JPS62129774A - ウエザクラツタ抑圧ｍｔｉ回路 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ウェザクラッタ抑圧Ｍ　Ｔ　Ｉ　（Ｍｏｖｉ
ｎｇＴａｒｇｅｔ　Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）レーダ装置
におけるウェザクラッタ抑圧性能の改善に関するもので
ある。

（従来の技術） 第３図は、従来考えられているウェザクラック抑圧ＭＴ
Ｉ回路の構成を示すブロック図である。

図中の番号１は第１の消去器、２はドツプラ周波数補正
回路、３は平均ドツプラ周波数検出回路、６は第２の消
去器である。第１の消去器１へは、受信され位相検波さ
れたレーダ信号が入力される第１の消去器１では入力さ
れたレータ信号の隣接する周期の信号間における差信号
を取り出すことにより固定目標からの反射信号くグラン
ドクラツタ信号）か消去され、航空機等のような移動目
標からの反射信号および雨や雨雲（以下雨雲等という）
のような変動成分を含んだ信号（ウェザクラッタ信号）
は、周期毎に振幅が変動しているため第１の消去器では
消去されずに出力される。

ここでＭＴＩレーダにとって、ウェザクラッタは号が消
去されずに出力されることは移動目標の検出を困難なら
しめるのでこれを抑圧する回路の工夫がなされている。

この回路がドツプラ周波数補正回路２および平均ドツプ
ラ周波数検出回路３である。ウェザクラック信号、雨雲
等の移動により、航空機等の移動目標と同様に、ドツプ
ラー周波数（扁移を有している。ウェザクラック信号が
消去器を通過しても消去されないのはこのドツプラ渭位
含有するためである。

この関係を消去器の周波数特性との関係で説明すると次
のようになる。第４図は消去器をフィルタとして見た場
合の周波数特性図である。実線曲線が単消去器の特性で
あり、点線曲線が二重消去器の特性である４Ｔは送信繰
り返し周間てＪＸ）る、また１点鎖線で示された曲線は
帰還をかけた場合の特性の例で、帰還量によってノツチ
に近い部分の出力の強調とノツチの傾斜が定まる。

通常はグランドクラツタ信号のスペクトルの広がりに応
じて、グランドクラツタ信号のスペクトルはできるだけ
抑圧し、その池の移動目標はてきるだけ大きな出力が得
られるように固定的に設定される。右上り平行斜線で示
された部分７はグランドクラツタ信号の周波数スペクト
ルである。

グランドクラ・ツタ信号は固定目標からの信号であるか
らドツプラ周波数成分を含まず送信繰り返し周期Ｔの逆
数即ち繰り返し周波数ｆ、の整数倍の所に若干法がりを
持ったスペクトルが現われる。

一方消去器は繰り返し周波数の整数倍の点で出力が零と
なるＶ字型の落ち込み（ノツチという）を有している。

従ってグランドクラツタ信号のスペクトルは総てこのノ
ツチに落ち込んで出力が現われなくなる。一方、ウェザ
クラックのように１〜ソブラ周波数を有する場合のスペ
クトラムは第４図の左より斜線部８で示すように各ノツ
チからドツプラ周波数だけ離れた位置にスペクトルが現
われる。従って、第１の消去器１の出力にはドツプラ周
波数に応じた振幅の出力が現われることになる。従って
、このドツプラ周波数を零になるように補正して再度消
去器を通過させるとウェザクラッタ信号を抑圧できるこ
とになる。

ウェザクラック信号は本質的に不安定要素を含んでおり
、そのためドツプラ周波数も一定ではなく、第４図に示
すように成る程度の分布ないし拡がりを持っている　こ
のため、平均ドツプラ周波数検出回路３は、第５図に示
すように成る空間的広がりのあるウェザクラッタについ
て数スイープ汁のウェザクラッタ信号から平均のドツプ
ラ周波数？ｄを検出している。そして、ドツプラ周波数
補正回路２では平均ドツプラ周波数検出回路３からの平
均ドツプラ周波数１．に基づく制御信号を受けて、第１
の消去器１で消去されなかったウェザクラッタ信号の平
均ドツプラ周波数を零にするように補正する。

ウェザクラッタのドツプラー波数分布はガウスシン布を
していると考えることができ、消去器の周波数特性のピ
ーク値は近に対応するドツプラ周波数においては第１の
消去器を通過した後ら近似的にガウス分布をしていると
見ることができる。

従って、平均ドツプラ周波数？６を求めそれが零になる
ように補正することにより、ウェザクラック信号のスペ
クトラム周波数は消去器特性のノツチの位置に来るよう
になり第２の消去器６を通過させた場合、効果的なウェ
ザクラッタ抑圧を行うことができる９以上の説明は送信
繰り返し周期が一種類の場合、即ち非スタガー周期動作
の場合について述べたが、異なった周期、例えばＴ、、
Ｔ２゜Ｔ３が一定の順序で繰り返されるスタガー周萌動
１乍の場合についても、第４図のＴがＴ１の場合の特性
、Ｔ２の場合の特性およびＴ３の場合の特性の消去器が
存在すると考え、また、グランドクラツタ信号やウェザ
クラック信号の周波数スペクトラムも周期がＴ　Ｌ　、
Ｔ　２　、　Ｔ　３の場合に対応して存在し、消去器と
スベクＩ〜ラムを各周期毎に対応させて考えることがで
きるので非スタカー周期動（ｔの場合の説明かそのまま
あてはまることになる。

（発明か解決しようとする問題点） 以上説明したように、従来技術においては、第１の消去
器を通過させた後ウェザクラッタ信号の平均ドツプラ周
波数を零になるように補正して、ウェザクラッタ信号の
周波数スペクトラムの各周波数が消去器の周波数特性の
ノツチの位置に来るようにして、第２の消去器を通過さ
せることによりウェザクラッタ信号を抑圧している。

そして第２の消去器としては、周波数特性修正のための
・帰還回路を有しないもの或いは有するらのが用いられ
ており、また、帰還回路を有するものでもその帰還］糸
数か固定となっているので消去器の周波数特性か固定さ
れている。

しかしながら、全消去しようとしているウェザクラッタ
信号のドツプラ周波数分布は近似的にガウス分布ではあ
っても気象状況により標準偏差が様々に変（ヒする７即
ち、平均ドツプラ周波数を零になるように補正してら、
消去器の周波数特性のノツチ付近におけるスペクトルの
広がりは広くなったり狭くなったりする。

粕って、最適なウェザクラック抑圧を実現するにはウェ
ザクラック信号のドツプラ周波数の標準偏差に応じて、
消去器の周波数特性のノツチ近情のＶ字型特性の幅（レ
スポンスが小さい部分の幅）を適合させる必要がある。

即ち、標準偏差が大なる時はＶ字型特性の幅を広くし、
標準偏差が小なる時にはＶ字型特性の幅を狭くし、そし
ていずれの場合においても一般的にｖ字型の落ち込み傾
斜部分はできるだけ急峻であり、■字型部分以外の部分
は一様な出力特性を有することが望ましい。

このような、消去器の周波数特性の修正は帰還回路の帰
還量の調整によって行うことができる。

しかしながら、従来のウェザクラック抑圧Ｍ　Ｔ１回路
においては第２の消去器に帰還回路を有しないか、又は
有していてら・帰還量が固定的に設定されていたために
、ウェザクラッタ信号のドツプラ周波数の標準偏差の変
化に応じて帰還量を制御し、最適なウェザクラッタ抑圧
特性を得るということができないという問題があった。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点に顧みて、ウェ
ザクラッタ信号のドツプラ周波数の標準（ｑ差を求める
手段と、得られた標準偏差に基づいて第２の消去器の帰
還量を制御することにより。

Ｍ　Ｊなりラソタ抑圧が実現できるウェザクラック抑圧
ＭＴＩ回路を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の目的を達成するために次の構成を有す
る。即ち、本発明のウェザクラッタ抑圧ＭＴＩ回路は、
レーダ受信信号のうち固定目標からの受信信号を消去す
る第１の消去器と：　該第１の消去器の出力信号からウ
ェザクラッタの複数スイープ間にわたる平均ドツプラ周
波数を検出する平均ドツプラ周波数補正回路と；　該平
均ドツプラ周波数検出回路の出力信号と前記第１の消去
器の出力信号とを受けて、前記検出回路からの信号によ
り、前記第１の消去器の出力信号中のウェザクラック信
号の平均ドツプラ周波数が零になるように位相補正する
ドツプラ周波数補正回路と：・帰還回路を有し、制御信
号によって帰還（糸数を変化させることにより周波数特
性を制御しうる消去器であって、前記ドツプラ周波数補
正回路の出力信号を受けてウェザクラック信号分消去す
る第２の消去器と；　前記第１の消去器の出力信号と前
記平均ドツプラ周波数検出回路の出力信号を受けて、ウ
ェザクラッタのドツプラ周波数分布の標準偏差を算出す
る標準（肩差算出回路と：　該標準旧差算出回路から標
準偏差信号を受けて、予め設定された関（系に従って帰
還１系数を制御する制（卸信号を発生し前記第２の消去
器へ送出する帰還係数制御回路と；　を具備することを
特徴とする。

（作　用） 以上の構成において、第１の消去器には、レータ空中線
で受信され受信装置で増幅および位相検波されたレーダ
受信信号が入力される。

第１の消去器は入力されたレータ受信信号のうちグラン
ドクラツタ信号を消去し、移動目標およびウェザクラッ
タ信号を出力する。この出力信号はドツプラ周波数補正
回路、平均ドツプラ周波数検出回路および標準偏差算出
回路へそれぞれ加えられる。平均ドツプラ周波数検出回
路は第１の消去器の出力中のウェザクラック信号につい
て、予め定められた数のスイープにわたる平均ドツプラ
周波数？ｄを検出し、この平均ドツプラ周波数信号をド
ツプラ周波数補正回路へ送出し、該回路では該平均ドツ
プラ周波数信号に基づき第１の消去器から送られて来た
ウェザクラッタ信号の平均ドツプラ周波数ｒ６が零にな
るように補正する。

標準（偏差算出回路は、第１の消去器からのウェザクラ
ッタ信号中の各ドツプラ周波数ｆｄｌと前記平均ドツプ
ラ周波数（ｒ、）信号を受けて、ウェザクラッタ信号の
ドツプラ周波数の標準偏差σを式（１）により算出する
。

σ＝Ｆ］ミＴＵ璽ＴΣ　　−・・・−・−・（１）Ｎ　
ｌ＋１ Ｎ：現れたドツプラ周波数の数（サンプル数）こうして
得られた標準偏差信号は帰還係数制御回路へ送られる。

帰還係数制御回路は入力された標準ＩＩ差信号により、
そのような標準順差のＩ−ｌブラ周波数分布を有するウ
ェザクラック信号がよく抑圧され他のドツプラ周波数を
有する移１・ＩＪ目凛がよく検出されるような消去器周
波数特性か得られる帰還（糸数を設定する制ｍ信号を発
生し、第２の消去器へ送出する。第２の消去器は、この
制御信号により所望の周波数特性に設定される。

即ち、ウェザクラッタ信号のドツプラ周波数の標準偏差
の変化に応じてＭ適なりラッタ抑圧特性が得られるよう
に第２の消去器の周波数特性が自動的に設定される。

第２図はドツプラ周波数補正後のウェザクラッタ信号の
周波数スペクトルの広がりとそれに対応する周波数特性
の関係を示す図である。

実線で示すように、ウェザクラッタの周波数スペクトル
の広がりが小さい場合、即ち、標準ＩＪＮ　’１が小さ
い場合には帰還量を多くしてＶ字型ノツチの幅を狭くし
、点線で示すように周波数スペクトルの広がりが大きい
場合、即ち、標準旧差が大きい場合には帰還量を少なく
してＶ字型ノツチの幅を広くすることにより効果的なウ
ェザクラッタ信号の抑圧を行うことができる。第２図中
１点鎖線は中間の場合を示す。

（実　施　例） 第１図は本発明のウェザクラッタ抑圧ＭＴＩ回路の実施
例の構成を示すブロック図である。

まず、レーダ受信信号は、第１消去器１を通過して、グ
ランドクラツタが除去される。平均ドツプラ周波数検出
回路３では、第５図に示すようにウェザクラッタ９を数
スィーブごとのセクタに区切って、そのセクタ内のデー
タがメモリに蓄えられる。セクタ内の受信信号の隣接し
た２スイープのデータから、次々に各スイープ間位相差
Δθ証を、量子］ヒされた単位距離ごとにサンプリング
して、式ｆ　ｄｌ＝Δθ＋／Ｔ＋（Ｔ＋はスイープ間の
時間）によって、ドツプラ周波数ｆｄｌを求める。

そしてセクタ内のサンプル数Ｎで平均化して平均ドツプ
ラ周波数　？　ｄ＝　＋；　、ｆ　ｄ＋　　が求まる。

ウェザクラックは、ターゲットより広く空中に分布して
いるので、Ｎか十分大きい場合、？ｄは近似的にこのセ
クタのウェザクラッタのドツプラ周波数の平均と見てよ
い。受信信号のない部分は、サンプルされないので、も
しＮがある限度より小さい場合は、そのセクタにウェザ
クラッタは存在しないと考えられるので、ドツプラ周波
数のオフセットをかけて、第２消去器を通す必要はなく
なる。次に標準偏差算出回路４はウェザクラッタのドツ
プラ周波数の標準１肩差σを式（１）によって求める。

標準偏差信号は第２の消去器の帰還係数を調整するのに
用いられ、標準（偏差が小さい場合は、周波数特性のＶ
字型ノツチ部分の立ち上がり立ち下りの傾きを大きくす
るように、即ち、Ｖ字型の幅が狭くなるように帰還係数
を大きくするよう制御する。即ち、帰還係数制御回路５
は、その出力信号が、入力された標準偏差信号に対して
、第２の消去器の周波数特性が最適になる帰還量分設定
する制御信号になるように予め関数関係が設定されてい
る。この設定に際してはウェザクラック信号は抑圧され
るが、その近傍のドツプラ周波数を有する移動目標は抑
圧されないようＶ字型）ンチ部分の立ち上かり（又は立
ち下り）の傾斜はできるだけ急峻にするように設定され
る。

ドツプラ周波数補正回路２て平均ドツプラ周波数か０に
なるように、位相補正を受けた後、前述のようにして帰
還（糸数の決まった第２の消去器６に送り込まれ、移動
目標信号の出力レベルを落とさずに、ウェザクラック信
号を選択的に除去することができる。なお以上の説明は
、設定された周期に対する、受信信号スペクトラムと消
去器特性の関係であり、スタガー周期、非スタガー周期
を問わず成立する。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のウェザクラッタ印圧ＭＴ
Ｉ回路は、ウェザクラッタのドツプラ周波数の分布状態
を表わす標準偏差を算出し、第２の消去器の帰還量を標
準偏差の随に応じて、移動目標信号の抑圧はできるだけ
少なく、ウェザクラッタ信号の抑圧はできるだけ大きく
得られるように、自動的に設定するので、従来技術のよ
うに第２の消去器に帰還回路がない場合や、帰還回路が
あってもすｍ遠景が固定されている場合に較べ、ウェザ
クラックの状況に応じてはるかに効果的なウェザクラッ
タ抑圧を行うことができるという利点かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のウェザクラッタ抑圧Ｍ　Ｔ　Ｉ回路の
実施例の構成を示すブロック図、第２図はウェザクラッ
タの周波数スペクトルの広がりと消去器の周波数特性の
説明図、第３図は従来のウェザクラッタ抑圧ＭＴＩ回路
の構成を示すブロック図、第４図は消去器の周波数特性
とグランドクラツタおよびウェザクラッタのスペクトル
を示す図、第５図は平均ドツプラ周波数検出の説明図で
ある１・・・・・・第１の消去器、　２・・・・・・ド
ツプラ周波数補正回路、３・・・・・・平均ドツプラ周
波数検出回路、４・・・・・標準偏差算出回路、　５・
・・・・帰還係数制御回路、　６・・・・・・第２の消
去器、　７・・・・・グランドクラツタスペクトル、　
８．８′・・・・・・ウェザクラッタスペクトル、　９
・・・・・・ウェザクラッタ。 代理人　弁理士　　八　幡　　義　博 ＄、光明の突引二イ列 油部　　／　　　図 −１２図 ８／）つＬヅクラックｙ色圧ＪゴＴ１回界４第３図 りＬプヲラッタのスヘ゛クトル乞ガしす因第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーダ受信信号のうち固定目標からの受信信号を消去す
   る第１の消去器と；該第１の消去器の出力信号からウェ
   ザクラッタの複数スイープ間にわたる平均ドップラ周波
   数を検出する平均ドップラ周波数検出回路と：該平均ド
   ップラ周波数検出回路の出力信号と前記第１の消去器の
   出力信号とを受けて、前記検出回路からの信号により、
   前記第１の消去器の出力信号中のウェザクラッタ信号の
   平均ドップラ周波数が零になるように位相補正するドッ
   プラ周波数補正回路と；帰還回路を有し、制御信号によ
   って帰還係数を変化させることにより周波数特性を制御
   しうる消去器であって、前記ドップラ周波数補正回路の
   出力信号を受けてウェザクラッタ信号を消去する第２の
   消去器と；前記第１の消去器の出力信号と前記平均ドッ
   プラ周波数検出回路の出力信号を受けて、ウェザクラッ
   タのドップラ周波数分布の標準偏差を算出する標準偏差
   算出回路と；該標準偏差算出回路から標準偏差信号を受
   けて、予め設定された関係に従って帰還係数を制御する
   制御信号を発生し前記第２の消去器へ送出する帰還係数
   制御回路と；を具備することを特徴とするウェザクラッ
   タ抑圧ＭＴＩ回路。