JP7389723B2 - 信号処理装置、信号処理方法、および信号処理システム - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態に係る信号処理装置のブロック図である。本実施形態に係る信号処理装置1は、受信部101と、干渉波データ記憶部102と、第1参照信号生成部103と、第1パルス圧縮部104と、送信波データ記憶部105と、第2参照信号生成部106と、第2パルス圧縮部107と、干渉検出部108と、干渉範囲算出部109と、干渉除去部110と、パラメータ算出部111と、を備える。
なお、パルス圧縮した第1圧縮信号は複素数形式の電圧値として定義できる。また、第1圧縮信号の絶対値を2乗し適切なインピーダンスで除算することで電力値を得ることができる。以降、電圧値または電力値のことを、出力値とも称する。
なお、パルス圧縮した第2圧縮信号は複素数形式の電圧値として定義できる。また、第2圧縮信号の絶対値を2乗し適切なインピーダンスで除算することで電力値を得ることができる。
・S/N=20dB(S:受信信号のレベル、N:雑音レベル)
・I/N=50dB(I:干渉信号のレベル、N:雑音レベル)
・トータルヒット数=90
・PRFの比率(与干渉側/被干渉側)=約0.8
前述の通り、第2圧縮信号の干渉範囲内の電圧値は、干渉除去部110によって修正されるが、修正方法は複数ある。そのため、修正方法ごとに干渉除去部110を設けてもよい。図9は、第2の実施形態の信号処理装置のブロック図である。第2の実施形態では、第2の実施形態で示した干渉除去部110が、別々の方法で第2圧縮信号の干渉範囲内の電圧値を修正する、第1干渉除去部110Aおよび第2干渉除去部110Bに別れている。なお、図9では、二つに分けているが、実施する修正方法に応じて三つ以上に分かれていてもよい。
なお、これまでの実施形態では、受信信号に含まれて判別できない干渉信号を除去するためにパルス圧縮を行っている。ただし、その他の干渉信号を検出して除去する処理が行われてもよい。例えば、反射波が無変調パルス信号である干渉波の影響も受ける場合、当該影響はパルス圧縮でなくとも除去することが可能である。
図12は、第5の実施形態の信号処理装置を示すブロック図である。第5の実施形態では、受信部101が、第1受信部101Aと、第2受信部101Bと、に分かれており、それぞれに対し、第1フィルタ115Aおよび第2フィルタ115Bが接続されている。
図13は、第6の実施形態の信号処理装置を示すブロック図である。本実施形態では、信号処理装置1が学習部116をさらに備える。
図14は、第7の実施形態の信号処理装置を示すブロック図である。第7の実施形態は、水平偏波(H偏波)と垂直偏波(V偏波)の二つの偏波を送信波として使用する場合を想定した構成である。水平偏波(H偏波)と垂直偏波(V偏波)を送信波として使用する装置としては、2重偏波気象レーダが該当する。
101 受信部
102 干渉波データ記憶部
103 第1参照信号生成部
104 第1パルス圧縮部
105 送信波データ記憶部
106 第2参照信号生成部
107 第2パルス圧縮部
108 干渉検出部
109 干渉範囲算出部
110(110A、110B) 干渉除去部
111(111A、111B) パラメータ算出部
112 判定部
113 事前干渉検出部
114 事前干渉除去部
115(115A、115B) フィルタ
116 学習部
117(117A、117B) セット(系統)
118(118A、118B) アンテナ
Claims (18)
- 変調パルス信号である送信波に対する反射波に基づく受信信号を取得する受信部と、
前記反射波に干渉する干渉波に関するデータに基づき、第1参照信号を生成し、
前記受信信号を前記第1参照信号でパルス圧縮して第1圧縮信号を生成し、
前記送信波に関するデータに基づき、第2参照信号を生成し、
前記受信信号を前記第2参照信号でパルス圧縮して第2圧縮信号を生成し、
前記第1圧縮信号の出力値に基づき、干渉を検出し、
前記第1圧縮信号において検出された干渉の位置に基づき、前記第2圧縮信号における干渉範囲を算出し、
前記干渉範囲内において前記第2圧縮信号の出力値を修正する処理部と、
を備え、
前記処理部は、前記受信信号において干渉信号が含まれる範囲の始点よりも、前記第2圧縮信号のパルス長以上前に、前記干渉範囲の始点を設定する、
信号処理装置。 - 変調パルス信号である送信波に対する反射波に基づく受信信号を取得する受信部と、
前記反射波に干渉する干渉波に関するデータに基づき、第1参照信号を生成し、
前記受信信号を前記第1参照信号でパルス圧縮して第1圧縮信号を生成し、
前記送信波に関するデータに基づき、第2参照信号を生成し、
前記受信信号を前記第2参照信号でパルス圧縮して第2圧縮信号を生成し、
前記第1圧縮信号の出力値に基づき、干渉を検出し、
前記第1圧縮信号において検出された干渉の位置に基づき、前記第2圧縮信号における干渉範囲を算出し、
前記干渉範囲内において前記第2圧縮信号の出力値を修正する処理部と、
を備え、
前記処理部は、前記受信信号において干渉信号が含まれる範囲の始点において前記第1圧縮信号の出力値が極値となるように第1圧縮信号を生成し、
前記処理部は、前記第1圧縮信号の出力値が所定値を超えた時点よりも、前記第2圧縮信号のパルス長以上前に、前記干渉範囲の始点を設定する、
信号処理装置。 - 前記処理部は、前記干渉波のパルス長と、前記送信波のパルス長と、にさらに基づき、前記干渉範囲を決定する
請求項1または2に記載の信号処理装置。 - 前記処理部は、前記第2圧縮信号の前記干渉範囲内の出力値を所定値に置き換える
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の信号処理装置。 - 前記処理部は、前記第2圧縮信号の前記干渉範囲内の出力値を削除し、削除された前記第2圧縮信号以後の、干渉が検出されなかった第1圧縮信号に対応する第2圧縮信号の前記干渉範囲内の出力値に割り当てられた通し番号を繰り上げる
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の信号処理装置。 - 前記処理部は、干渉が検出された第1圧縮信号に対応する第2圧縮信号の前記干渉範囲内の出力値を、干渉が検出されなかった第1圧縮信号に対応する第2圧縮信号の前記干渉範囲内の出力値または当該出力値に基づく演算値に置き換える
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の信号処理装置。 - 前記処理部は、修正された第2圧縮信号に基づき、反射波に関するパラメータを算出する、
請求項1ないし6のいずれか一項に記載の信号処理装置。 - 前記処理部は、受信された時点が異なる複数の受信信号それぞれから生成された複数の第2圧縮信号から前記複数の第2圧縮信号の相関関数を算出し、算出された相関関数に基づいて反射波に関するパラメータを算出する
請求項7に記載の信号処理装置。 - 前記処理部は、受信された時点が異なる複数の受信信号それぞれから生成された複数の第2圧縮信号の出力値から、前記複数の第2圧縮信号の相関関数を算出し、算出された相関関数に基づいて前記反射波に関するパラメータを算出し、
前記干渉範囲内において前記第2圧縮信号の出力値を所定値に置き換え、
前記相関関数の算出において、前記所定値に置き換えられた前記第2圧縮信号の出力値を省略して前記相関関数を算出する
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の信号処理装置。 - 前記処理部は、受信された時点が異なる複数の受信信号それぞれから生成された複数の第2圧縮信号の出力値から、前記複数の第2圧縮信号の相関関数を算出し、算出された相関関数に基づいて前記反射波に関するパラメータを算出し、
前記干渉範囲内において前記第2圧縮信号の出力値を削除し、削除された前記第2圧縮信号以後の、干渉が検出されなかった第1圧縮信号に対応する第2圧縮信号の前記干渉範囲内の出力値に割り当てられた通し番号を繰り上げる、
前記相関関数の算出において、割り当てられた通し番号が繰り上げられた出力値と、割り当てられた通し番号が繰り上げられなかった出力値と、の積算部分を省略して前記相関関数を算出する
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の信号処理装置。 - 前記処理部は、修正された第2圧縮信号に基づき、反射波に関するパラメータを算出し、
干渉が検出された第1圧縮信号に対応する第2圧縮信号の前記干渉範囲内の出力値を、(1)所定値に置き換えるか、
(2)前記第2圧縮信号の前記干渉範囲内の出力値を削除して、削除された前記第2圧縮信号以後の、干渉が検出されなかった第1圧縮信号に対応する第2圧縮信号の前記干渉範囲内の出力値に割り当てられた通し番号を繰り上げるか、
(3)干渉が検出されなかった第1圧縮信号に対応する第2圧縮信号の前記干渉範囲内の出力値または当該出力値に基づく演算値に置き換えるか、
の少なくとも二つを実行して複数の修正された第2圧縮信号を生成し、
前記複数の修正された第2圧縮信号のいずれかを選択して、前記パラメータを算出する 請求項1ないし3のいずれか一項に記載の信号処理装置。 - 前記干渉波に関するデータは、前記干渉波の発生源から取得されたものである
請求項1ないし11のいずれか一項に記載の信号処理装置。 - 前記処理部は、前記干渉波に関するデータまたは前記第1参照信号を正解データとして用いて、前記受信信号から前記干渉波に関するデータまたは前記第1参照信号を生成するモデルを生成する
請求項1ないし12のいずれか一項に記載の信号処理装置。 - 前記処理部は、複数の第1圧縮信号において検出された干渉の位置が一致しているか否か、または、前記送信波のパルス繰り返し周波数と前記干渉波のパルス繰り返し周波数が一致しているか否かに応じて、前記送信波のパルス繰り返し周波数および前記干渉波のパルス繰り返し周波数が一致していることを示す情報、前記送信波のパルス繰り返し周波数の変更に関する情報、または前記干渉波のパルス繰り返し周波数の変更に関する情報を出力する
請求項1ないし13のいずれか一項に記載の信号処理装置。 - 変調パルス信号である送信波に対する反射波に基づく受信信号を取得するステップと、
前記反射波に干渉する干渉波に関するデータに基づき、第1参照信号を生成するステップと、
前記受信信号を前記第1参照信号でパルス圧縮して第1圧縮信号を生成するステップと、
前記送信波に関するデータに基づき、第2参照信号を生成するステップと、
前記受信信号を前記第2参照信号でパルス圧縮して第2圧縮信号を生成するステップと、
前記第1圧縮信号の出力値に基づき、干渉を検出するステップと、
前記第1圧縮信号において検出された干渉の位置に基づき、前記第2圧縮信号における干渉範囲を算出するステップと、
前記干渉範囲内において前記第2圧縮信号を修正するステップと、
を備え、
前記干渉範囲を算出するステップは、前記受信信号において干渉信号が含まれる範囲の始点よりも、前記第2圧縮信号のパルス長以上前に、前記干渉範囲の始点を設定する、
信号処理方法。 - 変調パルス信号である送信波に対する反射波に基づく受信信号を取得するステップと、
前記反射波に干渉する干渉波に関するデータに基づき、第1参照信号を生成するステップと、
前記受信信号を前記第1参照信号でパルス圧縮して第1圧縮信号を生成するステップと、
前記送信波に関するデータに基づき、第2参照信号を生成するステップと、
前記受信信号を前記第2参照信号でパルス圧縮して第2圧縮信号を生成するステップと、
前記第1圧縮信号の出力値に基づき、干渉を検出するステップと、
前記第1圧縮信号において検出された干渉の位置に基づき、前記第2圧縮信号における干渉範囲を算出するステップと、
前記干渉範囲内において前記第2圧縮信号を修正するステップと、
を備え、
前記第1圧縮信号を生成するステップは、前記受信信号において干渉信号が含まれる範囲の始点において前記第1圧縮信号の出力値が極値となるように第1圧縮信号を生成し、
前記干渉範囲を算出するステップは、前記第1圧縮信号の出力値が所定値を超えた時点よりも、前記第2圧縮信号のパルス長以上前に、前記干渉範囲の始点を設定する、
信号処理方法。 - 変調パルス信号である第1電波を送信して前記第1電波の反射波を受信する第1レーダ装置と、変調パルス信号である第2電波を送信する第2レーダ装置と、を備えた信号処理システムであって、
前記第1レーダ装置は、
前記反射波を受信して受信信号を取得する受信部と、
前記第2電波に関するデータに基づき、第1参照信号を生成し、
前記受信信号を前記第1参照信号でパルス圧縮して第1圧縮信号を生成し、
前記第1電波に関するデータに基づき、第2参照信号を生成し、
前記受信信号を前記第2参照信号でパルス圧縮して第2圧縮信号を生成し、
前記第1圧縮信号の出力値に基づき、干渉を検出し、
前記第1圧縮信号において検出された干渉の位置に基づき、前記第2圧縮信号における干渉範囲を算出し、
前記干渉範囲内において前記第2圧縮信号の出力値を修正する処理部と、
を備え
前記処理部は、前記受信信号において干渉信号が含まれる範囲の始点よりも、前記第2圧縮信号のパルス長以上前に、前記干渉範囲の始点を設定する、
信号処理システム。 - 変調パルス信号である第1電波を送信して前記第1電波の反射波を受信する第1レーダ装置と、変調パルス信号である第2電波を送信する第2レーダ装置と、を備えた信号処理システムであって、
前記第1レーダ装置は、
前記反射波を受信して受信信号を取得する受信部と、
前記第2電波に関するデータに基づき、第1参照信号を生成し、
前記受信信号を前記第1参照信号でパルス圧縮して第1圧縮信号を生成し、
前記第1電波に関するデータに基づき、第2参照信号を生成し、
前記受信信号を前記第2参照信号でパルス圧縮して第2圧縮信号を生成し、
前記第1圧縮信号の出力値に基づき、干渉を検出し、
前記第1圧縮信号において検出された干渉の位置に基づき、前記第2圧縮信号における干渉範囲を算出し、
前記干渉範囲内において前記第2圧縮信号の出力値を修正する処理部と、
を備え
前記処理部は、前記受信信号において干渉信号が含まれる範囲の始点において前記第1圧縮信号の出力値が極値となるように第1圧縮信号を生成し、
前記処理部は、前記第1圧縮信号の出力値が所定値を超えた時点よりも、前記第2圧縮信号のパルス長以上前に、前記干渉範囲の始点を設定する、
信号処理システム。
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