JP3747856B2 - レーダ信号処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、高分解能レーダ装置のレーダ信号処理装置における目標受信信号の位相ずれの補正に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図13は高分解能レーダ装置のレーダ信号処理装置の構成図であり、1はレーダ装置から入力された目標受信信号を内部で処理できるデータ形式に変換するデータインタフェース部、2はデータインタフェース部1で変換された目標受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮部、3はパルス圧縮部2でパルス圧縮された目標受信信号の時間による距離ずれを補正する距離補正部、4は距離補正部3で補正された目標受信信号の時間による位相ずれを補正する位相補正部、5は位相補正部4で補正された目標受信信号のドップラ周波数を分離する周波数分析部、6は周波数分析部5で周波数分析された目標受信信号の周波数スペクトルを画像データに変換する検波部、7は検波部6で得られた画像データと表示器のインタフェースを調整し表示画像データを生成する表示器インタフェース部、SMはレーダ装置から入力された目標受信信号、RSは距離補正部3で時間による距離ずれが補正された目標受信信号、RGはレーダと目標重心との初期距離、RDは位相補正部4で時間による位相ずれが補正された目標受信信号、Dは表示画像データである。
【0003】
図14は図13のレーダ信号処理装置における従来の位相補正部4の構成図であり、8は距離補正部3より出力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号RS及びレーダと目標重心との初期距離RGを格納するバッファ回路、9はバッファ回路8より出力されたレーダと目標重心との初期距離RGにおける目標受信信号を時間方向に小区間で周波数分析する区分周波数分析回路、10は区分周波数分析回路9で得られた周波数と振幅の波形に対して振幅値が最大となる周波数を基準点周波数として検出する振幅値最大検出回路、11は振幅値最大検出回路10で検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、12は平滑化回路11で平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、13は位相補正量算出回路12で算出された位相補正量を用いてバッファ回路8より出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路、GSはレーダと目標重心との初期距離RGにおける目標受信信号である。
なお、RS,RG,RD及び4は図13と同じである。
【0004】
次に、動作について説明する。レーダ装置から入力された目標受信信号SMはデータインタフェース部1で内部で処理できるデータ形式に変換され、パルス圧縮部2でパルス圧縮された後、距離補正部3で時間による距離ずれを補正し、目標受信信号RSとして位相補正部4に出力する。また、距離補正部3ではレーダと目標重心との初期距離RGを算出し、位相補正部4に出力する。位相補正部4では時間による距離ずれが補正された目標受信信号RS及びレーダと目標重心との初期距離RGを用いて目標受信信号RSの時間による位相ずれを補正し、目標受信信号RDとして周波数分析部5に出力する。
【0005】
この目標受信信号RDは周波数分析部5で周波数分析されることによって周波数スペクトルに変換され、検波部6で画像データに変換された後、表示器インタフェース部7で表示器とのインタフェースを調整し、表示画像データDとして出力される。
【0006】
次に、位相補正部4の動作について説明する。距離補正部3から入力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号RS及びレーダと目標重心との初期距離RGはバッファ回路8に格納され、目標受信信号RS及びレーダと目標重心との初期距離RGにおける目標受信信号GSとして出力される。
【0007】
このレーダと目標重心との初期距離RGにおける目標受信信号GSは区分周波数分析回路9で時間方向に小区間で周波数分析され、得られた周波数と振幅の波形に対して振幅値最大検出回路10で振幅値が最大となる周波数を基準点周波数として検出した後、平滑化回路11に出力される。平滑化回路11では基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化し、平滑化された軌跡から位相補正量算出回路12で位相補正量を算出する。
【0008】
位相補正回路13は位相補正量算出回路12で算出した位相補正量を用いてバッファ回路8から出力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号RSの位相を補正し、時間による位相ずれが補正された目標受信信号RDとして周波数分析部5へ出力する。
【0009】
更に、位相補正部4を図15を用いて説明する。図15は位相補正部4の処理方法を示した図である。時間による距離ずれが補正された目標受信信号RSをSi,j (ここで、iはレンジビン番号、jはパルスヒット番号、i,jは自然数である。)、レーダと目標重心との初期距離RGの存在するレンジビン番号をrと定義するとレーダと目標重心との初期距離RGにおける目標受信信号GSはSr,jと表され、図15(a)のような波形が得られる。Sr,jに対し、区分周波数分析回路9で時間方向(パルスヒット方向)に小区間で周波数分析を行うと図15(b)のような波形が得られ、周波数fmと振幅Am kの関係(ここで、kは区分周波数分析番号、mは周波数ビン番号、k,mは自然数である。)は式(1)で表される。
【0010】
【数1】
【0011】
振幅値最大検出回路10で各区分周波数分析番号kに対し、振幅Am kが最大値をとる時の周波数を検出し、それを基準点周波数fkとすると、時間tkと基準点周波数fkの関係は図15(c)のプロットのようになる。平滑化回路11で図15(c)のプロットに対し、平滑化を行うと図15(c)の実線のような波形が得られ、時間tkと周波数f' kの関係は式(2)で表される。
【0012】
【数2】
【0013】
位相補正量算出回路12では、位相補正量Wjを式(3)で算出する。
【0014】
【数3】
【0015】
位相補正回路13では、Si,j の位相を位相補正量Wjを用いて式(4)で補正する。但し、時間による位相ずれが補正された目標受信信号RDをS'i,j と定義する。
【0016】
【数4】
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のレーダ信号処理装置では、区分周波数分析後の周波数と振幅の波形が多峰で、かつ振幅値が最大となる峰の位置が時間毎に大きく変動するような場合、検出した基準点周波数がふらついて正確な位相補正量を算出することができず、画像がぼけたり、にじんだりするという課題があった。
【0018】
この発明はかかる課題を解決するためになされたもので、検出した基準点周波数がふらついて正確な位相補正量を算出することができず、画像がぼけたり、にじんだりするということを防止するレーダ信号処理装置を得ることを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
第1の発明によるレーダ信号処理装置は、位相補正手段を、距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納する格納手段、上記格納手段より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理手段、上記区分超解像処理手段により得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する高周波成分除去手段、上記高周波成分除去手段から出力された周波数と振幅の波形を閾値に基づいてデータを切り出すデータ切り出し手段、当該切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出し、その極大となる点の周波数を算出する極大点周波数検出手段、上記極大点周波数検出手段により検出された周波数の平均値を基準点周波数とする平均周波数検出手段とにより構成したものである。
【0020】
第2の発明によるレーダ信号処理装置は、第1の発明において上記位相補正手段に、上記平均周波数検出手段により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化手段、上記平滑化手段により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出手段、上記位相補正量算出手段により算出された位相補正量を用いて上記格納手段から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したものである。
【0021】
第3の発明によるレーダ信号処理装置は、第1の発明において上記位相補正手段を、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納するバッファ回路、上記バッファ回路より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理回路、上記区分超解像処理回路で得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する低域通過フィルタ、上記低域通過フィルタにより高周波成分が除去された周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、上記データ切り出し回路でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、上記データ切り出し回路により切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、上記極大点周波数検出回路により検出された周波数の平均値を基準点周波数とする平均周波数検出回路、上記平均周波数検出回路により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、上記平滑化回路により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、上記位相補正量算出回路により算出された位相補正量を用いて上記バッファ回路から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とにより構成したものである。
【0022】
第4の発明によるレーダ信号処理装置は、位相補正手段を、距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納する格納手段、上記格納手段より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理手段、上記区分超解像処理手段により得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する高周波成分除去手段、上記高周波成分除去手段から出力された周波数と振幅の波形を閾値に基づいてデータを切り出すデータ切り出し手段、当該切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出し、その極大となる点の周波数を算出する極大点周波数検出手段、上記極大点周波数検出手段により検出された周波数の中心値を基準点周波数とする中心周波数検出手段とにより構成したものである。
【0023】
第5の発明によるレーダ信号処理装置は、第4の発明において上記位相補正手段に、上記中心周波数検出手段により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化手段、上記平滑化手段により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出手段、上記位相補正量算出手段により算出された位相補正量を用いて上記格納手段から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したものである。
【0024】
第6の発明によるレーダ信号処理装置は、第4の発明において上記位相補正手段を、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納するバッファ回路、上記バッファ回路より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理回路、上記区分超解像処理回路で得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する低域通過フィルタ、上記低域通過フィルタにより高周波成分が除去された周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、上記データ切り出し回路でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、上記データ切り出し回路により切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、上記極大点周波数検出回路により検出された周波数の中心値を基準点周波数とする中心周波数検出回路、上記中心周波数検出回路により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、上記平滑化回路により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、上記位相補正量算出回路により算出された位相補正量を用いて上記バッファ回路から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とにより構成したものである。
【0025】
第7の発明によるレーダ信号処理装置は、位相補正手段を、距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納する格納手段、上記格納手段より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理手段、上記区分超解像処理手段により得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する高周波成分除去手段、上記高周波成分除去手段から出力された周波数と振幅の波形を閾値に基づいてデータを切り出すデータ切り出し手段、当該切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出し、その極大となる点の周波数を算出する極大点周波数検出手段、上記極大点周波数検出手段により検出された周波数の最小値を基準点周波数とする最小周波数検出手段とにより構成したものである。
【0026】
第8の発明によるレーダ信号処理装置は、第7の発明において上記位相補正手段に、上記最小周波数検出手段により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化手段、上記平滑化手段により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出手段、上記位相補正量算出手段により算出された位相補正量を用いて上記格納手段から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したものである。
【0027】
第9の発明によるレーダ信号処理装置は、第7の発明において上記位相補正手段を、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納するバッファ回路、上記バッファ回路より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理回路、上記区分超解像処理回路で得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する低域通過フィルタ、上記低域通過フィルタにより高周波成分が除去された周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、上記データ切り出し回路でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、上記データ切り出し回路により切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、上記極大点周波数検出回路により検出された周波数の最小値を基準点周波数とする最小周波数検出回路、上記最小周波数検出回路により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、上記平滑化回路により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、上記位相補正量算出回路により算出された位相補正量を用いて上記バッファ回路から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とにより構成したものである。
【0028】
第10の発明によるレーダ信号処理装置は、位相補正手段を、距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納する格納手段、上記格納手段より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理手段、上記区分超解像処理手段により得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する高周波成分除去手段、上記高周波成分除去手段から出力された周波数と振幅の波形を閾値に基づいてデータを切り出すデータ切り出し手段、当該切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出し、その極大となる点の周波数を算出する極大点周波数検出手段、上記極大点周波数検出手段により検出された周波数の最大値を基準点周波数とする最大周波数検出手段とにより構成したものである。
【0029】
第11の発明によるレーダ信号処理装置は、第10の発明において上記位相補正手段に、上記最大周波数検出手段により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化手段、上記平滑化手段により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出手段、上記位相補正量算出手段により算出された位相補正量を用いて上記格納手段から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したものである。
【0030】
第12の発明によるレーダ信号処理装置は、第10の発明において上記位相補正手段を、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納するバッファ回路、上記バッファ回路より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理回路、上記区分超解像処理回路で得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する低域通過フィルタ、上記低域通過フィルタにより高周波成分が除去された周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、上記データ切り出し回路でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、上記データ切り出し回路により切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、上記極大点周波数検出回路により検出された周波数の最大値を基準点周波数とする最大周波数検出回路、上記最大周波数検出回路により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、上記平滑化回路により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、上記位相補正量算出回路により算出された位相補正量を用いて上記バッファ回路から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とにより構成したものである。
【0031】
第13の発明によるレーダ信号処理装置は、位相補正手段を、距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納する格納手段、上記格納手段より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理手段、上記区分超解像処理手段により得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する高周波成分除去手段、上記高周波成分除去手段から出力された周波数と振幅の波形を閾値に基づいてデータを切り出すデータ切り出し手段、当該切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出し、その極大となる点の周波数を算出する極大点周波数検出手段、上記極大点周波数検出手段により検出された周波数の中央値を基準点周波数とする中央周波数検出手段とにより構成したものである。
【0032】
第14の発明によるレーダ信号処理装置は、第13の発明において上記位相補正手段に、上記中央周波数検出手段により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化手段、上記平滑化手段により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出手段、上記位相補正量算出手段により算出された位相補正量を用いて上記格納手段から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したものである。
【0033】
第15の発明によるレーダ信号処理装置は、第13の発明において上記位相補正手段を、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納するバッファ回路、上記バッファ回路より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理回路、上記区分超解像処理回路で得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する低域通過フィルタ、上記低域通過フィルタにより高周波成分が除去された周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、上記データ切り出し回路でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、上記データ切り出し回路により切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、上記極大点周波数検出回路により検出された周波数の中央値を基準点周波数とする中央周波数検出回路、上記中央周波数検出回路により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、上記平滑化回路により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、上記位相補正量算出回路により算出された位相補正量を用いて上記バッファ回路から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とにより構成したものである。
【0034】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、図13に示すレーダ信号処理装置におけるこの発明の位相補正部の実施の一形態を示すものであり、14はバッファ回路8より出力されたレーダと目標重心との初期距離RGにおける目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理回路、15は区分超解像処理回路14で得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する低域通過フィルタ、16は低域通過フィルタ15で高周波成分が除去された周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、17はデータ切り出し回路16でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、18はデータ切り出し回路16で切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、19は極大点周波数検出回路18で検出された周波数の平均値を基準点周波数とする平均周波数検出回路である。図において、4,RS,RG及びRDは図13及び図14と同じであり、8,11,12,13及びGSは図14と同じである。
【0035】
次に、上記図1のように構成された位相補正部4の動作について説明する。距離補正部3から入力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号RS及びレーダと目標重心との初期距離RGはバッファ回路8に格納され、目標受信信号RS及びレーダと目標重心との初期距離RGにおける目標受信信号GSとして出力される。
【0036】
このレーダと目標重心との初期距離RGにおける目標受信信号GSは区分超解像処理回路14で時間方向に小区間で超解像処理され、更に低域通過フィルタ15で高周波成分が除去された後、得られた周波数と振幅の波形に対してデータ切り出し回路16で各振幅値が閾値設定回路17で設定した閾値を越える領域についてデータが切り出される。なお、超解像処理とは、例えば、MEM(Maximum Entropy Method)、MUSIC(Multiple Signal Classification)等の超高分解能な周波数推定処理をさす。
【0037】
閾値設定回路17では、例えば、メインローブレベルとサイドローブレベルの間に一定の閾値を設定する固定スレッショルドやアダプティブに閾値を設定するCFAR(Constant False Alarm Rate)等を用いて、各区分超解像処理後の波形毎に閾値を設定する。極大点周波数検出回路18ではデータ切り出し回路16で切り出された周波数と振幅の波形について全ての極大点を検出し、その時の周波数を算出する。
【0038】
平均周波数検出回路19では、極大点周波数検出回路18で算出された全極大点における周波数に対し、それらの平均周波数を基準点周波数として検出した後、平滑化回路11に出力する。
【0039】
平滑化回路11では、基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化し、平滑化された軌跡から位相補正量算出回路12で位相補正量を算出する。位相補正回路13は位相補正量算出回路12で算出した位相補正量を用いてバッファ回路8から出力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号RSの位相を補正し、時間による位相ずれが補正された目標受信信号RDとして周波数分析部5へ出力する。
【0040】
次に、上記図1のように構成された位相補正部4を図15,図6,図7及び図8を用いて説明する。図15は位相補正部4の処理方法、図6は区分超解像処理回路14の動作を示した図、図7は低域通過フィルタ15の動作及び極大点周波数の検出方法を示した図、図8は平均周波数検出回路19における基準点周波数の検出方法を示した図である。
【0041】
時間による距離ずれが補正された目標受信信号RSをSi,j (ここで、iはレンジビン番号、jはパルスヒット番号、i,jは自然数である。)、レーダと目標重心との初期距離RGの存在するレンジビン番号をrと定義するとレーダと目標重心との初期距離RGにおける目標受信信号GSはSr,jと表され、図15(a)のような波形が得られる。Sr,jに対し、区分超解像処理回路14で時間方向(パルスヒット方向)に小区間で超解像処理を行うと図15(b)のような波形が得られ、周波数fmと振幅Am kの関係(ここで、kは区分超解像処理番号、mは周波数ビン番号、k,mは自然数である。)は式(1)で表される。
【0042】
各区分超解像処理番号kにおいて、図6(a)のような受信信号を区分超解像処理回路14で超解像処理すると、図6(b)のように周波数分解能の向上した波形を得ることができる。
【0043】
今、仮に区分周波数分析回路9を用いた場合、対象となる受信信号の観測時間をTとすると、周波数分解能(理論分解能)Δfは式(5)で与えられる。
【0044】
【数5】
【0045】
ここで、区分超解像処理回路14を用いれば、対象となる受信信号の観測時間がTであっても、式(5)で定義される理論分解能以上の周波数分解能を得ることができる。
【0046】
例えば、区分超解像処理回路14において式(5)で定義される理論分解能の半分の周波数分解能が得られるように超解像処理した場合、周波数分解能Δf' は式(6)で与えられ、周波数分解能が式(5)に比べ2倍向上することがわかる。従って、後段の極大点周波数検出回路18において極大点周波数の検出精度が向上する。
【0047】
【数6】
【0048】
各区分超解像処理番号kにおいて周波数fmと振幅Am kの波形は図7(a)のように表される。図7(b)は、図7(a)で表される波形に対して、低域通過フィルタ15により高周波成分を除去したものである。図7(c)では、図7(b)で表される波形に対し、各振幅値が閾値設定回路17で設定した閾値(例えば、図7(c)中の一点破線u)を越える周波数領域についてデータ切り出し回路16でデータ切り出しを行い、次に切り出された周波数領域について極大点周波数検出回路18で全ての極大点を検出し、その時の周波数f'n k(ここで、n=1,・・・,Nであり、nは極大点番号、Nは極大点数、n,Nは自然数である。)を算出する。
【0049】
平均周波数検出回路19では、図8のように極大点周波数検出回路18で検出された極大点周波数f'n kを用いて、式(7)で基準点周波数fkを算出する。
【0050】
【数7】
【0051】
時間tkと基準点周波数fkの関係は図15(c)のプロットのようになる。平滑化回路11で図15(c)のプロットに対し、平滑化を行うと図15(c)の実線のような波形が得られ、時間tkと周波数f' kの関係は式(2)で表される。
【0052】
位相補正量算出回路12では、位相補正量Wjを式(3)で算出する。
【0053】
位相補正回路13では、Si,j の位相を位相補正量Wjを用いて式(4)で補正する。但し、時間による位相ずれが補正された目標受信信号RDをS'i,j と定義する。
【0054】
実施の形態2.
図2はこの発明の実施の形態2を示す位相補正部の構成図であり、20は中心周波数検出回路であり、4,RS,RG及びRDは図13及び図14と同じであり、8,11,12,13及びGSは図14と同じであり、14〜18は図1と同じである。
図2に示される実施の形態では、上記実施の形態1における位相補正部4の基準点周波数検出手段として、平均周波数検出回路19を極大点周波数検出回路18で検出された周波数の中心値を基準点周波数とする中心周波数検出回路20に置き換えている。
【0055】
このような実施態様によれば、超解像処理によって周波数分解能が向上するため、極大点周波数の検出精度が向上する。また、区分超解像処理後の周波数と振幅の波形に対し、低域通過フィルタ15で高周波成分を除去した後、極大点の周波数のみに着目して基準点周波数を決定するため、高周波成分による極大点の誤検出を低減し、波形の振幅値に依存しない安定した基準点周波数を検出することができる。更に、極大点の周波数から中心周波数を検出するので、計算量の削減が可能である。
【0056】
次に、上記図2のように構成された位相補正部4の動作について説明する。距離補正部3から入力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号RS及びレーダと目標重心との初期距離RGはバッファ回路8に格納され、目標受信信号RS及びレーダと目標重心との初期距離RGにおける目標受信信号GSとして出力される。
【0057】
このレーダと目標重心との初期距離RGにおける目標受信信号GSは区分超解像処理回路14で時間方向に小区間で超解像処理され、更に低域通過フィルタ15で高周波成分が除去された後、得られた周波数と振幅の波形に対してデータ切り出し回路16で各振幅値が閾値設定回路17で設定した閾値を越える領域についてデータが切り出される。なお、超解像処理とは、例えば、MEM(Maximum Entropy Method)、MUSIC(Multiple Signal Classification)等の超高分解能な周波数推定処理をさす。
【0058】
閾値設定回路17では、例えば、メインローブレベルとサイドローブレベルの間に一定の閾値を設定する固定スレッショルドやアダプティブに閾値を設定するCFAR(Constant False Alarm Rate)等を用いて、各区分超解像処理後の波形毎に閾値を設定する。極大点周波数検出回路18ではデータ切り出し回路16で切り出された周波数と振幅の波形について全ての極大点を検出し、その時の周波数を算出する。
【0059】
中心周波数検出回路20では、極大点周波数検出回路18で算出された全極大点における周波数に対し、それらの中心周波数を基準点周波数として検出した後、平滑化回路11に出力する。
【0060】
平滑化回路11では、基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化し、平滑化された軌跡から位相補正量算出回路12で位相補正量を算出する。位相補正回路13は位相補正量算出回路12で算出した位相補正量を用いてバッファ回路8から出力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号RSの位相を補正し、時間による位相ずれが補正された目標受信信号RDとして周波数分析部5へ出力する。
【0061】
次に、上記図2のように構成された位相補正部4を図7及び図9を用いて説明する。図9は中心周波数検出回路20における基準点周波数の検出方法を示した図であり、各区分超解像処理番号kにおいて周波数fmと振幅Am kの波形は図7(a)のように表される。
図7(b)は図7(a)で表される波形に対して、低域通過フィルタ15により高周波成分を除去したものである。
図7(c)では、図7(b)で表される波形に対し、各振幅値が閾値設定回路17で設定した閾値(例えば、図7(c)中の一点破線u)を越える周波数領域についてデータ切り出し回路16でデータ切り出しを行い、次に切り出された周波数領域について極大点周波数検出回路18で全ての極大点を検出し、その時の周波数f'n k(ここで、n=1,・・・,Nであり、nは極大点番号、Nは極大点数、n,Nは自然数である。)を算出する。
【0062】
中心周波数検出回路20では、図9のように極大点周波数検出回路18で検出された極大点周波数f'n kを用いて、式(8)で基準点周波数fkを算出する。
【0063】
【数8】
【0064】
実施の形態3.
図3はこの発明の実施の形態3を示す位相補正部の構成図であり、21は最小周波数検出回路であり、4,RS,RG及びRDは図13及び図14と同じであり、8,11,12,13及びGSは図14と同じであり、14〜18は図1と同じである。
図3に示される実施の形態では、上記実施の形態1における位相補正部4の基準点周波数検出手段として、平均周波数検出回路19を極大点周波数検出回路18で検出された周波数の最小値を基準点周波数とする最小周波数検出回路21に置き換えている。
【0065】
このような実施態様によれば、超解像処理によって周波数分解能が向上するため、極大点周波数の検出精度が向上する。また、区分超解像処理後の周波数と振幅の波形に対し、低域通過フィルタ15で高周波成分を除去した後、極大点の周波数のみに着目して基準点周波数を決定するため、高周波成分による極大点の誤検出を低減し、波形の振幅値に依存しない安定した基準点周波数を検出することができる。更に、極大点の周波数から最小周波数を検出するので、計算量の削減が可能である。
【0066】
次に、上記図3のように構成された位相補正部4の動作について説明する。距離補正部3から入力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号RS及びレーダと目標重心との初期距離RGはバッファ回路8に格納され、目標受信信号RS及びレーダと目標重心との初期距離RGにおける目標受信信号GSとして出力される。
【0067】
このレーダと目標重心との初期距離RGにおける目標受信信号GSは区分超解像処理回路14で時間方向に小区間で超解像処理され、更に低域通過フィルタ15で高周波成分が除去された後、得られた周波数と振幅の波形に対してデータ切り出し回路16で各振幅値が閾値設定回路17で設定した閾値を越える領域についてデータが切り出される。なお、超解像処理とは、例えば、MEM(Maximum Entropy Method)、MUSIC(Multiple Signal Classification)等の超高分解能な周波数推定処理をさす。
【0068】
閾値設定回路17では、例えば、メインローブレベルとサイドローブレベルの間に一定の閾値を設定する固定スレッショルドやアダプティブに閾値を設定するCFAR(Constant False Alarm Rate)等を用いて、各区分超解像処理後の波形毎に閾値を設定する。極大点周波数検出回路18ではデータ切り出し回路16で切り出された周波数と振幅の波形について全ての極大点を検出し、その時の周波数を算出する。
【0069】
最小周波数検出回路21では、極大点周波数検出回路18で算出された全極大点における周波数に対し、それらの最小周波数を基準点周波数として検出した後、平滑化回路11に出力する。
【0070】
平滑化回路11では、基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化し、平滑化された軌跡から位相補正量算出回路12で位相補正量を算出する。位相補正回路13は位相補正量算出回路12で算出した位相補正量を用いてバッファ回路8から出力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号RSの位相を補正し、時間による位相ずれが補正された目標受信信号RDとして周波数分析部5へ出力する。
【0071】
次に、上記図3のように構成された位相補正部4を図7及び図10を用いて説明する。図10は最小周波数検出回路21における基準点周波数の検出方法を示した図である。各区分超解像処理番号kにおいて周波数fmと振幅Am kの波形は図7(a)のように表される。
図7(b)は図7(a)で表される波形に対して、低域通過フィルタ15により高周波成分を除去したものである。図7(c)では、図7(b)で表される波形に対し、各振幅値が閾値設定回路17で設定した閾値(例えば、図7(c)中の一点破線u)を越える周波数領域についてデータ切り出し回路16でデータ切り出しを行い、次に切り出された周波数領域について極大点周波数検出回路18で全ての極大点を検出し、その時の周波数f'n k(ここで、n=1,・・・,Nであり、nは極大点番号、Nは極大点数、n,Nは自然数である。)を算出する。
【0072】
最小周波数検出回路21では、図10のように極大点周波数検出回路18で検出された極大点周波数f'n kを用いて、式(9)で基準点周波数fkを算出する。
【0073】
【数9】
【0074】
実施の形態4.
図4はこの発明の実施の形態4を示す位相補正部の構成図であり、22は最大周波数検出回路であり、4,RS,RG及びRDは図13及び図14と同じであり、8,11,12,13及びGSは図14と同じであり、14〜18は図1と同じである。
図4に示される実施の形態では、上記実施の形態1における位相補正部4の基準点周波数検出手段として、平均周波数検出回路19を極大点周波数検出回路18で検出された周波数の最大値を基準点周波数とする最大周波数検出回路22に置き換えている。
【0075】
このような実施態様によれば、超解像処理によって周波数分解能が向上するため、極大点周波数の検出精度が向上する。また、区分超解像処理後の周波数と振幅の波形に対し、低域通過フィルタ15で高周波成分を除去した後、極大点の周波数のみに着目して基準点周波数を決定するため、高周波成分による極大点の誤検出を低減し、波形の振幅値に依存しない安定した基準点周波数を検出することができる。更に、極大点の周波数から最大周波数を検出するので、計算量の削減が可能である。
【0076】
次に、上記図4のように構成された位相補正部4の動作について説明する。距離補正部3から入力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号RS及びレーダと目標重心との初期距離RGはバッファ回路8に格納され、目標受信信号RS及びレーダと目標重心との初期距離RGにおける目標受信信号GSとして出力される。
【0077】
このレーダと目標重心との初期距離RGにおける目標受信信号GSは区分超解像処理回路14で時間方向に小区間で超解像処理され、更に低域通過フィルタ15で高周波成分が除去された後、得られた周波数と振幅の波形に対してデータ切り出し回路16で各振幅値が閾値設定回路17で設定した閾値を越える領域についてデータが切り出される。なお、超解像処理とは、例えば、MEM(Maximum Entropy Method)、MUSIC(Multiple Signal Classification)等の超高分解能な周波数推定処理をさす。
【0078】
閾値設定回路17では、例えば、メインローブレベルとサイドローブレベルの間に一定の閾値を設定する固定スレッショルドやアダプティブに閾値を設定するCFAR(Constant False Alarm Rate)等を用いて、各区分超解像処理後の波形毎に閾値を設定する。極大点周波数検出回路18ではデータ切り出し回路16で切り出された周波数と振幅の波形について全ての極大点を検出し、その時の周波数を算出する。
【0079】
最大周波数検出回路22では、極大点周波数検出回路18で算出された全極大点における周波数に対し、それらの最大周波数を基準点周波数として検出した後、平滑化回路11に出力する。
【0080】
平滑化回路11では、基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化し、平滑化された軌跡から位相補正量算出回路12で位相補正量を算出する。位相補正回路13は位相補正量算出回路12で算出した位相補正量を用いてバッファ回路8から出力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号RSの位相を補正し、時間による位相ずれが補正された目標受信信号RDとして周波数分析部5へ出力する。
【0081】
次に、上記図4のように構成された位相補正部4を図7及び図11を用いて説明する。
図11は最大周波数検出回路22における基準点周波数の検出方法を示した図である。各区分超解像処理番号kにおいて周波数fmと振幅Am kの波形は図7(a)のように表される。
図7(b)は図7(a)で表される波形に対して、低域通過フィルタ15により高周波成分を除去したものである。図7(c)では、図7(b)で表される波形に対し、各振幅値が閾値設定回路17で設定した閾値(例えば、図7(c)中の一点破線u)を越える周波数領域についてデータ切り出し回路16でデータ切り出しを行い、次に切り出された周波数領域について極大点周波数検出回路18で全ての極大点を検出し、その時の周波数f'n k(ここで、n=1,・・・,Nであり、nは極大点番号、Nは極大点数、n,Nは自然数である。)を算出する。
【0082】
最大周波数検出回路22では、図11のように極大点周波数検出回路18で検出された極大点周波数f'n kを用いて、式(10)で基準点周波数fkを算出する。
【0083】
【数10】
【0084】
実施の形態5.
図5はこの発明の実施の形態5を示す位相補正部の構成図であり、23は中央周波数検出回路であり、4,RS,RG及びRDは図13及び図14と同じであり、8,11,12,13及びGSは図14と同じであり、14〜18は図1と同じである。
図5に示される実施の形態では、上記実施の形態1における位相補正部4の基準点周波数検出手段として、平均周波数検出回路19を極大点周波数検出回路18で検出された周波数の中央値を基準点周波数とする中央周波数検出回路23に置き換えている。
【0085】
このような実施態様によれば、超解像処理によって周波数分解能が向上するため、極大点周波数の検出精度が向上する。また、区分超解像処理後の周波数と振幅の波形に対し、低域通過フィルタ15で高周波成分を除去した後、極大点の周波数のみに着目して基準点周波数を決定するため、高周波成分による極大点の誤検出を低減し、波形の振幅値に依存しない安定した基準点周波数を検出することができる。更に、極大点の周波数から中央周波数を検出するので、計算量の削減が可能である。
【0086】
次に、上記図5のように構成された位相補正部4の動作について説明する。距離補正部3から入力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号RS及びレーダと目標重心との初期距離RGはバッファ回路8に格納され、目標受信信号RS及びレーダと目標重心との初期距離RGにおける目標受信信号GSとして出力される。
【0087】
このレーダと目標重心との初期距離RGにおける目標受信信号GSは区分超解像処理回路14で時間方向に小区間で超解像処理され、更に低域通過フィルタ15で高周波成分が除去された後、得られた周波数と振幅の波形に対してデータ切り出し回路16で各振幅値が閾値設定回路17で設定した閾値を越える領域についてデータが切り出される。なお、超解像処理とは、例えば、MEM(Maximum Entropy Method)、MUSIC(Multiple Signal Classification)等の超高分解能な周波数推定処理をさす。
【0088】
閾値設定回路17では、例えば、メインローブレベルとサイドローブレベルの間に一定の閾値を設定する固定スレッショルドやアダプティブに閾値を設定するCFAR(Constant False Alarm Rate)等を用いて、各区分超解像処理後の波形毎に閾値を設定する。極大点周波数検出回路18ではデータ切り出し回路16で切り出された周波数と振幅の波形について全ての極大点を検出し、その時の周波数を算出する。
【0089】
中央周波数検出回路23では、極大点周波数検出回路18で算出された全極大点における周波数に対し、それらの中央周波数を基準点周波数として検出した後、平滑化回路11に出力する。
【0090】
平滑化回路11では、基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化し、平滑化された軌跡から位相補正量算出回路12で位相補正量を算出する。位相補正回路13は位相補正量算出回路12で算出した位相補正量を用いてバッファ回路8から出力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号RSの位相を補正し、時間による位相ずれが補正された目標受信信号RDとして周波数分析部5へ出力する。
【0091】
次に、上記図5のように構成された位相補正部4を図7及び図12を用いて説明する。
図12は中央周波数検出回路23における基準点周波数の検出方法を示した図である。各区分超解像処理番号kにおいて周波数fmと振幅Am kの波形は図7(a)のように表される。
図7(b)は図7(a)で表される波形に対して、低域通過フィルタ15により高周波成分を除去したものである。
図7(c)では、図7(b)で表される波形に対し、各振幅値が閾値設定回路17で設定した閾値(例えば、図7(c)中の一点破線u)を越える周波数領域についてデータ切り出し回路16でデータ切り出しを行い、次に切り出された周波数領域について極大点周波数検出回路18で全ての極大点を検出し、その時の周波数f'n k(ここで、n=1,・・・,Nであり、nは極大点番号、Nは極大点数、n,Nは自然数である。)を算出する。
【0092】
中央周波数検出回路23では、極大点周波数検出回路18で検出された極大点周波数f'n kを用いて、式(11)で基準点周波数fkを算出する。
【0093】
【数11】
【0094】
式(11)の右辺において極大点数Nが奇数である場合、(1+N)/2=nは整数となるため、該当する極大点周波数f'n kは存在する。従って、容易に基準点周波数fkを算出することができる。しかし、極大点数Nが偶数である場合には、(1+N)/2=nは整数とならない(2で割り切れず、実数となる)ため、該当する極大点周波数f'n kは存在しない。そこで、極大点数Nが偶数の場合には、例えば以下に示す方法のうち、いずれかの方法で基準点周波数fkを算出するようにすればよい。
【0095】
式(12)に(1+N)/2の小数点以下を切り捨てる方法、式(13)に(1+N)/2の小数点以下を切り上げる方法、式(14)に式(12)と式(13)の平均をとる方法を示す。なお、図12では式(14)を用いて基準点周波数fkを算出している。
【0096】
【数12】
【0097】
【数13】
【0098】
【数14】
【0099】
【発明の効果】
第1から第3の発明は、超解像処理によって周波数分解能が向上するため、極大点周波数の検出精度が向上する。また、区分超解像処理後の周波数と振幅の波形から高周波成分を除去した後、設定した閾値に基づいてデータを切り出し、切り出した波形の極大点に着目して全極大点における周波数の平均値を基準点周波数として検出するので、高周波成分による極大点の誤検出を低減できる。更に、周波数と振幅の波形が多峰で、かつ振幅値が最大となる峰の位置が時間毎に大きく変動するような場合でも変動の影響を受けにくく、安定して基準点周波数を検出することができ、画像のぼけやにじみを除去することができるという効果がある。
【0100】
また、第4から第6の発明は、超解像処理によって周波数分解能が向上するため、極大点周波数の検出精度が向上する。また、区分超解像処理後の周波数と振幅の波形から高周波成分を除去した後、設定した閾値に基づいてデータを切り出し、切り出した波形の極大点に着目して全極大点における周波数の中心値を基準点周波数として検出するので、高周波成分による極大点の誤検出を低減できるとともに計算量を削減できる。更に、周波数と振幅の波形が多峰で、かつ振幅値が最大となる峰の位置が時間毎に大きく変動するような場合でも変動の影響を受けにくく、安定して基準点周波数を検出することができ、画像のぼけやにじみを除去することができるという効果がある。
【0101】
第7から第9の発明は、超解像処理によって周波数分解能が向上するため、極大点周波数の検出精度が向上する。また、区分超解像処理後の周波数と振幅の波形から低域通過フィルタにより高周波成分を除去した後、設定した閾値に基づいてデータを切り出し、切り出した波形の極大点に着目して全極大点における周波数の最小値を基準点周波数として検出するので、高周波成分による極大点の誤検出を低減できるとともに計算量を削減できる。更に、周波数と振幅の波形が多峰で、かつ振幅値が最大となる峰の位置が時間毎に大きく変動するような場合でも変動の影響を受けにくく、安定して基準点周波数を検出することができ、画像のぼけやにじみを除去することができるという効果がある。
【0102】
また、第10から第12の発明は、超解像処理によって周波数分解能が向上するため、極大点周波数の検出精度が向上する。また、区分超解像処理後の周波数と振幅の波形から低域通過フィルタにより高周波成分を除去した後、設定した閾値に基づいてデータを切り出し、切り出した波形の極大点に着目して全極大点における周波数の最大値を基準点周波数として検出するので、高周波成分による極大点の誤検出を低減できるとともに計算量を削減できる。更に、周波数と振幅の波形が多峰で、かつ振幅値が最大となる峰の位置が時間毎に大きく変動するような場合でも変動の影響を受けにくく、安定して基準点周波数を検出することができ、画像のぼけやにじみを除去することができるという効果がある。
【0103】
第13から第15の発明は、超解像処理によって周波数分解能が向上するため、極大点周波数の検出精度が向上する。また、区分超解像処理後の周波数と振幅の波形から低域通過フィルタにより高周波成分を除去した後、設定した閾値に基づいてデータを切り出し、切り出した波形の極大点に着目して全極大点における周波数の中央値を基準点周波数として検出するので、高周波成分による極大点の誤検出を低減できるとともに計算量を削減できる。更に、周波数と振幅の波形が多峰で、かつ振幅値が最大となる峰の位置が時間毎に大きく変動するような場合でも変動の影響を受けにくく、安定して基準点周波数を検出することができ、画像のぼけやにじみを除去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】 この発明の実施の形態1を示す位相補正部の構成図である。
【図2】 この発明の実施の形態2を示す位相補正部の構成図である。
【図3】 この発明の実施の形態3を示す位相補正部の構成図である。
【図4】 この発明の実施の形態4を示す位相補正部の構成図である。
【図5】 この発明の実施の形態5を示す位相補正部の構成図である。
【図6】 区分超解像処理回路の動作を示す図である。
【図7】 低域通過フィルタの動作及び極大点周波数の検出方法を示す図である。
【図8】 平均周波数検出回路における基準点周波数の検出方法を示す図である。
【図9】 中心周波数検出回路における基準点周波数の検出方法を示す図である。
【図10】 最小周波数検出回路における基準点周波数の検出方法を示す図である。
【図11】 最大周波数検出回路における基準点周波数の検出方法を示す図である。
【図12】 中央周波数検出回路における基準点周波数の検出方法を示す図である。
【図13】 高分解能レーダ装置におけるレーダ信号処理装置の構成図である。
【図14】 従来の位相補正部の構成図である。
【図15】 位相補正部の処理方法を示す図である。
【符号の説明】
1 データインタフェース部、 2 パルス圧縮部、 3 距離補正部、 4位相補正部、 5 周波数分析部、 6 検波部、 7 表示器インタフェース部、 8 バッファ回路、 9 区分周波数分析回路、 10 振幅値最大検出回路、 11 平滑化回路、 12 位相補正量算出回路、 13 位相補正回路、 14 区分超解像処理回路、 15 低域通過フィルタ、 16 データ切り出し回路、 17 閾値設定回路、 18 極大点周波数検出回路、 19 平均周波数検出回路、 20 中心周波数検出回路、 21 最小周波数検出回路、 22 最大周波数検出回路、 23 中央周波数検出回路。
Claims (15)
- レーダ装置から入力された目標受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段と、上記パルス圧縮手段によりパルス圧縮された目標受信信号の時間による距離ずれを補正する距離補正手段と、上記距離補正手段により補正された目標受信信号の時間による位相ずれを補正する位相補正手段とを備えたレーダ信号処理装置において、
上記位相補正手段は、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納する格納手段、
上記格納手段より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で、超高分解能な周波数推定処理を行う区分超解像処理手段、
上記区分超解像処理手段により得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する高周波成分除去手段、
上記高周波成分除去手段から出力された周波数と振幅の波形を閾値に基づいてデータを切り出すデータ切り出し手段、
当該切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出し、その極大となる点の周波数を算出する極大点周波数検出手段、
上記極大点周波数検出手段により検出された周波数の平均値を基準点周波数とする平均周波数検出手段とを具備したことを特徴とするレーダ信号処理装置。 - 上記位相補正手段は、上記平均周波数検出手段により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化手段、
上記平滑化手段により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出手段、
上記位相補正量算出手段により算出された位相補正量を用いて上記格納手段から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したことを特徴とする請求項1記載のレーダ信号処理装置。 - 上記位相補正手段は、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納するバッファ回路、
上記バッファ回路より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で、超高分解能な周波数推定処理を行う区分超解像処理回路、
上記区分超解像処理回路で得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する低域通過フィルタ、
上記低域通過フィルタにより高周波成分が除去された周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、
上記データ切り出し回路でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、
上記データ切り出し回路により切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、
上記極大点周波数検出回路により検出された周波数の平均値を基準点周波数とする平均周波数検出回路、
上記平均周波数検出回路により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、
上記平滑化回路により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、
上記位相補正量算出回路により算出された位相補正量を用いて上記バッファ回路から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したことを特徴とする請求項1記載のレーダ信号処理装置。 - レーダ装置から入力された目標受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段と、上記パルス圧縮手段によりパルス圧縮された目標受信信号の時間による距離ずれを補正する距離補正手段と、上記距離補正手段により補正された目標受信信号の時間による位相ずれを補正する位相補正手段とを備えたレーダ信号処理装置において、
上記位相補正手段は、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納する格納手段、
上記格納手段より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で、超高分解能な周波数推定処理を行う区分超解像処理手段、
上記区分超解像処理手段により得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する高周波成分除去手段、
上記高周波成分除去手段から出力された周波数と振幅の波形を閾値に基づいてデータを切り出すデータ切り出し手段、
当該切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出し、その極大となる点の周波数を算出する極大点周波数検出手段、
上記極大点周波数検出手段により検出された周波数の中心値を基準点周波数とする中心周波数検出手段とを具備したことを特徴とするレーダ信号処理装置。 - 上記位相補正手段は、上記中心周波数検出手段により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化手段、
上記平滑化手段により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出手段、
上記位相補正量算出手段により算出された位相補正量を用いて上記格納手段から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したことを特徴とする請求項4記載のレーダ信号処理装置。 - 上記位相補正手段は、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納するバッファ回路、
上記バッファ回路より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で、超高分解能な周波数推定処理を行う区分超解像処理回路、
上記区分超解像処理回路で得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する低域通過フィルタ、
上記低域通過フィルタにより高周波成分が除去された周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、
上記データ切り出し回路でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、
上記データ切り出し回路により切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、
上記極大点周波数検出回路により検出された周波数の中心値を基準点周波数とする中心周波数検出回路、
上記中心周波数検出回路により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、
上記平滑化回路により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、
上記位相補正量算出回路により算出された位相補正量を用いて上記バッファ回路から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したことを特徴とする請求項4記載のレーダ信号処理装置。 - レーダ装置から入力された目標受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段と、上記パルス圧縮手段によりパルス圧縮された目標受信信号の時間による距離ずれを補正する距離補正手段と、上記距離補正手段により補正された目標受信信号の時間による位相ずれを補正する位相補正手段とを備えたレーダ信号処理装置において、
上記位相補正手段は、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納する格納手段、
上記格納手段より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で、超高分解能な周波数推定処理を行う区分超解像処理手段、
上記区分超解像処理手段により得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する高周波成分除去手段、
上記高周波成分除去手段から出力された周波数と振幅の波形を閾値に基づいてデータを切り出すデータ切り出し手段、
当該切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出し、その極大となる点の周波数を算出する極大点周波数検出手段、
上記極大点周波数検出手段により検出された周波数の最小値を基準点周波数とする最小周波数検出手段とを具備したことを特徴とするレーダ信号処理装置。 - 上記位相補正手段は、上記最小周波数検出手段により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化手段、
上記平滑化手段により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出手段、
上記位相補正量算出手段により算出された位相補正量を用いて上記格納手段から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したことを特徴とする請求項7記載のレーダ信号処理装置。 - 上記位相補正手段は、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納するバッファ回路、
上記バッファ回路より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で、超高分解能な周波数推定処理を行う区分超解像処理回路、
上記区分超解像処理回路で得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する低域通過フィルタ、
上記低域通過フィルタにより高周波成分が除去された周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、
上記データ切り出し回路でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、
上記データ切り出し回路により切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、
上記極大点周波数検出回路により検出された周波数の最小値を基準点周波数とする最小周波数検出回路、
上記最小周波数検出回路により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、
上記平滑化回路により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、
上記位相補正量算出回路により算出された位相補正量を用いて上記バッファ回路から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したことを特徴とする請求項7記載のレーダ信号処理装置。 - レーダ装置から入力された目標受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段と、上記パルス圧縮手段によりパルス圧縮された目標受信信号の時間による距離ずれを補正する距離補正手段と、上記距離補正手段により補正された目標受信信号の時間による位相ずれを補正する位相補正手段とを備えたレーダ信号処理装置において、
上記位相補正手段は、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納する格納手段、
上記格納手段より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で、超高分解能な周波数推定処理を行う区分超解像処理手段、
上記区分超解像処理手段により得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する高周波成分除去手段、
上記高周波成分除去手段から出力された周波数と振幅の波形を閾値に基づいてデータを切り出すデータ切り出し手段、
当該切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出し、その極大となる点の周波数を算出する極大点周波数検出手段、
上記極大点周波数検出手段により検出された周波数の最大値を基準点周波数とする最大周波数検出手段とを具備したことを特徴とするレーダ信号処理装置。 - 上記位相補正手段は、上記最大周波数検出手段により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化手段、
上記平滑化手段により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出手段、
上記位相補正量算出手段により算出された位相補正量を用いて上記格納手段から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したことを特徴とする請求項10記載のレーダ信号処理装置。 - 上記位相補正手段は、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納するバッファ回路、
上記バッファ回路より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で、超高分解能な周波数推定処理を行う区分超解像処理回路、
上記区分超解像処理回路で得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する低域通過フィルタ、
上記低域通過フィルタにより高周波成分が除去された周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、
上記データ切り出し回路でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、
上記データ切り出し回路により切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、
上記極大点周波数検出回路により検出された周波数の最大値を基準点周波数とする最大周波数検出回路、
上記最大周波数検出回路により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、
上記平滑化回路により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、
上記位相補正量算出回路により算出された位相補正量を用いて上記バッファ回路から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したことを特徴とする請求項10記載のレーダ信号処理装置。 - レーダ装置から入力された目標受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段と、上記パルス圧縮手段によりパルス圧縮された目標受信信号の時間による距離ずれを補正する距離補正手段と、上記距離補正手段により補正された目標受信信号の時間による位相ずれを補正する位相補正手段とを備えたレーダ信号処理装置において、
上記位相補正手段は、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納する格納手段、
上記格納手段より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で、超高分解能な周波数推定処理を行う区分超解像処理手段、
上記区分超解像処理手段により得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する高周波成分除去手段、
上記高周波成分除去手段から出力された周波数と振幅の波形を閾値に基づいてデータを切り出すデータ切り出し手段、当該切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出し、その極大となる点の周波数を算出する極大点周波数検出手段、上記極大点周波数検出手段により検出された周波数の中央値を基準点周波数とする中央周波数検出手段とを具備したことを特徴とするレーダ信号処理装置。 - 上記位相補正手段は、上記中央周波数検出手段により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化手段、
上記平滑化手段により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出手段、
上記位相補正量算出手段により算出された位相補正量を用いて上記格納手段から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したことを特徴とする請求項13記載のレーダ信号処理装置。 - 上記位相補正手段は、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納するバッファ回路、
上記バッファ回路より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で、超高分解能な周波数推定処理を行う区分超解像処理回路、
上記区分超解像処理回路で得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する低域通過フィルタ、
上記低域通過フィルタにより高周波成分が除去された周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、
上記データ切り出し回路でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、
上記データ切り出し回路により切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、
上記極大点周波数検出回路により検出された周波数の中央値を基準点周波数とする中央周波数検出回路、
上記中央周波数検出回路により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、
上記平滑化回路により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、
上記位相補正量算出回路により算出された位相補正量を用いて上記バッファ回路から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したことを特徴とする請求項13記載のレーダ信号処理装置。
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