JP6398637B2 - Radar signal processing device - Google Patents
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Description
この発明は、レーダの信号処理装置に関する。 The present invention relates to a radar signal processing apparatus.
従来のLPRF(Low Pulse Repetition Frequency)レーダにおいて、探知距離を延伸するためにチャープパルス圧縮が行われている。チャープパルス圧縮の信号処理方式の1つとして、目標との相対速度が0以外の場合のアップチャープとダウンチャープの測距結果から、目標の相対速度を推定するV−chirp方式が用いられる。V−chirp方式では、アップチャープとダウンチャープに変調したパルスを目標に送信し、目標にて反射した受信信号のパルスから計測される各々の信号レベルがピークとなる距離を用いて、目標との相対距離と相対速度を近似的に算出することができる(例えば特許文献1参照)。 In a conventional LPRF (Low Pulse Repetition Frequency) radar, chirp pulse compression is performed to extend the detection distance. As one of the signal processing methods for chirp pulse compression, a V-chirp method for estimating the target relative speed from the distance measurement results of up-chirp and down-chirp when the relative speed to the target is other than 0 is used. In the V-chirp method, a pulse modulated in up-chirp and down-chirp is transmitted to the target, and the distance from each signal level measured from the pulse of the received signal reflected by the target is used as a peak. The relative distance and the relative speed can be calculated approximately (see, for example, Patent Document 1).
従来のV‐chirp方式では、クラッタ環境下において、信号レベルのピークがクラッタ信号に覆われて、目標を探知できなくなるという問題がある。このクラッタ信号を抑圧するため、特許文献1は水平偏波及び垂直偏波送信パルスにアップチャープ、ダウンチャープの変調をかけ、目標からの反射波を偏波受信し、この受信信号に対して偏波ノッチフィルタを用いた偏波信号処理を行っている。しかしながら、偏波信号処理に必要なデータが揃うのに数フレームを要するため、探知目標が隣接した際の出力レートが低いという課題があった。 In the conventional V-chirp system, there is a problem that, in a clutter environment, the peak of the signal level is covered with the clutter signal and the target cannot be detected. In order to suppress this clutter signal, Patent Document 1 applies up-chirp and down-chirp modulation to the horizontally and vertically polarized transmission pulses, receives the reflected wave from the target, and polarizes the received signal. Polarization signal processing using a wave notch filter is performed. However, since several frames are required to obtain data necessary for polarization signal processing, there is a problem that the output rate when the detection target is adjacent is low.
この発明は係る課題を解決するためになされたものであり、クラッタ抑圧対策として偏波信号処理を用いた場合でも、出力レートを低下させずに、高精度の測距と測速度を行うことを目的とする。 The present invention has been made in order to solve such problems. Even when polarization signal processing is used as a clutter suppression measure, high-precision distance measurement and speed measurement can be performed without reducing the output rate. Objective.
この発明によるレーダ信号処理装置は、周波数が上昇変化するアップチャープの変調をかけた水平偏波信号を送信する水平偏波送信部と、水平偏波送信部から送信され、目標で反射された反射波の垂直偏波及び水平偏波を受信する偏波受信部と、偏波受信部にて偏波受信したアナログ信号を、ディジタル信号の偏波送信または偏波受信のデータに変換するA/D変換部と、A/D変換部にてディジタル信号に変換され、入力したディジタル信号から各偏波受信信号間の信号レベル差を抽出し、偏波特徴量として出力する特徴量抽出部と、特徴量抽出部から出力される偏波特徴量を保持する特徴量メモリ部と、目標が近距離の場合はA/D変換部のディジタル信号と特徴量メモリ部に予め保持した偏波特徴量に基づいて疑似ディジタル信号を生成し、目標が遠距離の場合はA/D変換部から入力したディジタル信号を出力する補正処理部と、補正処理部から入力したディジタル信号または疑似ディジタル信号における、レンジビン毎の偏波送信または偏波受信のデータを保持するデータバッファリング部と、データバッファリング部に保持されたレンジビン毎の偏波送信または偏波受信のデータからクラッタの共分散行列を推定する偏波成分解析部と、データバッファリング部に入力されるディジタル信号または疑似ディジタル信号としての受信信号から偏波信号処理によりクラッタ成分を除去する偏波ノッチフィルタ部と、偏波ノッチフィルタ部による偏波信号処理後の受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮部と、パルス圧縮部によるパルス圧縮後のアップチャープ時の、受信信号のパルスから計測される信号レベルがピークとなる距離を求める測距部と、周波数が下降変化するダウンチャープの変調をかけた垂直偏波信号を送信する垂直偏波送信部と、垂直偏波送信部から送信され、目標で反射された反射波の垂直偏波及び水平偏波を受信する偏波受信部と、偏波受信部にて偏波受信したアナログ信号を、ディジタル信号の偏波送信または偏波受信のデータに変換するA/D変換部と、A/D変換部にてディジタル信号に変換され、入力したディジタル信号から各偏波受信信号間の信号レベル差を抽出し、偏波特徴量として出力する特徴量抽出部と、特徴量抽出部から出力される偏波特徴量を保持する特徴量メモリ部と、目標が近距離の場合はA/D変換部のディジタル信号と特徴量メモリ部に保持された偏波特徴量に基づいて擬似ディジタル信号を生成し、目標が遠距離の場合はA/D変換部から入力したディジタル信号を出力する補正処理部と、補正処理部から入力したディジタル信号または疑似ディジタル信号における、レンジビン毎の偏波送信または偏波受信のデータを保持するデータバッファリング部と、データバッファリング部に保持されたレンジビン毎の偏波送信または偏波受信のデータからクラッタの共分散行列を推定する偏波成分解析部と、データバッファリング部に入力されるディジタル信号または疑似ディジタル信号としての受信信号から偏波信号処理によりクラッタ成分を除去する偏波ノッチフィルタ部と、偏波ノッチフィルタ部による偏波信号処理後の受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮部と、パルス圧縮部によるパルス圧縮後のダウンチャープ時の、受信信号のパルスから計測される信号レベルがピークとなる距離を求める測距部と、測距部と測距部によりそれぞれ求められた、受信信号のパルスから計測される信号レベルがピークとなる距離を基に、目標相対距離と相対速度を近似的に求める測距測速度部とを備えたものである。 A radar signal processing apparatus according to the present invention includes a horizontal polarization transmitter that transmits a horizontally polarized signal subjected to up-chirp modulation whose frequency increases and changes, and a reflection that is transmitted from the horizontal polarization transmitter and reflected by a target. A polarization receiving unit that receives vertical polarization and horizontal polarization of a wave, and an analog signal that is received by the polarization receiving unit and that converts an analog signal into polarization transmission or reception data of a digital signal A conversion unit; a feature amount extraction unit that converts the signal level between each polarization reception signal from the input digital signal after being converted into a digital signal by the A / D conversion unit; Based on a feature amount memory unit that holds the polarization feature amount output from the amount extraction unit, and when the target is a short distance, based on the digital signal of the A / D conversion unit and the polarization feature amount held in advance in the feature amount memory unit To generate a pseudo digital signal. When the target is a long distance, the correction processing unit that outputs the digital signal input from the A / D conversion unit, and the polarization transmission or polarization for each range bin in the digital signal or the pseudo digital signal input from the correction processing unit A data buffering unit that holds received data, a polarization component analysis unit that estimates a covariance matrix of clutter from polarization transmission or polarization reception data for each range bin held in the data buffering unit, and a data buffer A polarization notch filter unit that removes clutter components from the received signal as a digital signal or pseudo digital signal input to the ring unit by polarization signal processing, and pulsed the received signal after polarization signal processing by the polarization notch filter unit Pulse compression unit to be compressed, and received signal during up-chirp after pulse compression by the pulse compression unit Ranging unit for determining the distance at which the signal level measured from the pulse reaches a peak, vertical polarization transmitting unit for transmitting a vertically polarized signal modulated by down-chirp whose frequency changes downward, and vertical polarization transmitting unit The polarization receiver that receives the vertical and horizontal polarizations of the reflected wave transmitted from the target and reflected by the target, and the analog signal received by the polarization receiver for polarization transmission or polarization of a digital signal. A / D converter for converting to wave reception data and a digital signal converted by the A / D converter, and the signal level difference between each polarization reception signal is extracted from the input digital signal, and polarization feature quantity A feature quantity extraction unit that outputs the feature value, a feature quantity memory unit that holds the polarization feature quantity output from the feature quantity extraction unit, and a digital signal and a feature quantity memory unit of the A / D conversion unit when the target is a short distance Based on the polarization features stored in Next, a pseudo digital signal is generated, and when the target is a long distance, a correction processing unit that outputs the digital signal input from the A / D conversion unit, and each range bin in the digital signal or pseudo digital signal input from the correction processing unit Data buffering unit that holds the data of polarization transmission or reception of polarization and polarization that estimates the covariance matrix of the clutter from the data of polarization transmission or reception for each range bin held in the data buffering unit A component analysis unit, a polarization notch filter unit that removes clutter components from the received signal as a digital signal or pseudo-digital signal input to the data buffering unit by polarization signal processing, and a polarization signal by the polarization notch filter unit A pulse compression unit that performs pulse compression on the received signal after processing, and after pulse compression by the pulse compression unit A distance measuring unit for obtaining a distance at which the signal level measured from the pulse of the received signal at the time of unchirping reaches a peak, and a signal level measured from the pulse of the received signal respectively obtained by the distance measuring unit and the distance measuring unit are A distance measuring and measuring unit that approximately obtains a target relative distance and a relative speed based on a peak distance is provided.
この発明によれば、探知目標との距離に応じて、V−chirp方式にクラッタ信号の抑圧に有効な偏波信号処理を使い分けることで、目標が近接した場合でも出力レートを低下させることなく、高精度の測距と測速度が可能となる。 According to the present invention, according to the distance to the detection target, the polarization signal processing effective for suppressing the clutter signal is properly used in the V-chirp method, so that even when the target is close, the output rate is not lowered. High-precision distance measurement and speed measurement are possible.
実施の形態1.
図1は、この発明に係る実施の形態1によるレーダ信号処理装置の構成を示す図である。図において、実施の形態1のレーダ信号処理装置は、水平偏波送信部101、偏波受信部102、A/D変換部103、特徴量抽出部104、特徴量メモリ部105、補正処理部106、データバッファリング部107、偏波成分解析部108、偏波ノッチフィルタ部109、パルス圧縮部110、測距部111、垂直偏波送信部121、偏波受信部122、A/D変換部123、特徴量抽出部124、特徴量メモリ部125、補正処理部126、データバッファリング部127、偏波成分解析部128、偏波ノッチフィルタ部129、パルス圧縮部130、測距部131、測距測速度部112を備えている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a radar signal processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, the radar signal processing apparatus according to the first embodiment includes a horizontal polarization transmission unit 101, a
水平偏波送信部101は、周波数が上昇変化するアップチャープの変調をかけた水平偏波信号を送信する。偏波受信部102は、水平偏波送信部101から送信された目標からの反射波を垂直偏波受信及び水平偏波受信する。A/D変換部103は、偏波受信部102にて偏波受信したアナログ信号をサンプリングし、ディジタル信号に変換し、出力する。特徴量抽出部104は、A/D変換部103にてディジタル信号に変換され、入力したディジタル信号から各偏波受信信号間の信号レベル差を抽出し、偏波特徴量として出力する。特徴量メモリ部105は、特徴量抽出部104から出力される偏波特徴量を保持する。
The horizontally polarized wave transmission unit 101 transmits a horizontally polarized signal subjected to up-chirp modulation whose frequency increases and changes. The
特徴量メモリ部105および補正処理部106は、目標との距離により動作が異なる。目標との距離の遠近は、予め外部装置から概算距離が入力され、概算距離が所定の閾値以上であるときに目標との距離が遠いと判断し、概算距離が所定の閾値より小さいときに目標との距離が近いと判断する。
なお、目標との距離の遠近は、レーダ信号処理装置における前回の計測時刻に計測した距離と所定の閾値とを比較して判断してもよい。
The operation of the feature amount memory unit 105 and the correction processing unit 106 differs depending on the distance from the target. For the distance to the target, an approximate distance is input in advance from an external device. When the approximate distance is equal to or greater than a predetermined threshold, it is determined that the distance from the target is far. It is judged that the distance is near.
Note that the distance to the target may be determined by comparing the distance measured at the previous measurement time in the radar signal processing device with a predetermined threshold.
特徴量メモリ部105は、目標が近距離の場合には、予め保持した偏波特徴量を補正処理部106に出力する。
補正処理部106は、目標が遠距離の場合は、A/D変換部103から入力したディジタル信号をデータバッファリング部107に出力する。
補正処理部106は、目標が近距離の場合はA/D変換部103から入力したディジタル信号と特徴量メモリ部105に保持された偏波特徴量を用いることで、入力したディジタル信号に対し偏波特徴量を示す波形を重畳する擬似ディジタル信号を推定、生成する。またこの生成した擬似ディジタル信号をデータバッファリング部107に出力する。
The feature amount memory unit 105 outputs the polarization feature amount held in advance to the correction processing unit 106 when the target is a short distance.
When the target is a long distance, the correction processing unit 106 outputs the digital signal input from the A / D conversion unit 103 to the
When the target is a short distance, the correction processing unit 106 uses the digital signal input from the A / D conversion unit 103 and the polarization feature value held in the feature value memory unit 105 to deviate from the input digital signal. A pseudo digital signal on which a waveform indicating a wave feature amount is superimposed is estimated and generated. The generated pseudo digital signal is output to the
データバッファリング部107は、入力したディジタル信号または疑似ディジタル信号における、レンジビン毎の偏波送信、偏波受信のデータを保持する。偏波成分解析部108は、データバッファリング部107に保持されたレンジビン毎の偏波送信、偏波受信のデータからクラッタの共分散行列を推定する。偏波ノッチフィルタ部109は、偏波ノッチフィルタを構成し、データバッファリング部107に入力されるディジタル信号または疑似ディジタル信号としての受信信号から偏波信号処理によりクラッタ成分を除去する。パルス圧縮部110は、偏波ノッチフィルタ部109による偏波信号処理後の受信信号をパルス圧縮する。測距部111は、パルス圧縮部110によるパルス圧縮後のアップチャープ時の、受信信号のパルスから計測される信号レベルがピークとなる距離を求める。
The
また、垂直偏波送信部121は、周波数が下降変化するダウンチャープの変調をかけた垂直偏波信号を送信する。偏波受信部122は、垂直偏波送信部121から送信された目標からの反射波を垂直偏波受信及び水平偏波受信する。A/D変換部123は、偏波受信部122にて偏波受信したアナログ信号をサンプリングし、ディジタル信号に変換し、出力する。特徴量抽出部124は、A/D変換部123にてディジタル信号に変換され、入力したディジタル信号から各偏波受信信号間の信号レベル差を抽出し、偏波特徴量として出力する。特徴量メモリ部125は、特徴量抽出部124から出力される偏波特徴量を保持する。 Further, the vertical polarization transmission unit 121 transmits a vertical polarization signal subjected to down-chirp modulation whose frequency changes downward. The polarization receiving unit 122 receives the reflected wave from the target transmitted from the vertical polarization transmitting unit 121 in the vertical polarization reception and the horizontal polarization reception. The A / D converter 123 samples the analog signal received by the polarization receiver 122, converts it to a digital signal, and outputs it. The feature amount extraction unit 124 converts the signal level between the polarization reception signals from the input digital signal, which is converted into a digital signal by the A / D conversion unit 123, and outputs it as a polarization feature amount. The feature amount memory unit 125 holds the polarization feature amount output from the feature amount extraction unit 124.
特徴量メモリ部125および補正処理部126は、目標との距離により動作が異なる。目標との距離の遠近は、予め外部装置から概算距離が入力され、概算距離が所定の閾値以上であるときに目標との距離が遠いと判断し、概算距離が所定の閾値より小さいときに目標との距離が近いと判断する。
なお、目標との距離の遠近は、レーダ信号処理装置における前回の計測時刻に計測した距離と所定の閾値とを比較して判断してもよい。
The feature amount memory unit 125 and the correction processing unit 126 have different operations depending on the distance from the target. For the distance to the target, an approximate distance is input in advance from an external device. When the approximate distance is equal to or greater than a predetermined threshold, it is determined that the distance from the target is far. It is judged that the distance is near.
Note that the distance to the target may be determined by comparing the distance measured at the previous measurement time in the radar signal processing device with a predetermined threshold.
特徴量メモリ部125は、目標が近距離の場合には、予め保持した偏波特徴量を補正処理部126に出力する。
補正処理部126は、目標が遠距離の場合は、A/D変換部123から入力したディジタル信号をデータバッファリング部127に出力する。
補正処理部126は、目標が近距離の場合は、A/D変換部123から入力したディジタル信号と特徴量メモリ部125に保持された偏波特徴量を用いることで、擬似ディジタル信号を推定、生成する。また、この生成した擬似ディジタル信号をデータバッファリング部127に出力する。
The feature amount memory unit 125 outputs the polarization feature amount held in advance to the correction processing unit 126 when the target is a short distance.
When the target is a long distance, the correction processing unit 126 outputs the digital signal input from the A / D conversion unit 123 to the data buffering unit 127.
When the target is a short distance, the correction processing unit 126 estimates the pseudo digital signal by using the digital signal input from the A / D conversion unit 123 and the polarization feature amount held in the feature amount memory unit 125. Generate. The generated pseudo digital signal is output to the data buffering unit 127.
データバッファリング部127は、入力したディジタル信号または疑似ディジタル信号における、レンジビン毎の偏波送信、偏波受信のデータを保持する。偏波成分解析部128は、データバッファリング部127に保持されたレンジビン毎の偏波送信、偏波受信のデータからクラッタの共分散行列を推定する。偏波ノッチフィルタ部129は、偏波ノッチフィルタを構成し、データバッファリング部127に入力されるディジタル信号または疑似ディジタル信号としての受信信号から偏波信号処理によりクラッタ成分を除去する。パルス圧縮部130は、偏波ノッチフィルタ部129による偏波信号処理後の受信信号をパルス圧縮する。測距部131は、パルス圧縮部130によるパルス圧縮後のダウンチャープ時の、受信信号のパルスから計測される信号レベルがピークとなる距離を求める。
The data buffering unit 127 holds polarization transmission / polarization reception data for each range bin in the input digital signal or pseudo digital signal. The polarization
なお、偏波受信部122、A/D変換部123、特徴量抽出部124、特徴量メモリ部125、補正処理部126、データバッファリング部127、偏波成分解析部128、偏波ノッチフィルタ部129、パルス圧縮部130、および測距部131は、それぞれ偏波受信部102、A/D変換部103、特徴量抽出部104、特徴量メモリ部105、補正処理部106、データバッファリング部107、偏波成分解析部108、偏波ノッチフィルタ部109、パルス圧縮部110、および測距部111と同様の回路を用いる。
The polarization receiving unit 122, the A / D conversion unit 123, the feature amount extraction unit 124, the feature amount memory unit 125, the correction processing unit 126, the data buffering unit 127, the polarization
測距測速度部112は、測距部111と測距部131によりそれぞれ求められた、受信信号のパルスから計測される信号レベルがピークとなる距離を基に、目標相対距離と相対速度を近似的に求める。
Ranging and measuring unit 112 approximates the target relative distance and relative speed based on the distances obtained by the ranging
次に、実施の形態1の動作について説明する。
偏波信号処理を適用したV−chirp方式の動作原理については、特許文献1に記載があるため省略する。
Next, the operation of the first embodiment will be described.
Since the operation principle of the V-chirp method to which the polarization signal processing is applied is described in Patent Document 1, it is omitted.
図2は、実施の形態1による目標が遠距離にある場合の動作を示す図である。
まず、目標が遠距離にある場合の動作について説明する。図2に示すように、目標が遠距離の場合は、時分割に水平偏波と垂直偏波を交互に送信する。以下では、水平偏波送信信号が目標で反射され、水平偏波受信した信号のことを受信信号HHと呼び、垂直偏波受信した信号のことを受信信号HVと呼ぶことにする。同様に、垂直偏波送信信号が目標で反射され、水平偏波受信した信号のことを受信信号VHと呼び、垂直偏波受信した信号のことを受信信号VVと呼ぶことにする。偏波信号処理では、これら4つの受信信号HH、HV、VH、VVを用いることで偏波信号処理を行う。
FIG. 2 is a diagram illustrating an operation when the target according to the first embodiment is located at a long distance.
First, the operation when the target is at a long distance will be described. As shown in FIG. 2, when the target is a long distance, horizontal polarization and vertical polarization are alternately transmitted in a time division manner. In the following, a signal that has been horizontally reflected from the target and received by horizontal polarization will be referred to as a reception signal HH, and a signal that has been received by vertical polarization will be referred to as a reception signal HV. Similarly, a signal obtained by reflecting a vertically polarized wave transmission signal at a target and receiving a horizontally polarized wave is called a received signal VH, and a signal received by a vertically polarized wave is called a received signal VV. In the polarization signal processing, polarization signal processing is performed by using these four received signals HH, HV, VH, and VV.
水平偏波送信部101は、アップチャープの変調をかけた水平偏波信号を、目標に対して送信する。また、垂直偏波送信部121は、ダウンチャープの変調をかけた水平偏波信号を、目標に対して送信する。水平偏波送信部101と垂直偏波送信部121は時分割に交互に偏波信号を送信するものとする。 The horizontally polarized wave transmission unit 101 transmits a horizontally polarized signal subjected to up-chirp modulation to the target. In addition, the vertical polarization transmission unit 121 transmits a horizontally polarized signal subjected to down-chirp modulation to the target. It is assumed that the horizontal polarization transmission unit 101 and the vertical polarization transmission unit 121 alternately transmit polarization signals in a time division manner.
偏波受信部102は、水平偏波送信信号に対する目標の反射波を水平偏波受信及び垂直偏波受信する。偏波受信部122は、垂直偏波送信信号に対する目標の反射波を水平偏波受信及び垂直偏波受信する。
The
A/D変換部103は、偏波受信したアナログ信号(受信信号HH、受信信号HV)をサンプリングし、ディジタル信号にA/D変換して、ビデオ信号を生成し、特徴量抽出部104と補正処理部106へ出力する。ここで、受信信号HHにより生成したビデオ信号をShh、受信信号HVにより生成したビデオ信号をShvと呼ぶ。
A/D変換部123は、偏波受信したアナログ信号(受信信号VH、受信信号VV)をサンプリングし、ディジタル信号にA/D変換して、ビデオ信号を生成し、特徴量抽出部124と補正処理部126へ出力する。ここで、受信信号VHにより生成したビデオ信号をSvh、受信信号VVにより生成したビデオ信号をSvvと呼ぶ。
The A / D converter 103 samples the analog signals (received signal HH and received signal HV) received by polarization, A / D converts them into digital signals, generates a video signal, and corrects it with the
The A / D converter 123 samples the analog signals (received signal VH, received signal VV) received by polarization, A / D converts them into digital signals, generates a video signal, and corrects with the feature quantity extractor 124. The data is output to the processing unit 126. Here, a video signal generated from the received signal VH is referred to as Svh, and a video signal generated from the received signal VV is referred to as Svv.
特徴量抽出部104は、入力したビデオ信号から各偏波受信信号間の信号レベル差を抽出し、偏波特徴量として出力する。特徴量抽出部124は、入力したビデオ信号から各偏波受信信号間の信号レベル差を抽出し、偏波特徴量として出力する。特徴量抽出部104と特徴量抽出部124は、それぞれ入力したビデオ信号を共有する。
The feature
前フレームで得られたビデオ信号をSvh(k−1)とSvv(k−1)とし、現フレームで得られたビデオ信号をShv(k)とShh(k)とする。これにより、現フレームで得られる偏波特徴量を以下の式(1)(2)のように表す。 The video signals obtained in the previous frame are Svh (k-1) and Svv (k-1), and the video signals obtained in the current frame are Shv (k) and Shh (k). As a result, the polarization feature quantity obtained in the current frame is expressed by the following equations (1) and (2).
特徴量メモリ部105は、目標が遠距離の場合、入力した偏波特徴量をメモリに保存する。また、特徴量メモリ部105は、目標が遠距離の場合、補正処理部106への出力は行わない。
特徴量メモリ部125は、目標が遠距離の場合、入力した偏波特徴量をメモリに保存する。また、特徴量メモリ部125は、目標が遠距離の場合、補正処理部126への出力は行わない。
The feature amount memory unit 105 stores the input polarization feature amount in the memory when the target is a long distance. The feature amount memory unit 105 does not output to the correction processing unit 106 when the target is a long distance.
The feature amount memory unit 125 stores the input polarization feature amount in the memory when the target is a long distance. The feature amount memory unit 125 does not output to the correction processing unit 126 when the target is a long distance.
補正処理部106は、目標が遠距離の場合、入力したビデオ信号をデータバッファリング部107に出力する。
補正処理部126は、目標が遠距離の場合、入力したビデオ信号をデータバッファリング部127に出力する。
The correction processing unit 106 outputs the input video signal to the
The correction processing unit 126 outputs the input video signal to the data buffering unit 127 when the target is a long distance.
データバッファリング部107は、補正処理部106から出力されるビデオ信号をレンジビン毎に分けて保持する。
データバッファリング部127は、補正処理部126から出力されるビデオ信号をレンジビン毎に分けて保持する。
The
The data buffering unit 127 holds the video signal output from the correction processing unit 126 for each range bin.
偏波成分解析部108は、データバッファリング部107のレンジビンに保持されたビデオ信号を用いて、クラッタの共分散行列を推定する。
偏波成分解析部128は、データバッファリング部127のレンジビンに保持されたビデオ信号を用いて、クラッタの共分散行列を推定する。
The polarization component analyzer 108 estimates the clutter covariance matrix using the video signal held in the range bin of the
The polarization
偏波ノッチフィルタ部109は、クラッタ共分散行列を基に偏波ノッチフィルタを構成し、受信信号のクラッタを抑圧する。
偏波ノッチフィルタ部129は、クラッタ共分散行列を基に偏波ノッチフィルタを構成し、受信信号のクラッタを抑圧する。
The polarization
The polarization notch filter unit 129 forms a polarization notch filter based on the clutter covariance matrix, and suppresses clutter of the received signal.
パルス圧縮部110は、ビデオ信号を偏波信号処理したものを入力とし、パルス圧縮を行う。
パルス圧縮部130は、ビデオ信号を偏波信号処理したものを入力とし、パルス圧縮を行う。
The
The
測距部111は、目標までの初期相対距離からの相関演算のピークの移動距離を求める。
測距部131は、目標までの初期相対距離からの相関演算のピークの移動距離を求める。
The
The
測距測速度部112は、測距部111と測距部131で求めた目標までの初期相対距離からの相関演算のピークの移動距離と目標相対速度を用いて、パルス圧縮後のアップチャープ時のピークの距離とダウンチャープ時のピークの距離を近似的に求める。
The ranging / velocity measuring unit 112 uses the movement distance of the peak of the correlation calculation from the initial relative distance to the target obtained by the ranging
これにより、時分割にアップチャープとダウンチャープを送信すれば、計測されるアップチャープ時、ダウンチャープ時のピークの距離を用いて、目標相対距離と相対速度を近似的に算出できる。 Thus, if up-chirp and down-chirp are transmitted in time division, the target relative distance and the relative speed can be calculated approximately using the measured peak distance during up-chirp and down-chirp.
目標が遠距離の場合は、上述の通り、偏波送信信号を時分割に切り替えることで偏波信号処理が可能であるが、結果を出力するまでに、水平偏波送信と垂直偏波送信を行う必要が有り、当該水平偏波と垂直偏波の送信に2フレーム分の時間を要する。そのため目標が近接している場合には不利である。 When the target is a long distance, polarization signal processing is possible by switching the polarization transmission signal to time division as described above, but horizontal polarization transmission and vertical polarization transmission are performed before the result is output. It is necessary to perform the transmission, and it takes time for two frames to transmit the horizontal polarization and the vertical polarization. Therefore, it is disadvantageous when the target is close.
このため目標が近接した場合は、目標が遠距離にある場合に適用する偏波信号処理から切り替えて、出力レートの向上を図る。 Therefore, when the target is close, the polarization signal processing applied when the target is at a long distance is switched to improve the output rate.
図3は、実施の形態1による目標が近距離にある場合の動作を示す図である。目標が近距離の場合は、時分割に水平偏波と垂直偏波を交互に送信するのではなく、一方の偏波送信を停止し、他の偏波信号のみを目標に向けて送信する。図3は水平偏波送信のみを繰り返す例を示している。以下、水平偏波送信を行う方法について説明するが、垂直偏波送信を繰り返す方法であってもよい。 FIG. 3 is a diagram illustrating an operation when the target according to the first embodiment is at a short distance. When the target is a short distance, the horizontal polarization and the vertical polarization are not transmitted alternately in time division, but one polarization transmission is stopped and only the other polarization signal is transmitted toward the target. FIG. 3 shows an example in which only horizontal polarization transmission is repeated. Hereinafter, although a method of performing horizontal polarization transmission will be described, a method of repeating vertical polarization transmission may be used.
目標が近距離の場合は、水平偏波送信部101は、アップチャープの変調をかけた水平偏波信号を、目標に対して送信する。しかし、垂直偏波送信部121は、アップチャープの変調をかけた水平偏波信号を、目標に対して送信しない。すなわち、目標が近距離の場合は、時分割に送信信号を切り替えるのではなく、フレーム毎に水平偏波送信を繰り返す。 When the target is a short distance, the horizontal polarization transmitter 101 transmits a horizontally polarized signal subjected to up-chirp modulation to the target. However, the vertical polarization transmitter 121 does not transmit a horizontally polarized signal subjected to up-chirp modulation to the target. That is, when the target is a short distance, the transmission signal is not switched in time division, but the horizontal polarization transmission is repeated for each frame.
偏波受信部102は、水平偏波送信部101からの水平偏波送信信号に対する目標の反射波を水平偏波受信及び垂直偏波受信する。
The
A/D変換部103は、偏波受信したアナログ信号(受信信号HH、受信信号HV)をサンプリングし、ディジタル信号にA/D変換して、ビデオ信号(Shh、Shv)を生成し、特徴量抽出部104と補正処理部106へ出力する。
The A / D conversion unit 103 samples the analog signals (received signal HH and received signal HV) received by polarization, A / D converts them into digital signals, generates video signals (Shh, Shv), and features The data is output to the
特徴量抽出部104は、入力したビデオ信号から各偏波受信信号間の信号レベル差を抽出し、偏波特徴量として出力する。
The feature
特徴量メモリ部105は、目標が近距離の場合、メモリに保存している偏波特徴量を補正処理部106に出力する。 When the target is a short distance, the feature amount memory unit 105 outputs the polarization feature amount stored in the memory to the correction processing unit 106.
補正処理部106は、目標が近距離の場合、A/D変換部103から入力したビデオ信号をデータバッファリング部107に出力する。また、補正処理部106は、特徴量メモリ部105から入力した偏波特徴量とビデオ信号をもとにビデオ信号(Svv、Svh)を推定し、データバッファリング部107に出力する。現フレームのビデオ信号をShv(k)とShh(k)とし、推定ビデオ信号(Svv(k)とSvh(k))を以下の式(3)(4)のように表す。
When the target is a short distance, the correction processing unit 106 outputs the video signal input from the A / D conversion unit 103 to the
以降の動作は、目標が遠距離の場合と同様であるが、フレーム毎に偏波送信信号を切り替えず、繰り返し同一の偏波送信を行うため、送信フレーム毎に目標の相対距離と相対速度を算出することができる。 The subsequent operations are the same as when the target is a long distance, but the polarization transmission signal is not switched for each frame and the same polarization transmission is repeatedly performed. Therefore, the target relative distance and relative speed are set for each transmission frame. Can be calculated.
かくして、目標との距離に応じて、V−chirp方式に適用する偏波信号処理を使い分けることで、目標が近接した場合でも出力レートを低下させずに、高精度の測距と測速度を行うことが可能となる。 Thus, by using properly the polarization signal processing applied to the V-chirp method according to the distance to the target, even when the target is close, high-precision distance measurement and speed measurement are performed without reducing the output rate. It becomes possible.
以上説明した通り、実施の形態1によるレーダ信号処理装置は、周波数が上昇変化するアップチャープの変調をかけた水平偏波信号を送信する水平偏波送信部101と、水平偏波送信部101から送信され、目標で反射された反射波の垂直偏波及び水平偏波を受信する偏波受信部102と、偏波受信部102にて偏波受信したアナログ信号を、ディジタル信号の偏波送信または偏波受信のデータに変換するA/D変換部103と、A/D変換部103にてディジタル信号に変換され、入力したディジタル信号から各偏波受信信号間の信号レベル差を抽出し、偏波特徴量として出力する特徴量抽出部104と、特徴量抽出部104から出力される偏波特徴量を保持する特徴量メモリ部105と、目標が近距離の場合はA/D変換部103のディジタル信号と特徴量メモリ部105に予め保持した偏波特徴量に基づいて疑似ディジタル信号を生成し、目標が遠距離の場合はA/D変換部103から入力したディジタル信号を出力する補正処理部106と、補正処理部106から入力したディジタル信号または疑似ディジタル信号における、レンジビン毎の偏波送信または偏波受信のデータを保持するデータバッファリング部107と、データバッファリング部107に保持されたレンジビン毎の偏波送信または偏波受信のデータからクラッタの共分散行列を推定する偏波成分解析部108と、データバッファリング部107に入力されるディジタル信号または疑似ディジタル信号としての受信信号から偏波信号処理によりクラッタ成分を除去する偏波ノッチフィルタ部109と、偏波ノッチフィルタ部109による偏波信号処理後の受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮部110と、パルス圧縮部110によるパルス圧縮後のアップチャープ時の、受信信号のパルスから計測される信号レベルがピークとなる距離を求める測距部111と、周波数が下降変化するダウンチャープの変調をかけた垂直偏波信号を送信する垂直偏波送信部121と、垂直偏波送信部121から送信され、目標で反射された反射波の垂直偏波及び水平偏波を受信する偏波受信部122と、偏波受信部122にて偏波受信したアナログ信号を、ディジタル信号の偏波送信または偏波受信のデータに変換するA/D変換部123と、A/D変換部123にてディジタル信号に変換され、入力したディジタル信号から各偏波受信信号間の信号レベル差を抽出し、偏波特徴量として出力する特徴量抽出部124と、特徴量抽出部124から出力される偏波特徴量を保持する特徴量メモリ部125と、目標が近距離の場合はA/D変換部123のディジタル信号と特徴量メモリ部125に保持された偏波特徴量に基づいて擬似ディジタル信号を生成し、目標が遠距離の場合はA/D変換部123から入力したディジタル信号を出力する補正処理部126と、補正処理部126から入力したディジタル信号または疑似ディジタル信号における、レンジビン毎の偏波送信または偏波受信のデータを保持するデータバッファリング部127と、データバッファリング部127に保持されたレンジビン毎の偏波送信または偏波受信のデータからクラッタの共分散行列を推定する偏波成分解析部128と、データバッファリング部127に入力されるディジタル信号または疑似ディジタル信号としての受信信号から偏波信号処理によりクラッタ成分を除去する偏波ノッチフィルタ部129と、偏波ノッチフィルタ部129による偏波信号処理後の受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮部130と、パルス圧縮部130によるパルス圧縮後のダウンチャープ時の、受信信号のパルスから計測される信号レベルがピークとなる距離を求める測距部131と、測距部111と測距部131によりそれぞれ求められた、受信信号のパルスから計測される信号レベルがピークとなる距離を基に、目標相対距離と相対速度を近似的に求める測距測速度部112とを備えたことを特徴とする。
As described above, the radar signal processing apparatus according to the first embodiment includes a horizontal polarization transmission unit 101 that transmits a horizontal polarization signal subjected to up-chirp modulation whose frequency increases and changes, and a horizontal polarization transmission unit 101. A
このように実施の形態1によるレーダ信号処理装置は、探知目標との距離に応じて、V−chirp方式にクラッタ信号の抑圧に有効な偏波信号処理を使い分けることで、目標が近接した場合でも出力レートを低下させることなく、高精度の測距と測速度が可能となる。 As described above, the radar signal processing apparatus according to the first embodiment uses the polarization signal processing effective for suppressing the clutter signal in the V-chirp method according to the distance from the detection target, so that even when the targets are close to each other. High-precision distance measurement and speed measurement are possible without reducing the output rate.
実施の形態2.
実施の形態2のレーダ信号処理装置の構成を図4に示す。実施の形態2では、水平偏波送信部141は、ダウンチャープの変調をかけた水平偏波信号を、目標に対して送信する。また、垂直偏波送信部151は、アップチャープの変調をかけた垂直偏波信号を、目標に対して送信する。それ以外の動作は実施の形態1と同様である。
Embodiment 2. FIG.
The configuration of the radar signal processing apparatus according to the second embodiment is shown in FIG. In the second embodiment, the horizontal polarization transmitter 141 transmits a horizontally polarized signal subjected to down-chirp modulation to the target. Further, the vertical polarization transmission unit 151 transmits a vertical polarization signal subjected to up-chirp modulation to the target. Other operations are the same as those in the first embodiment.
実施の形態2によるレーダ信号処理装置は、周波数が下降変化するダウンチャープの変調をかけた水平偏波信号を送信する水平偏波送信部141と、水平偏波送信部141から送信され、目標で反射された反射波の垂直偏波及び水平偏波を受信する偏波受信部102と、偏波受信部102にて偏波受信したアナログ信号を、ディジタル信号の偏波送信または偏波受信のデータに変換するA/D変換部103と、A/D変換部103にてディジタル信号に変換され、入力したディジタル信号から各偏波受信信号間の信号レベル差を抽出し、偏波特徴量として出力する特徴量抽出部104と、特徴量抽出部104から出力される偏波特徴量を保持する特徴量メモリ部105と、目標が近距離の場合はA/D変換部103のディジタル信号と特徴量メモリ部105に予め保持した偏波特徴量に基づいて疑似ディジタル信号を生成し、目標が遠距離の場合はA/D変換部103から入力したディジタル信号を出力する補正処理部106と、補正処理部106から入力したディジタル信号または疑似ディジタル信号における、レンジビン毎の偏波送信または偏波受信のデータを保持するデータバッファリング部107と、データバッファリング部107に保持されたレンジビン毎の偏波送信または偏波受信のデータからクラッタの共分散行列を推定する偏波成分解析部108と、データバッファリング部107に入力されるディジタル信号または疑似ディジタル信号としての受信信号から偏波信号処理によりクラッタ成分を除去する偏波ノッチフィルタ部109と、偏波ノッチフィルタ部109による偏波信号処理後の受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮部110と、パルス圧縮部110によるパルス圧縮後のダウンチャープ時の、受信信号のパルスから計測される信号レベルがピークとなる距離を求める測距部111と、周波数が上昇変化するアップチャープの変調をかけた垂直偏波信号を送信する垂直偏波送信部151と、垂直偏波送信部151から送信され、目標で反射された反射波の垂直偏波及び水平偏波を受信する偏波受信部122と、偏波受信部122にて偏波受信したアナログ信号を、ディジタル信号の偏波送信または偏波受信のデータに変換するA/D変換部123と、A/D変換部123にてディジタル信号に変換され、入力したディジタル信号から各偏波受信信号間の信号レベル差を抽出し、偏波特徴量として出力する特徴量抽出部124と、特徴量抽出部124から出力される偏波特徴量を保持する特徴量メモリ部125と、目標が近距離の場合はA/D変換部123のディジタル信号と特徴量メモリ部125に保持された偏波特徴量に基づいて擬似ディジタル信号を生成し、目標が遠距離の場合はA/D変換部123から入力したディジタル信号を出力する補正処理部126と、補正処理部126から入力したディジタル信号または疑似ディジタル信号における、レンジビン毎の偏波送信または偏波受信のデータを保持するデータバッファリング部127と、データバッファリング部127に保持されたレンジビン毎の偏波送信または偏波受信のデータからクラッタの共分散行列を推定する偏波成分解析部128と、データバッファリング部127に入力されるディジタル信号または疑似ディジタル信号としての受信信号から偏波信号処理によりクラッタ成分を除去する偏波ノッチフィルタ部129と、偏波ノッチフィルタ部129による偏波信号処理後の受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮部130と、パルス圧縮部130によるパルス圧縮後のアップチャープ時の、受信信号のパルスから計測される信号レベルがピークとなる距離を求める測距部131と、測距部111と測距部131によりそれぞれ求められた、受信信号のパルスから計測される信号レベルがピークとなる距離を基に、目標相対距離と相対速度を近似的に求める測距測速度部112とを備えたことを特徴とする。
The radar signal processing apparatus according to the second embodiment is transmitted from a horizontal polarization transmission unit 141 that transmits a horizontally polarized signal subjected to down-chirp modulation whose frequency changes downward, and a horizontal polarization transmission unit 141 that transmits the signal. Polarization receiving unit 102 that receives the vertical polarization and horizontal polarization of the reflected wave reflected, and the analog signal received by the polarization receiving unit 102 as polarization transmission data or polarization reception data of a digital signal A / D converter 103 that converts the signal into a digital signal by A / D converter 103, extracts a signal level difference between each polarization reception signal from the input digital signal, and outputs it as a polarization feature quantity Feature quantity extraction section 104, feature quantity memory section 105 that holds the polarization feature quantity output from the feature quantity extraction section 104, and digital signal and feature quantity of the A / D conversion section 103 when the target is a short distance A correction processing unit 106 that generates a pseudo digital signal based on the polarization feature quantity held in advance in the memory unit 105 and outputs the digital signal input from the A / D conversion unit 103 when the target is a long distance; Data buffering unit 107 that holds polarization transmission or polarization reception data for each range bin in the digital signal or pseudo digital signal input from unit 106, and polarization transmission for each range bin that is held in data buffering unit 107 Alternatively, the polarization component analysis unit 108 that estimates the covariance matrix of the clutter from the polarization reception data, and the clutter component by the polarization signal processing from the received signal as a digital signal or pseudo digital signal input to the data buffering unit 107 A polarization notch filter unit 109 for removing the polarization and a polarization notch filter unit 10 The pulse compression unit 110 that pulse-compresses the received signal after the polarization signal processing by, and the distance at which the signal level measured from the pulse of the received signal peaks when down-chirping after the pulse compression by the pulse compression unit 110 is obtained. Ranging
これにより、実施の形態1と同様、探知目標との距離に応じて、V−chirp方式にクラッタ信号の抑圧に有効な偏波信号処理を使い分けることで、目標が近接した場合でも出力レートを低下させることなく、高精度の測距と測速度が可能となる。 As in the first embodiment, the output rate is lowered even when the target is close by using the polarization signal processing effective for suppressing the clutter signal in the V-chirp method according to the distance to the detection target. Without making it possible, highly accurate distance measurement and speed measurement are possible.
101 水平偏波送信部、102 偏波受信部、103 A/D変換部、104 特徴量抽出部、105 特徴量メモリ部、106 補正処理部、107 データバッファリング部、108 偏波成分解析部、109 偏波ノッチフィルタ部、110 パルス圧縮部、111 測距部、121 垂直偏波送信部、122 偏波受信部、123 A/D変換部、124 特徴量抽出部、125 特徴量メモリ部、126 補正処理部、127 データバッファリング部、128 偏波成分解析部、129 偏波ノッチフィルタ部、130 パルス圧縮部、131 測距部、112 測距測速度部、141 水平偏波送信部、151 垂直偏波送信部。 101 horizontal polarization transmission unit, 102 polarization reception unit, 103 A / D conversion unit, 104 feature quantity extraction unit, 105 feature quantity memory unit, 106 correction processing unit, 107 data buffering unit, 108 polarization component analysis unit, 109 polarization notch filter unit, 110 pulse compression unit, 111 distance measurement unit, 121 vertical polarization transmission unit, 122 polarization reception unit, 123 A / D conversion unit, 124 feature quantity extraction unit, 125 feature quantity memory unit, 126 Correction processing section, 127 Data buffering section, 128 Polarization component analysis section, 129 Polarization notch filter section, 130 Pulse compression section, 131 Distance measurement section, 112 Distance measurement speed measurement section, 141 Horizontal polarization transmission section, 151 Vertical Polarization transmitter.
Claims (2)
上記水平偏波送信部から送信され、目標で反射された反射波の垂直偏波及び水平偏波を受信する第1の偏波受信部と、
上記第1の偏波受信部にて偏波受信したアナログ信号を、ディジタル信号の垂直偏波及び水平偏波の受信データに変換する第1のA/D変換部と、
周波数が下降変化するダウンチャープの変調をかけた垂直偏波信号を送信する垂直偏波送信部と、
上記垂直偏波送信部から送信され、目標で反射された反射波の垂直偏波及び水平偏波を受信する第2の偏波受信部と、
上記第2の偏波受信部にて偏波受信したアナログ信号を、ディジタル信号の偏波送信または偏波受信のデータに変換する第2のA/D変換部と、
上記第1、第2のA/D変換部にてそれぞれ変換されたディジタル信号から、水平偏波信号送信後に受信した水平偏波信号と垂直偏波送信後に受信した垂直偏波信号の差分と、水平偏波送信後に受信した垂直偏波信号と垂直偏波送信後に受信した水平偏波信号との差分から、それぞれ偏波特徴量を算出する第1、第2の特徴量抽出部と、
上記第1の特徴量抽出部から出力される偏波特徴量を保持する第1の特徴量メモリ部と、
上記目標が近距離の場合は上記第1のA/D変換部のディジタル信号と上記第1の特徴量メモリ部に予め保持した偏波特徴量に基づいて疑似ディジタル信号を生成し、上記目標が遠距離の場合は上記第1のA/D変換部から入力したディジタル信号を出力する第1の補正処理部と、
上記第1の補正処理部から入力したディジタル信号または疑似ディジタル信号における、レンジビン毎の偏波送信または偏波受信のデータを保持する第1のデータバッファリング部と、
上記第1のデータバッファリング部に保持されたレンジビン毎の偏波送信または偏波受信のデータからクラッタの共分散行列を推定する第1の偏波成分解析部と、
上記第1のデータバッファリング部に入力されるディジタル信号または疑似ディジタル信号としての受信信号から偏波信号処理によりクラッタ成分を除去する第1の偏波ノッチフィルタ部と、
上記第1の偏波ノッチフィルタ部による偏波信号処理後の受信信号をパルス圧縮する第1のパルス圧縮部と、
上記第1のパルス圧縮部によるパルス圧縮後のアップチャープ時の、受信信号のパルスから計測される信号レベルがピークとなる距離を求める第1の測距部と、
上記第2の特徴量抽出部から出力される偏波特徴量を保持する第2の特徴量メモリ部と、
上記目標が近距離の場合は上記第2のA/D変換部のディジタル信号と上記第2の特徴量メモリ部に保持された偏波特徴量に基づいて擬似ディジタル信号を生成し、上記目標が遠距離の場合は上記第2のA/D変換部から入力したディジタル信号を出力する第2の補正処理部と、
上記第2の補正処理部から入力したディジタル信号または疑似ディジタル信号における、レンジビン毎の偏波送信または偏波受信のデータを保持する第2のデータバッファリング部と、
上記第2のデータバッファリング部に保持されたレンジビン毎の偏波送信または偏波受信のデータからクラッタの共分散行列を推定する第2の偏波成分解析部と、
上記第2のデータバッファリング部に入力されるディジタル信号または疑似ディジタル信号としての受信信号から偏波信号処理によりクラッタ成分を除去する第2の偏波ノッチフィルタ部と、
上記第2の偏波ノッチフィルタ部による偏波信号処理後の受信信号をパルス圧縮する第2のパルス圧縮部と、
上記第2のパルス圧縮部によるパルス圧縮後のダウンチャープ時の、受信信号のパルスから計測される信号レベルがピークとなる距離を求める第2の測距部と、
上記第1の測距部と上記第2の測距部によりそれぞれ求められた、受信信号のパルスから計測される信号レベルがピークとなる距離を基に、目標相対距離と相対速度を近似的に求める測距測速度部と
を備えたレーダ信号処理装置。 A horizontally polarized wave transmission unit for transmitting a horizontally polarized signal subjected to up-chirp modulation in which the frequency rises and changes,
A first polarization receiving unit that receives the vertical polarization and horizontal polarization of the reflected wave transmitted from the horizontal polarization transmission unit and reflected by the target;
A first A / D converter that converts the analog signal received by the first polarization receiving unit into received data of vertical polarization and horizontal polarization of a digital signal;
A vertically polarized wave transmission unit that transmits a vertically polarized signal that is modulated with down-chirp whose frequency changes downward;
A second polarization receiving unit that receives the vertical polarization and horizontal polarization of the reflected wave transmitted from the vertical polarization transmission unit and reflected by the target;
A second A / D converter that converts the analog signal polarized by the second polarization receiver into data for polarization transmission or polarization reception of a digital signal;
From the digital signals converted by the first and second A / D converters, the difference between the horizontal polarization signal received after the horizontal polarization signal transmission and the vertical polarization signal received after the vertical polarization transmission, First and second feature quantity extraction units for calculating polarization feature quantities from the difference between the vertical polarization signal received after horizontal polarization transmission and the horizontal polarization signal received after vertical polarization transmission;
A first feature amount memory unit that holds a polarization feature amount output from the first feature amount extraction unit;
When the target is a short distance, a pseudo digital signal is generated based on the digital signal of the first A / D conversion unit and the polarization feature quantity previously held in the first feature quantity memory unit. A first correction processing unit that outputs a digital signal input from the first A / D conversion unit in the case of a long distance;
A first data buffering unit that holds polarization transmission or polarization reception data for each range bin in the digital signal or pseudo-digital signal input from the first correction processing unit;
A first polarization component analyzer that estimates a covariance matrix of a clutter from polarization transmission or polarization reception data for each range bin held in the first data buffering unit;
A first polarization notch filter unit that removes clutter components from a received signal as a digital signal or pseudo-digital signal input to the first data buffering unit by polarization signal processing;
A first pulse compression unit that pulse-compresses the received signal after polarization signal processing by the first polarization notch filter unit;
A first distance measuring unit for obtaining a distance at which a signal level measured from a pulse of a received signal reaches a peak at the time of up-chirping after pulse compression by the first pulse compressing unit;
A second feature amount memory unit that holds the polarization feature amount output from the second feature amount extraction unit;
When the target is a short distance, a pseudo digital signal is generated based on the digital signal of the second A / D conversion unit and the polarization feature quantity held in the second feature quantity memory unit. A second correction processing unit for outputting a digital signal input from the second A / D conversion unit in the case of a long distance;
A second data buffering unit that holds polarization transmission or polarization reception data for each range bin in the digital signal or pseudo-digital signal input from the second correction processing unit;
A second polarization component analysis unit that estimates a covariance matrix of clutter from polarization transmission or polarization reception data for each range bin held in the second data buffering unit;
A second polarization notch filter section that removes clutter components from a received signal as a digital signal or pseudo-digital signal input to the second data buffering section by polarization signal processing;
A second pulse compression unit that pulse-compresses the received signal after polarization signal processing by the second polarization notch filter unit;
A second distance measuring unit for obtaining a distance at which the signal level measured from the pulse of the received signal reaches a peak at the time of down chirp after the pulse compression by the second pulse compressing unit;
Approximate the target relative distance and relative speed based on the distance obtained by the first distance measuring section and the second distance measuring section, respectively, at which the signal level measured from the received signal pulse peaks. A radar signal processing device comprising a distance measuring and speed measuring unit to be obtained.
上記水平偏波送信部から送信され、目標で反射された反射波の垂直偏波及び水平偏波を受信する第1の偏波受信部と、
上記第1の偏波受信部にて偏波受信したアナログ信号を、ディジタル信号の垂直偏波及び水平偏波の受信データに変換する第1のA/D変換部と、
周波数が上昇変化するアップチャープの変調をかけた垂直偏波信号を送信する垂直偏波送信部と、
上記垂直偏波送信部から送信され、目標で反射された反射波の垂直偏波及び水平偏波を受信する第2の偏波受信部と、
上記第2の偏波受信部にて偏波受信したアナログ信号を、ディジタル信号の偏波送信または偏波受信のデータに変換する第2のA/D変換部と、
上記第1、第2のA/D変換部にてそれぞれ変換されたディジタル信号から、水平偏波信号送信後に受信した水平偏波信号と垂直偏波送信後に受信した垂直偏波信号の差分と、水平偏波送信後に受信した垂直偏波信号と垂直偏波送信後に受信した水平偏波信号との差分から、それぞれ偏波特徴量を算出する第1、第2の特徴量抽出部と、
上記第1の特徴量抽出部から出力される偏波特徴量を保持する第1の特徴量メモリ部と、
上記目標が近距離の場合は上記第1のA/D変換部のディジタル信号と上記第1の特徴量メモリ部に予め保持した偏波特徴量に基づいて疑似ディジタル信号を生成し、上記目標が遠距離の場合は上記第1のA/D変換部から入力したディジタル信号を出力する第1の補正処理部と、
上記第1の補正処理部から入力したディジタル信号または疑似ディジタル信号における、レンジビン毎の偏波送信または偏波受信のデータを保持する第1のデータバッファリング部と、
上記第1のデータバッファリング部に保持されたレンジビン毎の偏波送信または偏波受信のデータからクラッタの共分散行列を推定する第1の偏波成分解析部と、
上記第1のデータバッファリング部に入力されるディジタル信号または疑似ディジタル信号としての受信信号から偏波信号処理によりクラッタ成分を除去する第1の偏波ノッチフィルタ部と、
上記第1の偏波ノッチフィルタ部による偏波信号処理後の受信信号をパルス圧縮する第1のパルス圧縮部と、
上記第1のパルス圧縮部によるパルス圧縮後のダウンチャープ時の、受信信号のパルスから計測される信号レベルがピークとなる距離を求める第1の測距部と、
上記第2の特徴量抽出部から出力される偏波特徴量を保持する第2の特徴量メモリ部と、
上記目標が近距離の場合は上記第2のA/D変換部のディジタル信号と上記第2の特徴量メモリ部に保持された偏波特徴量に基づいて擬似ディジタル信号を生成し、上記目標が遠距離の場合は上記第2のA/D変換部から入力したディジタル信号を出力する第2の補正処理部と、
上記第2の補正処理部から入力したディジタル信号または疑似ディジタル信号における、レンジビン毎の偏波送信または偏波受信のデータを保持する第2のデータバッファリング部と、
上記第2のデータバッファリング部に保持されたレンジビン毎の偏波送信または偏波受信のデータからクラッタの共分散行列を推定する第2の偏波成分解析部と、
上記第2のデータバッファリング部に入力されるディジタル信号または疑似ディジタル信号としての受信信号から偏波信号処理によりクラッタ成分を除去する第2の偏波ノッチフィルタ部と、
上記第2の偏波ノッチフィルタ部による偏波信号処理後の受信信号をパルス圧縮する第2のパルス圧縮部と、
上記第2のパルス圧縮部によるパルス圧縮後のアップチャープ時の、受信信号のパルスから計測される信号レベルがピークとなる距離を求める第2の測距部と、
上記第1の測距部と上記第2の測距部によりそれぞれ求められた、受信信号のパルスから計測される信号レベルがピークとなる距離を基に、目標相対距離と相対速度を近似的に求める測距測速度部と
を備えたレーダ信号処理装置。 A horizontally polarized wave transmission unit that transmits a horizontally polarized signal that is modulated with down-chirp whose frequency changes downward;
A first polarization receiving unit that receives the vertical polarization and horizontal polarization of the reflected wave transmitted from the horizontal polarization transmission unit and reflected by the target;
A first A / D converter that converts the analog signal received by the first polarization receiving unit into received data of vertical polarization and horizontal polarization of a digital signal;
A vertically polarized wave transmission unit that transmits a vertically polarized signal that has been modulated with an up-chirp whose frequency increases and changes;
A second polarization receiving unit that receives the vertical polarization and horizontal polarization of the reflected wave transmitted from the vertical polarization transmission unit and reflected by the target;
A second A / D converter that converts the analog signal polarized by the second polarization receiver into data for polarization transmission or polarization reception of a digital signal;
From the digital signals converted by the first and second A / D converters, the difference between the horizontal polarization signal received after the horizontal polarization signal transmission and the vertical polarization signal received after the vertical polarization transmission, First and second feature quantity extraction units for calculating polarization feature quantities from the difference between the vertical polarization signal received after horizontal polarization transmission and the horizontal polarization signal received after vertical polarization transmission;
A first feature amount memory unit that holds a polarization feature amount output from the first feature amount extraction unit;
When the target is a short distance, a pseudo digital signal is generated based on the digital signal of the first A / D conversion unit and the polarization feature quantity previously held in the first feature quantity memory unit. A first correction processing unit that outputs a digital signal input from the first A / D conversion unit in the case of a long distance;
A first data buffering unit that holds polarization transmission or polarization reception data for each range bin in the digital signal or pseudo-digital signal input from the first correction processing unit;
A first polarization component analyzer that estimates a covariance matrix of a clutter from polarization transmission or polarization reception data for each range bin held in the first data buffering unit;
A first polarization notch filter unit that removes clutter components from a received signal as a digital signal or pseudo-digital signal input to the first data buffering unit by polarization signal processing;
A first pulse compression unit that pulse-compresses the received signal after polarization signal processing by the first polarization notch filter unit;
A first distance measuring unit for obtaining a distance at which a signal level measured from a pulse of a received signal reaches a peak at the time of down chirp after pulse compression by the first pulse compressing unit;
A second feature amount memory unit that holds the polarization feature amount output from the second feature amount extraction unit;
When the target is a short distance, a pseudo digital signal is generated based on the digital signal of the second A / D conversion unit and the polarization feature quantity held in the second feature quantity memory unit. A second correction processing unit for outputting a digital signal input from the second A / D conversion unit in the case of a long distance;
A second data buffering unit that holds polarization transmission or polarization reception data for each range bin in the digital signal or pseudo-digital signal input from the second correction processing unit;
A second polarization component analysis unit that estimates a covariance matrix of clutter from polarization transmission or polarization reception data for each range bin held in the second data buffering unit;
A second polarization notch filter section that removes clutter components from a received signal as a digital signal or pseudo-digital signal input to the second data buffering section by polarization signal processing;
A second pulse compression unit that pulse-compresses the received signal after polarization signal processing by the second polarization notch filter unit;
A second distance measuring unit for obtaining a distance at which the signal level measured from the pulse of the received signal reaches a peak at the time of up-chirping after pulse compression by the second pulse compressing unit;
Approximate the target relative distance and relative speed based on the distance at which the signal level measured from the pulse of the received signal, obtained by the first distance measuring section and the second distance measuring section, respectively, peaks. A radar signal processing device comprising a distance measuring and speed measuring unit to be obtained.
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