JP2869523B2 - Pulse compression method - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーダやソーナ等
において、高い尖頭電力が得られない場合などに、送信
時に平均送信電力を上げ、かつ、受信時において距離分
解能を高めるために必要なパルス圧縮方法に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for increasing the average transmission power during transmission and increasing the distance resolution during reception when high peak power cannot be obtained in a radar or sonar. The present invention relates to a pulse compression method .
【０００２】[0002]
【従来の技術】符号化によるパルス圧縮信号では、図１
１に示すように、パルス信号１の中をサブパルス２ごと
に符号化する。その場合、従来は隣接するサブパルスの
位相関係は、位相を増す方向に変化させたり、減ずる方
向に変化させたりして変調し、しかも圧縮後の波形がパ
ルス形状になるよう最適な位相関係を選択している。図
１０に示すように、このとき圧縮後パルス幅４はひとつ
のサブパルス幅τに圧縮させている。このようなパルス
圧縮信号のスペクトル分布は図９のようになり、パルス
圧縮信号のエネルギ−は、±１／τのスペクトル幅に集
中する。2. Description of the Related Art In a pulse compression signal by encoding, FIG.
As shown in FIG. 1, the pulse signal 1 is encoded for each sub-pulse 2. In that case, the phase relationship between adjacent sub-pulses is conventionally modulated by changing the phase in the direction of increasing or decreasing, and selecting the optimal phase relationship so that the compressed waveform has a pulse shape. doing. As shown in FIG. 10, the compressed pulse width 4 is compressed to one sub-pulse width τ at this time. The spectrum distribution of such a pulse compression signal is as shown in FIG. 9, and the energy of the pulse compression signal is concentrated in a spectrum width of ± 1 / τ.
【０００３】従来のパルス圧縮の変調信号及び圧縮処理
の具体例として、例えば, R.L.Frank, "Polyphase Cod
es with Good Nonperiodic Correlation Properties"IE
EE Trans. on Information Theory, 1963, Jan. に開示
されたものがある。上記文献の中で３相（０，２π／
３，−２π／３）の位相変調を用いたパルス圧縮の一例
を示す。As a specific example of a conventional pulse compression modulation signal and compression processing, for example, RLFrank, "Polyphase Cod
es with Good Nonperiodic Correlation Properties "IE
EE Trans. On Information Theory, 1963, Jan. Three phases (0, 2π /
An example of pulse compression using phase modulation of (3, -2π / 3) will be described.
【０００４】変調位相は次の通りである。[0004] The modulation phase is as follows.
【表１】 パルス圧縮処理は、原理的には上記変調信号の自己相関
関数を計算し圧縮している。自己相関関数は次式（１）
で定義される関数である。[Table 1] In the pulse compression processing, the autocorrelation function of the modulated signal is calculated and compressed in principle. The autocorrelation function is given by the following equation (1)
Is a function defined by
【数１】 (Equation 1)
【０００５】自己相関関数Ψ（Ｋ）の絶対値が圧縮後の
波形を示すものである。この計算の具体例として表１に
示す信号について行ったものが図８であり、またこのと
きの自己相関関数の絶対値を表したものが図７である。
中心のピークが圧縮後パルス５の大きさを示しており、
その両側に現れている小さなピークがサイドローブ６で
ある。この場合圧縮後パルス５の大きさは９であり、サ
イドローブ６の大きさは１である。このときサイドロー
ブ比は、中心のピーク値と、サイドローブ値との比で定
義され、この場合１／９となる。また圧縮比は圧縮前の
パルス幅３と圧縮後のパルス幅７の比で定義され、この
場合９となる。このようにパルス圧縮にはサイドローブ
が生ずるが、サイドローブが大きくなると、小さな目標
からの目標波なのか、または他の大きな目標波のサイド
ローブなのかしばしば識別できなくなるという欠点があ
る。このためサイドローブをできるだけ小さくする技術
が開発されてきた。しかし従来技術では圧縮比及びサイ
ドローブ比は上記の信号のようにサブパルスの数をｎと
すれば圧縮比はｎ、サイドローブ比は最小で１／ｎ（ま
たは１／圧縮比）以下にはできないという限界があっ
た。[0005] The absolute value of the autocorrelation function Ψ (K) indicates the waveform after compression. FIG. 8 shows a specific example of this calculation performed on the signals shown in Table 1 , and FIG. 7 shows the absolute value of the autocorrelation function at this time.
The peak at the center indicates the magnitude of the pulse 5 after compression,
Small peaks appearing on both sides are side lobes 6. In this case, the magnitude of the pulse 5 after compression is 9 and the magnitude of the side lobe 6 is 1. At this time, the side lobe ratio is defined by the ratio between the center peak value and the side lobe value, and is 1/9 in this case. The compression ratio is defined by the ratio of the pulse width 3 before compression to the pulse width 7 after compression, and is 9 in this case. As described above, pulse compression has side lobes. However, when the side lobes become large, there is a disadvantage that it is often difficult to distinguish between a target wave from a small target and a side lobe of another large target wave. For this reason, techniques for minimizing the side lobe have been developed. However, in the prior art, if the number of sub-pulses is n as in the above-mentioned signal, the compression ratio and the side lobe ratio are n and the side lobe ratio is at least 1 / n (or 1 / compression ratio) or less. There was a limit.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従って、パルス圧縮に
おいては、圧縮比に依存しないでさらにサイドロ−ブ比
を小さくしたいと言う課題があった。Therefore, in pulse compression, there is a problem that the sidelobe ratio should be further reduced without depending on the compression ratio.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明のパルス圧縮方法は、パルス信号のパルス内
が複数のサブパルス（Ａ １ ，Ａ ２ ，・・，Ａ ｉ ，・・，
Ａ ｎ ）で構成され、各サブパルス毎に位相変調したパル
ス信号を用い、パルス圧縮処理後、隣接する複数のサブ
パルス幅に圧縮することを特徴としている。 前記パルス
圧縮方法において、隣接する任意のサブパルス
Ａ ｉ−１ ，Ａ ｉ の各位相関係が常に次に示す位相差 ０＜Ａ ｉ −Ａ ｉ−１ ≦π 又は ０＜Ａ ｉ−１ −Ａ ｉ ≦π を保持するような位相変調されたパルス信号であるとよ
い。 In order to achieve the above object, a pulse compression method according to the present invention provides a method for compressing a pulse of a pulse signal.
Is a plurality of sub-pulses (A 1 , A 2 ,..., A i ,.
A n ) and a phase-modulated pulse for each sub-pulse
After the pulse compression process using the
It is characterized by being compressed to a pulse width. The pulse
In the compression method, any adjacent sub-pulses
The phase modulation is performed such that each phase relationship of A i-1 and A i always holds the following phase difference 0 <A i −A i−1 ≦ π or 0 <A i−1 −A i ≦ π It should be a pulse signal
No.
【０００８】上記のように、変調位相の変化をπ以内の
範囲で、常に増加または減少する方向に変調することで
パルス圧縮信号の帯域を狭くし、結果として、圧縮後、
複数の隣接するサブパルス幅に圧縮させている。このよ
うな複数のサブパルス幅に圧縮できるパルス圧縮信号の
中からサイドロ−ブ比の小さなものを選択すると、従来
と比較して同じ圧縮比において、サイドローブ比が非常
に小さくできる。また広くなった圧縮後のパルス幅は、
パルス圧縮信号を狭帯域にしたぶんサブパルス幅を細く
して帯域を広め、この結果、圧縮後のパルス幅を狭くす
る。As described above, the band of the pulse compression signal is narrowed by modulating the change of the modulation phase in the direction of constantly increasing or decreasing within the range of π.
It is compressed to a plurality of adjacent sub-pulse widths. When a signal having a small side lobe ratio is selected from among such pulse compression signals that can be compressed into a plurality of sub-pulse widths, the side lobe ratio can be made very small at the same compression ratio as in the prior art. Also, the expanded pulse width after compression is
If the pulse compression signal is narrowed, the sub-pulse width is narrowed and the band is widened, and as a result, the pulse width after compression is narrowed.
【０００９】この様な手段により、本発明のパルス圧縮
方法は、サイドローブ比を、従来のパルス圧縮の限界値
（１／圧縮比）より小さくすることができるようにした
ものである。By such means, the pulse compression of the present invention can be achieved.
The method enables the side lobe ratio to be smaller than the limit value (1 / compression ratio) of the conventional pulse compression.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】パルス信号のパルス内が複数のサ
ブパルス（Ａ１，Ａ２，・・，Ａｉ，・・，Ａｎ）で構
成され、各サブパルス毎に位相変調したパルス信号にお
いて、隣接する任意のサブパルスＡｉ−１，Ａｉの各位
相関係が常に次式（２）又は式（３） ０＜Ａ ｉ −Ａ ｉ−１ ≦π …（２） ０＜Ａ ｉ−１ −Ａ ｉ ≦π …（３） の位相差を常に保持するよう位相変調されたパルス信号
を、原理的には前述の式（１）の自己相関関数を計算し
圧縮処理するパルス圧縮である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In a pulse signal, a pulse signal is composed of a plurality of sub-pulses (A 1 , A 2 ,..., A i ,..., A n ). Each phase relationship between adjacent arbitrary sub - pulses A i-1 and A i is always expressed by the following equation (2) or equation (3): 0 <A i −A i−1 ≦ π (2) 0 <A i−1 − a phase modulated pulse signals so as to always hold the phase difference a i ≦ π ... (3) , a pulse compression in principle be calculated by compressing the autocorrelation function of the above equation (1).
【００１１】[0011]
【実施例】本発明のパルス圧縮方法は、式（２）又は式
（３）に示すように、変調位相が常に増加するかまたは
減少するように位相変調したパルス圧縮信号である。こ
のためパルス圧縮信号の持つスペクトル分布は、図１に
示すように、同じサブパルス幅において、従来の位相変
調方法によるパルス圧縮信号のスペクトル分布図９と比
較して狭帯域となる。これにより本発明に基づくパルス
圧縮コードは、この狭帯域性から図２に示すように１つ
のサブパルス幅４であるτに圧縮せず、複数の隣接する
サブパルスの幅に圧縮される。また、広くなった圧縮後
のパルス幅は、パルス圧縮信号を狭帯域にした分、図３
に示すようにサブパルス幅を細くして、図４に示すよう
に帯域幅を広め、この結果、圧縮後の帯域幅をパルス幅
を狭くしている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The pulse compression method of the present invention uses the equation (2) or the equation (2).
As shown in (3) , this is a pulse compression signal phase-modulated so that the modulation phase always increases or decreases. Therefore, as shown in FIG. 1, the spectrum distribution of the pulse compression signal has a narrower band at the same sub-pulse width as compared to the spectrum distribution diagram 9 of the pulse compression signal by the conventional phase modulation method. As a result, the pulse compression code according to the present invention is not compressed to τ which is one sub-pulse width 4 as shown in FIG. 2 but is compressed to the width of a plurality of adjacent sub-pulses, as shown in FIG. In addition, the increased pulse width after compression corresponds to the narrow band of the pulse compression signal.
As shown in FIG. 4, the sub-pulse width is narrowed, and the bandwidth is widened as shown in FIG. 4. As a result, the bandwidth after compression is reduced in pulse width.
【００１２】本発明のパルス圧縮信号の変調位相の種類
は多数存在するが、そのうちサイドローブ比の小さなも
のについての例を記述する。次に示す信号は式（２）の
位相差Ａｉ−Ａｉ−１が０またはπ／２の場合の本発明
の一実施例である。Although there are many types of modulation phases of the pulse compression signal of the present invention, an example of one having a small side lobe ratio will be described. The following signal is an embodiment of the present invention when the phase difference A i -A i-1 of the equation (2) is 0 or π / 2.
【表２】 [Table 2]
【００１３】図５は、表２の変調位相を前記式（１）の
圧縮処理を実施した後の自己相関関数の絶対値を表して
いる。圧縮後パルス５の中心のピーク値と、その両側に
できるサイドローブ６のピーク値はそれぞれ１９と１．
４１であるから、サイドローブ比は１／１３．５（＝
１．４１／１９）である。またパルス圧縮信号は隣接す
る複数のサブパルスに圧縮されるが、圧縮後パルス幅７
としては、圧縮後パルス５の中心のピークの１／２の値
の幅を求める。このとき、サブパルス幅×３．８とな
り、圧縮比は５（１９／３．８）となる。従来のパルス
圧縮ではサイドローブ比は１／５以上であるが、本発明
により、サイドローブ比が飛躍的に改善できている。FIG. 5 shows the absolute value of the autocorrelation function after performing the compression processing of the above equation (1) on the modulation phases of Table 2 . The peak value at the center of the pulse 5 after compression and the peak values of the side lobes 6 formed on both sides thereof are 19 and 1.
41, the side lobe ratio is 1 / 13.5 (=
1.41 / 19). The pulse compression signal is compressed into a plurality of adjacent sub-pulses.
, The width of half the value of the peak at the center of the pulse 5 after compression is obtained. At this time, the sub-pulse width is 3.8, and the compression ratio is 5 (19 / 3.8). In the conventional pulse compression, the side lobe ratio is 1/5 or more, but according to the present invention, the side lobe ratio can be remarkably improved.
【００１４】また次に示す信号は式（２）の位相差Ａｉ
−Ａｉ−１が０，π／３，２π／３となる場合であり、
前記コードより大きな圧縮比をもつ実施例である。The signal shown below is the phase difference A i of equation (2).
-A i-1 is 0, π / 3, 2π / 3,
This is an embodiment having a larger compression ratio than the code.
【表３】 [Table 3]
【００１５】図６は表３の変調位相を式（１）の圧縮処
理を実施した後の自己相関関数の絶対値を表している。
圧縮後パルス５の中心のピーク値と、その両側にできる
サイドローブ６のピーク値はそれぞれ１９と１であるか
ら、サイドローブ比は１／１９である。また隣接する複
数のサブパルスに圧縮される圧縮後パルス幅７はサブパ
ルス幅×２．３となり、圧縮比は８．２５（１９／２．
３）となる。従来のパルス圧縮では、サイドローブ比が
約１／８以上であるが、本発明により、サイドローブ比
が飛躍的に改善できている。FIG. 6 shows the absolute value of the autocorrelation function after performing the compression processing of the equation (1) on the modulation phases shown in Table 3 .
Since the peak value at the center of the pulse 5 after compression and the peak values of the side lobes 6 formed on both sides thereof are 19 and 1, respectively, the side lobe ratio is 1/19. Further, the compressed pulse width 7 to be compressed into a plurality of adjacent sub-pulses is (sub-pulse width × 2.3), and the compression ratio is 8.25 (19/2.
3). In the conventional pulse compression, the side lobe ratio is about 1/8 or more. However, according to the present invention, the side lobe ratio can be dramatically improved.
【００１６】[0016]
【発明の効果】以上述べたように、本発明のパルス圧縮
方法を用いれば、同じ圧縮比において従来のパルス圧縮
と比較して、サイドローブを格段に低減することができ
ることが可能になった。As described above, the pulse compression of the present invention
By using the method , it has become possible to significantly reduce the side lobe as compared with the conventional pulse compression at the same compression ratio.
【図１】 本発明のパルス圧縮信号のスペクトル分布
（サブパルスを狭くする前）を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a spectrum distribution (before narrowing a sub-pulse) of a pulse compression signal of the present invention.
【図２】 本発明のパルス圧縮後の波形（サブパルスを
狭くする前）を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a waveform after pulse compression (before narrowing a sub-pulse) according to the present invention.
【図３】 本発明のパルス圧縮信号のスペクトル分布
（サブパルスを狭くした後）を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a spectral distribution (after narrowing sub-pulses) of a pulse compression signal of the present invention.
【図４】 本発明のパルス圧縮後の波形（サブパルスを
狭くした後）を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a waveform after pulse compression (after narrowing a sub-pulse) of the present invention.
【図５】 本発明のパルス圧縮信号（位相差が０，π／
２のとき）の自己相関関数の絶対値を表す図である。FIG. 5 shows a pulse compression signal (phase difference of 0, π /
FIG. 3 is a diagram illustrating an absolute value of an autocorrelation function (at 2).
【図６】 本発明のパルス圧縮信号（位相差が０，π／
３，２π／３のとき）の自己相関関数の絶対値を表す図
である。FIG. 6 shows a pulse compression signal (phase difference of 0, π /
(3, 2π / 3) for the absolute value of the autocorrelation function.
【図７】 従来のパルス圧縮信号の自己相関関数の絶対
値を表す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an absolute value of an autocorrelation function of a conventional pulse compression signal.
【図８】 自己相関関数の代表的な計算方法を示す図で
ある。FIG. 8 is a diagram showing a typical calculation method of an autocorrelation function.
【図９】 従来のパルス圧縮信号のスペクトル分布を示
す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a spectrum distribution of a conventional pulse compression signal.
【図１０】 従来のパルス圧縮信号のパルス圧縮後の波
形を示す図である。10 is a diagram showing the waveform after pulse compression of a conventional pulse compression signal.
【図１１】パルス圧縮信号におけるパルスとサブパルス
の関係を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a pulse and a sub-pulse in the pulse compression signal.
１ パルス信号 ２ サブパルス ３ パルス幅 ４ サブパルス幅 ５ 圧縮後パルス ６ サイドロ−ブ ７ 圧縮後パルス幅 1 pulse signal 2 sub-pulse 3 pulse width 4 sub-pulse width 5 pulse after compression 6 sidelobe 7 pulse width after compression
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 13/28 G01S 7/28 G01S 7/32 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01S 13/28 G01S 7/28 G01S 7/32
Claims (2)
ス（Ａ１，Ａ２，・・，Ａｉ，・・，Ａｎ）で構成さ
れ、各サブパルス毎に位相変調したパルス信号を用い、
パルス圧縮処理後、隣接する複数のサブパルス幅に圧縮
することを特徴とするパルス圧縮方法。A pulse signal includes a plurality of sub-pulses (A 1 , A 2 ,..., A i ,..., A n ), and uses a pulse signal phase-modulated for each sub-pulse .
After the pulse compression processing, pulse compression method characterized by compressing the plurality of sub-pulses width adjacent.
ｉの各位相関係が常に次に示す位相差 ０＜Ａ ｉ −Ａ ｉ−１ ≦π 又は ０＜Ａ ｉ−１ −Ａ ｉ ≦π を保持するような位相変調されたパルス信号である請求
項１記載のパルス圧縮方法。2. An adjacent arbitrary sub - pulse A i−1 , A
The phase relationship of i is a phase-modulated pulse signal that always holds the following phase difference: 0 <A i −A i−1 ≦ π or 0 <A i−1 −A i ≦ π. 2. The pulse compression method according to 1.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP8094749A JP2869523B2 (en) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | Pulse compression method |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP8094749A JP2869523B2 (en) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | Pulse compression method |
Publications (2)
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| JPH09257920A JPH09257920A (en) | 1997-10-03 |
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Families Citing this family (2)
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- 1996-03-26 JP JP8094749A patent/JP2869523B2/en not_active Expired - Lifetime
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