JP2010243247A - 信号処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 従来のCFAR(Constant False Alarm Rate)回路では、入力信号特性とCFAR回路特性が合わないため、近接する複数目標を検出できない場合や、クラッタを抑圧できず誤検出する場合があった。
【解決手段】 CFAR回路内の各参照セル内の最大値を除いて平均することにより、特定振幅によるノイズレベル上昇を抑圧することができる。また、クラッタのような広がりのある信号存在時には、GO−CFARを用いることにより、ノイズレベルが上昇し誤警報を抑圧することができる。
【選択図】 図1
【解決手段】 CFAR回路内の各参照セル内の最大値を除いて平均することにより、特定振幅によるノイズレベル上昇を抑圧することができる。また、クラッタのような広がりのある信号存在時には、GO−CFARを用いることにより、ノイズレベルが上昇し誤警報を抑圧することができる。
【選択図】 図1
Description
この発明は、レーダ装置に搭載されて目標検出に用いられる、CFAR(Constant False Alarm Rate)回路を有した信号処理装置に関するものである。
CFAR回路は、レーダ用受信機の受信信号から、不要信号であるクラッタとノイズを抑圧し、必要とする目標信号を検出するレーダ信号処理装置に用いられる。CFAR回路は、入力信号に対する信号検出のための閾値(スレッショルド)を決定し、誤警報確率を一定に保って目標検出を行う。CFAR回路は、捜索、追尾レーダ等のレーダ信号処理装置に搭載され、その構成に関しては様々な提案がなされている。
CFAR回路の一例として、入力信号の特性に応じてGO(Greatest Of)−CFARと、CA(Cell Averaging)−CFARを切り換える技術や、その他のCFARと切り換える技術が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
一般に、小型化を要求される航空機搭載型や車載型等のレーダ装置においては、未知の入力信号特性を判定する特性判定回路や、複数のCFAR回路を設けることが寸法制約上難しくなるため、入力信号特性に最も近いCFAR回路を、一つだけ搭載しているのが実情である。
しかし、従来の小型なレーダ装置においては、入力信号特性とCFAR回路特性が合わないため、近接する複数目標を検出できない場合や、クラッタや干渉波ノイズを抑圧できず、目標を誤検出する場合があった。
この発明は、係る課題を解決するために成されたものであり、クラッタや干渉波ノイズ等の不要波を抑圧し、目標の誤検出や近接する複数目標の未検出の発生頻度を下げることを目的とする。
この発明に係る信号処理装置は、入力信号に対してレンジビンにおける選択した注目セルの両側の信号の振幅値をそれぞれ取り出す少なくとも2つの参照セルと、上記各参照セルから取り出した信号をそれぞれ積分する少なくとも2つの積分器と、上記各参照セルから取り出した信号からそれぞれ最大値を検出する少なくとも2つの最大値検出器と、上記各積分器のそれぞれの出力から上記各最大値検出器により検出された最大値をそれぞれ除く少なくとも2つの演算器と、上記各演算器のそれぞれの出力から上記各参照セルのセル数による平均値をそれぞれ算出する少なくとも2つの平均値算出器と、上記各注目セルの両側における上記2つの平均値算出器の出力を比較する比較器と、上記比較器の出力に定数を乗算し、この乗算値と上記注目セルの振幅値とを比較して、上記注目セルの振幅値の方が大きい場合、この注目セルを目標と判定する目標検出器と、から構成されるCFAR(Constant False Alarm Rate)回路を備えたものである。
この発明によれば、CFAR回路内の各参照セル内の最大値を除いて平均することにより、特定振幅によるノイズレベル上昇を抑圧することができる。また、クラッタのような広がりのある信号存在時には、GO−CFARを用いることにより、ノイズレベルが上昇し誤警報を抑圧することができる。
実施の形態1.
以下、図を用いて、この発明に係る実施の形態1のCFAR回路について説明する。実施の形態1のCFAR回路は、目標検出信号処理装置に設けられ、レンジビンにおける参照セル内の最大値検出回路を備えたことを特長とする。図1は、実施の形態1によるGO−CFARタイプのCFAR回路の構成を示す図である。
以下、図を用いて、この発明に係る実施の形態1のCFAR回路について説明する。実施の形態1のCFAR回路は、目標検出信号処理装置に設けられ、レンジビンにおける参照セル内の最大値検出回路を備えたことを特長とする。図1は、実施の形態1によるGO−CFARタイプのCFAR回路の構成を示す図である。
レーダ送信機から送信され、目標にて反射されてレーダ受信機に入力される受信信号は、ディジタル信号に変換された後、レーダ信号処理装置に入力される。レーダ信号処理装置では、クラッタ抑圧回路において地面、山、海、雨および雲等からの反射波であるクラッタを除去される。クラッタを除去された受信信号はリニア検波器において振幅を検出され、次に積分回路においてS/Nを改善する処理を施された後、目標検出を行うための目標検出信号処理装置に入力される(例えば、特許文献1、2参照)。この目標検出信号処理装置においては、入力されたディジタル化された受信信号が、メモリに構成されるレンジビンに格納されてから、実施の形態1によるCFAR回路に入力されることで、必要な閾値に基づいた目標検出が行われる。
図1において、実施の形態1によるCFAR回路は、2系統の最大値検出器4a,4bと、2系統の積分器3a,3bと、2系統の演算器5a,5bと、2系統の平均値算出器6a,6bと、比較器7と、検出器8とを備える。CFAR回路に入力された受信信号は、レンジビン間隔で分割された受信時間について移動窓を設定し、移動窓の範囲内のレンジビンにそれぞれ格納された信号の振幅値について、注目セルとその注目セルの両側にそれぞれ隣接した参照セル2aと参照セル2bを設定する。参照セル2aと参照セル2bは、何れもセル数がNcとなる複数のセルから構成される。参照セル2aと参照セル2bは、ノイズレベルを算出するために入力信号から信号の振幅レベルを振幅値として取り出す。参照セル2aと参照セル2bにより取り出された信号は、積分器3aと積分器3bによりそれぞれ積分が実施される。また、参照セル2aと参照セル2bにより取り出された信号は、最大値検出器4aと最大値検出器4bによりそれぞれの参照セルの最大値が検出される。
演算器5aと演算器5bにて、積分器3aと積分器3bによるそれぞれの積分結果から、最大値検出器4aと最大値検出器4bによりそれぞれ検出された参照セルの最大値を、それぞれ減算する。平均値算出器6aと平均値算出器6bは、演算器5aと演算器5bによるそれぞれの演算値をセル数Ncで除算することにより、参照セルから最大値を除いた平均値を算出する。比較器7は、平均値算出器6aと平均値算出器6bによりそれぞれ平均値を算出した演算器6aと演算器6bの演算値を比較し、比較結果に基づいて大きい方の演算値を出力する。検出器8は、比較器7の出力Bに対し、検出器8の外部回路から入力される乗数(係数)Kを乗算した値(B*K)を、閾値レベルとして演算する。検出器8は、この乗算により得られた閾値(B*K)と順次選択する注目セル1の出力Aとを比較し、注目セル1の出力Aが閾値(B*K)よりも大きい場合に、その出力Aを目標の振幅値として出力する。
次に、周波数軸上において近接した2目標とクラッタが存在する入力信号に対し各部の動作を説明する。図2は、実施の形態1によるGO−CFARタイプのCFAR回路の各部の動作を説明するための図である。
図において、入力信号9に対して、図1の演算器6aは出力信号10を出力する。図1の演算器6bは出力信号11を出力する。図1の比較器7では入力信号10と出力信号11を比較し、大きい方を出力信号12として出力する。図1の検出器8では入力信号12に乗数Kを乗算したものと、図1の注目セル1の信号レベルとを比較し、注目セルの信号レベルが大きい場合、目標信号13として出力する。ここで、例えば乗数Kを3に設定した場合、図2に示すクラッタはその注目セルにおける出力信号12の3倍よりも小さくなるので、目標として検出されることはない。一方、図2に示す目標信号13については、その注目セルにおける出力信号12の3倍よりも大きくなるので、確実に目標として検出されることとなる。
すなわち、図2の例では、目標レベルより振幅レベルが大きく周波数軸方向に広がっているクラッタを目標として誤検出せず、近接した2目標を目標信号13として検出していることを示している。
次に、図1の最大値検出器4aと4b、及び演算器5aと5bが無く、積分器3aと3bの出力を、直接演算器6aと6bに入れた場合のCFAR回路について、従来技術に相当する比較例を説明する。図3は、比較例のGO−CFAR回路の各部の動作を説明するための図である。
図において、入力信号14に対して比較例の比較器7は、信号15を出力する。検出器8では信号15に係数Kを乗算したものと、図1に示した注目セル1の信号レベルとを比較する。
図3の信号15は図2の信号13よりも、最大値信号を減算していない分だけ、振幅レベルが高くなる。これによってクラッタを目標として検出しないものの、図2では目標信号13として検出できていた近接目標が、図3では検出できなくなることを示している。
次に、図1の比較器7が、入力レベルの大きいものを出力するのではなく、小さいものを出力する従来のSO(Smallest Of)−CFARの場合の動作を示す。図4は比較例のSO−CFAR回路の動作を説明するための図である。
入力信号16に対して、SO−CFARの比較器7は、信号17を出力する。検出器8では信号17に係数Kを乗算したものと、図1の注目セル1の信号レベルとを比較する。
図4の信号17は、図2の信号12より、振幅レベルが低くなる。図4では近接目標を目標信号18として検出できるものの、クラッタを目標信号19として誤検出してしまうことを示している。
なお、実施の形態1によるGO−CFAR回路は、周波数軸上だけでなく、時間軸上においても同様の効果を奏することは言うまでもない。
以上説明したとおり、この実施の形態1による目標検出信号処理装置は、入力信号に対してレンジビンにおける選択した注目セルの両側の信号の振幅値をそれぞれ取り出す少なくとも2つの参照セルと、上記各参照セルから取り出した信号をそれぞれ積分する少なくとも2つの積分器と、上記各参照セルから取り出した信号からそれぞれ最大値を検出する少なくとも2つの最大値検出器と、上記各積分器のそれぞれの出力から上記各最大値検出器により検出された最大値をそれぞれ除く少なくとも2つの演算器と、上記各演算器のそれぞれの出力から上記各参照セルのセル数による平均値をそれぞれ算出する少なくとも2つの平均値算出器と、上記各注目セルの両側における上記2つの平均値算出器の出力を比較する比較器と、上記比較器の出力に定数を乗算し、この乗算値と上記注目セルの振幅値とを比較して、上記注目セルの振幅値の方が大きい場合、この注目セルを目標と判定する目標検出器と、から構成されるCFAR(Constant False Alarm Rate)回路を備えたこの実施の形態によれば、GO−CFAR回路内の各参照セル内の最大値を除いて平均することにより、特定振幅のノイズレベル上昇を抑圧し、またクラッタのような広がりのある信号存在時には、ノイズレベルが上昇し誤警報を抑圧することができる。さらに、従来のCFAR回路に対して、単純な回路の追加により性能改善が見込まれる。
1 注目セル、2a 参照セル、2b 参照セル、3a 積分器、3b 積分器、4a 最大値検出器、4b 最大値検出器、5a 演算器、5b 演算器、6a 平均値算出器、6b 平均値算出器、7 比較器、8 検出器、9 入力信号、10 ノイズレベル、11 ノイズレベル、12 ノイズレベル、13 目標信号、14 入力信号、15 ノイズレベル、16 入力信号、17 ノイズレベル、18 目標信号、19 誤検出目標信号。
Claims (1)
- 入力信号に対してレンジビンにおける選択した注目セルの両側の信号の振幅値をそれぞれ取り出す少なくとも2つの参照セルと、
上記各参照セルから取り出した信号をそれぞれ積分する少なくとも2つの積分器と、
上記各参照セルから取り出した信号からそれぞれ最大値を検出する少なくとも2つの最大値検出器と、
上記各積分器のそれぞれの出力から上記各最大値検出器により検出された最大値をそれぞれ除く少なくとも2つの演算器と、
上記各演算器のそれぞれの出力から上記各参照セルのセル数による平均値をそれぞれ算出する少なくとも2つの平均値算出器と、
上記各注目セルの両側における上記2つの平均値算出器の出力を比較する比較器と、
上記比較器の出力に定数を乗算し、この乗算値と上記注目セルの振幅値とを比較して、上記注目セルの振幅値の方が大きい場合、この注目セルを目標と判定する目標検出器と、
から構成されるCFAR(Constant False Alarm Rate)回路を備えた信号処理装置。
Priority Applications (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104459644A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-03-25 | 中国电子科技集团公司第二十八研究所 | 一种用于雷达视频信号检测的自适应恒虚警检测方法 |
CN109188388A (zh) * | 2018-09-03 | 2019-01-11 | 中国科学院声学研究所 | 一种对抗多目标干扰的恒虚警检测方法 |
CN111537962A (zh) * | 2020-06-09 | 2020-08-14 | 厦门大学 | 一种雷达信号快速检测方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03138585A (ja) * | 1989-10-25 | 1991-06-12 | Mitsubishi Electric Corp | レーダ信号処理装置 |
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2009
- 2009-04-02 JP JP2009090201A patent/JP2010243247A/ja active Pending
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---|---|---|---|---|
JPH03138585A (ja) * | 1989-10-25 | 1991-06-12 | Mitsubishi Electric Corp | レーダ信号処理装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104459644A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-03-25 | 中国电子科技集团公司第二十八研究所 | 一种用于雷达视频信号检测的自适应恒虚警检测方法 |
CN109188388A (zh) * | 2018-09-03 | 2019-01-11 | 中国科学院声学研究所 | 一种对抗多目标干扰的恒虚警检测方法 |
CN111537962A (zh) * | 2020-06-09 | 2020-08-14 | 厦门大学 | 一种雷达信号快速检测方法 |
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