JPH03255382A - レーダ信号処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 パルスレーダから得られた信号をＣＦＡＲ回路を通して
誤警報確率を一定にしてターゲットのみを誤検出確率低
く検出するレーダ信号処理方式に関し、 ＭＴＩやバンクフィルタで抑圧しきれない強いグランド
クラツタがポイント的に存在してもこの影響なくターゲ
ットのみを正確に検出することを目的とし、 グランドクラツタの、周波数バンクＯ以外の周波数バン
クのＣＦＡＲ回路への夫々の洩れ込み率を予め計算で求
めておき、洩れ込み率に基づいて周波数バンク０以外の
周波数バンク毎の補正値を得、周波数バンクＯのＣＦＡ
Ｒ回路にてグランドクラツタが検出されたとき、そのレ
ンジビンの、バンクフィルタから取出された周波数バン
ク以外の周波数バンクのデータから補正値を減算してＣ
ＦＡＲ回路に供給する補正回路を設けた構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、パルスレーダから得られた信号をＣＦＡＲ回
路（以下、ＣＦＡＲという）を通して誤警報確率を一定
にしてターゲットのみを誤検出確率低く検出するレーダ
信号処理方式に関する。

パルスレーダは例えば第６図に示すようにパルスを放出
し、その反射波を受けてターゲットの位置を求める。こ
こで、パルスレーダ１からのレーダ信号はＭ　Ｔ　Ｉ　
（Ｍｏｖｉｎｇ　Ｔａｒｇｅｔ　　Ｉ　ｎｄ＋ｃａｔｏ
ｒ）２にてゼロ・ドプラ信号（垂直方向に移動している
ターゲットからの工」−や地面からのエコー）をキャン
セルされて垂直方向以外の方向に移動するターゲットか
らのエコーであるノンゼロ・ドプラ信号とされ、ＦＦＴ
　（Ｆａｓｔ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　　Ｔｒａｎｓｒｏｒ＋
ｅ）ドプラフィルタ等のバンクフィルタ３にて周波数Ｆ
ｏ〜ＦＮ別に分割されて取出され、ＣＦＡＲ４ｏ〜４Ｎ
に供給される。ＣＦＡＲ４ｏ〜４Ｎは閾値を設けられて
おり、ターゲット、山、雲、雨、林等による多くの反射
波の中からターゲットを検出するために用いられ、ＣＦ
ＡＲ４，〜４Ｎの各検出結果に基づいてターゲット判定
回路５でターゲットが判定され、ターゲット追尾装置６
にてターゲットの追尾が行なわれる。

このようなシステムにおいて、ＭＴＩ２やバンクフィル
タ３で抑圧しきれない強いグランドクラツタがポイント
的に存在することがあり、このような場合、抑圧しきれ
なかったグランドクラツタの影響によってＣＦＡＲにお
いてターゲットを確実に検出できないことになる。そこ
で、抑圧しきれない強いグランドクラツタがあってもそ
の影響なく、ターゲットのみを正確に検出する必要があ
る。

〔従来の技術〕

レーダ信号として例えば第７図に示すように雲及びター
ゲットからの反射波が得られたとすると、ＣＦＡＲ４ｏ
〜４Ｎではターゲットのみを検出するためにスレッショ
ルドと称される閾値を反射波の入来に従って次々に設定
し直し、反射波レベルが閾値以上であればこれをターゲ
ット、閾値未満であればこれをクラッタ、ノイズ（ター
ゲット以外の邪魔な信号）とみなす。即ち、ＣＦＡＲは
誤警報確率（上記と逆のことをしてしまう確率）Ｐｆａ
を一定とした閾値を求めるためのものである。

第８図は従来のＣＦＡＲの一例（ＬＯ！ｌｔ−Ｃｅ１Ａ
　ｖｅｒａｇｉｎｇ　　ＣＦ　Ａ　Ｒ）の構成図を示す
。同図はある一つの周波数バンクにおけるＣＦＡＲを示
す。

ＣＦＡＲは同図に示す如く、大略、２０ｇ変換回路９、
シフトレジスタ部１０．演算部１１．］ンバレータ１２
にて構成されている。シフトレジスタ部１０はＭ個の平
均化セル１３＋　、１３２　、テストセル１４にて構成
されており、平均化セル１３１．１３２とテストセル１
４との間はガードセルとされている。ここで、第５図に
示すようなレーダ信号がシフトレジスタ部１０に時系列
的に入来すると、平均化セル１３＋　、１３２の出力が
加褌器１５＋　、１５２．１５３で加算され、平均化回
路１６で平均化され、減算器１７でテストセル１４の出
力から平均化回路１６の出力が減算され、コンパレータ
１２で誤警報確率Ｐｆａによって決まる固定値下と比較
される。この場合、第９図に示す如く、ＣＦＡＲにおい
ては、ノイズ特性■とノイズ及び信号特性■とが重なっ
た部分における振幅レベルを閾値（Ｍ＋Ｔ）とし、これ
以上にノイズ特性工が存在する部分を誤警報確率Ｐｆａ
とする。

例えば雲のように距離Ｒ（Ｒ＋　、Ｒ２，・・・は距離
Ｒの最小単位で、レンジビンという）方向に対してなだ
らかなレベル変化をもつ反射波については、レンジビン
Ｒ１におけるテストセル１４の出力レベルとレンジビン
Ｒ１前後における平均化セル１３１．１３２の出力レベ
ルの平均値との演算結果と固定値Ｔとの比較により、第
７図に示すように雲のレベルは実質的に閾値レベルＬ′
未満となる。一方、ターゲットのように距離Ｒ方向に対
して急峻なレベル変化をもつ反射波については、レンジ
ごンＲＴｒＩにおけるテストセル１４の出力レベルとレ
ンジビンＲ１前後における平均化セル１３＋　、１３２
の出力レベルの平均値との演算結果と固定ＷＩＴとの比
較により、第５図に示すようにターゲットのレベルは実
質的に閾値レベルＬ以上になる。このようにＣＦＡＲ４
ｏ〜４Ｎにおいてレベル比較された結果はターゲット判
定回路５に供給されて閾値レベル以上の反射波をターゲ
ットと判定され、ターゲット追尾装置６においてターゲ
ットの追尾が行なわれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に、グランドクラツタの周波数成分は殆ど周波数バ
ンクＯ（Ｆ０）に近く、第６図に示すＭＴＩ２によって
大部分は抑圧されるが第１０図に網目を以て示すように
完全に抑圧されずに消え残りとなる。このような消え残
りのグランドクラツタはバンクフィルタ３を介してＣＦ
ＡＲ４０〜４Ｎに入り、特にバンクＦ。のＣＦ　Ａ　Ｒ
４ｏにおいて次に示すような問題点を生じていた。

即ち、第１１図（Ａ）に示す如く、グランドクラツタの
消え残り（例えばレンジビンＲｍ）がＣＦ　Ａ　Ｒ４ｏ
の平均化セル１３１にある期間、このグランドクラツタ
の影響で平均化回路１６の出力が轟くなり、テストセル
にターゲット（図示せず）が存在した場合にはこのグラ
ンドクラツタの影響でその閾値が必要以上に高くなって
しまってターゲットをＷｌ実に検出できない問題点があ
った。

方、第１１図（Ｂ）に示す如く、グランドクラツタの消
え残り（例えばレンジビンＲＴＩ）がＣＦＡＲ４ｏのテ
ストセル１４にある期間、そのａ値が低く、グランドク
ラツタの消え残りをターゲットとして誤検出してしまう
問題点があった。

本発明は、ＭＴＩやバンクフィルタで抑圧しきれない強
いグランドクラツタがポイント的に存在してもこの影響
なくターゲットのみを正確に検出できるレーダ信号処理
方式を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理図を示す。同図中、３０はＭＴＩ
、３１はバンクフィルタ、３２ｏ〜３２ＮはＣＦＡＲで
、本発明は、 レーダ信号をＭＴＩ３０にてゼロ・ドプラ信号をキャン
セルした後バンクフィルタ３１にて周波数分割して周波
数バンク毎のデータ（Ｄｏ＝ＤＮ）を得、該データ（Ｄ
　ｏ〜ＤＮ）を周波数バンク毎に設けられたＣ　Ｆ　Ａ
　Ｒ３２ｏ〜３２Ｎで逐次設定される閾値レベルと比較
して比較結果を得、該比較結果に基づいてターゲット判
定を行なうシステムに適用される。３３は補正回路で、
グランドクラックの、周波数バンクＯ（Ｆｏ　）以外の
周波数バンク（Ｆ１〜ＦＮ）のＣＦＡＲ３２＋〜３２Ｎ
への夫々の洩れ込み率を予め計算で求めておき、洩れ込
み率に基づいて周波数バンクＯ（Ｆ０）ｉＪ。

外の周波数バンク（Ｆ１〜ＦＮ）毎の補正値を得、周波
数バンク０（ＦＯ）のＣＦ　Ａ　Ｒ３２ｏにてグランド
クラブタが検出されたとき、そのレンジビン（Ｒｔ＋　
）の、バンクフィルタ３１から取出された周波数バンク
（Ｆ０）以外の周波数バンク（Ｆ１〜ＦＮ）のデータ（
Ｄｌ−ＤＮ＞から上記補正値を減算してＣＦＡＲ３２＋
〜３２Ｎに供給する。

〔作用〕

グランドクラツタの周波数成分は殆ど周波数バンクＯ（
Ｆ０）近辺であり、これはＭＴＩ３０によって抑圧され
るが完全には抑圧できず、消え残りがバンクフィルタ３
１に入る。グランドクラツタの消え残りはバンク０　（
Ｆｏ　）に最も強く現われ、他のバンク（Ｆ１〜ＦＮ）
にも僅かに現われる。本発明では、バンク０（ＦＯ）の
ＣＦＡＲ３２ｏでグランドクラツタが検出されたとき、
そのレンジピン（Ｒｙ＋　）の他のバンク（ＦＩ＝ＦＮ
）のデータ（Ｄ１〜ＤＮ）から補正値を減算しているの
で、そのレンジビン（Ｒｒ＋　）のデータは閾値を越え
ることはなく、グランドクラツタに影響されずにターゲ
ットのみを確実に検出できる。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例のブロック図を示し、同図中
、第６図と同一構成部分には同一番号を付す。第２図中
、２０は補正回路で、具体的には第３図に示す構成とさ
れており、第４図に示す構成の周波数バンクＦ０のＣＦ
ＡＲ２１゜の出力を用いてデータを補正して取出す。２
２＋〜２２Ｎは周波数バンクＦ＋〜Ｅ〜に対応するデイ
レイ回路で、ＣＦ　Ａ　Ｒ２１ｏにおける演算に要する
時間周波数バンクＦ１〜ＦＮの各データを遅延し、周波
数バンクＦ。のデータと時間合わせするものである。２
１＋〜２ＩＮはＣＦＡＲで、夫々周波数バンクＦ１〜Ｆ
Ｎに対応する。２２ｏは周波数バンクＦｏに対応するデ
イレイ回路で、ＣＦＡＲ２１＋へ・２１Ｎにおける演算
に要する時間周波数バンクＦｏのデータを遅延し、周波
数バンクＦ１〜ＦＮのデータと時間合わせするものであ
る。

次に本発明の動作について説明する。

前述したように、グランドクラツタの周波数成分は殆ど
周波数バンク０　（ＦＯ）に近く、ＭＴＩ２及びバンク
フィルタ３におけるグランドクラツタの消え残り成分は
周波数バンクＦｏに最も強く現われる。その他の周波数
バンクＦｌ−ＦＮについては夫々のサイドローブにグラ
ンドクラツタの消え残り成分が少し現われる。ここで、
バンクＦｏの出力をみると、これはグランドクラツタの
ＭＴＩ２での消え残り成分が得られているので、ＣＦＡ
Ｒ２１ｏにて検出されたレベルはポイント的に強いレベ
ルをもつグランドクラツタ（ポイントクラッタ）である
。この場合、グランドクラツタはターゲットからのエコ
ーに比してパワーが強いので、たとえゼロ・ドプラター
ゲット（方向性をもたないターゲット）が存在したとし
てもＣ「ＡＲ２ｉｏにて検出されたものはポイントクラ
ッタとみなす。従って、ＣＦＡＲ２１０の出力はポイン
トクラッタの検出結果である。

ところで、バンクフィルタ３の夫々のフィルタ特性（第
２図）の周波数零でのサイドロープレベルによってグラ
ンドクラツタ（ポンイトクラッタ）の夫々のＣＦＡＲ２
２＋〜２２Ｎへの入力量が決定されるので、グランドク
ラツタ（ポイントクラッタ）のＣＦＡＲ２２＋〜２２Ｎ
への洩れ込み率（ウェイトＷ１〜ＷＮ）が予め計算でき
る。このウェイトＷ１〜ＷＮは第３図に示す補正回路２
０のウェイトメモリ２３に格納されており、乗算器２４
１〜２４Ｎにおいて第４図に示す減算器１７の出力（即
ち、テストセル１４の出力から平均化回路１６の出力を
減算したもの）を乗算されて補正値に１〜ＫＮとされる
。

ここで、ＣＦＡＲ２１ｏにおいて例えばレンジビンＲＴ
Ｉに対して信号有と判定された場合、即ち、第５図＜Ａ
）に示すグランドクラツタの消え残りが検出された場合
、この判定信号はセレクタ２５１〜２５Ｎに供給されて
入力Ｂを選択するように切換える。第２図中デイレイ回
路２２１〜２２Ｎから出力されたレンジピンＲＴＩのデ
ータは減舞器２６１〜２６Ｎで補正値に１〜ＫＮを減算
されて補正され、セレクタ２５１〜２５Ｎの入力Ｂの選
択切換によってセレクタ２５１〜２５Ｎからは補正値に
１〜ＫＮを以て補正されたデータが取出され、第２図に
示すＣＦＡＲ２２＋〜２２Ｎに供給される。

この場合、バンクＦ１のデータは第５図（Ｂ）に示す如
くであったとすると（グランドクラツタの消え残りの影
響で特にレンジどンＲｔ＋のデータが急峻に上昇してい
る。又、例えばレンジビンＲｎ−１にターゲット■があ
る。）、上記補正によって第５図（Ｃ）に示すようにレ
ンジピンＲＴＩのデータレベルは低下されて閾値レベル
によって検出されることはなく、ターゲット■のみ閾値
レベルによって検出される。又、バンクＦＮのデータは
第５図（Ｄ＞に示す如（であったとすると（グランドク
ラッタの消え残りの影響で特にレンジビンＲηのデータ
がバンク０以外ではないにしても急峻に上昇している。

又、例えばレンジビンＲ３にターゲット■がある。）、
上記補正によって第５図（Ｅ）に示すようにレンジビン
Ｒｎのデータレベルは低下されて閾値レベルによつ・で
検出されることはなく、ターゲット■のみ閾値レベルに
よって検出される。

一方、ＣＦＡＲ２１ｏにおいてグランドクラツタがない
ものと判定されたレンジビン（Ｒｔ＋以外のレンジビン
）については、セレクタ２５１〜２５Ｎが入力Ａを選択
するように切換えられるので、デイレイ回路２２１〜２
２Ｎから出力されたレンジビンＲ１以外のレンジビンの
データはそのままセレクタ２５＋〜２５Ｎを介して取出
され、ＣＦＡＲ回路２１ｔ〜２１Ｎに供給される。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば、バンク０のＣＦＡ
Ｒの出力を用いてバンク０以外のバンクのデータから補
正値を減算しているので、グランドクラツタの影響なく
、ターゲットのみを確実に検出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の一実施例のブロック図、第３図は補正
回路の具体的構成図、 第４図は本発明におけるＣＦＡＲの構成図、第５図は本
発明の動作説明図、 第６図は一般の目標追尾方式を説明する図、第７図はＣ
ＦＡＲの一般的な動作を説明する図、第８図は一般のＣ
ＦＡＲの構成図、 第９図はＣＦＡＲにおける誤警報確率を説明する図、 第１０図はグランドクラツタの消え残りを説明する図、 第１１図は従来の問題点を説明する図である。 図において、 ２．３０はＭＴＩ、 ３．３１はバンクフィルタ、 ５はターゲット判定回路、 １２はコンパレータ、 １３＋　、１３ｚは平均化セル、 １４はテストセル、 １６は平均化回路、 １７．２６＋〜２６Ｎは減算器、 ２０．３３は補正回路、 ２１゜〜２１Ｎ、３２゜〜３２ＮはＣＦＡＲ１２２゜〜
２２Ｎはデイレイ回路、 ２３はウェイトメモリ、 ２４１〜２４Ｎは乗算器、 ２５１〜２５Ｎはセレクタ を示す。 ３ 本発明の原理図 第１図 補正回路の具体的構成図 第６図 本発明（こおけるＣＦＡＲの構成同 第 図 本発明の動作説明図 一般の目標追尾方式を説明する図 第 図 ＣＦＡＲの一般的な動作を説明する図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 レーダ信号をＭＴＩ（Ｍｏｖｉｎｇ　Ｔａｒｇｅｔ　Ｉ
   ｎｄ−ｉｃａｔｏｒ）（３０）にてゼロ・ドプラ信号を
   キャンセルした後バンクフィルタ（３１）にて周波数分
   割して周波数バンク毎のデータ（Ｄ＿０〜Ｄ＿Ｎ）を得
   、該データ（Ｄ＿０〜Ｄ＿Ｎ）を周波数バンク毎に設け
   られたＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ｆａｌｓｅ　Ａｌ
   ａｒｍＲａｔｅ）回路（３２＿０〜３２＿Ｎ）で逐次設
   定される■値レベルと比較して比較結果を得、該比較結
   果に基づいてターゲット判定を行なうレーダ信号処理方
   式において、 グランドクラッタの、周波数バンクＯ（Ｆ＿０）以外の
   周波数バンク（Ｆ＿１〜Ｆ＿Ｎ）のＣＦＡＲ回路（３２
   ＿１〜３２＿Ｎ）への夫々の洩れ込み率を予め計算で求
   めておき、該洩れ込み率に基づいて該周波数バンクＯ（
   Ｆ＿０）以外の周波数バンク（Ｆ＿１〜Ｆ＿Ｎ）毎の補
   正値を得、上記周波数バンクＯ（Ｆ＿０）のＣＦＡＲ回
   路（３２＿０）にて上記グランドクラッタが検出された
   とき、そのレンジピン（Ｒ＿ｎ）の、前記バンクフィル
   タ（３１）から取出された上記周波数バンク（Ｆ＿０）
   以外の周波数バンク（Ｆ＿１〜Ｆ＿Ｎ）のデータ（Ｄ＿
   １〜Ｄ＿Ｎ）から上記補正値を減算してＣＦＡＲ回路（
   ３２＿１〜３２＿Ｎ）に供給する補正回路（３３）を設
   けた構成としてなることを特徴とするレーダ信号処理方
   式。