JP5933330B2 - Pulse compressor - Google Patents
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Description
この発明は、距離分解能を高めるパルス圧縮装置に関するものである。 The present invention relates to a pulse compression apparatus that increases distance resolution.
以下の特許文献1に開示されているパルス圧縮装置では、所定の時間間隔でキャリア信号をパルス変調し、パルス変調後のキャリア信号をパルス内変調することで送信信号を生成する。
そして、その送信信号を空間に放射する一方、その送信信号が目標に反射されて戻ってくる信号を受信し、その受信信号と参照信号(送信信号と同じ変調成分を有する信号)との相関処理を実施することで、リニアチャープパルス圧縮を行うようにしている。
これにより、距離分解能が高められるが、リニアチャープパルス圧縮後のサイドローブを抑圧するために、送信信号に窓関数を乗算することで、送信信号の振幅に対する重み付けを実施している。
In the pulse compression device disclosed in the following
Then, the transmission signal is radiated to the space, while the transmission signal is reflected by the target and returned, and the received signal is correlated with the reference signal (the signal having the same modulation component as the transmission signal). By performing the above, linear chirp pulse compression is performed.
This improves the distance resolution, but weights the amplitude of the transmission signal by multiplying the transmission signal by a window function in order to suppress side lobes after linear chirp pulse compression.
従来のパルス圧縮装置は以上のように構成されているので、距離分解能を高めることができる。しかし、距離分解能を高めるには、リニアチャープパルス圧縮後の信号における信号スペクトルの形状がsinc関数の形状になるように、送信信号のパルス幅と変調帯域幅の積から算出される圧縮率TBを十分大きくする必要があるが、その圧縮率TBが低い場合、リニアチャープパルス圧縮後の信号における信号スペクトルの形状がsinc関数の形状と異なり、距離分解能が劣化することがある課題があった(図15を参照)。
また、圧縮率TBが低い場合、窓関数を乗算することでサイドローブの抑圧性能が劣化することがある課題があった(図16を参照)。
Since the conventional pulse compression apparatus is configured as described above, the distance resolution can be increased. However, in order to increase the distance resolution, the compression ratio TB calculated from the product of the pulse width of the transmission signal and the modulation bandwidth is set so that the shape of the signal spectrum in the signal after linear chirp pulse compression becomes the shape of a sinc function. Although it is necessary to make it sufficiently large, when the compression ratio TB is low, the shape of the signal spectrum in the signal after linear chirp pulse compression is different from the shape of the sinc function, and there is a problem that the distance resolution may deteriorate (see FIG. 15).
Further, when the compression rate TB is low, there is a problem that the sidelobe suppression performance may be deteriorated by multiplying by the window function (see FIG. 16).
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、リニアチャープパルス圧縮後の信号の圧縮率が低い場合でも、距離分解能を高めることができるパルス圧縮装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a pulse compression device capable of increasing the distance resolution even when the signal compression ratio after linear chirp pulse compression is low. .
この発明に係るパルス圧縮装置は、所定の時間間隔でキャリア信号をパルス変調し、リニアチャープされたパルス内変調信号を用いて、パルス変調後のキャリア信号をパルス内変調することで送信信号を生成する送信信号生成手段と、送受信手段の受信信号に対して信号処理を実施することで、パルス圧縮後の信号を出力するパルス圧縮手段とを備え、そのパルス圧縮手段が、送信信号のパルス内変調成分と同じ信号である参照信号を生成して、送受信手段の受信信号と参照信号との相関処理を実施する相関処理部と、送信信号生成手段により用いられたパルス内変調信号の自己相関後の信号における信号スペクトルの振幅の逆数を正規化窓関数として、相関処理部による相関処理後の信号に対して正規化窓関数を乗算する正規化窓関数処理を実施する正規化窓関数処理部とを有し、正規化窓関数処理部が、正規化窓関数処理を行った場合のパルス圧縮後の信号における信号対雑音比を算出し、その信号対雑音比にしたがって正規化窓関数の幅を設定するようにしたものである。 The pulse compression device according to the present invention pulse-modulates a carrier signal at a predetermined time interval, and generates a transmission signal by performing intra- pulse modulation on the carrier signal after pulse modulation using a linear chirped intra-pulse modulation signal. Transmission signal generating means for performing transmission, and pulse compression means for outputting a signal after pulse compression by performing signal processing on the reception signal of the transmission / reception means, and the pulse compression means modulates the transmission signal within the pulse. A correlation signal that generates a reference signal that is the same signal as the component and performs a correlation process between the received signal of the transmission / reception means and the reference signal; and an auto-correlation of the intra-pulse modulation signal used by the transmission signal generation means the inverse of the amplitude of the signal spectrum in the signal as a regular stove function, normal stove function processing of multiplying a regular stove function for the signal after the correlation processing by correlation processing unit And a regular stove function processing unit to implement regular stove function processing unit calculates the signal-to-noise ratio in the signal after the pulse compression in the case of performing normal stove function processing, the signal-to-noise ratio The width of the normalization window function is set according to .
この発明によれば、パルス圧縮手段が、送信信号のパルス内変調成分と同じ信号である参照信号を生成して、送受信手段の受信信号と参照信号との相関処理を実施する相関処理部と、送信信号生成手段により用いられたパルス内変調信号の自己相関後の信号における信号スペクトルの振幅の逆数を正規化窓関数として、相関処理部による相関処理後の信号に対して正規化窓関数を乗算する正規化窓関数処理を実施する正規化窓関数処理部とを有するように構成したので、リニアチャープパルス圧縮後の信号の圧縮率が低い場合でも、距離分解能を高めることができる効果がある。
また、正規化窓関数処理部が、正規化窓関数処理を行った場合のパルス圧縮後の信号における信号対雑音比を算出し、その信号対雑音比にしたがって正規化窓関数の幅を設定するように構成したので、正規化窓関数処理に伴って、送信信号の周波数変調帯域の両端で雑音が増大するのを抑えて、パルス圧縮後の信号における信号対雑音比の低下を防止することができる効果がある。
According to this invention, the pulse compression means generates a reference signal that is the same signal as the intra-pulse modulation component of the transmission signal, and performs a correlation process between the reception signal of the transmission / reception means and the reference signal ; Using the inverse of the signal spectrum amplitude in the signal after autocorrelation of the intra-pulse modulated signal used by the transmission signal generation means as the normalized window function, the signal after correlation processing by the correlation processing unit is multiplied by the normalized window function Since the normalization window function processing unit for performing the normalization window function processing is provided, the distance resolution can be improved even when the signal compression rate after linear chirp pulse compression is low.
Further, the normalization window function processing unit calculates a signal-to-noise ratio in the signal after pulse compression when the normalization window function processing is performed, and sets the width of the normalization window function according to the signal-to-noise ratio With this configuration, it is possible to prevent a decrease in signal-to-noise ratio in a signal after pulse compression by suppressing increase in noise at both ends of the frequency modulation band of the transmission signal in accordance with the normalization window function processing. There is an effect that can be done.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるパルス圧縮装置を示す構成図であり、図2は送信信号及び受信信号における周波数と時間の関係を示す説明図である。
図1において、送信信号生成器1は局部発振器2、パルス変調器3、パルス内変調信号発生器4及び送信機5から構成されており、所定の時間間隔で局部発振信号L0(t)(キャリア信号)をパルス変調し、パルス変調後の局部発振信号L’0(t)をパルス内変調することで送信RF信号Tx(t)を生成する処理を実施する。なお、送信信号生成器1は送信信号生成手段を構成している。
1 is a block diagram showing a pulse compression apparatus according to
In FIG. 1, a
送信信号生成器1の局部発振器2はパルス繰り返し周期Tpriで一定周波数の局部発振信号L0(t)を生成し、その局部発振信号L0(t)をパルス変調器3及び受信機8に出力する。
パルス変調器3は局部発振器2から出力された局部発振信号L0(t)をパルス変調し、パルス変調後の局部発振信号L’0(t)を送信機5に出力する。
パルス内変調信号発生器4はリニアチャープされたパルス内変調信号φ(t)を生成し、そのパルス内変調信号φ(t)を送信機5に出力する。
送信機5はパルス内変調信号発生器4から出力されたパルス内変調信号φ(t)を用いて、パルス変調後の局部発振信号L’0(t)をパルス内変調し、パルス内変調後の局部発振信号を送信RF信号Tx(t)として送受切替器6に出力する。
The
The
The intra-pulse
The
送受切替器6は送信信号生成器1の送信機5から出力された送信RF信号Tx(t)を空中線7に出力する一方、空中線7から出力された反射RF信号Rxtgt(n,t)を受信機8に出力する。
空中線7は送受切替器6から出力された送信RF信号Tx(t)を空間に放射する一方、その送信RF信号Tx(t)が目標に反射されて戻ってくる反射RF信号Rxtgt(n,t)を受信する。
The transmission /
The
受信機8は局部発振器2から出力された局部発振信号L0(t)を用いて、送受切替器6から出力された反射RF信号Rxtgt(n,t)をダウンコンバートし、ダウンコンバート後の反射RF信号に対する増幅処理や位相検波処理を実施することで受信ビデオ信号S(n,m)を求め、その受信ビデオ信号S(n,m)を信号処理器9に出力する。
なお、送受切替器6、空中線7及び受信機8から送信信号生成手段が構成されている。
The
The transmission /
信号処理器9はパルス圧縮部10、目標候補検出部17及び目標相対距離算出部18から構成されており、受信機8から出力された受信ビデオ信号S(n,m)に対して所定の信号処理を実施することで、目標候補までの相対距離R’0を算出する処理を実施する。
図1の例では、信号処理器9の構成要素であるパルス圧縮部10、目標候補検出部17及び目標相対距離算出部18が、例えば、CPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどの専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、信号処理器9がコンピュータで構成されていてもよい。
信号処理器9がコンピュータで構成されている場合、パルス圧縮部10、目標候補検出部17及び目標相対距離算出部18の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、コンピュータのCPUが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
The signal processor 9 includes a
In the example of FIG. 1, the
When the signal processor 9 is composed of a computer, a program describing the processing contents of the
パルス圧縮部10は周波数領域変換部11、相関処理部12、正規化窓関数選択部13、正規化窓関数処理部14、窓関数処理部15及び時間領域変換部16から構成されており、受信機8から出力された受信ビデオ信号S(n,m)に対して所定の信号処理を実施することで、リニアチャープパルス圧縮後の信号RPC(n,l)を目標候補検出部17に出力する処理を実施する。なお、パルス圧縮部10はパルス圧縮手段を構成している。
The
パルス圧縮部10の周波数領域変換部11は受信機8から出力された受信ビデオ信号S(n,m)を高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)して、周波数領域の受信ビデオ信号Fv(n,kr)を生成し、周波数領域の受信ビデオ信号Fv(n,kr)を相関処理部12に出力する。
相関処理部12は送信RF信号Tx(t)のパルス内変調成分と同じA/D変換後の参照信号Ex(mτ)を生成するとともに、その参照信号Ex(mτ)を高速フーリエ変換して、周波数領域の参照信号FEx(kr)を生成し、周波数領域の受信ビデオ信号Fv(n,kr)と周波数領域の参照信号FEx(kr)との相関処理を実施し、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)を正規化窓関数選択部13に出力する。
The frequency
The
正規化窓関数選択部13は相関処理部12から出力された相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)の圧縮率TBが、予め設定された正規化窓関数選択用の圧縮率α以上であれば、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)を窓関数処理部15に出力し、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)の圧縮率TBが正規化窓関数選択用の圧縮率αより低ければ、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)を正規化窓関数処理部14に出力する。
正規化窓関数処理部14はパルス圧縮後の信号RPC(n,l)における信号スペクトルの形状がsinc関数の形状と一致するように、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)における信号スペクトルの信号強度(振幅)を略一定にする正規化窓関数wNorm(kr)を用いて、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)に対する正規化窓関数処理を実施する。
The normalization window
The normalized window
ここで、後述する窓関数処理部15が実施する窓関数処理における窓関数は、例えば、ハミング窓など、サイドローブを抑圧するために広く用いられている窓関数(相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)における信号スペクトルの信号強度が一定であることを想定して設計された窓関数)であるのに対して、正規化窓関数処理における正規化窓関数wNorm(kr)は、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)における信号スペクトルの信号強度を一定にするために圧縮率によって形状が異なる窓関数であり、両者の窓関数は相違している。
Here, the window function in the window function processing performed by the window
窓関数処理部15は正規化窓関数選択部13から出力された相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)、または、正規化窓関数処理部14による正規化窓関数処理後の信号F’v・Ex(n,kr)に対する窓関数処理を実施してサイドロープを抑圧し、窓関数処理後の信号Fv・Ex・w(n,kr)を時間領域変換部16に出力する。
時間領域変換部16は受信ビデオ信号S(n,m)のサンプリング数よりも大きい点数で、窓関数処理後の信号Fv・Ex・w(n,kr)を高速フーリエ逆変換(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)して、時間領域の信号であるパルス圧縮後の信号RPC(n,l)を生成し、パルス圧縮後の信号RPC(n,l)を目標候補検出部17に出力する。
The window
The time
目標候補検出部17はパルス圧縮部10の時間領域変換部16から出力されたパルス圧縮後の信号RPC(n,l)に対するCFAR(Constant False Alarm Rate)処理を実施することで目標候補RPC,CFAR(n,l)を検出する。
目標相対距離算出部18は目標候補検出部17により検出された目標候補RPC,CFAR(n,l)までの相対距離R’0を算出する。
表示器19は目標情報として、目標相対距離算出部18により算出された相対距離R’0とパルス圧縮後の信号RPC(n,l)を画面上に表示する。
The target
The target relative distance calculation unit 18 calculates a relative distance R ′ 0 to the target candidate R PC, CFAR (n, l) detected by the target
The
次に動作について説明する。
送信信号生成器1は、所定の時間間隔で局部発振信号L0(t)をパルス変調し、パルス変調後の局部発振信号L’0(t)をパルス内変調することで送信RF信号Tx(t)を生成する。
図2を参照しながら、送信信号生成器1の処理内容を具体的に説明する。
図2において、f0は送信信号の中心周波数、T0は送信信号のパルス幅、B0は送信信号の周波数変調帯域幅、Tpriはパルス繰り返し周期である。
ここでは、送信信号の周波数変調として、アップチャープ変調を行うものとして説明する。
Next, the operation will be described.
The
The processing contents of the
In FIG. 2, f 0 is the center frequency of the transmission signal, T 0 is the pulse width of the transmission signal, B 0 is the frequency modulation bandwidth of the transmission signal, and T pri is the pulse repetition period.
Here, description will be made assuming that up-chirp modulation is performed as frequency modulation of a transmission signal.
まず、送信信号生成器1の局部発振器2は、図2に示すようなパルス繰り返し周期Tpriで、一定周波数の局部発振信号L0(t)を生成し、その局部発振信号L0(t)をパルス変調器3及び受信機8に出力する。
パルス変調器3は、局部発振器2から局部発振信号L0(t)を受けると、その局部発振信号L0(t)をパルス変調し、パルス変調後の局部発振信号L’0(t)を送信機5に出力する。
First, the
When the
一方、パルス内変調信号発生器4は、リニアチャープされたパルス内変調信号φ(t)を生成し、そのパルス内変調信号φ(t)を送信機5に出力する。
送信機5は、パルス変調器3からパルス変調後の局部発振信号L’0(t)を受け、パルス内変調信号発生器4からパルス内変調信号φ(t)を受けると、そのパルス内変調信号φ(t)を用いて、パルス変調後の局部発振信号L’0(t)をパルス内変調し、パルス内変調後の局部発振信号を送信RF信号Tx(t)として送受切替器6に出力する。
送信RF信号Tx(t)は、図2に示すように、パルス幅がT0で、中心周波数がf0の信号である。
On the other hand, the intra-pulse
When the
As shown in FIG. 2, the transmission RF signal Tx (t) is a signal having a pulse width T 0 and a center frequency f 0 .
送受切替器6は、送信信号生成器1の送信機5から送信RF信号Tx(t)を受けると、その送信RF信号Tx(t)を空中線7に出力する。
これにより、空中線7から送信RF信号Tx(t)が空間に放射される。
送信RF信号Tx(t)は空間に放射されたのち、その一部が目標に反射され、反射RF信号Rxtgt(n,t)として空中線7に戻ってくる。
空中線7は、目標に反射されて戻ってくる反射RF信号Rxtgt(n,t)を受信し、その反射RF信号Rxtgt(n,t)を送受切替器6に出力する。
送受切替器6は、空中線7から反射RF信号Rxtgt(n,t)を受けると、その反射RF信号Rxtgt(n,t)を受信機8に出力する。
When the transmission /
Thus, the transmission RF signal Tx (t) is radiated from the
After the transmission RF signal Tx (t) is radiated to the space, a part of the transmission RF signal Tx (t) is reflected to the target and returns to the
The
When the transmission /
受信機8は、送受切替器6から反射RF信号Rxtgt(n,t)を受けると、局部発振器2から出力された局部発振信号L0(t)を用いて、その反射RF信号Rxtgt(n,t)をダウンコンバートする。
受信機8は、反射RF信号Rxtgt(n,t)をダウンコンバートすると、ダウンコンバート後の反射RF信号に対する増幅処理や位相検波処理を実施することで、下記の式(1)に示すような受信ビデオ信号S(n,m)を求め、その受信ビデオ信号S(n,m)を信号処理器9に出力する。
When the
When the
ここで、ASは受信ビデオ信号の振幅、nはパルス番号、Nはパルス数、mは1PRI内のサンプリング番号、Mは1PRI内のサンプリング点数、Δtは1PRI内のサンプリング時間、cは光速、R0は目標相対距離(図2を参照)、vは目標相対速度を表している。 Here, A S is the amplitude of the received video signal, n is the pulse number, N is the number of pulses, m is the sampling number within 1 PRI, M is the number of sampling points within 1 PRI, Δt is the sampling time within 1 PRI, c is the speed of light, R 0 is a target relative distance (see FIG. 2), and v is a target relative speed.
信号処理器9は、受信機8から受信ビデオ信号S(n,m)を受けると、その受信ビデオ信号S(n,m)に対して所定の信号処理を実施することで、目標候補までの相対距離R’0を算出する。
以下、信号処理器9の処理内容を具体的に説明する。
When the signal processor 9 receives the received video signal S (n, m) from the
Hereinafter, the processing content of the signal processor 9 will be specifically described.
信号処理器9のパルス圧縮部10は、受信機8から受信ビデオ信号S(n,m)を受けると、その受信ビデオ信号S(n,m)に対して所定の信号処理を実施することで、リニアチャープパルス圧縮後の信号RPC(n,l)を目標候補検出部17に出力する。
即ち、パルス圧縮部10の周波数領域変換部11は、下記の式(2)に示すように、受信機8から出力された受信ビデオ信号S(n,m)を高速フーリエ変換して、周波数領域の受信ビデオ信号Fv(n,kr)を生成し、周波数領域の受信ビデオ信号Fv(n,kr)を相関処理部12に出力する。
式(2)において、lはPRI内のサンプリング番号、L’はFFT点数を表している。ただし、L’>MのときはS(n,m)に0が代入される。
When the
That is, the frequency
In Expression (2), l represents a sampling number in the PRI, and L ′ represents the number of FFT points. However, when L ′> M, 0 is substituted for S (n, m).
相関処理部12は、下記の式(3)に示すように、送信RF信号Tx(t)のパルス内変調成分と同じA/D変換後の参照信号Ex(mτ)を生成する。
式(3)において、AEは参照信号の振幅、mτはサンプリング番号、Mτは1PRIのサンプリング点数(式(4)を参照)、Fsampはサンプリング周波数、floor(X)は変数Xを越えない最大の整数を表している。
ここでは、相関処理部12が参照信号Ex(mτ)を近似計算している例を示しているが、パルス内変調信号発生器4により生成されたパルス内変調信号φ(t)を参照信号Ex(mτ)として用いるようにしてもよい。
The
In Equation (3), A E is the amplitude of the reference signal, m τ is the sampling number, M τ is the number of 1 PRI sampling points (see Equation (4)), F samp is the sampling frequency, and floor (X) is the variable X. Represents the largest integer that does not exceed.
Here, an example is shown in which the
相関処理部12は、参照信号Ex(mτ)を生成すると、下記の式(5)に示すように、その参照信号Ex(mτ)を高速フーリエ変換して、周波数領域の参照信号FEx(kr)を生成する。
When generating the reference signal Ex (m τ ), the
相関処理部12は、周波数領域の参照信号FEx(kr)を生成すると、周波数領域変換部11から出力された周波数領域の受信ビデオ信号Fv(n,kr)と周波数領域の参照信号FEx(kr)との相関処理を実施し、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)を正規化窓関数選択部13に出力する。
即ち、相関処理部12は、下記の式(6)に示すように、周波数領域の受信ビデオ信号Fv(n,kr)と、周波数領域の参照信号FEx(kr)の複素共役との乗算を行うことで、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)を生成する。
ただし、*は複素共役を表している。
When the
That is, as shown in the following equation (6), the
However, * represents a complex conjugate.
正規化窓関数選択部13は、相関処理部12から相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)を受けると、送信信号のパルス幅T0と送信信号の周波数変調帯域幅B0の積から算出される圧縮率TBが、予め設定された正規化窓関数選択用の圧縮率α以上であれば、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)を窓関数処理部15に出力し、送信信号のパルス幅T0と送信信号の周波数変調帯域幅B0の積から算出される圧縮率TBが正規化窓関数選択用の圧縮率αより低ければ、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)を正規化窓関数処理部14に出力する。
以下、正規化窓関数選択部13の処理内容を具体的に説明する。
Upon receiving the signal F v · Ex (n, k r ) after correlation processing from the
Hereinafter, the processing content of the normalization window
図3は高圧縮率及び低圧縮率の場合における相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)の信号スペクトルを示す説明図である。
相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)の信号スペクトルは、高圧縮率の場合、図3(a)に示すように、信号強度がほぼ一定になるが、低圧縮率の場合、図3(b)に示すように、信号強度が一定にならず、信号強度が大きく変化する。圧縮率が低い程、信号強度の変動が大きくなる。
このため、高圧縮率の場合、リニアチャープパルス圧縮後の信号スペクトルの形状がsinc関数の形状と一致するが、低圧縮率の場合、リニアチャープパルス圧縮後の信号スペクトルの形状がsinc関数の形状と異なり、距離分解能の劣化(図15(b)を参照)や、窓関数処理によるサイドローブの抑圧性能が劣化する(図16(b)を参照)。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a signal spectrum of the signal F v · Ex (n, k r ) after the correlation processing in the case of the high compression rate and the low compression rate.
As shown in FIG. 3A, the signal spectrum of the signal F v · Ex (n, k r ) after the correlation processing has a substantially constant signal strength as shown in FIG. As shown in FIG. 3B, the signal strength is not constant, and the signal strength changes greatly. The lower the compression rate, the greater the variation in signal strength.
Therefore, in the case of a high compression rate, the shape of the signal spectrum after linear chirp pulse compression matches the shape of the sinc function, but in the case of a low compression rate, the shape of the signal spectrum after linear chirp pulse compression is the shape of the sinc function. In contrast, the distance resolution is degraded (see FIG. 15B) and the sidelobe suppression performance by the window function processing is degraded (see FIG. 16B).
この実施の形態1では、距離分解能の劣化やサイドローブの抑圧性能の劣化を防止するため、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)に対する正規化窓関数処理を実施する。
ただし、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)に対する正規化窓関数処理では、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)に重みを付けるため雑音が増大し、パルス圧縮後の信号における信号対雑音比(SNR:Signal to Noise ratio)が低減する可能性がある。
一方、高圧縮率の場合、十分なパルス圧縮結果が得られており、正規化窓関数処理を実施する必要性が低いため、正規化窓関数処理を実施するよりも、パルス圧縮後の信号のSNRの低減を避けることの方が望ましい。
In the first embodiment, in order to prevent the degradation of the distance resolution and the sidelobe suppression performance, the normalized window function processing is performed on the signal F v · Ex (n, k r ) after the correlation processing.
However, a regular stove function processing for the signal after the correlation process F v · Ex (n, k r) , noise to weight the signal after correlation F v · Ex (n, k r) increases, There is a possibility that the signal-to-noise ratio (SNR) in the signal after pulse compression is reduced.
On the other hand, in the case of a high compression ratio, sufficient pulse compression results are obtained, and it is less necessary to perform normalization window function processing. It is desirable to avoid a reduction in SNR.
そこで、正規化窓関数選択部13は、次式による送信信号のパルス幅T0と送信信号の周波数変調帯域幅B0の積から算出される圧縮率TBが正規化窓関数選択用の圧縮率αより低い場合、正規化窓関数処理を実施させるため、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)を正規化窓関数処理部14に出力する。
一方、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)の圧縮率TBが正規化窓関数選択用の圧縮率αより高い場合、正規化窓関数処理の実施を避けるため、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)を窓関数処理部15に出力する。
TB=T0B0
Therefore, the normalization window
On the other hand, when the compression rate TB of the signal F v · Ex (n, k r ) after the correlation processing is higher than the compression rate α for selecting the normalized window function, in order to avoid performing the normalization window function processing, The signal F v · Ex (n, k r ) is output to the window
TB = T 0 B 0
正規化窓関数処理部14は、正規化窓関数選択部13から相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)を受けると、パルス圧縮後の信号RPC(n,l)における信号スペクトルの形状がsinc関数の形状と一致するように、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)における信号スペクトルの信号強度(振幅)を略一定にする正規化窓関数wNorm(kr)を用いて、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)に対する正規化窓関数処理を実施し、下記の式(7)に示すような正規化窓関数処理後の信号F’v・Ex(n,kr)を生成する。
ここで、正規化窓関数wNorm(kr)は、正規化窓関数処理部14が下記の式(8)にしたがって生成する窓関数である。
When the normalized window
Here, the normalized window function w Norm (k r ) is a window function generated by the normalized window
このように、正規化窓関数処理部14が相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)に対する正規化窓関数処理を実施することで、図4に示すように、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)における信号スペクトルの信号強度を略一定にすることができるため、図5に示すように、パルス圧縮後の信号RPC(n,l)における信号スペクトルの形状をsinc関数の形状と一致させることができる。
As described above, the normalized window
式(8)では、正規化窓関数処理部14が、パルス内変調信号φ(t)である参照信号Ex(mτ)がFFTされて生成された周波数領域の参照信号FEx(kr)を用いて、正規化窓関数wNorm(kr)を生成しているものを示しているが(パルス内変調信号φ(t)の自己相関後の信号における信号スペクトルの振幅の逆数を正規化窓関数としている)、下記に式(9)に示すように、周波数領域のパルス内変調信号φ(t)である参照信号FEx(kr)を近似計算で求めるようにしてもよい。
In Expression (8), the normalized window
式(9)において、Z(u)はフレネル積分であり、u1、u2は下記の式(10)と式(11)で求めることができる。
式(9)で周波数領域の参照信号FEx(kr)を近似計算する場合、大規模なFFTを行うことなく求められるため、装置の処理負荷の低減が可能になる。
また、参照信号Ex(mτ)として、実信号であるパルス内変調信号発生器4により生成されたパルス内変調信号φ(t)を用いずに、設定パラメータに基づいて数値計算を行う場合、事前に容易に正規化窓関数を計算することができるため、装置の処理負荷の低減が可能になる。
In the equation (9), Z (u) is Fresnel integral, and u 1 and u 2 can be obtained by the following equations (10) and (11).
When the frequency domain reference signal F Ex (k r ) is approximated by Equation (9), it is obtained without performing a large-scale FFT, so that the processing load on the apparatus can be reduced.
Further, when the numerical calculation is performed based on the setting parameter without using the intra-pulse modulation signal φ (t) generated by the intra-pulse
窓関数処理部15は、正規化窓関数選択部13から相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)を受けると、下記の式(12)に示すように、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)に対する窓関数処理を実施してサイドロープを抑圧し、窓関数処理後の信号Fv・Ex・w(n,kr)を時間領域変換部16に出力する。
式(12)において、wHam(kr)はハミング窓関数である。
式(12)では、窓関数として、ハミング窓関数を用いている例を示しているが、例えば、サイドローブの抑圧効果があるハミング窓関数以外のハニング窓関数、ブラックマン窓関数など、相関処理後の信号における信号スペクトルの信号強度の一定を想定して設計された窓関数を用いてもよい。
窓関数処理部15により窓関数処理が実施されることで、図16(a)に示すように、高圧縮率のパルス圧縮後の信号のサイドローブを抑圧することができる(特に、サイドローブの両端付近を抑圧することができる)。
When the window
In Expression (12), w Ham (k r ) is a Hamming window function.
Expression (12) shows an example in which a Hamming window function is used as the window function. For example, a correlation process such as a Hanning window function other than a Hamming window function having a sidelobe suppression effect, a Blackman window function, or the like. A window function designed on the assumption that the signal intensity of the signal spectrum in the later signal is constant may be used.
By performing the window function processing by the window
また、窓関数処理部15は、正規化窓関数処理部14から正規化窓関数処理後の信号F’v・Ex(n,kr)を受けると、正規化窓関数選択部13から相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)が出力された場合と同様の窓関数処理を実施する。
即ち、窓関数処理部15は、下記の式(13)に示すように、正規化窓関数処理後の信号F’v・Ex(n,kr)に対する窓関数処理を実施してサイドロープを抑圧し、窓関数処理後の信号Fv・Ex・w(n,kr)を時間領域変換部16に出力する。
ここで、図6は正規化窓関数処理と窓関数処理が実施されることで、低圧縮率のリニアチャープパルス圧縮後の信号のサイドローブ抑圧性能が向上することを示す説明図である。
図6に示すように、正規化窓関数処理と窓関数処理が実施されることで、低圧縮率の場合でも、サイドローブの抑圧が可能になる。
When the window
That is, the window
Here, FIG. 6 is an explanatory diagram showing that the sidelobe suppression performance of the signal after linear chirp pulse compression with a low compression ratio is improved by performing the normalization window function processing and the window function processing.
As shown in FIG. 6, by performing the normalized window function process and the window function process, side lobes can be suppressed even in the case of a low compression rate.
時間領域変換部16は、窓関数処理部15から窓関数処理後の信号Fv・Ex・w(n,kr)を受けると、下記の式(14)に示すように、L点で窓関数処理後の信号Fv・Ex・w(n,kr)を高速フーリエ逆変換して、時間領域の信号であるパルス圧縮後の信号RPC(n,l)を生成し、パルス圧縮後の信号RPC(n,l)を目標候補検出部17に出力する。
When the time
また、時間領域変換部16は、パルス圧縮後の信号RPC(n,l)を受信ビデオ信号S(n,m)のサンプリング間隔よりも高精度にサンプリングする場合、下記の式(15)によって“0”を設定する。
ここで、Lは高速フーリエ逆変換の点数であり、下記の式(16)で表される。ただし、qは0以上の整数である。また、q=0の場合は、受信ビデオ信号S(n,m)のサンプリング間隔と同じサンプリング間隔になる。
In addition, when the time
Here, L is a point of inverse fast Fourier transform, and is represented by the following formula (16). However, q is an integer greater than or equal to 0. When q = 0, the sampling interval is the same as the sampling interval of the received video signal S (n, m).
目標候補検出部17は、パルス圧縮部10の時間領域変換部16からパルス圧縮後の信号RPC(n,l)を受けると、下記の式(17)に示すように、パルス圧縮後の信号RPC(n,l)に対するCFAR処理を実施することで目標候補を検出する。
式(17)において、RPC,CFAR(n,l)は、CFAR処理による目標候補を表しており、目標候補は0が設定される。
また、CFAR閾値であるCFAR_th(n,l)は、下記の式(18)で算出される。
式(18)において、CFAR_corはCFAR係数、Samp_cell(n,l)はサンプルセル、ave(Z(p))は配列Z(p)の平均値を表している。
ここで、図7はCFAR処理に関わる注目セル、ガードセル、サンプルセルを示す説明図である。
When the target
In equation (17), R PC, CFAR (n, l) represents a target candidate by the CFAR process, and 0 is set as the target candidate.
Also, CFAR_th (n, l) which is a CFAR threshold value is calculated by the following equation (18).
In Expression (18), CFAR_cor represents a CFAR coefficient, Samp_cell (n, l) represents a sample cell, and ave (Z (p)) represents an average value of the array Z (p).
Here, FIG. 7 is an explanatory view showing a target cell, a guard cell, and a sample cell related to the CFAR process.
目標相対距離算出部18は、目標候補検出部17による目標候補の検出結果RPC,CFAR(n,l)を受けると、下記の式(19)に示すように、目標候補までの相対距離R’0を算出する。
式(19)において、ΔrPCはパルス圧縮後のサンプリング距離間隔である。
目標相対距離算出部18は、目標候補までの相対距離R’0を算出すると、目標候補までの相対距離R’0とパルス圧縮後の信号RPC(n,l)を表示器19に出力する。
表示器19は、目標相対距離算出部18から目標候補までの相対距離R’0とパルス圧縮後の信号RPC(n,l)を受けると、目標候補までの相対距離R’0とパルス圧縮後の信号RPC(n,l)を画面上に表示する。
Upon receiving the target candidate detection result R PC, CFAR (n, l) by the target
In Equation (19), Δr PC is the sampling distance interval after pulse compression.
Target relative distance calculating unit 18 'when calculating the 0, the relative distance R to the target candidate' relative distance R to the target candidate output signal after 0 and pulse compression R PC (n, l) on the display 19 a .
Indicator 19 'receives the 0 and pulse compression signal after R PC (n, l), the relative distance R to the target candidate' relative distance from the target relative distance calculation section 18 to the target candidate R 0 and pulse compression The later signal R PC (n, l) is displayed on the screen.
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、周波数領域の受信ビデオ信号Fv(n,kr)と周波数領域の参照信号FEx(kr)との相関処理を実施する相関処理部12を設け、正規化窓関数処理部14が、パルス圧縮後の信号RPC(n,l)における信号スペクトルの形状がsinc関数の形状と一致するように、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)における信号スペクトルの信号強度を略一定にする正規化窓関数wNorm(kr)を用いて、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)に対する正規化窓関数処理を実施するように構成したので、パルス圧縮後の信号RPC(n,l)の信号の圧縮率が低い場合でも、距離分解能を高めることができる効果を奏する。
As is apparent from the above, according to the first embodiment, the correlation for performing the correlation process between the frequency domain received video signal F v (n, k r ) and the frequency domain reference signal F Ex (k r ). A
また、この実施の形態1によれば、相関処理部12から出力された圧縮率TBが、予め設定された正規化窓関数選択用の圧縮率α以上であれば、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)を窓関数処理部15に出力し、その圧縮率TBが正規化窓関数選択用の圧縮率αより低ければ、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)を正規化窓関数処理部14に出力する正規化窓関数選択部13を設けるように構成したので、高圧縮率の場合、パルス圧縮後の信号RPC(n,l)のSNRの低減を避けることができる一方、低圧縮率の場合、距離分解能を高めることができる効果を奏する。
Further, according to the first embodiment, if the compression rate TB output from the
また、この実施の形態1によれば、パルス圧縮後の信号RPC(n,l)の信号の圧縮率が低い場合、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)に対する正規化窓関数処理と窓関数処理を実施するように構成したので、パルス圧縮後の信号RPC(n,l)の信号の圧縮率が低い場合でも、距離分解能とサイドローブ抑圧性能の向上を図ることができる効果を奏する。
なお、正規化窓関数wNorm(kr)は、FFT等の信号処理により生成する場合のほかに、近似計算で生成することができる。近似計算で生成する場合、大規模なFFTを行う必要がなく、装置の処理負荷を低減することが可能になる。
Further, according to the first embodiment, when the compression rate of the signal R PC (n, l) after the pulse compression is low, the normalization with respect to the signal F v · Ex (n, k r ) after the correlation processing is performed. Since the window function processing and the window function processing are performed, the distance resolution and the sidelobe suppression performance are improved even when the signal compression rate of the signal R PC (n, l) after pulse compression is low. There is an effect that can.
Note that the normalization window function w Norm (k r ) can be generated by approximation calculation in addition to the case where it is generated by signal processing such as FFT. When generating by approximate calculation, it is not necessary to perform large-scale FFT, and the processing load of the apparatus can be reduced.
実施の形態2.
図8はこの発明の実施の形態2によるパルス圧縮装置を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
この実施の形態2では、図1の正規化窓関数処理部14の代わりに、正規化窓関数処理部21が実装されている点だけが、上記実施の形態1と相違している。
即ち、パルス圧縮部20は周波数領域変換部11、相関処理部12、正規化窓関数選択部13、正規化窓関数処理部21、窓関数処理部15及び時間領域変換部16から構成されており、受信機8から出力された受信ビデオ信号S(n,m)に対して所定の信号処理を実施することで、リニアチャープパルス圧縮後の信号RPC(n,l)を目標候補検出部17に出力する処理を実施する。なお、パルス圧縮部20はパルス圧縮手段を構成している。
FIG. 8 is a block diagram showing a pulse compression apparatus according to
The second embodiment is different from the first embodiment only in that a normalized window
That is, the
正規化窓関数処理部21は図1の正規化窓関数処理部14と同様に、パルス圧縮後の信号RPC(n,l)における信号スペクトルの形状がsinc関数の形状と一致するように、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)における信号スペクトルの信号強度を略一定にする正規化窓関数を用いて、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)に対する正規化窓関数処理を実施するが、正規化窓関数処理を行った場合のパルス圧縮後の信号RPC(n,l)のSNRに応じて正規化窓関数の幅を設定する点で、図1の正規化窓関数処理部14と相違している。
Similar to the normalization window
次に動作について説明する。
正規化窓関数処理部21以外は、上記実施の形態1と同様であるため、ここでは、正規化窓関数処理部21の処理内容だけを説明する。
図9は正規化窓関数処理に伴って雑音が増大する例を示す説明図である。
Next, the operation will be described.
Except for the normalized window
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example in which noise increases with normalization window function processing.
図1の正規化窓関数処理部14では、図9に示すように、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)における信号スペクトルの信号強度が一定になるように、送信信号の周波数変調帯域幅B0全域にわたって正規化窓関数処理によって重みを付けている。
このため、送信信号の周波数変調帯域の両端では、雑音が増大して、パルス圧縮後の信号RPC(n,l)のSNRが低下することが懸念される。
In the normalized window
For this reason, there is a concern that noise increases at both ends of the frequency modulation band of the transmission signal, and the SNR of the signal R PC (n, l) after pulse compression decreases.
そこで、この実施の形態2では、正規化窓関数処理部21が、正規化窓関数処理を実施することで、パルス圧縮後の信号RPC(n,l)のSNRが大きく低下しないようにするために、図10に示すように正規化窓関数の幅を調整する。
以下、正規化窓関数処理部21による正規化窓関数の幅の調整処理を具体的に説明する。
Therefore, in the second embodiment, the normalized window
Hereinafter, the process of adjusting the width of the normalized window function by the normalized window
まず、正規化窓関数処理部21は、下記の式(20)に示すように、正規化窓関数処理を実施した場合のパルス圧縮後の信号RPC(n,l)の信号対雑音比SNRNorm(nw)を算出する。
式(20)において、Nwは変調帯域幅の正規化窓関数のサンプリング数、nwは正規化窓関数の調整幅のサンプリング数を表している。
First, as shown in the following equation (20), the normalized window
In the formula (20), N w is the number of samples of the normal stove function of the modulation bandwidth, n w represents the sampling number of the adjustment range of the normal stove functions.
ここで、図11は正規化窓関数の調整幅とパルス圧縮後の信号対雑音比との関係のほか、正規化窓関数処理部21による正規化窓関数の幅の選択を示す説明図である。
正規化窓関数処理部21は、パルス圧縮後の信号RPC(n,l)の信号対雑音比SNRNorm(nw)を算出すると、図11に示されている正規化窓関数の調整幅とパルス圧縮後の信号対雑音比との関係を参照して、正規化窓関数処理を実施した場合のパルス圧縮後の信号RPC(n,l)の信号対雑音比SNRNorm(nw)が最大となる正規化窓関数の幅nw,maxを選択する。
Here, FIG. 11 is an explanatory diagram showing selection of the width of the normalized window function by the normalized window
When the normalized window
正規化窓関数処理部21は、信号対雑音比SNRNorm(nw)が最大となる正規化窓関数の幅nw,maxを選択すると、下記の式(21)にしたがって正規化窓関数w’Norm(kr)を生成する。
式(21)において、ΔfFFTは周波数領域のサンプリング間隔を表している。
When the normalization window
In Expression (21), Δf FFT represents a sampling interval in the frequency domain.
正規化窓関数処理部21は、正規化窓関数w’Norm(kr)を生成すると、正規化窓関数w’Norm(kr)を用いて、正規化窓関数選択部13から出力された相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)に対する正規化窓関数処理を実施し、下記の式(22)に示すような正規化窓関数処理後の信号F’v・Ex(n,kr)を生成する。
Regular stove function processing unit 21 'when generating the Norm (k r), normal stove function w' normal stove function w with Norm (k r), output from the normal stove
ここで、図12は正規化窓関数処理部21によるパルス圧縮後の信号対雑音比の改善を示す説明図である。
正規化窓関数処理部21では、信号対雑音比SNRNorm(nw)が最大となる正規化窓関数w’Norm(kr)を用いて、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)に対する正規化窓関数処理を実施しているので、図12に示すように、図1の正規化窓関数処理部14が正規化窓関数処理を実施する場合よりも、パルス圧縮後のSNRが改善しており、目標の検出性能が向上する。
Here, FIG. 12 is an explanatory diagram showing the improvement of the signal-to-noise ratio after the pulse compression by the normalized window
The normalized window
以上で明らかなように、この実施の形態2によれば、正規化窓関数処理部21が、正規化窓関数処理を行った場合のパルス圧縮後の信号RPC(n,l)のSNRに応じて正規化窓関数の幅を設定するように構成したので、SNRを改善して、目標の検出性能を高めることができる効果を奏する。
As is apparent from the above, according to the second embodiment, the normalized window
実施の形態3.
図13はこの発明の実施の形態3によるパルス圧縮装置を示す構成図であり、図において、図1及び図8と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
この実施の形態3では、図8の正規化窓関数処理部21の代わりに、正規化窓関数処理部31が実装されており、また、正規化窓関数選択部13が実装されていない点で、上記実施の形態2と相違している。
即ち、パルス圧縮部30は周波数領域変換部11、相関処理部12、正規化窓関数処理部31、窓関数処理部15及び時間領域変換部16から構成されており、受信機8から出力された受信ビデオ信号S(n,m)に対して所定の信号処理を実施することで、リニアチャープパルス圧縮後の信号RPC(n,l)を目標候補検出部17に出力する処理を実施する。なお、パルス圧縮部30はパルス圧縮手段を構成している。
FIG. 13 is a block diagram showing a pulse compression apparatus according to
In the third embodiment, a normalization window function processing unit 31 is mounted instead of the normalization window
That is, the
正規化窓関数処理部31は圧縮率TBに関わらず、上記の式(21)によって、正規化窓関数w’Norm(kr)を生成し(正規化窓関数w’Norm(kr)の生成処理は、図8の正規化窓関数処理部21と同様)、正規化窓関数w’Norm(kr)を用いて、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)に対する正規化窓関数処理を実施する。
Regardless of the compression rate TB, the normalization window function processing unit 31 generates the normalization window function w ′ Norm (k r ) according to the above equation (21) (the normalization window function w ′ Norm (k r )). The generation process is the same as the normalization window
次に動作について説明する。
上記実施の形態2では、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)の圧縮率TBが正規化窓関数選択用の圧縮率αより低い場合、図8の正規化窓関数処理部21が、信号対雑音比SNRNorm(nw)が最大となる正規化窓関数w’Norm(kr)を生成して、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)に対する正規化窓関数処理を実施しているが、その圧縮率TBが正規化窓関数選択用の圧縮率αより高い場合、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)に対する正規化窓関数処理を実施していない。
Next, the operation will be described.
In the second embodiment, when the compression rate TB of the signal F v · Ex (n, k r ) after the correlation processing is lower than the compression rate α for selecting the normalized window function, the normalized window function processing unit of FIG. 21 generates a normalized window function w ′ Norm (k r ) that maximizes the signal-to-noise ratio SNR Norm (n w ), and normalizes the correlation signal F v · Ex (n, k r ) If the compression ratio TB is higher than the compression ratio α for selecting the normalization window function, the normalization window function for the signal F v · Ex (n, k r ) after the correlation processing is performed. Processing is not performed.
このように、高圧縮率である場合、正規化窓関数処理を実施せずに、窓関数処理部15が窓関数処理を実施すると、図14(a)に示すように、サイドローブの両端が窓関数処理によって抑圧されるが、サイドローブの中心付近が相関処理後の信号の信号強度が一定でないために、相関が乱れて、窓関数処理によるサイドローブの抑圧性能が劣化することがある。
一方、高圧縮率である場合、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)に対して、正規化窓関数処理と窓関数処理を実施すると、図14(b)に示すように、相関処理後の信号の信号強度が一定になるため、相関が乱れず、窓関数処理によるサイドローブの抑圧性能が向上する。
In this way, when the compression ratio is high, when the window
On the other hand, when the compression ratio is high, when normalized window function processing and window function processing are performed on the signal F v · Ex (n, k r ) after the correlation processing, as shown in FIG. Since the signal intensity of the signal after the correlation processing is constant, the correlation is not disturbed, and the sidelobe suppression performance by the window function processing is improved.
そこで、この実施の形態3では、正規化窓関数処理部31は圧縮率TBに関わらず、上記の式(21)によって、正規化窓関数w’Norm(kr)を生成するとともに、その正規化窓関数w’Norm(kr)を用いて、相関処理後の信号Fv・Ex(n,kr)に対する正規化窓関数処理を実施するようにしている。
これにより、高圧縮率である場合でも、窓関数処理によるサイドローブの抑圧性能が向上して、近接目標の検出性能が向上する。
Therefore, in the third embodiment, the normalized window function processing unit 31 generates the normalized window function w ′ Norm (k r ) according to the above equation (21) regardless of the compression rate TB, and the normalization function The normalized window function processing is performed on the signal F v · Ex (n, k r ) after the correlation processing using the normalized window function w ′ Norm (k r ).
Thereby, even when the compression ratio is high, the sidelobe suppression performance by the window function processing is improved, and the proximity target detection performance is improved.
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
1 送信信号生成器(送信信号生成手段)、2 局部発振器、3 パルス変調器、4 パルス内変調信号発生器、5 送信機、6 送受切替器(送信信号生成手段)、7 空中線(送信信号生成手段)、8 受信機(送信信号生成手段)、9 信号処理器、10,20,30 パルス圧縮部(パルス圧縮手段)、11 周波数領域変換部、12 相関処理部、13 正規化窓関数選択部、14,21,31 正規化窓関数処理部、15 窓関数処理部、16 時間領域変換部、17 目標候補検出部、18 目標相対距離算出部、19 表示器。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記送信信号生成手段により生成された送信信号を放射する一方、上記送信信号が目標に反射されて戻ってくる信号を受信する送受信手段と、
上記送受信手段の受信信号に対して信号処理を実施することで、パルス圧縮後の信号を出力するパルス圧縮手段とを備え、
上記パルス圧縮手段は、
上記送信信号のパルス内変調成分と同じ信号である参照信号を生成して、上記送受信手段の受信信号と上記参照信号との相関処理を実施する相関処理部と、
上記送信信号生成手段により用いられたパルス内変調信号の自己相関後の信号における信号スペクトルの振幅の逆数を正規化窓関数として、上記相関処理部による相関処理後の信号に対して上記正規化窓関数を乗算する正規化窓関数処理を実施する正規化窓関数処理部とを有し、
上記正規化窓関数処理部は、上記正規化窓関数処理を行った場合の上記パルス圧縮後の信号における信号対雑音比を算出し、上記信号対雑音比にしたがって上記正規化窓関数の幅を設定することを特徴とするパルス圧縮装置。 A transmission signal generating means for generating a transmission signal by pulse-modulating a carrier signal at a predetermined time interval and using a linearly chirped intra-pulse modulation signal to modulate the carrier signal after pulse modulation within the pulse;
A transmission / reception means for radiating the transmission signal generated by the transmission signal generation means, while receiving the signal reflected by the target and returning;
By performing signal processing on the reception signal of the transmission / reception means, pulse compression means for outputting a signal after pulse compression,
The pulse compression means includes
And generates a reference signal is the same signal as the pulse in the modulated component of the transmission signal, a correlation processing section for performing the correlation processing between the received signal and the reference signal of said transmitting and receiving means,
The normalized window for the signal after the correlation processing by the correlation processing unit using the inverse of the amplitude of the signal spectrum in the signal after autocorrelation of the intra-pulse modulated signal used by the transmission signal generating means as a normalized window function and a regular stove function processing unit for implementing a normal stove function processing for multiplying function,
The normalized window function processing unit calculates a signal-to-noise ratio in the signal after pulse compression when the normalized window function processing is performed, and sets the width of the normalized window function according to the signal-to-noise ratio. A pulse compression device characterized by setting .
上記送受信手段の受信信号を周波数領域の信号に変換する周波数領域変換部と、
上記受信信号のサンプリング数よりも大きい点数で、上記窓関数処理部による窓関数処理後の信号を時間領域の信号に変換する時間領域変換部とを備え、
上記相関処理部は、上記参照信号を周波数領域の信号に変換し、上記周波数領域変換部により変換された周波数領域の受信信号と周波数領域の参照信号との相関処理を実施することを特徴とする請求項3記載のパルス圧縮装置。 The pulse compression means includes
A frequency domain converter for converting the received signal of the receiving means into a frequency domain signal,
A time domain conversion unit that converts a signal after the window function processing by the window function processing unit into a time domain signal with a score that is greater than the sampling number of the received signal ,
The correlation processing unit converts the reference signal into a frequency domain signal, and performs correlation processing between the frequency domain received signal converted by the frequency domain conversion unit and the frequency domain reference signal. The pulse compression apparatus according to claim 3 .
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