JPH05223919A

JPH05223919A - 信号処理装置

Info

Publication number: JPH05223919A
Application number: JP4037512A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Sugimoto; 多佳彦杉本; Takahiko Fujisaka; 貴彦藤坂; Yoshimasa Ohashi; 由昌大橋; Tomomasa Kondo; 倫正近藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-12-17
Filing date: 1992-02-25
Publication date: 1993-09-03

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明によるレ−ダ信号処理装置は、オペ
レ−タの操作に依らず、レ−ダの周囲状況の変化に適応
して信号処理パラメ−タを設定・変更し、オペレ−タの
負担を軽減し、また操作の習熟度に関係なく安定した不
要信号の除去を行うことを目的とする。【構成】レ−ダの受信信号から、地面、海面等により
反射されるクラッタ等の不要信号の状況を判定するため
に、状況判定部ではクラッタ抑圧回路、信号対雑音電力
比及び検出確率の改善を行う積分回路、及び、あるスレ
ッショルドレベル以上の信号を目標として検出する目標
検出回路の入出力からクラッタのドップラ−周波数、ク
ラッタの電力、クラッタの占有帯域幅等の特徴量を抽出
する。パラメ−タ設定部では、判定された状況に基づい
て最適な信号処理を行うためのパラメ−タを設定し、そ
れらに基づいてレ−ダ信号処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、入力信号に含まれる
不要信号を抑圧し、所望信号を抽出する信号処理装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下、レ−ダを例にとり、受信信号に含
まれる所望の信号以外の信号（不要信号）を抑圧し、目
標信号を検出するレ−ダ信号処理装置について説明す
る。レ−ダの受信信号には、本来検出すべき目標から反
射される信号以外に、地面、海面、雨などから反射され
た信号（クラッタ）または外部から入射された妨害信号
（ジャマ−）などの不要信号が含まれることがある。高
い検出率でもって目標を検出するためには、これら不要
信号を抑圧することが必要である。図１２はレ−ダ信号
処理装置を用いたレ−ダ装置の受信系の基本構成を示す
概念図であり、図において、１はアンテナ、２はアンテ
ナで受信された信号の周波数変換、帯域制限、検波、増
幅等を行なう受信機、３は受信機出力をアナログからデ
ィジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、４は不要信号を
抑圧することによって目標の検出率を高めるレ−ダ信号
処理装置、５はレ−ダ信号処理装置で検出された目標の
距離、方向等を表示する指示器である。イはアンテナか
ら照射されるビームの方向を指定する、ビーム指向角指
定信号である。

【０００３】従来のレ−ダ信号処理装置４には、例え
ば”ＧｕｙＶ．Ｍｏｒｒｉｓ；ＡＩＲＢＯＲＮＥＰ
ＵＬＳＥＤＤＯＰＰＬＥＲＲＡＤＡＲ，Ａｒｔｅｃ
ｈＨｏｕｓｅ、１９８８”に示されたものがある。図
１３は従来のレ−ダ信号処理装置４の基本構成を示す概
念図であり、図において、６は受信信号におけるクラッ
タを抑圧するクラッタ抑圧回路、７はＳ／Ｎ比（信号対
雑音比）および目標の検出確率の改善を行なう積分回
路、８はあるスレッショルドレベル以上の信号を目標と
判断して、目標の検出を行なう目標検出回路である。

【０００４】また、図１４はクラッタ抑圧回路６の構成
を示す概念図である。９は入力信号に対して、周波数軸
上特定の周波数分だけシフトさせるドップラ−補償回
路、１０は周波数０Ｈｚに遮断特性を持ち、前記ドップ
ラ−補償回路出力におけるゼロ周波数成分を抑圧するノ
ッチフィルタ、１１ａ、１１ｂは各々上記ドップラ−補
償回路およびノッチフィルタのオン／オフを切り替える
スイッチである。

【０００５】図１５はノッチフィルタの構成図である。
図において、１７は遅れ時間Ｔを持つバッファレジス
タ、１９は各バッファレジスタ出力と係数を乗ずる乗算
器、１８は各乗算器出力を累積する加算器であり、ロは
ノッチフィルタの特性を決めるフィルタ係数である。

【０００６】次に動作について説明する。送信機（図示
されていない）からアンテナ１に供給され、照射された
電波は、目標や地面、海面、雨等で反射し、反射信号は
再びアンテナ１で受信される。アンテナ１で受信された
信号は、受信機２で検波、帯域制限、利得制御、増幅等
をなされた後、Ａ／Ｄ変換器３でディジタル信号に変換
される。

【０００７】ディジタルに変換された受信信号は、レー
ダ信号処理装置４に送られる。レーダ信号処理装置４で
はまずクラッタ抑圧回路６でクラッタの抑圧を行う。ク
ラッタは地面、海面、雨等から反射されて帰って来る狭
帯域信号である。その電力は飛行機、車等から帰って来
る目標信号と比較して強大であるため、目標検出の妨げ
となる。この様な特性を持つクラッタを抑圧するため、
クラッタ抑圧回路６はまず、ドップラー補償回路９で入
力信号に対して、ｅｘｐ（−２πｆｄ・ｈＴ）ｆｄ：クラッタの中心周波数Ｔ：パルス繰返し周期ｈ：パルスヒット数を複素乗算することにより、クラッタの中心周波数分だ
け逆オフセットをかけ、ノッチフィルタ１０が遮断特性
を持つ周波数０Ｈｚにクラッタの中心周波数を一致させ
る。なお、ノッチフィルタ１０は図８に示すようなＦＩ
Ｒ（Finite Impulse Responce）フィルタで構成され
る。

【０００８】また、相手側航空機、車両やレ−ダサイト
などが自分の位置や存在あるいは自分の味方の位置や存
在を探知されないように、レ−ダ装置に対して発する妨
害信号も同様に目標検出の妨げとなるが、クラッタと同
様の性質を有するので同様の手段で除去することができ
る。

【０００９】次いで、積分回路７では、ＦＦＴ（Ｆａｓ
ｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いて時
間領域から周波数領域に変換し、信号の位相を考慮した
コヒ−レント積分を行うことにより、目標信号と受信機
２で発生する白色性雑音との電力比（以下Ｓ／Ｎ比と記
す）を改善する。目標信号は一定のドップラ−成分を有
するので、コヒ−レント積分を多く行うほど目標信号の
振幅と位相がベクトル的に合成され、目標信号の振幅の
レベルが大きくなり、いわゆる信号の「積み上げ」がな
される。一方、白色性雑音はその位相成分はパルスヒッ
トごとにランダムであるため、コヒ−レント積分を行っ
ても、上記積み上げはなされない。したがって、Ｓ／Ｎ
比が改善されることになる。目標検出回路８では、一定
のスレッショルドレベルを設定し、積分回路７の出力と
比較する。積分回路７の出力がスレッショルドレベルよ
り大きいとき、目標検出回路８はその信号を目標と判定
し、例えば「１」を出力、小さい場合は目標なしとして
「０」を出力する。

【００１０】レ−ダ信号処理装置４における目標検出結
果は、指示器５に送られ、距離、方位等の情報を表示す
る。レ−ダの操作員（オペレ−タ）は、指示器５を監視
し、状況を自分自身で判断し、目標の検出が行いやすい
ように、その時点でオペレ−タが最適と判断する信号処
理パラメ−タ例えば上記クラッタ抑圧回路６のオン・オ
フ、積分回路７のＦＦＴ点数、目標検出回路８のスレッ
ショルドレベル設定等をスイッチやキ−ボ−ド等により
設定する。このように設定することにより、クラッタや
妨害信号などの不要信号の存在にかかわらず、目標を検
出することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】

課題１．レ−ダの周囲状況は時々刻々と変化し、それに
伴いクラッタも変化するため、クラッタ等の不要信号を
抑圧し、所望する目標信号の検出を最大に保つためには
オペレ−タが常時指示器５を監視し、自身のもつ経験則
に照らし合わせて状況の変化を判断し、パラメ−タの設
定を行う必要があった。このため瞬時に変わる状況に追
従し切れず、場合によっては信号対クラッタ電力比（以
下Ｓ／Ｃ比と記す）の劣化を招くという問題点があっ
た。また、オペレ−タの経験の度合いによっても目標の
検出確率が変化する等の問題点があった。

【００１２】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、フィ−ドバックル−プを構成
し、状況の変化に対応して、あらかじめ定めておいた制
御ル−ルにより、自動的に信号処理パラメ−タ設定を行
うことのできる信号処理装置を得ることを目的とする。

【００１３】課題２．また、通常、クラッタには、アン
テナのメインローブビームが海面や地面等を照射して発
生するメインローブクラッタと、アンテナパターンのサ
イドローブによって生じるサイドローブクラッタがある
が、メインローブクラッタは、例えば航空機のようにレ
ーダのプラットホームが速度ｖで移動する場合、メイン
ローブクラッタの中心周波数ｆｄは、ｆｄ（θ1）＝（２ｖ／λ）・ｃｏｓθ１ λ ：送信波長 θ１：移動プラットホームの進行方向とビーム指向方向
との間の角度で表される。そしてビーム幅をΔθ0度とすると、ビー
ムが照射される範囲は、 θ1−Δθ0／２〜 θ1＋Δθ0／２となるため、帯域幅Bwは Bw（θ1）＝（２ｖ／λ）・｛ｃｏｓ（θ2−Δθ0／２） −ｃｏｓ（θ2＋Δθ0／２）｝となる。

【００１４】さらに、複数個の給電素子を配列すること
により構成され、ビーム指向角指定信号イで指定された
方向に位相合成によりビームを形成するアレーアンテナ
の場合は、ビームを走査する時、アンテナを機械的に動
かすのではなく、電気的に走査するため、ビーム方向が
アンテナ開口面に対して垂直な時のビーム幅をΔθ
（０）とすると、アンテナ開口面の垂直方向に対して、
ビーム指向方向がθ2 の時のビーム幅は Δθ（θ2）＝Δθ（０）／ｃｏｓθ2 となる性質をもつ。

【００１５】従って、アレーアンテナの場合はビーム指
向方向がθ2 の時、メインローブクラッタの中心周波数
及び帯域幅Bwはそれぞれｆｄ（θ2）＝（２ｖ／λ）・ｃｏｓθ2 Bw（θ2）＝（２ｖ／λ）・［ｃｏｓ｛θ2−Δθ（θ2）／２｝ −ｃｏｓ｛θ2＋Δθ（θ2）／２｝］で表される。すなわちビーム指向方向と、アンテナ開口
面の垂直方向との角度が大きくなるに従って、メインロ
ーブクラッタの帯域幅が大きくなるため、従来の様にノ
ッチフィルタのノッチ幅が一種で固定されていると、ビ
ーム指向角によっては、信号対クラッタ電力比（以下Ｓ
／Ｃと記す）の劣化を招き、目標信号の検出が困難にな
るいう問題点があった。

【００１６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ビームを走査することにより生
じるメインローブクラッタの変化に対応して、その都度
クラッタの抑圧性能を最大限にすることのできる信号処
理装置を得ることを目的としており、さらにハードウェ
ア量の増加を最小限にするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１、２及び３記載
の発明に係る信号処理装置は、入力信号に含まれる不要
信号の周波数分布の特徴または時間変化の特徴または空
間分布の特徴を抽出する状況判定手段と、上記状況判定
手段によって抽出された特徴に応じて上記不要信号を抑
圧するように処理を調整する処理調整手段を備えたもの
である。

【００１８】請求項４記載の発明に係る信号処理装置
は、信号処理装置の外部から不要信号の周波数分布また
は時間変化または空間分布に関する情報を受け、上記情
報から周波数分布の特徴または時間変化の特徴または空
間分布の特徴を抽出する状況判定手段と、上記状況判定
手段によって抽出された特徴に応じて上記不要信号を抑
圧するように処理を調整する処理調整手段を備えたもの
である。

【００１９】請求項５記載の発明に係る信号処理装置
は、状況判断手段として、クラッタ抑圧回路６の入力に
も積分回路7bを接続し、積分回路を並列に２系統にする
とともにクラッタ抑圧回路６の入力信号の周波数領域で
の特徴量を抽出する特徴量識別部とを備え、処理調整手
段として、その特徴量に対応して、信号処理パラメータ
を決定する制御部を新たに設け、フィードバックループ
を構成したものである。

【００２０】請求項６記載の発明に係る信号処理装置
は、クラッタ抑圧回路６における入力と出力を観測し、
各々の平均電力を求め、クラッタの有無と、クラッタ抑
圧回路６のクラッタ抑圧効果を判定する不要信号検出部
（検出手段の一例）を設けたものである。

【００２１】さらに、請求項７の発明に係る信号処理装
置は、フィードバックループを選択的に動作させる選択
手段として、クラッタ抑圧回路６の入力をコヒーレント
積分する積分回路7bの前段にスイッチを新たに設け、不
要信号検出部の判定結果により、積分回路7b、特徴量識
別部及び制御部のON ／OFFを行うようにしたものであ
る。

【００２２】請求項８記載の発明に係る信号処理装置
は、たとえば、複数個のクラッタ抑圧回路６を抑圧手段
として準備し、それぞれにことなる周波数特性を与え、
ビーム指向角指定信号イの制御によりフィルタ係数を切
換えるスイッチ（選択手段）を設けたものである。ある
いは、クラッタ抑圧回路６におけるノッチフィルタ10の
特性を決めるフィルタ係数を格納したフィルタ係数メモ
リ１５を複数個もち、ビーム指向角指定信号イの制御に
よりフィルタ係数を切換えるスイッチ（選択手段）で構
成される制御回路１４を設け、抑圧手段として、クラッ
タ抑圧回路６のノッチフィルタ１０に用いるＦＩＲフィ
ルタの係数を可変にしたものである。

【００２３】

【作用】請求項１〜４記載の発明における信号処理装置
は、周波数分布または時間変化または空間分布の変化に
対応して、状況判定手段が上記周波数分布の特徴または
時間変化の特徴または空間分布の特徴を抽出し、その状
況判定の結果に従い、処理調整手段において処理のパラ
メ−タ等の調整を行うものである。

【００２４】請求項５記載の発明における信号処理装置
は、クラッタ抑圧回路６の入力にも積分回路7bを接続す
ることにより、クラッタ抑圧回路６でなされる処理の影
響を受けない生の受信信号の周波数分布を、クラッタ抑
圧回路６出力の周波数分布と同時に得ることが可能とな
り、この積分回路7bと特徴量識別部１３と制御部１４と
によりフィードバックループを構成したことにより、オ
ペレータの追従しきれない状況の変化に対応して、その
時点で最適な信号処理を行なうためのパラメータの設定
及び変更が可能となる。

【００２５】請求項６記載の発明における信号処理装置
は、不要信号検出部（検出手段）を新たに設けることに
より、オペレータの追従しきれない状況の変化に対応し
て、クラッタの有無や、現在動作しているクラッタ抑圧
回路の特性が受信信号に重畳されているクラッタを十分
に抑圧しているかどうか、その効果を判定することが可
能となる。

【００２６】請求項７記載の発明における信号処理装置
は、選択手段として、たとえば、クラッタ抑圧回路６の
入力信号をコヒーレント積分する積分回路7bの前段にス
イッチを設け、不要信号検出部１２での判定結果を受け
て、積分回路7b、特徴量識別部１３及び制御部１４のON
／OFF を切換えることにより、処理演算量の大幅な低減
を図ることが可能となる。

【００２７】請求項８記載の発明における信号処理装置
は、ビーム指向角指定信号イを用いて、クラッタ抑圧回
路６の周波数遮断特性を切換えることにより、ビーム走
査によって生じるメインローブクラッタの帯域幅の変化
に対応して、最適なＳ／Ｃ比を得ることが可能となる。
また、クラッタ抑圧回路６の特性を決めるノッチフィル
タ１０に用いるＦＩＲフィルタの係数を可変にすること
により、複数個必要なクラッタ抑圧回路が１個でも、ビ
ーム走査によって生じるメインローブクラッタの帯域幅
の変化に対応して、最適なＳ／Ｃ比を得ることが可能と
なる。

【００２８】

【実施例】

実施例１．以下、請求項１、２、３記載の発明の一実施
例を図について説明する。図１において、１２はレ−ダ
信号処理装置４の構成要素であって、クラッタ抑圧回路
６、積分回路７および目標検出回路８の入出力にもとづ
き、クラッタ等の不要信号を観測してその周波数分布ま
たは時間変化または空間分布の特徴（周囲状況）を抽出
する状況判定部（状況判定手段の一例）、１３は前記状
況判定部１２によって判断されたレ−ダの周囲状況に対
応して信号処理パラメ−タ等を決定し、処理を調整する
パラメ−タ設定部（処理調整手段の一例）である。

【００２９】次に動作について説明する。図１におい
て、クラッタ抑圧回路６、積分回路７および目標検出回
路８の動作は従来例における動作と同様である。

【００３０】状況判定部１２には、クラッタ抑圧回路６
の効果を確認するためにクラッタ抑圧回路６の入力及び
出力、クラッタの周波数領域での特徴量を抽出するため
に積分回路７の出力、検出された目標の位置等を確認す
るため目標検出回路８の出力を入力する。

【００３１】図２にクラッタや妨害信号等の不要信号
（以下、クラッタ等という）の周波数領域での波形の一
例を示す。クラッタ等は、飛行機等の目標信号と比較し
て非常に大きく、最悪の場合、Ｓ／Ｃ比がマイナス数１
０ｄＢにまで至る大電力を持つ狭帯域な信号である。受
信信号にこのようなクラッタ等が重畳されている場合、
状況判定部１２では、積分回路７の出力にもとづいて、
周波数領域での分布を観測し、例えばパタ−ンマッチン
グやニュ−ラルネットワ−ク等に代表される識別手段に
より、図２に示すクラッタ等のピ−ク電力（Ｐ）、中心
周波数（ｆｄ）、帯域幅（Ｂ）等の特徴量を抽出し、レ
−ダの周囲状況、例えばクラッタ等の空間的な分布、そ
れらクラッタ等の上記特徴量、それらの時間的な変化に
ついて判断を行う。

【００３２】状況判定部１２でレ−ダの周囲状況を判断
した後、パラメ−タ設定部１３で、その状況に対応した
信号処理パラメ−タを、あらかじめ用意しておいた制御
ル−ルにしたがって設定する。

【００３３】上記の制御ル−ルにしたがったレ−ダ信号
処理装置の動作の一例を、図３のフロ−チャ−トを用い
て説明する。まず、ある信号について、ステップ１（以
下、ＳＴ１と略記する。ほかのステップについても同様
である）でクラッタ抑圧回路６におけるドップラ−補償
回路９のスイッチ１１ａおよびノッチフィルタ１０のス
イッチ１１ｂを、いずれも処理をバイパスするように設
定し、ドップラ−補償回路９とノッチフィルタ１０の処
理をどちらもオフとしておく。

【００３４】次にＳＴ２において、状況判定部１２で積
分回路７の入力および出力を利用して、周波数領域の状
況をチェックし、Ｐ、ｆｄ、Ｂ等の特徴量を抽出する。
これらの特徴量は、ノッチフィルタ１０において、それ
ぞれＰは遮断領域のふかさ、ｆｄは遮断領域の中心周波
数、Ｂは遮断領域の帯域幅にと、クラッタ抑圧回路の遮
断領域設定に用いられる。

【００３５】上記特徴量の抽出手段としては、単純には
周波数分布におけるピ−クを与える電力、周波数を求め
たり、一定のスレッショルドで周波数軸上の波形を切り
出し、その幅を求めることが考えられるが、そのほか
に、例えばクラスタ−分析を用いたパタ−ンマッチング
による方法、あるいはニュ−ラルネットワ−クを用いた
方法などが考えられる。

【００３６】ＳＴ３において、抽出された特徴量を得て
パラメ−タ設定部１３はスレッショルドレベルｘとＰを
比較し、Ｐ≧ｘの場合はクラッタと見なす。そしてクラ
ッタ等があると判断された場合は、ＳＴ４において、ｆ
ｄ≠０の時にはドップラ−補償回路９におけるスイッチ
１１ａをオンとし、遮断周波数をｆｄに一致させたう
え、ノッチフィルタ１０のスイッチ１１ｂをオンにし、
クラッタ等を除去する。また、Ｐ＜ｘの場合は、クラッ
タ等はなしとしてそのドップラ−補償回路９とノッチフ
ィルタ１０の処理は行わず、次の信号についてＳＴ１か
らの動作を繰り返す。

【００３７】次に、ＳＴ５ではクラッタ抑圧回路６の入
出力を用いて、時間領域での状況をチェックすることに
より、クラッタ抑圧回路６の効果を確認する。パラメ−
タ設定部１３は、クラッタ抑圧回路６の入出力を比較
し、（入力）＞（出力）であれば効果ありとしてクラッ
タ抑圧回路６の上記特徴量（パラメ−タ）による処理を
継続する。また、（入力）≦（出力）であれば効果はな
いと判断し、ＳＴ１に戻り、処理を繰り返す。この動作
を行うことにより、クラッタ抑圧回路６がオン状態にあ
るとき、状況判定部１２がクラッタ無しと誤った判断を
することを防ぐ。

【００３８】実施例２．なお、上記実施例では、クラッ
タ抑圧回路６が１個であったが、図４に示すように、ク
ラッタ抑圧回路６を縦列に２個接続し、上記実施例で説
明した制御ル−ルを同様に用いることにより、中心周波
数ｆｄ＝０である例えば地面からのクラッタと、風の影
響によりｆｄ≠０となる雨からのクラッタが同時に存在
するような状況において両方のクラッタを同時に抑圧す
ることが可能である。また、２個に限らず、複数個のク
ラッタ抑圧回路６を縦列に接続することにより、クラッ
タ抑圧回路の数と同数のクラッタを抑圧することができ
る。

【００３９】実施例３．次に、請求項４記載の発明の信
号処理装置について説明する。上記実施例１、２では、
状況判定をレ−ダの受信信号を用いて行っているが、レ
−ダ信号処理装置の外部からレ−ダ信号以外の情報を受
け、その情報を用いて行ってもよい。例えば、航空機に
搭載するレ−ダに本発明に係るレ−ダ信号処理装置を適
用する場合、クラッタ等のドップラ−周波数ｆｄはレ−
ダとクラッタ間の相対速度に依存するから、航空機自身
の速度の影響が大きく、またその存在位置は高度とレ−
ダビ−ムの方向による影響が大きいので、自機の速度情
報、高度情報、ビ−ム方向の情報を用いることが考えら
れる。これらの情報とレ−ダの送信周波数、送信繰り返
し周波数などのパラメ−タとから周囲状況を求めること
ができる。また、これらとレ−ダの受信信号を用いた状
況判定方法と組み合わせてもよい。

【００４０】実施例４．以下、請求項５、６、７の発明
の一実施例を図について説明する。図５において、１４
はクラッタの有無とクラッタ抑圧回路の効果を判定する
不要信号検出部、１５はクラッタ抑圧回路の入力に接続
された積分回路7bの出力より、クラッタ抑圧回路６の影
響を受けていない受信信号の例えば帯域幅や中心周波数
等の周波数領域での特徴量を抽出する特徴量識別部、１
６は、積分回路7bと特徴量識別部１５を有する状況判定
手段、１３は特徴量識別部が抽出したクラッタの特徴量
により、その時点で最適な信号処理を行なうためのパラ
メータ設定を行なう制御部（処理調整手段の一例）、そ
して、11c は不要信号検出部での判定結果を受けて、積
分回路7b、特徴量識別部及び制御部のON／OFF を切換え
るスイッチ（選択手段の一例）である。

【００４１】次に動作について説明する。図５におい
て、クラッタ抑圧回路６、積分回路７及び目標検出回路
８の動作は従来例と同様である。

【００４２】不要信号検出部１４では、クラッタ抑圧回
路６の入力と出力を観測し、それぞれの平均電力を算出
する。クラッタは上記したとおり、電力が大きいので、
まずクラッタ抑圧回路６入力の平均電力があるレベル以
上の場合をクラッタ有と判定する。クラッタ抑圧回路６
が入力されているクラッタを十分抑圧している場合に
は、クラッタ抑圧回路６が効果的に動作しているといえ
るので、クラッタ抑圧回路６の出力の平均電力と、要求
されるＳ／Ｃによってさだまるあるレベルとの比較によ
り、小であればクラッタ抑圧回路６の効果有、大であれ
ば効果無、と判定する。

【００４３】特徴量識別部１５では、クラッタ抑圧回路
６入力をコヒーレント積分する積分回路7bの出力より、
例えば、パターンマッチングやニューラルネットワーク
で代表される識別処理により、図２に示すクラッタのピ
ーク電力（Ｐ）、中心周波数（ｆｄ）、帯域幅（Ｂ）等
の特徴量を推定し、制御部１３に出力する。

【００４４】特徴量識別部１５でクラッタの特徴量を抽
出した後、制御部１３では、その特徴量を受けてクラッ
タを最適に抑圧するノッチフィルタ１０を決定する。ノ
ッチフィルタ１０はＦＩＲ(Finite impulse Responce）
フィルタで構成されており、制御部１３はクラッタ抑圧
回路６に対してノッチフィルタ１０の係数を指定する。

【００４５】上記制御部１３においてノッチフィルタを
決定する動作例を説明する。図６はノッチフィルタの周
波数特性の一例である。図において、ノッチ（遮断帯
域）はノッチ幅（Nw）とノッチの深さ（Nd）で規定され
る。このNwとNdは、抽出されたクラッタの特徴量ＰとＢ
で決められる。 Nw＝ａ×Ｂ Nd＝Ｐ＋ｃここで、ａ及びｃは、マージンであり、ユーザが得たい
Ｓ／Ｃ比によって、任意に設定する。また、特徴量識別
部１５で抽出されるパラメータのうち、fdについては、
従来例と同様、クラッタ抑圧回路６にあるドップラー補
償回路９に送り、ドップラー補償に用いる。

【００４６】上記に示した式を制御部１３に設定してお
くことにより、NwとNdが求まり、ノッチフィルタ１０の
係数も決まる。

【００４７】上記した特徴量識別部１５、制御部１３及
び積分回路7bのON／OFF を切換えるスイッチ11c の動作
例を、図４のフローチャートを用いて説明する。まず、
ＳＴ１でクラッタ抑圧回路６入力と出力の平均電力を求
める。そしてＳＴ２において、まずクラッタ抑圧回路６
入力の平均電力とあるスレッショルドTh1 との比較を行
う。（入力）＜Th1 であれば、ＳＴ３でクラッタ無と判
定する。（入力）≧Th1 であれは、ＳＴ４へ進む。

【００４８】ＳＴ４ではクラッタ抑圧回路６出力の平均
電力とスレッショルドTh2 との比較を行う。（出力）＜
Th2 であれば、ＳＴ５でクラッタ有の可能性大だが、ク
ラッタ抑圧回路６の効果有と判定する。（出力）≧Th2
であれは、ＳＴ６へ進む。

【００４９】クラッタは、照射された電波が海面や地面
等に反射することにより生じるため一般に距離方向に広
がりをもって分布するが、一方、航空機や車等を目標と
すると大きさが、送信パルスで規定される距離分解能以
下となり距離方向に広がりを持たない。従ってＳＴ６で
は、クラッタ抑圧回路６入力の平均電力における距離方
向の広がりＮｒとスレッショルドTh3 との比較を行う。
Ｎｒ＜Th3 であれば、広がりは無く、電力の大きい目標
信号があるとＳＴ７で判定する。また、Ｎｒ≧Th3 であ
れば、距離方向に広がりがあるので、ＳＴ８において、
クラッタ有でかつクラッタ抑圧回路も効果が無と判定す
る。

【００５０】ＳＴ３、ＳＴ５、ＳＴ７で、それぞれ「ク
ラッタ無」、「クラッタ判定回路効果有」「目標信号
有」と判定された場合、クラッタ抑圧回路６は現状すな
わち、OFF ならOFF のまま、ONならノッチフィルタの特
性を変更する必要がなく、フィードバックループにより
パラメータの設定を変更しない。従って、ＳＴ９にてス
イッチ11c をOFF にする。

【００５１】一方、ＳＴ８においては、「クラッタ有か
つクラッタ抑圧回路６の効果無」と判定されるので、ク
ラッタ抑圧回路６のノッチフィルタ１０の特性を、現在
入力されているクラッタの特性に対応させる必要があ
る。従って、スイッチをONとして、フィードバックルー
プにより信号処理パラメータの設定を変更する。

【００５２】以上のように、この実施例は、レーダの受
信信号から、地面、海面、雨等により反射されて生じる
不要信号（クラッタ）を抑圧するクラッタ抑圧回路と、
該クラッタ抑圧回路出力を入力してコヒーレント積分を
行い、信号を時間領域から周波数領域に変換してＳ／Ｎ
比及び検出確率の改善を図る積分回路と、該積分回路出
力から、あるスレッショルドレベル以上の信号を目標と
判断して目標を検出する目標検出回路とで構成されるレ
ーダ信号処理装置において、上記クラッタ抑圧回路の入
出力を観測し、不要信号の有無と該クラッタ抑圧回路の
効果の有無を判定し、その判定結果を出力する不要信号
検出部を付加したことを特徴とする。

【００５３】また、上記クラッタ抑圧回路の入力信号を
周波数領域に変換し、クラッタ抑圧回路での処理の影響
を受けない受信信号の周波数分布を求め、その求められ
た周波数分布を受信信号の特徴量の抽出に用いるために
出力する積分回路を付加したことを特徴とする。

【００５４】また、上記クラッタ抑圧回路の入力に接続
された積分回路からの出力を観測し、上記クラッタ抑圧
回路に入力される受信信号の周波数領域での特徴量を抽
出する特徴量識別部と、特徴量識別部により抽出された
特徴量と上記不要信号検出部出力を入力して、上記クラ
ッタ抑圧回路、クラッタ抑圧回路の入力と出力に各々接
続された積分回路及び目標検出回路のON／OFF 及びパラ
メータの設定を行う制御部を付加し、制御部より前記し
た各回路に指令信号を出力することによりフィードバッ
クループを構成したことを特徴とする。

【００５５】さらに、上記不要信号検出部での不要信号
有無と上記クラッタ抑圧回路の効果有無の判定結果を受
けて、上記クラッタ抑圧回路の入力に接続された積分回
路、特徴量識別部及び制御部のON／OFF を制御するスイ
ッチを上記積分回路の前段に付加したことを特徴とす
る。

【００５６】実施例５．上記実施例においては、スイッ
チ１１Ｃによりフィードバックループを選択的に動作さ
せる場合を示したが、スイッチは選択手段の一例であ
り、選択手段は、スイッチによるものでなくてもよい。
たとえば、電源のオン・オフや回路の変更等であっても
よい。あるいは、ソフトウェアによる切り替え動作によ
り行ってもよい。

【００５７】実施例６．以下、請求項８記載の発明の一
実施例を図について説明する。図８は、本発明であるレ
ーダ信号処理装置４を用いた、レーダ装置の一例であ
る。従来のレーダではアンテナ１のみにビーム指向角指
定信号イが入力されているが、図８においては、アンテ
ナ１に加え、レーダ信号処理装置４にもビーム指向角指
定信号イが入力される。また、図９において、１１ｄは
ビーム指向角指定信号イの制御で複数個あるクラッタ抑
圧回路６出力を切換えるスイッチである。

【００５８】次に動作について説明する。図９におい
て、積分回路７及び目標検出回路８の動作は従来例と同
様である。クラッタ抑圧回路６を複数個準備し、メイン
ローブクラッタが殆ど発生しない上方へビームを走査す
るのか、もしくは下方の地面や海面へ向けてビームを照
射するのか等レーダの運用等で予め想定される複数種の
クラッタに対応してそれぞれのクラッタを抑圧しうる周
波数遮断特性を各クラッタ抑圧回路に与える。例えばク
ラッタの帯域幅に合わせて、クラッタ抑圧回路６の遮断
帯域幅を決める。そして各クラッタ抑圧回路６出力は、
ビーム指向角指定信号イの制御により、スイッチ１１ｄ
で選択する。

【００５９】以上のように、この実施例はレーダの受信
信号から、地面、海面、雨等により反射されて生じる不
要信号（クラッタ）を抑圧するクラッタ抑圧回路を構成
要素としてもつ信号処理装置において、周波数特性の異
なるクラッタ抑圧回路を複数個用意し、アンテナビーム
の指向角指定信号を利用して、ビーム指向角によって、
上記クラッタ抑圧回路の周波数特性を切換えることを特
徴とする。

【００６０】実施例７．なお、上記実施例６では、図９
に示すように、複数個のクラッタ抑圧回路６を準備し、
これらの出力を切換えたが、図１０に示すように、制御
回路を付加することにより、単数のクラッタ抑圧回路６
で実施例６と同様の効果が得られる。以下、この発明の
一実施例を図について説明する。図１０において、２０
はビーム指向角指定信号イによってクラッタ抑圧回路６
のノッチフィルタ１０の周波数特性を切換える制御回路
である。

【００６１】図１１は、制御回路２０とクラッタ抑圧回
路６の構成図である。図１１において、２１はノッチフ
ィルタの特性を決めるフィルタ係数を格納するフィルタ
係数メモリ、１１ｅはビーム指向角指定信号イの制御に
より複数個あるフィルタ係数メモリ１６の出力を選択す
るスイッチである。

【００６２】次に動作について説明する。図１０におい
て、積分回路７及び目標検出回路８の動作は従来例と同
様である。

【００６３】図１１において、制御回路２０は、複数個
のフィルタ係数メモリ２１を持つ。このフィルタ係数メ
モリ２１には、各々メインローブクラッタの帯域幅に応
じて、ノッチフィルタ１０のノッチ幅を設定するＦＩＲ
フィルタの係数が格納しており、ビーム指向角θ２が
大きくなる程、ノッチフィルタ１０のノッチ幅を広くす
る係数を保持するフィルタ係数メモリ２１が選択され
る。

【００６４】以上のように、この実施例は、クラッタ抑
圧回路の、複数種の周波数特性を決める各周波数特性に
対応したノッチフィルタの係数を各々格納する複数個の
フィルタ係数メモリと、該フィルタ係数メモリの出力を
切換えるスイッチとで構成される制御回路を付加したこ
とを特徴とする。

【００６５】この例によれば、上記に示したように、ノ
ッチフィルタ１０のノッチ幅を複数種のフィルタ係数に
より準備し、ビーム指向角指定信号イを複数個準備され
たフィルタ係数メモリ２１の選択信号に用いてノッチ幅
を選択することにより、メインローブクラッタの帯域幅
の変化に対応することができる。

【００６６】実施例８．また、図１１においては、複数
個のフィルタ係数メモリ２１の出力をスイッチで選択し
切換えたが、単数で大容量のメモリ空間を、所望するノ
ッチフィルタの種類分に領域分割し、ビーム指向角指定
信号イをメモリのアドレス信号に用いることによっても
同様の動作を行う。

【００６７】

【発明の効果】以上のように請求項１〜４記載の発明に
よれば、信号処理装置を、周囲状況の変化を判断し一定
の制御ル−ルに基づいて信号処理パラメ−タを設定する
ように構成したので、刻々かわる状況に応答でき、ま
た、オペレ−タの経験の度合いに関係なく安定にクラッ
タ等の抑圧することができる。

【００６８】また、請求項５〜７記載の発明によれば、
信号処理装置を、オペレータが追従しきれないレーダの
周囲状況の変化を判断し、予め用意した制御ルールに基
いて信号処理パラメータを設定するように構成したの
で、オペレータが常時指示器を監視する必要がなく、瞬
時に変わる状況に即座に応答でき、オペレータの経験の
度合いに関係なく安定したクラッ、タ抑圧性能、目標検
出性能等が得られる効果がある。

【００６９】また、請求項８記載の発明によれば、信号
処理装置を、ビーム指向角指定信号の制御により、抑圧
特性を選択するように構成したので、ビーム走査により
変化するメインローブクラッタの帯域幅に適応して、安
定したクラッッタ抑圧性能、目標検出性能がえられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるレ−ダ信号処理装置
の構成を示す概念図である。

【図２】クラッタ等の周波数領域における波形の一例を
示す図である。

【図３】この発明の一実施例によるレ−ダ信号処理装置
の動作を示すフロ−チャ−ト図である。

【図４】この発明の他の実施例によるレ−ダ信号処理装
置の構成を示す概念図である。

【図５】この発明の一実施例によるレーダ信号処理装置
を示す基本構成図である。

【図６】この発明の実施例で用いるノッチフィルタの周
波数特性の一例図である。

【図７】この発明によるレーダ信号処理装置の実施例の
動作を示すフローチャート図である。

【図８】この発明の実施例によるレーダ信号処理装置を
用いたレーダの構成図の一例である。

【図９】この発明の一実施例によるレーダ信号処理装置
を示す基本構成図である。

【図１０】この発明の一実施例によるレーダ信号処理装
置を示す基本構成図である。

【図１１】この発明の一実施例における制御回路の構成
とノッチフィルタの構成を示す図である。

【図１２】従来のレーダ信号処理装置を用いたレーダ装
置の構成の一例図である。

【図１３】従来のレーダ信号処理装置を示す基本構成図
である。

【図１４】クラッタ抑圧回路の構成図である。

【図１５】ノッチフィルタの構成図である。

【符号の説明】

１アンテナ２受信機３Ａ／Ｄ変換器４レ−ダ信号処理装置５指示器６クラッタ抑圧回路７積分回路８目標検出回路９ドップラ−補償回路１０ノッチフィルタ１１スイッチ１２状況判定部１３パラメ−タ設定部／制御部１４不要信号検出部１５特徴量識別部１６状況判定手段１７バッファレジスタ１８乗算器１９加算器２０制御回路２１フィルタ係数メモリイビーム指向角指定信号ロフィルタ係数

フロントページの続き (72)発明者近藤倫正鎌倉市大船五丁目１番１号三菱電機株式会社電子システム研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号に含まれる信号であって所望の
信号以外の信号を抑圧することによって所望の信号を抽
出し、上記所望の信号に含まれる情報の検出率を高める
信号処理装置において、上記所望の信号以外の信号の周
波数軸上の分布の特徴を抽出する状況判定手段と、上記
状況判定手段によって抽出された上記特徴に応じて上記
所望の信号以外の信号を抑圧するように処理を調整する
処理調整手段を備えたことを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】状況判定手段において抽出する特徴を上
記所望の信号以外の信号の時間変化の特徴としたことを
特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
【請求項３】状況判定手段において抽出する特徴を上
記所望の信号以外の信号の空間分布の特徴としたことを
特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
【請求項４】外部から所望の信号以外の信号の周波数
軸上の分布または時間変化または空間分布に関する情報
を受け、上記情報から上記周波数軸上の分布の特徴また
は上記時間変化の特徴または上記空間分布の特徴を抽出
する状況判定手段と、上記状況判定手段によって抽出さ
れた上記特徴に応じて上記所望の信号以外の信号を抑圧
するように処理を調整する処理調整手段を備えたことを
特徴とする信号処理装置。
【請求項５】状況判定手段は、所望の信号以外の信号
を抑圧する前の入力信号を用いて、所望の信号以外の信
号の周波数軸上の分布の特徴を抽出することを特徴とす
る請求項１記載の信号処理装置。
【請求項６】所望の信号以外の信号を抑圧する前と後
の信号に基づいて、所望の信号以外の信号の有無と抑圧
効果の有無を判定する検出手段を備えたことを特徴とす
る請求項１記載の信号処理装置。
【請求項７】検出手段の判定結果に基づいて、状況判
定手段及び処理調整手段を選択的に動作させる選択手段
を有することを特徴をする請求項６記載の信号処理装
置。
【請求項８】入力信号に含まれる信号であって所望の
信号以外の信号を抑圧することによって所望の信号を抽
出し、上記所望の信号に含まれる情報の検出率を高める
信号処理装置において、複数の異なる抑圧特性で信号を
抑圧する抑圧手段と、入力信号の指向角に基づいて、上
記抑圧手段の抑圧特性を選択する選択手段を備えたこと
を特徴とする信号処理装置。