JP3740434B2 - パルス受信分析装置及びパルス受信分析方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルス受信分析装置及びパルス受信分析方法に係り、更に詳しくは、目標から放射され、あるいは、目標により反射されたパルス波を受信分析し、目標を識別する装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は、従来の受信分析装置の構成を示したブロック図であり、例えば特開平１０−２６８０３４号公報に開示されている。図中の１は受信アンテナ、２は周波数変換回路、３は高速Ａ／Ｄ変換回路、４はデジタルＲＦメモリ（ＤＲＦＭ）、５は周波数算出回路、６はパルス幅算出回路、７は受信ＩＦデータメモリ、８は既知ＩＦデータベース、１０は識別回路、２１は相互相関回路、４９はパルス受信分析装置、５０は目標、５１は目標放射波である。このパルス受信分析装置４９は、ブロック１〜８、１０及び２１により構成される。
【０００３】
目標５０のレーダ装置等からパルス信号として放射された目標放射波５１は受信アンテナ１により受信される。受信されたＲＦ（高周波）信号は周波数変換回路２でＩＦ（中間周波）信号に周波数変換された後、高速Ａ／Ｄ変換回路３においてＩＦ信号を直接デジタル信号に変換され、デジタルＲＦメモリ（ＤＲＦＭ）４に記憶される。
【０００４】
周波数算出回路５は、ＤＲＦＭ４に記憶されたデジタルＩＦ信号からフーリエ変換等の方法により周波数を算出する。パルス幅算出回路６は、ＤＲＦＭ４に記憶されたデジタルＩＦ信号から包絡線の絶対値を求めスレッショルドレベル（閾値）以上の時間を求めることによりパルス幅を算出する。
【０００５】
受信ＩＦデータメモリ７は、ＤＲＦＭ４に記憶されたデジタルＩＦ信号から入力される受信パルス信号を記憶する。相互相関回路２１は、ＩＦデータメモリ７に記憶された受信パルス信号とＩＦデータベースに予め記憶されている既知のレーダのパルス信号との間で相互相関処理を行って相関度を求める。識別回路１０は、周波数算出回路５で算出した周波数と、パルス幅算出回路６で算出したパルス幅と、相互相関回路２１で求めた既知のレーダ信号に対する相関度の情報から目標を識別する。
【０００６】
図１４は、図１３の相互相関回路２１の構成を示したブロック図である。図中の２２及び２３は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理部、２４はスペクトル積演算部、２６は逆ＦＦＴ処理部、２７はピーク抽出部である。
【０００７】
受信パルス信号及び既知レーダのパルス信号の２つの入力信号は、それぞれがＦＦＴ処理部２２、２３でフーリエ変換され、これらのクロススペクトルがスペクトル積演算部２４で求められ、さらに逆ＦＦＴ処理部２６で逆フーリエ変換されて相互相関関数が求められる。そして、ピーク抽出部２７において、この相互相関関数のピークを抽出して相関度を求めている。
【０００８】
つまり、周波数及びパルス幅に基づいて目標識別を行うだけでなく、受信ＩＦデータメモリ７に記憶された受信ＩＦ信号と、既知ＩＦデータベース８に予め記憶されている既知ＩＦ信号とのクロススペクトルに基づいて相関関数を求め、パルス信号間の相関度を算出して目標の識別を行っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の受信分析装置は上述したように構成されているので、受信ＩＦデータメモリ７に記憶された受信パルス信号と、既知ＩＦデータベース８に予め記憶されている既知のレーダの受信パルス信号との間でキャリアが同一あるいは非常に近接する場合には、異なったパルス信号であっても相関度が高くなるという問題があった。
【００１０】
図１５の（ａ）及び（ｂ）は、異なる目標から放出された２つのパルス信号について包絡線の時間波形の一例を示した図であり、Paul R, Boehm”Ambiguities in the EW Simulation Environment”（JOURNAL of ELECTRONIC DEFENSE, SEPTEMBER '95）に掲載されたものである。図中の（ａ）及び（ｂ）はパルス幅が同一であるが、（ｂ）のパルス波形は立ち上がり時間及び立ち下がり時間が（ａ）のパルス波形よりも長く、過渡応答による特性もより顕著である。
【００１１】
図１６は、図１５のパルス信号の周波数スペクトルを示した図であり、上記文献に図１５とともに掲載されたものである。図１６の（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図１５のパルス信号（ａ）、（ｂ）をＦＦＴ処理することによって得られる。（ｂ）のスペクトル分布は（ａ）のスペクトル分布よりも裾野が広がっており、立ち上がり時間、立ち下がり時間、過渡応答などのパルスの特徴は、スペクトル分布の裾野部分に表れている。つまり、周波数軸上でキャリア成分以外の部分に表れる。
【００１２】
従って、このようなキャリア成分以外の部分に関する相関度を求めることができれば、（ａ）と（ｂ）を識別することができる。ところが、キャリア成分以外の部分に表れる特徴は、その強度がキャリア成分に比べて小さいため、受信信号と既知信号との間でキャリアの周波数が同一又は非常に近接している場合には、異なったパルス信号であっても相関度が高くなってしまうという問題があった。
【００１３】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、受信パルス信号とデータベースに予め記憶されている既知パルス信号の相関度を求めてパルス信号を識別する際、キャリアが同一あるいは非常に近接しているパルス信号についても正しく識別することができるパルス受信分析装置を提供することを目的とする。
【００１４】
また、受信パルス信号とデータベースに予め記憶されている既知パルス信号の相関度を求めてパルス信号を識別する際、キャリアが同一あるいは非常に近接しているパルス信号についても正しく識別することができるパルス受信分析方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明による受信分析装置は、受信パルス信号及び既知パルス信号のクロススペクトルを求めて既知パルス信号に対する相互相関処理を行う際に、キャリア成分を抑圧する手段を備えて、異なったパルス信号に対する相関度を抑制するものである。
【００１６】
請求項１に記載の本発明によるパルス受信分析装置は、パルス信号を受信する受信アンテナと、受信パルス信号を周波数変換して受信ＩＦ信号を生成する周波数変換回路と、受信ＩＦ信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換回路と、デジタル変換された既知のパルス信号のＩＦ信号を記憶するデータベースと、データベースに基づいて受信パルス信号の既知パルス信号に対する相関度を求める相互相関回路と、求められた相関度に基づいてレーダ目標を識別する目標識別回路とを備え、上記相互相関回路が、受信ＩＦ信号及び既知ＩＦ信号についてキャリア成分が抑圧された相互相関関数を求め、この相互相関関数のピークを抽出して相関度を求めるものであり、上記相互相関回路が、受信ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第１のＦＦＴ回路と、既知ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第２のＦＦＴ回路と、第１及び第２のＦＦＴ回路の出力についてクロススペクトルを求めるスペクトル積演算回路と、クロススペクトルにおける受信信号のキャリア成分を抑圧するキャリア抑圧回路と、キャリア成分が抑圧されたクロススペクトルの逆フーリエ変換を行って相互相関関数を求める逆ＦＦＴ処理部と、相互相関関数のピークに基づいて相関度を求めるピーク抽出処理部とを備えて構成される。
請求項２に記載の本発明によるパルス受信分析装置は、パルス信号を受信する受信アンテナと、受信パルス信号を周波数変換して受信ＩＦ信号を生成する周波数変換回路と、受信ＩＦ信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換回路と、デジタル変換された既知のパルス信号のＩＦ信号を記憶するデータベースと、データベースに基づいて受信パルス信号の既知パルス信号に対する相関度を求める相互相関回路と、求められた相関度に基づいてレーダ目標を識別する目標識別回路とを備え、上記相互相関回路が、受信ＩＦ信号及び既知ＩＦ信号についてキャリア成分が抑圧された相互相関関数を求め、この相互相関関数のピークを抽出して相関度を求めるものであり、上記相互相関回路が、受信ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第１のＦＦＴ回路と、既知ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第２のＦＦＴ回路と、第１及び第２のＦＦＴ回路の出力についてクロススペクトルを求めるスペクトル積演算回路と、クロススペクトルにおけるキャリア信号を含む所定の帯域幅の成分を抑圧する帯域阻止フィルタと、所定帯域幅の成分が抑圧されたクロススペクトルの逆フーリエ変換を行って相互相関関数を求める逆ＦＦＴ処理部と、相互相関関数のピークに基づいて相関度を求めるピーク抽出部とを備えて構成される。
【００２４】
請求項３に記載の本発明によるパルス受信分析装置は、パルス信号を送信する送信アンテナを備え、上記受信アンテナが、目標により反射されたパルス信号を受信するように構成される。
【００２５】
請求項４に記載の本発明によるパルス受信分析方法は、受信アンテナによりパルス信号を受信する受信ステップと、受信パルス信号を周波数変換して受信ＩＦ信号を生成する周波数変換ステップと、受信ＩＦ信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換ステップと、デジタル変換された既知のパルス信号のＩＦ信号を記憶するデータベースに基づいて受信パルス信号の既知パルス信号に対する相関度を求める相互相関ステップと、求められた相関度に基づいてレーダ目標を識別する目標識別ステップとを備え、上記相互相関ステップが、受信ＩＦ信号及び既知ＩＦ信号についてキャリア成分が抑圧された相互相関関数を求め、この相互相関関数のピークを抽出して相関度を求めるものであり、上記相互相関ステップが、受信ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第１のＦＦＴステップと、既知ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第２のＦＦＴステップと、第１及び第２のＦＦＴステップの出力についてクロススペクトルを求めるスペクトル積演算ステップと、クロススペクトルにおける受信信号のキャリア成分を抑圧するキャリア抑圧ステップと、キャリア成分が抑圧されたクロススペクトルの逆フーリエ変換を行って相互相関関数を求める逆ＦＦＴステップと、相互相関関数のピークに基づいて相関度を求めるピーク抽出ステップとを備えて構成される。
請求項５に記載の本発明によるパルス受信分析方法は、受信アンテナによりパルス信号を受信する受信ステップと、受信パルス信号を周波数変換して受信ＩＦ信号を生成する周波数変換ステップと、受信ＩＦ信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換ステップと、デジタル変換された既知のパルス信号のＩＦ信号を記憶するデータベースに基づいて受信パルス信号の既知パルス信号に対する相関度を求める相互相関ステップと、求められた相関度に基づいてレーダ目標を識別する目標識別ステップとを備え、上記相互相関ステップが、受信ＩＦ信号及び既知ＩＦ信号についてキャリア成分が抑圧された相互相関関数を求め、この相互相関関数のピークを抽出して相関度を求めるものであり、上記相互相関ステップが、受信ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第１のＦＦＴステップと、既知ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第２のＦＦＴステップと、第１及び第２のＦＦＴステップの出力についてクロススペクトルを求めるスペクトル積演算ステップと、クロススペクトルにおけるキャリア信号を含む所定の帯域幅の成分を抑圧する帯域阻止ステップと、所定帯域幅の成分が抑圧されたクロススペクトルの逆フーリエ変換を行って相互相関関数を求める逆ＦＦＴステップと、相互相関関数のピークに基づいて相関度を求めるピーク抽出ステップとを備えて構成される。
【００２８】
請求項６に記載の本発明によるパルス受信分析方法は、送信アンテナによりパルス信号を送信する送信ステップを備え、上記受信ステップが、目標により反射されたパルス信号を受信するものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるパルス受信分析装置の一構成例を示したブロック図である。図中の１は受信アンテナ、２は周波数変換回路、３は高速Ａ／Ｄ変換回路、４はデジタルＲＦメモリ（ＤＲＦＭ）、５は周波数算出回路、６はパルス幅算出回路、７は受信ＩＦデータメモリ、８は既知ＩＦデータベース、９はキャリア成分抑圧相互相関回路、１０は識別回路、４０はパルス受信分析装置である。
【００３０】
このパルス受信分析装置４０は、ブロック１〜１０により構成される。また、図中の５０はパルス受信分析装置により識別される目標、５１は目標から放出される目標放射波であり、目標５０のレーダ装置等により生成されたパルス信号である。
【００３１】
アンテナ１は、目標放射波５１を受信するための受信アンテナである。周波数変換回路２は、受信高周波（ＲＦ）信号を周波数変換して受信ＩＦ（中間周波）信号を生成するダウンコンバータである。高速Ａ／Ｄ変換回路３は、受信ＩＦ信号を直接デジタル信号に変換するデジタル変換器であり、デジタル変換された受信ＩＦ信号は、デジタルＲＦメモリ（ＤＲＦＭ）４に記憶される。更に、ＤＲＦＭ４に記憶された受信ＩＦ信号からパルス信号が抽出され、受信ＩＦデータメモリ７に記憶される。また、既知ＩＦデータベース８は、種々の目標レーダから放出される既知のパルス信号について予めデジタル化されたＩＦ信号（既知ＩＦ信号）を記憶している。
【００３２】
周波数算出回路５は、ＤＲＦＭ４に記憶された受信ＩＦ信号からフーリエ変換等の方法により周波数を算出する。パルス幅算出回路６は、ＤＲＦＭ４に記憶されたデジタルＩＦ信号から包絡線の絶対値を求め、所定の閾値と比較し、当該閾値以上となる時間を求めることによりパルス幅を算出する。
【００３３】
キャリア成分抑圧相互相関回路９は、受信ＩＦデータメモリ７に記憶された受信ＩＦ信号と既知ＩＦデータベース８に記憶された既知ＩＦ信号との間で相互相関処理を行って、受信ＩＦ信号の既知ＩＦ信号に対する相関度を求めている。この相互相関処理を行う際にキャリア成分を抑圧し、キャリア成分が抑圧された相関関数に基づいて相関度を算出する点で従来のパルス受信分析装置における相互相関回路２１とは異なる。
【００３４】
識別回路１０は、周波数算出回路５で算出された周波数と、パルス幅算出回路６で算出されたパルス幅と、相互相関回路２１で求められた既知のレーダ信号に対する相関度の情報から目標の識別を行って目標種別を判定する。
【００３５】
図２は、図１のキャリア成分抑圧相互相関回路９の一構成例を示したブロック図である。図中の２２及び２３は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理部、２４はスペクトル積演算部、２５はキャリア成分抑圧部、２６は逆ＦＦＴ処理部、２７はピーク抽出部である。
【００３６】
受信パルス信号及び既知パルス信号の２つの入力信号は、それぞれがＦＦＴ処理部２２、２３においてフーリエ変換され、これらのクロススペクトルがスペクトル積演算部２４で求められる。このクロススペクトルは、キャリア成分抑圧部２５においてキャリア成分が抑圧され、クロススペクトル中の当該周波数成分が除去又は低減される。
【００３７】
キャリア成分が抑圧されたクロススペクトルは、逆ＦＦＴ処理部２６において逆フーリエ変換され、時間軸上での相互相関関数が求められる。ピーク抽出部２７は、この相互相関関数のピークを抽出して相関度を求めている。
【００３８】
図３は、キャリア成分抑圧部２５における動作の一例を示した図であり、（ａ）には抑圧前のクロススペクトルが示され、（ｂ）には抑圧後のクロススペクトルが示されている。パルス信号の特徴は、キャリア成分以外の部分に現れるため、クロススペクトルのキャリア成分を抑圧し、キャリアの影響を排除することにより、パルス信号間の相関をより的確に示している相関度を求めることができる。
【００３９】
本実施の形態では、相互相関関数を求める際にキャリア成分を抑圧することによって、キャリア成分が同一又は非常に近いパルスについても、キャリア成分以外の部分に表れるパルスの特徴についてデータベースと比較し、立ち上がり時間、立ち下がり時間、過渡特性などに関する相関を求めている。従って、求められた相関度の信頼性を向上させ、目標の識別精度を向上させることができる。
【００４０】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、相互相関関数を求める際にキャリア成分を抑圧するパルス受信分析装置の例について説明したが、本実施の形態では、キャリアを含む周辺帯域の成分を抑圧するパルス受信分析装置について説明する。
【００４１】
図４は、本発明の実施の形態２によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。図４のパルス受信分析装置４１を図１のパルス受信分析装置４０と比較すれば、キャリア成分抑圧相互相関回路９に代えて、キャリア周辺抑圧相互相関回路１１を備えている点で異なる。なお、図１に示されたブロックに相当するブロックには、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
図５は、図４のキャリア周辺抑圧相互相関回路１１の一構成例を示した図である。図中の２２及び２３はＦＦＴ処理部、２４はスペクトル積演算部、２６は逆ＦＦＴ処理部、２７はピーク抽出部、２８は帯域阻止フィルタである。図２のキャリア成分抑圧相互相関回路９と比較すれば、キャリア成分抑圧部２５に代えて、帯域阻止フィルタ２８を備えている点で異なる。
【００４３】
帯域阻止フィルタ２８は、所定帯域幅の周波数成分を遮断するフィルタであり、スペクトル積演算部２４により求められたクロススペクトルに対し、キャリア成分を抑圧するだけでなく、比較的強度の高いキャリア周辺の周波数成分、少なくともキャリアに隣接する周波数成分も抑圧する。例えば、キャリア周波数を中心とする所定帯域幅の成分が抑圧される。
【００４４】
図６は、帯域阻止フィルタ２８における動作の一例を示した図であり、（ａ）には抑圧前のクロススペクトルが示され、（ｂ）には抑圧後のクロススペクトルが示されている。パルス信号の特徴は、キャリア成分以外の部分に現れるため、クロススペクトルのキャリア成分及びその周辺成分を抑圧して、キャリアの影響を排除することにより、パルス信号間の相関をより的確に示している相関度を求めることができる。
【００４５】
本実施の形態では、相互相関関数を求める際にキャリア成分のみならず、キャリア周辺の周波数成分を抑圧し、スペクトル密度の比較的低い周波数成分についてデータベースとの比較を行うことにより、立ち上がり時間、立ち下がり時間、過渡特性などに関する相関を求めている。従って、相関の信頼性を向上させ、目標の識別精度を向上させることができる。
【００４６】
実施の形態３．
実施の形態１では、相互相関関数を求める際にキャリア成分を抑圧するパルス受信分析装置の例について説明したが、本実施の形態では、相互相関関数を求める前にキャリア成分を除去するパルス受信分析装置について説明する。
【００４７】
図７は、本発明の実施の形態３によるパルス受信分析装置の一構成例を示したブロック図である。図７のパルス受信分析装置４２を図１のパルス受信分析装置４０と比較すれば、位相検波回路１２を備えるとともに、既知ＩＦデータベース８及びキャリア成分抑圧相互相関回路９に代えて、既知ベースバンド（ＢＢ）データベース１３及び相互相関回路２１を備えている点で異なる。なお、図１に示されたブロックに相当するブロックには、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
位相検波回路１２は、周波数算出回路５で算出された周波数に基づいて、受信ＩＦデータメモリ７から入力される受信ＩＦ信号を位相検波してベースバンド信号（受信ＢＢ信号）に変換する。つまり、受信ＩＦ信号を復調することにより、キャリア成分を除去し、受信ＢＢ信号として相互相関回路２１へ出力している。
【００４９】
既知ＢＢデータベース１３は、種々の目標レーダから放出される既知のパルス信号について予めデジタル化されたベースバンド信号（既知ＢＢ信号）を記憶している。相互相関回路２１は、従来のパルス受信分析装置の相互相関回路（図１４）と同様の回路であるが、ここではベースバンド信号間の相互相関を求める回路であり、受信ＢＢ信号の既知ＢＢ信号に対する相関度が求められる。
【００５０】
本実施の形態では、キャリア成分を除くために相関処理前に検波を行って受信信号の周波数を落としているため、相互相関のために用いられるデータベースもＩＦ信号ではなくベースバンド信号のデータとなる。したがって、データベース中のデータ変化量が比較的小さくなるので、データベースの容量を小さくすることができる。
【００５１】
実施の形態４．
実施の形態３では、受信ＩＦデータメモリに記憶された受信ＩＦ信号が位相検波回路に入力されるパルス受信分析装置の例について説明したが、本実施の形態では、位相検波回路から出力される受信ＢＢ信号をデータメモリに記憶させるパルス受信分析装置について説明する。
【００５２】
図８は、本発明の実施の形態４によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。図８のパルス受信分析装置４３を図７のパルス受信分析装置４２と比較すれば、受信ＩＦデータメモリ７に代えて、位相検波回路１２の後段に受信ＢＢデータメモリ１４を備えている点で異なる。なお、図１に示されたブロックに相当するブロックには、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５３】
位相検波回路１２には、ＤＲＦＭ４からの受信ＩＦ信号が入力され、検波後の受信ＢＢ信号が受信ＢＢデータメモリ１４に記憶される。既知ＢＢデータベース１３には、複数（２以上）の既知パルス信号に関するＢＢ信号が予め記憶されており、相互相関回路２１では、同一の受信ＢＢ信号について、既知ＢＢデータベース１３に記憶された各既知ＢＢ信号に対する相互相関が順に求められる。
【００５４】
図７のパルス受信分析装置では、位相検波回路１２からの受信ＢＢ信号が相互相関回路２１に入力されているため、異なる既知ＢＢ信号に対する相互相関を求めるごとに検波処理を行う必要がある。しかしながら、図８のパルス受信分析装置では、位相検波回路１２からの受信ＢＢ信号を受信ＢＢデータメモリ１４に記憶させて、相互相関回路２１に入力している。このため、受信ＢＢ信号が同じであれば、異なる既知ＢＢ信号に対する相互相関を求めるたびに検波を行う必要がない。
【００５５】
本実施の形態では、検波後のベースバンド信号をデータメモリに記憶させているので、同じ受信パルス信号のデータを使用してデータベース中の複数の既知レーダパルス信号と相互相関を求める際、１回だけ位相検波を行えばよい。従って、位相検波回路の負荷が軽くなり、位相検波回路を安価に製作できる効果がある。
【００５６】
実施の形態５．
実施の形態１では、目標から放射された目標放射波の特徴を分析して目標の識別を行うパルス受信分析装置の例について説明したが、本実施の形態では、パルス信号の目標反射波の特徴を分析して目標の識別を行うパルス受信分析装置について説明する。
【００５７】
図９は、本発明の実施の形態５によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。図中の１５は送信アンテナ、１６はレーダ送信機、６０は目標、６１は送信レーダ信号、６２は目標反射波である。なお、図１に示されたブロックに相当するブロックには、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
レーダ送信機１６により生成されたパルス信号は、送信アンテナ１５から目標６０へ出射される。出射されたパルス信号６１のうち目標６０にて反射された目標反射波６２は、受信アンテナ１にて受信される。この受信信号を分析することにより、目標６０の識別を行うことができる。この場合、既知ＩＦデータベース８には、既知の目標に関する目標反射波のＩＦ信号が予め記憶される。
【００５９】
本実施の形態によれば、パルス信号を放出していない目標についても、実施の形態１と同様の目標識別を行うことができ、同様の効果を得ることができる。
【００６０】
実施の形態６．
実施の形態２では、目標から放射された目標放射波の特徴を分析して目標の識別を行うパルス受信分析装置の例について説明したが、本実施の形態では、パルス信号の目標反射波の特徴を分析して目標の識別を行うパルス受信分析装置について説明する。
【００６１】
図１０は、本発明の実施の形態６によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。このパルス受信分析装置４６は、図４のパルス受信分析装置４１に対し、図９と全く同様にして、送信アンテナ１５及びレーダ送信機１６を設け、送信パルス信号の目標反射波を受信して分析するものである。本実施の形態によれば、パルス信号を放出していない目標についても、実施の形態２と同様の目標識別を行うことができ、同様の効果を得ることができる。
【００６２】
実施の形態７．
実施の形態３では、目標から放射された目標放射波の特徴を分析して目標の識別を行うパルス受信分析装置の例について説明したが、本実施の形態では、パルス信号の目標反射波の特徴を分析して目標の識別を行うパルス受信分析装置について説明する。
【００６３】
図１１は、本発明の実施の形態７によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。図中の１５は送信アンテナ、１６はレーダ送信機、６０は目標、６１は送信レーダ信号、６２は目標反射波である。なお、図７に示されたブロックに相当するブロックには、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６４】
レーダ送信機１６により生成されたパルス信号は、送信アンテナ１５から目標６０へ出射される。出射されたパルス信号６１のうち目標６０にて反射された目標反射波６２は、受信アンテナ１にて受信される。この受信信号を分析することにより、目標の識別を行うことができる。この場合、既知ＢＢデータベース１３には、既知の目標に関する目標反射波のＢＢ信号が予め記憶される。
【００６５】
本実施の形態によれば、パルス信号を放出していない目標についても、実施の形態３と同様の目標識別を行うことができ、同様の効果を得ることができる。
【００６６】
実施の形態８．
実施の形態４では、目標から放射された目標放射波の特徴を分析して目標の識別を行うパルス受信分析装置の例について説明したが、本実施の形態では、パルス信号の目標反射波の特徴を分析して目標の識別を行うパルス受信分析装置について説明する。
【００６７】
図１２は、本発明の実施の形態８によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。このパルス受信分析装置４８は、図８のパルス受信分析装置４３に対し、図１１と全く同様にして、送信アンテナ１５及びレーダ送信機１６を設け、送信パルス信号の目標反射波を受信して分析するものである。本実施の形態によれば、パルス信号を放出していない目標についても、実施の形態４と同様の目標識別を行うことができ、同様の効果を得ることができる。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によるパルス受信分析装置は、既知のパルス信号を予め記憶させたデータベースを備え、受信パルス信号の既知パルス信号に対する相関を求める際、キャリア成分を抑圧して相関度を求めている。このため、キャリア成分の影響を排除し、スペクトル中のキャリア成分以外の部分に表れるパルスの特徴について相関度を求めることができる。従って、求められる相関の信頼性を向上させ、目標の識別精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 発明の実施の形態１によるパルス受信分析装置の一構成例を示したブロック図である。
【図２】 図１のキャリア成分抑圧相互相関回路９の一構成例を示したブロック図である。
【図３】 キャリア成分抑圧部２５における動作の一例を示した図であり、（ａ）、（ｂ）には抑圧前後のクロススペクトルが示されている。
【図４】 本発明の実施の形態２によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。
【図５】 図４のキャリア周辺抑圧相互相関回路１１の一構成例を示した図である。
【図６】 帯域阻止フィルタ２８における動作の一例を示した図であり、（ａ）、（ｂ）には抑圧前後のクロススペクトルが示されている。
【図７】 本発明の実施の形態３によるパルス受信分析装置の一構成例を示したブロック図である。
【図８】 本発明の実施の形態４によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。
【図９】 本発明の実施の形態５によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。
【図１０】 本発明の実施の形態６によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。
【図１１】 本発明の実施の形態７によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。
【図１２】 本発明の実施の形態８によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。
【図１３】 従来のパルス受信分析装置の構成を示したブロック図である。
【図１４】 図１２の相互相関回路２１の構成を示したブロック図である。
【図１５】 異なる目標から放出された２つのパルス信号について包絡線の時間波形の一例を示した図である。
【図１６】 図１５のパルス信号の周波数スペクトルを示した図である。
【符号の説明】
１ 受信アンテナ、２ 周波数変換回路、３ 高速Ａ／Ｄ変換回路、
４ デジタルＲＦメモリ（ＤＲＦＭ）、５ 周波数算出回路、
６ パルス幅算出回路、７ 受信ＩＦデータメモリ、
８ 既知ＩＦデータベース、９ キャリア成分抑圧相互相関回路、
１０ 識別回路、１１ キャリア周辺抑圧相互相関回路、
１２ 位相検波回路、１３ 既知ＢＢデータベース、
１４ 受信ＢＢデータメモリ、１４ 相互相関回路、
１５ レーダ送信機、１５ 送信アンテナ、１６ レーダ送信機、
２１ 相互相関回路、２２，２３ ＦＦＴ処理部、２４ スペクトル積演算部、
２５ キャリア成分抑圧部、２６ 逆ＦＦＴ処理部、２７ ピーク抽出部、
２８ 帯域阻止フィルタ、４０〜４７ パルス受信分析装置、
５０，６０ 目標、５１ 目標放射波、６１ パルス送信信号、
６２ 目標反射波
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルス受信分析装置及びパルス受信分析方法に係り、更に詳しくは、目標から放射され、あるいは、目標により反射されたパルス波を受信分析し、目標を識別する装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は、従来の受信分析装置の構成を示したブロック図であり、例えば特開平１０−２６８０３４号公報に開示されている。図中の１は受信アンテナ、２は周波数変換回路、３は高速Ａ／Ｄ変換回路、４はデジタルＲＦメモリ（ＤＲＦＭ）、５は周波数算出回路、６はパルス幅算出回路、７は受信ＩＦデータメモリ、８は既知ＩＦデータベース、１０は識別回路、２１は相互相関回路、４９はパルス受信分析装置、５０は目標、５１は目標放射波である。このパルス受信分析装置４９は、ブロック１〜８、１０及び２１により構成される。
【０００３】
目標５０のレーダ装置等からパルス信号として放射された目標放射波５１は受信アンテナ１により受信される。受信されたＲＦ（高周波）信号は周波数変換回路２でＩＦ（中間周波）信号に周波数変換された後、高速Ａ／Ｄ変換回路３においてＩＦ信号を直接デジタル信号に変換され、デジタルＲＦメモリ（ＤＲＦＭ）４に記憶される。
【０００４】
周波数算出回路５は、ＤＲＦＭ４に記憶されたデジタルＩＦ信号からフーリエ変換等の方法により周波数を算出する。パルス幅算出回路６は、ＤＲＦＭ４に記憶されたデジタルＩＦ信号から包絡線の絶対値を求めスレッショルドレベル（閾値）以上の時間を求めることによりパルス幅を算出する。
【０００５】
受信ＩＦデータメモリ７は、ＤＲＦＭ４に記憶されたデジタルＩＦ信号から入力される受信パルス信号を記憶する。相互相関回路２１は、ＩＦデータメモリ７に記憶された受信パルス信号とＩＦデータベースに予め記憶されている既知のレーダのパルス信号との間で相互相関処理を行って相関度を求める。識別回路１０は、周波数算出回路５で算出した周波数と、パルス幅算出回路６で算出したパルス幅と、相互相関回路２１で求めた既知のレーダ信号に対する相関度の情報から目標を識別する。
【０００６】
図１４は、図１３の相互相関回路２１の構成を示したブロック図である。図中の２２及び２３は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理部、２４はスペクトル積演算部、２６は逆ＦＦＴ処理部、２７はピーク抽出部である。
【０００７】
受信パルス信号及び既知レーダのパルス信号の２つの入力信号は、それぞれがＦＦＴ処理部２２、２３でフーリエ変換され、これらのクロススペクトルがスペクトル積演算部２４で求められ、さらに逆ＦＦＴ処理部２６で逆フーリエ変換されて相互相関関数が求められる。そして、ピーク抽出部２７において、この相互相関関数のピークを抽出して相関度を求めている。
【０００８】
つまり、周波数及びパルス幅に基づいて目標識別を行うだけでなく、受信ＩＦデータメモリ７に記憶された受信ＩＦ信号と、既知ＩＦデータベース８に予め記憶されている既知ＩＦ信号とのクロススペクトルに基づいて相関関数を求め、パルス信号間の相関度を算出して目標の識別を行っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の受信分析装置は上述したように構成されているので、受信ＩＦデータメモリ７に記憶された受信パルス信号と、既知ＩＦデータベース８に予め記憶されている既知のレーダの受信パルス信号との間でキャリアが同一あるいは非常に近接する場合には、異なったパルス信号であっても相関度が高くなるという問題があった。
【００１０】
図１５の（ａ）及び（ｂ）は、異なる目標から放出された２つのパルス信号について包絡線の時間波形の一例を示した図であり、Paul R, Boehm”Ambiguities in the EW Simulation Environment”（JOURNAL of ELECTRONIC DEFENSE, SEPTEMBER '95）に掲載されたものである。図中の（ａ）及び（ｂ）はパルス幅が同一であるが、（ｂ）のパルス波形は立ち上がり時間及び立ち下がり時間が（ａ）のパルス波形よりも長く、過渡応答による特性もより顕著である。
【００１１】
図１６は、図１５のパルス信号の周波数スペクトルを示した図であり、上記文献に図１５とともに掲載されたものである。図１６の（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図１５のパルス信号（ａ）、（ｂ）をＦＦＴ処理することによって得られる。（ｂ）のスペクトル分布は（ａ）のスペクトル分布よりも裾野が広がっており、立ち上がり時間、立ち下がり時間、過渡応答などのパルスの特徴は、スペクトル分布の裾野部分に表れている。つまり、周波数軸上でキャリア成分以外の部分に表れる。
【００１２】
従って、このようなキャリア成分以外の部分に関する相関度を求めることができれば、（ａ）と（ｂ）を識別することができる。ところが、キャリア成分以外の部分に表れる特徴は、その強度がキャリア成分に比べて小さいため、受信信号と既知信号との間でキャリアの周波数が同一又は非常に近接している場合には、異なったパルス信号であっても相関度が高くなってしまうという問題があった。
【００１３】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、受信パルス信号とデータベースに予め記憶されている既知パルス信号の相関度を求めてパルス信号を識別する際、キャリアが同一あるいは非常に近接しているパルス信号についても正しく識別することができるパルス受信分析装置を提供することを目的とする。
【００１４】
また、受信パルス信号とデータベースに予め記憶されている既知パルス信号の相関度を求めてパルス信号を識別する際、キャリアが同一あるいは非常に近接しているパルス信号についても正しく識別することができるパルス受信分析方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明による受信分析装置は、受信パルス信号及び既知パルス信号のクロススペクトルを求めて既知パルス信号に対する相互相関処理を行う際に、キャリア成分を抑圧する手段を備えて、異なったパルス信号に対する相関度を抑制するものである。
【００１６】
請求項１に記載の本発明によるパルス受信分析装置は、パルス信号を受信する受信アンテナと、受信パルス信号を周波数変換して受信ＩＦ信号を生成する周波数変換回路と、受信ＩＦ信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換回路と、デジタル変換された既知のパルス信号のＩＦ信号を記憶するデータベースと、データベースに基づいて受信パルス信号の既知パルス信号に対する相関度を求める相互相関回路と、求められた相関度に基づいてレーダ目標を識別する目標識別回路とを備え、上記相互相関回路が、受信ＩＦ信号及び既知ＩＦ信号についてキャリア成分が抑圧された相互相関関数を求め、この相互相関関数のピークを抽出して相関度を求めるものであり、上記相互相関回路が、受信ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第１のＦＦＴ回路と、既知ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第２のＦＦＴ回路と、第１及び第２のＦＦＴ回路の出力についてクロススペクトルを求めるスペクトル積演算回路と、クロススペクトルにおける受信信号のキャリア成分を抑圧するキャリア抑圧回路と、キャリア成分が抑圧されたクロススペクトルの逆フーリエ変換を行って相互相関関数を求める逆ＦＦＴ処理部と、相互相関関数のピークに基づいて相関度を求めるピーク抽出処理部とを備えて構成される。
請求項２に記載の本発明によるパルス受信分析装置は、パルス信号を受信する受信アンテナと、受信パルス信号を周波数変換して受信ＩＦ信号を生成する周波数変換回路と、受信ＩＦ信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換回路と、デジタル変換された既知のパルス信号のＩＦ信号を記憶するデータベースと、データベースに基づいて受信パルス信号の既知パルス信号に対する相関度を求める相互相関回路と、求められた相関度に基づいてレーダ目標を識別する目標識別回路とを備え、上記相互相関回路が、受信ＩＦ信号及び既知ＩＦ信号についてキャリア成分が抑圧された相互相関関数を求め、この相互相関関数のピークを抽出して相関度を求めるものであり、上記相互相関回路が、受信ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第１のＦＦＴ回路と、既知ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第２のＦＦＴ回路と、第１及び第２のＦＦＴ回路の出力についてクロススペクトルを求めるスペクトル積演算回路と、クロススペクトルにおけるキャリア信号を含む所定の帯域幅の成分を抑圧する帯域阻止フィルタと、所定帯域幅の成分が抑圧されたクロススペクトルの逆フーリエ変換を行って相互相関関数を求める逆ＦＦＴ処理部と、相互相関関数のピークに基づいて相関度を求めるピーク抽出部とを備えて構成される。
【００２４】
請求項３に記載の本発明によるパルス受信分析装置は、パルス信号を送信する送信アンテナを備え、上記受信アンテナが、目標により反射されたパルス信号を受信するように構成される。
【００２５】
請求項４に記載の本発明によるパルス受信分析方法は、受信アンテナによりパルス信号を受信する受信ステップと、受信パルス信号を周波数変換して受信ＩＦ信号を生成する周波数変換ステップと、受信ＩＦ信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換ステップと、デジタル変換された既知のパルス信号のＩＦ信号を記憶するデータベースに基づいて受信パルス信号の既知パルス信号に対する相関度を求める相互相関ステップと、求められた相関度に基づいてレーダ目標を識別する目標識別ステップとを備え、上記相互相関ステップが、受信ＩＦ信号及び既知ＩＦ信号についてキャリア成分が抑圧された相互相関関数を求め、この相互相関関数のピークを抽出して相関度を求めるものであり、上記相互相関ステップが、受信ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第１のＦＦＴステップと、既知ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第２のＦＦＴステップと、第１及び第２のＦＦＴステップの出力についてクロススペクトルを求めるスペクトル積演算ステップと、クロススペクトルにおける受信信号のキャリア成分を抑圧するキャリア抑圧ステップと、キャリア成分が抑圧されたクロススペクトルの逆フーリエ変換を行って相互相関関数を求める逆ＦＦＴステップと、相互相関関数のピークに基づいて相関度を求めるピーク抽出ステップとを備えて構成される。
請求項５に記載の本発明によるパルス受信分析方法は、受信アンテナによりパルス信号を受信する受信ステップと、受信パルス信号を周波数変換して受信ＩＦ信号を生成する周波数変換ステップと、受信ＩＦ信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換ステップと、デジタル変換された既知のパルス信号のＩＦ信号を記憶するデータベースに基づいて受信パルス信号の既知パルス信号に対する相関度を求める相互相関ステップと、求められた相関度に基づいてレーダ目標を識別する目標識別ステップとを備え、上記相互相関ステップが、受信ＩＦ信号及び既知ＩＦ信号についてキャリア成分が抑圧された相互相関関数を求め、この相互相関関数のピークを抽出して相関度を求めるものであり、上記相互相関ステップが、受信ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第１のＦＦＴステップと、既知ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第２のＦＦＴステップと、第１及び第２のＦＦＴステップの出力についてクロススペクトルを求めるスペクトル積演算ステップと、クロススペクトルにおけるキャリア信号を含む所定の帯域幅の成分を抑圧する帯域阻止ステップと、所定帯域幅の成分が抑圧されたクロススペクトルの逆フーリエ変換を行って相互相関関数を求める逆ＦＦＴステップと、相互相関関数のピークに基づいて相関度を求めるピーク抽出ステップとを備えて構成される。
【００２８】
請求項６に記載の本発明によるパルス受信分析方法は、送信アンテナによりパルス信号を送信する送信ステップを備え、上記受信ステップが、目標により反射されたパルス信号を受信するものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるパルス受信分析装置の一構成例を示したブロック図である。図中の１は受信アンテナ、２は周波数変換回路、３は高速Ａ／Ｄ変換回路、４はデジタルＲＦメモリ（ＤＲＦＭ）、５は周波数算出回路、６はパルス幅算出回路、７は受信ＩＦデータメモリ、８は既知ＩＦデータベース、９はキャリア成分抑圧相互相関回路、１０は識別回路、４０はパルス受信分析装置である。
【００３０】
このパルス受信分析装置４０は、ブロック１〜１０により構成される。また、図中の５０はパルス受信分析装置により識別される目標、５１は目標から放出される目標放射波であり、目標５０のレーダ装置等により生成されたパルス信号である。
【００３１】
アンテナ１は、目標放射波５１を受信するための受信アンテナである。周波数変換回路２は、受信高周波（ＲＦ）信号を周波数変換して受信ＩＦ（中間周波）信号を生成するダウンコンバータである。高速Ａ／Ｄ変換回路３は、受信ＩＦ信号を直接デジタル信号に変換するデジタル変換器であり、デジタル変換された受信ＩＦ信号は、デジタルＲＦメモリ（ＤＲＦＭ）４に記憶される。更に、ＤＲＦＭ４に記憶された受信ＩＦ信号からパルス信号が抽出され、受信ＩＦデータメモリ７に記憶される。また、既知ＩＦデータベース８は、種々の目標レーダから放出される既知のパルス信号について予めデジタル化されたＩＦ信号（既知ＩＦ信号）を記憶している。
【００３２】
周波数算出回路５は、ＤＲＦＭ４に記憶された受信ＩＦ信号からフーリエ変換等の方法により周波数を算出する。パルス幅算出回路６は、ＤＲＦＭ４に記憶されたデジタルＩＦ信号から包絡線の絶対値を求め、所定の閾値と比較し、当該閾値以上となる時間を求めることによりパルス幅を算出する。
【００３３】
キャリア成分抑圧相互相関回路９は、受信ＩＦデータメモリ７に記憶された受信ＩＦ信号と既知ＩＦデータベース８に記憶された既知ＩＦ信号との間で相互相関処理を行って、受信ＩＦ信号の既知ＩＦ信号に対する相関度を求めている。この相互相関処理を行う際にキャリア成分を抑圧し、キャリア成分が抑圧された相関関数に基づいて相関度を算出する点で従来のパルス受信分析装置における相互相関回路２１とは異なる。
【００３４】
識別回路１０は、周波数算出回路５で算出された周波数と、パルス幅算出回路６で算出されたパルス幅と、相互相関回路２１で求められた既知のレーダ信号に対する相関度の情報から目標の識別を行って目標種別を判定する。
【００３５】
図２は、図１のキャリア成分抑圧相互相関回路９の一構成例を示したブロック図である。図中の２２及び２３は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理部、２４はスペクトル積演算部、２５はキャリア成分抑圧部、２６は逆ＦＦＴ処理部、２７はピーク抽出部である。
【００３６】
受信パルス信号及び既知パルス信号の２つの入力信号は、それぞれがＦＦＴ処理部２２、２３においてフーリエ変換され、これらのクロススペクトルがスペクトル積演算部２４で求められる。このクロススペクトルは、キャリア成分抑圧部２５においてキャリア成分が抑圧され、クロススペクトル中の当該周波数成分が除去又は低減される。
【００３７】
キャリア成分が抑圧されたクロススペクトルは、逆ＦＦＴ処理部２６において逆フーリエ変換され、時間軸上での相互相関関数が求められる。ピーク抽出部２７は、この相互相関関数のピークを抽出して相関度を求めている。
【００３８】
図３は、キャリア成分抑圧部２５における動作の一例を示した図であり、（ａ）には抑圧前のクロススペクトルが示され、（ｂ）には抑圧後のクロススペクトルが示されている。パルス信号の特徴は、キャリア成分以外の部分に現れるため、クロススペクトルのキャリア成分を抑圧し、キャリアの影響を排除することにより、パルス信号間の相関をより的確に示している相関度を求めることができる。
【００３９】
本実施の形態では、相互相関関数を求める際にキャリア成分を抑圧することによって、キャリア成分が同一又は非常に近いパルスについても、キャリア成分以外の部分に表れるパルスの特徴についてデータベースと比較し、立ち上がり時間、立ち下がり時間、過渡特性などに関する相関を求めている。従って、求められた相関度の信頼性を向上させ、目標の識別精度を向上させることができる。
【００４０】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、相互相関関数を求める際にキャリア成分を抑圧するパルス受信分析装置の例について説明したが、本実施の形態では、キャリアを含む周辺帯域の成分を抑圧するパルス受信分析装置について説明する。
【００４１】
図４は、本発明の実施の形態２によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。図４のパルス受信分析装置４１を図１のパルス受信分析装置４０と比較すれば、キャリア成分抑圧相互相関回路９に代えて、キャリア周辺抑圧相互相関回路１１を備えている点で異なる。なお、図１に示されたブロックに相当するブロックには、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
図５は、図４のキャリア周辺抑圧相互相関回路１１の一構成例を示した図である。図中の２２及び２３はＦＦＴ処理部、２４はスペクトル積演算部、２６は逆ＦＦＴ処理部、２７はピーク抽出部、２８は帯域阻止フィルタである。図２のキャリア成分抑圧相互相関回路９と比較すれば、キャリア成分抑圧部２５に代えて、帯域阻止フィルタ２８を備えている点で異なる。
【００４３】
帯域阻止フィルタ２８は、所定帯域幅の周波数成分を遮断するフィルタであり、スペクトル積演算部２４により求められたクロススペクトルに対し、キャリア成分を抑圧するだけでなく、比較的強度の高いキャリア周辺の周波数成分、少なくともキャリアに隣接する周波数成分も抑圧する。例えば、キャリア周波数を中心とする所定帯域幅の成分が抑圧される。
【００４４】
図６は、帯域阻止フィルタ２８における動作の一例を示した図であり、（ａ）には抑圧前のクロススペクトルが示され、（ｂ）には抑圧後のクロススペクトルが示されている。パルス信号の特徴は、キャリア成分以外の部分に現れるため、クロススペクトルのキャリア成分及びその周辺成分を抑圧して、キャリアの影響を排除することにより、パルス信号間の相関をより的確に示している相関度を求めることができる。
【００４５】
本実施の形態では、相互相関関数を求める際にキャリア成分のみならず、キャリア周辺の周波数成分を抑圧し、スペクトル密度の比較的低い周波数成分についてデータベースとの比較を行うことにより、立ち上がり時間、立ち下がり時間、過渡特性などに関する相関を求めている。従って、相関の信頼性を向上させ、目標の識別精度を向上させることができる。
【００４６】
実施の形態３．
実施の形態１では、相互相関関数を求める際にキャリア成分を抑圧するパルス受信分析装置の例について説明したが、本実施の形態では、相互相関関数を求める前にキャリア成分を除去するパルス受信分析装置について説明する。
【００４７】
図７は、本発明の実施の形態３によるパルス受信分析装置の一構成例を示したブロック図である。図７のパルス受信分析装置４２を図１のパルス受信分析装置４０と比較すれば、位相検波回路１２を備えるとともに、既知ＩＦデータベース８及びキャリア成分抑圧相互相関回路９に代えて、既知ベースバンド（ＢＢ）データベース１３及び相互相関回路２１を備えている点で異なる。なお、図１に示されたブロックに相当するブロックには、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
位相検波回路１２は、周波数算出回路５で算出された周波数に基づいて、受信ＩＦデータメモリ７から入力される受信ＩＦ信号を位相検波してベースバンド信号（受信ＢＢ信号）に変換する。つまり、受信ＩＦ信号を復調することにより、キャリア成分を除去し、受信ＢＢ信号として相互相関回路２１へ出力している。
【００４９】
既知ＢＢデータベース１３は、種々の目標レーダから放出される既知のパルス信号について予めデジタル化されたベースバンド信号（既知ＢＢ信号）を記憶している。相互相関回路２１は、従来のパルス受信分析装置の相互相関回路（図１４）と同様の回路であるが、ここではベースバンド信号間の相互相関を求める回路であり、受信ＢＢ信号の既知ＢＢ信号に対する相関度が求められる。
【００５０】
本実施の形態では、キャリア成分を除くために相関処理前に検波を行って受信信号の周波数を落としているため、相互相関のために用いられるデータベースもＩＦ信号ではなくベースバンド信号のデータとなる。したがって、データベース中のデータ変化量が比較的小さくなるので、データベースの容量を小さくすることができる。
【００５１】
実施の形態４．
実施の形態３では、受信ＩＦデータメモリに記憶された受信ＩＦ信号が位相検波回路に入力されるパルス受信分析装置の例について説明したが、本実施の形態では、位相検波回路から出力される受信ＢＢ信号をデータメモリに記憶させるパルス受信分析装置について説明する。
【００５２】
図８は、本発明の実施の形態４によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。図８のパルス受信分析装置４３を図７のパルス受信分析装置４２と比較すれば、受信ＩＦデータメモリ７に代えて、位相検波回路１２の後段に受信ＢＢデータメモリ１４を備えている点で異なる。なお、図１に示されたブロックに相当するブロックには、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５３】
位相検波回路１２には、ＤＲＦＭ４からの受信ＩＦ信号が入力され、検波後の受信ＢＢ信号が受信ＢＢデータメモリ１４に記憶される。既知ＢＢデータベース１３には、複数（２以上）の既知パルス信号に関するＢＢ信号が予め記憶されており、相互相関回路２１では、同一の受信ＢＢ信号について、既知ＢＢデータベース１３に記憶された各既知ＢＢ信号に対する相互相関が順に求められる。
【００５４】
図７のパルス受信分析装置では、位相検波回路１２からの受信ＢＢ信号が相互相関回路２１に入力されているため、異なる既知ＢＢ信号に対する相互相関を求めるごとに検波処理を行う必要がある。しかしながら、図８のパルス受信分析装置では、位相検波回路１２からの受信ＢＢ信号を受信ＢＢデータメモリ１４に記憶させて、相互相関回路２１に入力している。このため、受信ＢＢ信号が同じであれば、異なる既知ＢＢ信号に対する相互相関を求めるたびに検波を行う必要がない。
【００５５】
本実施の形態では、検波後のベースバンド信号をデータメモリに記憶させているので、同じ受信パルス信号のデータを使用してデータベース中の複数の既知レーダパルス信号と相互相関を求める際、１回だけ位相検波を行えばよい。従って、位相検波回路の負荷が軽くなり、位相検波回路を安価に製作できる効果がある。
【００５６】
実施の形態５．
実施の形態１では、目標から放射された目標放射波の特徴を分析して目標の識別を行うパルス受信分析装置の例について説明したが、本実施の形態では、パルス信号の目標反射波の特徴を分析して目標の識別を行うパルス受信分析装置について説明する。
【００５７】
図９は、本発明の実施の形態５によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。図中の１５は送信アンテナ、１６はレーダ送信機、６０は目標、６１は送信レーダ信号、６２は目標反射波である。なお、図１に示されたブロックに相当するブロックには、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
レーダ送信機１６により生成されたパルス信号は、送信アンテナ１５から目標６０へ出射される。出射されたパルス信号６１のうち目標６０にて反射された目標反射波６２は、受信アンテナ１にて受信される。この受信信号を分析することにより、目標６０の識別を行うことができる。この場合、既知ＩＦデータベース８には、既知の目標に関する目標反射波のＩＦ信号が予め記憶される。
【００５９】
本実施の形態によれば、パルス信号を放出していない目標についても、実施の形態１と同様の目標識別を行うことができ、同様の効果を得ることができる。
【００６０】
実施の形態６．
実施の形態２では、目標から放射された目標放射波の特徴を分析して目標の識別を行うパルス受信分析装置の例について説明したが、本実施の形態では、パルス信号の目標反射波の特徴を分析して目標の識別を行うパルス受信分析装置について説明する。
【００６１】
図１０は、本発明の実施の形態６によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。このパルス受信分析装置４６は、図４のパルス受信分析装置４１に対し、図９と全く同様にして、送信アンテナ１５及びレーダ送信機１６を設け、送信パルス信号の目標反射波を受信して分析するものである。本実施の形態によれば、パルス信号を放出していない目標についても、実施の形態２と同様の目標識別を行うことができ、同様の効果を得ることができる。
【００６２】
実施の形態７．
実施の形態３では、目標から放射された目標放射波の特徴を分析して目標の識別を行うパルス受信分析装置の例について説明したが、本実施の形態では、パルス信号の目標反射波の特徴を分析して目標の識別を行うパルス受信分析装置について説明する。
【００６３】
図１１は、本発明の実施の形態７によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。図中の１５は送信アンテナ、１６はレーダ送信機、６０は目標、６１は送信レーダ信号、６２は目標反射波である。なお、図７に示されたブロックに相当するブロックには、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６４】
レーダ送信機１６により生成されたパルス信号は、送信アンテナ１５から目標６０へ出射される。出射されたパルス信号６１のうち目標６０にて反射された目標反射波６２は、受信アンテナ１にて受信される。この受信信号を分析することにより、目標の識別を行うことができる。この場合、既知ＢＢデータベース１３には、既知の目標に関する目標反射波のＢＢ信号が予め記憶される。
【００６５】
本実施の形態によれば、パルス信号を放出していない目標についても、実施の形態３と同様の目標識別を行うことができ、同様の効果を得ることができる。
【００６６】
実施の形態８．
実施の形態４では、目標から放射された目標放射波の特徴を分析して目標の識別を行うパルス受信分析装置の例について説明したが、本実施の形態では、パルス信号の目標反射波の特徴を分析して目標の識別を行うパルス受信分析装置について説明する。
【００６７】
図１２は、本発明の実施の形態８によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。このパルス受信分析装置４８は、図８のパルス受信分析装置４３に対し、図１１と全く同様にして、送信アンテナ１５及びレーダ送信機１６を設け、送信パルス信号の目標反射波を受信して分析するものである。本実施の形態によれば、パルス信号を放出していない目標についても、実施の形態４と同様の目標識別を行うことができ、同様の効果を得ることができる。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によるパルス受信分析装置は、既知のパルス信号を予め記憶させたデータベースを備え、受信パルス信号の既知パルス信号に対する相関を求める際、キャリア成分を抑圧して相関度を求めている。このため、キャリア成分の影響を排除し、スペクトル中のキャリア成分以外の部分に表れるパルスの特徴について相関度を求めることができる。従って、求められる相関の信頼性を向上させ、目標の識別精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 発明の実施の形態１によるパルス受信分析装置の一構成例を示したブロック図である。
【図２】 図１のキャリア成分抑圧相互相関回路９の一構成例を示したブロック図である。
【図３】 キャリア成分抑圧部２５における動作の一例を示した図であり、（ａ）、（ｂ）には抑圧前後のクロススペクトルが示されている。
【図４】 本発明の実施の形態２によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。
【図５】 図４のキャリア周辺抑圧相互相関回路１１の一構成例を示した図である。
【図６】 帯域阻止フィルタ２８における動作の一例を示した図であり、（ａ）、（ｂ）には抑圧前後のクロススペクトルが示されている。
【図７】 本発明の実施の形態３によるパルス受信分析装置の一構成例を示したブロック図である。
【図８】 本発明の実施の形態４によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。
【図９】 本発明の実施の形態５によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。
【図１０】 本発明の実施の形態６によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。
【図１１】 本発明の実施の形態７によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。
【図１２】 本発明の実施の形態８によるパルス受信分析装置の一構成例を示した図である。
【図１３】 従来のパルス受信分析装置の構成を示したブロック図である。
【図１４】 図１２の相互相関回路２１の構成を示したブロック図である。
【図１５】 異なる目標から放出された２つのパルス信号について包絡線の時間波形の一例を示した図である。
【図１６】 図１５のパルス信号の周波数スペクトルを示した図である。
【符号の説明】
１ 受信アンテナ、２ 周波数変換回路、３ 高速Ａ／Ｄ変換回路、
４ デジタルＲＦメモリ（ＤＲＦＭ）、５ 周波数算出回路、
６ パルス幅算出回路、７ 受信ＩＦデータメモリ、
８ 既知ＩＦデータベース、９ キャリア成分抑圧相互相関回路、
１０ 識別回路、１１ キャリア周辺抑圧相互相関回路、
１２ 位相検波回路、１３ 既知ＢＢデータベース、
１４ 受信ＢＢデータメモリ、１４ 相互相関回路、
１５ レーダ送信機、１５ 送信アンテナ、１６ レーダ送信機、
２１ 相互相関回路、２２，２３ ＦＦＴ処理部、２４ スペクトル積演算部、
２５ キャリア成分抑圧部、２６ 逆ＦＦＴ処理部、２７ ピーク抽出部、
２８ 帯域阻止フィルタ、４０〜４７ パルス受信分析装置、
５０，６０ 目標、５１ 目標放射波、６１ パルス送信信号、
６２ 目標反射波
Claims (6)
- パルス信号を受信する受信アンテナと、受信パルス信号を周波数変換して受信ＩＦ信号を生成する周波数変換回路と、受信ＩＦ信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換回路と、デジタル変換された既知のパルス信号のＩＦ信号を記憶するデータベースと、データベースに基づいて受信パルス信号の既知パルス信号に対する相関度を求める相互相関回路と、求められた相関度に基づいてレーダ目標を識別する目標識別回路とを備え、
上記相互相関回路が、受信ＩＦ信号及び既知ＩＦ信号についてキャリア成分が抑圧された相互相関関数を求め、この相互相関関数のピークを抽出して相関度を求めるものであり、
上記相互相関回路が、受信ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第１のＦＦＴ回路と、既知ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第２のＦＦＴ回路と、第１及び第２のＦＦＴ回路の出力についてクロススペクトルを求めるスペクトル積演算回路と、クロススペクトルにおける受信信号のキャリア成分を抑圧するキャリア抑圧回路と、キャリア成分が抑圧されたクロススペクトルの逆フーリエ変換を行って相互相関関数を求める逆ＦＦＴ処理部と、相互相関関数のピークに基づいて相関度を求めるピーク抽出処理部とを備えたことを特徴とするパルス受信分析装置。 - パルス信号を受信する受信アンテナと、受信パルス信号を周波数変換して受信ＩＦ信号を生成する周波数変換回路と、受信ＩＦ信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換回路と、デジタル変換された既知のパルス信号のＩＦ信号を記憶するデータベースと、データベースに基づいて受信パルス信号の既知パルス信号に対する相関度を求める相互相関回路と、求められた相関度に基づいてレーダ目標を識別する目標識別回路とを備え、
上記相互相関回路が、受信ＩＦ信号及び既知ＩＦ信号についてキャリア成分が抑圧された相互相関関数を求め、この相互相関関数のピークを抽出して相関度を求めるものであり、
上記相互相関回路が、受信ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第１のＦＦＴ回路と、既知ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第２のＦＦＴ回路と、第１及び第２のＦＦＴ回路の出力についてクロススペクトルを求めるスペクトル積演算回路と、クロススペクトルにおけるキャリア信号を含む所定の帯域幅の成分を抑圧する帯域阻止フィルタと、所定帯域幅の成分が抑圧されたクロススペクトルの逆フーリエ変換を行って相互相関関数を求める逆ＦＦＴ処理部と、相互相関関数のピークに基づいて相関度を求めるピーク抽出部とを備えたことを特徴とするパルス受信分析装置。 - パルス信号を送信する送信アンテナを備え、上記受信アンテナが、目標により反射されたパルス信号を受信することを特徴とする請求項１又は２に記載のパルス受信分析装置。
- 受信アンテナによりパルス信号を受信する受信ステップと、受信パルス信号を周波数変換して受信ＩＦ信号を生成する周波数変換ステップと、受信ＩＦ信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換ステップと、デジタル変換された既知のパルス信号のＩＦ信号を記憶するデータベースに基づいて受信パルス信号の既知パルス信号に対する相関度を求める相互相関ステップと、求められた相関度に基づいてレーダ目標を識別する目標識別ステップとを備え、
上記相互相関ステップが、受信ＩＦ信号及び既知ＩＦ信号についてキャリア成分が抑圧された相互相関関数を求め、この相互相関関数のピークを抽出して相関度を求めるものであり、
上記相互相関ステップが、受信ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第１のＦＦＴステップと、既知ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第２のＦＦＴステップと、第１及び第２のＦＦＴステップの出力についてクロススペクトルを求めるスペクトル積演算ステップと、クロススペクトルにおける受信信号のキャリア成分を抑圧するキャリア抑圧ステップと、キャリア成分が抑圧されたクロススペクトルの逆フーリエ変換を行って相互相関関数を求める逆ＦＦＴステップと、相互相関関数のピークに基づいて相関度を求めるピーク抽出ステップとを備えたことを特徴とするパルス受信分析方法。 - 受信アンテナによりパルス信号を受信する受信ステップと、受信パルス信号を周波数変換して受信ＩＦ信号を生成する周波数変換ステップと、受信ＩＦ信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換ステップと、デジタル変換された既知のパルス信号のＩＦ信号を記憶するデータベースに基づいて受信パルス信号の既知パルス信号に対する相関度を求める相互相関ステップと、求められた相関度に基づいてレーダ目標を識別する目標識別ステップとを備え、
上記相互相関ステップが、受信ＩＦ信号及び既知ＩＦ信号についてキャリア成分が抑圧された相互相関関数を求め、この相互相関関数のピークを抽出して相関度を求めるものであり、
上記相互相関ステップが、受信ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第１のＦＦＴステップと、既知ＩＦ信号のフーリエ変換を行う第２のＦＦＴステップと、第１及び第２のＦＦＴステップの出力についてクロススペクトルを求めるスペクトル積演算ステップと、クロススペクトルにおけるキャリア信号を含む所定の帯域幅の成分を抑圧する帯域阻止ステップと、所定帯域幅の成分が抑圧されたクロススペクトルの逆フーリエ変換を行って相互相関関数を求める逆ＦＦＴステップと、相互相関関数のピークに基づいて相関度を求めるピーク抽出ステップとを備えたことを特徴とするパルス受信分析方法。 - 送信アンテナによりパルス信号を送信する送信ステップを備え、上記受信ステップが、目標により反射されたパルス信号を受信するものであることを特徴とする請求項４又は５に記載のパルス受信分析方法。
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