JPH0666927A - レーダ信号処理装置 - Google Patents

レーダ信号処理装置

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JPH0666927A
JPH0666927A JP4223897A JP22389792A JPH0666927A JP H0666927 A JPH0666927 A JP H0666927A JP 4223897 A JP4223897 A JP 4223897A JP 22389792 A JP22389792 A JP 22389792A JP H0666927 A JPH0666927 A JP H0666927A
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JP
Japan
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signal
pdi
value
amplitude
cfar
Prior art date
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Pending
Application number
JP4223897A
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English (en)
Inventor
Chieko Nasu
智恵子 那須
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 CFAR処理の入力段における実際の不要信
号の分散値を算出し、ある一定の値と比較した結果によ
りPDI回数を制御することを目的とする。 【構成】 CFAR処理の結果、目標信号が検出されな
かった不要信号のみの領域の信号の分散値を算出する分
散算出部15と、この分散値をある一定の値と比較する
比較器20と、比較結果によりPDI回数を制御するP
DI回数制御部21より主に構成される。 【効果】 CFAR処理の入力段における実際の不要信
号の分布が理論的な分布からずれている場合でもPDI
回数を制御することにより、誤警報確率を要求値以下に
押えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、PDI(Post D
etect Integration)処理により目標
信号対雑音比を改善した後、不要信号に埋もれた目標信
号をCFAR(Constant False Ala
rm Rate)処理により検出するレーダ信号処理装
置、例えば航空機搭載用捜索または追尾レーダのレーダ
信号処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来のレーダ信号処理装置の構
成図である。図において、1はレーダ信号処理装置に入
力される複素信号の振幅を検出する振幅検波部、2は振
幅検波部1の出力である振幅値を積分した後平均するP
DI部、3は平均された振幅値より目標信号を検出する
CFAR(Constant False Alarm
Rate)処理部である。また、CFAR処理部の構成
として、図4では例えばCA−CFAR(Cell A
veraging Constant False A
larm Rate)の場合について示している。4は
そのデータが目標信号であるか不要信号であるかを判定
する注目セルについて振幅値を保持するレジスタ、5は
注目セルの前後の各々(M/2)(ここで、M:ガード
セル数)個ずつのガードセルについて振幅値を保持する
レジスタ群、6はさらにガードセルの外側に設けられた
各々(N/2)(ここで、N:リファレンスセル数)個
ずつのリファレンスセルについてその振幅値を保持する
レジスタ群、7はリファレンスセルの振幅値の和をとる
加算器、8はリファレンスセルの振幅値の和に係数(k
1/N)(ここで、k1:CFARスレッショルド係
数)を掛ける乗算器、9は注目セル4の振幅値と乗算器
8の出力とを大小比較する比較器である。
【0003】従来の装置は上記のように構成され、振幅
検波部1において複素信号の実部および虚部を用いて検
出された信号の振幅はPDI部に入力される。図5にP
DI部の処理概念を示す。図において、33はPDI処
理前のパルスヒット毎の振幅値、34はレンジビン毎の
振幅値をパルスヒット間で積分した後平均したPDI処
理結果の振幅値である。図5に示すように、PDI部2
では相関のある位置、例えば同一レンジビンに関して振
幅値の平均を取ることにより目標信号対雑音比を改善す
る効果がある。PDI処理後、CFAR処理部3では次
式に示す演算により不要信号に埋もれた目標信号を検出
する。
【0004】
【数1】
【0005】図6はCFAR処理の原理を示す図であ
る。図中のグラフの横軸は信号の振幅を示し、縦軸は各
振幅における確率密度を示す。図において、22は不要
信号の確率密度関数、23は(目標信号+不要信号)の
確率密度関数、24は不要信号の振幅平均値m、25は
不要信号の振幅平均値mにスレッショルド係数k1を掛
けたスレッショルド、斜線部の26は不要信号がスレッ
ショルドを超えて検出される確率、すなわち誤警報確率
Pfaを示す。
【0006】ここで、例えば振幅検波の方式をリニア検
波方式とし、PDI回数をNPDI 回、CFAR方式をリ
ファレンスセル数NCFAR、ガードセル数MCFARのCA−
CAFR方式とする。振幅検波に入力される複素信号の
実部および虚部の確率密度関数が共に平均がゼロ、分散
がσのガウス分布とすると、リニア検波後の確率密度関
数は平均が(π/2)1/2 σ、分散が(2−π/2)σ
2 のレイリー分布となり、さらにPDI処理後の確率密
度関数は次式のようにガウス分布で近似される。
【0007】
【数2】
【0008】従って、不要信号の振幅が図6におけるス
レッショルド25を超えて、誤って検出される誤警報確
率26は次式のように表わされる。この式からわかるよ
うに誤警報確率26はCFARスレッショルド係数k
1、振幅検波の入力信号の実部および虚部の分散値σお
よびPDI回数NPDI のみに依存し、従ってσが一定で
あれば誤警報確率26は一定に保たれることになる。
【0009】
【数3】
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来において、振幅検
波に入力される複素信号の実部および虚部の確率密度は
ガウス分布に従い、またPDI処理の確率密度もまたガ
ウス分布で近似されるという前提によって、誤警報確率
が一定のもとで目標信号が検出されるとしていたが、受
信機雑音がガウス分布であっても振幅検波処理の前段に
おけるその他の信号処理、例えば有色雑音を抑圧・除去
する処理を行った場合、雑音の分布が崩れてしまうこと
がある。また、有色雑音を抑圧・除去する処理を行って
も有色雑音の消え残りが存在する場合には不要信号の分
布はガウス分布からはずれてしまう。さらにまた、有限
個のデータの平均によるPDI処理後の分布がガウス分
布に従うとしているのもあくまでも近似であって、特に
平均数が少ない場合には分布はより大きくはずれてしま
う。従って、実際にPDI処理後の分布がガウス分布か
らはずれた場合には、CFAR処理による誤警報は数3
によるPfaより増加していた。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明に係るレーダ信
号処理装置は、PDI処理の出力信号のうちCFAR処
理で検出されなかった範囲の信号について分散をもと
め、その値が一定のレベル以上の場合には、PDI回数
を増やす手段を設けたものである。
【0012】
【作用】この発明においては、実際の不要信号の分布を
検出しPDI回数を変化させることにより、誤警報の発
生を一定の確率以下に押えることができる。
【0013】
【実施例】
実施例1.図1は、この発明による一実施例の全体構成
図である。図中1から9は上記従来装置と同一のもので
ある。10は注目セルにおけるCFAR検出結果をガー
ドセル数分ディレイするレジスタ群、11はCFAR処
理部3の検出結果およびレジスタ群10の各レジスタの
出力の論理和をとる論理和演算子、12は論理和演算子
11の出力である”1”、”0”を反転するインバー
タ、13は処理を行う全データ数よりインバータ12の
出力が”0”となる回数を減算するダウンカウンタ、1
4は注目セルにおいて目標信号が検出された場合には注
目セルおよびその前後のガードセルの振幅値を保持せず
にそれ以外のデータを保持するレジスタ、15はレジス
タ14に保持されるデータの分散値を算出する分散算出
部である。分散算出部15の内部は、16がレジスタ1
4に保持されるデータの2乗和を求める2乗和算出部、
17がレジスタ14に保持されるデータの和を求める和
算出部、18がレジスタ14に保持されるデータの2乗
平均値および平均値を求めるために2乗和算出部16お
よび和算出部17の出力をダウンカウンタ13の出力で
割る除算器、19が2乗平均値より平均値の2乗を引く
ことにより分散を求める加算器である。20は分散算出
部15の出力を定数k2と比較し、分散算出部15の出
力である分散値の方が大きい場合には”1”を出力し、
分散値の方が小さい場合には”0”を出力する比較器、
21は比較器20の出力が”1”であった場合に、次の
PDI処理におけるPDI回数を増やすPDI回数制御
部である。
【0014】このレーダ信号処理装置の動作を図2を用
いて説明する。PDI部2の出力波形を図2(a)とし
て、レンジビン毎にサンプリングした離散データは図2
(b)のようになる。これに対しCFAR処理結果をガ
ードセル数分拡張した論理和演算子11の出力は図2
(c)のように、図2(a)において目標信号が存在す
る範囲は”0”が出力され、不要信号のみが存在する範
囲は”1”が出力される。その結果、レジスタ14では
図2(d)のように、図2(b)のデータのうち図2
(c)で”1”となっている部分のみ保持される。そし
て、分散算出部15では図2(e)に示す範囲について
データの分散値を算出する。分散算出部15で算出され
た分散値は比較器20でスレッショルドk2、例えば数
3におけるPfaと比較され、スレッショルドk2より大
きい場合にはPDI回数制御部20でPDI回数が増加
される。
【0015】その結果において、PDI部2の出力にお
ける不要信号の確率密度とCFAR処理部3の出力にお
ける誤警報確率の関係を図3に示す。図3(a)はPD
I回数制御前の誤警報確率を示す図、図3(b)はPD
I回数制御後の誤警報確率を示す図である。図におい
て、22、23、25、26は図6と同一のものであ
り、不要信号と(目標信号+不要信号)の理想的な確率
密度関数およびスレッショルドと誤警報確率の関係を示
す。これに対し、27はPDI回数を制御する前の実際
の不要信号の確率密度関数、28はPDI回数を制御す
る前の実際の(目標信号+不要信号)の確率密度関数、
29はPDI回数を制御する前の実際の誤警報確率、3
0はPDI回数を制御した後の不要信号の確率密度関
数、31はPDI回数を制御した後の(目標信号+不要
信号)の確率密度関数、32はPDI回数を制御した後
の誤警報確率であり、実際の誤警報確率29より減少し
理想的な誤警報確率26以下になるよう制御が働いてい
ることがわかる。
【0016】
【発明の効果】この発明は、以上説明した通り、CFA
R処理によって目標信号が検出されなかった部分の不要
信号の分散値を算出しある一定の値と比較することによ
りPDI回数を制御し誤警報確率を要求値以下に押える
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示すレーダ信号処理装置
の全体構成図である。
【図2】この発明によるレーダ信号処理装置の動作説明
図である。
【図3】この発明によるレーダ信号処理装置の原理の説
明図である。
【図4】従来のレーダ信号処理装置の全体構成図であ
る。
【図5】PDI処理の概念を説明する図である。
【図6】従来のレーダ信号処理装置の原理を説明する図
である。
【符号の説明】
1 振幅検波部 2 PDI部 3 CFAR処理部 4 注目セルのレジスタ 5 ガードセルのレジスタ群 6 リファレンスセルのレジスタ群 7 加算器 8 乗算器 9 比較器 10 レジスタ群 11 論理和演算子 12 インバータ 13 ダウンカウンタ 14 レジスタ 15 分散算出部 16 2乗和算出部 17 和算出部 18 除算器 19 加算器 20 比較器 21 PDI回数制御器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 捜索または追尾レーダにおいて、入力さ
    れる複素信号の実部および虚部のデータより信号の振幅
    を検出する振幅検波部と、目標信号対雑音比の改善を目
    的とし信号の振幅値を積分した後平均するPDI(Po
    st Detect Integration)部と、
    前記PDI部の出力を入力とし、不要信号を誤って検出
    する誤警報確率を一定に保ちつつ不要信号に埋もれた目
    標信号を検出するCFAR(Constant Fal
    se Alarm Rate)処理部と、前記CFAR
    処理部において目標信号を検出した回数を全処理データ
    数より減算するダウンカウンタと、全処理データのうち
    CFAR処理において目標信号として検出されない不要
    信号について振幅の分散値を算出する分散算出処理部
    と、前記分散算出処理部の出力をある一定値と比較する
    比較器と、前記比較器の比較結果において不要信号の振
    幅の分散値の方が大きい場合には前記PDI部における
    積分数を増やす制御を行うPDI回数制御部とを備えた
    ことを特徴とするレーダ信号処理装置。
JP4223897A 1992-08-24 1992-08-24 レーダ信号処理装置 Pending JPH0666927A (ja)

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JP4223897A JPH0666927A (ja) 1992-08-24 1992-08-24 レーダ信号処理装置

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ID=16805422

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JP4223897A Pending JPH0666927A (ja) 1992-08-24 1992-08-24 レーダ信号処理装置

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JP (1) JPH0666927A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012225825A (ja) * 2011-04-21 2012-11-15 Hino Motors Ltd レーダ装置、バス、および乗客移動検出方法、並びにプログラム
JP2015125118A (ja) * 2013-12-27 2015-07-06 三菱電機株式会社 目標検出装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012225825A (ja) * 2011-04-21 2012-11-15 Hino Motors Ltd レーダ装置、バス、および乗客移動検出方法、並びにプログラム
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