JP4172306B2 - 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】
本発明は、観測対象目標の大きさに比べ高い距離分解能を有するレーダ装置に用いられるレーダ信号処理装置に関し、特に、目標の長さを計測するレーダ信号処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の目標の長さを計測するレーダ装置の一例が、下記特許文献1に記載されている。図10は、この特許文献1の中で雑音や他の目標の影響を減じる効果を有する代表例として記載されている、従来のレーダ装置を示すブロック図である。図11は、従来のレーダ装置で得られるレンジプロファイルを示す説明図である。以下、図10及び図11に基づき従来のレーダ装置の動作について説明する。
【0003】
送受信機2で発生した高周波パルス信号を、アンテナ1から目標に向けて照射し、そのエコーを再びアンテナ1で受けて、送受信機2で増幅及び検波すると、図11に示すような目標の距離方向の受信電力分布、すなわちレンジプロファイル19が得られる。レンジゲート手段15では、レンジプロファイル19のレベルが最大となる位置を求め、その位置を含む一定の範囲を選択することができるようになっている。このレンジゲートの幅(距離範囲)は、観測対象目標の標準的な長さ、又はその数倍とすることが推奨されている。
【0004】
記憶手段18には、レンジプロファイル19の中で目標を検出するためのしきい値20が記憶されている。輝点検出手段16では、得られたレンジプロファイル19のレベルが、記憶手段18に記憶されているしきい値20を越える位置を求め、それらの位置を輝点21として出力する。長さ検出手段17は、複数の輝点21の中から、レンジゲート手段15で設定した距離範囲内において、前端及び後端の輝点の位置を求め、それらの間の距離から目標の長さを求める。
【0005】
なお、特許文献1では、しきい値20を適切に制御することや、観測を複数回実施して統計的な結果を求めることや、積分処理を行うことにより目標の長さをより正確に計測することが記載されている。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−98028号公報(図3、図4等)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のレーダ装置では、次のような問題がある。
【0008】
[1].複数の目標が相互に近接して存在する場合、1回又は少ない回数の観測結果に基づき、短時間のうちに目標の正確な長さを計測することが困難である。その理由は、レンジゲート内に複数の目標が存在した場合、それらの複数目標を分離する特別な手段がないからである。したがって、より正確な目標長を求めるためには、複数回の観測結果について統計や積分処理を必要とする。
【0009】
なお、従来のレーダ装置において、相互に近接した複数の目標を分離するために、レンジゲート幅を小さく設定する方法も考えられる。しかし、この方法では、単独で存在する1つの目標が複数の目標に分裂する可能性があるため、目標が実際より小さい長さに誤って計測されやすくなる、という別の問題が生じる。
【0010】
[2].観測対象目標の近傍に雑音又は干渉信号等の不要信号が存在する場合、1回又は少ない回数の観測結果に基づき、目標の正確な長さを計測することが困難である。その理由は、レンジゲート内で、ノイズ又は干渉信号等の不要信号が検出された場合、それらの不要信号の影響を除去する特別な手段がないからである。したがって、より正確な目標長を求めるためには、複数回の観測結果の統計や積分処理を必要とする。
【0011】
【発明の目的】
そこで、本発明の目的は、高い距離分解能により目標の長さを計測するレーダ信号装置において、複数の目標が互いに近くに存在する場合や、ノイズや干渉信号の影響下でも、少ない回数の観測結果に基づき、目標の長さをより正確に計測することができる、レーダ信号処理装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わるレーダ信号処理装置は、位相検波後のコヒーレントI(In-phase),Q(Quadrature)ビデオ信号から、ドップラ周波数軸上に複数配置したドップラフィルタバンク毎に受信振幅データを得るドップラ処理器(図1の4)と、前記ドップラ処理器により得られた各ドップラフィルタバンクの振幅データの中から同一レンジビンにおける最大振幅値とそのときのドップラフィルタバンクの番号(フィルタ番号)を選択するフィルタ選択器(図1の6)と、前記ドップラ処理器の出力する各フィルタバンク毎の振幅データを一時的に記憶し、後記1次目標標定器からの入力信号に従って、一時記憶していた振幅データの中から後記1次標定結果のフィルタ番号とそのフィルタ番号についての後記1次目標標定位置付近の振幅データを選択的に出力できる記憶器(図1の5)と、前記フィルタ選択器の出力する最大振幅値から、レーダ装置に与えられた誤警報確率と検出確率に相当するしきい値で目標の有無を検出し、検出された振幅、位置、フィルタ番号を1次検出信号として出力する1次目標検出器(図1の7)と、前記1次目標検出器の出力する1次検出信号から、同一又は近似するフィルタ番号を有しかつ検出位置が隣接する1次検出信号同士をグループ化し、そのグループの中心座標又は振幅最大点を1次目標標定位置とし、1次目標標定位置とその標定位置におけるフィルタ番号とを、1次標定結果として前記記憶器に出力する1次目標標定器(図1の8)と、前記記憶器が前記1次目標標定器から入力した1次標定結果を元に選択的に出力する1次標定結果に対応する各フィルタ番号毎の振幅データに対して、ノイズレベルより若干高いしきい値で目標の有無を検出し、検出された振幅、位置、フィルタ番号を2次検出信号として出力する2次目標検出器(図1の9)と、前記2次目標検出器の2次検出信号から、同一のフィルタ番号を有する隣接した2次検出信号同士をグループ化し、その中心座標又は最大振幅点を目標位置として標定するとともに、グループ化された2次検出信号の距離方向の長さを算出する2次目標標定器(図1の10)と、を備えている(請求項1,2,6)。
【0013】
前記フィルタ選択器(図1の6)を廃して、1次目標検出器(図8の7)がドップラ処理器(図8の4)の出力する全フィルタバンクの振幅データに対して、各フィルタバンク毎に1次目標検出処理を行い、また1次目標標定器(図8の8a)が、隣接又は同一レンジビンにおける近接したフィルタ番号を有する1次検出信号をグループ化する、としても良い(請求項3)。
【0014】
フィルタ選択器(図9の6a)において、ドップラ処理器(図9の4)により得られた各ドップラフィルタバンクの振幅データの中から、同一レンジビンにおける振幅が上位N番目(Nは、2以上の整数であって、同一レンジビンに同時に検出される可能性のある目標数。)までのフィルタ番号とその振幅値だけを選択し、振幅が上位となるフィルタ番号を順次選択する際に、振幅が大きく既に選択済みとなったフィルタ番号に対して、規定された範囲内の近傍のフィルタ番号については、選択禁止とする機能を有し、更に記憶器(図9の5)が、前記フィルタ選択器が出力する上位N番目までの振幅データのみを一次記憶する、としても良い(請求項4)。
【0015】
前記2次目標標定器(図1,9,10の10)が、方位方向に規定値以上の広がりを持たない2次検出信号を不要信号として除去する機能を併せ持ち、不要信号除去後の2次検出信号から、同一のフィルタ番号を有する隣接した2次検出信号同士をグループ化し、その中心座標又は最大振幅点を目標位置として標定するとともに、グループ化された2次検出信号の距離方向の長さを算出する(請求項1)。
【0016】
前記フィルタ選択器(図9の6a)において、ドップラ処理器により得られた各ドップラフィルタバンクの振幅データの中から、同一レンジビンにおける振幅が上位N番目までのフィルタ番号を選択する際に、目標の距離に応じて、選択する数Nの切替ができる、としても良い(請求項5)。
【0017】
したがって、本発明に係るレーダ信号処理装置では、異なるレーダ方向分速度を有する複数の目標が近接している状況下にあっても、複数回の観測による統計量算出や積分処理等を必要とせずに、各目標のより正確な長さや位置を計測することができる。また、目標の長さや位置を計測する際に、ノイズや干渉信号の影響を低減するという効果も得られる。
【0018】
要約すれば、本発明は、標の物理長より高い距離分解能を有するレーダ装置において、複数目標が近接する場合や、目標の近傍に不要信号が受信された場合においても、目標信号をドップラ周波数で個別目標毎に分離することにより、目標の長さと位置をより正確に計測できるレーダ信号処理装置を提供する。
【0019】
換言すると、本発明は、目標信号を複数のドップラフィルタバンクによりドップラ周波数毎に分別して一時記憶する記憶器5(図1)と、誤警報確率を低減した高いしきい値で1次的に目標検出を行う1次目標検出器7(図1)と、位置及びフィルタ番号が近い1次検出信号をグループ化する1次目標標定器8(図1)と、1次目標標定結果に応じて前記記憶器5から出力される振幅データに対して、低いしきい値で目標検出を行う2次目標検出器9(図1)と、同一フィルタ番号の近接する2次検出信号をグループ化し、その距離方向の長さを求める2次目標標定器10(図1)とを有する。これにより、近接目標の受信信号が合成された状況下における、目標の長さの計測確度を向上する。また、干渉信号やノイズ等の不要信号の影響を低減する。
【0020】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。以下、「レーダ信号処理装置」を単に「信号処理装置」と略称する。
【0021】
図1は、本発明に係る信号処理装置の第一実施形態を示すブロック図である。図1においては、説明を簡易にするために、信号処理装置以外のレーダ装置の構成も併せて示している。ここで図1のレーダ装置は、受信信号を位相検波して、コヒーレントI,Qビデオ信号を生成するパルスドップラ方式によるレーダ装置であるものとする。以下、この図面に基づき説明する。
【0022】
アンテナ1は、従来の技術で述べたアンテナと同等のもので良い。送受信機2は、受信信号を位相検波して、コヒーレントI,Qビデオ信号を生成する機能を有する。位相検波とは、受信信号の振幅及び位相情報を抽出することをいう。表示器11は、信号処理装置3から出力される目標の長さと位置を表示する。
【0023】
以下に、信号処理装置3の構成について説明する。信号処理装置3は、ドップラ処理器4、記憶器5、フィルタ選択器6、1次目標検出器7、1次目標標定器8、2次目標検出器9、2次目標標定器10等を備えている。
【0024】
ドップラ処理器4は、位相検波後のコヒーレントI,Qビデオ信号から、ドップラ周波数軸上に複数配置したドップラフィルタバンク毎に受信振幅データを得る。
【0025】
フィルタ選択器6は、レーダの処理距離単位であるレンジビン毎にドップラ処理器4から出力される各ドップラフィルタバンクの振幅データの中から、同一レンジビンにおける最大振幅値とそのときのドップラフィルタバンクの番号(以下「フィルタ番号」という。)とを選択出力する
【0026】
記憶器5は、フィルタ選択器6の出力する各フィルタバンク毎の振幅データを一時的に記憶し、1次目標標定器8からの入力信号に従って、一時記憶していた振幅データの中から1次標定結果のフィルタ番号とそのフィルタ番号についての1次目標標定位置付近の振幅データとを選択的に出力する。
【0027】
1次目標検出器7は、フィルタ選択器6の出力する最大振幅値から、レーダ装置に与えられた誤警報確率と検出確率に相当するしきい値TH1とに基づき目標の有無を検出し、検出された振幅、位置及びフィルタ番号を1次検出信号として出力する。
【0028】
1次目標標定器8は、1次目標検出器7の出力する1次検出信号から、同一又は近似するフィルタ番号を有しかつ検出位置が隣接する1次検出信号同士をグループ化し、そのグループの中心座標又は振幅最大点を1次目標標定位置とし、1次目標標定位置とその標定位置におけるフィルタ番号とを、1次標定結果として記憶器5に出力する。
【0029】
2次目標検出器9は、記憶器5が1次目標標定器8から入力した1次標定結果を元に選択的に出力する1次標定結果に対応する各フィルタ番号毎の振幅データに対して、ノイズレベルより若干高いしきい値TH2で目標の有無を検出し、検出された振幅、位置及びフィルタ番号を2次検出信号として出力する。
【0030】
2次目標標定器10は、2次目標検出器9の2次検出信号から、同一のフィルタ番号を有する隣接した2次検出信号同士をグループ化し、その中心座標又は最大振幅点を目標位置として標定するとともに、グループ化された2次検出信号の距離方向の長さを算出する。
【0031】
次に、信号処理装置3の動作について、図面を参照して詳細に説明する。
【0032】
図2乃至図7は、信号処理装置3の動作過程を示した説明図である。まず、図1乃至図4を用いて、目標信号の受信から1次目標検出までの動作について説明する。
【0033】
図2[1]は、レーダと目標の位置関係の一例を示す説明図であり、同図において、目標#1と目標#2は、それぞれ2v及びvのレーダ方向分速度で移動しているものとする。図2[2]は、図2[1]のA−A’方向についてのレンジプロファイルであり、ハッチング部は目標#1のレンジプロファイル12、無ハッチング部は目標#2のレンジプロファイル13、右端は干渉信号又はノイズ等の不要信号14を示している。
【0034】
図3は、レーダを方位方向に走査して得られる1次目標検出後の1次検出信号位置と検出フィルタ番号である。図3において、数字が記入された位置には、1次目標検出器7で設定されたしきい値TH1を越える振幅信号が存在することを意味しており、更に数字は、その位置おける最大振幅をとるフィルタ番号を示す。
【0035】
図4は、ドップラ処理器4で得られる目標受信振幅とドップラ周波数の関係を示した説明図である。図1のレーダ装置では、レーダの方位方向の処理単位毎に送受信機2からパルス繰返し周波数毎に複数の高周波パルス信号を発生し、これをアンテナ1から空間に放射する。アンテナ1から放射された複数の高周波パルス信号は、目標#1、目標#2で反射された後にアンテナ1で受信され、送受信機2で増幅及び位相検波されコヒーレントI,Qビデオ信号となる。なお、図4中のPRFとは、レーダ送信パルス繰り返し周波数のことである。
【0036】
ドップラ処理器4は、複数パルス分のI,Q各ビデオ信号の位相変化から、ドップラ周波数に受信信号を分別及び積分するという、パルスドップラ処理機能を有する。このドップラ処理器4の動作内容は、当業者にとって良く知られているため、その詳細な説明は省略する。
【0037】
ここで、目標のドップラ周波数fdと目標のレーダ方向分速度Vrの関係は、一般に式(1)のようになる。
fd=2Vr/λ (λ:レーダ送信波長) ・・・(1)
【0038】
そのため、例えば図2[1]のA−A’方向のように、目標#1と目標#2の受信信号が同時に存在する場合、各目標からの受信信号をドップラ周波数軸上で図示すると、図4のようになる。図4の場合は、目標#1及び目標#2の受信信号は、それぞれ8番フィルタ及び4番フィルタで大きい振幅で受信されることになる。
【0039】
ドップラ処理器4から出力される観測範囲内の全レンジビン及び全ドップラフィルタバンクの振幅データは、記憶器5に一時的に蓄えられると同時に、フィルタ選択器6に入力される。フィルタ選択器6は、レンジビン毎に、各ドップラフィルタの振幅データの中から最大振幅値とそのときのフィルタ番号とを選択して、1次目標検出器7へ出力する。この結果、例えば図2[1]のA−A’方向については、1次目標検出器7に入力されるレンジプロファイルは、図2[2]の上側の包絡線のようになる。
【0040】
1次目標検出器7は、入力されたレンジプロファイルに対して、レーダ装置に与えられた誤警報確率と探知確率に対応するしきい値TH1による目標検出を行い、しきい値TH1を越えた振幅値とそのフィルタ番号とを1次目標標定器8に出力する。
【0041】
ここで、しきい値TH1の設定方法としては、ノイズレベルから設定する、オペレータが入力する、レンジプロファイルの距離方向の移動平均値から算出する、レンジプロファイルのピーク値を基準として想定される目標のレンジプロファイルから算出する、等の各種方法がある。基本的には、しきい値TH1は誤警報確率を低減できる値であることが望ましい。
【0042】
1次目標検出器7で、しきい値検出された振幅の位置とそのフィルタ番号とは、図3のようになる。なお、図10に示した従来のレーダ装置によって図2[1]の目標を観測すると、信号のしきい値検出位置は図3と同様になると考えられる。しかし従来のレーダ装置では、フィルタ番号に関する情報が得られないため、2目標の信号が重なってしまい、その結果、目標の長さと位置の計測を誤るおそれがある。
【0043】
次に、図3、図5乃至図7を用いて、1次目標検出以降の動作について説明する。
【0044】
1次目標標定器8は、1次目標検出器7から入力される1次検出信号のうち、同じ又は近傍のフィルタ番号を有する1次検出信号同士を、同一目標からの受信信号と見なしてグループ化し、そのグループ内の中心座標又は振幅最大点を1次目標標定位置とする。このグループ化において、フィルタ番号が全く同一ではなくても同一グループと見なすフィルタ番号の範囲については、想定される目標の有する標準的なドップラ周波数スペクトラムや、ドップラ処理器4において使用するコヒーレントI,Qビデオ信号の元の高周波パルス信号の目標に対する照射時間から設定する必要がある。
【0045】
1次目標標定位置とその位置におけるフィルタ番号とは、1次標定結果として1次目標標定器8から記憶器5に出力される。例えば図3の1次目標検出結果が1次目標標定器8に入力された場合は、図5のような1次標定結果が得られることとなる。
【0046】
記憶器5は、一時的に蓄えていた各フィルタバンクの受信振幅データの中から、1次目標標定結果のフィルタ番号について、1次目標標定位置付近の振幅データのみを選択し、2次目標検出器9に出力する。この出力する受信振幅データの範囲は、1次目標標定器8から指定された標定目標を含んだ、観測対象とする目標がとり得る最大の距離及び方位範囲とする。ここで距離及び方位範囲を限定する理由は、後述する2次目標検出処理において1次目標検出器7に比べて低いしきい値による目標検出処理を行う必要があり、しきい値の低下よる誤警報確率の劣化を避けるためである。
【0047】
2次目標検出器9では、記憶器5から入力した各フィルタバンク毎の振幅データに対し、各フィルタバンクのノイズレベルより若干高いしきい値TH2で目標検出処理を行う。このとき、しきい値TH2の設定方法は、1次目標検出器7のしきい値TH1の設定方法と同様の方法で設定することも可能である。ただし、しきい値TH2の設定の際には、想定される目標の受信振幅信号が、少なくともアンテナ1の往復ビーム幅相当の方位範囲以上に広がりを持って検出されるように、また、1つの目標からの受信信号が複数のレンジビンに分裂しないように、十分低い値とする必要がある。
【0048】
図6及び図7は、それぞれ8番フィルタと4番フィルタとに関する2次目標検出後の検出信号位置を示した説明図である。各図においては、2次目標検出位置をそれぞれフィルタ番号と同じ数字で示している。
【0049】
2次目標標定器10は、2次目標検出結果を入力し、同じフィルタ番号に関する隣接位置にある2次検出信号同士を、1次目標標定器8と同様の処理によりグループ化し、その中心座標又は最大振幅位置を目標位置として標定する。更にそのグループの距離方向の長さを算出し、2次標定位置とともに表示器11に出力する。
【0050】
このとき、2次目標標定器10では、方位方向に規定値以上の広がりを持たない2次検出信号を、不要信号として除去する。これは、不定期にレーダ装置で受信される短時間の干渉信号や、2次目標検出時にしきい値TH2を低く設定したため誤検出される可能性があるランダムノイズの影響を低減するための処理である。表示器11には、信号処理装置3が出力する目標の長さや標定位置が表示される。
【0051】
このように、上記実施形態では、目標の受信信号を同じドップラ周波数成分を持つ近接した信号同士でグループ化して、グループ毎に受信信号の長さを計測しているので、複数回のレーダ走査による積分や時間平均処理を行わなくても、より正確に目標の長さ及び位置を計測することができる。更には、本実施形態では、2次目標標定器により、方位方向に規定値以上の広がりを持たない検出信号を除去する機能が設けられているので、短時間の干渉信号や、ランダムノイズの影響を低減することもできる。
【0052】
図8は、本発明に係るレーザ信号処理装置の第二実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図1と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【0053】
本実施形態は、近接する複数の目標のある1つの目標からの受信信号の振幅が、より大きな振幅を有する他の目標からの受信信号に完全に埋もれてしまい、前者のより小さい振幅の目標に関する1次検出結果が全く得られなくなることの防止を目的とした構成例である。
【0054】
本実施形態では、第一実施形態におけるフィルタ選択器6を廃して、各フィルタバンク毎に1次目標検出から2次目標標定までの処理を実施することにし、その他の動作については第一実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、第一実施形態の場合と異なり、同じ位置において複数の1次検出結果が得られることがある。そのため、1次目標標定器8aでは、隣接する位置だけでなく、同じ位置にある1次検出信号についてもグループ化の対象とする。
【0055】
本実施形態よれば、1次目標検出器7において、しきい値TH1を越える全ての振幅信号を検出できる。したがって、より大きい振幅を有する目標信号に、より小さい振幅の目標信号が埋もれ、1次目標検出が不可能になることを防止できる。
【0056】
図9は、本発明に係るレーザ信号処理装置の第三実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図1と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【0057】
本実施形態は、第一及び第二実施形態に比べて記憶器5の記憶容量の低減を目的として、フィルタ選択器6aの機能と記憶器5の配置とを工夫した構成例である。第一及び第二実施形態では、全観測範囲の全ドップラフィルタバンクの振幅データを記憶器5に一時的に蓄えることとしていた。これに対し、本実施形態では、同一レンジビンにおいて、振幅が大きい順に、予め指定された数量分のフィルタバンクについてのみ振幅データを記憶する。この点において、本実施形態と第一及び第二実施形態とが異なる。
【0058】
例えば、同一レンジビンに重畳して受信される可能性がある目標数がNの場合、フィルタ選択器6aは、振幅値が上位N番目までの受信振幅信号とそのフィルタ番号とを選択し、これらを記憶器5に出力する。ただし、振幅がK番目に大きいフィルタバンク番号を選択する際に、ドップラ周波数軸上で、振幅がK−1番目の値をとるフィルタ番号の近傍のフィルタバンクについては、選択候補から除外する。これは、K−1番目のフィルタバンクの近傍のフィルタバンクには、K−1番目のフィルタバンクの目標信号が漏れ込んでいる可能性があるためである。
【0059】
ここで、前述した選択を禁止するフィルタ番号の範囲については、想定される目標の有する標準的なドップラ周波数スペクトラムや、ドップラ処理器4において使用するコヒーレントI,Qビデオ信号の元の高周波パルス信号の目標に対する照射時間から設定される。本実施形態の1次目標検出器7以降の動作は、第二実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0060】
同一レンジビンに複数の目標からの受信信号が重なる可能性は、レーダから遠距離になるほど高くなるので、距離に応じてフィルタ選択器の選択できるフィルタバンク数Nを適切に変更して設定することにより、記憶器5のハードウェア規模をより効率的なものとすることが可能となる。本実施形態によれば、第一及び第二実施形態に比べて、より少ないハードウェア規模の記憶器5によって、本発明の信号処理装置を実現することができる。
【0061】
なお、第一乃至第三実施形態の信号処理装置が出力する目標の長さは、レーダ方向分に目標を投影した長さとなる。したがって、第一乃至第三実施形態に追尾手段を付加することにより、目標移動方向とレーダからみた目標方向とのなす角を算出し、この角度から2次目標標定器が出力する長さを補正すれば、より正確な長さが得られることは、従来のレーダ装置の場合と全く同様である。
【0062】
また、第一乃至第三実施形態の信号処理装置に、目標の長さやそのレンジプロファイルから目標種類を類別する手段を付加することにより、従来のレーダ装置に比べ、より正確な目標類別が可能となることは言うまでもない。なお、上記各実施形態の信号処理装置は、例えばソフトウェアによって構成することもできるし、ハードウェアによって構成することもできるし、ソフトウェア及びハードウェアを混合して構成することもできる。
【0063】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、次のような効果を奏する。
【0064】
第1の効果は、異なるレーダ方向分速度を有する複数目標の受信信号が重畳する状況下であっても、少ない回数の観測結果から、より正確な目標の長さと位置を計測することができることにある。その理由は、空間的に合成された複数の目標からの受信信号を、ドップラ周波数軸上で、個別目標毎の受信信号として分離して、その受信信号の長さと位置を計測する手段を有するためである。
【0065】
第2の効果は、干渉信号やノイズの影響を低減することにより、より正確な目標の長さと位置を計測できることにある。その理由は、方位方向に広がりを持たない孤立した目標検出信号を不要信号として判定し、これを除去する手段を有するためである。
【0066】
第3の効果は、上記第1及び第2の効果をできるかぎり小さいハードウェア規模で実現できることにある。その理由は、上記第1及び第2の効果を実現する際に必要となる記憶器の記憶容量を必要最小限に抑えることができるように、ドップラ周波数軸上でフィルタバンク毎に分離された同一レンジビンの目標信号の中から、振幅が大きい順にドップラフィルタを選択して、それらのフィルタ番号と振幅のみを記憶する手段を有するからである。更に、振幅が大きい順にフィルタ番号を選択する過程において、1度選択されたフィルタバンクの近傍については、規定されたフィルタ番号の範囲内で、次に振幅が大きいフィルタバンクとして選択することを禁止する手段を有するためである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の信号処理装置の第一実施形態を示すブロック図である。
【図2】図1の信号処理装置の動作を示す説明図であり、図2[1]はレーダと目標位置の関係を示す概略図、図2[2]は図2[1]の場合におけるレンジプロファイルを示すグラフである。
【図3】図1の信号処理装置における1次目標検出後の1次検出信号位置と検出フィルタ番号とを示す図表である。
【図4】図1の信号処理装置における目標受信振幅とドップラ周波数との関係を示すグラフである。
【図5】図1の信号処理装置における1次目標標定後の1次標定結果を示す図表である。
【図6】図1の信号処理装置における、8番フィルタにおける2次目標検出位置、目標標定位置及び目標長を示す図表である。
【図7】図1の信号処理装置における、4番フィルタにおける2次目標検出位置、目標標定位置及び目標長を示す図表である。
【図8】本発明に係る信号処理装置の第二実施形態を示すブロック図である。
【図9】本発明に係る信号処理装置の第三実施形態を示すブロック図である。
【図10】従来のレーダ装置を示すブロック図である。
【図11】従来のレーダ装置で得られるレンジプロファイルを示すグラフである。
【符号の説明】
1 アンテナ
2 送受信機
3,3a,3b 信号処理装置
4 ドップラ処理器
5 記憶器
6,6a フィルタ選択器
7 1次目標検出器
8,8a 1次目標標定器
9 2次目標検出器
10 2次目標標定器
11 表示器
12 目標#1のレンジプロファイル
13 目標#2のレンジプロファイル
14 干渉信号又はノイズ等の不要信号
Claims (6)
- 目標の物理長に対して高い距離分解能を有するレーダ装置に用いられる信号処理装置において、
位相検波後のコヒーレントI,Qビデオ信号に基づき、ドップラ周波数軸上に複数配置したドップラフィルタバンク毎に振幅データを得るドップラ処理器と、
このドップラ処理器によって得られた各ドップラフィルタバンクの振幅データの中から、同一レンジビンにおける最大振幅値とそのドップラフィルタバンクの番号すなわちフィルタ番号とを選択するフィルタ選択器と、
このフィルタ選択器で選択された最大振幅値に対して、第一のしきい値を適用して目標の有無を検出し、これにより得られた目標の振幅、位置及びフィルタ番号を1次検出信号として出力する1次目標検出器と、
この1次目標検出器の出力する1次検出信号に基づき、同一又は近似するフィルタ番号を有しかつ位置が隣接する1次検出信号同士をグループ化し、そのグループの中心座標又は振幅最大点を1次目標標定位置とし、この1次目標標定位置とそのフィルタ番号とを1次標定結果として出力する1次目標標定器と、
前記ドップラ処理器によって得られた前記ドップラフィルタバンク毎の振幅データを一時的に記憶するとともに、前記1次目標標定器から出力された1次標定結果に基づき、一時記憶していた前記振幅データの中から前記1次目標標定位置及びその付近の位置の振幅データ及びフィルタ番号を出力する記憶器と、
この記憶器が出力する各フィルタ番号毎の振幅データに対して、ノイズレベルより高く前記第一のしきい値よりも低い第二のしきい値を適用して目標の有無を検出し、これにより得られた目標の振幅、位置及びフィルタ番号を2次検出信号として出力する2次目標検出器と、
この2次目標検出器から出力された2次検出信号から、方位方向に規定値以上の広がりを持たない2次検出信号を不要信号として除去し、不要信号除去後の2次検出信号に基づき、同一のフィルタ番号を有する隣接した2次検出信号同士をグループ化し、その中心座標又は最大振幅点を目標位置として標定する2次目標標定器と、
備えたレーダ信号処理装置。 - 前記2次目標標定器は、更に、グループ化された前記2次検出信号の距離方向の長さを算出する機能を有する、
請求項1記載のレーダ信号処理装置。 - 前記フィルタ選択器及び前記1次目標検出器に代えて、
前記ドップラ処理器によって得られた前記全ドップラフィルタバンクの振幅データに対して、前記第一のしきい値を適用して目標の有無を検出し、これにより得られた目標の振幅、位置及びフィルタ番号を1次検出信号として出力する1次目標検出器を備えた、
請求項1又は2記載のレーダ信号処理装置。 - 前記フィルタ選択器は、ドップラ処理器によって得られた各ドップラフィルタバンクの振幅データの中から、同一レンジビンにおける振幅が上位複数番目までのフィルタ番号とその振幅値とを選択するとともに、振幅が上位となるフィルタ番号を順次選択する際に、振幅が大きく既に選択済みとなったフィルタ番号に対し規定された近傍のドップラ周波数範囲内のフィルタ番号については選択禁止とする機能を有する、
請求項1又は2記載のレーダ信号処理装置 - 前記フィルタ選択器は、前記ドップラ処理器によって得られた各ドップラフィルタバンクの振幅データの中から、同一レンジビンにおける振幅が上位複数番目までのフィルタ番号とその振幅値とを選択する際に、目標の距離に応じて、上位複数番の数値を切り替える、
請求項4記載のレーダ信号処理装置。 - 前記第一のしきい値は、前記レーダ装置に与えられた誤警報確率及び検出確率に相当する、
請求項1乃至5のいずれかに記載のレーダ信号処理装置。
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