JP2643514B2 - レーダー信号処理装置 - Google Patents

レーダー信号処理装置

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JP2643514B2 JP2016911A JP1691190A JP2643514B2 JP 2643514 B2 JP2643514 B2 JP 2643514B2 JP 2016911 A JP2016911 A JP 2016911A JP 1691190 A JP1691190 A JP 1691190A JP 2643514 B2 JP2643514 B2 JP 2643514B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーダ信号処理装置に関し、特に自動的に目
標の測角を行うレーダー装置の信号処理装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の目標測角を行うレーダー装置では、モ
ノパルス方式が採用されることが多く、第2図に示す系
統により目標の測角を行っていた。すなわち、空中線20
1によって受信された和パターン受信信号202と差パター
ン受信信号203を基に、和パターン受信信号によって目
標の存在する位置、すなわち2次元レーダーの場合は距
離,方位,3次元レーダーの場合は距離,方位及び仰角を
目標検出器204により検出し、測換演算器205により検出
目標位置における和パターン受信信号と差パターン受信
信号との受信強度の違いと和パターンの受信強度最大と
なる点からのズレ角との関係(以下,S字特性と呼ぶ)と
により測角を行っていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来のレーダー装置では、空中線の受信信号
には、目標信号の他に、大地,建物等固定物体からの反
射信号(以下固定来クラッタと呼ぶ),雨曇等の移動物
体からの反射信号(以下移動クラッタと呼ぶ)等の不要
信号たるクラッタ信号が含まれるが、上述した従来のモ
ノパルス測角を行うレーザー装置におけるレーダー信号
処理装置では、クラッタ信号の抑圧手段を有していない
ため、目標信号にクラッタ信号が重畳した場合には測角
処理ができなくなるという欠点がある。そこで、クラッ
タ信号の抑圧手段として、MTI処理および出力ビデオ変
動分を入力ビデオ振幅の大小にかからず一定とするLOG/
CFAR処理を用いた後、目標検出および測角処理を行うレ
ーダー信号処理装置も考えられている。しかしながら、
この種のレーダー信号処理装置の場合も、LOG/CFAR処理
における平均値演算処理(LOG/CFAR処理については、例
えば,SKOLNIK著,Introductino to Radar Systems,McGra
w Hill社に詳しい)により、和パターン,差パターンの
各々の受信信号強度が空中線における入力信号強度と異
なる値となり、S字特性に合わなくなるため、正しく測
角できなくなる欠点があるが、少なくともクラッタレベ
ル(C)と受信機ノイズ(N)は殆んどの場合にC/N>
1であることが多いので目標信号のレベル(S)とクラ
ッタレベル(C)の比S/CがS/C=1またはS/C<1であ
ってもS/N>1であればLOG/CFAR処理による測角精度の
向上が期待できる。したがって本発明の目的はC/N>1
の範囲でできる限りLOG/CFAR処理により測角精度の向上
を図ることにもある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のレーダー信号処理装置は、レーダ信号を入力
し固定反射物によるクラッタ信号を抑圧して出力するク
ラッタ抑圧手段(104)と、このクラッタ抑圧手段の出
力を受けLOG(対数)/CFAR(Constant False Alarm
Rate)処理して移動反射物によるクラッタ信号を抑圧し
て出力するLOG/CFAR処理手段(105)と、前記LOG/CFAR
処理手段の出力を受信雑音レベルに相当する基準レベル
信号と比較して前記基準信号より大きいレベルの場合に
目標の第1の測角演算信号として出力する目標検出手段
(106)と、前記クラッタ抑圧手段の出力信号と前記LOG
/CFAR処理手段の出力信号とのいずれかの信号を選択し
て第2の測角演算信号を出力すべく外部からの制御信号
を入力する端子を有する選択手段(107)と、前記第1
および第2の測角演算信号を入力して目標の測角演算を
行う測角演算手段(108)とを有するレーダ信号処理装
置において、 前記クラッタ抑圧手段の出力信号における単位時間の
サンプル間隔の第1のレンジビンにおける振幅値と前記
第1のレンジビンの少なくとも前後の第2のレンジビン
の平均振幅値とを順次比較した結果を出力する振幅比較
手段(109)と空中線からの固定および移動クラッタか
らの反射信号を入力して少なくともある時間領域に亘っ
てクラッタの検出信号を出力するクラッタ検出手段(11
0)と、前記振幅比較手段の出力と前記クラッタ検出手
段の出力とを入力して前記クラッタ検出手段の出力があ
る時間領域に亘って存在し前記振幅比較手段の結果第1
のレンジビンの振幅と第2のレンジビンの平均振幅との
差または比があるしきい値の範囲内であれば前記選択手
段の端子に前記LOG/CFAR選択手段の信号を選択する制御
信号を送出する選択手段(111)を有する。また前記ク
ラッタ検出手段がクラッタの検出信号を出力しない場合
には前記選択制御手段が前記端子に前記クラッタ抑圧手
段の出力を選択させる制御信号を出力する。
〔実施例〕
次に、図面を参照して本発明を説明する。
第1図は本発明のレーダー信号処理装置の一実施例の
構成図である。第1図の実施例はモノパルス方式を採用
するレーダー装置で取得するレーダー信号を対象とし、
和パターンと差パターンを形成する空中線101と、固定
反射物によるクラッタを抑圧して出力するクラッタ抑圧
器104と、移動反射物によるクラッタを抑圧して出力す
るLOG/CFAR処理器105と、LOG/CFAR処理器105の出力を所
定の判定基準レベルと比較してレーダー目標を検出する
目標検出器106と、クラッタ抑圧器104もしくはLOG/CFAR
処理器105のいずれかの出力を選択出力する選択器107
と、選択器107の出力と目標検出器106の出力にもとづい
てレーダー目標の位置を自動的に測角する測角演算器10
8と、クラッタ抑圧器104の出力に対して、順次シフトさ
せながら着目する、一定の時間間隔の時間量子化単位と
しての第1のレンジビンにおける振幅値と、この第1の
レンジビンの近傍における所定数の第2のレンジビンに
おける平均振幅値との時間領域における移動比較を行な
う振幅比較器109と、空中線101の和パターンによる受信
信号にもとづいてクラッタ領域を検出するクラッタ検出
器110と、振幅比較器109とクラッタ検出器110の出力と
目標検出器106の出力にもとづいて選択器107の選択切替
を行なうべき選択制御信号112を出力する選択制御器111
とを備えて成る。
次に、第1図の実施例の動作について説明する。
空中線101より出力された和パターン受信信号102およ
び差パターン受信信号103はクラッタ抑圧器104によりク
ラッタ抑圧が施される。クラッタ抑圧器104としては、
固定クラッタの抑圧のためのMTI処理と、MTI処理によっ
て抑圧できない移動クラッタを目標信号とのドップラ周
波数の違いにより目標信号から分離するドップラフィル
タ処理、いわゆるMDF(Mul−ti Doppler Filter)処理
とが通常用いられる。(ドップラフィルタ処理について
は、例えば、SKOLNIK著,Introduction to Radar System
s,McGraw Hill社に詳しい。) クラッタ抑圧器104は、固定反射物からの不要信号と
しての固定クラッタに対してはMTI処理を施して除去
し、一方、移動クラッタは、ドプラ周波数ごとに異る複
数の帯域に分割した状態でレーダー信号をLOG/CFAR処理
器105に送り込む形式で移動クラッタ除去を行なわせ
る。このようにして出力されるクラッタ抑圧器104の出
力は、固定クラッタ抑圧和パターン受信信号111および
固定クラッタ抑圧差パターン受信信号112として出力さ
れる。
さて、目標信号とクラッタ信号のドップラ周波数が十
分離れていれば、目標信号に重畳してくるクラッタ信号
成分は小さい。したがって、目標信号とクラッタ信号と
の強度差は目標信号の方が大きくクラッタ抑圧器104の
内蔵する強度比較器の所定の基準レベルを十分超えるこ
とになる。
この場合、入力ビデオを対数化し、その平均値を入力
ビデオから減算することでクラッタの平均値レベルを消
去するLOG/CFAR機能処理をLOG/CFAR処理器105で実施す
るが、このLOG/CFAR処理による平均値演算は目標信号の
受信強度をも歪ませることとなって、目標検出器106で
検出した目標の測角演算器108で行なう測角演算に対し
て測角誤差をもたらすこととなる。
このため、目標信号強度がクラッタ信号強度に比べ十
分大きい時はLOG/CFAR処理をして目標信号を抑圧せずに
クラッタ抑圧器104の出力信号をそのまま用いて測角演
算を行う必要がある。すなわち、選択器107がクラッタ
抑圧器104の出力を送出するように選択器107を選択制御
器111で制御する。
一方、目標信号とクラッタ信号とのドップラ周波数が
近接している場合、目標信号に重畳するクラッタ信号の
成分は多くなる。このため、目標信号とクラッタ信号と
のドップラ周波数が十分離れている場合のように、LOG/
CFAR処理を行わずに測角演算を行うと、クラッタ信号成
分のために測角誤差が正しく増大する。ここで、この場
合は、LOG/CFAR処理を行うことによりクラッタ信号成分
の十分な抑圧を行うことにより、測角誤差を小さく押え
ることが可能となる。
なお、クラッタが存在しない場合は、目標信号とクラ
ッタ信号との強度差は目標信号の方が大きいことにな
り、LOG/CFAR処理は行なう必要がない。
クラッタ検出器110は和パターン信号102を入力してク
ラッタ領域を公知の方法によって判定し選択制御器111
に供給する。また振幅比較器109は、クラッタ抑圧器104
の出力する固定クラッタ抑圧和パターン受信信号に対し
てレンジビン(第1のレンジビン)を次次に移動させな
がらその前後の特定数のレンジビン(第2のレンジビ
ン)との間で第1のレンジビンの振幅値(例えばA)と
第2のレンジビンの平均振幅値(例えばB)との差(A
−B)または有意な差違はないが比(A/B−1)との比
較を1レーダー走査によって得られるレーダー信号を対
象として次次に実施し、その結果を選択制御器111に供
給する。
選択制御器111は、振幅比較器109での比較された第1
のレンジビンの振幅値と第2のレンジビンの平均振幅値
との比があるしきい値例えばクラッタレベル(C)と目
標信号(S)の比S/CがS/C<1になった場合の下限値を
しきい値としてこのしきい値以下となる条件とクラッタ
検出器110によりクラッタ領域内(クラッタ領域の端部
であるが)にあることの二つの条件を判定基準としてク
ラッタ抑圧器104の出力かLOG/CFAR処理器105の出力のい
ずれかを選択するかの選択制御信号113を出力し選択器1
07に供給する。
上述した選択制御信号113は、目標信号がクラッタ信
号強度に比して十分大きいときと、クラッタが存在しな
いときはクラッタ抑圧器104の出力を測角演算器108に選
択出力し、目標信号とクラッタのドプラ周波数が近接し
ているときはLOG/CFAR処理器105の出力を測角演算器108
に選択出力するような制御内容をもつ。
こうして測角演算器108は、クラッタの影響を大幅に
抑圧して自動的に目標の位置の測角を自動的に演算する
ことができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、クラッタ信号の
有無よび目標信号とクラッタ信号の信号強度差に基づい
てLOG/CFAR処理のオン,オフを制御することにより、ク
ラッタ信号に目標信号が重畳した場合にも、優れた速度
精度の得られるレーダー信号処理装置が実現できるとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明のレーダー信号処理装置の一実施例の構
成図、第2図はレーダー信号処理装置の構成図である。 101,201……空中線、102,202……和パターン受信信号、
103,203……差パターン受信信号、104……クラッタ抑圧
器、105……LOG/CFAR処理器、106,204……目標検出器、
107……選択器、108,205……測角演算器、109……振幅
比較器、110……クラッタ検出器、111……選択制御器、
111……固定クラッタ抑圧和パターン受信信号、112……
固定クラッタ抑圧差パターン受信信号、113……選択制
御信号。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーダ信号を入力し固定反射物によるクラ
    ッタ信号を抑圧して出力するクラッタ抑圧手段(104)
    と、このクラッタ抑圧手段の出力を受けLOG(対数)/CF
    AR(Constant False Alarm Rate)処理して移動反射
    物によるクラッタ信号を抑圧して出力するLOG/CFAR処理
    手段(105)と、前記LOG/CFAR処理手段の出力を受信雑
    音レベルに相当する基準レベル信号と比較して前記基準
    信号より大きいレベルの場合に目標の第1の測角演算信
    号として出力する目標検出手段(106)と、前記クラッ
    タ抑圧手段の出力信号と前記LOG/CFAR処理手段の出力信
    号とのいずれかの信号を選択して第2の測角演算信号を
    出力すべく外部からの制御信号を入力する端子を有する
    選択手段(107)と、前記第1および第2の測角演算信
    号を入力して目標の測角演算を行う測角演算手段(10
    8)とを有するレーダ信号処理装置において、 前記クラッタ抑圧手段の出力信号における単位時間のサ
    ンプル間隔の第1のレンジビンにおける振幅値と前記第
    1のレンジビンの少なくとも前後の第2のレンジビンの
    平均振幅値とを順次比較した結果を出力する振幅比較手
    段(109)と空中線からの固定および移動クラッタから
    の反射信号を入力して少なくともある時間領域に亘って
    クラッタの検出信号を出力するクラッタ検出手段(11
    0)と、前記振幅比較手段の出力と前記クラッタ検出手
    段の出力とを入力して前記クラッタ検出手段の出力があ
    る時間領域に亘って存在し前記振幅比較手段の結果第1
    のレンジビンの振幅と第2のレンジビンの平均振幅との
    差または比があるしきい値の範囲内であれば前記選択手
    段の端子に前記LOG/CFAR選択手段の信号を選択する制御
    信号を送出する選択制御手段(111)を有することを特
    徴とするレーダ信号処理装置。
  2. 【請求項2】前記クラッタ検出手段がクラッタの検出信
    号を出力しない場合には前記選択手段が前記端子に前記
    クラッタ抑圧手段の出力を選択させる制御信号を出力す
    ることを特徴とする請求項1記載のレーダ信号処理装
    置。
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