JPH08201516A - 逆フィルタ処理回路 - Google Patents
逆フィルタ処理回路Info
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- JPH08201516A JPH08201516A JP7032838A JP3283895A JPH08201516A JP H08201516 A JPH08201516 A JP H08201516A JP 7032838 A JP7032838 A JP 7032838A JP 3283895 A JP3283895 A JP 3283895A JP H08201516 A JPH08201516 A JP H08201516A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 逆フィルタ処理回路で雑音助長効果を抑制し
ながら分解能を十分に向上させる。 【構成】 ウイーナ係数αの値を小さく設定した伝達関
数Ｈａ（ｓ）を用いる逆フィルタ処理回路と、このαの
値を大きく設定した伝達関数Ｈａ（ｓ）を用いる逆フィ
ルタ処理回路とにより別々に逆フィルタ処理を行い、互
いに対応する２つの処理結果から出力値を決定する。
ながら分解能を十分に向上させる。 【構成】 ウイーナ係数αの値を小さく設定した伝達関
数Ｈａ（ｓ）を用いる逆フィルタ処理回路と、このαの
値を大きく設定した伝達関数Ｈａ（ｓ）を用いる逆フィ
ルタ処理回路とにより別々に逆フィルタ処理を行い、互
いに対応する２つの処理結果から出力値を決定する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁波又は音波（超音
波を含む）のパルス波が物標から反射されることで生成
したエコーの距離分解能、方位分解能を向上させるため
に使用する逆フィルタ処理回路の改善に関するものであ
る。なお、この種の逆フィルタ処理回路は、レーダ，ソ
ナー，水平垂直魚群探知機，医療用診断装置，地中探知
装置などに応用されるが、以下、レーダについて説明す
る。
波を含む）のパルス波が物標から反射されることで生成
したエコーの距離分解能、方位分解能を向上させるため
に使用する逆フィルタ処理回路の改善に関するものであ
る。なお、この種の逆フィルタ処理回路は、レーダ，ソ
ナー，水平垂直魚群探知機，医療用診断装置，地中探知
装置などに応用されるが、以下、レーダについて説明す
る。
【０００２】
【従来の技術】逆フィルタ処理回路の改善に関する先行
技術としては、本願出願人が先に出願した特願平６−１
９８９３０号「逆フィルタ処理回路」（以下、先出願と
いう）がある。以下、逆フィルタ処理の原理について簡
単に説明する。エコーに関連する物標の反射面の真の分
布をｘ（ｔ）とすると、この分布は位置の関数である
が、レーダ波の伝搬速度またはその指向性の変化速度を
基準にして時間ｔの関数として表すことができる。レー
ダ受信部出力段（すなわち、逆フィルタ処理回路入力
段）のエコー信号をｙ（ｔ）とし、ｘ（ｔ）が伝達関数
Ｈ（ｓ）を通過することによってｘ（ｔ）からｙ（ｔ）
に変化したと仮定すると、Ｙ（ｓ）＝Ｈ（ｓ）Ｘ（ｓ）
・・・（１）が成立する。ここでＹ（ｓ）はｙ（ｔ）を
ＦＦＴして得られる周波数関数であり、Ｘ（ｓ）はｘ
（ｔ）をＦＦＴして得られる周波数関数であり、また伝
達関数Ｈ（ｓ）は装置関数ｈ（ｔ）をＦＦＴして得られ
る周波数関数である。従って、Ｘ（ｓ）＝Ｙ（ｓ）／Ｈ
（ｓ）・・・（２）であり、Ｘ（ｓ）をＩＦＦＴしてｘ
（ｔ）を得ることができる。
技術としては、本願出願人が先に出願した特願平６−１
９８９３０号「逆フィルタ処理回路」（以下、先出願と
いう）がある。以下、逆フィルタ処理の原理について簡
単に説明する。エコーに関連する物標の反射面の真の分
布をｘ（ｔ）とすると、この分布は位置の関数である
が、レーダ波の伝搬速度またはその指向性の変化速度を
基準にして時間ｔの関数として表すことができる。レー
ダ受信部出力段（すなわち、逆フィルタ処理回路入力
段）のエコー信号をｙ（ｔ）とし、ｘ（ｔ）が伝達関数
Ｈ（ｓ）を通過することによってｘ（ｔ）からｙ（ｔ）
に変化したと仮定すると、Ｙ（ｓ）＝Ｈ（ｓ）Ｘ（ｓ）
・・・（１）が成立する。ここでＹ（ｓ）はｙ（ｔ）を
ＦＦＴして得られる周波数関数であり、Ｘ（ｓ）はｘ
（ｔ）をＦＦＴして得られる周波数関数であり、また伝
達関数Ｈ（ｓ）は装置関数ｈ（ｔ）をＦＦＴして得られ
る周波数関数である。従って、Ｘ（ｓ）＝Ｙ（ｓ）／Ｈ
（ｓ）・・・（２）であり、Ｘ（ｓ）をＩＦＦＴしてｘ
（ｔ）を得ることができる。
【０００３】ところでＨ（ｓ）は一般的には高い周波数
成分に対する減衰要素の一種であるため、１／Ｈ（ｓ）
は高い周波数成分に対する増幅作用を表し、Ｙ（ｓ）／
Ｈ（ｓ）の演算時に、Ｙ（ｓ）の高周波域や雑音スペク
トルレベルを大きくするため、逆フィルタ処理回路の入
力Ｙ（ｓ）に高い周波数の雑音スペクトルが重畳されて
いる場合、入力の雑音助長効果が現れる。
成分に対する減衰要素の一種であるため、１／Ｈ（ｓ）
は高い周波数成分に対する増幅作用を表し、Ｙ（ｓ）／
Ｈ（ｓ）の演算時に、Ｙ（ｓ）の高周波域や雑音スペク
トルレベルを大きくするため、逆フィルタ処理回路の入
力Ｙ（ｓ）に高い周波数の雑音スペクトルが重畳されて
いる場合、入力の雑音助長効果が現れる。
【０００４】すなわち、逆フィルタ処理は雑音に弱いの
で、入力に雑音が重畳されている場合、雑音助長効果を
抑える何らかの方法が必要になる。この方法には、数種
類の方法が考えられているが、一般的な方法としてはウ
ィナーの最適化係数を用いてＨ（ｓ）をＨａ（ｓ）に変
換し、Ｈ（ｓ）の代わりにＨａ（ｓ）を用いることと
し、その変換式は、 Ｈａ（ｓ）＝［（１−α）｜Ｈ（ｓ）｜2 ＋α］／Ｈ* （ｓ）・・・（３） であり、逆フィルタ処理回路の入力Ｙ（ｓ）に、どの程
度高い周波数の雑音のスペクトルが重畳されるかを考慮
して（雑音の分散値又は標準偏差を目やすに）αの値が
設定される。ただし０≦α≦１．０でなくてはならず、
αを大きくする程出力波形のＳ／Ｎは向上するが分解能
は低下する。すなわち、Ｘ（ｓ）＝Ｙ（ｓ）／Ｈａ
（ｓ）・・・（４）によりＸ（ｓ）を決定し、Ｘ（ｓ）
をＩＦＦＴしてｘ（ｔ）を算出する。
で、入力に雑音が重畳されている場合、雑音助長効果を
抑える何らかの方法が必要になる。この方法には、数種
類の方法が考えられているが、一般的な方法としてはウ
ィナーの最適化係数を用いてＨ（ｓ）をＨａ（ｓ）に変
換し、Ｈ（ｓ）の代わりにＨａ（ｓ）を用いることと
し、その変換式は、 Ｈａ（ｓ）＝［（１−α）｜Ｈ（ｓ）｜2 ＋α］／Ｈ* （ｓ）・・・（３） であり、逆フィルタ処理回路の入力Ｙ（ｓ）に、どの程
度高い周波数の雑音のスペクトルが重畳されるかを考慮
して（雑音の分散値又は標準偏差を目やすに）αの値が
設定される。ただし０≦α≦１．０でなくてはならず、
αを大きくする程出力波形のＳ／Ｎは向上するが分解能
は低下する。すなわち、Ｘ（ｓ）＝Ｙ（ｓ）／Ｈａ
（ｓ）・・・（４）によりＸ（ｓ）を決定し、Ｘ（ｓ）
をＩＦＦＴしてｘ（ｔ）を算出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上のような逆フィル
タ処理の原理を応用する従来の逆フィルタ処理回路で
は、処理後の波形のＳ／Ｎ比を良好に保ちながら距離分
解能，方位分解能を向上させたい場合に問題がある。式
（３）のαの値を大きく設定して逆フィルタ処理を行え
ばＳ／Ｎ比の良い出力波形が得られるが、物標分布の距
離分解能，方位分解能が低下してしまい、また、αの値
を小さく設定して逆フィルタ処理を行えば物標分布の距
離分解能，方位分解能は向上するが、Ｓ／Ｎ比が悪い出
力波形になるという特性は本質的には変えることができ
ない。従って、従来の装置では使用目的によりαの値を
変更している。すなわち、距離分解能，方位分解能の向
上が要求される場合は小さなαの値を選び、出力波形の
良好なＳ／Ｎ比が要求される場合は大きなαの値を選ぶ
ようにしている。
タ処理の原理を応用する従来の逆フィルタ処理回路で
は、処理後の波形のＳ／Ｎ比を良好に保ちながら距離分
解能，方位分解能を向上させたい場合に問題がある。式
（３）のαの値を大きく設定して逆フィルタ処理を行え
ばＳ／Ｎ比の良い出力波形が得られるが、物標分布の距
離分解能，方位分解能が低下してしまい、また、αの値
を小さく設定して逆フィルタ処理を行えば物標分布の距
離分解能，方位分解能は向上するが、Ｓ／Ｎ比が悪い出
力波形になるという特性は本質的には変えることができ
ない。従って、従来の装置では使用目的によりαの値を
変更している。すなわち、距離分解能，方位分解能の向
上が要求される場合は小さなαの値を選び、出力波形の
良好なＳ／Ｎ比が要求される場合は大きなαの値を選ぶ
ようにしている。
【０００６】また、逆フィルタ処理とその他の処理を組
み合わせることによって、物標の距離分解能，方位分解
能を向上させながらＳ／Ｎ比の低下を防止する種々の方
法も提案されている。たとえば、式（４）でＨａ（ｓ）
の絶対値が予め定める閾値以下になると、式（４）の割
り算の代わりに、Ｘ（ｓ）＝０．００００１×Ｙ（ｓ）
によりＸ（ｓ）を決定する方法である。すなわち、Ｈａ
（ｓ）の絶対値の小さい領域はエコーのスペクトルでは
なく、雑音のスペクトルであると見なしてこれを消去す
る方法である。
み合わせることによって、物標の距離分解能，方位分解
能を向上させながらＳ／Ｎ比の低下を防止する種々の方
法も提案されている。たとえば、式（４）でＨａ（ｓ）
の絶対値が予め定める閾値以下になると、式（４）の割
り算の代わりに、Ｘ（ｓ）＝０．００００１×Ｙ（ｓ）
によりＸ（ｓ）を決定する方法である。すなわち、Ｈａ
（ｓ）の絶対値の小さい領域はエコーのスペクトルでは
なく、雑音のスペクトルであると見なしてこれを消去す
る方法である。
【０００７】また、受信データをフィルタ処理して雑音
スペクトルを減衰した上で、逆フィルタ処理回路に入力
する方法や同一方向からのエコーを複数回積分すること
によってＳ／Ｎを改善した後に逆フィルタ処理を施す方
法などもあるが、これらの従来の方法では逆フィルタ処
理回路における雑音助長効果を抑制しながら、物標分布
の距離分解能，方位分解能を向上させるという目的を十
分に達成することができなかった。
スペクトルを減衰した上で、逆フィルタ処理回路に入力
する方法や同一方向からのエコーを複数回積分すること
によってＳ／Ｎを改善した後に逆フィルタ処理を施す方
法などもあるが、これらの従来の方法では逆フィルタ処
理回路における雑音助長効果を抑制しながら、物標分布
の距離分解能，方位分解能を向上させるという目的を十
分に達成することができなかった。
【０００８】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、雑音助長効果を抑制しながら物標分
布の距離分解能，方位分解能を十分に向上させることが
できる逆フィルタ処理回路を提供することを目的として
いる。
されたものであり、雑音助長効果を抑制しながら物標分
布の距離分解能，方位分解能を十分に向上させることが
できる逆フィルタ処理回路を提供することを目的として
いる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は逆フィルタ処理
回路を２組設け、この２組の処理回路のうちの第１の処
理回路ではαの値を小さく設定した伝達関数Ｈａ（ｓ）
を用いて逆フィルタ処理を行い、第２の処理回路ではα
の値を大きく設定した伝達関数Ｈａ（ｓ）を用いて逆フ
ィルタ処理を行い、２組の逆フィルタ処理回路から出力
される互いに対応した振幅値から逆フィルタ処理後の出
力値が生成される。この場合、第１の処理回路の出力波
形のピーク値に対する第２の処理回路の出力波形のピー
ク値の比が１〜２程度になるように第２の出力波形に係
数を乗算して第２の出力波形を作るものとする。
回路を２組設け、この２組の処理回路のうちの第１の処
理回路ではαの値を小さく設定した伝達関数Ｈａ（ｓ）
を用いて逆フィルタ処理を行い、第２の処理回路ではα
の値を大きく設定した伝達関数Ｈａ（ｓ）を用いて逆フ
ィルタ処理を行い、２組の逆フィルタ処理回路から出力
される互いに対応した振幅値から逆フィルタ処理後の出
力値が生成される。この場合、第１の処理回路の出力波
形のピーク値に対する第２の処理回路の出力波形のピー
ク値の比が１〜２程度になるように第２の出力波形に係
数を乗算して第２の出力波形を作るものとする。
【００１０】すなわち本発明の逆フィルタ処理回路は、
レーダの受信回路の出力を所定のサンプリング周期でサ
ンプリングしてディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回
路、このＡ／Ｄ変換回路の出力データを一時記憶するバ
ッファメモリを有し、このバッファメモリに記憶したデ
ータを実行しようとする逆フィルタ処理に適した順序に
並べ替えて出力するデータ並べ替え回路、このデータ並
べ替え回路の出力を入力し、小さな値のαを用いて算出
した伝達関数Ｈａ（ｓ）により逆フィルタ処理を行う第
１の逆フィルタ処理回路、上記データ並べ替え回路の出
力を入力し、大きな値のαを用いて算出した伝達関数Ｈ
ａ（ｓ）により逆フィルタ処理を行う第２の逆フィルタ
処理回路、上記第１の逆フィルタ処理回路の出力と上記
第２の逆フィルタ処理回路の出力とを入力し、互いに対
応する２入力から出力値を生成する出力値生成回路を備
えたことを特徴とする。
レーダの受信回路の出力を所定のサンプリング周期でサ
ンプリングしてディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回
路、このＡ／Ｄ変換回路の出力データを一時記憶するバ
ッファメモリを有し、このバッファメモリに記憶したデ
ータを実行しようとする逆フィルタ処理に適した順序に
並べ替えて出力するデータ並べ替え回路、このデータ並
べ替え回路の出力を入力し、小さな値のαを用いて算出
した伝達関数Ｈａ（ｓ）により逆フィルタ処理を行う第
１の逆フィルタ処理回路、上記データ並べ替え回路の出
力を入力し、大きな値のαを用いて算出した伝達関数Ｈ
ａ（ｓ）により逆フィルタ処理を行う第２の逆フィルタ
処理回路、上記第１の逆フィルタ処理回路の出力と上記
第２の逆フィルタ処理回路の出力とを入力し、互いに対
応する２入力から出力値を生成する出力値生成回路を備
えたことを特徴とする。
【００１１】また、上記出力値生成回路は、上記互いに
対応する２入力の積により出力値を生成することを特徴
とする。また、上記出力値生成回路は、上記互いに対応
する２入力の内の小さい方の入力を出力値とすることを
特徴とする。さらに、上記第１および第２の逆フィルタ
処理回路は、共に対称化回路を有し、上記データ並び替
え回路から入力されるデータを第０番から第（Ｎ／２−
１）番までのＮ／２個のデータとする場合、上記データ
の第ｍ番（ｍ＝０，１，２，３，・・・Ｎ／２−１）と
同一データまたはその極性を反転したデータを第（Ｎ−
ｍ−１）番のデータとしてデータ数を２倍化し、第０番
から第（Ｎ−１）番までのＮ個のデータとしてこれを逆
フィルタ処理することを特徴とする。
対応する２入力の積により出力値を生成することを特徴
とする。また、上記出力値生成回路は、上記互いに対応
する２入力の内の小さい方の入力を出力値とすることを
特徴とする。さらに、上記第１および第２の逆フィルタ
処理回路は、共に対称化回路を有し、上記データ並び替
え回路から入力されるデータを第０番から第（Ｎ／２−
１）番までのＮ／２個のデータとする場合、上記データ
の第ｍ番（ｍ＝０，１，２，３，・・・Ｎ／２−１）と
同一データまたはその極性を反転したデータを第（Ｎ−
ｍ−１）番のデータとしてデータ数を２倍化し、第０番
から第（Ｎ−１）番までのＮ個のデータとしてこれを逆
フィルタ処理することを特徴とする。
【００１２】
【作用】たとえば、式（３）においてα＝１とすると、
Ｈａ（ｓ）＝１／Ｈ* （ｓ）・・・（５） となり、Ｘ
（ｓ）＝Ｙ（ｓ）／Ｈａ（ｓ）＝Ｙ（ｓ）Ｈ* （ｓ）・
・・（６） となる。式（１）を用いてＹ（ｓ）を消去
すると式（６）の右辺はＸ（ｓ）Ｈ（ｓ）Ｈ*（ｓ）と
なる。従って実際のレ−ダ装置の伝達関数が
Ｈａ（ｓ）＝１／Ｈ* （ｓ）・・・（５） となり、Ｘ
（ｓ）＝Ｙ（ｓ）／Ｈａ（ｓ）＝Ｙ（ｓ）Ｈ* （ｓ）・
・・（６） となる。式（１）を用いてＹ（ｓ）を消去
すると式（６）の右辺はＸ（ｓ）Ｈ（ｓ）Ｈ*（ｓ）と
なる。従って実際のレ−ダ装置の伝達関数が
【０００２】で定義したＨ（ｓ）で十分近似される限り
において、式（６）は周波数領域で表したエコー出力Ｙ
（ｓ）に、マッチド・フィルタ（ｍａｔｃｈｅｄ ｆｉ
ｌｔｅｒ）処理を施したことと同じことになり、Ｓ／Ｎ
が最良の処理波形が得られ、従って雑音を十分に減衰す
ることができる。一方、式（３）においてα＝０とする
と、Ｈａ（ｓ）＝Ｈ（ｓ）・・・（７） となるが、た
とえばα＝０．０１に設定すると式（７）に近似した状
態となって、物標の距離分解能、方位分解能を十分に向
上させることができる。
において、式（６）は周波数領域で表したエコー出力Ｙ
（ｓ）に、マッチド・フィルタ（ｍａｔｃｈｅｄ ｆｉ
ｌｔｅｒ）処理を施したことと同じことになり、Ｓ／Ｎ
が最良の処理波形が得られ、従って雑音を十分に減衰す
ることができる。一方、式（３）においてα＝０とする
と、Ｈａ（ｓ）＝Ｈ（ｓ）・・・（７） となるが、た
とえばα＝０．０１に設定すると式（７）に近似した状
態となって、物標の距離分解能、方位分解能を十分に向
上させることができる。
【００１３】α＝０．０１に設定した伝達関数Ｈａ
（ｓ）を用いた第１の逆フィルタ処理回路の出力では、
物標からのエコーは物標の距離分解能，方位分解能が向
上する一方、エコーの存在しない点の雑音が増幅されて
表され、α＝１に設定した伝達関数Ｈａ（ｓ）を用いた
第２の逆フィルタ処理回路の出力ではＳ／Ｎが最も良く
なった受信信号となり、物標からのエコーの存在しない
点では出力が０に近ずくので、これら２組の逆フィルタ
処理回路から出力される互いに対応した振幅値を乗算し
た値ではエコーの存在しない点の雑音は十分低減されエ
コ−の存在する所は逆フィルタ処理による分解能が向上
した波形となっている。互いに対応した振幅値を乗算す
る代わりに、互いに対応した振幅値の内の小さい方の振
幅値を出力としても良い。物標分布波形をそのまま電圧
波形として復元する場合は２とうりの振幅値のうちの小
さい方を出力とする方法が用いられる。
（ｓ）を用いた第１の逆フィルタ処理回路の出力では、
物標からのエコーは物標の距離分解能，方位分解能が向
上する一方、エコーの存在しない点の雑音が増幅されて
表され、α＝１に設定した伝達関数Ｈａ（ｓ）を用いた
第２の逆フィルタ処理回路の出力ではＳ／Ｎが最も良く
なった受信信号となり、物標からのエコーの存在しない
点では出力が０に近ずくので、これら２組の逆フィルタ
処理回路から出力される互いに対応した振幅値を乗算し
た値ではエコーの存在しない点の雑音は十分低減されエ
コ−の存在する所は逆フィルタ処理による分解能が向上
した波形となっている。互いに対応した振幅値を乗算す
る代わりに、互いに対応した振幅値の内の小さい方の振
幅値を出力としても良い。物標分布波形をそのまま電圧
波形として復元する場合は２とうりの振幅値のうちの小
さい方を出力とする方法が用いられる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は、本発明の一実施例を示すブロック図で、レ
ーダエコーの場合を例にして説明すると、レーダエコー
は従来のレーダ受信回路１で受信，増幅，検波され、従
来のレーダ指示機２に表示される。一方、レーダ受信回
路１の出力は、Ａ／Ｄ変換回路３により所定のサンプリ
ング周期でディジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換回
路３から出力されるデータの順序と、逆フィルタ処理回
路に入力すべきデータの順序とは、一般的には同一順序
でないので、Ａ／Ｄ変換回路３の出力データはデータ並
び替え回路４のバッファメモリ（図示せず）に一時記憶
されて、並び替えが必要な場合は並び替えが行われて出
力される。
る。図１は、本発明の一実施例を示すブロック図で、レ
ーダエコーの場合を例にして説明すると、レーダエコー
は従来のレーダ受信回路１で受信，増幅，検波され、従
来のレーダ指示機２に表示される。一方、レーダ受信回
路１の出力は、Ａ／Ｄ変換回路３により所定のサンプリ
ング周期でディジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換回
路３から出力されるデータの順序と、逆フィルタ処理回
路に入力すべきデータの順序とは、一般的には同一順序
でないので、Ａ／Ｄ変換回路３の出力データはデータ並
び替え回路４のバッファメモリ（図示せず）に一時記憶
されて、並び替えが必要な場合は並び替えが行われて出
力される。
【００１５】データ並び替え回路４の出力は、第１の逆
フィルタ処理回路（小さな値のαでの逆フィルタ処理回
路）５と、第２の逆フィルタ処理回路（大きな値のαで
の逆フィルタ処理回路）６とに並列に入力される。２組
の逆フィルタ処理回路５，６の出力は、出力値生成回路
７に入力され、生成された出力値は処理結果表示回路８
で表示される。
フィルタ処理回路（小さな値のαでの逆フィルタ処理回
路）５と、第２の逆フィルタ処理回路（大きな値のαで
の逆フィルタ処理回路）６とに並列に入力される。２組
の逆フィルタ処理回路５，６の出力は、出力値生成回路
７に入力され、生成された出力値は処理結果表示回路８
で表示される。
【００１６】図２は、第１または第２の逆フィルタ処理
回路の内容を示すブロック図であって、データ並び替え
回路４からの入力データｙ（ｉ）は、フーリエ変換回路
９により周波数スペクトルＹ（ｓ）に変換される。ま
た、装置関数ｈ（ｔ）はフーリエ変換回路１０で周波数
領域の伝達関数Ｈ（ｓ）に変換される。装置関数ｈ
（ｔ）は、レーダの距離分解能に関してはレーダ送信の
パルス波形とレーダ受信の応答特性の積によって定めら
れ、レーダの方位分解能に関しては送信アンテナの指向
特性と受信アンテナの指向特性との積によって定められ
る。伝達関数Ｈ（ｓ）は、雑音増幅効果の抑制を考慮
し、伝達関数計算回路１１により式（３）に従って伝達
関数Ｈａ（ｓ）に変換される。この場合、第１の逆フィ
ルタ処理回路５では式（３）において小さなαの値を用
い、第２の逆フィルタ処理回路６では式（３）において
大きなαの値を用いることとする。
回路の内容を示すブロック図であって、データ並び替え
回路４からの入力データｙ（ｉ）は、フーリエ変換回路
９により周波数スペクトルＹ（ｓ）に変換される。ま
た、装置関数ｈ（ｔ）はフーリエ変換回路１０で周波数
領域の伝達関数Ｈ（ｓ）に変換される。装置関数ｈ
（ｔ）は、レーダの距離分解能に関してはレーダ送信の
パルス波形とレーダ受信の応答特性の積によって定めら
れ、レーダの方位分解能に関しては送信アンテナの指向
特性と受信アンテナの指向特性との積によって定められ
る。伝達関数Ｈ（ｓ）は、雑音増幅効果の抑制を考慮
し、伝達関数計算回路１１により式（３）に従って伝達
関数Ｈａ（ｓ）に変換される。この場合、第１の逆フィ
ルタ処理回路５では式（３）において小さなαの値を用
い、第２の逆フィルタ処理回路６では式（３）において
大きなαの値を用いることとする。
【００１７】説明の便宜のためレーダの仕様を次のよう
に仮定する。すなわち、１秒間のレーダの送信パルス数
は２０００ｐｐｓで、アンテナの回転速度は６０ｒｐｍ
とする。また、一つのパルス送信から次のパルス送信ま
での間にアンテナ方位が単位量変化し、この単位量の方
位変化ごとにデータを採取するものとする（１ヒット１
ルック）。オペレータは、従来のレーダ指示機２を観察
して、その指示機上で逆フィルタ処理を施すべきデータ
の範囲を選定する。例えば方位方向は第（ａ１）番スイ
ープから第（ａ１＋１２７）番の１２８スイープ区間、
距離方向はレンジセル第（ｒ１）番セルから第（ｒ１＋
５１１）番セルの５１２セルの区間とする。
に仮定する。すなわち、１秒間のレーダの送信パルス数
は２０００ｐｐｓで、アンテナの回転速度は６０ｒｐｍ
とする。また、一つのパルス送信から次のパルス送信ま
での間にアンテナ方位が単位量変化し、この単位量の方
位変化ごとにデータを採取するものとする（１ヒット１
ルック）。オペレータは、従来のレーダ指示機２を観察
して、その指示機上で逆フィルタ処理を施すべきデータ
の範囲を選定する。例えば方位方向は第（ａ１）番スイ
ープから第（ａ１＋１２７）番の１２８スイープ区間、
距離方向はレンジセル第（ｒ１）番セルから第（ｒ１＋
５１１）番セルの５１２セルの区間とする。
【００１８】第（ａ１）スイープのときにレーダ装置か
ら出されるトリガ信号を参照して、Ａ／Ｄ変換されたデ
ータは、第（ａ１）スイープの第（Ｍ）番セルの時点か
らデータ並び替え回路４のバッファメモリに記憶され
る。距離分解能を向上させる場合は、同一スイープ上の
第（ｒ１）番セルから第（ｒ１＋５１１）番セルの５１
２セルの各データｙ（ｉ）（ｉ＝ｒ１，ｒ１＋１，ｒ１
＋２，・・・ｒ１＋５１１）が、第１および第２の逆フ
ィルタ処理回路５，６に並列に供給され、これらのデー
タｙ（ｉ）はフーリエ変換回路９で周波数スペクトルに
変換される。一方、装置関数ｈ（ｔ）はフーリエ変換回
路１０で周波数領域の伝達関数Ｈ（ｓ）に変換される。
ところで、第１の逆フィルタ処理回路５と第２の逆フィ
ルタ処理回路６において、フーリエ変換回路９，１０の
入出力は、共に同一であるので、これらの回路は第１お
よび第２の逆フィルタ処理回路を１組だけ設ければ良
い。
ら出されるトリガ信号を参照して、Ａ／Ｄ変換されたデ
ータは、第（ａ１）スイープの第（Ｍ）番セルの時点か
らデータ並び替え回路４のバッファメモリに記憶され
る。距離分解能を向上させる場合は、同一スイープ上の
第（ｒ１）番セルから第（ｒ１＋５１１）番セルの５１
２セルの各データｙ（ｉ）（ｉ＝ｒ１，ｒ１＋１，ｒ１
＋２，・・・ｒ１＋５１１）が、第１および第２の逆フ
ィルタ処理回路５，６に並列に供給され、これらのデー
タｙ（ｉ）はフーリエ変換回路９で周波数スペクトルに
変換される。一方、装置関数ｈ（ｔ）はフーリエ変換回
路１０で周波数領域の伝達関数Ｈ（ｓ）に変換される。
ところで、第１の逆フィルタ処理回路５と第２の逆フィ
ルタ処理回路６において、フーリエ変換回路９，１０の
入出力は、共に同一であるので、これらの回路は第１お
よび第２の逆フィルタ処理回路を１組だけ設ければ良
い。
【００１９】伝達関数計算回路１１は、式（３）に従っ
て関数Ｈ（ｓ）から関数Ｈａ（ｓ）を計算する回路であ
るが、この計算に際して第１の逆フィルタ処理回路５で
は小さな値のαを用い、第２の逆フィルタ処理回路６で
は大きな値のαを用いる。一連の逆フィルタ処理の間、
Ｈａ（ｓ）の値は変化しないから、装置に関連して定め
られる各種の装置関数ｈ（ｔ）と、使用が予期されるα
の値との各種の組み合わせについてオフラインで予め各
種のＨａ（ｓ）を算出しメモリに記憶しておき、その内
から選択したＨａ（ｓ）を、わり算回路１２で使用する
ことができる。わり算回路１２の出力を逆フーリエ変換
回路１３で時間の関数である波形に変換すると、逆フィ
ルタ処理された出力が得られる。
て関数Ｈ（ｓ）から関数Ｈａ（ｓ）を計算する回路であ
るが、この計算に際して第１の逆フィルタ処理回路５で
は小さな値のαを用い、第２の逆フィルタ処理回路６で
は大きな値のαを用いる。一連の逆フィルタ処理の間、
Ｈａ（ｓ）の値は変化しないから、装置に関連して定め
られる各種の装置関数ｈ（ｔ）と、使用が予期されるα
の値との各種の組み合わせについてオフラインで予め各
種のＨａ（ｓ）を算出しメモリに記憶しておき、その内
から選択したＨａ（ｓ）を、わり算回路１２で使用する
ことができる。わり算回路１２の出力を逆フーリエ変換
回路１３で時間の関数である波形に変換すると、逆フィ
ルタ処理された出力が得られる。
【００２０】第１の逆フィルタ処理回路５の出力をｘａ
［ｉ］（ｉ＝０，１，２，・・・・ｍ−１）とし、第２
の逆フィルタ処理回路６の出力をｘｂ［ｉ］（ｉ＝０，
１，２，・・・・ｍ−１）とすると、これら両出力が出
力値生成回路７に入力され、出力ｘｃ［ｉ］が生成され
る。この場合の好適な実施例としてはｘｂ「ｉ」のピー
ク値と、ｘａ［ｉ］のピーク値の比が、１〜２になるよ
うにＸｂ［ｉ］（ｉ＝０，１，２，・・・・ｍ−１）に
所定の係数を乗ずれば良い。このような処理をした後、
例えば、ｘｃ［ｉ］＝ｘａ［ｉ］ｘｂ［ｉ］・・（８）
によってｘｃ［ｉ］を生成してもよく、またｘａ［ｉ］
とｘｂ［ｉ］の内いずれか小さい方をｘｃ［ｉ］として
もよい。第１の逆フィルタ処理回路５と第２の逆フィル
タ処理回路６とを並列に動作させることによって、互い
に対応するｘａ［ｉ］とｘｂ［ｉ］とが同時に出力値生
成回路７に入力するようにしても良ければ、出力値生成
回路７内にバッファメモリを設け、ｘａ［ｉ］，ｘｂ
［ｉ］を一時記憶しておき、互いに対応するデータから
出力データを生成することもできる。
［ｉ］（ｉ＝０，１，２，・・・・ｍ−１）とし、第２
の逆フィルタ処理回路６の出力をｘｂ［ｉ］（ｉ＝０，
１，２，・・・・ｍ−１）とすると、これら両出力が出
力値生成回路７に入力され、出力ｘｃ［ｉ］が生成され
る。この場合の好適な実施例としてはｘｂ「ｉ」のピー
ク値と、ｘａ［ｉ］のピーク値の比が、１〜２になるよ
うにＸｂ［ｉ］（ｉ＝０，１，２，・・・・ｍ−１）に
所定の係数を乗ずれば良い。このような処理をした後、
例えば、ｘｃ［ｉ］＝ｘａ［ｉ］ｘｂ［ｉ］・・（８）
によってｘｃ［ｉ］を生成してもよく、またｘａ［ｉ］
とｘｂ［ｉ］の内いずれか小さい方をｘｃ［ｉ］として
もよい。第１の逆フィルタ処理回路５と第２の逆フィル
タ処理回路６とを並列に動作させることによって、互い
に対応するｘａ［ｉ］とｘｂ［ｉ］とが同時に出力値生
成回路７に入力するようにしても良ければ、出力値生成
回路７内にバッファメモリを設け、ｘａ［ｉ］，ｘｂ
［ｉ］を一時記憶しておき、互いに対応するデータから
出力データを生成することもできる。
【００２１】以上の説明は、距離分解能を向上させるた
めに逆フィルタ処理を行う場合について説明したが、方
位分解能を向上させるために逆フィルタ処理を行う場合
は、データ並び替え回路４に入力するデータの順序とこ
のデータ並び替え回路４から出力すべきデータの順序は
全く異なるので、データ並び替え回路４内でこのような
データの並び替えが行われる。すなわち第（ａ１）番ス
イープの第（ｒ１）番セルから第（ｒ１＋５１１）番セ
ルの順序に入力され、次は第（ａ１＋１）番スイープの
第（ｒ１）番セルから第（ｒ１＋５１１）番セルの順序
に入力され、バッファメモリ内に一時記憶されたデータ
が、同一の第（ｒｉ）番セルについて、第（ａ１）番ス
イープから第（ａ１＋１２７）番スイープの１２８個の
データが読み出されて、第１および第２の逆フィルタ処
理回路５，６に入力される。
めに逆フィルタ処理を行う場合について説明したが、方
位分解能を向上させるために逆フィルタ処理を行う場合
は、データ並び替え回路４に入力するデータの順序とこ
のデータ並び替え回路４から出力すべきデータの順序は
全く異なるので、データ並び替え回路４内でこのような
データの並び替えが行われる。すなわち第（ａ１）番ス
イープの第（ｒ１）番セルから第（ｒ１＋５１１）番セ
ルの順序に入力され、次は第（ａ１＋１）番スイープの
第（ｒ１）番セルから第（ｒ１＋５１１）番セルの順序
に入力され、バッファメモリ内に一時記憶されたデータ
が、同一の第（ｒｉ）番セルについて、第（ａ１）番ス
イープから第（ａ１＋１２７）番スイープの１２８個の
データが読み出されて、第１および第２の逆フィルタ処
理回路５，６に入力される。
【００２２】出力値生成回路７で生成された出力は、処
理結果表示回路８で表示されるが、処理結果表示回路８
には従来の逆フィルタ処理回路に用いられている処理結
果表示回路と同様な表示回路を使用することができる
し、従来のＣＲＴ画面を備えた汎用パソコンにより処理
結果表示回路８を構成することができるが、ここではそ
の説明を省略する。
理結果表示回路８で表示されるが、処理結果表示回路８
には従来の逆フィルタ処理回路に用いられている処理結
果表示回路と同様な表示回路を使用することができる
し、従来のＣＲＴ画面を備えた汎用パソコンにより処理
結果表示回路８を構成することができるが、ここではそ
の説明を省略する。
【００２３】また、先出願の発明と本願発明とを組み合
わせて逆フィルタ処理回路の性能を向上させることもで
きる。先出願の発明の構成要点は、データ採取手段によ
り第０番から第（Ｎ／２−１）番までのＮ／２個のデー
タを採取したとき、この採取したデータの第ｍ番（ｍ＝
０，１，２，３，・・・Ｎ／２−１）と同一データまた
はそのデータの極性を反転したデータを第（Ｎ−ｍ−
１）番のデータとして、データ数を２倍化する受信信号
対称化回路を備え、この対称化回路の出力を逆フィルタ
処理する点にあるる。図３は、図１の第１および第２の
逆フィルタ処理回路５，６がいずれも対称化回路１４を
含む実施例を示すブロック図であり、例えば方位分解能
を向上させるための逆フィルタ処理について、上記で仮
定した数値例を用いて説明すれば、データ並び替え回路
４は、距離一定の所にある第（ｒ１）番スイープから第
（ｒ１＋１２７）番スイープの１２８個の受信エコー強
度ｙ［ｉ］（ｉ＝０，１，２，・・・，１２７）を出力
するが、対称化回路１４はｉ＝０のデータをｉ＝２５５
のデータに、ｉ＝１のデータをｉ＝２５４のデータに、
ｉ＝２のデータをｉ＝２５３のデータに、・・・・ｉ＝
１２７のデータをｉ＝１２８のデータに、それぞれコピ
ーしてデータ量が２倍になり、データが対称化されたデ
ータを作成してこれを入力信号のフーリエ変換回路９に
入力する。先出願発明の詳細については、先出願の明細
書で詳細に説明されているので、ここでは省略する。
わせて逆フィルタ処理回路の性能を向上させることもで
きる。先出願の発明の構成要点は、データ採取手段によ
り第０番から第（Ｎ／２−１）番までのＮ／２個のデー
タを採取したとき、この採取したデータの第ｍ番（ｍ＝
０，１，２，３，・・・Ｎ／２−１）と同一データまた
はそのデータの極性を反転したデータを第（Ｎ−ｍ−
１）番のデータとして、データ数を２倍化する受信信号
対称化回路を備え、この対称化回路の出力を逆フィルタ
処理する点にあるる。図３は、図１の第１および第２の
逆フィルタ処理回路５，６がいずれも対称化回路１４を
含む実施例を示すブロック図であり、例えば方位分解能
を向上させるための逆フィルタ処理について、上記で仮
定した数値例を用いて説明すれば、データ並び替え回路
４は、距離一定の所にある第（ｒ１）番スイープから第
（ｒ１＋１２７）番スイープの１２８個の受信エコー強
度ｙ［ｉ］（ｉ＝０，１，２，・・・，１２７）を出力
するが、対称化回路１４はｉ＝０のデータをｉ＝２５５
のデータに、ｉ＝１のデータをｉ＝２５４のデータに、
ｉ＝２のデータをｉ＝２５３のデータに、・・・・ｉ＝
１２７のデータをｉ＝１２８のデータに、それぞれコピ
ーしてデータ量が２倍になり、データが対称化されたデ
ータを作成してこれを入力信号のフーリエ変換回路９に
入力する。先出願発明の詳細については、先出願の明細
書で詳細に説明されているので、ここでは省略する。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、小
さな値のαでの逆フィルタ処理により物標のエコーの存
在する領域での距離分解能，方位分解能を向上させた出
力を得、大きな値のαでの逆フィルタ処理によりエコー
の存在しない領域での雑音を消去した出力を得、これら
両出力の積を生成することによって、距離分解能，方位
分解能を向上させ、しかも雑音助長効果を抑制すること
ができる逆フィルタ処理回路が得られるという効果があ
る。
さな値のαでの逆フィルタ処理により物標のエコーの存
在する領域での距離分解能，方位分解能を向上させた出
力を得、大きな値のαでの逆フィルタ処理によりエコー
の存在しない領域での雑音を消去した出力を得、これら
両出力の積を生成することによって、距離分解能，方位
分解能を向上させ、しかも雑音助長効果を抑制すること
ができる逆フィルタ処理回路が得られるという効果があ
る。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す逆フィルタ処理回路の内容を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図３】図２に示す逆フィルタ処理回路に先出願の発明
を組み合わせた他の実施例を示すブロック図である。
を組み合わせた他の実施例を示すブロック図である。
１ 従来のレーダ受信回路 ２ 従来のレーダ指示機 ３ Ａ／Ｄ変換回路 ４ データ並び替え回路 ５ 第１の逆フィルタ処理回路 ６ 第２の逆フィルタ処理回路 ７ 出力値生成回路 ８ 処理結果表示回路 ９ 入力信号のフーリエ変換回路 １０ 装置関数フーリエ変換回路 １１ 伝達関数計算回路 １２ わり算回路 １３ 逆フーリエ変換回路 １４ 対称化回路
Claims (4)
- 【請求項１】 電磁波または音波（超音波を含む）のパ
ルス波が物標から反射することで生成されたエコーに、
このエコーの形状に影響を及ぼす装置の特性を表す装置
関数をフーリエ変換して得られる伝達関数Ｈ（ｓ）とウ
ィナー係数αとから、Ｈａ（ｓ）＝［（１−α）｜Ｈ
（ｓ）｜2 ＋α］／Ｈ* （ｓ）で表される伝達関数Ｈａ
（ｓ）を算出し、この伝達関数Ｈａ（ｓ）により上記エ
コーを逆フィルタ処理する逆フィルタ処理回路におい
て、 レーダの受信回路の出力を所定のサンプリング周期でサ
ンプリングしてディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回
路、 このＡ／Ｄ変換回路の出力データを一時記憶するバッフ
ァメモリを有し、このバッファメモリに記憶したデータ
を実行しようとする逆フィルタ処理に適した順序に並べ
替えて出力するデータ並べ替え回路、 このデータ並べ替え回路の出力を入力し、小さな値のα
を用いて算出した伝達関数Ｈａ（ｓ）により逆フィルタ
処理を行う第１の逆フィルタ処理回路、 上記データ並べ替え回路の出力を入力し、大きな値のα
を用いて算出した伝達関数Ｈａ（ｓ）により逆フィルタ
処理を行う第２の逆フィルタ処理回路、 上記第１の逆フィルタ処理回路の出力と上記第２の逆フ
ィルタ処理回路の出力とを入力し、互いに対応する２入
力から出力値を生成する出力値生成回路、 を備えたことを特徴とする逆フィルタ処理回路。 - 【請求項２】 上記出力値生成回路は、上記互いに対応
する２入力の積により出力値を生成することを特徴とす
る請求項第１項記載の逆フィルタ処理回路。 - 【請求項３】 上記出力値生成回路は、上記互いに対応
する２入力の内の小さい方の入力を出力値とすることを
特徴とする請求項第１項記載の逆フィルタ処理回路。 - 【請求項４】 上記第１および第２の逆フィルタ処理回
路は、共に対称化回路を有し、上記データ並び替え回路
から入力されるデータを第０番から第（Ｎ／２−１）番
までのＮ／２個のデータとする場合、上記データの第ｍ
番（ｍ＝０，１，２，３，・・・Ｎ／２−１）と同一デ
ータまたはその極性を反転したデータを第（Ｎ−ｍ−
１）番のデータとしてデータ数を２倍化し、第０番から
第（Ｎ−１）番までのＮ個のデータとしてこれを逆フィ
ルタ処理することを特徴とする請求項第１項記載の逆フ
ィルタ処理回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7032838A JPH08201516A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 逆フィルタ処理回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7032838A JPH08201516A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 逆フィルタ処理回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08201516A true JPH08201516A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=12369974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7032838A Pending JPH08201516A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 逆フィルタ処理回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08201516A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08327721A (ja) * | 1995-05-30 | 1996-12-13 | Japan Radio Co Ltd | ディコンボルューション回路 |
| JP2016014566A (ja) * | 2014-07-01 | 2016-01-28 | 古野電気株式会社 | 信号処理装置、水中探知装置、レーダ装置、信号処理方法、及び信号処理プログラム |
| JP2016014565A (ja) * | 2014-07-01 | 2016-01-28 | 古野電気株式会社 | 信号処理装置、水中探知装置、レーダ装置、信号処理方法、及び信号処理プログラム |
-
1995
- 1995-01-31 JP JP7032838A patent/JPH08201516A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08327721A (ja) * | 1995-05-30 | 1996-12-13 | Japan Radio Co Ltd | ディコンボルューション回路 |
| JP2016014566A (ja) * | 2014-07-01 | 2016-01-28 | 古野電気株式会社 | 信号処理装置、水中探知装置、レーダ装置、信号処理方法、及び信号処理プログラム |
| JP2016014565A (ja) * | 2014-07-01 | 2016-01-28 | 古野電気株式会社 | 信号処理装置、水中探知装置、レーダ装置、信号処理方法、及び信号処理プログラム |
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