JPH0520704B2 - - Google Patents
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- JPH0520704B2 JPH0520704B2 JP62001912A JP191287A JPH0520704B2 JP H0520704 B2 JPH0520704 B2 JP H0520704B2 JP 62001912 A JP62001912 A JP 62001912A JP 191287 A JP191287 A JP 191287A JP H0520704 B2 JPH0520704 B2 JP H0520704B2
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は振幅特性が任意の分布を呈する雑音信
号から物標信号を識別する物標信号識別装置に関
する。
号から物標信号を識別する物標信号識別装置に関
する。
［従来の技術］
レーダ観測においては捕捉すべき目標物体（以
下、ターゲツトという）を検出するために、物体
近傍からの不要な反射波（以下、クラツタとい
う）をいかに抑圧し、目標物体からの信号（以
下、物標信号という）をいかに検出するかが問題
になる。クラツタには地表面からの反射によるグ
ランド・クラツタ、海面からの反射によるシー・
クラツタ及び雨雲からの反射によるウエザー・ク
ラツタ等がある。
下、ターゲツトという）を検出するために、物体
近傍からの不要な反射波（以下、クラツタとい
う）をいかに抑圧し、目標物体からの信号（以
下、物標信号という）をいかに検出するかが問題
になる。クラツタには地表面からの反射によるグ
ランド・クラツタ、海面からの反射によるシー・
クラツタ及び雨雲からの反射によるウエザー・ク
ラツタ等がある。
従来の物標信号識別装置は適当な雑音分布を規
定し、この雑音分布に基づいて物標信号を識別す
るようにしていた。
定し、この雑音分布に基づいて物標信号を識別す
るようにしていた。
［発明が解決しようとする問題点］
ところで、従来の物標信号識別方法は、雑音分
布が規定したもの以外のものであるときは、物標
信号を識別できないという問題があつた。
布が規定したもの以外のものであるときは、物標
信号を識別できないという問題があつた。
本発明は上記問題点を解決するためになされた
もので、任意の雑音分布を呈する雑音信号から物
標信号を識別する物標信号識別装置を提供するこ
とを目的とする。
もので、任意の雑音分布を呈する雑音信号から物
標信号を識別する物標信号識別装置を提供するこ
とを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
そこで、本発明では入力信号ｘを線形又は対数
増幅する信号増幅手段と、信号増幅手段により増
幅した入力信号ｘの分散値σ2を算出する分散値演
算手段と、分散値σ2をｋ乗（（ｋは任意の実数）
した非線形信号を出力する非線形演算手段とから
物標信号識別装置を構成する。
増幅する信号増幅手段と、信号増幅手段により増
幅した入力信号ｘの分散値σ2を算出する分散値演
算手段と、分散値σ2をｋ乗（（ｋは任意の実数）
した非線形信号を出力する非線形演算手段とから
物標信号識別装置を構成する。
［作 用］
上記構成の物標信号識別装置は、信号増幅手段
が入力信号ｘ、即ち任意の雑音分布を呈する雑音
信号を含む物標信号を線形又は対数増幅し、分散
値演算手段が増幅した入力信号ｘの分散値σ2を算
出し、非線形演算手段が分散値σ2をｋ乗した非線
形信号を物標信号として出力する。
が入力信号ｘ、即ち任意の雑音分布を呈する雑音
信号を含む物標信号を線形又は対数増幅し、分散
値演算手段が増幅した入力信号ｘの分散値σ2を算
出し、非線形演算手段が分散値σ2をｋ乗した非線
形信号を物標信号として出力する。
［実施例］
以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して
詳細に説明する。
詳細に説明する。
まず、本発明に係る物標信号検出装置の信号処
理理論を説明する。
理理論を説明する。
本発明に係る物標信号検出装置は振幅特性が任
意の分布を呈する雑音信号から物標信号を検出す
るものであるが、ここでは、振幅強度ｘがワイブ
ル分布（Weibull分布）及び対数正規分布（Log
−normal分布）を呈する場合について説明する。
意の分布を呈する雑音信号から物標信号を検出す
るものであるが、ここでは、振幅強度ｘがワイブ
ル分布（Weibull分布）及び対数正規分布（Log
−normal分布）を呈する場合について説明する。
振幅強度ｘがワイブル分布に従い、その確率密
度関数PC（Ｘ）が、 PC（Ｘ）＝（ｃ／ｂ）（ｘ／ｂ）C-1EXP［−（Ｘ／ｂ）
C］……(1) （ここで、ｂはスケールパラメータ、ｃは形状
パラメータである。）である受信信号を線形増幅
した増幅信号Ｘの平均値〈Ｘ〉は、 〈Ｘ〉＝∫∞ 0Ｘ・PC（Ｘ） ＝bΓ（１／Ｃ＋１） ……(2) となる。ここでΓ（Ｚ）はガンマ関数で Γ（Ｚ）＝∫∞ 0tZ-1・EXP（−ｔ）dt ……(3) である。
度関数PC（Ｘ）が、 PC（Ｘ）＝（ｃ／ｂ）（ｘ／ｂ）C-1EXP［−（Ｘ／ｂ）
C］……(1) （ここで、ｂはスケールパラメータ、ｃは形状
パラメータである。）である受信信号を線形増幅
した増幅信号Ｘの平均値〈Ｘ〉は、 〈Ｘ〉＝∫∞ 0Ｘ・PC（Ｘ） ＝bΓ（１／Ｃ＋１） ……(2) となる。ここでΓ（Ｚ）はガンマ関数で Γ（Ｚ）＝∫∞ 0tZ-1・EXP（−ｔ）dt ……(3) である。
である。又、増幅信号Ｘの二乗平均値〈X2〉は、
〈X2〉＝∫∞ 0X2PC（Ｘ）dX
＝b2Γ（２／Ｃ＋１） ……(4)
である。従つて、分散値σ2は
σ2〈X2〉−〈Ｘ〉2＝b2（Γ（２／Ｃ＋１）−Γ2（
１／Ｃ＋ １）） ……(5) となる。この分散値σ2をｋ乗（Ｋは任意の実数）
し、物標信号を検出する。
１／Ｃ＋ １）） ……(5) となる。この分散値σ2をｋ乗（Ｋは任意の実数）
し、物標信号を検出する。
次に、第１図は本発明に係る物標信号検出装置
のブロツク図である。第１図において、線形増幅
回路１０（信号増幅手段）は第３図に示した信
号、即ち振幅がｘである受信信号を増幅した増幅
信号を二乗平均値算出手段２０及び平均値の二乗
値算手段３０にそれぞれ入力する。
のブロツク図である。第１図において、線形増幅
回路１０（信号増幅手段）は第３図に示した信
号、即ち振幅がｘである受信信号を増幅した増幅
信号を二乗平均値算出手段２０及び平均値の二乗
値算手段３０にそれぞれ入力する。
二乗平均値算出手段２０は二乗演算回路２１、
シフトレレジスタ等によつて構成される遅延回路
２２、積算回路２３及び割算回路２４から構成さ
れており、第２式に示した信号Ｘの二乗平均値
〈Z2〉を算出する。即ち、二乗演算回路２１が信
号Ｘの振幅ｘを二乗して振幅x2とし、遅延回路２
２が信号Ｘを標本化・量子化して信号Ｘの振幅x2
に対応するｎ個（ｎは自然数）の標本値X2 1、X2 2、
…、X2 oを取り出し、積算回路２３がｎ個の標本
値X2 1、X2 2、…、X2の積算値 o 〓i=1 X2 i ……(6) を算出し、さらに割算回路２４が積算値をｎで除
し、二乗平均値〈X2〉 〈X2〉＝１／ｎo 〓i=1 X2 i ……(7) を算出する。
シフトレレジスタ等によつて構成される遅延回路
２２、積算回路２３及び割算回路２４から構成さ
れており、第２式に示した信号Ｘの二乗平均値
〈Z2〉を算出する。即ち、二乗演算回路２１が信
号Ｘの振幅ｘを二乗して振幅x2とし、遅延回路２
２が信号Ｘを標本化・量子化して信号Ｘの振幅x2
に対応するｎ個（ｎは自然数）の標本値X2 1、X2 2、
…、X2 oを取り出し、積算回路２３がｎ個の標本
値X2 1、X2 2、…、X2の積算値 o 〓i=1 X2 i ……(6) を算出し、さらに割算回路２４が積算値をｎで除
し、二乗平均値〈X2〉 〈X2〉＝１／ｎo 〓i=1 X2 i ……(7) を算出する。
又、平均値の二乗値算出手段３０は遅延回路３
１、積算回路３２、割算回路３３及び二乗値演算
回路３４から構成されており、第２式に示した信
号Ｘの平均値の二乗値〈Ｘ〉2を算出する。即ち、
遅延回路３１が信号Ｘを標本化・量子化して信号
Ｘの振幅ｘに対応するｎ個（ｎは自然数）の標本
値X1，X2、…、Xoを取り出し、積算回路３２が
ｎ個の標本値X1，X2、…、Xoの積算値 o 〓i=1 Xi ……(8) を算出し、割算回路３３が積算値をｎで除し積算
値の平均値 １／ｎ 〓i=1 Xi ……(9) を算出し、さらに、二乗値演算回路３４が平均値
を二乗し、信号Ｘの平均値の二乗値〈Ｘ〉2 〈Ｘ〉2＝（１／ｎo 〓i=1 Xi）2 ……(10) を算出する。
１、積算回路３２、割算回路３３及び二乗値演算
回路３４から構成されており、第２式に示した信
号Ｘの平均値の二乗値〈Ｘ〉2を算出する。即ち、
遅延回路３１が信号Ｘを標本化・量子化して信号
Ｘの振幅ｘに対応するｎ個（ｎは自然数）の標本
値X1，X2、…、Xoを取り出し、積算回路３２が
ｎ個の標本値X1，X2、…、Xoの積算値 o 〓i=1 Xi ……(8) を算出し、割算回路３３が積算値をｎで除し積算
値の平均値 １／ｎ 〓i=1 Xi ……(9) を算出し、さらに、二乗値演算回路３４が平均値
を二乗し、信号Ｘの平均値の二乗値〈Ｘ〉2 〈Ｘ〉2＝（１／ｎo 〓i=1 Xi）2 ……(10) を算出する。
次に、引算回路４０は二乗平均値〈X2〉及び
平均値の二乗値〈Ｘ〉2に基づいて分散値 σ2＝〈X2〉−〈Ｘ〉2 ……(11) を算出する。
平均値の二乗値〈Ｘ〉2に基づいて分散値 σ2＝〈X2〉−〈Ｘ〉2 ……(11) を算出する。
第２図は以上のようにして得られた分散値σ2を
示す図である。第２図において、線形増幅増幅回
路１０に入力された信号Ｘは物標信号OSの振幅
と雑音信号NSの振幅がほぼ同様な値であつても
（第２図ａ参照）、引算回路４０から出力される分
散値σ2は物標信号OSに対応する部分の値が大き
く、又雑音信号NSに対応する部分の値がほぼ一
定で変動幅が小さいので（第２図ｂ参照）、物標
信号OSに対応する分散値σ2を容易に検出できる。
示す図である。第２図において、線形増幅増幅回
路１０に入力された信号Ｘは物標信号OSの振幅
と雑音信号NSの振幅がほぼ同様な値であつても
（第２図ａ参照）、引算回路４０から出力される分
散値σ2は物標信号OSに対応する部分の値が大き
く、又雑音信号NSに対応する部分の値がほぼ一
定で変動幅が小さいので（第２図ｂ参照）、物標
信号OSに対応する分散値σ2を容易に検出できる。
第４図は第２図ｂの信号を説明するための図で
あり、この第４図と具体的な数値例により、第２
図ｂの信号を説明する。
あり、この第４図と具体的な数値例により、第２
図ｂの信号を説明する。
第４図ａは第２図ａに対応して、受信信号を線
形又は対数増幅器を通した受信増幅信号の距離に
対する変化を示す図であり、距離区間ra〜rbにお
いて、物標増幅信号OSの振幅がほぼ１／（rb〜
ra）の等振幅で得られるものと仮定した。
形又は対数増幅器を通した受信増幅信号の距離に
対する変化を示す図であり、距離区間ra〜rbにお
いて、物標増幅信号OSの振幅がほぼ１／（rb〜
ra）の等振幅で得られるものと仮定した。
最初に第２図ａの物標信号OSと第４図ａのOS
との相違について説明する。いまレーダの送信パ
ルス幅が短時間であり、従つて距離分解能が高
く、物標が船舶である場合を考えると、その反射
信号は船腹、船橋（ブリツジ）、煙突、マスト等
の複数箇所から、レーダから反射箇所までの距離
に応じて逐次得られることになる。第２図ａの
OSは、このように一つの物標の複数箇所から、
反射箇所までの距離に応じ（即ち時間に応じ）て
受信された、複数の反射信号（反射強度により振
幅の異なる正弦波に近い信号）の例を示したもの
である。
との相違について説明する。いまレーダの送信パ
ルス幅が短時間であり、従つて距離分解能が高
く、物標が船舶である場合を考えると、その反射
信号は船腹、船橋（ブリツジ）、煙突、マスト等
の複数箇所から、レーダから反射箇所までの距離
に応じて逐次得られることになる。第２図ａの
OSは、このように一つの物標の複数箇所から、
反射箇所までの距離に応じ（即ち時間に応じ）て
受信された、複数の反射信号（反射強度により振
幅の異なる正弦波に近い信号）の例を示したもの
である。
第４図ａのOSは、単純化した物標の例として、
レーダから距離raに一つの反射板（電波リフレク
タ）を設け、この反射板から得られる受信信号を
線形又は対数増幅した信号例を示している。
レーダから距離raに一つの反射板（電波リフレク
タ）を設け、この反射板から得られる受信信号を
線形又は対数増幅した信号例を示している。
具体例として、いまレーダの送信パルス幅を
80n secとすると第４図ａの区間ra〜rbの距離は
約12ｍ（メートル）となり、前記レーダの距離分
解能に相当する。
80n secとすると第４図ａの区間ra〜rbの距離は
約12ｍ（メートル）となり、前記レーダの距離分
解能に相当する。
第２図ａと第４図ａのNSは同じ雑音信号、例
えばワイブル分布や対数正規分布等の任意の分布
に従う雑音信号であるが、前者は受信信号を、後
者は受信信号を前記線形又は対数増幅器を通した
信号を示している。
えばワイブル分布や対数正規分布等の任意の分布
に従う雑音信号であるが、前者は受信信号を、後
者は受信信号を前記線形又は対数増幅器を通した
信号を示している。
物標信号が第２図ａまたは第４図ａの場合に、
物標信号と雑音信号について、それぞれの平均値
〈Ｘ〉のまわりの波高分布確率を考えると、一般
に雑音信号についての波高分布確率は第４図ｂの
ようになる。これは雑音信号の波高値は、平均値
に近い値をとる確率が比較的高いことを示してい
る。即ち標準偏差σNSの値は比較的小さい。
物標信号と雑音信号について、それぞれの平均値
〈Ｘ〉のまわりの波高分布確率を考えると、一般
に雑音信号についての波高分布確率は第４図ｂの
ようになる。これは雑音信号の波高値は、平均値
に近い値をとる確率が比較的高いことを示してい
る。即ち標準偏差σNSの値は比較的小さい。
また物標信号についての波高分布確率は第４図
ｃのようになる。これは物標信号の波高値は、平
均値より離れた値をとる確率が高いことを示して
いる。即ち標準偏差σOSの値は比較的大きい。従
つて雑音信号の分散値と物標信号の分散値と比較
すると、両者には差があり、前者の値よりも後者
の値の方が大きい。
ｃのようになる。これは物標信号の波高値は、平
均値より離れた値をとる確率が高いことを示して
いる。即ち標準偏差σOSの値は比較的大きい。従
つて雑音信号の分散値と物標信号の分散値と比較
すると、両者には差があり、前者の値よりも後者
の値の方が大きい。
以下具体的数値例により説明する。
まず受信信号の振幅強度がワイブル分布に従
い、この受信信号を線形増幅した場合の分散値σ2
は、前記第(5)式により示される。
い、この受信信号を線形増幅した場合の分散値σ2
は、前記第(5)式により示される。
ここでワイブル分布の雑音例として、海面から
のシー・クラツタがあり、このシー・クラツタの
実測値として、第(5)式のｂ＝4.8，Ｃ＝1.8の例が
ある。これらの実測値を第(5)式に代入すると、雑
音の分散値σ2 WNの数値例は第(29)式で示される。
のシー・クラツタがあり、このシー・クラツタの
実測値として、第(5)式のｂ＝4.8，Ｃ＝1.8の例が
ある。これらの実測値を第(5)式に代入すると、雑
音の分散値σ2 WNの数値例は第(29)式で示される。
σ2 WN＝4.9 ……(29)
また物標信号を線形増幅した例として、第４図
ａのOSとして示した、距離区間ra〜rbにおいて、
１／（rb−ra）の等振幅信号を考え、前記rb−ra
＝12ｍ、レーダパルス幅＝80n secの場合に、信
号の分散値σ2 OSは第(30)式で示される。
ａのOSとして示した、距離区間ra〜rbにおいて、
１／（rb−ra）の等振幅信号を考え、前記rb−ra
＝12ｍ、レーダパルス幅＝80n secの場合に、信
号の分散値σ2 OSは第(30)式で示される。
σ2＝OS＝（rb−ra）2／12＝12 ……(30)
従つて第(30)式の値は第(29)式の値よりも大き
い。
い。
ここで重要のことは、受信増幅後の物標信号の
分散値の方が雑音信号の分散値よりも大きいとい
う、大小関係が存在することである。
分散値の方が雑音信号の分散値よりも大きいとい
う、大小関係が存在することである。
実際の物標はこの数値例の反射板とは異なるか
ら、このように大きな差は得られないのが普通で
ある。しかし、ごくわずかでも差があれば、後述
するように、それぞれの値をｋ乗することによ
り、この差を大きくして、両者を識別することが
可能となる。
ら、このように大きな差は得られないのが普通で
ある。しかし、ごくわずかでも差があれば、後述
するように、それぞれの値をｋ乗することによ
り、この差を大きくして、両者を識別することが
可能となる。
第２図ｂにおいては、第２図ａにおける一物標
から得られた物標の各反射信号（複数のリフレク
タが一定間隔で設置された場合と等価な反射信
号）の受信増信号から算出した分散値信号が合成
されて一物標信号として示されたものであり、こ
の関係は雑音の分布特性が変つたり、増幅器が対
数増幅器となつても同様である。なお、この場合
に標本化数ｎは最適な値に設定されているもので
ある。
から得られた物標の各反射信号（複数のリフレク
タが一定間隔で設置された場合と等価な反射信
号）の受信増信号から算出した分散値信号が合成
されて一物標信号として示されたものであり、こ
の関係は雑音の分布特性が変つたり、増幅器が対
数増幅器となつても同様である。なお、この場合
に標本化数ｎは最適な値に設定されているもので
ある。
本実施例においては、物標信号に対応する分散
値σ2の検出をより容易なものにするため、分散値
σ2を非線形増幅回路５０（非線形増幅手段）に加
える。
値σ2の検出をより容易なものにするため、分散値
σ2を非線形増幅回路５０（非線形増幅手段）に加
える。
この非線形増幅回路５０は分散値σ2をｋ乗（た
だし、ｋは実数）した非線形信号Ｚ Ｚ＝（σ2k） ……(12) を出力するものである。なお、非線形増幅回路５
０の具体例としては、ｋ＝２とした二乗増幅回路
などが知られている。非線形増幅回路５０から出
力される非線形信号Ｚは、第２図ｃに示すように
引算回路４０から出力される分散値σ2に比べて雑
音信号NSに対応する部分の変動が抑圧され、物
標信号OSに対応する部分が大きく増幅されてお
り、物標信号OSに対応する分散値σ2の検出、即
ち閾値の設定がさらに容易になる。この非線形信
号ｚは、そのままでＡスコープやPPLスコープ
等に表示させることにより、オペレータはその画
面上で物標と雑音とを容易に識別することができ
る。これは前記ｋ乗による非線形の程度に応じ
て、雑音は微弱輝度の信号（一般に背景雑音とな
る信号）として、物標は強い輝度の信号として表
示されるから、この輝度の階調差により、オペレ
ータは両者の識別が容易に可能となる。
だし、ｋは実数）した非線形信号Ｚ Ｚ＝（σ2k） ……(12) を出力するものである。なお、非線形増幅回路５
０の具体例としては、ｋ＝２とした二乗増幅回路
などが知られている。非線形増幅回路５０から出
力される非線形信号Ｚは、第２図ｃに示すように
引算回路４０から出力される分散値σ2に比べて雑
音信号NSに対応する部分の変動が抑圧され、物
標信号OSに対応する部分が大きく増幅されてお
り、物標信号OSに対応する分散値σ2の検出、即
ち閾値の設定がさらに容易になる。この非線形信
号ｚは、そのままでＡスコープやPPLスコープ
等に表示させることにより、オペレータはその画
面上で物標と雑音とを容易に識別することができ
る。これは前記ｋ乗による非線形の程度に応じ
て、雑音は微弱輝度の信号（一般に背景雑音とな
る信号）として、物標は強い輝度の信号として表
示されるから、この輝度の階調差により、オペレ
ータは両者の識別が容易に可能となる。
次に、振幅強度Ｘが対数正規分布（Log−
Normal）を呈する場合について説明する。
Normal）を呈する場合について説明する。
受信信号Ｘに対して対数正規分布は、
となる。ここで、ｍは受信信号Ｘの中央値、ρは
平均値対中央値比で、 ρ＝〈Ｘ〉／ｍ ……(14) である。受信信号の平均値〈Ｘ〉は 〈Ｘ〉＝∫∞ 0Ｘ・Ｐ（Ｘ；ｍ，ρ）dX＝mρ……(15) 又、受信信号Ｘの二乗平均値〈Ｘ〉は、 〈X2〉＝∫∞ 0X2P（Ｘ；ｍ，ρ）dX＝m2ρ4 ……(16) となる。従つて分散値σ2は σ2＝〈X2〉−〈Ｘ〉2＝m2ρ2（ρ2−１） ……(17) となる。実際の回路においては、受信信号を線形
増幅した増幅信号Ｘの二乗平均値〈X2〉及び平
均値の二乗値〈Ｘ〉2は上述した値となるので、そ
の説明は省略する。
平均値対中央値比で、 ρ＝〈Ｘ〉／ｍ ……(14) である。受信信号の平均値〈Ｘ〉は 〈Ｘ〉＝∫∞ 0Ｘ・Ｐ（Ｘ；ｍ，ρ）dX＝mρ……(15) 又、受信信号Ｘの二乗平均値〈Ｘ〉は、 〈X2〉＝∫∞ 0X2P（Ｘ；ｍ，ρ）dX＝m2ρ4 ……(16) となる。従つて分散値σ2は σ2＝〈X2〉−〈Ｘ〉2＝m2ρ2（ρ2−１） ……(17) となる。実際の回路においては、受信信号を線形
増幅した増幅信号Ｘの二乗平均値〈X2〉及び平
均値の二乗値〈Ｘ〉2は上述した値となるので、そ
の説明は省略する。
受信信号の振幅強度が対数正規分布に従い、こ
の受信信号を線形増幅した場合の分散値σ2は、前
記第(17)式により示される。
の受信信号を線形増幅した場合の分散値σ2は、前
記第(17)式により示される。
ここで対数正規分布の雑音例として、波浪海面
からのシー・クラツタがあり、この場合の実測値
としてｍ＝1.3，ρ＝1.7の例がある。これらの実
測値を第(17)式に代入すると、雑音の分散値σ2 LNの
数値例は第(31)式で示される。
からのシー・クラツタがあり、この場合の実測値
としてｍ＝1.3，ρ＝1.7の例がある。これらの実
測値を第(17)式に代入すると、雑音の分散値σ2 LNの
数値例は第(31)式で示される。
σ2 LN≒9.2 ……(31)
また物標信号を線形増幅した例として、前記第
４図ａのOSの場合に、この数値例として第(30)
式で算出した分散値σ2 OS＝12を用いる。
４図ａのOSの場合に、この数値例として第(30)
式で算出した分散値σ2 OS＝12を用いる。
この対数正規分布の場合にも、第(30)式の物標
信号の分散値は、第(31)式の雑音信号の分散値よ
りも大きい。
信号の分散値は、第(31)式の雑音信号の分散値よ
りも大きい。
次にクラツタの受信振幅強度が物標のものに比
較してかなり大きく、線形増幅器では飽和してし
まう場合に、ダイナミツクレンジを広げるため、
本発明においても対数増幅器が用いられる。
較してかなり大きく、線形増幅器では飽和してし
まう場合に、ダイナミツクレンジを広げるため、
本発明においても対数増幅器が用いられる。
そしてクラツタの確率分布がレーレー分布に従
う場合には、その標準偏差が平均に比例するの
で、このクラツタを対数増幅した信号の分散値は
一定になるという性質がある。
う場合には、その標準偏差が平均に比例するの
で、このクラツタを対数増幅した信号の分散値は
一定になるという性質がある。
しかし、その後の研究により、レーダの送信パ
ルス幅を小さくすると、（即ち距離分解能を向上
させると）、クラツタの確率分布がレーレー分布
に従わないで、ワイブル分布や対数正規分布等の
別の分布になることが明らかとなつた。
ルス幅を小さくすると、（即ち距離分解能を向上
させると）、クラツタの確率分布がレーレー分布
に従わないで、ワイブル分布や対数正規分布等の
別の分布になることが明らかとなつた。
本発明はこのような任意分布のクラツタを対象
としているので、クラツタを対数増幅した信号の
分散値は、通常一定にならない。
としているので、クラツタを対数増幅した信号の
分散値は、通常一定にならない。
しかし受信信号を対数増幅した信号も、その分
散値を算出すると、物標の場合と雑音の場合で
は、その値に差があり、即ち前者の値は後者の値
より大きいので、この差を強調することにより物
標信号を識別している。
散値を算出すると、物標の場合と雑音の場合で
は、その値に差があり、即ち前者の値は後者の値
より大きいので、この差を強調することにより物
標信号を識別している。
なお、本実施例では信号増幅手段として線形増
幅回路１０を用いたが対数増幅回路を用いても良
い。受信信号がワイブル分布の場合、対数増幅回
路１０の出力Ｙは、 Ｙ＝a0ln（b0X） ……(18) となる。従つて、対数増幅信号Ｙの平均値〈Ｙ〉
は 〈Ｙ〉＝∫∞ 0a0ln（b0x）PC（Ｘ）dX ＝a0ln（b0b）−a0／Ｃγ ……(19) となる。ここでγはオイラー関数でγ＝0.5772…
である。又、対数増幅信号Ｙの二乗平均値〈Y2〉
は、 〈Y2〉＝∫∞ 0a0ln2（b0x）PC（Ｘ）dX ＝a0ln2（b0b） −2a2／0／Ｃln（b0b）γ ＋a2／0／C2（π2／６＋γ2） ……(20) である。従つて、分散値σ2は σ2＝〈Y2〉−〈Ｙ〉2 ＝a2／0／C2・π2／６ ……(21) となる。実際の回路では、二乗平均値〈Ｙ〉及び
平均値の二乗値〈Ｙ〉2はそれぞれ、 〈Y2〉＝１／ｎo 〓i=1 Y2 i ……(22) 〈Ｙ〉2＝（１／ｎo 〓i=1 Yi）2 ……(23) となり、分散値σ2は、 σ2＝〈Y2〉−〈Ｙ〉2 ＝１／ｎo 〓i=1 Yi−（１／ｎo 〓i=1 Yi）2 ……(24) となる。
幅回路１０を用いたが対数増幅回路を用いても良
い。受信信号がワイブル分布の場合、対数増幅回
路１０の出力Ｙは、 Ｙ＝a0ln（b0X） ……(18) となる。従つて、対数増幅信号Ｙの平均値〈Ｙ〉
は 〈Ｙ〉＝∫∞ 0a0ln（b0x）PC（Ｘ）dX ＝a0ln（b0b）−a0／Ｃγ ……(19) となる。ここでγはオイラー関数でγ＝0.5772…
である。又、対数増幅信号Ｙの二乗平均値〈Y2〉
は、 〈Y2〉＝∫∞ 0a0ln2（b0x）PC（Ｘ）dX ＝a0ln2（b0b） −2a2／0／Ｃln（b0b）γ ＋a2／0／C2（π2／６＋γ2） ……(20) である。従つて、分散値σ2は σ2＝〈Y2〉−〈Ｙ〉2 ＝a2／0／C2・π2／６ ……(21) となる。実際の回路では、二乗平均値〈Ｙ〉及び
平均値の二乗値〈Ｙ〉2はそれぞれ、 〈Y2〉＝１／ｎo 〓i=1 Y2 i ……(22) 〈Ｙ〉2＝（１／ｎo 〓i=1 Yi）2 ……(23) となり、分散値σ2は、 σ2＝〈Y2〉−〈Ｙ〉2 ＝１／ｎo 〓i=1 Yi−（１／ｎo 〓i=1 Yi）2 ……(24) となる。
次に、受信信号が対数正規分布の場合、対数増
回路１０の出力Ｙは、 Ｙ＝a0ln（b0X） ……(25) となる。従つて、対数増幅信号Ｙの平均値〈Ｙ〉
は、 〈Ｙ〉＝∫∞ 0a0ln（b0X）Ｐ（Ｘ；ｍ，ρ）dX ＝a0ln（b0m）） ……(26) 又、対数増幅信号Ｙの二乗平均値〈Ｙ〉2は、 〈Y2〉＝∫∞ 0a2 0ln（b2 0Ｘ）Ｐ（Ｘ；ｍ，ρ）dX ＝a2 0ln2（b0m）＋2a2 0lnρ ……(27) となる。従つて、分散値σ2は、 σ2＝〈Y2〉−〈Ｙ〉2＝2a2 0lnρ ……(28) となる。実際の回路においては、受信信号を対数
増幅した対数増幅信号Ｙの二乗平均値〈Y2〉及
び平均値の二乗値〈Ｙ〉2は第(36)式及び第(37)式
と同様であるのでその説明は省略する。
回路１０の出力Ｙは、 Ｙ＝a0ln（b0X） ……(25) となる。従つて、対数増幅信号Ｙの平均値〈Ｙ〉
は、 〈Ｙ〉＝∫∞ 0a0ln（b0X）Ｐ（Ｘ；ｍ，ρ）dX ＝a0ln（b0m）） ……(26) 又、対数増幅信号Ｙの二乗平均値〈Ｙ〉2は、 〈Y2〉＝∫∞ 0a2 0ln（b2 0Ｘ）Ｐ（Ｘ；ｍ，ρ）dX ＝a2 0ln2（b0m）＋2a2 0lnρ ……(27) となる。従つて、分散値σ2は、 σ2＝〈Y2〉−〈Ｙ〉2＝2a2 0lnρ ……(28) となる。実際の回路においては、受信信号を対数
増幅した対数増幅信号Ｙの二乗平均値〈Y2〉及
び平均値の二乗値〈Ｙ〉2は第(36)式及び第(37)式
と同様であるのでその説明は省略する。
受信信号の振幅強度がワイブル分布に従い、こ
の受信信号を対数増幅した場合の分散値σ2は前記
第(21)式により示される。
の受信信号を対数増幅した場合の分散値σ2は前記
第(21)式により示される。
この場合の雑音例として前記シー・クラツタを
考え、この場合の実測値としてＣ＝1.8，a0＝１
の例がある。これらの実測値を第(21)式に代入す
ると、雑音の分散値σ2 WLの数値例は第(32)式で示
される。
考え、この場合の実測値としてＣ＝1.8，a0＝１
の例がある。これらの実測値を第(21)式に代入す
ると、雑音の分散値σ2 WLの数値例は第(32)式で示
される。
σ2 WL≒0.5 ……(32)
また物標信号を対数増幅した例として、飽和し
た一様振幅の信号を想定すると、第４図ａのOS
の数値例を用いることができる。この場合の分散
値は第(30)式で算出したようにσ2 OS＝12であるの
で、物標信号の分散値は第(32)式の雑音信号の分
散値よりも大きい。
た一様振幅の信号を想定すると、第４図ａのOS
の数値例を用いることができる。この場合の分散
値は第(30)式で算出したようにσ2 OS＝12であるの
で、物標信号の分散値は第(32)式の雑音信号の分
散値よりも大きい。
次に、受信信号の振幅強度が対数正規分布に従
い、この受信信号を対数増幅した場合の分散値σ2
は前記第(28)式により示される。
い、この受信信号を対数増幅した場合の分散値σ2
は前記第(28)式により示される。
この場合の雑音例として前記波浪海面からのシ
ー・クラツタを考え、この場合の実測値としてρ
＝1.7，a0＝１の例がある。これらの実測値を第
（２８）式に代入すると、雑音の分散値σ2 LLの数値例
は第(32)式で示される。
ー・クラツタを考え、この場合の実測値としてρ
＝1.7，a0＝１の例がある。これらの実測値を第
（２８）式に代入すると、雑音の分散値σ2 LLの数値例
は第(32)式で示される。
σ2 LL＝1.1 ……(32)
同様に物標信号を対数増幅した例として、飽和
した一様振幅の信号を想定し、第４図ａのOSの
場合の分散値の数値例である第(30)式の値と比較
すると、物標信号の分散値は第(32)式の雑音信号
の分散値よりも大きい。
した一様振幅の信号を想定し、第４図ａのOSの
場合の分散値の数値例である第(30)式の値と比較
すると、物標信号の分散値は第(32)式の雑音信号
の分散値よりも大きい。
なお、本実施例ではワイブル分布及び対数正規
分布を呈する雑音信号から物標信号OSを識別す
る場合について説明したが、任意の分布を呈する
雑音信号であつても、同様に受信信号を線形増幅
又は対数増幅した信号の分散値を非線形演算する
ことにより、物標と雑音とを識別することができ
る。
分布を呈する雑音信号から物標信号OSを識別す
る場合について説明したが、任意の分布を呈する
雑音信号であつても、同様に受信信号を線形増幅
又は対数増幅した信号の分散値を非線形演算する
ことにより、物標と雑音とを識別することができ
る。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、振幅特性
が任意の分布を呈する雑音が混入している入力信
号を線形または対数増幅した信号の分散値を算出
し、さらに該分散値を非線形増幅した信号を出力
し、該非線形増幅信号を表示器に表示し、表示輝
度の階調差により雑音信号より物標信号を識別す
ることができる。
が任意の分布を呈する雑音が混入している入力信
号を線形または対数増幅した信号の分散値を算出
し、さらに該分散値を非線形増幅した信号を出力
し、該非線形増幅信号を表示器に表示し、表示輝
度の階調差により雑音信号より物標信号を識別す
ることができる。
第１図は本発明に係る物標信号識別装置のブロ
ツク図、第２図は受信信号の時間に対する変化、
分散値及び分散値をｋ乗した新たな分散値の説明
図、第３図は受信信号の時間に対する変化を示す
説明図、第４図は第２図ｂの信号を説明するため
の図である。 １０……線形増幅回路、２０……二乗平均値算
出手段、２１……二乗演算回路、２２，３１……
遅延回路、２３，３２……積算回路、２４，３３
……割算回路、３０……平均値の二乗値算出手
段、３４……二乗演算回路、４０……引算回路、
５０……非線形増幅回路。
ツク図、第２図は受信信号の時間に対する変化、
分散値及び分散値をｋ乗した新たな分散値の説明
図、第３図は受信信号の時間に対する変化を示す
説明図、第４図は第２図ｂの信号を説明するため
の図である。 １０……線形増幅回路、２０……二乗平均値算
出手段、２１……二乗演算回路、２２，３１……
遅延回路、２３，３２……積算回路、２４，３３
……割算回路、３０……平均値の二乗値算出手
段、３４……二乗演算回路、４０……引算回路、
５０……非線形増幅回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 任意の分布を呈する雑音が混入している入力
信号ｘから物標信号を識別する物標信号識別装置
において、 前記入力信号ｘを線形増幅または対数増幅する
信号増幅手段と、 前記信号増幅手段により増幅された出力信号Ｑ
の分散値σ2を算出する分散値演算手段と、 前記分散値σ2をｋ乗（ｋは任意の実数）した非
線形信号を出力する非線形演算手段とを備え、 前記非線形演算手段の出力信号を表示器に表示
することを特徴とする物標信号識別装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62001912A JPS63171379A (ja) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | 物標信号識別装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62001912A JPS63171379A (ja) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | 物標信号識別装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63171379A JPS63171379A (ja) | 1988-07-15 |
| JPH0520704B2 true JPH0520704B2 (ja) | 1993-03-22 |
Family
ID=11514793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62001912A Granted JPS63171379A (ja) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | 物標信号識別装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63171379A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4655766B2 (ja) * | 2005-06-10 | 2011-03-23 | 日本電気株式会社 | 信号検出方法及び信号検出装置 |
| JP2017049210A (ja) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | 株式会社東芝 | レーダ信号処理装置およびレーダ信号処理プログラム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS557554A (en) * | 1978-06-30 | 1980-01-19 | Murata Mfg Co Ltd | Dielectric thin film |
| JPS6128883A (ja) * | 1984-07-19 | 1986-02-08 | Matsuo Sekine | 物標信号検出装置 |
-
1987
- 1987-01-09 JP JP62001912A patent/JPS63171379A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS557554A (en) * | 1978-06-30 | 1980-01-19 | Murata Mfg Co Ltd | Dielectric thin film |
| JPS6128883A (ja) * | 1984-07-19 | 1986-02-08 | Matsuo Sekine | 物標信号検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63171379A (ja) | 1988-07-15 |
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