JP7413106B2 - Radar device and radar signal processing method - Google Patents

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Description

本実施形態は、レーダ装置及びレーダ信号処理方法に関する。 The present embodiment relates to a radar device and a radar signal processing method.

レーダ装置にあっては、クラッタによる誤検出を抑圧し、目標を低速から高速まで高精度に検出する必要がある。また、胴体にブレードを結合した小型飛翔体等の目標では、低速で飛翔する際に、胴体やブレード等の部位を検出することが要望されている。 In radar devices, it is necessary to suppress false detections due to clutter and detect targets with high precision from low speeds to high speeds. Furthermore, in the case of a target such as a small flying object with a blade coupled to the body, it is desired to detect parts such as the body and the blade when flying at low speed.

しかしながら、従来のレーダ装置では、低速の目標にクラッタ(近接反射波を含む)の影響を大きく受けるため、強クラッタの環境下ではクラッタと目標を弁別することが困難になり、目標の部位のみならず、目標そのものも検出することができないという問題があった。 However, with conventional radar equipment, low-speed targets are greatly affected by clutter (including nearby reflected waves), so in environments with strong clutter, it becomes difficult to distinguish between clutter and the target, and if only the target area is used. First, there was the problem that the target itself could not be detected.

MTI、吉田、‘改訂レーダ技術’、電子情報通信学会、pp.67-77 (1996)MTI, Yoshida, ‘Revised Radar Technology’, Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, pp.67-77 (1996) FIRフィルタ、三谷、ディジタルフィルタデザイン、昭晃堂、pp.82-86 (1987)FIR Filter, Mitani, Digital Filter Design, Shokodo, pp.82-86 (1987) CFAR(CA-CFAR、SO-CFAR、GO-CFAR)、関根、レーダ信号処理技術、電子情報通信学会、pp.96-103 (1991)CFAR (CA-CFAR, SO-CFAR, GO-CFAR), Sekine, Radar signal processing technology, Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, pp.96-103 (1991) 2次元CFAR、Guy Morris, Airborne Pulsed Doppler Radar 2nd edition, Artech House, pp.399-417 (1996)2D CFAR, Guy Morris, Airborne Pulsed Doppler Radar 2nd edition, Artech House, pp.399-417 (1996) 相関追尾、吉田、‘改訂レーダ技術’、電子情報通信学会、pp.254-259 (1996)Correlation tracking, Yoshida, ‘Revised radar technology’, Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, pp.254-259 (1996)

以上述べたように、従来のレーダ装置では、強クラッタの環境下において、目標が低速の場合にクラッタによる影響を排除できず、目標または目標の部位を検出することができないという問題が生じている。 As mentioned above, conventional radar equipment has a problem in that it is unable to eliminate the influence of clutter when the target is at a low speed in an environment of strong clutter, and is unable to detect the target or the part of the target. .

本実施形態の課題は、強クラッタの環境下でも、目標または目標の部位を低速から高速まで精度よく検出することのできるレーダ装置及びレーダ信号処理方法を提供することにある。 An object of the present embodiment is to provide a radar device and a radar signal processing method that can accurately detect a target or a target part from low speed to high speed even in a strong clutter environment.

上記の課題を解決するために、本実施形態に係るレーダ装置は、送信パルスの受信信号からCPI(Coherent Pulse Interval)信号を抽出し、前記CPI信号からレンジ-ドップラ範囲を出力し、前記レンジ-ドップラ範囲内のクラッタ成分を抑圧する前処理を行い、目標が存在するレンジ-ドップラセル反射点を抽出するCFAR(Constant False Alarm Rate)処理を行い、前記CFAR処理の出力から目標とクラッタを弁別する第1弁別処理を行い、前記目標とクラッタの弁別結果からCPIによる観測値を出力し、前記観測値を捜索範囲内の全空間について所定周期の相関処理及び追跡処理を行い、前記相関処理及び追跡処理の出力から誤検出を抑圧してクラッタと目標を弁別して目標信号を出力する第2弁別処理を行い、前記CFAR処理は、前記前処理を行った後、ドップラ近傍の第1領域とそれ以外の第2領域に分割し、前記第1領域では1次元または2次元の第1種のCFARを適用し、前記第2領域では1次元または2次元の第2種のCFARを適用し、前記第1弁別処理は、前記第1領域と前記第2領域を統合した第3領域の検出値に対して、クラッタと目標に対する弁別処理を行い、前記第2弁別処理部は、前記相関処理及び追跡処理した結果を用いて目標の胴体またはブレードを弁別する。 In order to solve the above problems, the radar device according to the present embodiment extracts a CPI (Coherent Pulse Interval) signal from a received signal of a transmitted pulse, outputs a range-Doppler range from the CPI signal, and outputs a range-Doppler range from the CPI signal. Preprocessing is performed to suppress clutter components within the Doppler range, CFAR (Constant False Alarm Rate) processing is performed to extract Doppler cell reflection points from the range where the target is present, and a first step is performed to discriminate between the target and clutter from the output of the CFAR processing. 1 discrimination processing is performed, an observed value by CPI is output from the discrimination result of the target and clutter, and the observed value is subjected to correlation processing and tracking processing at a predetermined period for the entire space within the search range, and the correlation processing and tracking processing are performed. A second discrimination process is performed to suppress false detections from the output, discriminate between clutter and a target, and output a target signal. In the first region, a one-dimensional or two-dimensional first type CFAR is applied; in the second region, a one-dimensional or two-dimensional second type CFAR is applied; 1 discrimination processing performs discrimination processing for clutter and a target on the detection value of a third region that is an integration of the first region and the second region, and the second discrimination processing section performs the discrimination processing for clutter and the target. The results are used to identify the target body or blade.

実施形態に係るレーダ装置の送信部、受信部、信号処理部の構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a transmitting section, a receiving section, and a signal processing section of a radar device according to an embodiment. 図1の信号処理部の処理内容を示すフローチャート。2 is a flowchart showing the processing contents of the signal processing section in FIG. 1. FIG. 図1の信号処理部の前処理1の処理の流れを示すフローチャート。2 is a flowchart showing the flow of preprocessing 1 of the signal processing unit in FIG. 1; 図3の前処理1によりクラッタを抑圧する様子を示す概念図。FIG. 4 is a conceptual diagram showing how clutter is suppressed by preprocessing 1 in FIG. 3; 図1の信号処理部の前処理2の処理の流れを示すフローチャート。2 is a flowchart showing the process flow of preprocessing 2 of the signal processing unit in FIG. 1. FIG. 図5の前処理2で抽出されるレンジ-ドップラ範囲を示す図。FIG. 6 is a diagram showing the range-Doppler range extracted in preprocessing 2 of FIG. 5; 図1の前処理2の処理内容を示す一例を示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of processing contents of pre-processing 2 in FIG. 1; 図1の前処理2の処理内容を示す他の例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing another example of processing contents of preprocessing 2 in FIG. 1; 図1のCFAR適用時のレンジ-ドップラ軸の目標周辺領域において、0ドップラ付近のA領域と0ドップラ付近以外のB領域を定義する図。FIG. 2 is a diagram defining a region A around 0 Doppler and a region B outside around 0 Doppler in the target peripheral region of the range-Doppler axis when applying CFAR in FIG. 1; 図1のCFAR処理に適用されるCA-CFARを示す図。FIG. 2 is a diagram showing CA-CFAR applied to the CFAR processing in FIG. 1. 図1のCFAR処理に適用されるGO-CFARを示す図。FIG. 2 is a diagram showing GO-CFAR applied to the CFAR processing in FIG. 1. 図1のCFAR処理に適用されるSO-CFARを示す図。FIG. 2 is a diagram showing SO-CFAR applied to the CFAR processing in FIG. 1. 図1のCFAR処理に適用されるレンジ-ドップラ軸の2次元CFARを示す図。FIG. 2 is a diagram showing two-dimensional CFAR of the range-Doppler axis applied to the CFAR processing of FIG. 1. 図1の第1弁別処理で、検出禁止範囲を抽出するための第1の実施例の処理内容を示すフローチャート。2 is a flowchart showing the processing contents of the first embodiment for extracting a detection prohibited range in the first discrimination processing of FIG. 1; 図14の第1の実施例の第1弁別処理の様子を示す図。FIG. 15 is a diagram showing the state of the first discrimination processing in the first embodiment of FIG. 14; 図1の第1弁別処理で、検出禁止範囲を抽出するための第2の実施例の処理内容を示すフローチャート。2 is a flowchart showing the processing contents of a second embodiment for extracting a detection prohibited range in the first discrimination processing of FIG. 1; 図16の第2の実施例の第1弁別処理の様子を示す図。FIG. 17 is a diagram showing the state of the first discrimination processing in the second embodiment of FIG. 16; 図1の第1弁別処理で、検出禁止範囲を抽出するための第3の実施例の処理内容を示すフローチャート。2 is a flowchart showing the processing contents of a third embodiment for extracting a detection prohibited range in the first discrimination processing of FIG. 1; 図18の第3の実施例の第1弁別処理の様子を示す図。FIG. 19 is a diagram showing the state of the first discrimination processing in the third embodiment of FIG. 18; 図1の第1弁別処理で、ブレード信号を弁別するための第4の実施例の処理内容を示すフローチャート。3 is a flowchart showing the processing contents of the fourth embodiment for discriminating blade signals in the first discrimination processing of FIG. 1; 図20の第4の実施例の第1弁別処理の様子を示す図。FIG. 21 is a diagram showing the state of the first discrimination processing in the fourth embodiment of FIG. 20; 図1の第2弁別処理の処理内容を示すフローチャート。2 is a flowchart showing the processing contents of the second discrimination processing of FIG. 1;

以下、実施形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments will be described below with reference to the drawings.

図1は実施形態に係るレーダ装置の送信部、受信部、信号処理部の構成を示すブロック図である。図1において、送信部では、送信信号生成器11でPRI(Pulse Repetition Interval)パルスによる送信信号を生成し、DA変換器12でアナログ信号に変換し、周波数変換器13で高周波(RF)信号に変換し、高出力増幅器14で電力増幅し、サーキュレータ15を介して、アンテナ16から送信する。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a transmitting section, a receiving section, and a signal processing section of a radar device according to an embodiment. In FIG. 1, in the transmission section, a transmission signal generator 11 generates a transmission signal using PRI (Pulse Repetition Interval) pulses, a DA converter 12 converts it into an analog signal, and a frequency converter 13 converts it into a radio frequency (RF) signal. The signal is converted, power amplified by a high-output amplifier 14, and transmitted from an antenna 16 via a circulator 15.

受信部では、目標等からの反射信号をアンテナ16で捕捉し、サーキュレータ15で送受分離して、低雑音増幅器17でノイズを低減して増幅し、周波数変換器18でベースバンドに周波数変換し、AD変換器19でデジタル信号に変換する。 In the receiving section, a reflected signal from a target etc. is captured by an antenna 16, sent and received by a circulator 15, amplified by reducing noise by a low noise amplifier 17, and frequency converted to baseband by a frequency converter 18. The AD converter 19 converts it into a digital signal.

信号処理部では、PCI信号抽出器21で、AD変換器19から出力されるN(N≧1)ヒットの送信パルス(以下、Nパルス)のレーダ受信信号(PRI信号)からCPI信号を抽出し、レンジ-ドップラ出力器22でCPI信号からレンジセル毎のfast-timeとPRI間のslow-timeの2次元データを取得する。続いて、前処理器23でクラッタ成分を抑圧し、CFER(Constant False Alarm Rate:一定誤警報率)24で目標が存在するレンジ-ドップラセル反射点を抽出し、第1弁別処理器25で目標とクラッタとを弁別し、観測値出力器26で弁別結果からCPIによる観測値を出力し、相関追跡器27で捜索範囲内の全空間について所定周期の相関処理及び追跡処理を行い、第2弁別処理器28で目標胴体とブレードとを弁別し、低速の目標信号を出力する。 In the signal processing unit, the PCI signal extractor 21 extracts a CPI signal from the radar reception signal (PRI signal) of N (N≧1) hit transmission pulses (hereinafter referred to as N pulses) output from the AD converter 19. , the range-Doppler output device 22 obtains two-dimensional data of fast-time and slow-time between PRIs for each range cell from the CPI signal. Next, a preprocessor 23 suppresses the clutter component, a CFER (Constant False Alarm Rate) 24 extracts the range-Doppler cell reflection point where the target exists, and a first discrimination processor 25 extracts the range-Doppler cell reflection point where the target exists. The observed value output unit 26 outputs the observed value based on the CPI based on the discrimination result, and the correlation tracker 27 performs correlation processing and tracking processing at a predetermined period for the entire space within the search range, and performs a second discrimination process. A device 28 discriminates between the target body and the blade, and outputs a low-speed target signal.

上記信号処理部の処理内容について、図2に示す処理フローに沿って説明する。
レーダ装置において、目標検出処理が開始されると、PCI信号抽出処理(21)でレーダ受信信号から抽出されたCPI信号を入力する(ステップS11)。このCPI信号は、レンジセル毎のfast-time(レンジ軸)とPRI間のslow-time(ドップラ軸)の2次元データである。このCPI信号には、目標信号やクラッタ成分が含まれる。クラッタ成分は、特に地上固定レーダで受信されるグランドクラッタの場合は、ドップラ0付近の低周波数成分である。一方、目標信号は、固定目標で無い限り、速度によるドップラ成分を持つ。
The processing contents of the signal processing section will be explained along the processing flow shown in FIG. 2.
In the radar device, when the target detection process is started, the CPI signal extracted from the radar reception signal in the PCI signal extraction process (21) is input (step S11). This CPI signal is two-dimensional data of fast-time (range axis) for each range cell and slow-time (Doppler axis) between PRIs. This CPI signal includes a target signal and clutter components. The clutter component is a low frequency component near Doppler 0, especially in the case of ground clutter received by a ground fixed radar. On the other hand, unless the target is a fixed target, the target signal has a Doppler component due to velocity.

次に、レンジ-ドップラ出力処理(22)でCPI信号からRD(レンジ-ドップラ)信号を取り出し出力する(ステップS12)。RD信号における目標信号とクラッタ成分の例を図3に示す。図3において、横軸はレンジ(fast-time)軸、縦軸はドップラ(slow-time)軸で、目標信号は胴体の信号成分とドップラ軸方向に広がるブレードの信号成分がある。一方、クラッタ成分には、ドップラ軸のメインローブの他に、強度が強い場合には、ドップラ軸方向にサイドロ-ブ(SL)が広がる信号になる。 Next, in range-Doppler output processing (22), the RD (range-Doppler) signal is extracted from the CPI signal and output (step S12). FIG. 3 shows an example of the target signal and clutter component in the RD signal. In FIG. 3, the horizontal axis is the range (fast-time) axis, and the vertical axis is the Doppler (slow-time) axis, and the target signal has a signal component of the fuselage and a signal component of the blade extending in the direction of the Doppler axis. On the other hand, in addition to the main lobe of the Doppler axis, the clutter component becomes a signal in which side lobes (SL) spread in the Doppler axis direction if the intensity is strong.

次に、前処理(23)により極力クラッタ成分を抑圧し(ステップS13)、その後、CFAR処理(24)により目標が存在するレンジ-ドップラセルの反射点を抽出する(ステップS14,S15,S16)。この反射点には、クラッタ成分と目標信号が含まれる。CFAR処理の詳細については後述する。次に、弁別処理(25)により、目標信号とクラッタ成分を弁別し(ステップS17)、観測値出力処理(26)により、CPIによる観測値を出力する(ステップS18)。 Next, the clutter component is suppressed as much as possible by preprocessing (23) (step S13), and then the reflection point of the range-Doppler cell where the target exists is extracted by CFAR processing (24) (steps S14, S15, S16). This reflection point contains a clutter component and a target signal. Details of the CFAR processing will be described later. Next, the target signal and the clutter component are discriminated by the discrimination process (25) (step S17), and the observed value by CPI is output by the observed value output process (26) (step S18).

次に、捜索範囲内の全空間を1フレームとして、同一空間(同一方向のビーム)のフレーム間の処理として、相関処理と追跡処理(27)を行う(非特許文献5参照)(ステップS19)。ここで、相関処理は、前フレームにおける観測値と現フレームにおける観測値との間で、ゲートを用いて同一目標か否かを判定する処理である。また、追跡処理は、前サイクルの予測値と現サイクルの観測値を用いて、平滑値や次フレームの予測値を算出する追跡フィルタ処理である。次に、相関追跡処理結果の平滑値(予測値)を用いて、クラッタ成分と目標信号を弁別する処理(28)を行う(ステップS20)。以上の処理の結果、目標信号のみを出力することができる。 Next, the entire space within the search range is treated as one frame, and correlation processing and tracking processing (27) are performed as processing between frames in the same space (beams in the same direction) (see Non-Patent Document 5) (Step S19) . Here, the correlation process is a process that uses a gate to determine whether the observed value in the previous frame and the observed value in the current frame are the same target. Further, the tracking process is a tracking filter process that uses the predicted value of the previous cycle and the observed value of the current cycle to calculate a smoothed value and a predicted value of the next frame. Next, using the smoothed value (predicted value) of the correlation tracking process result, a process (28) is performed to discriminate between the clutter component and the target signal (step S20). As a result of the above processing, only the target signal can be output.

上記の処理において、本実施形態の特徴とする点を説明する。
まず、CFAR適用前の前処理(23)について述べる(図2のステップS13)。前処理には、ドップラ軸のフィルタを用いてクラッタを抑圧する前処理1と、クラッタ強度を平坦化してクラッタを抑圧する前処理2がある。
In the above processing, the features of this embodiment will be explained.
First, the preprocessing (23) before applying CFAR will be described (step S13 in FIG. 2). The preprocessing includes preprocessing 1 in which clutter is suppressed using a Doppler axis filter, and preprocessing 2 in which clutter is suppressed by flattening the clutter intensity.

前処理1について、図3及び図4を用いて説明する。図3は前処理1の処理の流れを示すフローチャート、図4は前処理1によりクラッタを抑圧する様子を示す概念図である。 Pre-processing 1 will be explained using FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a flowchart showing the process flow of preprocessing 1, and FIG. 4 is a conceptual diagram showing how clutter is suppressed by preprocessing 1.

前処理1では、図3に示すように、レンジ-ドップラデータを入力すると(ステップS21)、所定のスレショルドを設定して、このスレッショルドを超えるクラッタ強度の強いレンジ-ドップラ範囲を抽出する(ステップS22)。次に、抽出レンジ範囲のslow-time軸の複素信号を用いて、ドップラ軸で強クラッタの範囲(0ドップラ)にヌルを形成する周波数フィルタを適用する(ステップS23)。この周波数フィルタとしては、MTI(非特許文献1参照)や、周波数軸逆サンプリング法(非特許文献2参照)によるFIRフィルタ等が適用できる。最後に、0ドップラ抑圧後のレンジ-ドップラデータを出力する(ステップS24)。この様子を図4に示す。図4(a)は周波数応答特性においてヌルを形成した様子を示し、図4(b)はスレッショルドを超えるクラッタ強度が含まれるレンジ-ドップラ範囲を抽出した状態を示し、図4(c)は図4(b)に示すクラッタ領域が図4(a)のヌル形成により除去されてドップラヌル範囲が特定された状態を示している。 In preprocessing 1, as shown in FIG. 3, when range-Doppler data is input (step S21), a predetermined threshold is set, and a range-Doppler range with a strong clutter intensity exceeding this threshold is extracted (step S22). ). Next, using the complex signal on the slow-time axis in the extraction range range, a frequency filter is applied that forms a null in the strong clutter range (0 Doppler) on the Doppler axis (step S23). As this frequency filter, an MTI (see Non-Patent Document 1), an FIR filter based on the frequency axis inverse sampling method (see Non-Patent Document 2), etc. can be applied. Finally, the range-Doppler data after 0 Doppler suppression is output (step S24). This situation is shown in FIG. Figure 4(a) shows how a null is formed in the frequency response characteristic, Figure 4(b) shows the extracted range-Doppler range that includes clutter intensity exceeding the threshold, and Figure 4(c) shows the state in which a null is formed in the frequency response characteristic. The clutter region shown in FIG. 4(b) has been removed by the null formation shown in FIG. 4(a), and the Doppler null range has been identified.

次に、前処理2について、図5~図8を用いて説明する。図5は前処理2の処理の流れを示すフローチャート、図6は前処理2で抽出されるレンジ-ドップラ範囲を示す図、図7は前処理2の処理内容を示す一例を示す図、図8は前処理2の処理内容を示す他の例を示す図である。 Next, preprocessing 2 will be explained using FIGS. 5 to 8. FIG. 5 is a flowchart showing the process flow of preprocessing 2, FIG. 6 is a diagram showing the range-Doppler range extracted in preprocessing 2, FIG. 7 is a diagram showing an example of the processing content of preprocessing 2, and FIG. 2 is a diagram illustrating another example of processing contents of pre-processing 2. FIG.

前処理2では、図5に示すように、レンジ-ドップラデータを入力すると(ステップS31)、所定のスレショルドを設定して、このスレッショルドを超えるクラッタ強度の強いレンジ-ドップラ範囲を抽出する(ステップS32)。次に、抽出したレンジ-ドップラ範囲において、ドップラ軸のセル毎にレンジ(fast-time)軸の振幅信号を用いて、低次の近似曲線を算出する(ステップS33)。これを定式化すると、次の通りである。近似曲線は、例えば次式に示す多項式近似式を用いて、最小2乗法等により係数を決めればよい。 In preprocessing 2, as shown in FIG. 5, when range-Doppler data is input (step S31), a predetermined threshold is set, and a range-doppler range with a strong clutter intensity exceeding this threshold is extracted (step S32). ). Next, in the extracted range-Doppler range, a low-order approximate curve is calculated using the amplitude signal of the range (fast-time) axis for each cell of the Doppler axis (step S33). This can be formulated as follows. For the approximate curve, coefficients may be determined by the method of least squares or the like using, for example, a polynomial approximation expression shown in the following equation.

Figure 0007413106000001
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この際、次数Mを大きくすると、クラッタ成分以上の目標信号まで近似するため、想定する目標信号まで抑圧しないように、低次の次数(例えば1~3程度)に設定する必要がある。この近似曲線を用いて、元の信号を除算する(ステップS33)。これにより、全体レベルを平坦化することができる。この様子を図7に示す。図7(a)は、レンジ-ドップラ軸のセル毎に抽出したレンジ軸の振幅信号から低次の近似曲線を算出する様子を示し、図7(b)は図7(a)で算出した低次の近似曲線を示し、図7(c)は元の信号を図7(b)に示した低次の近似曲線で除算してクラッタ成分を平坦化した結果を示している。 At this time, if the order M is increased, it approximates a target signal that is higher than the clutter component, so it is necessary to set it to a low order (for example, about 1 to 3) so as not to suppress the expected target signal. The original signal is divided using this approximate curve (step S33). This makes it possible to flatten the entire level. This situation is shown in FIG. Figure 7(a) shows how a low-order approximate curve is calculated from the amplitude signal of the range axis extracted for each cell of the range-Doppler axis, and Figure 7(b) shows the low-order approximate curve calculated in Figure 7(a). The following approximate curve is shown, and FIG. 7(c) shows the result of flattening the clutter component by dividing the original signal by the low-order approximate curve shown in FIG. 7(b).

上記のクラッタ平坦化のためには、低次の近似曲線の他に、移動平均による近似曲線で除算する方法もある。この様子を図8に示す。図8(a)は、レンジ-ドップラ軸のセル毎に抽出したレンジ軸の振幅信号をfast-time軸に沿ってLセル単位で移動平均値を算出した様子を示し、図8(b)は図8(a)で算出した移動平均値による近似曲線を示し、図8(c)は元の信号を図8(b)に示した近似曲線で除算してクラッタ成分を平坦化した結果を示している。この場合、移動平均は、fast-time軸で1セルずつずらせたL(L≧2)セルの範囲の振幅平均値を用いて、近似曲線を算出するものである。これにより、元の信号を除算することにより、クラッタレベルを平坦化することができる。 In order to flatten the clutter described above, in addition to a low-order approximate curve, there is also a method of dividing by an approximate curve based on a moving average. This situation is shown in FIG. Figure 8(a) shows how the moving average value of the amplitude signal of the range axis extracted for each cell of the range-Doppler axis is calculated in units of L cells along the fast-time axis. Fig. 8(a) shows an approximate curve based on the moving average value calculated, and Fig. 8(c) shows the result of flattening the clutter component by dividing the original signal by the approximate curve shown in Fig. 8(b). ing. In this case, the moving average calculates an approximate curve using the amplitude average value of a range of L (L≧2) cells shifted by one cell on the fast-time axis. Thereby, the clutter level can be flattened by dividing the original signal.

次に、前処理適用後の信号に対してCFAR(非特許文献3参照)を適用する(図2のステップS14~S16)。以降の処理を述べる上で、図9に示すように、レンジ(fast-time)軸、ドップラ(slow-time)軸の目標周辺領域について、0ドップラ付近のA領域と、0ドップラ付近以外のB領域を定義する。CFARには、図10乃至図12に示すレンジ軸またはドップラ軸の1次元CFARと、図13に示すレンジ-ドップラ軸の2次元CFAR(非特許文献4参照)がある。2次元CFARでは、1次元CFARに比べてリファレンスセル数が増えるため、安定したCFAR出力が得られやすく、誤検出を低減できる。 Next, CFAR (see Non-Patent Document 3) is applied to the signal after the preprocessing has been applied (steps S14 to S16 in FIG. 2). In describing the subsequent processing, as shown in FIG. 9, regarding the target surrounding area on the range (fast-time) axis and the Doppler (slow-time) axis, area A near 0 Doppler and area B other than near 0 Doppler will be used. Define the area. CFAR includes one-dimensional CFAR with a range axis or Doppler axis shown in FIGS. 10 to 12, and two-dimensional CFAR with a range-Doppler axis shown in FIG. 13 (see Non-Patent Document 4). In two-dimensional CFAR, the number of reference cells increases compared to one-dimensional CFAR, so it is easier to obtain stable CFAR output and false detections can be reduced.

各種1次元CFARについて図10~図12に示す。図10~図12において、CFARは、対称軸で検出対象のテストセルを1セルずつずらしてスレショルドと比較して、スレッショルドを超えるセルを検出する処理である。このテストセルの周囲にはガードセルを設定し、その周囲にリファレンスセルを設定する。図10のCA-CFAR(非特許文献3参照)ではリファレンスセルの振幅平均値、図11のGO-CFAR(非特許文献3参照)ではリファレンスセルの振幅最大値、図12のSO-CFAR(非特許文献3参照)ではリファレンスセルの振幅最小値を用いて、それぞれ入力信号を除算したCFAR出力を所定のスレショルドと比較し、スレッショルドを超える場合に検出バンクをあげる。図13に示す2次元CFARの場合も同様である。 Various one-dimensional CFARs are shown in Figures 10 to 12. In FIGS. 10 to 12, CFAR is a process of shifting the test cells to be detected by one cell along the axis of symmetry and comparing them with a threshold to detect cells exceeding the threshold. A guard cell is set around this test cell, and a reference cell is set around it. CA-CFAR in FIG. 10 (see Non-Patent Document 3) shows the average amplitude value of the reference cell, GO-CFAR in FIG. 11 (see Non-Patent Document 3) shows the maximum amplitude value of the reference cell, In Patent Document 3), the CFAR output obtained by dividing each input signal using the minimum amplitude value of the reference cell is compared with a predetermined threshold, and when the threshold is exceeded, the detection bank is increased. The same applies to the two-dimensional CFAR shown in FIG.

CA-CFARを基準すると、GO-CFARは誤検出を低減しやすいが、検出確率が低下しやすい。一方、SO-CFARでは、密集した近接目標を検出できるが、誤検出が増える。ここで、テストセルとリファレンスセルの間のガードセルの幅により、検出できる目標の幅が決まり、目標幅とクラッタ幅が異なる場合には、弁別が可能である。 Compared to CA-CFAR, GO-CFAR tends to reduce false positives, but the detection probability tends to decrease. On the other hand, SO-CFAR can detect close-packed targets, but the number of false detections increases. Here, the width of the guard cell between the test cell and the reference cell determines the width of the target that can be detected, and if the target width and the clutter width are different, discrimination is possible.

以上を踏まえて、RDデータ上で、クラッタと目標の形状がドップラ軸のメインローブ(ML)付近で明確に異なっていれば、ガードセル数を変えることにより、通常のCA-CFARまたはGO-CFARにより検出して、クラッタと目標を弁別できるが、ドップラ軸のメインローブMLの目標とクラッタの形状は類似であり、メインローブMLのみでは区分できない。したがって、ドップラ軸サイドローブ(SL)の情報が必要になる。これをCFARにより検出するには、近接反射点を抽出するためのCFAR検出が必要になる。この検出にはSO-CFARを用いる。 Based on the above, if the shapes of the clutter and the target are clearly different in the RD data near the main lobe (ML) of the Doppler axis, by changing the number of guard cells, normal CA-CFAR or GO-CFAR can be used. Although it is possible to detect and distinguish between clutter and a target, the shapes of the target and clutter in the main lobe ML of the Doppler axis are similar, and they cannot be distinguished using only the main lobe ML. Therefore, Doppler axis sidelobe (SL) information is required. To detect this using CFAR, CFAR detection is required to extract nearby reflection points. SO-CFAR is used for this detection.

以上により、A領域では、CA-CFAR(GO-CFAR)、B領域ではSO-CFARを適用する。 As described above, CA-CFAR (GO-CFAR) is applied to area A, and SO-CFAR is applied to area B.

また、1次元CFARを用いる場合、レンジ軸またはドップラ軸の選定には、CFAR処理に必要なセル数と反射点の広がりを考慮する必要がある。クラッタの強度が強い場合は、クラッタのレンジでドップラ軸にサイドローブSLが広がるため、クラッタを抑圧して目標を検出するには、ドップラ軸を選定するのが望ましい。ただし、PRI数(パルスヒット数)がCFAR処理に必要なリファレンスセル数に比べて少ない場合には、ドップラ軸を選定できないため、レンジ軸を選定することになる。この場合は、強クラッタではドップラ軸で多数のクラッタのサイドローブSLを検出する場合があるため、レンジセル毎のドップラ軸の検出セル数をカウントして、検出セル数の和が所定のスレショルドを超える場合には、そのレンジセルは、クラッタとして検出を棄却する等の処理を行う(弁別処理28、ステップS20)。 Furthermore, when using one-dimensional CFAR, it is necessary to consider the number of cells required for CFAR processing and the spread of reflection points when selecting the range axis or Doppler axis. When the clutter intensity is strong, the side lobe SL spreads on the Doppler axis in the clutter range, so it is desirable to select the Doppler axis to suppress clutter and detect the target. However, if the number of PRIs (number of pulse hits) is smaller than the number of reference cells required for CFAR processing, the Doppler axis cannot be selected, and the range axis will be selected. In this case, with strong clutter, many clutter sidelobes SL may be detected on the Doppler axis, so the number of detected cells on the Doppler axis for each range cell is counted, and the sum of the number of detected cells exceeds a predetermined threshold. If so, the range cell performs processing such as rejecting the detection as clutter (discrimination processing 28, step S20).

A領域、B領域それぞれのCFAR検出結果に対して、以下に目標とクラッタの第1弁別処理(25、ステップS17)について述べる。 The first target and clutter discrimination processing (25, step S17) will be described below for the CFAR detection results of the A region and the B region.

第1弁別処理では、クラッタの強度が強い場合に、ドップラ軸のサイドローブSLも高く、そのレンジ範囲は誤検出が増えるので、検出を禁止する。この範囲を抽出するための第1の実施例の処理フローを図14に示す。図14において、処理前のレンジ-ドップラデータを入力し(ステップS41)、レンジセル毎にドップラ軸の振幅最大値を抽出する(ステップS42)。この振幅最大値に対して、強クラッタ範囲に対する所定の振幅スレショルドを設定して、これを超える範囲を抽出し(ステップS43)、その振幅スレッショルドを超える範囲を検出禁止範囲とし、それ以外を検出可能範囲とする(ステップS44)。 In the first discrimination process, when the clutter intensity is strong, the side lobe SL of the Doppler axis is also high, and detection is prohibited in that range because false detection increases. FIG. 14 shows a processing flow of the first embodiment for extracting this range. In FIG. 14, the range-Doppler data before processing is input (step S41), and the maximum amplitude value of the Doppler axis is extracted for each range cell (step S42). For this maximum amplitude value, a predetermined amplitude threshold for the strong clutter range is set, a range exceeding this is extracted (step S43), the range exceeding the amplitude threshold is set as a detection prohibited range, and the rest can be detected. range (step S44).

上記第1弁別処理の様子を図15に示す。図15(a)はレンジ-ドップラ範囲内の強クラッタ成分(艦船、航空機等を含む)と目標(目標胴体、ブレード)を示し、図15(b)はレンジセル毎のドップラ軸の振幅最大値とスレッショルドとを比較し、スレッショルドを超える範囲を検出禁止範囲、それ以外を検出可能範囲とした様子を示している。 FIG. 15 shows the state of the first discrimination process. Figure 15(a) shows strong clutter components (including ships, aircraft, etc.) and targets (target fuselage, blades) within the range-Doppler range, and Figure 15(b) shows the maximum amplitude of the Doppler axis for each range cell. The figure shows how the detection range is compared with the threshold, and the range exceeding the threshold is set as the detection prohibited range, and the rest is set as the detectable range.

次に、上記検出禁止範囲を特定する第2の実施例の処理フローを図16に示す。図16において、CFAR処理後の検出結果を入力し(ステップS51)、レンジセル毎にドップラ軸の検出セル数の加算結果を出力する(ステップS52)。この加算結果に対して、強クラッタ範囲に対する所定の検出数のスレショルドを設定し、これを超えるレンジセルを抽出し(ステップS53)、スレッショルドを超える範囲を検出禁止範囲とし、それ以外を検出可能範囲とする(ステップS54)。この様子を図17に示す。図17(a)はレンジ-ドップラ範囲内の強クラッタ成分(艦船、航空機等を含む)と目標(目標胴体、ブレード)を示し、図17(b)はレンジセル毎のドップラ軸の検出セル数の加算結果とスレッショルドとを比較し、スレッショルドを超える範囲を検出禁止範囲、それ以外を検出可能範囲とした様子を示している。所定のスレッショルドとしては、ドップラ軸のクラッタSLを抽出し、ブレードは残す必要があるため、両者を考慮して決める。 Next, FIG. 16 shows a processing flow of a second embodiment for specifying the detection prohibited range. In FIG. 16, the detection results after CFAR processing are input (step S51), and the addition result of the number of detection cells of the Doppler axis is output for each range cell (step S52). For this addition result, a predetermined detection number threshold for the strong clutter range is set, range cells exceeding this are extracted (step S53), the range exceeding the threshold is set as a detection prohibited range, and the rest is set as a detectable range. (Step S54). This situation is shown in FIG. Figure 17(a) shows strong clutter components (including ships, aircraft, etc.) and targets (target fuselage, blades) within the range-Doppler range, and Figure 17(b) shows the number of Doppler axis detection cells for each range cell. The result of addition is compared with a threshold, and the range exceeding the threshold is set as a detection prohibited range, and the rest is set as a detectable range. Since it is necessary to extract the Doppler axis clutter SL and leave the blade, the predetermined threshold is determined by taking both into consideration.

次に、上記検出禁止範囲を特定する第3の実施例の処理フローを図18に示す。第3の実施例では、CFAR検出結果にはクラッタによる誤検出が含まれ、この誤検出と目標検出を比べると、目標の方が検出点の周囲に複数の検出セルがある場合が多いという特徴差を用いて、クラッタの誤検出を抑圧する。図18において、CFAR処理後の検出結果を入力し(ステップS61)、各検出レンジセルの周囲に所定のレンジードップラセル範囲を設定し、その範囲内のセル数を算出する(ステップS62)。このセル数が所定のスレショルドを超えるセルを抽出する(ステップS63)。さらに、抽出したセル毎に、所定のレンジ-ドップラ範囲を設定し、その範囲内の目標、クラッタのセルをそれぞれ1個に統合する(ステップS64)。これにより、検出点数を削減し、以降の相関処理及び追跡処理の処理負荷を軽減することができる。この様子を図19に示す。図19(a)はレンジ-ドップラ範囲でCFAR処理後の検出レンジセルの分布と各検出レンジセルの周囲に設定される所定のレンジ-ドップラセル範囲を示し、図19(b)は所定範囲内のセル数がスレッショルドを超えるセルを示し、図19(c)は所定範囲内の目標、クラッタのセルをそれぞれ1個に統合した様子を示している。 Next, FIG. 18 shows a processing flow of a third embodiment for specifying the detection prohibited range. In the third embodiment, the CFAR detection results include false detections due to clutter, and when comparing these false detections with target detection, the characteristic is that the target often has multiple detection cells around the detection point. The difference is used to suppress false detection of clutter. In FIG. 18, the detection results after CFAR processing are input (step S61), a predetermined range Doppler cell range is set around each detection range cell, and the number of cells within the range is calculated (step S62). Cells whose number of cells exceeds a predetermined threshold are extracted (step S63). Furthermore, a predetermined range-Doppler range is set for each extracted cell, and the target and clutter cells within that range are each integrated into one (step S64). Thereby, the number of detection points can be reduced and the processing load of subsequent correlation processing and tracking processing can be reduced. This situation is shown in FIG. FIG. 19(a) shows the distribution of detection range cells after CFAR processing in the range-Doppler range and the predetermined range-Doppler cell range set around each detection range cell, and FIG. 19(b) shows the number of cells within the predetermined range. indicates cells exceeding the threshold, and FIG. 19(c) shows how target and clutter cells within a predetermined range are each integrated into one cell.

第1乃至第3の実施例のような種々の弁別処理を行った後、ブレードの回転による信号(以下、ブレード信号)があれば、それを抽出する必要がある。これは、目標胴体が周波数フィルタにより抑圧された場合でも、所定の目標を検出できるメリットがある。ブレード信号は、同じレンジセル付近のドップラ軸に広がるため、これを利用して抽出することができる。 After performing various discrimination processes as in the first to third embodiments, if there is a signal due to the rotation of the blade (hereinafter referred to as a blade signal), it is necessary to extract it. This has the advantage that a predetermined target can be detected even if the target torso is suppressed by the frequency filter. Since the blade signal spreads along the Doppler axis near the same range cell, it can be extracted using this.

第1弁別処理において、ブレード信号を弁別するための第4の実施例の処理フローを図20に示す。図20において、CFAR処理後の検出結果を入力し(ステップS71)、レンジセル毎にドップラ軸の検出セル数の加算結果を出力する(ステップS72)。この加算結果に対して、ブレード信号に対する所定の検出数のスレショルドを設定し、これを超えるレンジセルを抽出し(ステップS73)、抽出したセルのレンジ範囲をブレード信号として抽出する(ステップS74)。この様子を図21に示す。図21(a)はレンジ-ドップラ範囲内のクラッタ成分と目標(目標胴体、ブレード)を示し、図21(b)はレンジセル毎のドップラ軸の検出セル数の加算結果とスレッショルドとを比較し、スレッショルドを超える範囲をブレードと判定し、それ以外を除去する様子を示している。 FIG. 20 shows a processing flow of a fourth embodiment for discriminating blade signals in the first discrimination process. In FIG. 20, the detection result after CFAR processing is input (step S71), and the addition result of the number of detection cells of the Doppler axis is output for each range cell (step S72). For this addition result, a predetermined detection number threshold for the blade signal is set, range cells exceeding this threshold are extracted (step S73), and the range range of the extracted cells is extracted as a blade signal (step S74). This situation is shown in FIG. FIG. 21(a) shows the clutter component and target (target body, blade) within the range-Doppler range, and FIG. 21(b) compares the addition result of the number of detection cells of the Doppler axis for each range cell and the threshold, This shows how the range exceeding the threshold is determined to be a blade, and the rest are removed.

以上の処理の結果、観測値出力処理(26)でCPI内の処理である観測値を出力できる(図2のステップ18)。次に、捜索範囲内の全空間を1フレームとして、同一空間(同一方向のビーム)のフレーム間の処理として、相関処理及び追跡処理(27)を行う(図2のステップ19)。相関処理は、前フレームにおける観測値と、現フレームにおける簡観測値の間で、ゲートを用いて同一目標か否かを判定する処理である。追跡処理は、前サイクルの予測値と現サイクルの観測値を用いて、平滑値や次フレームの予測値を算出するフィルタ処理である。この平滑値(予測値)を用いて、第2弁別処理(28、ステップS20)によりクラッタと目標を弁別する処理を行う。 As a result of the above processing, the observed value, which is a process within the CPI, can be output in the observed value output process (26) (step 18 in FIG. 2). Next, the entire space within the search range is treated as one frame, and correlation processing and tracking processing (27) are performed as processing between frames in the same space (beams in the same direction) (step 19 in FIG. 2). The correlation process is a process that uses a gate to determine whether the observed value in the previous frame and the simple observed value in the current frame are the same target. The tracking process is a filtering process that uses the predicted value of the previous cycle and the observed value of the current cycle to calculate a smoothed value and a predicted value of the next frame. Using this smoothed value (predicted value), a second discrimination process (28, step S20) is performed to discriminate between clutter and the target.

第2弁別処理の処理フローを図22に示す。図22において、観測値から平滑値(予測値)の速度を抽出し(ステップS81)、ブレード信号は目標とする(ステップS82)。ここで、ステップS81で抽出された速度が所定のスレッショルドを超えるセルを目標として抽出する(ステップS83)。ステップS83で抽出された目標とステップS82で得られた目標を抽出目標として出力する(ステップS84)。すなわち、観測値には、第1弁別処理で抽出したブレード信号とそれ以外がある。ブレード信号については、所定の目標とする。それ以外については、平滑値(予測値)の速度を用いる、クラッタは速度0付近であり、目標はそれ以外の速度をもつため、所定の速度スレショルドを設定することで、目標信号を抽出することができる。これにより、胴体速度が0以外の場合に加えて、胴体速度0の場合でも、ブレ-ド信号により目標を抽出することができる。 FIG. 22 shows the processing flow of the second discrimination process. In FIG. 22, a smoothed value (predicted value) speed is extracted from the observed value (step S81), and the blade signal is set as a target (step S82). Here, cells whose speeds extracted in step S81 exceed a predetermined threshold are extracted as targets (step S83). The target extracted in step S83 and the target obtained in step S82 are output as extracted targets (step S84). That is, the observed values include the blade signal extracted in the first discrimination process and others. Regarding the blade signal, a predetermined target is set. For other cases, the speed of the smoothed value (predicted value) is used.Since the clutter has a speed near 0 and the target has a speed other than that, the target signal can be extracted by setting a predetermined speed threshold. I can do it. As a result, a target can be extracted based on the blade signal even when the torso speed is 0, in addition to when the torso speed is other than 0.

以上のように、上記の実施形態に係るレーダ装置は、レンジ-ドップラ軸の信号(RD信号)において、CFARの前処理を行った後、ドップラ近傍のA領域とそれ以外のB領域に分割し、A領域では1次元または2次元のCA-CFARを適用し、B領域では1次元または2次元のSO-CFARを適用し、A領域とB領域を統合したAB領域の検出値に対して、クラッタと目標に対する弁別処理を行い、更に信号処理した観測値を用いて相関及び追跡した結果を用いて誤検出を低減するようにしているので、クラッタを抑圧し、目標胴体またはブレード信号を高精度に検出することができる。 As described above, the radar device according to the above embodiment performs CFAR preprocessing on the range-Doppler axis signal (RD signal), and then divides the range-Doppler axis signal (RD signal) into area A near Doppler and area B other than the area. , one-dimensional or two-dimensional CA-CFAR is applied in area A, one-dimensional or two-dimensional SO-CFAR is applied in area B, and for the detected value of area AB, which is the integration of area A and B, Discrimination processing is performed on clutter and targets, and the results of correlation and tracking using signal-processed observed values are used to reduce false detections, suppressing clutter and detecting target torso or blade signals with high precision. can be detected.

なお、本発明は上記実施形態をそのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, but can be embodied by modifying the constituent elements within the scope of the invention at the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining the plurality of components disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiments. Furthermore, components from different embodiments may be combined as appropriate.

11…送信信号生成器、12…DA変換器、13…周波数変換器、14…高出力増幅器、15…サーキュレータ、16…アンテナ、17…低雑音増幅器、18…周波数変換器、19…AD変換器、21…PCI信号抽出器、22…レンジ-ドップラ出力器、23…前処理器、24…CFER、25…第1弁別処理器、26…観測値出力器、27…相関追跡器、28…第2弁別処理器。 11... Transmission signal generator, 12... DA converter, 13... Frequency converter, 14... High output amplifier, 15... Circulator, 16... Antenna, 17... Low noise amplifier, 18... Frequency converter, 19... AD converter , 21...PCI signal extractor, 22...range-Doppler output device, 23...preprocessor, 24...CFER, 25...first discrimination processor, 26...observation value output device, 27...correlation tracker, 28...th 2 discrimination processor.

Claims (10)

送信パルスの受信信号からCPI(Coherent Pulse Interval)信号を抽出するCPI信号抽出部と、
前記CPI信号からレンジ-ドップラ範囲を出力するレンジ-ドップラ出力部と、
前記レンジ-ドップラ範囲内のクラッタ成分を抑圧する前処理を行い、目標が存在するレンジ-ドップラセル反射点を抽出するCFAR(Constant False Alarm Rate)処理を行うCFAR処理部と、
前記CFAR処理部の出力から目標とクラッタを弁別する第1弁別処理部と、
前記目標とクラッタの弁別結果からCPIによる観測値を出力する観測値出力部と、
前記観測値を捜索範囲内の全空間について所定周期の相関処理及び追跡処理を行う相関追跡部と、
前記相関処理及び追跡処理の出力から誤検出を抑圧してクラッタと目標を弁別して目標信号を出力する第2弁別処理部とを具備し、
前記CFAR処理部は、前記前処理を行った後、ドップラ近傍の第1領域とそれ以外の第2領域に分割し、前記第1領域では1次元または2次元の第1種のCFARを適用し、前記第2領域では1次元または2次元の第2種のCFARを適用し、
前記第1弁別処理部は、前記第1領域と前記第2領域を統合した第3領域の検出値に対して、クラッタと目標に対する弁別処理を行い、
前記第2弁別処理部は、前記相関処理及び追跡処理した結果を用いて目標の胴体またはブレードを弁別するレーダ装置。
a CPI signal extraction unit that extracts a CPI (Coherent Pulse Interval) signal from the received signal of the transmitted pulse;
a range-Doppler output section that outputs a range-Doppler range from the CPI signal;
a CFAR processing unit that performs preprocessing to suppress clutter components within the range-Doppler range and performs CFAR (Constant False Alarm Rate) processing to extract a range-Doppler cell reflection point where a target exists;
a first discrimination processing unit that discriminates between a target and clutter from the output of the CFAR processing unit;
an observed value output unit that outputs an observed value by CPI from the target and clutter discrimination results;
a correlation tracking unit that performs correlation processing and tracking processing on the observed values at a predetermined period for the entire space within the search range;
a second discrimination processing unit that suppresses false detection from the outputs of the correlation processing and tracking processing, discriminates between clutter and a target, and outputs a target signal;
After performing the preprocessing, the CFAR processing unit divides the region into a first region near 0 Doppler and a second region other than that, and applies one-dimensional or two-dimensional first type CFAR to the first region. However, in the second region, a one-dimensional or two-dimensional second type CFAR is applied,
The first discrimination processing unit performs discrimination processing for clutter and a target on the detection value of a third region that is an integration of the first region and the second region,
The second discrimination processing unit is a radar device that discriminates a target body or blade using the results of the correlation processing and tracking processing.
前記前処理として、0ドップラ近傍のクラッタ成分を抑圧する請求項1のレーダ装置。 2. The radar apparatus according to claim 1, wherein the preprocessing suppresses clutter components near 0 Doppler. 前記前処理として、クラッタレベルの強いレンジ-ドップラ範囲を抽出し、slow-time軸のセル毎に、fast-time軸の振幅信号から、M(M≧1)次の近似曲線を算出し、元の信号を除算することにより、クラッタ振幅信号を振幅平坦化する請求項1のレーダ装置。 As the preprocessing, the range-Doppler range with strong clutter level is extracted, and an M (M≧1) order approximate curve is calculated from the amplitude signal of the fast-time axis for each cell of the slow-time axis, and the original 2. The radar apparatus according to claim 1, wherein the amplitude of the clutter amplitude signal is flattened by dividing the signal. 前記第1弁別処理部は、前記前処理の適用前のレンジ-ドップラ信号において、各レンジ軸のセル毎にドップラ軸の振幅最大値を算出し、振幅最大値がクラッタ強度に対する所定のスレショルドを超えるレンジセルについては、検出禁止とする請求項1記載のレーダ装置。 The first discrimination processing unit calculates the maximum amplitude value of the Doppler axis for each cell of each range axis in the range-Doppler signal before applying the preprocessing, and the maximum amplitude value exceeds a predetermined threshold for clutter intensity. 2. The radar device according to claim 1, wherein detection of the range cell is prohibited. 前記第1弁別処理部は、前記第3領域のCFAR検出結果について、各レンジ軸のセル毎にドップラ軸の検出数を加算し、加算した検出数が所定のスレショルドを超えるレンジセルについては、検出禁止とする請求項1記載のレーダ装置。 The first discrimination processing unit adds the number of Doppler axis detections for each range axis cell for the CFAR detection results of the third region, and prohibits detection for range cells for which the added number of detections exceeds a predetermined threshold. The radar device according to claim 1. 前記第1弁別処理部は、前記第3領域のCFAR検出結果において、各検出セルを中心に所定のレンジ-ドップラ範囲内の検出セル数が所定のスレショルド以下の検出セルは削除する請求項1記載のレーダ装置。 2. The first discrimination processing unit deletes detection cells in which the number of detection cells within a predetermined range-Doppler range centered on each detection cell is below a predetermined threshold in the CFAR detection results of the third region. radar equipment. 前記第1弁別処理部は、さらに、残留した検出セルを中心に、所定のレンジ-ドップラ範囲内のセルを1個に統合する請求項6記載のレーダ装置。 7. The radar device according to claim 6, wherein the first discrimination processing unit further integrates cells within a predetermined range-Doppler range into one cell, centering on the remaining detection cell. 前記第1弁別処理部は、前記第3領域のCFAR検出結果について、各レンジ軸のセル毎にドップラ軸の検出数を加算し、加算した検出数が所定のスレショルドを超えるレンジセルについては、目標として、レンジセルを出力する請求項1記載のレーダ装置。 The first discrimination processing unit adds the number of Doppler axis detections for each cell of each range axis for the CFAR detection results of the third region, and for range cells where the added number of detections exceeds a predetermined threshold, the number of detections is set as a target. 2. The radar device according to claim 1, wherein the radar device outputs a range cell. 前記第2弁別処理部は、前記観測値を用いて、相関処理及び追跡処理した平滑値または予測値を用いて、速度0以外の平滑値を目標として出力する請求項1記載のレーダ装置。 The radar device according to claim 1, wherein the second discrimination processing unit outputs a smoothed value other than velocity 0 as a target, using a smoothed value or a predicted value subjected to correlation processing and tracking processing using the observed value. 送信パルスの受信信号からCPI(Coherent Pulse Interval)信号を抽出し、
前記CPI信号からレンジ-ドップラ範囲を出力し、
前記レンジ-ドップラ範囲内のクラッタ成分を抑圧する前処理を行い、目標が存在するレンジ-ドップラセル反射点を抽出するCFAR(Constant False Alarm Rate)処理を行い、
前記CFAR処理の出力から目標とクラッタを弁別する第1弁別処理を行い、
前記目標とクラッタの弁別結果からCPIによる観測値を出力し、
前記観測値を捜索範囲内の全空間について所定周期の相関処理及び追跡処理を行い、
前記相関処理及び追跡処理の出力から誤検出を抑圧してクラッタと目標を弁別して目標信号を出力する第2弁別処理を行い、
前記CFAR処理は、前記前処理を行った後、ドップラ近傍の第1領域とそれ以外の第2領域に分割し、前記第1領域では1次元または2次元の第1種のCFARを適用し、前記第2領域では1次元または2次元の第2種のCFARを適用し、
前記第1弁別処理は、前記第1領域と前記第2領域を統合した第3領域の検出値に対して、クラッタと目標に対する弁別処理を行い、
前記第2弁別処理は、前記相関処理及び追跡処理した結果を用いて目標の胴体またはブレードを弁別するレーダ信号処理方法。
Extract the CPI (Coherent Pulse Interval) signal from the received signal of the transmitted pulse,
Output the range-Doppler range from the CPI signal,
Performing pre-processing to suppress clutter components within the range-Doppler range, performing CFAR (Constant False Alarm Rate) processing to extract range-Doppler cell reflection points where the target exists;
Performing a first discrimination process to discriminate between a target and clutter from the output of the CFAR process,
Output the observed value by CPI from the discrimination result of the target and clutter,
Correlation processing and tracking processing are performed on the observed values at a predetermined period for the entire space within the search range,
performing a second discrimination process to suppress false detections from the outputs of the correlation process and the tracking process, discriminate between clutter and the target, and output a target signal;
In the CFAR processing, after performing the preprocessing, the area is divided into a first area near 0 Doppler and a second area other than that, and one-dimensional or two-dimensional first type CFAR is applied to the first area. , in the second region, a one-dimensional or two-dimensional second type CFAR is applied,
The first discrimination process performs a discrimination process for clutter and a target on the detected value of a third area that is an integration of the first area and the second area,
The second discrimination process is a radar signal processing method that discriminates the target body or blade using the results of the correlation process and tracking process.
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