JP2014006082A - Noise suppression device, noise suppression method, and noise suppression program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーダ等の物標探知機が受信した信号において、偽像等のノイズを抑圧させるためのノイズ抑圧装置、ノイズ抑圧方法およびノイズ抑圧プログラムに関する。 The present invention relates to a noise suppression device, a noise suppression method, and a noise suppression program for suppressing noise such as a false image in a signal received by a target detector such as a radar.
従来、レーダ装置は、反射の強い物標が近距離にある場合、自船のレーダのサイドローブで当該物標を探知してしまうことがある。この場合、その物標は、距離は同じでも、メインビームの方位にあると認識されるので、物標が実際に存在する場所の近傍に偽像として表示されてしまう。また、レーダ装置が発射した電磁波は、物標（第１の物標）で自船とは異なる方向に反射され、さらに別の物標（第２の物標）で反射され、第１の物標を経て自船に受信されることがある。この場合、あたかも自船から見て第１の物標の後方に第２の物標が存在するように、第２の物標が偽像として検出されてしまう（特許文献１等参照）。 Conventionally, when a highly reflective target is at a short distance, the radar apparatus may detect the target with the side lobe of its own radar. In this case, the target is recognized as being in the direction of the main beam even if the distance is the same, so that it is displayed as a false image in the vicinity of the place where the target actually exists. The electromagnetic wave emitted by the radar device is reflected by the target (first target) in a direction different from that of the ship, and further reflected by another target (second target). It may be received by your ship through the mark. In this case, the second target is detected as a false image so that the second target exists behind the first target when viewed from the ship (see Patent Document 1).
このような物標以外のノイズを除去する方式として、CFAR処理が知られている（非特許文献１参照）。CFAR処理では、レーダ入力信号を対数増幅した信号をもとに距離方向に移動平均値を求め、当該信号から移動平均値を減算する。 CFAR processing is known as a method for removing noise other than such a target (see Non-Patent Document 1). In the CFAR processing, a moving average value is obtained in the distance direction based on a logarithmically amplified signal of the radar input signal, and the moving average value is subtracted from the signal.
通常、CFAR処理は、レーダの測定対象領域全体に行われる。しかし、これを全領域に渡って行ってしまうと、偽像等の抑圧もされるが、物標の信号についても大きく抑圧してしまう問題がある。 Normally, CFAR processing is performed on the entire measurement target area of the radar. However, if this is performed over the entire area, false images and the like are suppressed, but there is a problem that the signal of the target is also largely suppressed.
そこで本発明は、物標の信号の損失を小さくするとともに、偽像等のノイズを抑圧する物標探知機、ノイズ抑圧装置、方法およびプログラムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a target detector, a noise suppression device, a method, and a program that reduce the loss of a signal of a target and suppress noise such as a false image.
上記の課題を解決するためのノイズ抑圧装置は、物標の存在を検出する物標探知機に備えられ、物標探知機の受信信号を増幅した第１の信号の距離方向における振幅の変化をもとに、物標探知機の受信信号を対象とする空間領域は、物標が存在する可能性があるターゲット領域に属するか否かを判定する判定部と、第１の信号の方位方向の振幅の履歴について所定の演算を行い、各方位において演算結果を求め、ターゲット領域に属するか否かに基づいて、いずれの方位の演算結果を採用するかを決定することによって、物標探知機の受信信号のノイズを抑圧するための補正値を決定する補正値決定部と、補正値に基づいて、物標探知機の受信信号のノイズを抑圧する出力信号を生成するノイズ抑圧部と、を備える。 A noise suppression device for solving the above-described problem is provided in a target detector that detects the presence of a target, and detects a change in amplitude in a distance direction of a first signal obtained by amplifying a received signal of the target detector. Originally, the spatial area targeted for the received signal of the target finder belongs to a target area where the target may exist, and a azimuth direction of the first signal is determined. By performing a predetermined calculation on the history of amplitude, obtaining a calculation result in each azimuth, and determining which azimuth calculation result to adopt based on whether or not it belongs to the target area, the target detector's A correction value determining unit that determines a correction value for suppressing noise in the received signal, and a noise suppressing unit that generates an output signal that suppresses noise in the received signal of the target detector based on the correction value. .
上記の課題を解決するための物標探知機は、物標から反射された信号を受信するアンテナと、受信した信号を対数増幅するログ検波部と、対数増幅された信号を、デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、上述するノイズ抑圧装置と、を備える。 A target finder for solving the above problems is an antenna that receives a signal reflected from a target, a log detector that logarithmically amplifies the received signal, and converts the logarithmically amplified signal into a digital signal. An A / D conversion unit that performs the above-described noise suppression device.
上記の課題を解決するためのノイズ抑圧方法は、物標の存在を検出する物標探知機が受信した受信信号のノイズ抑圧方法であって、受信信号を増幅した第１の信号の距離方向における振幅の変化をもとに、受信信号を対象とする空間領域は、物標が存在する可能性があるターゲット領域に属するか否かを判定するステップと、第１の信号の方位方向の振幅の履歴について所定の演算を行い、各方位において演算結果を求め、ターゲット領域に属するか否かに基づいて、いずれの方位の演算結果を採用するかを決定することによって、受信信号のノイズを抑圧するための補正値を決定するステップと、補正値に基づいて、受信信号のノイズを抑圧する出力信号を生成するステップと、を含む。 A noise suppression method for solving the above-mentioned problem is a noise suppression method for a received signal received by a target detector that detects the presence of a target, in the distance direction of a first signal obtained by amplifying the received signal. Based on the change in amplitude, the step of determining whether the spatial region targeted for the received signal belongs to the target region where the target may exist, and the azimuth amplitude of the first signal Performs a predetermined calculation on the history, obtains a calculation result in each direction, and suppresses the noise of the received signal by determining which direction the calculation result is adopted based on whether or not it belongs to the target area Determining a correction value for generating the output signal, and generating an output signal for suppressing noise of the received signal based on the correction value.
上記の課題を解決するためのノイズ抑圧処理をコンピュータに実行させるプログラムは、物標の存在を検出する物標探知機が受信した受信信号のノイズ抑圧処理を、物標探知機に備えられたコンピュータに実行させるためのプログラムであって、受信信号を増幅した第１の信号の距離方向における振幅の変化をもとに、受信信号を対象とする空間領域は、物標が存在する可能性があるターゲット領域に属するか否かを判定するステップと、第１の信号の方位方向の振幅の履歴について所定の演算を行い、各方位において演算結果を求め、ターゲット領域に属するか否かに基づいて、いずれの方位の演算結果を採用するかを決定することによって、受信信号のノイズを抑圧するための補正値を決定するステップと、補正値に基づいて、受信信号のノイズを抑圧する出力信号を生成するステップと、をコンピュータに実行させる。 A program for causing a computer to execute noise suppression processing for solving the above-described problem is a computer equipped with a target detector that performs noise suppression processing of a received signal received by a target detector that detects the presence of a target. There is a possibility that a target exists in the spatial region targeted for the received signal based on a change in amplitude in the distance direction of the first signal obtained by amplifying the received signal. A step of determining whether or not to belong to the target area, and performing a predetermined calculation on the history of the amplitude in the azimuth direction of the first signal, obtaining a calculation result in each azimuth, based on whether or not it belongs to the target area, Determining a correction value for suppressing noise of the received signal by determining which azimuth calculation result is to be used, and receiving signal based on the correction value To execute the steps of: generating an output signal for suppressing the noise, to the computer.
本発明によれば、物標の存在しない可能性が高い領域についてのみ、信号の大きさに合わせて、信号の抑圧の程度を変化させるので、物標の信号の損失を小さくするとともに、偽像等のノイズを抑圧することができる。 According to the present invention, only in the region where there is a high possibility that the target does not exist, the degree of signal suppression is changed in accordance with the signal magnitude, so that the loss of the target signal is reduced and the false image is reduced. Etc. can be suppressed.
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態に係る物標探知機を、図面を参照して説明する。本実施形態では、物標探知機として、レーダ装置を例に挙げて説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, a target finder according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a radar device will be described as an example of the target finder.
図１は、本実施形態のノイズ抑圧装置を備えたレーダ装置の概略構成を示すブロック図である。本レーダ装置は、アンテナ１０、ログ検波部２０、Ａ／Ｄ変換部３０、ノイズ抑圧装置１００、及び、処理結果表示部４０を備える。ノイズ抑圧装置１００は、判定部１１０、補正値決定部１２０、及び、ノイズ抑圧部１３０を備える。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a radar apparatus provided with the noise suppression apparatus of the present embodiment. The radar apparatus includes an
アンテナ１０は、物標から反射されたレーダ信号を受信する。ログ検波部２０は、受信したレーダ信号を対数増幅する。Ａ／Ｄ変換部３０は、対数増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。
The
ノイズ抑圧装置１００は、偽像等のノイズを抑圧する。判定部１１０は、ログ検波部２０の出力信号の距離方向における振幅の変化をもとに、受信信号を対象とする空間領域は、物標が存在する可能性があるターゲット領域に属するか否かを判定する。この空間領域は、アンテナ１０からの距離、方位をもとに、それぞれの分解能で定められた領域を指す。ターゲット領域は、物標が存在する可能性がある空間領域の集合を指す。判定部１１０の詳細の動作は、後述する。
The
補正値決定部１２０は、ログ検波部２０の出力信号の方位方向の振幅の履歴について所定の演算を行い、各方位において演算結果を求め、ターゲット領域に属するか否かに基づいて、いずれの方位の演算結果を採用するかを決定することによって、受信信号のノイズを抑圧するための補正値を決定する。補正値決定部１２０は、所定の演算を行うために、ログ検波部２０の出力信号のうち、アンテナ１０からの距離が同じ受信信号について、当該受信信号を対数増幅した信号を入力するＩＩＲフィルタを含む。ノイズ抑圧部１３０は、補正値に基づいて、受信信号のノイズを抑圧する出力信号を生成する。具体的には、ノイズ抑圧部１３０は、受信信号から上述した補正値を減算もしくは除算することによって、受信信号のノイズを抑圧する出力信号を生成する。補正値決定部１２０とノイズ抑圧部１３０の詳細の動作は、後述する。
The correction
処理結果表示部４０は、ノイズ抑圧部１３０で処理された信号を陰極線管（ＣＲＴ）等に表示する。
The processing
次に、本実施形態のノイズ抑圧装置１００の動作について、図２を参照しながら詳細に説明する。まず、判定部１１０は、受信信号を対象とする空間領域は、物標が存在する可能性があるターゲット領域に属するか否かを判定する（ステップＳ１１０）。この判定方法には種々の方法があるので、図面を参照して当該判定方法を詳細に説明する。
Next, the operation of the
図３は、当該判定方法の一例を示す。この場合、判定部１１０は、同じ方位にあるログ検波部２０の出力信号を入力するＩＩＲフィルタを含む。図３中の実線は、同じ方位にあるログ検波部２０の出力信号について、距離に対する振幅（ｄＢ）の変化を示している。図３中の点線は、同じ方位にあるＩＩＲフィルタの出力信号について、距離に対する振幅（ｄＢ）の変化を示している。図３に示されるように、ログ検波部２０の出力信号は、物標のある付近で急激に振幅が高まるが、それ以外は低い振幅に留まる。ＩＩＲフィルタからの出力は、ログ検波部２０の出力信号に追随して増加減少するが、物標のある付近において、ログ検波部２０の出力信号との振幅の差が大きくなる。
FIG. 3 shows an example of the determination method. In this case, the
判定部１１０は、この性質を利用して、受信信号を対象とする空間領域は物標が存在する可能性があるターゲット領域に属するか否かを判定する。すなわち、判定部１１０は、ログ検波部２０の出力信号と、ＩＩＲフィルタの出力信号との差を求め、その差が所定値（第１の値）Ｄ以上である場合、受信信号を対象とする空間領域はターゲット領域に属すると判定する。図３では、ＡからＢまでの距離の範囲が、ターゲット領域である。なお、このＤの値は、アンテナ１０の性質に基づいて経験的に定められるものである。
Using this property, the
図４は、当該判定方法の別の一例を示す。この場合も、判定部１１０は、同じ方位にあるログ検波部２０の出力信号を入力するＩＩＲフィルタを含む。図４中の実線、点線、所定値（第１の値）Ｄは、図３と同じである。この場合、判定部１１０は、最小探知距離からアンテナ１０からの距離が大きくなる信号に向かって、順に、ログ検波部２０の出力信号と、ＩＩＲフィルタの出力信号との差が初めてＤ以上となるログ検波部２０の出力信号を探索する。そして、判定部１１０は、初めてＤ以上となるログ検波部２０の出力信号の振幅ＰＴを記憶する。判定部１１０は、ログ検波部２０の出力信号の振幅（ｄＢ）がＰＴ以上となる距離の範囲（図４ではＡ−Ｂと示されている）をターゲット領域とみなして、ターゲット領域に属するか否かを判定する。
FIG. 4 shows another example of the determination method. Also in this case, the
なお、図４は、ターゲット領域が１つ存在する場合を示しているが、複数存在する場合もある。そこで、判定部１１０は、ログ検波部２０の出力信号の振幅（ｄＢ）が一旦ＰＴを下回ると（図４ではＢ）、Ｂより距離が長い範囲について、ログ検波部２０の出力信号と、ＩＩＲフィルタの出力信号との差が初めてＤ以上となる次のログ検波部２０の出力信号を、アンテナ１０からの距離が大きくなる信号に向かって順に探索する。そして、判定部１１０は、次のログ検波部２０の出力信号が見つかった場合は、その出力信号の振幅を記憶し、上述した動作を再び行う。ターゲット領域が３つ以上の場合も同様である。
FIG. 4 shows a case where there is one target area, but there may be a plurality of target areas. Therefore, once the amplitude (dB) of the output signal of the
図５は、当該判定方法のさらに別の一例を示す。この場合、判定部１１０は、同じ方位にあるログ検波部２０の出力信号を入力するローパスフィルタを含む。図５中の実線は、同じ方位にあるログ検波部２０の出力信号について、距離に対する振幅（ｄＢ）の変化を示している。図５中の点線は、同じ方位にあるローパスフィルタの出力信号について、距離に対する振幅（ｄＢ）の変化を示している。図５に示されるように、ローパスフィルタからの出力は、ログ検波部２０の出力信号から多少遅れた、滑らかな信号となっている。図５に示されるように、ローパスフィルタの出力信号は、物標のある付近で急激に振幅が高まるが、それ以外は低い振幅に留まる。
FIG. 5 shows still another example of the determination method. In this case, the
判定部１１０は、この性質を利用して、受信信号を対象とする空間領域は物標が存在する可能性があるターゲット領域に属するか否かを判定する。すなわち、判定部１１０は、最小探知距離からアンテナ１０からの距離が大きくなる信号に向かって、順に、ローパスフィルタの出力信号の振幅の変化量ｄＰ／ｄＬが初めて所定値（第２の値）以上となるローパスフィルタの出力信号を探索する。そして、判定部１１０は、初めて所定値（第２の値）となるログ検波部２０の出力信号の振幅ＰＴを記憶する。判定部１１０は、ローパスフィルタの出力信号の振幅（ｄＢ）がＰＴ以上となる距離の範囲（図５ではＡ−Ｂと示されている）をターゲット領域とみなして、ターゲット領域に属するか否かを判定する。
Using this property, the
なお、図５は、ターゲット領域が１つ存在する場合を示しているが、複数存在する場合もある。そこで、判定部１１０は、ログ検波部２０の出力信号の振幅（ｄＢ）が一旦ＰＴを下回ると（図５ではＢ）、Ｂよりより距離が長い範囲について、ローパスフィルタの出力信号の振幅の変化量ｄＰ／ｄＬが初めて所定値（第２の値）以上となる次のローパスフィルタの出力信号を、アンテナ１０からの距離が大きくなる信号に向かって順に探索する。そして、判定部１１０は、次のローパスフィルタの出力信号が見つかった場合は、その出力信号の振幅を記憶し、上述した動作を再び行う。ターゲット領域が３つ以上の場合も同様である。
FIG. 5 shows the case where there is one target area, but there may be a plurality of target areas. Therefore, once the amplitude (dB) of the output signal of the
図６は、当該判定方法のさらに別の一例を示す。図６中の実線、点線、所定値（第１の値）Ｄは、図３と同じ意味で用いられている。物標から反射される信号は、物標のエッジ（側面）が大きい領域において振幅が大きくなり、物標内部であってもエッジが小さい領域では、振幅が小さくなる傾向にある。したがって、物標が存在する全ての領域について大きな振幅の信号が検出される訳ではない。そこで、判定部１１０は、ログ検波部２０の出力信号が高くなった距離から一定の距離だけ大きい距離までの間の領域を、ターゲット領域とみなすとよい。
FIG. 6 shows still another example of the determination method. The solid line, dotted line, and predetermined value (first value) D in FIG. 6 are used in the same meaning as in FIG. The signal reflected from the target has a large amplitude in a region where the edge (side surface) of the target is large, and tends to be small in a region where the edge is small even inside the target. Therefore, a signal having a large amplitude is not detected for all regions where the target exists. Therefore, the
この場合、判定部１１０は、カウンタを含む。そして、判定部１１０は、ログ検波部２０の出力信号と、ＩＩＲフィルタの出力信号との差を求め、その差が所定値（第１の値）Ｄ以上である場合、カウンタを最大値（Ｎｍａｘ）とする。そして、判定部１１０は、ログ検波部２０の出力信号と、ＩＩＲフィルタの出力信号との差を求め、その差が所定値（第１の値）Ｄより小さい場合、アンテナ１０からの距離が大きい信号に向かって順にカウンタ値をディクリメントする。そして、判定部１１０は、カウンタ値が１以上となる距離の範囲（図６ではＥ−Ｆと示されている）をターゲット領域とみなして、ターゲット領域に属するか否かを判定する。
In this case, the
図６は、図３に示された判定方法によってターゲット領域とみなされる領域から一定の距離だけアンテナ１０から遠くなった領域についてもターゲットとみなす方法を開示している。しかし、判定部１１０は、図４、図５に示された判定方法によってターゲット領域とみなされる領域から一定の距離だけアンテナ１０から遠くなった領域についてもターゲットとみなす方法を採用してもよい。この場合、判定部１１０は、図４、図５に示されるＢの時点のカウンタ値を最大値（Ｎｍａｘ）とし、アンテナ１０からの距離が大きくなるにつれ、カウンタ値をディクリメントするとよい。
FIG. 6 discloses a method in which an area far from the
判定部１１０が受信信号を対象とする空間領域はターゲット領域に属さないと判定した場合（図２のステップＳ１１０でＮＯ）、補正値決定部１２０は、ログ検波部２０の出力を自らのＩＩＲフィルタに入力する（ステップＳ１２０）。そして、補正値決定部１２０は、自らのＩＩＲフィルタからの出力を補正値と決定する（ステップＳ１３０）。
When the
判定部１１０が受信信号を対象とする空間領域はターゲット領域に属すると判定した場合（図２のステップＳ１１０でＹＥＳ）、補正値決定部１２０は、ターゲット領域に入る直前のＩＩＲフィルタの出力を補正値と決定する。すなわち、補正値決定部１２０は、図３〜６に示された判定方法によって定められたターゲット領域と、方位方向において隣接する領域に関するＩＩＲフィルタの出力を補正値と決定する。そして、補正値決定部１２０は、その補正値を自らのＩＩＲフィルタに入力する（ステップＳ１５０）。
When the
最後に、ノイズ抑圧部１３０は、前記補正値を減算することによって、受信信号のノイズを抑圧する出力信号を生成する（ステップＳ１６０）。なお、ノイズ抑圧部１３０は、アンテナ１０から得られる受信信号（真数）を、真数で表される補正値によって除算することによって、出力信号を生成してもよい。
Finally, the
図７は、補正値決定部１２０によって決定された補正値、及び、ノイズ抑圧部１３０によって生成された出力信号の一例を示す。図７中の点線は、同じ距離にあるログ検波部２０の出力信号について、方位に対する振幅（ｄＢ）の変化を示している。図７中の一点鎖線は、上述したログ検波部２０の出力信号に対応する、補正値決定部１３０が決定する補正値（ｄＢ）の変化を示している。図７中の実線は、上述したログ検波部２０の出力信号に対応する、ノイズ抑圧部１３０の出力信号の振幅（ｄＢ）の変化を示している。
FIG. 7 shows an example of the correction value determined by the correction
図７は、ＧとＨとの間の方位が、判定部１１０においてターゲット領域とみなされている場合を図示している。ＧとＨとの間以外の方位については、補正値決定部１２０は、ステップＳ１２０及びＳ１３０の処理により、ＩＩＲフィルタの出力を補正値とするため、補正値は、ログ検波部２０の出力信号に追従している。しかし、ＧとＨとの間の方位については、補正値決定部１２０は、ステップＳ１４０及びＳ１５０の処理により、Ｇ又はＨにおけるＩＩＲフィルタの出力Ｐｍａｘを補正値とするため、補正値は、ログ検波部２０の出力信号から乖離している。
FIG. 7 illustrates a case where the azimuth between G and H is regarded as the target region in the
このため、ノイズ抑圧部１３０は、ターゲット領域外において、ログ検波部２０の出力信号を抑圧する。そして、ノイズ抑圧部１３０は、ターゲット領域において、ログ検波部２０の出力信号の振幅の大きさに比べて十分小さいＰｍａｘだけ、検波部２０の出力信号を抑圧する。このため、本実施形態に係るノイズ抑圧装置１００は、物標の信号の損失を小さくするとともに、偽像等のノイズを抑圧することができる。なお、ノイズ抑圧部１３０は、図７の実線で示された出力信号から、閾値処理によってターゲット領域の信号以外を完全に除去した信号を最終的に出力してもよい。
For this reason, the
次に、本実施形態の効果について図面を参照しながら詳細に説明する。図８は、サイドローブによる偽像に係る信号が本実施形態に係るノイズ抑圧装置１００によってどのように抑圧されるかを示している。サイドローブによる偽像に係る信号は、実際の物標に係る信号に比べて、距離方向における振幅の変化が緩やか、特に距離方向における振幅の立ち上がりの変化が緩やかである特徴を有している。このため、判定部１１０のＩＩＲフィルタの出力信号との振幅の差が大きくならず、サイドローブによる偽像が含まれる空間領域は、ターゲット領域に属すると判定される可能性が低減される。また、図５に示された方法であっても、距離方向における振幅の立ち上がりの変化が緩やかであることから、傾きｄP／ｄLが大きくならないため、同様に、サイドローブによる偽像が含まれる空間領域は、ターゲット領域に属すると判定される可能性が低減される。このため、ノイズ抑圧装置１００は、サイドローブによる偽像に係る信号を効果的に抑圧することができる。
Next, the effect of this embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 8 shows how a signal related to a false image due to a side lobe is suppressed by the
さらに、図９は、多重反射による偽像に係る信号が本実施形態に係るノイズ抑圧装置１００によってどのように抑圧されるかを示している。多重反射による虚像に係る信号は、距離方向における振幅の立ち上がりの変化は急峻であるが、干渉によって方位方向における振幅の変化が緩やかである特徴を有している。このため、補正値決定部１２０のＩＩＲフィルタの出力信号の振幅と、ログ検波部２０の出力信号の振幅の差が大きくならず、多重反射による虚像に係る信号のレベルは低くなっている。このため、ノイズ抑圧装置１００は、多重反射による偽像に係る信号も効果的に抑圧することができる。
Further, FIG. 9 shows how a signal related to a false image due to multiple reflection is suppressed by the
＜変形例＞
つぎに、本発明の第１の実施形態の変形例について説明する。図１０は、本変形例の概略構成を示すブロック図である。本レーダ装置は、アンテナ１０、ログ検波部２０、Ａ／Ｄ変換部３０、ノイズ抑圧装置１０１、及び、処理結果表示部４０を備える。ノイズ抑圧装置１０１は、判定部１１１、補正値決定部１２０、ノイズ抑圧部１３０、及び、クラッタ検出部１４０を備える。ここで、第１の実施形態と同じ動作を行う構成要素は同じ符号を付しており、説明を省略する。
<Modification>
Next, a modification of the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of this modification. The radar apparatus includes an
クラッタ検出部１４０は、ログ検波部２０の出力信号からクラッタを検出する。この検出方法は、既存の公知の方法を用いてもよい。
The
判定部１１１は、クラッタ検出部により検出されるクラッタの大きさが大きいほど、所定値（第１の値）Ｄを高い値に設定する。
The
本変形例に係るノイズ抑圧装置１０１は、クラッタの大きさによって閾値を変化させるので、図３もしくは図４に示された方法を利用してノイズを抑圧する場合、クラッタも併せて効果的に抑圧することができる。
Since the
また、本発明に係るノイズ抑圧装置１０１は、レーダ装置において、スキャン間相関処理を行う構成の前後に備えられ、上述したノイズ抑圧処理が２回実行されてもよい。ここで、スキャン間相関処理とは、最新の受信信号と過去の受信信号との相関をとることにより、時間的に安定して検出される信号（過去の信号との相関性が高い信号）は残しつつ、時間的にランダムに変動する信号（過去の受信信号との相関性が低い信号）を抑圧する処理を指す。スキャン間相関は、時間的にランダムに変動する、クラッタ等の海面反射に基づく信号を抑圧するので、本発明に係るノイズ抑圧装置１０１と組み合わせると、より効果的に偽像を抑圧することができる。
The
＜実装例＞
なお、上述した各実施形態に係る全て又は一部の機能ブロックは、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等）に格納された上述した処理手順を実行可能なプログラムデータが、ＣＰＵによって解釈実行されることで実現される。この場合、プログラムデータは、記録媒体を介して記憶装置内に導入されてもよいし、記録媒体上から直接実行されてもよい。なお、記録媒体は、ＲＯＭやＲＡＭやフラッシュメモリ等の半導体メモリ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクメモリ、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤやＢＤ等の光ディスクメモリ、及びメモリカード等をいう。また、記録媒体は、電話回線や搬送路等の通信媒体も含む概念である。
<Example of implementation>
Note that all or some of the functional blocks according to each embodiment described above are interpreted and executed by the CPU by program data that can be stored in a storage device (ROM, RAM, hard disk, etc.) and that can execute the processing procedures described above. This is realized. In this case, the program data may be introduced into the storage device via the recording medium, or may be directly executed from the recording medium. The recording medium refers to a semiconductor memory such as a ROM, a RAM, or a flash memory, a magnetic disk memory such as a flexible disk or a hard disk, an optical disk memory such as a CD-ROM, DVD, or BD, and a memory card. The recording medium is a concept including a communication medium such as a telephone line or a conveyance path.
また、上述した各実施形態に係る全て又は一部の機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩ（集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、又はウルトラＬＳＩ等と称される）として実現される。これらは、個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全部を含むように１チップ化されてもよい。また、集積回路化の手法は、ＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。 In addition, all or some of the functional blocks according to each of the embodiments described above are typically integrated circuits such as LSI (depending on the degree of integration, such as IC, system LSI, super LSI, or ultra LSI). ) Is realized. These may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include a part or all of them. Further, the method of circuit integration is not limited to LSI's, and implementation using dedicated circuitry or general purpose processors is also possible. Further, an FPGA (Field Programmable Gate Array) that can be programmed after manufacturing the LSI or a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and setting of circuit cells inside the LSI may be used.
＜実施形態の適用について＞
なお、以上の実施形態においては、物標探知機として、レーダ装置を例に挙げて説明したが、ソナー装置にも同様に適用可能である。
<Application of the embodiment>
In the above embodiment, the radar apparatus is described as an example of the target finder, but the present invention can be similarly applied to a sonar apparatus.
１０ アンテナ
２０ ログ検波部
３０ Ａ／Ｄ変換部
４０ 処理結果表示部
１００、１０１ ノイズ抑圧装置
１１０、１１１ 判定部
１２０ 補正値決定部
１３０ ノイズ抑圧部
１４０ クラッタ検出部
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記物標探知機の受信信号を増幅した第１の信号の距離方向における振幅の変化をもとに、前記物標探知機の受信信号を対象とする空間領域は、前記物標が存在する可能性があるターゲット領域に属するか否かを判定する判定部と、
前記第１の信号の方位方向の振幅の履歴について所定の演算を行い、各方位において演算結果を求め、前記ターゲット領域に属するか否かに基づいて、いずれの方位の演算結果を採用するかを決定することによって、前記物標探知機の受信信号のノイズを抑圧するための補正値を決定する補正値決定部と、
前記補正値に基づいて、前記物標探知機の受信信号のノイズを抑圧する出力信号を生成するノイズ抑圧部と、
を備えるノイズ抑圧装置。 A noise suppression device provided in a target detector for detecting the presence of a target,
Based on a change in amplitude in the distance direction of the first signal obtained by amplifying the reception signal of the target finder, the target may exist in a spatial region targeted for the reception signal of the target finder. A determination unit that determines whether or not the target area belongs to
A predetermined calculation is performed on the amplitude history of the first signal in the azimuth direction, the calculation result is obtained in each azimuth, and the calculation result of which azimuth is to be adopted based on whether or not it belongs to the target region. A correction value determining unit that determines a correction value for suppressing noise in the received signal of the target detector by determining,
Based on the correction value, a noise suppression unit that generates an output signal that suppresses noise of the reception signal of the target detector;
A noise suppression device comprising:
前記物標探知機の受信信号のうち、前記物標探知機からの距離が同じ受信信号について、当該受信信号を対数増幅した信号を入力するＩＩＲフィルタを含み、
前記判定部が前記ターゲット領域に属さないと判定した場合、前記ＩＩＲフィルタからの出力を前記補正値とし、
前記判定部が前記ターゲット領域に属すると判定した場合、直前に前記判定部が前記ターゲット領域に属さないと判定した場合の前記ＩＩＲフィルタからの出力を前記補正値とする、
ことを特徴とする、請求項２に記載のノイズ抑圧装置。 The correction value determination unit
An IIR filter that inputs a logarithmically amplified signal of a received signal having the same distance from the target detector among the received signals of the target detector;
When it is determined that the determination unit does not belong to the target region, the output from the IIR filter is the correction value,
When it is determined that the determination unit belongs to the target region, the output from the IIR filter when the determination unit determines not to belong to the target region immediately before is used as the correction value.
The noise suppression device according to claim 2, wherein
前記物標探知機の受信信号のうち、同じ方位の受信信号について、当該受信信号を対数増幅した信号を入力するＩＩＲフィルタを含み、
前記物標探知機の受信信号を対数増幅した信号の振幅と、前記ＩＩＲフィルタからの出力信号の振幅との差分値が第１の値以上である場合に、前記空間領域は前記ターゲット領域に属すると判定する、
ことを特徴とする、請求項２または４に記載のノイズ抑圧装置。 The determination unit
An IIR filter that inputs a logarithmically amplified signal of a received signal of the same direction among the received signals of the target detector,
The spatial region belongs to the target region when the difference value between the amplitude of the logarithmically amplified signal received from the target detector and the amplitude of the output signal from the IIR filter is equal to or greater than a first value. To determine,
The noise suppression device according to claim 2 or 4, wherein
前記物標探知機の受信信号のうち、同じ方位の受信信号について、当該受信信号を対数増幅した信号を入力するＩＩＲフィルタを含み、
前記物標探知機との距離である第１の距離であって、前記第１の距離から前記物標探知機の距離分解能の大きさだけ減じた第３の距離において、前記受信信号を対数増幅した信号の振幅と、前記ＩＩＲフィルタからの出力信号の振幅との差分値は、第１の値より小さく、前記第１の距離において、前記受信信号を対数増幅した信号の振幅と、前記ＩＩＲフィルタからの出力信号の振幅との差分値が前記第１の値以上となる、前記第１の距離と、前記第１の距離における前記受信信号を対数増幅した信号の振幅の大きさである第１の振幅の大きさとを別途記憶し、
前記第１の距離より長い前記物標探知機との距離である第２の距離であって、前記第１の距離と前記第２の距離との間全体において、前記物標探知機の受信信号を対数増幅した信号の振幅は、前記第１の振幅の大きさ以上となる第２の距離を求め、前記第１の距離と前記第２の距離との間に、前記空間領域が存在する場合、前記空間領域は前記ターゲット領域に属すると判定する、
ことを特徴とする、請求項２または４に記載のノイズ抑圧装置。 The determination unit
An IIR filter that inputs a logarithmically amplified signal of a received signal of the same direction among the received signals of the target detector,
The received signal is logarithmically amplified at a first distance, which is a distance from the target finder, which is a third distance obtained by subtracting the distance resolution of the target finder from the first distance. The difference value between the amplitude of the received signal and the amplitude of the output signal from the IIR filter is smaller than the first value, and the amplitude of the signal obtained by logarithmically amplifying the received signal at the first distance and the IIR filter The first distance is a magnitude of the amplitude of the signal obtained by logarithmically amplifying the received signal at the first distance, where the difference value from the amplitude of the output signal from the first signal is equal to or greater than the first value. Separately store the magnitude of the amplitude of
A second distance that is a distance from the target finder that is longer than the first distance, and the signal received by the target finder is entirely between the first distance and the second distance. When the amplitude of the logarithmically amplified signal is a second distance that is greater than or equal to the magnitude of the first amplitude, and the spatial region exists between the first distance and the second distance , Determining that the spatial region belongs to the target region,
The noise suppression device according to claim 2 or 4, wherein
前記物標探知機の受信信号のうち、同じ方位の受信信号について、当該受信信号を対数増幅した信号を入力するローパスフィルタを含み、
前記物標探知機との距離である第１の距離であって、前記第１の距離から前記物標探知機の距離分解能の大きさだけ減じた第３の距離において、前記物標探知機との距離に対する前記ローパスフィルタからの出力信号の振幅の変化量が第２の値より小さく、前記第１の距離において、前記物標探知機との距離に対する前記ローパスフィルタからの出力信号の振幅の変化量が前記第２の値以上となる、前記第１の距離と、前記第１の距離における前記ローパスフィルタからの出力信号の振幅の大きさである第１の振幅の大きさとを別途記憶し、
前記第１の距離より長い前記物標探知機との距離である第２の距離であって、前記第１の距離と前記第２の距離との間全体において、前記ローパスフィルタからの出力信号の振幅が前記第１の振幅の大きさ以上となる第２の距離を求め、前記第１の距離と前記第２の距離までの間に、前記空間領域が存在する場合、前記空間領域は前記ターゲット領域に属すると判定する、
ことを特徴とする、請求項２または４に記載のノイズ抑圧装置。 The determination unit
Among the received signals of the target finder, for a received signal in the same direction, including a low-pass filter that inputs a logarithmically amplified signal of the received signal,
A first distance that is a distance to the target finder, and a third distance obtained by subtracting a distance resolution of the target finder from the first distance; The amount of change in the amplitude of the output signal from the low-pass filter with respect to the distance is smaller than a second value, and the change in the amplitude of the output signal from the low-pass filter with respect to the distance to the target detector at the first distance Separately storing the first distance, the amount of which is equal to or greater than the second value, and the first amplitude that is the amplitude of the output signal from the low-pass filter at the first distance;
A second distance which is a distance from the target finder that is longer than the first distance, and the output signal from the low-pass filter is entirely between the first distance and the second distance. A second distance having an amplitude greater than or equal to the magnitude of the first amplitude is obtained, and when the spatial region exists between the first distance and the second distance, the spatial region is the target. Determine that it belongs to the region,
The noise suppression device according to claim 2 or 4, wherein
前記第１の距離から前記物標探知機の距離分解能の大きさだけ加えた第４の距離において、前記受信信号を対数増幅した信号の振幅と、前記ＩＩＲフィルタからの出力信号の振幅との差分値が第１の値を下回る場合、前記第１の距離を別途記憶し、
前記記憶された第１の距離から所定の距離だけ大きい前記第５の距離までの間は、前記空間領域は前記ターゲット領域に属すると判定する、
ことを特徴とする、請求項５に記載のノイズ抑圧装置。 The determination unit
The difference between the amplitude of the signal obtained by logarithmically amplifying the received signal and the amplitude of the output signal from the IIR filter at a fourth distance obtained by adding the magnitude of the distance resolution of the target finder from the first distance. If the value is less than the first value, the first distance is stored separately;
It is determined that the spatial region belongs to the target region from the stored first distance to the fifth distance that is larger by a predetermined distance.
The noise suppression device according to claim 5, wherein
前記第２の距離を別途記憶し、
前記第２の距離から所定の距離だけ大きい前記第６の距離までの間は、前記空間領域は前記ターゲット領域に属すると判定する、
ことを特徴とする、請求項６または７に記載のノイズ抑圧装置。 The determination unit
Separately storing the second distance;
It is determined that the spatial region belongs to the target region from the second distance to the sixth distance that is larger by a predetermined distance.
The noise suppression device according to claim 6 or 7, characterized by the above.
前記判定部が前記ターゲット領域に属すると判定した場合、直前に前記判定部が前記ターゲット領域に属さないと判定した場合の前記ＩＩＲフィルタからの出力を、前記受信信号を対数増幅した信号に代えて、前記ＩＩＲフィルタに入力する、
ことを特徴とする、請求項４に記載のノイズ抑圧装置。 The correction value determination unit
When the determination unit determines that it belongs to the target region, the output from the IIR filter when the determination unit determines that it does not belong to the target region immediately before is replaced with a logarithmically amplified signal of the received signal. , Input to the IIR filter
The noise suppression device according to claim 4, wherein:
前記判定部が、クラッタ検出部により検出されるクラッタの大きさが大きいほど、前記第１の値を高くする、
ことを特徴とする、請求項５または６に記載のノイズ抑圧装置。 The noise suppression device further includes a clutter detection unit for detecting clutter,
The determination unit increases the first value as the size of the clutter detected by the clutter detection unit increases.
The noise suppression device according to claim 5 or 6, characterized by the above.
前記受信した信号を対数増幅するログ検波部と、
前記対数増幅された信号を、デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
請求項１乃至１１のいずれか１項のノイズ抑圧装置と、
を備える物標探知機。 An antenna for receiving a signal reflected from a target;
A log detector for logarithmically amplifying the received signal;
An A / D converter that converts the logarithmically amplified signal into a digital signal;
A noise suppression device according to any one of claims 1 to 11,
Target finder equipped with.
前記受信信号を増幅した第１の信号の距離方向における振幅の変化をもとに、前記受信信号を対象とする空間領域は、前記物標が存在する可能性があるターゲット領域に属するか否かを判定するステップと、
前記第１の信号の方位方向の振幅の履歴について所定の演算を行い、各方位において演算結果を求め、前記ターゲット領域に属するか否かに基づいて、いずれの方位の演算結果を採用するかを決定することによって、前記受信信号のノイズを抑圧するための補正値を決定するステップと、
前記補正値に基づいて、前記受信信号のノイズを抑圧する出力信号を生成するステップと、
を含むノイズ抑圧方法。 A noise suppression method for a received signal received by a target detector that detects the presence of a target,
Whether or not a spatial area targeted for the received signal belongs to a target area where the target may exist, based on a change in amplitude in the distance direction of the first signal obtained by amplifying the received signal. Determining
A predetermined calculation is performed on the amplitude history of the first signal in the azimuth direction, the calculation result is obtained in each azimuth, and the calculation result of which azimuth is to be adopted based on whether or not it belongs to the target region. Determining a correction value for suppressing noise of the received signal by determining;
Generating an output signal based on the correction value to suppress noise in the received signal;
Including noise suppression method.
前記受信信号を増幅した第１の信号の距離方向における振幅の変化をもとに、前記受信信号を対象とする空間領域は、前記物標が存在する可能性があるターゲット領域に属するか否かを判定するステップと、
前記第１の信号の方位方向の振幅の履歴について所定の演算を行い、各方位において演算結果を求め、前記ターゲット領域に属するか否かに基づいて、いずれの方位の演算結果を採用するかを決定することによって、前記受信信号のノイズを抑圧するための補正値を決定するステップと、
前記補正値に基づいて、前記受信信号のノイズを抑圧する出力信号を生成するステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。 A program for causing a computer provided in the target detector to perform noise suppression processing of a received signal received by the target detector that detects the presence of the target,
Whether or not a spatial area targeted for the received signal belongs to a target area where the target may exist, based on a change in amplitude in the distance direction of the first signal obtained by amplifying the received signal. Determining
A predetermined calculation is performed on the amplitude history of the first signal in the azimuth direction, the calculation result is obtained in each azimuth, and the calculation result of which azimuth is to be adopted based on whether or not it belongs to the target region. Determining a correction value for suppressing noise of the received signal by determining;
Generating an output signal based on the correction value to suppress noise in the received signal;
A program that causes a computer to execute.
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