JP2011252832A - Radar signal processor - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a radar device which can prevent the degradation of target detection performance in the peripheral cells of a cell from which JEM was detected, by discriminating a true target and the JEM based on the observation of behavior of both the range and the intensity of a reception signal so that the JEM is not allowed to be continuously detected, after reducing the number of candidate signals which can serve as a true target by preventing erroneous detection of noise through threshold processing after amplitude detection.SOLUTION: A radar device comprises: a threshold processing unit 109 that provides threshold processing such that noise is not erroneously detected as a candidate of a true target for an amplitude detection output; a target discrimination unit 110 that discriminates a true target and JEM by tracking a target for an amplitude detection output and by continuously observing the behavior of the range and the intensity of a reception signal; feedback processing 111 for providing the feedback of a target discrimination result to the threshold processing unit; and a target detection unit 112 that detects the true target based on the target discrimination result.

Description

本発明は、航空機の反射電波から、航空機を目標として検出するレーダ信号処理装置に関するものである。   The present invention relates to a radar signal processing apparatus that detects an aircraft as a target from reflected radio waves of the aircraft.

従来、アンテナを介して、目標に向け電波の送信パルスを発生する送信機と、アンテナを介して目標で反射された電波を受信し、増幅処理し、位相検波を行う受信機と、その出力信号をＡ／Ｄ変換（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ：以下、Ａ／Ｄ変換とする）する変換器と、その出力をＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：以下、ＦＦＴとする）処理する信号処理器と、ＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ：以下、ＣＦＡＲとする）定数であるリファレンスセル数またはガードセル数を、受信信号の強度に応じて決定する決定回路と、その決定されたリファレンスセル数またはガードセル数でＣＦＡＲ処理を行う信号処理器とを備えた追尾レーダがある（例えば、特許文献１参照）。   Conventionally, a transmitter that generates a transmission pulse of a radio wave toward a target via an antenna, a receiver that receives a radio wave reflected by the target via the antenna, performs amplification processing, and performs phase detection, and an output signal thereof A / D conversion (Analog to Digital conversion: hereinafter referred to as A / D conversion), a signal processor that performs FFT (Fast Fourier Transform: hereinafter referred to as FFT), and a CFAR (Constant) (False Alarm Rate: hereinafter referred to as CFAR) A determination circuit that determines the number of reference cells or guard cells, which is a constant, according to the strength of the received signal, and a signal that performs CFAR processing with the determined number of reference cells or guard cells And tracking radar with a processor (for example, Patent Document 1).

ここで、ＣＦＡＲ処理は、周波数セル上で行うものであり、受信信号の強度の増加に応じて、ＣＦＡＲ処理のパラメータであるガードセル数、リファレンスセル数が変化し、目標信号がリファレンスセルに漏れこむのを抑え、リファレンスセル内のノイズ強度を抑え、ターゲット検出性能の劣化を防ぐものである。   Here, the CFAR process is performed on the frequency cell, and the number of guard cells and the number of reference cells, which are parameters of the CFAR process, change as the received signal strength increases, and the target signal leaks into the reference cell. This suppresses the noise intensity in the reference cell and prevents the target detection performance from deteriorating.

また、ジェットエンジンを搭載した航空機を上記の追尾レーダで観測した場合には、タービンのようなジェットエンジンの回転部位により、目標レーダエコーに変調が掛かり、この変調信号が検出される、ＪＥＭ（Ｊｅｔ Ｅｎｇｉｎｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）と言う現象がある。   Further, when an aircraft equipped with a jet engine is observed with the tracking radar described above, the target radar echo is modulated by the rotating portion of the jet engine such as a turbine, and this modulation signal is detected. There is a phenomenon called “Engine Modulation”.

従来、このＪＥＭ発生の有無を検出する方法として、目標で反射された受信電波を観測し、前記目標の検出信号とＪＥＭにより変調された検出信号とを判別して、前記目標を検出するレーダ信号処理装置がある。このレーダ信号処理装置は、受信電波の振幅の比較に基づき目標の候補として複数検出された同一レンジセル内にある検出信号の各々について、所定時間その強度変化を計測し、前記強度変化が所定の範囲内である検出信号を前記目標の検出信号であると判断し、前記強度変化が所定の範囲を越える検出信号を前記ＪＥＭにより変調された検出信号であると判断する目標判別部を備える（例えば、特許文献２参照）。   Conventionally, as a method of detecting the presence or absence of the occurrence of JEM, a radar signal for detecting the target by observing the received radio wave reflected by the target, discriminating between the detection signal of the target and the detection signal modulated by the JEM There is a processing device. The radar signal processing apparatus measures the intensity change for a predetermined time for each of the detection signals in the same range cell detected as a plurality of target candidates based on the comparison of amplitudes of received radio waves, and the intensity change is within a predetermined range. A target determination unit that determines that the detection signal that is within the range is the target detection signal, and determines that the detection signal whose intensity change exceeds a predetermined range is the detection signal modulated by the JEM (for example, Patent Document 2).

特開平６−２４９９４６号公報JP-A-6-249946

特開２００９−２５０９２５号公報JP 2009-250925 A

従来の追尾レーダによる目標検出においては、真の目標とＪＥＭの判別を行うために上記の方法を用いている。しかしながら、目標信号の検出を行う際に、周辺セルの信号強度を用いた閾値処理を実施しておらず、単純に、対象とするセルの信号強度変化のみに着目して目標信号を検出しているため、ノイズ信号を真の目標となり得る信号の候補として誤検出するという問題があった。   In the target detection by the conventional tracking radar, the above method is used to discriminate the true target from the JEM. However, when the target signal is detected, threshold processing using the signal strength of neighboring cells is not performed, and the target signal is simply detected by focusing only on the signal strength change of the target cell. Therefore, there is a problem that a noise signal is erroneously detected as a candidate signal that can be a true target.

また、仮に対象とするセルの周辺セルの信号強度を閾値決定に使用して閾値処理を実施したとしても、その周辺セルに、本来存在しないＪＥＭが目標相当の信号強度をもっていた場合には、閾値が間違って決定されて検出性能が劣化する問題がある。   Even if threshold processing is performed by using the signal strength of the surrounding cell of the target cell for threshold determination, if a JEM that does not originally exist in the surrounding cell has signal strength equivalent to the target, There is a problem that the detection performance deteriorates due to erroneous determination.

さらに、従来の追尾レーダによる目標検出においては、真の目標とＪＥＭの判別を行うために上記の方法を用いるが、ＪＥＭと判別された結果を目標検出処理にフィードバックしていないため、目標検出処理の繰り返しにおいてＪＥＭが検出され続ける問題がある。   Furthermore, in the target detection by the conventional tracking radar, the above method is used to discriminate the true target from the JEM, but the result of the discrimination from the JEM is not fed back to the target detection process. There is a problem that JEM continues to be detected in the repetition of.

以上の問題点から、閾値処理によりノイズの誤検出を防ぎ、ＪＥＭの発生の有無、もしくは真の目標とＪＥＭの判別を行い、その判別結果をフィードバックすることが追尾レーダの目標検出性能の劣化を防ぐ為には必須である。
しかしながら、上記特許文献１、２に開示されるレーダ信号処理装置には、受信信号のレンジ及び強度の挙動観測により、ＪＥＭの発生の有無、もしくは真の目標とＪＥＭの判別を行うことが示されているものの、閾値処理によるノイズの誤検出を防いだ上で、受信信号のレンジ及び強度の挙動観測によりＪＥＭの発生の有無、もしくは真の目標とＪＥＭの判別を行い、判別結果を閾値処理にフィードバックすることでＪＥＭを検出し続けることを防ぐ点については示されておらず、真の目標の検出性能の劣化を防ぐには不十分であった。 From the above problems, threshold detection prevents false detection of noise, determines whether or not JEM has occurred, or determines the true target and JEM and feeds back the determination results, thereby degrading the target detection performance of the tracking radar. It is essential to prevent.
However, the radar signal processing apparatuses disclosed in Patent Documents 1 and 2 show that the presence or absence of JEM or the true target and JEM is discriminated by observing the behavior of the range and intensity of the received signal. However, after preventing false detection of noise due to threshold processing, JEM is detected by detecting the range and intensity behavior of the received signal, or the true target and JEM are determined. The point of preventing the continued detection of JEM by feedback is not shown, and it is insufficient to prevent deterioration of the detection performance of the true target.

この発明は、以上の問題を解決するためになされたものであり、振幅検出後の閾値処理によりノイズの誤検出を防いだ上で、真の目標とＪＥＭを判別するとともに、ＪＥＭと判別された場合はその結果を閾値処理前にフィードバックすることにより、ＪＥＭが検出され続けることを防ぎ、またＪＥＭが検出されたセルの周辺セルにおける目標検出性能の劣化を防ぐことが可能なレーダ装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. In addition to preventing false detection of noise by threshold processing after amplitude detection, the true target and the JEM are discriminated, and the JEM is discriminated. In such a case, by feeding back the result before threshold processing, it is possible to prevent the JEM from being continuously detected, and to obtain a radar apparatus capable of preventing the deterioration of the target detection performance in the neighboring cells of the cell in which the JEM is detected. With the goal.

この発明によるレーダ信号処理装置は、送信パルスを発生させる送信機と、送信パルスを電波として目標に放射させるアンテナと、送信及び受信の切替を行う送受切替器と、目標で反射された電波を、アンテナを介して受信する受信機と、上記受信機による受信信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、上記Ａ／Ｄ変換器によるＡ／Ｄ変換後の信号に対して、サイドローブ低減のためのウェイティング処理を施すウェイティング処理器と、上記ウェイティング処理器によるウェイティング処理後の信号に対して、ＦＦＴ処理を施し、周波数軸信号に変換する周波数分析器と、上記周波数分析器によるＦＦＴ処理後の信号の振幅を出力する振幅検出器と、上記振幅検出器による振幅検出出力に対して、真の目標の候補としてノイズを誤検出することを防ぐ閾値処理を施す閾値処理器と、上記閾値処理器による振幅検出出力に対して、目標をトラッキングし、そのレンジ及び受信信号強度の挙動を継続して観測する事により、真の目標とＪＥＭとを判別する目標判別器と、上記目標判別器により判別されたＪＥＭを閾値処理器にフィードバックするフィードバック処理と、上記目標判別器の目標判別結果を元に、真の目標を検出する目標検出器と、を備えたものである。   A radar signal processing apparatus according to the present invention includes a transmitter that generates a transmission pulse, an antenna that radiates the transmission pulse to a target as a radio wave, a transmission / reception switcher that switches between transmission and reception, and a radio wave reflected by the target. Side lobe reduction for a receiver that receives via an antenna, an A / D converter that A / D converts a signal received by the receiver, and a signal after A / D conversion by the A / D converter A weighting processor that performs a weighting process for the signal, a frequency analyzer that performs FFT processing on the signal after the weighting process by the weighting processor, and converts the signal into a frequency axis signal, and after the FFT processing by the frequency analyzer For the amplitude detector that outputs the amplitude of the current signal and the amplitude detection output by the amplitude detector, noise is erroneously detected as a true target candidate. The threshold processing unit that performs threshold processing to prevent the target and the amplitude detection output by the above threshold processing unit, the target is tracked, and the behavior of the range and the received signal strength is continuously observed, so that the true target and the JEM A target discriminator, a feedback process for feeding back the JEM discriminated by the target discriminator to a threshold value processor, and a target detector for detecting a true target based on the target discrimination result of the target discriminator And.

この発明によれば、振幅検出後の閾値処理によりノイズの誤検出を防ぐことで、真の目標となり得る信号の候補を減らした上で、受信信号のレンジ及び強度の挙動観測により真の目標とＪＥＭを判別し、ＪＥＭと判別された場合はその結果を閾値処理前にフィードバックし、ＪＥＭが検出されたセルの信号レベルをあらかじめ設定した受信機雑音相当のレベルに替える事により、以降の処理でＪＥＭが検出され続けることを防ぎ、ＪＥＭが検出されたセルの周辺セルにおける目標検出性能の劣化を防ぐことができる。   According to the present invention, by preventing false detection of noise by threshold processing after amplitude detection, the number of signal candidates that can be true targets is reduced, and then the true target and JEM is discriminated, and when it is discriminated as JEM, the result is fed back before threshold processing, and the signal level of the cell in which JEM is detected is changed to a level equivalent to the preset receiver noise. It is possible to prevent the JEM from being continuously detected and to prevent the target detection performance from deteriorating in the peripheral cells of the cell in which the JEM is detected.

本発明に係る実施の形態１によるレーダ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the radar apparatus by Embodiment 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態１によるレーダ信号処理装置の処理フローを示した図である。It is the figure which showed the processing flow of the radar signal processing apparatus by Embodiment 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態１による振幅検出器から閾値処理器に入力される、振幅検出出力の一例と、閾値処理器における処理単位セルを図示したものである。2 illustrates an example of an amplitude detection output that is input from the amplitude detector according to the first embodiment of the present invention to the threshold processor, and a processing unit cell in the threshold processor. 本発明に係る実施の形態１による閾値処理器における目標信号検出結果の一例を図示したものである。FIG. 6 illustrates an example of a target signal detection result in the threshold processor according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明に係る実施の形態１による目標数判断部における目標信号検出結果の一例を図示したものである。It shows an example of the target signal detection result in the target number determination unit according to the first embodiment of the present invention. 本発明に係る実施の形態１による信号レンジ比較部における目標信号検出結果の一例を図示したものである。FIG. 7 illustrates an example of a target signal detection result in a signal range comparison unit according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明に係る実施の形態１による信号強度変化比較部における目標信号検出結果の一例を図示したものである。FIG. 7 illustrates an example of a target signal detection result in a signal intensity change comparison unit according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明に係る実施の形態１による閾値処理器におけるＪＥＭ判別結果のフィードバック処理反映結果の一例を図示したものである。FIG. 6 illustrates an example of a feedback process reflection result of a JEM discrimination result in the threshold processor according to Embodiment 1 of the present invention. FIG.

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、実施の形態１によるレーダ装置は、送信機１０１と、アンテナ１０２と、送受切替器１０３と、受信機１０４と、レーダ信号処理装置１１３から構成される。レーダ信号処理装置１１３は、Ａ／Ｄ変換器１０５と、ウェイティング処理器１０６と、周波数分析器１０７と、振幅検出器１０８と、閾値処理器１０９と、目標判別器１１０と、フィードバック処理部１１１と、目標検出器１１２を備えて構成される。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
As shown in FIG. 1, the radar apparatus according to the first embodiment includes a transmitter 101, an antenna 102, a transmission / reception switch 103, a receiver 104, and a radar signal processing apparatus 113. The radar signal processing device 113 includes an A / D converter 105, a waiting processor 106, a frequency analyzer 107, an amplitude detector 108, a threshold processor 109, a target discriminator 110, a feedback processor 111, and the like. The target detector 112 is configured.

送信機１０１は、送信パルスを発生させる。アンテナ１０２は、送信パルスを電波として目標に放射させる。送受切替器１０３は、送信及び受信の切替を行う。受信機１０４は、目標で反射された電波を、アンテナを介して受信する。Ａ／Ｄ変換器１０５は、受信機１０４による受信信号をＡ／Ｄ変換する。ウェイティング処理器１０６は、Ａ／Ｄ変換後の信号に対してサイドローブ低減のためのウェイティング処理を施す。周波数分析器１０７は、ウェイティング処理後の信号に対しＦＦＴ処理を施し、周波数軸信号に変換する。   The transmitter 101 generates a transmission pulse. The antenna 102 radiates the transmission pulse as a radio wave to the target. The transmission / reception switch 103 switches between transmission and reception. The receiver 104 receives the radio wave reflected by the target via the antenna. The A / D converter 105 A / D converts the signal received by the receiver 104. The weighting processor 106 performs weighting processing for reducing side lobes on the signal after A / D conversion. The frequency analyzer 107 performs an FFT process on the signal after the weighting process and converts it to a frequency axis signal.

振幅検出器１０８は、ＦＦＴ処理後の周波数軸信号の振幅を出力する。閾値処理器１０９は、振幅検出器１０８からの振幅検出出力に対して、真の目標の候補としてノイズを誤検出することを防ぐ閾値処理を施す。目標判別器１１０は、振幅検出出力に対して、目標をトラッキングし、そのレンジ及び受信信号強度の挙動を継続して観測する事により真の目標とＪＥＭとを判別する。フィードバック処理部１１１は、目標判別器１１０による目標判別結果を閾値処理器１０９にフィードバックする。目標検出器１１２は、目標判別器１１０による目標判別結果を元に、真の目標を検出し、検出した真の目標を目標情報として出力する。   The amplitude detector 108 outputs the amplitude of the frequency axis signal after the FFT processing. The threshold processor 109 performs threshold processing on the amplitude detection output from the amplitude detector 108 to prevent erroneous detection of noise as a true target candidate. The target discriminator 110 discriminates the true target from the JEM by tracking the target with respect to the amplitude detection output and continuously observing the behavior of the range and the received signal strength. The feedback processing unit 111 feeds back the target discrimination result by the target discriminator 110 to the threshold processor 109. The target detector 112 detects a true target based on the result of target discrimination by the target discriminator 110, and outputs the detected true target as target information.

次に、図１に示す実施の形態１に係るレーダ装置の要素のうち、ノイズの誤検出を防ぐ閾値処理器１０９と、真の目標とＪＥＭとを判別する目標判別器１１０と、目標判別結果を閾値処理器１０９にフィードバックするフィードバック処理部１１１の巧拙について説明する。図２は、閾値処理器１０９、目標判別器１１０、及びフィードバック処理部１１１の動作フローを図示したものである。   Next, among the elements of the radar apparatus according to Embodiment 1 shown in FIG. 1, a threshold value processor 109 that prevents erroneous detection of noise, a target discriminator 110 that discriminates a true target from a JEM, and a target discrimination result The skill of the feedback processing unit 111 that feeds back to the threshold processor 109 will be described. FIG. 2 illustrates an operation flow of the threshold processor 109, the target discriminator 110, and the feedback processor 111.

図２において、符号２００は閾値処理器１０９による閾値処理、符号２０１はフィードバック処理を示す。また、目標判別器１１０の処理動作のうち、符号２０２は目標数判断部による目標数判断処理、符号２０３は信号レンジ比較部による同一レンジセル判断処理、符号２０４は信号強度変化比較部による信号強度変化比較処理、符号２０５はループ処理部によるループ処理を示す。
ここで、目標判別器１１０の各処理は、追尾レーダで目標検出をする際に、真の目標単独で検出されることはあっても、真の目標とは別に、その目標のＪＥＭのみが単独で検出されることは無いという前提に基づいている。 In FIG. 2, reference numeral 200 indicates threshold processing by the threshold processor 109, and reference 201 indicates feedback processing. Of the processing operations of the target discriminator 110, reference numeral 202 is a target number determination process by the target number determination unit, reference numeral 203 is the same range cell determination process by the signal range comparison unit, and reference numeral 204 is a signal intensity change by the signal strength change comparison unit. Comparison processing, reference numeral 205 indicates loop processing by the loop processing unit.
Here, each processing of the target discriminator 110 may be detected by the true target alone when the target is detected by the tracking radar, but only the JEM of the target is independently used. It is based on the premise that it will not be detected by.

振幅検出器１０８から出力された振幅検出出力は閾値処理器１０９に入力される。
図３は、振幅検出器１０８から出力された振幅検出出力の一例を示したものである。図３において、符号３０１は対象セル単位、符号３０２及び３０３はそれぞれレンジ及びドップラー方向である。
閾値処理器１０９の閾値処理では、レンジ及びドップラー方向の全対象セルについて、周辺セルの信号強度及びあらかじめ保持しているパラメータから閾値を決定し、その閾値を超えた信号を真の目標となり得る信号の候補として検出する。図３の例では、ドップラー方向の範囲Ａ、レンジ方向の範囲Ｂについて、範囲Ａ及び範囲Ｂで規定される周辺セルの信号強度を示している。これらの信号強度と、あらかじめ保持しているパラメータを用いて、閾値の決定が行われる。 The amplitude detection output output from the amplitude detector 108 is input to the threshold processor 109.
FIG. 3 shows an example of the amplitude detection output output from the amplitude detector 108. In FIG. 3, reference numeral 301 denotes a target cell unit, and reference numerals 302 and 303 denote a range and a Doppler direction, respectively.
In the threshold processing of the threshold processor 109, for all target cells in the range and Doppler direction, a threshold value is determined from the signal strength of the neighboring cells and the parameters held in advance, and a signal that exceeds the threshold value can be a true target. Detect as a candidate. In the example of FIG. 3, the signal strength of surrounding cells defined by the range A and the range B is shown for the range A in the Doppler direction and the range B in the range direction. The threshold value is determined using these signal intensities and previously stored parameters.

図４は、図３に対して閾値処理器１０９で真の目標となり得る信号の候補が検出された場合の検出結果の一例を示したものである。図３において、特に信号強度が大きかったセルのうち、符号４０１及び４０２は目標として検出された信号、符号４０３は閾値処理により検出されなかった信号であるケースを、例示している。   FIG. 4 shows an example of a detection result when a signal candidate that can be a true target is detected by the threshold processor 109 with respect to FIG. FIG. 3 illustrates a case where, among cells having particularly high signal strength, reference numerals 401 and 402 are signals detected as targets, and reference numeral 403 is a signal not detected by threshold processing.

閾値処理器１０９から出力された閾値処理出力は、目標数判断部に入力されて目標数の判定処理２０２が実行される。目標数判断処理２０２では、あらかじめパラメータとして保持している目標信号の検出を決定する閾値について、当該閾値を超えた信号の数を目標数として判断する。   The threshold processing output output from the threshold processor 109 is input to the target number determination unit, and the target number determination processing 202 is executed. In the target number determination process 202, the number of signals exceeding the threshold value is determined as the target number with respect to the threshold value for determining detection of the target signal previously held as a parameter.

目標数判断部で単数目標であると判断された場合は、検出された目標は真の目標１機のものであり、ＪＥＭは存在しないとして、目標検出器１１２に検出した目標信号を出力する。
目標数判断部で複数目標であると判断された場合は、目標判別処理のトラッキング処理２０６を開始し、信号レンジ比較部に目標として検出された信号が出力される。 When the target number determination unit determines that the target is a singular target, the detected target is that of one true target, and there is no JEM, and the detected target signal is output to the target detector 112.
If the target number determination unit determines that there are multiple targets, tracking processing 206 of the target determination process is started, and a signal detected as a target is output to the signal range comparison unit.

図５は、目標数判断部の目標数判断処理２０２で、単数目標であると判断される場合の目標信号検出結果の一例を図示したものである。
図５において、符号５０１は検出された目標信号、符号５０２は検出されない目標信号、符号５０３はあらかじめパラメータとして保持している目標信号の検出を決定する閾値であり、この閾値を超えると目標信号として検出されるものである。 FIG. 5 illustrates an example of a target signal detection result when the target number determination processing 202 of the target number determination unit determines that the target number is a singular target.
In FIG. 5, reference numeral 501 is a detected target signal, reference numeral 502 is a target signal that is not detected, and reference numeral 503 is a threshold value for determining detection of a target signal that is held in advance as a parameter. It is to be detected.

信号レンジ比較部の同一レンジセル判断処理２０３では、目標数判断部の目標数判断処理２０２で複数目標であると判断された出力のレンジセルを比較する。
ここで、２目標のレンジセルが異なる場合は、検出された２目標は真の目標２機のものであり、ＪＥＭは存在しないとして目標検出器に出力する。
一方、２目標のレンジセルが同一である場合は、信号強度変化比較部に出力される。 In the same range cell determination process 203 of the signal range comparison unit, the output range cells determined to be a plurality of targets in the target number determination process 202 of the target number determination unit are compared.
Here, if the two target range cells are different, the detected two targets are those of two true targets, and the JEM is output and is output to the target detector.
On the other hand, when the two target range cells are the same, they are output to the signal intensity change comparison unit.

信号レンジ比較部の同一レンジセル判断処理２０３では、２目標が真の目標１機とその目標のＪＥＭであった場合、一般的な追尾レーダでは真の目標の大きさに比べてレンジ分解能の方が大きいことにより、その２目標は同一レンジセルで検出され、異なるレンジセルで検出されることは無いという前提に基づいて、出力処理が行われている。   In the same range cell determination processing 203 of the signal range comparison unit, when two targets are one true target and the target JEM, the range resolution is larger than the true target size in a general tracking radar. Since the two targets are detected by the same range cell and are not detected by different range cells, the output process is performed.

次に、図６は、信号レンジ比較部の同一レンジセル判断処理２０３の結果、２目標が真の目標２機のものであると判断される場合の目標信号検出結果の一例を図示したものである。図６において、符号６０１は検出された真の目標２機のうち、１機の目標信号、符号６０２は検出された真の目標２機のうち、別の１機の目標信号、符号６０３は図５の符号５０３と同一の閾値である。   Next, FIG. 6 illustrates an example of a target signal detection result when it is determined that the two targets are those of two true targets as a result of the same range cell determination processing 203 of the signal range comparison unit. . In FIG. 6, reference numeral 601 denotes a target signal of one of the detected true target aircraft, reference numeral 602 denotes another target signal of the detected true target two aircraft, and reference numeral 603 denotes a diagram. This is the same threshold as the reference numeral 503 of 5.

信号強度変化比較部による信号強度変化比較処理２０４では、信号レンジ比較部の同一レンジセル判断処理２０３からの出力について、信号強度変化を比較する。
信号強度変化比較部では、あらかじめパラメータとして真の目標の最大信号強度と最小信号強度の比によって決定される閾値を保持している。
ここで、２目標のうち、一方の信号強度が変化してこの閾値を下回り、他方の信号強度はこの閾値を下回らない場合には、２目標を真の目標１機と、その目標のＪＥＭであるとして目標検出器１１２に出力する。
この時、信号強度が急峻に変化した方の目標をＪＥＭ、他方の目標を真の目標として出力する。２目標の信号強度変化が上記を満たさない場合には、２目標をそれぞれ真の目標と目標のＪＥＭであると判断する事が出来ないが、少なからず真の目標１機を検出したとして、引き続きトラッキングを継続するためにループ処理２０５によって信号レンジ比較部の同一レンジセル判断処理２０３へと出力され、上記の処理を繰返し行う。 In the signal strength change comparison processing 204 by the signal strength change comparison unit, the signal strength change is compared with the output from the same range cell determination processing 203 of the signal range comparison unit.
The signal strength change comparison unit holds in advance a threshold value determined by the ratio of the true target maximum signal strength and the minimum signal strength as a parameter.
Here, if the signal strength of one of the two targets changes and falls below this threshold value, and the other signal strength does not fall below this threshold value, the two targets are set as one true target and the target JEM. It outputs to the target detector 112 as it exists.
At this time, the target whose signal intensity has changed sharply is output as JEM, and the other target as a true target. If the signal strength change of the two targets does not satisfy the above, it cannot be determined that the two targets are the true target and the target JEM, respectively. In order to continue the tracking, the loop processing 205 outputs the same range cell determination processing 203 of the signal range comparison unit, and repeats the above processing.

信号強度変化比較部の信号強度変化比較処理２０４では、一般的にＪＥＭの信号強度は、自レーダがジェットエンジンすなわち真の目標に正対した場合に最大となり、自レーダがジェットエンジンすなわち真の目標の側面と対した場合に最小となるが、このＪＥＭの最大信号強度から最小信号強度への信号強度変化は真の目標の信号強度変化に比して十分急峻であるという前提に基づいて、出力処理を行っている。   In the signal strength change comparison processing 204 of the signal strength change comparison unit, generally, the signal strength of the JEM becomes maximum when the own radar faces the jet engine, that is, the true target, and the own radar becomes the jet engine, that is, the true target. The signal strength change from the maximum signal strength of the JEM to the minimum signal strength is sufficiently steep compared to the true target signal strength change. Processing is in progress.

図７は、信号強度変化比較部の信号強度変化比較処理２０４において２目標が真の目標１機と、その目標のＪＥＭであると判断される場合の目標信号検出結果の一例を図示したものである。図７において、符号７０１は真の目標のＪＥＭ信号、符号７０２は真の目標の信号、符号７０３は図５の符号５０３と同一の閾値、符号７０４は真の目標の最大信号強度と最小信号強度の比によって決定される閾値である。
信号強度変化比較処理２０４では、この閾値７０４を下回るとその信号は真の目標では無いと判断され、ＪＥＭであるとして出力される。 FIG. 7 illustrates an example of a target signal detection result when it is determined in the signal strength change comparison processing 204 of the signal strength change comparison unit that two targets are one true target and the target JEM. is there. In FIG. 7, reference numeral 701 is a true target JEM signal, reference numeral 702 is a true target signal, reference numeral 703 is the same threshold value as reference numeral 503 in FIG. 5, and reference numeral 704 is a true target maximum signal intensity and minimum signal intensity. It is a threshold value determined by the ratio.
In the signal intensity change comparison processing 204, if the threshold value 704 is not reached, it is determined that the signal is not a true target and is output as JEM.

信号強度変化比較部の２目標のうちＪＥＭであるとして出力された目標は、フィードバック処理２０１によって閾値処理器１０９へと出力される。
閾値処理器１０９ではＪＥＭであるとして出力された目標のセルについてのみ、振幅検出器１０８から出力された振幅検出出力を、あらかじめパラメータとして保持している受信機雑音レベルと入れ替えて上記閾値処理を実施する。
この閾値処理ではこの入れ替えにより、ＪＥＭであるとして出力された目標のセルは、以降真の目標となり得る信号の候補としては検出されない。また同セルを閾値決定に使用する周辺セルが対象セルであった場合の閾値決定においても、本来目標ではないＪＥＭの信号強度により閾値が大きく変化し、真の目標となり得る信号の候補の検出性能が劣化することはない。 The target output as being JEM among the two targets of the signal intensity change comparison unit is output to the threshold processor 109 by the feedback processing 201.
The threshold processing unit 109 performs the threshold processing by replacing the amplitude detection output output from the amplitude detector 108 with the receiver noise level held in advance as a parameter only for the target cell output as JEM. To do.
In this threshold value processing, the target cell output as being JEM is not detected as a signal candidate that can be a true target. Also in threshold determination when a neighboring cell that uses the same cell for threshold determination is the target cell, the threshold greatly changes depending on the JEM signal strength that is not the original target, and signal candidate detection performance that can be a true target Will not deteriorate.

上記閾値処理で入れ替えを実施する受信機雑音レベルは、真の目標となり得る信号の候補と比較して十分に小さい信号強度であり、そのセルを閾値の決定に使用する際に、その信号強度により閾値が大きく変化して誤った検出がされることのないものである。   The receiver noise level to be replaced in the above threshold processing is sufficiently small in signal strength compared to a signal candidate that can be a true target, and when the cell is used for threshold determination, the signal strength depends on the signal strength. The threshold value does not change greatly and erroneous detection is not performed.

図８は、新たに振幅検出器１０８から出力された振幅検出出力のうち、ＪＥＭであるとして出力された目標のセルを、受信機雑音レベルと入れ替えた結果の一例を図示したものである。図８において、符号８０１は受信機雑音レベルと入れ替えられたセルである。   FIG. 8 illustrates an example of the result of replacing the target cell output as being JEM out of the amplitude detection output newly output from the amplitude detector 108 with the receiver noise level. In FIG. 8, reference numeral 801 denotes a cell replaced with a receiver noise level.

このように、追尾レーダによる目標検出において、閾値処理によりノイズの誤検出を防いだ上で、同一レンジに２目標検出された際に、両目標をトラッキングし、そのレンジ及び受信信号強度の挙動を継続して観測する事により、航空機本体すなわち真の目標とＪＥＭの判別をし、判別結果を閾値処理にフィードバックすることで、ＪＥＭを検出し続けることを防ぎ、真の目標の検出性能の劣化を防ぐことができる。   In this way, in target detection by tracking radar, after detecting two targets in the same range while preventing false detection of noise by threshold processing, both targets are tracked, and the behavior of the range and received signal strength is determined. By continually observing, the aircraft body, that is, the true target and JEM are discriminated, and the discrimination result is fed back to the threshold processing to prevent the JEM from being continuously detected and the true target detection performance is deteriorated. Can be prevented.

以上説明したように本実施の形態１によれば、送信パルスを発生させる送信機と、送信パルスを電波として目標に放射させるアンテナと、送信及び受信の切替を行う送受切替器と、目標で反射された電波を、アンテナを介して受信する受信機と、上記受信機による受信信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、上記Ａ／Ｄ変換器によるＡ／Ｄ変換後の信号に対して、サイドローブ低減のためのウェイティング処理を施すウェイティング処理器と、上記ウェイティング処理器によるウェイティング処理後の信号に対して、ＦＦＴ処理を施し、周波数軸信号に変換する周波数分析器と、上記周波数分析器によるＦＦＴ処理後の信号の振幅を出力する振幅検出器と、上記振幅検出器による振幅検出出力に対して、真の目標の候補としてノイズを誤検出することを防ぐ閾値処理を施す閾値処理器と、上記閾値処理器による振幅検出出力に対して、目標をトラッキングし、同一のレンジ内における受信信号強度の挙動を継続して観測する事により、あらかじめ設定された真の目標の最大信号強度と最小信号強度の比によって決定される閾値に基づいて、真の目標とＪＥＭとを判別する目標判別器と、上記目標判別器により判別されたＪＥＭを閾値処理器にフィードバックするフィードバック処理と、上記目標判別器の目標判別結果を元に、真の目標を検出する目標検出器とを備える。   As described above, according to the first embodiment, the transmitter that generates the transmission pulse, the antenna that radiates the transmission pulse to the target as a radio wave, the transmission / reception switch that switches between transmission and reception, and the reflection at the target A receiver for receiving the received radio wave via an antenna, an A / D converter for A / D converting a received signal by the receiver, and a signal after A / D conversion by the A / D converter A weighting processor that performs a weighting process for reducing side lobes, a frequency analyzer that performs FFT processing on the signal after the weighting process by the weighting processor and converts the signal into a frequency axis signal, and the frequency analysis An amplitude detector that outputs the amplitude of the signal after FFT processing by the detector, and false detection of noise as a true target candidate for the amplitude detection output by the amplitude detector The threshold processing unit that performs threshold processing to prevent this and the amplitude detection output by the threshold processing unit tracking the target, and continuously observing the behavior of the received signal strength within the same range, A target discriminator that discriminates the true target from the JEM based on a threshold value determined by the ratio of the set maximum signal strength and the minimum signal strength of the true target, and the JEM discriminated by the target discriminator as a threshold value A feedback process for feeding back to the processor and a target detector for detecting a true target based on the target discrimination result of the target discriminator are provided.

これによって、追尾レーダによる目標検出において、振幅検出後の閾値処理によりノイズの誤検出を防ぐことで、真の目標となり得る信号の候補を減らした上で、受信信号のレンジ及び強度の挙動観測により真の目標とＪＥＭを判別し、ＪＥＭと判別された場合はその結果を閾値処理前にフィードバックし、ＪＥＭが検出されたセルの信号レベルをあらかじめ設定した受信機雑音相当のレベルに替える事により、以降ＪＥＭが検出され続けることを防ぎ、ＪＥＭが検出されたセルの周辺セルにおける目標検出性能の劣化を防ぐことができる。   As a result, in target detection by tracking radar, by detecting the range and intensity behavior of the received signal while reducing the number of signal candidates that can be true targets by preventing false detection of noise by threshold processing after amplitude detection. By discriminating the true target from the JEM, if the JEM is determined, the result is fed back before threshold processing, and the signal level of the cell in which the JEM is detected is changed to a level equivalent to the preset receiver noise, Thereafter, it is possible to prevent the JEM from being continuously detected, and to prevent the target detection performance from deteriorating in the peripheral cells of the cell in which the JEM is detected.

１０１ 送信機、１０２ アンテナ、１０３ 送受切替器、１０４ 受信機、１０５ Ａ／Ｄ変換器、１０６ ウェイティング処理器、１０７ 周波数分析器、１０８ 振幅検出器、１０９ 閾値処理器、１１０ 目標判別器、１１１ フィードバック処理、１１２ 目標検出器、１１３ レーダ信号処理装置、２０１ フィードバック処理、２０２ 目標数判断部、２０３ 信号レンジ比較部、２０４ 信号強度変化比較部、２０５ ループ処理。   101 transmitter, 102 antenna, 103 duplexer, 104 receiver, 105 A / D converter, 106 waiting processor, 107 frequency analyzer, 108 amplitude detector, 109 threshold processor, 110 target discriminator, 111 feedback Processing, 112 target detector, 113 radar signal processing device, 201 feedback processing, 202 target number determination unit, 203 signal range comparison unit, 204 signal intensity change comparison unit, 205 loop processing.

Claims (1)

送信パルスを発生させる送信機と、
送信パルスを電波として目標に放射させるアンテナと、
送信及び受信の切替を行う送受切替器と、
目標で反射された電波を、アンテナを介して受信する受信機と、
上記受信機による受信信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、
上記Ａ／Ｄ変換器によるＡ／Ｄ変換後の信号に対して、サイドローブ低減のためのウェイティング処理を施すウェイティング処理器と、
上記ウェイティング処理器によるウェイティング処理後の信号に対して、ＦＦＴ処理を施し、周波数軸信号に変換する周波数分析器と、
上記周波数分析器によるＦＦＴ処理後の信号の振幅を出力する振幅検出器と、
上記振幅検出器による振幅検出出力に対して、真の目標の候補としてノイズを誤検出することを防ぐ閾値処理を施す閾値処理器と、
上記閾値処理器による振幅検出出力に対して、目標をトラッキングし、そのレンジ及び受信信号強度の挙動を継続して観測する事により、真の目標とＪＥＭとを判別する目標判別器と、
上記目標判別器により判別されたＪＥＭを閾値処理器にフィードバックするフィードバック処理と、
上記目標判別器の目標判別結果を元に、真の目標を検出する目標検出器と、
を備えたレーダ信号処理装置。 A transmitter for generating a transmission pulse;
An antenna that radiates the transmission pulse to the target as a radio wave;
A transmission / reception switch for switching between transmission and reception;
A receiver that receives the radio waves reflected by the target via an antenna;
An A / D converter for A / D converting the received signal by the receiver;
A weighting processor for performing a weighting process for reducing side lobes on the signal after A / D conversion by the A / D converter;
A frequency analyzer that performs FFT processing on the signal after weighting processing by the weighting processor and converts the signal into a frequency axis signal;
An amplitude detector that outputs the amplitude of the signal after FFT processing by the frequency analyzer;
A threshold processing unit for performing threshold processing to prevent erroneous detection of noise as a true target candidate for the amplitude detection output by the amplitude detector;
A target discriminator for discriminating between a true target and a JEM by tracking the target with respect to the amplitude detection output by the threshold processor and continuously observing the behavior of the range and the received signal strength;
Feedback processing for feeding back the JEM discriminated by the target discriminator to the threshold processor;
Based on the target discrimination result of the target discriminator, a target detector that detects a true target;
A radar signal processing apparatus comprising:

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