するレーダ受信回路
(ロ)レーダ受信回路出力のIチャネルとQチャネルのそれぞれについて、各送信方位毎の受信出力を距離方向に細区分化したレンジビン毎に個別に格納するIチャネル第1のメモリおよびQチャネル第1のメモリ
(ハ)前記Iチャネル第1のメモリ中の同一距離で方位方向に連なるN個のデータ列yi (i=1、2、3、……、N 以下同じ)を抽出格納するIチャネル第2のメモリと、前記Qチャネル第1のメモリ中の前記同一距離で方位方向に連なるN個のデータ列zi を抽出格納するQチャネル第2のメモリ
(ニ)レーダ送信周期がTであるとき、0からNTの範囲を変域とする変数tを定義した場合、該tと、実数u0、u1、u2、……、um を用いた多項式
u(t)=u0 +u1 t+u2 t2 +……+um tm
が前記データ列yi の最小2乗近似関数となるようu0、u1、u2、……、um を算出するIチャネル第1の演算手段と、
前記tと、実数v0、v1、v2、……、vm を用いた多項式
v(t)=v0 +v1 t+v2 t2 +v3 t3 +……+vm tm
が前記データ列zi の最小2乗近似関数となるようv0、v1、v2、……、vm を算出するQチャネル第1の演算手段
(ホ)t=iT(i=1、2、3、……、N)における前記多項式のu(t)を算出するIチャネル第2の演算手段と、前記多項式のv(t)を算出するQチャネル第2の演算手段
(ヘ)Iチャネル第2の演算手段によるu(t)の算出結果列Ti を格納するIチャネル第3のメモリと、Qチャネル第2の演算手段によるv(t)の算出結果列Li を格納するQチャネル第3のメモリ
(ト)前記Iチャネル第2のメモリのデータ列yi から前記Iチャネル第3のメモリの算出結果列Ti を差し引いて(yi −Ti )のデータ列を出力するIチャネル減算器と、
前記Qチャネル第2のメモリのデータ列zi から前記Qチャネル第3のメモリの算出結果列Li を差し引いて(zi −Li )のデータ列を出力するQチャネル減算器
(チ)Iチャネル減算器からの出力(yi −Ti )とQチャネル減算器からの出力(zi −Li )の2乗和又は2乗和の平方根を算出し、これをクラッタの除去された受信目標として出力する複素演算器A clutter suppression radar apparatus having the following configurations.
(A) Radar receiver circuit having two systems (I channel and Q channel) of received outputs whose phase of the local oscillation signal mixed with the received signal differs by 90 degrees (b) Each of the I channel and Q channel of the radar receiver circuit output The first I-channel memory and the Q-channel first memory (C) that store the received output for each transmission azimuth individually for each range bin that is subdivided in the distance direction are the same in the I-channel first memory. An I channel second memory for extracting and storing N data strings y i (i = 1, 2, 3,..., N and so on) continuous in the azimuth direction at a distance, and the Q channel first memory Q channel second memory for extracting and storing N data strings z i continuous in the azimuth direction at the same distance (d) When the radar transmission cycle is T, a variable t whose range is from 0 to NT is Defined If, and said t, real u 0, u 1, u 2 , ......, polynomial u (t) with u m = u 0 + u 1 t + u 2 t 2 + ...... + u m t m
I channel first computing means for calculating u 0 , u 1 , u 2 ,..., U m so that is a least square approximation function of the data string y i ;
Polynomial v (t) using the above t and real numbers v 0 , v 1 , v 2 ,..., V m = v 0 + v 1 t + v 2 t 2 + v 3 t 3 + ... + v m t m
Q channel first computing means (e) t = iT (i = 1, i) for calculating v 0 , v 1 , v 2 ,..., V m so that is a least square approximation function of the data sequence z i 2, 3... N) I channel second computing means for calculating u (t) of the polynomial, and Q channel second computing means (f) I for calculating v (t) of the polynomial. I channel third memory for storing the calculation result string T i of u (t) by the channel second calculation means, and Q for storing the calculation result string L i of v (t) by the Q channel second calculation means Channel third memory (g) Subtract calculation result sequence T i of I channel third memory from data sequence y i of I channel second memory to output a data sequence of (y i −T i ). An I channel subtractor;
A Q channel subtractor (H) I that subtracts the calculation result sequence L i of the Q channel third memory from the data sequence z i of the Q channel second memory and outputs a data sequence of (z i −L i ) I The sum of squares of the output from the channel subtractor (y i −T i ) and the output from the Q channel subtractor (z i −L i ) or the square root of the sum of squares is calculated, and this is received with the clutter removed. Complex operator that outputs as target
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- 1996-06-24 JP JP18278196A patent/JP3664816B2/en not_active Expired - Fee Related
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