JP3559205B2

JP3559205B2 - Pulse train separation apparatus and pulse train separation method

Info

Publication number: JP3559205B2
Application number: JP25162399A
Authority: JP
Inventors: 憲一西口
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-09-06
Filing date: 1999-09-06
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2019-09-06
Also published as: JP2001077677A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の信号源からのパルス列が重なり合った複合信号を、信号源ごとのパルス列に分離するパルス列分離装置及びパルス列分離方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複数の信号源からのパルス列が重なり合った複合信号を、信号源ごとのパルス列に分離するために、パルスの到着時間（以下、ＴＯＡ（ＴｉｍｅｏｆＡｒｒｉｖａｌ）とする）データに基づくパルス列分離装置が提案されてきた。
【０００３】
図１６は、例えば米国特許第５、５８３，５０５号公報に示された、パルスのＴＯＡデータからパルス列を検出し分離するための従来のパルス列分離装置における処理を示したフローチャートである。
【０００４】
図１６において、Ｓ６０は自己相関を求めるステップ、Ｓ６２はパルス繰り返し間隔（以下、ＰＲＩ（ＰｕｌｓｅＲｅｐｅｔｉｔｉｏｎＩｎｔｅｒｖａｌ）とする）の候補を求めるステップ、Ｓ６４は積分器にメモリーを割り当てるステップ、Ｓ６６は各パルスをすべての積分器のビンに積み重ねるステップ、Ｓ６８は最小ＰＲＩの積分器を分析するステップ、Ｓ７０は積分器のピークとしきい値を比較するステップ、Ｓ７２は積分器のピークがしきい値を越えているとき該当するＰＲＩが存在すると判定するステップ、Ｓ７４はそのＰＲＩを有するパルス列を時間窓から除去するステップ、Ｓ７６は自己相関を再度求めるステップ、Ｓ７７は次のＰＲＩの候補の積分器に進むステップ、Ｓ７８は分析すべき積分器がまだ残っているか否か判定するステップ、Ｓ７９は残ったパルスが単独のものであるか否かを判定するステップである。
【０００５】
次に、前述した従来のパルス列分離装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【０００６】
図１６において、まず時間窓内にあるパルスのＴＯＡデータの自己相関関数を求める（ステップＳ６０）。得られた自己相関関数のピークの判定を行ってピークの面積（ピークの高さと幅の積）がしきい値を超えていれば、そのピークの位置をＰＲＩの候補として抽出する（ステップＳ６２）。次に、これらＰＲＩの候補ごとに積分器を割り当てる（ステップＳ６４）。積分器はＰＲＩ分の時間幅をもつテーブルから構成される。積分器では、入力した各パルスに対してそのＴＯＡをＰＲＩで割った余りの時間に対応するテーブル内の位置を求め、テーブルの値をカウントアップしていく。時間窓内のすべてのパルスに対して、各積分器で積分を行う（ステップＳ６６）。
【０００７】
次いで信号源の検出を行うために、小さいＰＲＩの積分器から順番に分析していく（ステップＳ６８）。積分器のテーブルのピークの値がしきい値を超えているか否かを調べ（ステップＳ７０）、超えていればそのＰＲＩを持つ信号源が存在すると判定する（ステップＳ７２）。そのあとそのＰＲＩをもつパルス列をもとのパルス列から除去し（ステップＳ７４）、残ったパルス列に対して再度自己相関関数を求めて（ステップＳ７６）、上記の処理を繰り返す。
【０００８】
一方、ステップＳ７０において、積分器のテーブルのピークの値がしきい値を超えていなければ、次に小さいＰＲＩに対する積分器の分析に進む（ステップＳ７７）。これは分析する積分器が無くなるまで続けられる（ステップＳ７８）。最後に、残ったパルスが単独のものであるか否かを調べ、単独であれば処理を終了する。単独のものでなくグループを構成していればレーダスキャンによって生じたものとみなし、スキャン周期の分析を行う（ステップＳ７９）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような、従来のパルス列分離装置では、まず自己相関関数でＰＲＩの候補を検出することが処理の前提になっているが、信号源の数が多い場合や、固定ＰＲＩ以外の複雑なＰＲＩのパターンを有する信号源が存在する場合には、自己相関関数に明確なピークが現われにくく、また、自己相関関数にはＰＲＩの整数倍のところにできるハーモニックスの問題があり、ＰＲＩの候補が適切に抽出できず、パルス列を正確に検出し分離できないという問題点があった。
【００１０】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、複雑なＰＲＩのパターンを有する信号源も含めて信号源のＰＲＩを正確に推定し、パルス列の分離精度を向上させることが可能なパルス列分離装置及びパルス列分離方法を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、複数の信号源からのパルス列が重なり合った複合パルス列の各パルスの到着時間（ＴＯＡ）データに基づき、固定パルス繰り返し間隔（ＰＲＩ）を有する固定ＰＲＩパルス列を検出する固定ＰＲＩパルス列検出手段と、検出された固定ＰＲＩパルス列をもとの複合パルス列から分離するとともに、分離後の残りのパルス列を出力する固定ＰＲＩパルス列分離手段と、固定ＰＲＩパルス列分離手段から出力される残りのパルス列から、複合パルス列の各パルスの到着時間（ＴＯＡ）データに基づき、スタガーパルス列を検出するスタガーパルス列検出手段と、検出されたスタガーパルス列を残りのパルス列から分離するとともに、分離後の固定ＰＲＩパルス列及びスタガーパルス列を含まない第二の残りのパルス列を出力するスタガーパルス列分離手段と、スタガーパルス列分離手段から出力される第二の残りのパルス列から、複合パルス列の各パルスの到着時間（ＴＯＡ）データに基づき、ジッターパルス列を検出するジッターパルス列検出手段と、検出されたジッターパルス列を第二の残りのパルス列から分離するジッターパルス列分離手段と、を備えたパルス列分離装置である。
【００１２】
また、固定ＰＲＩパルス列検出手段が、ＰＲＩ変換を用いて検出を行う。
【００１３】
また、スタガーパルス列検出手段が、等間隔に並ぶ３つのパルスからなる３連パルスの集合に対してそのパルス繰り返し間隔のヒストグラムを求める３連パルスヒストグラム演算部と、得られたヒストグラムから複数のピークを検出し、各ピークがパルス列の基本周期であるか否かを判定する判定部と、を備えている。
【００１４】
また、ジッターパルス列検出手段が、オーバーラップしたＰＲＩビンを持ち、時間原点の移動を行う、変形ＰＲＩ変換を用いる。
【００１５】
また、この発明は、複数の信号源からのパルス列が重なり合った複合パルス列の各パルスの到着時間（ＴＯＡ）データに基づき、固定パルス繰り返し間隔（ＰＲＩ）を有する固定ＰＲＩパルス列を検出する固定ＰＲＩパルス列検出工程と、検出された固定ＰＲＩパルス列をもとの複合パルス列から分離するとともに、分離後の残りのパルス列を出力する固定ＰＲＩパルス列分離工程と、固定ＰＲＩパルス列分離手段から出力される残りのパルス列から、複合パルス列の各パルスの到着時間（ＴＯＡ）データに基づき、スタガーパルス列を検出するスタガーパルス列検出工程と、検出されたスタガーパルス列を残りのパルス列から分離するとともに、分離後の固定ＰＲＩパルス列及びスタガーパルス列を含まない第二の残りのパルス列を出力するスタガーパルス列分離工程と、スタガーパルス列分離手段から出力される第二の残りのパルス列から、複合パルス列の各パルスの到着時間（ＴＯＡ）データに基づき、ジッターパルス列を検出するジッターパルス列検出工程と、検出されたジッターパルス列を第二の残りのパルス列から分離するジッターパルス列分離工程と、を備えたパルス列分離方法である。
【００１６】
また、固定ＰＲＩパルス列検出工程において、ＰＲＩ変換を用いて検出を行う。
【００１７】
また、スタガーパルス列検出工程が、等間隔に並ぶ３つのパルスからなる３連パルスの集合に対してそのパルス繰り返し間隔のヒストグラムを求める３連パルスヒストグラム演算ステップと、得られたヒストグラムから複数のピークを検出し、各ピークがパルス列の基本周期であるか否かを判定する判定ステップと、を備えている。
【００１８】
また、ジッターパルス列検出工程において、オーバーラップしたＰＲＩビンを持ち、時間原点の移動を行う、変形ＰＲＩ変換を用いる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施の形態を図１乃至図１５について説明する。
【００２０】
図１は本発明のパルス列分離装置が処理の対象とするパルス列の種類を説明するための説明図であり、図２は本発明のパルス列分離装置の機能ブロック図、図３は固定ＰＲＩパルス列検出・分離手段のブロック図、図４は固定ＰＲＩパルス列検出・分離手段の中で用いるＰＲＩ変換に関するＰＲＩビンの説明図、図５は固定ＰＲＩパルス列検出・分離手段の中で用いるＰＲＩ変換のフローチャート、図６はスタガーパルス列検出・分離手段のブロック図、図７はスタガーパルス列検出・分離手段の中で用いる３連パルスのヒストグラムのフローチャート、図８はスタガーパルス列検出・分離手段の中で用いる３連パルスのヒストグラムからの基本周期検出のフローチャート、図９はジッターパルス列検出・分離手段のブロック図、図１０はジッターパルス列検出・分離手段の中で用いる変形ＰＲＩ変換に関するＰＲＩビンの説明図、図１１はジッターパルス列検出・分離手段の中で用いる変形ＰＲＩ変換のフローチャート、図１２は入力パルス列の説明図、図１３は固定ＰＲＩパルス列検出・分離の説明図、図１４はスタガーパルス列検出・分離の説明図、図１５はジッターパルス列検出・分離の説明図である。
【００２１】
まず、本発明のパルス列分離装置が対象とするパルス列の種類を図１を用いて説明する。図１において、１１はＰＲＩが一定の固定ＰＲＩパルス列である。パルス列には固定ＰＲＩパルス列１１以外に、１２に示すスタガーパルス列と１３に示すジッターパルス列がある。スタガーパルス列１２は、一定のフレーム周期１２ａの中に、複数の不等間隔（図１では、ＰＲＩ１，ＰＲＩ２，ＰＲＩ３の３つ）のパルスが存在し、それが周期１２ａごとに繰り返すパルス列である。ジッターパルス列１３は、ＰＲＩが平均ＰＲＩのまわりにランダムに揺らぐパルス列である。本発明のパルス列分離装置への入力パルス列は、固定ＰＲＩパルス列１１、スタガーパルス列１２、ジッターパルス列１３がそれぞれ複数重なり合った複合パルス列である。
【００２２】
次に、本発明の構成及び動作について説明する。
【００２３】
図２において、１００は、信号源から送信されたパルスを受信し、当該パルスのＴＯＡデータを出力する広帯域受信機、２００は本発明のパルス列分離装置に設けられた入力端、３００は固定ＰＲＩパルス列の検出・分離を行うための固定ＰＲＩパルス列検出・分離手段、４００は、スタガーパルス列の検出・分離を行うためのスタガーパルス列検出・分離手段、５００は、ジッターパルス列の検出・分離を行うためのジッターパルス列検出・分離手段、６００は本発明のパルス列分離装置に設けられた出力端である。
【００２４】
動作について説明する。広帯域受信機１００からのパルスのＴＯＡデータは入力端２００へ入力される。これらＴＯＡデータはまず固定ＰＲＩパルス列検出・分離手段３００で検出・分離処理が行われる。
【００２５】
図３には、図２の固定ＰＲＩパルス列検出・分離手段３００の内部構成が示されている。図において、３１０は入力端、３３０はＰＲＩ変換を行うＰＲＩ変換演算部、３５０は適当なしきい値の値を設定するとともに検出可能範囲を決定するしきい値演算部、３６０は固定ＰＲＩパルス列のＰＲＩを抽出するＰＲＩ抽出部、３７０は抽出されたＰＲＩの値を利用して、もとのパルス列から該当する部分パルス列を分離する固定ＰＲＩパルス列分離演算部、３８０は固定ＰＲＩパルス列が残存するか否かを判定する残存パルス列判定部、３９０は出力端である。
【００２６】
動作について説明する。まず、入力端３１０へ入力されたパルス列のＴＯＡデータにはＰＲＩ変換演算部３３０においてＰＲＩ変換が施される。このＰＲＩ変換は、例えば、西口（三菱電機（株））、’’パルス繰り返し間隔推定のための新手法’’、昭和５８年度電子情報通信学会情報・システム部門全国大会、に示されている方法を用いる。この方法は、まず、入力データのＴＯＡをｔ_１、ｔ_２、・・・、ｔ_Ｎとし、入力パルス列をデルタ関数の和で次式のように表わす。
【００２７】
【数１】

【００２８】
ＰＲＩ変換は関数ｇ（ｔ）に対して次式で定義されるような変換である。
【００２９】
【数２】

【００３０】
これは上式（１）のパルス列に対しては以下のような形になる。
【００３１】
【数３】

【００３２】
このＰＲＩ変換は、連続時間での表現であるが、実際の計算機で行う離散時間でのＰＲＩ変換は後でフローチャートを用いて詳述する。このＰＲＩ変換を入力パルス列に施すと、入力パルス列に含まれている部分パルス列のＰＲＩのところにだけ鋭いピークがたつような変換結果が得られる。さらに、しきい値演算部３５０でＰＲＩ検出のための適当なしきい値を定める。しきい値演算部３５０では、同時に検出可能なＰＲＩの範囲も求める。次に、ＰＲＩ抽出部３６０で、そのしきい値を越えるピーク値を検出するようにすれば、固定ＰＲＩパルス列の検出可能な範囲にあるＰＲＩがすべて検出される。このようにして検出されたＰＲＩの値を利用して、固定ＰＲＩパルス列分離演算部３７０で、もとのパルス列から該当する部分パルス列を分離する。この分離のためには、例えば、特公平１−４７９３６号公報に詳しく示されているパルス繰り返し間隔フィルターを用いる。残存パルス列判定部３８０では、調べたいＰＲＩの範囲と検出可能なＰＲＩの範囲を比較し、もし検出可能なＰＲＩの範囲の方が狭ければ、すなわち、固定ＰＲＩパルス列が残存する可能性があれば、残ったパルス列に再びＰＲＩ変換演算部３３０でＰＲＩ変換を施し処理を繰り返す。そうでなければ、残ったパルス列と共に出力端３９０へ進む。
【００３３】
次に、実際の計算機で行う離散時間でのＰＲＩ変換について説明する。図４は、ＰＲＩ変換で用いるＰＲＩビンの説明図である。調べたいＰＲＩの下限と上限をそれぞれ、τ_ｍｉｎ、τ_ｍａｘと置く。ＰＲＩ軸での区間［τ_ｍｉｎ，τ_ｍａｘ］をＫ個に等分割し、分割された細分区間をＰＲＩビンと呼ぶ。各ビンの幅は次式（４）で与えられる。
【００３４】
【数４】

【００３５】
また、中心ＰＲＩは次式（５）で与えられる。
【００３６】
【数５】

【００３７】
図５にはＰＲＩ変換の処理のフローチャートを示す。入力データのパルスのＴＯＡをｔ_１、ｔ_２、 …、ｔ_Ｎとする。ＰＲＩ変換の処理は以下の手順で行う。
【００３８】
（１）初期設定を行う（ステップＳ３３１）。すなわち、ＰＲＩ変換Ｄ_ｋ（ｋ＝１，２， … ，Ｋ）をゼロクリアするとともに、パルスペアの右パルスのパルス番号をｍ＝１に設定する。
【００３９】
（２）パルスペアの右パルスのパルス番号を更新する（ステップＳ３３２）。すなわち、ｍ＝ｍ＋１を行う。
【００４０】
（３）終了判定を行う（ステップＳ３３３）。すなわち、ｍ≦ ＮならばステップＳ３３４へ。そうでなければ終了する。
【００４１】
（４）パルスペアの左パルスのパルス番号をｎ＝ｍに設定する（ステップＳ３３４）。
【００４２】
（５）パルスペアの左パルスのパルス番号を更新する（ステップＳ３３５）。すなわち、ｎ＝ｎ−１を行う。
【００４３】
（６）パルスペアの左パルスの終了判定を行う（ステップＳ３３６）。すなわち、ｎ ≧ １ならば、ステップＳ３３７へ。そうでなければステップＳ３３２へ。
【００４４】
（７）パルスペアの時間間隔を求める（ステップＳ３３７）。すなわち、τ＝ｔ_ｍ−ｔ_ｎを行う。
【００４５】
（８）時間間隔の大きさ判定１を行う（ステップＳ３３８）。すなわち、τ≧τ_ｍｉｎならばステップＳ３３９へ。そうでなければステップＳ３３５へ。
【００４６】
（９）時間間隔の大きさ判定２を行う（ステップＳ３３９）。すなわち、τ≦τ_ｍａｘならばステップＳ３４０へ。そうでなければＳ３３２へ。
【００４７】
（１０）τ軸上でのＰＲＩビンの選出（ステップＳ３４０）。すなわち、ＰＲＩビンの番号ｋを次式（６）で計算する。
【００４８】
【数６】

【００４９】
ここで、［・］はＧａｕｓｓの整数、すなわち、（・）を越えない最大の整数を表わす。
【００５０】
（１１）ＰＲＩ変換の更新を行う（ステップＳ３４１）。すなわち、次式（７）でＰＲＩ変換の値を更新する。このあと、ステップＳ３３５へ戻る。
【００５１】
【数７】

【００５２】
図３のしきい値演算部３５０で求めるしきい値は、例えば次のような式にする。
【００５３】
【数８】

【００５４】
ここで、Ｔは観測時間で、最初と最後のパルスのＴＯＡの差から求める。αは調整可能なパラメータで、例えば０．３くらいの値にする。上のしきい値の式（８）は、もし、全観測時間にわたってＰＲＩがτ_ｋのパルス列が存在すればＰＲＩ変換の価は理想的には、次式（９）となることに基づく。
【００５５】
【数９】

【００５６】
しきい値はτ_ｋの減少関数であるが、一方、ＰＲＩ変換のノイズフロアーはτ_ｋと共に減少はしない。したがって、τ_ｋがある大きさ（これをτ_ｌｉｍとおく）になるとそこからはしきい値よりもノイズフロアーの値の方が大きな値をとってＰＲＩの検出は不能になる。すなわち、［τ_ｍｉｎ，τ_ｌｉｍ］が検出可能範囲になる。
【００５７】
以上のようにして図２の固定ＰＲＩパルス列検出・分離手段３００で固定ＰＲＩパルス列がもとのパルス列から除去されると、次に、残ったパルス列に対して、スタガーパルス列検出・分離手段４００でスタガーパルス列の検出・分離処理が行われる。
【００５８】
図６にスタガーパルス列検出・分離手段の内部構成を示したブロック図を示す。図において、４１０は入力端、４３０は３連パルスのヒストグラムを求める３連パルスヒストグラム演算部、４５０は適当なしきい値の値を設定するとともに検出可能範囲を決定するしきい値演算部、４６０はスタガーパルス列のＰＲＩを抽出するＰＲＩ抽出部、４７０は抽出されたＰＲＩの値を利用して、もとのパルス列から該当する部分パルス列を分離するスタガーパルス列分離演算部、４８０はスタガーパルス列が残存するか否かを判定する残存パルス列判定部、４９０は出力端である。
【００５９】
なお、しきい値演算部３５０及びＰＲＩ抽出部３６０は、３連パルスヒストグラム演算部３３０において得られたヒストグラムから複数のピークを検出し、各ピークがパルス列の基本周期であるか否かを判定するための判定手段を構成している。
【００６０】
次に、動作について説明する。入力端４１０に入力したパルス列は、３連パルスヒストグラム演算部４３０で３連パルスのヒストグラムが計算される。３連パルスのヒストグラムは、図１で説明したようなほぼ等間隔のパルスの３つ組の個数をカウントするヒストグラムである。このヒストグラムを作成する処理はあとで詳述するが、得られるヒストグラムでは、スタガーパルス列の基本周期（フレーム周期１２ａ）とその整数倍のところにするどいピークがたつ。しきい値演算部４５０ではスタガーのＰＲＩ（基本周期）検出のための適当なしきい値を定める。しきい値演算部４５０では同時に、検出可能なＰＲＩの範囲も求める。次に、ＰＲＩ抽出部４６０で、そのしきい値を超える値を検出するようにすれば、スタガーパルス列の検出可能な範囲にあるＰＲＩがすべて検出される。ＰＲＩ抽出部４６０で行う３連パルスのヒストグラムからのＰＲＩ（基本周期）の検出についてはあとでフローチャートを用いて詳述する。このようにして検出されたＰＲＩの値を利用して、スタガーパルス列分離演算部４７０で、もとのパルス列から該当する部分パルス列を分離する。この分離のためには、例えば特公平１−４７９３６号公報に詳しく示されているパルス繰り返し間隔フィルターを用いる。残存パルス列判定部４８０では、調べたいＰＲＩの範囲と検出可能なＰＲＩの範囲を比較し、もし検出可能なＰＲＩの範囲の方が狭ければ、すなわち、スタガーパルス列が残存する可能性があれば、残ったパルス列に再び３連パルスヒストグラム演算部４３０でヒストグラムを作り、処理を繰り返す。そうでなければ、残ったパルス列と共に出力端４９０へ進む。
【００６１】
図７に、３連パルスヒストグラム演算部４３０で行う、３連パルスのヒストグラム演算の処理の流れを示すフローチャートを示す。このヒストグラムで用いるＰＲＩビンはＰＲＩ変換の場合の図４と同一である。入力データのパルスのＴＯＡをｔ_１、ｔ_２、 …、ｔ_Ｎとする。３連パルスのヒストグラムの作成は以下の手順で行う。
【００６２】
（１）まずはじめに、初期設定（ステップＳ４３１）を行う。すなわち、ヒストグラムＥ_ｋ（ｋ＝１，２， … ，Ｋ）をゼロクリアする。また、３連パルスの中心パルスのパルス番号をｍ＝１に設定する。
【００６３】
（２）３連パルスの中心パルスのパルス番号を更新する（ステップＳ４３２）。すなわち、ｍ＝ｍ＋１を行う。
【００６４】
（３）終了判定を行う（ステップＳ４３３）。すなわち、ｍ≦Ｎ−１ならばステップＳ４３４へ。そうでなければ終了。
【００６５】
（４）３連パルスの右パルスのパルス番号をＦ＝ｍ＋１に、左パルスのパルス番号をＢ＝ｍに設定する（ステップＳ４３４）。
【００６６】
（５）３連パルスの左パルスのパルス番号を更新する（ステップＳ４３５）。すなわち、Ｂ＝Ｂ−１を行う。
【００６７】
（６）３連パルスの左パルスの終了判定を行う（ステップＳ４３６）。すなわち、Ｂ ≧１ならば、ステップＳ４３７へ。そうでなければステップＳ４３２へ。
【００６８】
（７）３連パルスの左ペア（後ろ向きパルスペア）の時間間隔を求める（ステップＳ４３７）。すなわち、τ＝ｔ_ｍ−ｔ_Ｂ。
【００６９】
（８）時間間隔の大きさ判定１（ステップＳ４３８）を行う。すなわち、τ≧τ_ｍｉｎならばステップＳ４３９へ。そうでなければステップＳ４３５へ。
【００７０】
（９）時間間隔の大きさ判定２（ステップＳ４３９）を行う。すなわち、τ≦τ_ｍａｘならばステップＳ４４０へ。そうでなければＳ４３２へ。
【００７１】
（１０）３連パルスの右ペア（前向きパルスペア）の時間間隔を求める（ステップＳ４４０）。すなわち、τ’＝ｔ_Ｆ−ｔ_ｍを行う。
【００７２】
（１１）次に、時間間隔の大きさ判定３（ステップＳ４４１）を行う。すなわち、τ’≧τ−Δτ／２ならばステップＳ４４５へ。そうでなければステップＳ４４２へ。
【００７３】
（１２）３連パルスの右パルスの終了判定（ステップＳ４４２）を行う。すなわち、Ｆ＝ＮならばステップＳ４３５へ戻る。そうでなければ右パルスをＦ＝Ｆ
＋１と更新（ステップＳ４４３）してステップＳ４４０へ。
【００７４】
（１３）次に、時間間隔の大きさ判定４（ステップＳ４４５）を行う。すなわち、τ’≦τ＋Δτ／２ならばステップＳ４４６へ。そうでなければＳ４３５へ。
【００７５】
（１４）τ軸上でのＰＲＩビンの選出を行う（ステップＳ４４６）。すなわち、ＰＲＩビンの番号ｋを次式（１０）で計算する。
【００７６】
【数１０】

【００７７】
ここで、［・］はＧａｕｓｓの整数、すなわち、（・）を越えない最大の整数を表わす。
【００７８】
（１５）ヒストグラムの更新を行う（ステップＳ４４７）。すなわち、次式（１１）で３連パルスのヒストグラムの値を更新する。そのあと、ステップＳ４３５へ。
【００７９】
【数１１】

【００８０】
次に、図８に、上述のようにして求めた３連パルスのヒストグラムからＰＲＩ（基本周期）を検出する処理のフローチャートを示す。検出は以下のような手順で行う。
【００８１】
（１）まず、しきい値の初期設定を行う（ステップＳ４６１）。すなわち、次式（１２）でしきい値を設定する。
【００８２】
【数１２】

【００８３】
ここで、αはパラメータで、１．６程度の値を用いる。また、Ｔは観測時間であり、最初のパルスと最後のパルスのＴＯＡの差から求める。
【００８４】
（２）ピークの検出を行う（ステップＳ４６２）。すなわち、Ｅ_ｋ＝１， …，Ｋのうち、Ｅ_ｋ ≧Ａ_ｋ、かつ、Ｅ_ｋ ≧ｍａｘ｛Ｅ_ｋ−１，Ｅ_ｋ＋１｝（局所最大値）となるものを見つけ、それらをＥ_ｋｐ（ｐ＝１， …，ｐ_ｍａｘ）とおく。
【００８５】
（３）ピーク番号の初期設定を行う（ステップＳ４６３）。すなわち、ｐ＝０とする。
【００８６】
（４）ピーク番号の更新を行う（ステップＳ４６４）。すなわち、ｐ＝ｐ＋１とする。
【００８７】
（５）終了判定を行う（ステップＳ４６５）。すなわち、ｐ ≦ ｐ_ｍａｘならばステップＳ４６６へ。そうでなければ終了。
【００８８】
（６）しきい値の更新を行う（ステップＳ４６６）。すなわち、次式（１３）でしきい値Ａ_ｋの値を更新する。
【００８９】
【数１３】

【００９０】
（７）ピークの判定を行う（ステップＳ４６７）。すなわち、ｐ番目のピーク値Ｅ_ｋｐが、更新されたしきい値Ａ_ｋｐを上回っているか否かを判定する。Ｅ_ｋｐ ≧ Ａ_ｋｐならば、ステップＳ４６８へ。そうでなければステップＳ４６４へ。
【００９１】
（８）次に、基本周期か否かの判定を行う（ステップＳ４６８）。すなわち、すでに検出されている基本周期のすべてについて、τ_ｋｐがその整数倍になっているか否かの判定を行う。ある基本周期のほぼ整数倍（ｊ倍）になっていれば、τをτ_ｋｐ／ｊで置き換えることにより、基本周期の精度を上げる。もし、どの基本周期の整数倍にもなっていなければ、τ_ｋｐを新たな基本周期として付け加える。このあとステップＳ４６４へ戻る。
【００９２】
図２のスタガーパルス列検出・分離手段４００でスタガーパルス列がもとのパルス列から除去されると、残ったパルス列に対してジッターパルス列検出・分離手段５００でジッターパルス列の検出・分離処理を行う。
【００９３】
図９にジッターパルス列検出・分離手段５００の内部構成を示したブロック図を示す。図において、５１０は入力端、５３０は変形ＰＲＩ変換を行う変形ＰＲＩ変換演算部、５５０は適当なしきい値の値を設定するとともに検出可能範囲を決定するしきい値演算部、５６０はジッターパルス列のＰＲＩを抽出するＰＲＩ抽出部、５７０は抽出されたＰＲＩの値を利用して、もとのパルス列から該当する部分パルス列を分離するジッターパルス列分離演算部、５８０はジッターパルス列が残存するか否かを判定する残存パルス列判定部、５９０は出力端である。
【００９４】
動作について説明する。入力端５１０に入力したパルス列は、変形ＰＲＩ変換演算部５３０で変形ＰＲＩ変換が計算される。変形ＰＲＩ変換についてはあとで詳述するが、これから求められるＰＲＩスペクトラムには、ジッターパルス列の平均ＰＲＩのところにするどいピークがたつ。しきい値演算部５５０ではジッターパルス列のＰＲＩ検出のための適当なしきい値を定める。しきい値演算部５５０では同時に、検出可能なＰＲＩの範囲も求める。次に、ＰＲＩ抽出部５６０で、そのしきい値を超える値を検出するようにすれば、ジッターパルス列の検出可能な範囲にあるＰＲＩがすべて検出される。このようにして検出されたＰＲＩの値を利用して、ジッターパルス列分離演算部５７０で、もとのパルス列から該当する部分パルス列を分離する。この分離のためには、例えば特公平１−４７９３６号公報に詳しく示されているパルス繰り返し間隔フィルターを用いる。残存パルス列判定部５８０では、調べたいＰＲＩの範囲と検出可能なＰＲＩの範囲を比較し、もし検出可能なＰＲＩの範囲の方が狭ければ、すなわち、ジッターパルス列が残存する可能性があれば、残ったパルス列に再び変形ＰＲＩ変換演算部５３０でＰＲＩスペクトルを作り、処理を繰り返す。そうでなければ、出力端５９０へ進む。
【００９５】
ジッターパルス列に対しては、先に述べたＰＲＩ変換ではうまくＰＲＩのところにピークをたたせることができないが、これから述べる変形ＰＲＩ変換ではジッターパルス列であってもその平均ＰＲＩのところにピークがたつようにできる。
【００９６】
変形ＰＲＩ変換は、ＰＲＩ変換のＰＲＩビンをオーバーラップさせ、時間原点の移動を行うようにしたものである。
【００９７】
図１０は変形ＰＲＩ変換で用いるＰＲＩビンの説明図である。調べたいＰＲＩの下限と上限をそれぞれ、τ_ｍｉｎ、τ_ｍａｘと置く。ＰＲＩ軸での区間［τ_ｍｉｎ，τ_ｍａｘ］内のＰＲＩビンの個数をＫとし、ＰＲＩの揺らぎの大きさの上限をεとする（εは片側で表現する。例えばＰＲＩの揺らぎの上限がピーク・ツー・ピークで３０％であったとするとε＝０．１５となる）。各ＰＲＩビンの中心ＰＲＩの値τ_ｋとビンの幅ｂ_ｋは次式（１４）のように決める。
【００９８】
【数１４】

【００９９】
【数１５】

【０１００】
図１１には変形ＰＲＩ変換の処理のフローチャートを示す。入力データのパルスのＴＯＡをｔ_１、ｔ_２、 …、ｔ_Ｎとする。変形ＰＲＩ変換の処理の手順は以下のように行う。
【０１０１】
（１）初期設定を行う（ステップＳ５３１）。すなわち、ＰＲＩ変換Ｄ_ｋ（ｋ＝１、２、 … 、Ｋ）をゼロクリアする。また、パルスペアの右パルスのパルス番号をｍ＝１に設定する。
【０１０２】
（２）パルスペアの右パルスのパルス番号を更新する（ステップＳ５３２）。すなわち、ｍ＝ｍ＋１とする。
【０１０３】
（３）終了判定を行う（ステップＳ５３３）。すなわち、ｍ≦Ｎならばステップ５３４へ。そうでなければ終了。
【０１０４】
（４）パルスペアの左パルスのパルス番号をｎ＝ｍに設定する。（ステップＳ５３４）。
【０１０５】
（５）パルスペアの左パルスのパルス番号を更新する（ステップＳ５３５）。すなわち、ｎ＝ｎ−１。
【０１０６】
（６）パルスペアの左パルスの終了判定を行う（ステップ５３６）。すなわち、ｎ ≧ １ならば、ステップＳ５３７へ。そうでなければステップＳ５３２へ。
【０１０７】
（７）パルスペアの時間間隔を求める（ステップ５３７）。すなわち、τ＝ｔ_ｍ−ｔ_ｎを行う。
【０１０８】
（８）時間間隔の大きさ判定１を行う（ステップＳ５３８）。すなわち、τ≧τ_ｍｉｎならば、ステップＳ５３９へ。そうでなければステップＳ５３５へ。
【０１０９】
（９）時間間隔の大きさ判定２を行う（ステップＳ５３９）。すなわち、τ≦τ_ｍａｘならば、ステップＳ５４０へ。そうでなければステップＳ５３２へ。
【０１１０】
（１０）τ軸上でのＰＲＩビンの選定を行う（ステップＳ５４０）。すなわち、ＰＲＩビンの下限ｋ_１と上限ｋ_２を次式で計算する。
【０１１１】
【数１６】

【０１１２】
ここで、［・］はＧａｕｓｓの整数、すなわち、（・）を越えない最大の整数を表わす。
【０１１３】
（１１）ＰＲＩ変換の更新を行う（ステップＳ５４１）。すなわち、ｋ＝ｋ_１，…，ｋ_２について以下の処理を行う。
【０１１４】
１）時間原点の初期設定を行う。すなわち、ＰＲＩビンｋが最初に使われる場合に限ってＯ_ｋ＝ｔ_ｍとする。
【０１１５】
２）位相の予備計算と分解を行う。位相η_０を次式で求め、それを整数部分νと小数部分ζに分解する。
【０１１６】
【数１７】

【０１１７】
３）時間原点の移動を行う。すなわち、次の条件のいずれかが満たされるとき、時間原点を移動して、ｔ_ｍをあらたな時間原点とする。
【０１１８】
【数１８】

【０１１９】
４）位相の計算を行う。次式（１９）で新たな時間原点のもとでの位相を計算する。
【０１２０】
【数１９】

【０１２１】
５）ＰＲＩ変換の価の更新を行う。次式（２０）でＰＲＩ変換の価を更新する。このあと、ステップ５３２へ。
【０１２２】
【数２０】

【０１２３】
図１２乃至図１５にはこの実施の形態による発明の効果を示す。
【０１２４】
図１２は、本発明のパルス列分離装置への入力パルスデータの説明図である。図１２において、６１（出力１）と６２（出力２）はスタガーパルス列、６３（出力３）と６５（出力５）はジッターパルス列、６４（出力４）と６６（出力６）は固定ＰＲＩパルス列、６７は６１（出力１）から６６（出力６）までの６つのパルス列が重なりあった複合パルス列である。本発明のパルス列分離装置へは、複合パルス列６７が入力する。
【０１２５】
図１３は、図２の固定ＰＲＩパルス列検出・分離手段３００で固定ＰＲＩパルス列が検出され分離される様子を示した図である。図１３において、７１は固定ＰＲＩパルス列検出・分離手段３００への入力パルス列、７２はＰＲＩ変換と検出結果を示すグラフ、７７と７８は分離されたパルス列を表わす。７１の入力パルス列が図３のＰＲＩ変換演算部３３０へ入力されると、図５にフローチャートを示したＰＲＩ変換により、７３のようなＰＲＩスペクトルが得られる。しきい値演算部３５０で求めたしきい値７４とＰＲＩスペクトル７３との比較をＰＲＩ抽出部３６０で行うことにより、７５（ピーク１）及び７６（ピーク２）の２つのＰＲＩが検出される。検出されたＰＲＩをもとに、固定ＰＲＩパルス列分離演算部３７０により、もとのパルス列７１から抜き出したパルス列が７７と７８である。７５のピーク１は７７のパルス列に対応し、７６のピーク２は７８のパルス列に対応する。
【０１２６】
図１４は、図２のスタガーパルス列検出・分離手段４００でスタガーパルス列が検出され分離される様子を示した図である。図１４において、８１はスタガーパルス列検出・分離手段４００への入力パルス列、８２は３連パルスのヒストグラムと検出結果を示すグラフ、８７と８８は分離されたパルス列を表わす。８１の入力パルス列が、図６の３連パルスヒストグラム演算部４３０へ入力されると、図７にフローチャートを示した３連パルスのヒストグラムの処理により、８３のようなヒストグラムが得られる。このヒストグラム８３としきい値８４との比較により、８５（ピーク１）及び８６（ピーク２）の２つのＰＲＩが検出される。検出されたＰＲＩをもとに、もとのパルス列８１から抜き出したパルス列が８７と８８である。８５のピーク１は８７のパルス列に対応し、８６のピーク２は８８のパルス列に対応する。
【０１２７】
図１５は、図２のジッターパルス列検出・分離手段５００でジッターパルス列が検出され分離される様子を示した図である。図１５において、９１はジッターパルス列検出・分離手段５００への入力パルス列、９２は変形ＰＲＩ変換と検出結果を示すグラフ、９７と９８は分離されたパルス列を表わす。９１の入力パルス列が図９の変形ＰＲＩ変換演算部５３０へ入力されると、図１１にフローチャートを示した変形ＰＲＩ変換の処理により、９３のようなＰＲＩスペクトルが得られる。このＰＲＩスペクトル９３としきい値９４との比較により、９５（ピーク１）及び９６（ピーク２）の２つのＰＲＩが検出される。検出されたＰＲＩをもとにもとのパルス列９１から抜き出したパルス列が９７と９８である。９５のピーク１は９７のパルス列に対応し、９６のピーク２は９８のパルス列に対応する。
【０１２８】
以上のように、本発明のパルス列分離装置によれば、ＰＲＩ変換を用いる固定ＰＲＩパルス列検出・分離手段３００と、３連パルスのヒストグラムを用いるスタガーパルス列検出・分離手段４００と、変形ＰＲＩ変換を用いるジッターパルス列検出・分離手段を備えて、ＰＲＩの種類ごとに該当するパルス列を段階的に検出・分離するようにしたので、信号源の数が多い場合や、固定ＰＲＩ以外の複雑なＰＲＩのパターンを有する信号源まで含めて、信号源のＰＲＩを正確に推定し、精度良く、各パルス列を検出・分離できるという効果がある。
【０１２９】
【発明の効果】
この発明は、複数の信号源からのパルス列が重なり合った複合パルス列の各パルスの到着時間（ＴＯＡ）データに基づき、固定パルス繰り返し間隔（ＰＲＩ）を有する固定ＰＲＩパルス列を検出する固定ＰＲＩパルス列検出手段と、検出された固定ＰＲＩパルス列をもとの複合パルス列から分離するとともに、分離後の残りのパルス列を出力する固定ＰＲＩパルス列分離手段と、固定ＰＲＩパルス列分離手段から出力される残りのパルス列から、複合パルス列の各パルスの到着時間（ＴＯＡ）データに基づき、スタガーパルス列を検出するスタガーパルス列検出手段と、検出されたスタガーパルス列を残りのパルス列から分離するとともに、分離後の固定ＰＲＩパルス列及びスタガーパルス列を含まない第二の残りのパルス列を出力するスタガーパルス列分離手段と、スタガーパルス列分離手段から出力される第二の残りのパルス列から、複合パルス列の各パルスの到着時間（ＴＯＡ）データに基づき、ジッターパルス列を検出するジッターパルス列検出手段と、検出されたジッターパルス列を第二の残りのパルス列から分離するジッターパルス列分離手段と、を備えたパルス列分離装置であるので、ＰＲＩの種類ごとに該当するパルス列を段階的に検出・分離するようにしたので、信号源の数が多い場合や、固定ＰＲＩ以外の複雑なＰＲＩのパターンを有する信号源まで含めて、信号源のＰＲＩを正確に推定し、精度良く、各パルス列を検出・分離できるという効果がある。
【０１３０】
また、固定ＰＲＩパルス列検出手段が、ＰＲＩ変換を用いて検出を行うようにしたので、複合パルス列に含まれている部分パルス列のＰＲＩだけをピークとして抽出できるので、ＰＲＩを明確に識別することができるという効果がある。
【０１３１】
また、スタガーパルス列検出手段が、等間隔に並ぶ３つのパルスからなる３連パルスの集合に対してそのパルス繰り返し間隔のヒストグラムを求める３連パルスヒストグラム演算部と、得られたヒストグラムから複数のピークを検出し、各ピークがパルス列の基本周期であるか否かを判定する判定部と、を備えているので、得られるヒストグラムでは、スタガーパルス列の基本周期とその整数倍のところにするどいピークがたつので、スタガーパルスの基本周期を明確に識別することができるという効果がある。
【０１３２】
また、ジッターパルス列検出手段が、オーバーラップしたＰＲＩビンを持ち、時間原点の移動を行う、変形ＰＲＩ変換を用いるようにしたので、ジッターパルス列の平均ＰＲＩのところにするどいピークがたつので、ジッターパルス列の平均ＰＲＩを明確に識別することができるという効果がある。
【０１３３】
また、この発明は、複数の信号源からのパルス列が重なり合った複合パルス列の各パルスの到着時間（ＴＯＡ）データに基づき、固定パルス繰り返し間隔（ＰＲＩ）を有する固定ＰＲＩパルス列を検出する固定ＰＲＩパルス列検出工程と、検出された固定ＰＲＩパルス列をもとの複合パルス列から分離するとともに、分離後の残りのパルス列を出力する固定ＰＲＩパルス列分離工程と、固定ＰＲＩパルス列分離手段から出力される残りのパルス列から、複合パルス列の各パルスの到着時間（ＴＯＡ）データに基づき、スタガーパルス列を検出するスタガーパルス列検出工程と、検出されたスタガーパルス列を残りのパルス列から分離するとともに、分離後の固定ＰＲＩパルス列及びスタガーパルス列を含まない第二の残りのパルス列を出力するスタガーパルス列分離工程と、スタガーパルス列分離手段から出力される第二の残りのパルス列から、複合パルス列の各パルスの到着時間（ＴＯＡ）データに基づき、ジッターパルス列を検出するジッターパルス列検出工程と、検出されたジッターパルス列を第二の残りのパルス列から分離するジッターパルス列分離工程と、を備えたパルス列分離方法であるので、ＰＲＩの種類ごとに該当するパルス列を段階的に検出・分離するようにしたので、信号源の数が多い場合や、固定ＰＲＩ以外の複雑なＰＲＩのパターンを有する信号源まで含めて、信号源のＰＲＩを正確に推定し、精度良く、各パルス列を検出・分離できるという効果がある。
【０１３４】
また、固定ＰＲＩパルス列検出工程において、ＰＲＩ変換を用いて検出を行うようにしたので、複合パルス列に含まれている部分パルス列のＰＲＩだけをピークとして抽出できるので、ＰＲＩを明確に識別することができるという効果がある。
【０１３５】
また、スタガーパルス列検出工程が、等間隔に並ぶ３つのパルスからなる３連パルスの集合に対してそのパルス繰り返し間隔のヒストグラムを求める３連パルスヒストグラム演算ステップと、得られたヒストグラムから複数のピークを検出し、各ピークがパルス列の基本周期であるか否かを判定する判定ステップと、を備えているので、得られるヒストグラムでは、スタガーパルス列の基本周期とその整数倍のところにするどいピークがたつので、スタガーパルスの基本周期を明確に識別することができるという効果がある。
【０１３６】
また、ジッターパルス列検出工程において、オーバーラップしたＰＲＩビンを持ち、時間原点の移動を行う、変形ＰＲＩ変換を用いるようにしたので、ジッターパルス列の平均ＰＲＩのところにするどいピークがたつので、ジッターパルス列の平均ＰＲＩを明確に識別することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＰＲＩの種類を説明した説明図である。。
【図２】本発明の実施の形態１にかかわるパルス列分離装置の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１にかかわるパルス列分離装置における固定ＰＲＩパルス列検出・分離手段の内部構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１にかかわるパルス列分離装置における固定ＰＲＩパルス列検出・分離手段の中で用いるＰＲＩ変換に関するＰＲＩビンの説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１にかかわるパルス列分離装置における固定ＰＲＩパルス列検出・分離手段の中で用いるＰＲＩ変換のフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１にかかわるパルス列分離装置におけるスタガーパルス列検出・分離手段の内部構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態１にかかわるパルス列分離装置におけるスタガーパルス列検出・分離手段の中で用いる３連パルスのヒストグラムのフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態１にかかわるパルス分離装置におけるスタガーパルス列検出・分離手段の中で用いる３連パルスのヒストグラムからの基本周期検出のフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態１にかかわるパルス列分離装置におけるジッターパルス列検出・分離手段の内部構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態１にかかわるパルス列分離装置におけるジッターパルス列検出・分離手段の中で用いる変形ＰＲＩ変換に関するＰＲＩビンの説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態１にかかわるパルス列分離装置におけるジッターパルス列検出・分離手段の中で用いる変形ＰＲＩ変換のフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態１にかかわるパルス列分離装置への入力パルス列の説明図である。
【図１３】この発明の実施の形態１にかかわるパルス列分離装置における固定ＰＲＩパルス列検出・分離手段での処理結果を示す図である。
【図１４】この発明の実施の形態１にかかわるパルス列分離装置におけるスタガーパルス列検出・分離手段での処理結果を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態１にかかわるパルス列分離装置におけるジッターパルス列検出・分離手段での処理結果を示す図である。
【図１６】従来のパルス列分離装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１固定ＰＲＩパルス列、１２スタガーパルス列、１３ジッターパルス列、６１，６２スタガーパルス列、６３，６５ジッターパルス列、６４，６６固定ＰＲＩパルス列、６７複合パルス列、７１固定ＰＲＩパルス列検出・分離手段への入力パルス列、７２ＰＲＩ変換と検出結果、７３ＰＲＩスペクトル、７４ＰＲＩスペクトルのしきい値、７５，７６検出された固定ＰＲＩパルス列のＰＲＩ、７７，７８分離された固定ＰＲＩパルス列、８１スタガーパルス列検出・分離手段への入力パルス列、８２３連パルスのヒストグラムと検出結果、８３３連パルスのヒストグラム、８４ヒストグラムのしきい値、８５，８６検出されたスタガーパルス列のＰＲＩ、８７，８８分離されたスタガーパルス列、９１ジッターパルス列検出・分離手段への入力パルス列、９２変形ＰＲＩ変換と検出結果、９３ＰＲＩスペクトル、９４ＰＲＩスペクトルのしきい値、９５，９６検出されたジッターパルス列のＰＲＩ、９７，９８分離されたジッターパルス列、１００広帯域受信機、２００パルスＴＯＡデータの入力端、３００固定ＰＲＩパルス列検出・分離手段、４００スタガーパルス列検出・分離手段、５００ジッターパルス列検出・分離手段、６００出力端、３１０固定ＰＲＩパルス列検出・分離手段への入力端、３３０ＰＲＩ変換演算部、３５０しきい値演算部、３６０固定ＰＲＩパルス列のＰＲＩ抽出部、３７０固定ＰＲＩパルス列分離演算部、３８０残存パルス列判定部、３９０固定ＰＲＩパルス列検出・分離手段からの出力端、４１０スタガーパルス列検出・分離手段への入力端、４３０３連パルスヒストグラム演算部、４５０しきい値演算部、４６０スタガーパルス列のＰＲＩ抽出部、４７０スタガーパルス列分離演算部、４８０残存パルス列判定部、４９０スタガーパルス列検出・分離手段からの出力端、５１０ジッターパルス列検出・分離手段への入力端、５３０変形ＰＲＩ変換演算部、５５０しきい値演算部、５６０ジッターパルス列のＰＲＩ抽出部、５７０ジッターパルス列分離演算部、５８０残存パルス列判定部、５９０ジッターパルス列検出・分離手段からの出力端。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pulse train separating apparatus and a pulse train separating method for separating a composite signal in which pulse trains from a plurality of signal sources overlap each other into pulse trains for each signal source.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to separate a composite signal in which pulse trains from a plurality of signal sources overlap each other into pulse trains for each signal source, a pulse train separating apparatus based on pulse arrival time (hereinafter referred to as TOA (Time of Arrival)) data Has been proposed.
[0003]
FIG. 16 is a flowchart showing a process in a conventional pulse train separating apparatus for detecting and separating a pulse train from TOA data of a pulse, for example, disclosed in US Pat. No. 5,583,505.
[0004]
In FIG. 16, S60 is a step of obtaining an autocorrelation, S62 is a step of obtaining a candidate for a pulse repetition interval (hereinafter referred to as PRI (Pulse Repetition Interval)), S64 is a step of allocating a memory to an integrator, and S66 is a step of allocating each pulse. Stacking in bins of all integrators, S68 analyzing integrators with minimum PRI, S70 comparing integrator peaks with thresholds, S72 maintaining integrator peaks above threshold When it is determined that a corresponding PRI exists, S74 is a step of removing a pulse train having the PRI from the time window, S76 is a step of obtaining autocorrelation again, S77 is a step of proceeding to the integrator of the next PRI candidate, S78. Is whether there are still integrators to analyze The step of constant, a step of determining whether or not the remaining pulses of solely S79.
[0005]
Next, the operation of the above-described conventional pulse train separating apparatus will be described with reference to the drawings.
[0006]
In FIG. 16, first, the autocorrelation function of the TOA data of the pulse within the time window is obtained (step S60). The peak of the obtained autocorrelation function is determined, and if the area of the peak (the product of the height and the width of the peak) exceeds the threshold value, the position of the peak is extracted as a PRI candidate (step S62). . Next, an integrator is assigned to each of these PRI candidates (step S64). The integrator is composed of a table having a time width corresponding to the PRI. The integrator obtains the position in the table corresponding to the time remaining after dividing the TOA by PRI for each input pulse, and counts up the value in the table. The integration is performed for each pulse in the time window by each integrator (step S66).
[0007]
Next, in order to detect the signal source, the analysis is performed in order from the small PRI integrator (step S68). It is checked whether or not the peak value in the table of the integrator exceeds the threshold value (step S70). If the peak value is exceeded, it is determined that a signal source having the PRI exists (step S72). Thereafter, the pulse train having the PRI is removed from the original pulse train (step S74), and the autocorrelation function is obtained again for the remaining pulse train (step S76), and the above processing is repeated.
[0008]
On the other hand, if the peak value in the table of the integrator does not exceed the threshold value in step S70, the process proceeds to the analysis of the integrator for the next smallest PRI (step S77). This continues until there are no more integrators to analyze (step S78). Finally, it is determined whether or not the remaining pulse is a single pulse. If a group is formed instead of a single one, it is regarded as having occurred by radar scan, and the scan cycle is analyzed (step S79).
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional pulse train separating apparatus, it is premised that the processing is performed by first detecting a PRI candidate using an autocorrelation function. However, when the number of signal sources is large, or when a complex PRI other than the fixed PRI is used. When a signal source having the following pattern exists, a clear peak is unlikely to appear in the autocorrelation function, and the autocorrelation function has a problem of harmonics that can occur at an integer multiple of PRI. There was a problem that the pulse train could not be properly extracted and the pulse train could not be accurately detected and separated.
[0010]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and can accurately estimate a PRI of a signal source including a signal source having a complicated PRI pattern, and can improve separation accuracy of a pulse train. It is an object of the present invention to obtain a pulse train separating apparatus and a pulse train separating method.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a fixed PRI pulse train detecting means for detecting a fixed PRI pulse train having a fixed pulse repetition interval (PRI) based on arrival time (TOA) data of each pulse of a composite pulse train in which pulse trains from a plurality of signal sources overlap. A fixed PRI pulse train separating means for separating the detected fixed PRI pulse train from the original composite pulse train and outputting the remaining pulse train after separation, and a composite pulse train from the remaining pulse train output from the fixed PRI pulse train separating means. And a staggered pulse train detecting means for detecting a staggered pulse train based on the arrival time (TOA) data of each pulse, separating the detected staggered pulse train from the remaining pulse trains, and excluding the separated fixed PRI pulse train and the staggered pulse train. A star that outputs the second remaining pulse train A pulse train separating means, a jitter pulse train detecting means for detecting a jitter pulse train from the second remaining pulse train output from the stagger pulse train separating means based on arrival time (TOA) data of each pulse of the composite pulse train, Jitter pulse train separating means for separating the jitter pulse train from the second remaining pulse train.
[0012]
Further, the fixed PRI pulse train detecting means performs detection using PRI conversion.
[0013]
Further, a staggered pulse train detecting unit calculates a histogram of a pulse repetition interval for a set of three pulses composed of three pulses arranged at equal intervals, and a triple pulse histogram calculation unit, and calculates a plurality of peaks from the obtained histogram. A determination unit for detecting and determining whether each peak is the basic period of the pulse train.
[0014]
Also, the modified PRI conversion, in which the jitter pulse train detecting means has overlapping PRI bins and moves the time origin, is used.
[0015]
The present invention also provides a fixed PRI pulse train detection for detecting a fixed PRI pulse train having a fixed pulse repetition interval (PRI) based on arrival time (TOA) data of each pulse of a composite pulse train in which pulse trains from a plurality of signal sources overlap. A fixed PRI pulse train separating step of separating the detected fixed PRI pulse train from the original composite pulse train and outputting the remaining pulse train after the separation, and a remaining pulse train output from the fixed PRI pulse train separating means, A staggered pulse train detecting step of detecting a staggered pulse train based on arrival time (TOA) data of each pulse of the composite pulse train, separating the detected staggered pulse train from the remaining pulse trains, and separating the fixed PRI pulse train and the staggered pulse train after separation. Output the second remaining pulse train not included A staggered pulse train separating step; a jitter pulse train detecting step of detecting a jitter pulse train from the second remaining pulse train output from the staggered pulse train separating means based on arrival time (TOA) data of each pulse of the composite pulse train; A jitter pulse train separating step of separating the jitter pulse train obtained from the second remaining pulse train.
[0016]
In the fixed PRI pulse train detection step, detection is performed using PRI conversion.
[0017]
The staggered pulse train detecting step includes a triple pulse histogram calculating step of obtaining a histogram of the pulse repetition interval for a set of triple pulses composed of three pulses arranged at equal intervals, and a plurality of peaks from the obtained histogram. And determining whether each peak is the basic period of the pulse train.
[0018]
Further, in the jitter pulse train detection step, modified PRI conversion having overlapping PRI bins and moving the time origin is used.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0020]
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining types of pulse trains to be processed by the pulse train separating apparatus of the present invention, FIG. 2 is a functional block diagram of the pulse train separating apparatus of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a block diagram of the separation means, FIG. 4 is an explanatory diagram of PRI bins related to PRI conversion used in the fixed PRI pulse train detection / separation means, FIG. 5 is a flowchart of PRI conversion used in the fixed PRI pulse train detection / separation means, and FIG. FIG. 7 is a block diagram of a staggered pulse train detecting / separating unit. FIG. 7 is a flowchart of a histogram of triple pulses used in the staggered pulse train detecting / separating unit. FIG. 8 is a histogram of triple pulses used in the staggered pulse train detecting / separating unit. FIG. 9 is a block diagram of the jitter pulse train detection / separation means, and FIG. FIG. 11 is an explanatory diagram of a PRI bin related to a modified PRI conversion used in a target pulse train detecting / separating unit. FIG. 11 is a flowchart of a modified PRI conversion used in a jitter pulse train detecting / separating unit. FIG. 12 is an explanatory diagram of an input pulse train. Is an explanatory diagram of fixed PRI pulse train detection / separation, FIG. 14 is an explanatory diagram of staggered pulse train detection / separation, and FIG. 15 is an explanatory diagram of jitter pulse train detection / separation.
[0021]
First, the types of pulse trains targeted by the pulse train separating device of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a fixed PRI pulse train having a constant PRI. In addition to the fixed PRI pulse train 11, the pulse train includes a staggered pulse train 12 and a jitter pulse train 13. The staggered pulse train 12 is a pulse train in which a plurality of unequally spaced pulses (three, PRI1, PRI2, and PRI3 in FIG. 1) are present in a fixed frame period 12a, and are repeated every period 12a. The jitter pulse train 13 is a pulse train in which the PRI fluctuates randomly around the average PRI. The input pulse train to the pulse train separation device of the present invention is a composite pulse train in which a plurality of fixed PRI pulse trains 11, staggered pulse trains 12, and jitter pulse trains 13 overlap each other.
[0022]
Next, the configuration and operation of the present invention will be described.
[0023]
In FIG. 2, reference numeral 100 denotes a broadband receiver that receives a pulse transmitted from a signal source and outputs TOA data of the pulse, 200 denotes an input terminal provided in the pulse train separating apparatus of the present invention, and 300 denotes a fixed PRI pulse train. A fixed PRI pulse train detecting / separating means 400 for detecting / separating a staggered pulse train is a staggered pulse train detecting / separating means 400 for detecting / separating a staggered pulse train, and a 500 is a jitter for detecting / separating a jitter pulse train. The pulse train detecting / separating means 600 is an output terminal provided in the pulse train separating apparatus of the present invention.
[0024]
The operation will be described. The pulse TOA data from the broadband receiver 100 is input to the input terminal 200. These TOA data are first detected and separated by the fixed PRI pulse train detecting / separating means 300.
[0025]
FIG. 3 shows the internal configuration of the fixed PRI pulse train detecting / separating means 300 of FIG. In the figure, 310 is an input terminal, 330 is a PRI conversion operation unit for performing PRI conversion, 350 is a threshold operation unit for setting an appropriate threshold value and determining a detectable range, and 360 is a PRI of a fixed PRI pulse train. The PRI extraction unit 370 extracts the partial pulse train from the original pulse train using the extracted PRI value. The fixed PRI pulse train separation operation unit 380 determines whether the fixed PRI pulse train remains. 390 is an output terminal.
[0026]
The operation will be described. First, the PRI conversion operation section 330 performs PRI conversion on the TOA data of the pulse train input to the input terminal 310. This PRI conversion is carried out, for example, by the method described in Nishiguchi (Mitsubishi Electric Corporation), "New Method for Estimating Pulse Repetition Interval", 1983 IEICE Information and System Division National Convention. Is used. In this method, first, the TOA of the input data is t ₁ , T ₂ , ..., t _N And the input pulse train is represented as the following equation by the sum of the delta functions.
[0027]
(Equation 1)

[0028]
The PRI conversion is a conversion defined by the following equation for the function g (t).
[0029]
(Equation 2)

[0030]
This is as follows for the pulse train of the above equation (1).
[0031]
(Equation 3)

[0032]
The PRI conversion is expressed in continuous time, but the PRI conversion in discrete time performed by an actual computer will be described later in detail with reference to a flowchart. When this PRI conversion is applied to the input pulse train, a conversion result in which a sharp peak is applied only to the PRI of the partial pulse train included in the input pulse train is obtained. Further, the threshold value calculating section 350 determines an appropriate threshold value for PRI detection. The threshold value calculation unit 350 also calculates the range of PRIs that can be detected simultaneously. Next, if the PRI extraction unit 360 detects a peak value exceeding the threshold value, all PRIs within the detectable range of the fixed PRI pulse train are detected. Using the PRI value detected in this way, the fixed PRI pulse train separation operation unit 370 separates the corresponding partial pulse train from the original pulse train. For this separation, for example, a pulse repetition interval filter described in detail in Japanese Patent Publication No. 1-47936 is used. The remaining pulse train determination unit 380 compares the range of the PRI to be checked with the range of the detectable PRI. If the range of the detectable PRI is narrower, that is, if there is a possibility that the fixed PRI pulse train remains. Then, the remaining pulse train is again subjected to PRI conversion by the PRI conversion operation unit 330, and the processing is repeated. Otherwise, the process proceeds to the output terminal 390 together with the remaining pulse train.
[0033]
Next, PRI conversion in discrete time performed by an actual computer will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram of the PRI bin used in the PRI conversion. The lower and upper limits of the PRI to be examined are respectively τ _min , Τ _max And put. Section [τ on the PRI axis _min , Τ _max ] Is divided into K equal parts, and the divided subdivisions are called PRI bins. The width of each bin is given by the following equation (4).
[0034]
(Equation 4)

[0035]
The center PRI is given by the following equation (5).
[0036]
(Equation 5)

[0037]
FIG. 5 shows a flowchart of the PRI conversion process. The TOA of the input data pulse is t ₁ , T ₂ ,…, T _N And The PRI conversion process is performed in the following procedure.
[0038]
(1) Perform initial setting (step S331). That is, the PRI conversion D _k (K = 1, 2,..., K) is cleared to zero, and the pulse number of the right pulse of the pulse pair is set to m = 1.
[0039]
(2) The pulse number of the right pulse of the pulse pair is updated (step S332). That is, m = m + 1 is performed.
[0040]
(3) An end determination is made (step S333). That is, if m ≦ N, the process proceeds to step S334. Otherwise, end.
[0041]
(4) The pulse number of the left pulse of the pulse pair is set to n = m (step S334).
[0042]
(5) Update the pulse number of the left pulse of the pulse pair (step S335). That is, n = n-1 is performed.
[0043]
(6) The end of the left pulse of the pulse pair is determined (step S336). That is, if n ≧ 1, the process proceeds to step S337. Otherwise, go to step S332.
[0044]
(7) The time interval of the pulse pair is obtained (step S337). That is, τ = t _m -T _n I do.
[0045]
(8) The time interval size determination 1 is performed (step S338). That is, τ ≧ τ _min If so, go to step S339. Otherwise, go to step S335.
[0046]
(9) Time interval size determination 2 is performed (step S339). That is, τ ≦ τ _max If so, go to step S340. Otherwise, go to S332.
[0047]
(10) Selection of a PRI bin on the τ-axis (step S340). That is, the number k of the PRI bin is calculated by the following equation (6).
[0048]
(Equation 6)

[0049]
Here, [•] represents a Gauss integer, that is, the largest integer not exceeding (•).
[0050]
(11) Update the PRI conversion (step S341). That is, the value of the PRI conversion is updated by the following equation (7). Thereafter, the process returns to step S335.
[0051]
(Equation 7)

[0052]
The threshold value obtained by the threshold value calculation unit 350 in FIG.
[0053]
(Equation 8)

[0054]
Here, T is the observation time, which is obtained from the difference between the TOAs of the first and last pulses. α is an adjustable parameter, for example, a value of about 0.3. Equation (8) for the upper threshold indicates that if PRI is τ _k Is ideal, the value of PRI conversion is ideally based on the following equation (9).
[0055]
(Equation 9)

[0056]
The threshold is τ _k , While the noise floor of the PRI conversion is τ _k Does not decrease. Therefore, τ _k Is a certain size (this is τ _lim ), The noise floor value becomes larger than the threshold value, and PRI detection becomes impossible. That is, [τ _min , Τ _lim ] Becomes the detectable range.
[0057]
When the fixed PRI pulse train is removed from the original pulse train by the fixed PRI pulse train detecting / separating means 300 in FIG. 2 as described above, next, the remaining pulse train is staggered by the staggered pulse train detecting / separating means 400. A pulse train detection / separation process is performed.
[0058]
FIG. 6 is a block diagram showing the internal configuration of the staggered pulse train detecting / separating means. In the figure, reference numeral 410 denotes an input terminal; 430, a triple pulse histogram calculator for obtaining a histogram of triple pulses; 450, a threshold calculator for setting an appropriate threshold value and determining a detectable range; The PRI extraction unit 470 for extracting the PRI of the staggered pulse train uses a value of the extracted PRI to separate the corresponding partial pulse train from the original pulse train, and the staggered pulse train separation operation unit 480 determines whether the staggered pulse train remains. A remaining pulse train determining unit 490 for determining whether or not the output is an output terminal.
[0059]
In addition, the threshold value calculation unit 350 and the PRI extraction unit 360 detect a plurality of peaks from the histogram obtained by the triple pulse histogram calculation unit 330 and determine whether each peak is the basic period of the pulse train. Determining means for determining whether or not the determination is made.
[0060]
Next, the operation will be described. The triple pulse histogram calculator 430 calculates a triple pulse histogram of the pulse train input to the input terminal 410. The histogram of triple pulses is a histogram for counting the number of triplets of substantially equally-spaced pulses as described with reference to FIG. The process of creating this histogram will be described in detail later, but in the obtained histogram, a steep peak occurs at a fundamental period (frame period 12a) of the staggered pulse train and an integral multiple thereof. The threshold calculator 450 determines an appropriate threshold for detecting the staggered PRI (basic period). At the same time, the threshold value calculation unit 450 also calculates the detectable PRI range. Next, if the PRI extraction unit 460 detects a value exceeding the threshold value, all PRIs within the detectable range of the staggered pulse train are detected. The detection of PRI (basic period) from the triple pulse histogram performed by the PRI extraction unit 460 will be described later in detail with reference to a flowchart. Using the value of the PRI detected in this manner, the staggered pulse train separation operation unit 470 separates the corresponding partial pulse train from the original pulse train. For this separation, for example, a pulse repetition interval filter described in detail in Japanese Patent Publication No. 47936/1994 is used. In the remaining pulse train determination unit 480, the range of the PRI to be checked and the range of the detectable PRI are compared, and if the range of the detectable PRI is narrower, that is, if there is a possibility that the staggered pulse train remains, A histogram is formed again on the remaining pulse train by the triple pulse histogram calculation unit 430, and the process is repeated. Otherwise, the process proceeds to the output terminal 490 together with the remaining pulse train.
[0061]
FIG. 7 is a flowchart showing a flow of a triple pulse histogram calculation process performed by the triple pulse histogram calculation unit 430. The PRI bins used in this histogram are the same as in FIG. 4 in the case of PRI conversion. The TOA of the input data pulse is t ₁ , T ₂ ,…, T _N And The creation of a triple pulse histogram is performed in the following procedure.
[0062]
(1) First, initialization (step S431) is performed. That is, the histogram E _k (K = 1, 2,..., K) is cleared to zero. Also, the pulse number of the center pulse of the triple pulse is set to m = 1.
[0063]
(2) The pulse number of the center pulse of the triple pulse is updated (step S432). That is, m = m + 1 is performed.
[0064]
(3) An end determination is made (step S433). That is, if m ≦ N−1, the process proceeds to step S434. Otherwise, end.
[0065]
(4) The pulse number of the right pulse of the triple pulse is set to F = m + 1, and the pulse number of the left pulse is set to B = m (step S434).
[0066]
(5) The pulse number of the left pulse of the triple pulse is updated (step S435). That is, B = B-1 is performed.
[0067]
(6) The end of the left pulse of the triple pulse is determined (step S436). That is, if B ≧ 1, the process proceeds to step S437. Otherwise, go to step S432.
[0068]
(7) The time interval of the left pair (rearward pulse pair) of the triple pulse is obtained (step S437). That is, τ = t _m -T _B .
[0069]
(8) Time interval size determination 1 (step S438) is performed. That is, τ ≧ τ _min If so, go to step S439. Otherwise, go to step S435.
[0070]
(9) Time interval size determination 2 (step S439) is performed. That is, τ ≦ τ _max If so, go to step S440. Otherwise, go to S432.
[0071]
(10) The time interval of the right pair (forward pulse pair) of the triple pulse is obtained (step S440). That is, τ ′ = t _F -T _m I do.
[0072]
(11) Next, time interval size determination 3 (step S441) is performed. That is, if τ ′ ≧ τ−Δτ / 2, the process proceeds to step S445. Otherwise, go to step S442.
[0073]
(12) The end determination of the right pulse of the triple pulse is performed (step S442). That is, if F = N, the process returns to step S435. Otherwise, the right pulse is given by F = F
Update to +1 (step S443) and go to step S440.
[0074]
(13) Next, time interval size determination 4 (step S445) is performed. That is, if τ ′ ≦ τ + Δτ / 2, the process proceeds to step S446. Otherwise, go to S435.
[0075]
(14) A PRI bin is selected on the τ axis (step S446). That is, the number k of the PRI bin is calculated by the following equation (10).
[0076]
(Equation 10)

[0077]
Here, [•] represents an integer of Gauss, that is, the largest integer not exceeding (•).
[0078]
(15) Update the histogram (step S447). That is, the value of the histogram of the triple pulse is updated by the following equation (11). Then, the process proceeds to step S435.
[0079]
(Equation 11)

[0080]
Next, FIG. 8 shows a flowchart of a process of detecting a PRI (basic period) from a histogram of triple pulses obtained as described above. Detection is performed in the following procedure.
[0081]
(1) First, threshold values are initialized (step S461). That is, the threshold is set by the following equation (12).
[0082]
(Equation 12)

[0083]
Here, α is a parameter, and a value of about 1.6 is used. T is an observation time, which is obtained from a difference between the TOA of the first pulse and the TOA of the last pulse.
[0084]
(2) A peak is detected (step S462). That is, E _k = 1,…, K _k ≧ A _k , And, E _k ≧ max ｛E _k-1 , E _{k + 1} Find what is｝ (local maximum) and call them E _kp (P = 1,..., P _max )far.
[0085]
(3) Initial setting of the peak number is performed (step S463). That is, p = 0.
[0086]
(4) The peak number is updated (step S464). That is, p = p + 1.
[0087]
(5) An end determination is made (step S465). That is, p ≦ p _max If so, go to step S466. Otherwise, end.
[0088]
(6) The threshold is updated (step S466). That is, the threshold value A is calculated by the following equation (13). _k Update the value of.
[0089]
(Equation 13)

[0090]
(7) A peak is determined (step S467). That is, the p-th peak value E _kp Is the updated threshold A _kp Is determined. E _kp ≧ A _kp If so, go to step S468. Otherwise, go to step S464.
[0091]
(8) Next, it is determined whether or not the period is the basic period (step S468). That is, for all of the basic periods already detected, τ _kp Is determined as to whether or not is an integral multiple thereof. If it is almost an integer multiple (j times) of a certain basic period, τ is _kp / J to increase the accuracy of the basic period. If it is not an integral multiple of any fundamental period, τ _kp Is added as a new basic cycle. Thereafter, the process returns to step S464.
[0092]
When the staggered pulse train is removed from the original pulse train by the staggered pulse train detecting / separating means 400 in FIG. 2, the remaining pulse train is subjected to jitter pulse train detection / separating processing by the jitter pulse train detecting / separating means 500.
[0093]
FIG. 9 is a block diagram showing the internal configuration of the jitter pulse train detecting / separating means 500. In the drawing, 510 is an input terminal, 530 is a modified PRI conversion operation unit for performing modified PRI conversion, 550 is a threshold operation unit for setting an appropriate threshold value and determining a detectable range, and 560 is a jitter pulse train. A PRI extraction unit 570 for extracting the PRI uses a value of the extracted PRI, and a jitter pulse train separation operation unit 570 for separating a corresponding partial pulse train from an original pulse train. A 580 determines whether a jitter pulse train remains. The remaining pulse train determination unit 590 to be determined is an output terminal.
[0094]
The operation will be described. The modified PRI conversion of the pulse train input to the input terminal 510 is calculated by the modified PRI conversion operation unit 530. Although the modified PRI conversion will be described later in detail, the PRI spectrum to be obtained has a sharp peak near the average PRI of the jitter pulse train. The threshold calculator 550 determines an appropriate threshold for PRI detection of the jitter pulse train. At the same time, the threshold value calculation unit 550 also calculates a detectable PRI range. Next, if the PRI extraction unit 560 detects a value exceeding the threshold value, all PRIs within the detectable range of the jitter pulse train are detected. Using the value of the PRI detected in this manner, the jitter pulse train separation calculating section 570 separates the corresponding partial pulse train from the original pulse train. For this separation, for example, a pulse repetition interval filter described in detail in Japanese Patent Publication No. 47936/1994 is used. The remaining pulse train determination unit 580 compares the range of the PRI to be examined with the range of the detectable PRI. If the range of the detectable PRI is narrower, that is, if there is a possibility that the jitter pulse train remains, A PRI spectrum is created again in the remaining pulse train by the modified PRI conversion operation unit 530, and the process is repeated. Otherwise, proceed to output end 590.
[0095]
For the jitter pulse train, the PRI conversion described above cannot make a peak at the PRI well, but in the modified PRI conversion to be described below, a peak appears at the average PRI even in the case of a jitter pulse train. Can be.
[0096]
In the modified PRI conversion, the PRI bins of the PRI conversion are overlapped to move the time origin.
[0097]
FIG. 10 is an explanatory diagram of the PRI bin used in the modified PRI conversion. The lower and upper limits of the PRI to be examined are respectively τ _min , Τ _max And put. Section on the PRI axis [τ _min , Τ _max ], The number of PRI bins in K is K, and the upper limit of the fluctuation of PRI is ε. ε = 0.15). The value τ of the center PRI of each PRI bin _k And bin width b _k Is determined as in the following equation (14).
[0098]
[Equation 14]

[0099]
(Equation 15)

[0100]
FIG. 11 shows a flowchart of the modified PRI conversion process. The TOA of the input data pulse is t ₁ , T ₂ ,…, T _N And The procedure of the processing of the modified PRI conversion is performed as follows.
[0101]
(1) Initial settings are made (step S531). That is, the PRI conversion D _k (K = 1, 2,..., K) is cleared to zero. Also, the pulse number of the right pulse of the pulse pair is set to m = 1.
[0102]
(2) Update the pulse number of the right pulse of the pulse pair (step S532). That is, m = m + 1.
[0103]
(3) An end determination is made (step S533). That is, if m ≦ N, go to step 534. Otherwise, end.
[0104]
(4) Set the pulse number of the left pulse of the pulse pair to n = m. (Step S534).
[0105]
(5) Update the pulse number of the left pulse of the pulse pair (step S535). That is, n = n-1.
[0106]
(6) The end of the left pulse of the pulse pair is determined (step 536). That is, if n ≧ 1, the process proceeds to step S537. Otherwise, go to step S532.
[0107]
(7) The time interval of the pulse pair is obtained (step 537). That is, τ = t _m -T _n I do.
[0108]
(8) Time interval size determination 1 is performed (step S538). That is, τ ≧ τ _min If so, go to step S539. Otherwise, go to step S535.
[0109]
(9) Time interval size determination 2 is performed (step S539). That is, τ ≦ τ _max If so, go to step S540. Otherwise, go to step S532.
[0110]
(10) The PRI bin is selected on the τ axis (step S540). That is, the lower limit k of the PRI bin ₁ And upper limit k ₂ Is calculated by the following equation.
[0111]
(Equation 16)

[0112]
Here, [•] represents an integer of Gauss, that is, the largest integer not exceeding (•).
[0113]
(11) Update the PRI conversion (step S541). That is, k = k ₁ , ..., k ₂ Perform the following processing.
[0114]
1) Initialize the time origin. That is, only when the PRI bin k is used first, _k = T _m And
[0115]
2) Perform preliminary calculation and decomposition of the phase. Phase η ₀ Is obtained by the following equation, and it is decomposed into an integer part ν and a decimal part ζ.
[0116]
[Equation 17]

[0117]
3) Move the time origin. That is, when one of the following conditions is satisfied, the time origin is moved and t _m Is the new time origin.
[0118]
(Equation 18)

[0119]
4) Calculate the phase. The phase under the new time origin is calculated by the following equation (19).
[0120]
[Equation 19]

[0121]
5) Update the value of the PRI conversion. The value of the PRI conversion is updated by the following equation (20). After that, go to step 532.
[0122]
(Equation 20)

[0123]
12 to 15 show the effect of the invention according to this embodiment.
[0124]
FIG. 12 is an explanatory diagram of input pulse data to the pulse train separation device of the present invention. In FIG. 12, 61 (output 1) and 62 (output 2) are staggered pulse trains, 63 (output 3) and 65 (output 5) are jitter pulse trains, 64 (output 4) and 66 (output 6) are fixed PRI pulse trains, Reference numeral 67 denotes a composite pulse train in which six pulse trains from 61 (output 1) to 66 (output 6) overlap. The composite pulse train 67 is input to the pulse train separation device of the present invention.
[0125]
FIG. 13 is a diagram showing a state where the fixed PRI pulse train is detected and separated by the fixed PRI pulse train detecting / separating means 300 in FIG. 13, reference numeral 71 denotes an input pulse train to the fixed PRI pulse train detecting / separating means 300, 72 denotes a graph showing PRI conversion and detection results, and 77 and 78 denote separated pulse trains. When the input pulse train 71 is input to the PRI conversion operation unit 330 shown in FIG. 3, a PRI spectrum 73 is obtained by the PRI conversion shown in the flowchart of FIG. By comparing the PRI spectrum 73 with the threshold value 74 obtained by the threshold value calculation unit 350 by the PRI extraction unit 360, two PRIs 75 (peak 1) and 76 (peak 2) are detected. Based on the detected PRI, 77 and 78 are pulse trains extracted from the original pulse train 71 by the fixed PRI pulse train separation calculating unit 370. 75 peaks 1 correspond to 77 pulse trains, and 76 peaks 2 correspond to 78 pulse trains.
[0126]
FIG. 14 is a diagram showing a manner in which a staggered pulse train is detected and separated by the staggered pulse train detecting / separating means 400 in FIG. In FIG. 14, reference numeral 81 denotes an input pulse train to the staggered pulse train detection / separation means 400, 82 denotes a histogram of triple pulses and a graph showing detection results, and 87 and 88 denote separated pulse trains. When the 81 input pulse train is input to the triple pulse histogram calculation unit 430 in FIG. 6, a histogram like 83 is obtained by the processing of the triple pulse histogram shown in the flowchart in FIG. By comparing the histogram 83 with the threshold 84, two PRIs 85 (peak 1) and 86 (peak 2) are detected. Pulse trains 87 and 88 are extracted from the original pulse train 81 based on the detected PRI. Peak 1 at 85 corresponds to 87 pulse trains, and peak 2 at 86 corresponds to 88 pulse trains.
[0127]
FIG. 15 is a diagram showing how the jitter pulse train is detected and separated by the jitter pulse train detection / separation means 500 of FIG. In FIG. 15, reference numeral 91 denotes an input pulse train to the jitter pulse train detecting / separating means 500; 92, a graph showing modified PRI conversion and detection results; and 97 and 98, separated pulse trains. When the input pulse train 91 is input to the modified PRI conversion operation unit 530 in FIG. 9, a PRI spectrum like 93 is obtained by the modified PRI conversion processing shown in the flowchart in FIG. By comparing the PRI spectrum 93 with the threshold 94, two PRIs 95 (peak 1) and 96 (peak 2) are detected. Pulse trains 97 and 98 are extracted from the original pulse train 91 based on the detected PRI. Peak 1 at 95 corresponds to 97 pulse trains, and peak 2 at 96 corresponds to 98 pulse trains.
[0128]
As described above, according to the pulse train separation apparatus of the present invention, the fixed PRI pulse train detection / separation unit 300 using PRI conversion, the staggered pulse train detection / separation unit 400 using the histogram of triple pulses, and the modified PRI conversion are used. Jitter pulse train detection / separation means is provided to detect / separate pulse trains corresponding to each type of PRI in a step-by-step manner, so when there are a large number of signal sources or complicated PRI patterns other than fixed PRI This has the effect of accurately estimating the PRI of the signal source, including the signal source, and detecting and separating each pulse train with high accuracy.
[0129]
【The invention's effect】
The present invention provides a fixed PRI pulse train detecting means for detecting a fixed PRI pulse train having a fixed pulse repetition interval (PRI) based on arrival time (TOA) data of each pulse of a composite pulse train in which pulse trains from a plurality of signal sources overlap. A fixed PRI pulse train separating means for separating the detected fixed PRI pulse train from the original composite pulse train and outputting the remaining pulse train after separation, and a composite pulse train from the remaining pulse train output from the fixed PRI pulse train separating means. And a staggered pulse train detecting means for detecting a staggered pulse train based on the arrival time (TOA) data of each pulse, separating the detected staggered pulse train from the remaining pulse trains, and excluding the separated fixed PRI pulse train and the staggered pulse train. A star that outputs the second remaining pulse train A pulse train separating means, a jitter pulse train detecting means for detecting a jitter pulse train from the second remaining pulse train output from the stagger pulse train separating means based on arrival time (TOA) data of each pulse of the composite pulse train, Jitter pulse train separating means for separating the jitter pulse train from the second remaining pulse train, and a pulse train separating device, so that the pulse train corresponding to each type of PRI is detected and separated step by step. Including a case where the number of signal sources is large or a signal source having a complicated PRI pattern other than the fixed PRI, the PRI of the signal source can be accurately estimated, and each pulse train can be accurately detected and separated. .
[0130]
Further, since the fixed PRI pulse train detecting means performs the detection using the PRI conversion, only the PRI of the partial pulse train included in the composite pulse train can be extracted as a peak, so that the PRI can be clearly identified. This has the effect.
[0131]
Further, a staggered pulse train detecting unit calculates a histogram of a pulse repetition interval for a set of three pulses composed of three pulses arranged at equal intervals, and a triple pulse histogram calculation unit, and calculates a plurality of peaks from the obtained histogram. And a determining unit for detecting whether each peak is the basic period of the pulse train.In the obtained histogram, there are sharp peaks at the basic period of the staggered pulse train and an integer multiple thereof. This has the effect that the basic period of the staggered pulse can be clearly identified.
[0132]
Also, since the jitter pulse train detection means uses the modified PRI conversion, which has overlapping PRI bins and moves the time origin, a sharp peak appears at the average PRI of the jitter pulse train. There is an effect that the average PRI can be clearly identified.
[0133]
The present invention also provides a fixed PRI pulse train detection for detecting a fixed PRI pulse train having a fixed pulse repetition interval (PRI) based on arrival time (TOA) data of each pulse of a composite pulse train in which pulse trains from a plurality of signal sources overlap. A fixed PRI pulse train separating step of separating the detected fixed PRI pulse train from the original composite pulse train and outputting the remaining pulse train after the separation, and a remaining pulse train output from the fixed PRI pulse train separating means, A staggered pulse train detecting step of detecting a staggered pulse train based on arrival time (TOA) data of each pulse of the composite pulse train, separating the detected staggered pulse train from the remaining pulse trains, and separating the fixed PRI pulse train and the staggered pulse train after separation. Output the second remaining pulse train not included A staggered pulse train separating step; a jitter pulse train detecting step of detecting a jitter pulse train from the second remaining pulse train output from the staggered pulse train separating means based on arrival time (TOA) data of each pulse of the composite pulse train; And a jitter pulse train separation step of separating the jitter pulse train from the second remaining pulse train, since the pulse train separation method includes a pulse train corresponding to each type of PRI, so that the pulse train is detected and separated step by step. Including a case where the number of signal sources is large or a signal source having a complicated PRI pattern other than the fixed PRI, the PRI of the signal source can be accurately estimated, and each pulse train can be accurately detected and separated. .
[0134]
Further, in the fixed PRI pulse train detection step, the detection is performed using PRI conversion, so that only the PRI of the partial pulse train included in the composite pulse train can be extracted as a peak, so that the PRI can be clearly identified. This has the effect.
[0135]
The staggered pulse train detecting step includes a triple pulse histogram calculating step of obtaining a histogram of the pulse repetition interval for a set of triple pulses composed of three pulses arranged at equal intervals, and a plurality of peaks from the obtained histogram. And a determination step of determining whether each peak is the basic period of the pulse train.In the obtained histogram, there is a sharp peak at the basic period of the staggered pulse train and an integral multiple thereof. This has the effect that the basic period of the staggered pulse can be clearly identified.
[0136]
Also, in the jitter pulse train detection step, the modified PRI conversion is used, which has overlapping PRI bins and moves the time origin, so that there is a sharp peak at the average PRI of the jitter pulse train. There is an effect that the average PRI can be clearly identified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating types of PRI. .
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a pulse train separation device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of a fixed PRI pulse train detecting / separating means in the pulse train separating apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of PRI bins related to PRI conversion used in fixed PRI pulse train detection / separation means in the pulse train separator according to Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 5 is a flowchart of PRI conversion used in fixed PRI pulse train detection / separation means in the pulse train separation device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing an internal configuration of a staggered pulse train detecting / separating means in the pulse train separating apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart of a histogram of triple pulses used in the staggered pulse train detecting / separating means in the pulse train separating apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart of basic period detection from a triple pulse histogram used in the staggered pulse train detection / separation means in the pulse separation device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing an internal configuration of a jitter pulse train detecting / separating means in the pulse train separating apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram of PRI bins related to modified PRI conversion used in jitter pulse train detection / separation means in the pulse train separator according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart of a modified PRI conversion used in the jitter pulse train detecting / separating means in the pulse train separator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram of an input pulse train to the pulse train separation device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing a processing result by a fixed PRI pulse train detecting / separating means in the pulse train separating apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing a processing result by a staggered pulse train detecting / separating unit in the pulse train separating apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing a processing result in a jitter pulse train detecting / separating means in the pulse train separating apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a flowchart showing the operation of the conventional pulse train separation device.
[Explanation of symbols]
11 fixed PRI pulse train, 12 staggered pulse train, 13 jitter pulse train, 61, 62 staggered pulse train, 63, 65 jitter pulse train, 64, 66 fixed PRI pulse train, 67 composite pulse train, 71 input pulse train to fixed PRI pulse train detecting / separating means, 72 PRI conversion and detection result, 73 PRI spectrum, 74 PRI spectrum threshold, 75, 76 PRI of fixed PRI pulse train detected, 77, 78 Separated fixed PRI pulse train, 81 Input to staggered pulse train detection / separation means Pulse train, 82 triple pulse histogram and detection result, 83 triple pulse histogram, 84 histogram threshold, 85, 86 PRI of staggered pulse train detected, 87, 88 staggered pulse train separated, 91 jitter pulse train detection Input pulse train to separation means, 92 Modified PRI conversion and detection result, 93 PRI spectrum, 94 PRI spectrum threshold, 95, 96 PRI of detected jitter pulse train, 97, 98 Separated jitter pulse train, 100 broadband reception Input terminal of 200 pulse TOA data, 300 fixed PRI pulse train detection / separation means, 400 staggered pulse train detection / separation means, 500 jitter pulse train detection / separation means, 600 output end, 310 input to fixed PRI pulse train detection / separation means End, 330 PRI conversion operation unit, 350 threshold value operation unit, 360 PRI extraction unit of fixed PRI pulse train, 370 fixed PRI pulse train separation calculation unit, 380 remaining pulse train determination unit, 390 output terminal from fixed PRI pulse train detection / separation means , 410 Staggered pulse train detection Input terminal to separation means, 430 triple pulse histogram calculation unit, 450 threshold value calculation unit, 460 stagger pulse train PRI extraction unit, 470 stagger pulse train separation calculation unit, 480 residual pulse train determination unit, 490 stagger pulse train detection / separation Output terminal from the means, input terminal to the 510 jitter pulse train detection / separation means, 530 modified PRI conversion calculation unit, 550 threshold calculation unit, PRI extraction unit of 560 jitter pulse train, 570 jitter pulse train separation calculation unit, 580 residual pulse train Judgment section, output terminal from 590 jitter pulse train detection / separation means.

Claims

複数の信号源からのパルス列が重なり合った複合パルス列の各パルスの到着時間（ＴＯＡ）データに基づき、固定パルス繰り返し間隔（ＰＲＩ）を有する固定ＰＲＩパルス列を検出する固定ＰＲＩパルス列検出手段と、
検出された上記固定ＰＲＩパルス列をもとの上記複合パルス列から分離するとともに、分離後の残りのパルス列を出力する固定ＰＲＩパルス列分離手段と、
上記固定ＰＲＩパルス列分離手段から出力される上記残りのパルス列から、上記複合パルス列の各パルスの到着時間（ＴＯＡ）データに基づき、スタガーパルス列を検出するスタガーパルス列検出手段と、
検出されたスタガーパルス列を上記残りのパルス列から分離するとともに、分離後の固定ＰＲＩパルス列及びスタガーパルス列を含まない第二の残りのパルス列を出力するスタガーパルス列分離手段と、
上記スタガーパルス列分離手段から出力される上記第二の残りのパルス列から、上記複合パルス列の各パルスの到着時間（ＴＯＡ）データに基づき、ジッターパルス列を検出するジッターパルス列検出手段と、
検出された上記ジッターパルス列を上記第二の残りのパルス列から分離するジッターパルス列分離手段と、
を備えたことを特徴とするパルス列分離装置。Fixed PRI pulse train detecting means for detecting a fixed PRI pulse train having a fixed pulse repetition interval (PRI) based on arrival time (TOA) data of each pulse of a composite pulse train in which pulse trains from a plurality of signal sources overlap;
Fixed PRI pulse train separating means for separating the detected fixed PRI pulse train from the original composite pulse train and outputting the remaining pulse train after separation,
A staggered pulse train detecting means for detecting a staggered pulse train from the remaining pulse trains output from the fixed PRI pulse train separating means based on arrival time (TOA) data of each pulse of the composite pulse train;
A staggered pulse train separating unit that separates the detected staggered pulse train from the remaining pulse trains and outputs a second remaining pulse train not including the separated fixed PRI pulse train and the staggered pulse train,
Jitter pulse train detecting means for detecting a jitter pulse train from the second remaining pulse train output from the staggered pulse train separating means based on arrival time (TOA) data of each pulse of the composite pulse train;
Jitter pulse train separating means for separating the detected jitter pulse train from the second remaining pulse train,
A pulse train separation device comprising:

上記固定ＰＲＩパルス列検出手段が、ＰＲＩ変換を用いて検出を行うことを特徴とする請求項１記載のパルス列分離装置。2. The pulse train separation device according to claim 1, wherein said fixed PRI pulse train detection means performs detection using PRI conversion.

上記スタガーパルス列検出手段が、
等間隔に並ぶ３つのパルスからなる３連パルスの集合に対してそのパルス繰り返し間隔のヒストグラムを求める３連パルスヒストグラム演算部と、
得られた上記ヒストグラムから複数のピークを検出し、各ピークがパルス列の基本周期であるか否かを判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のパルス列分離装置。The staggered pulse train detecting means,
A triple pulse histogram calculator for obtaining a histogram of pulse repetition intervals for a set of triple pulses composed of three pulses arranged at equal intervals;
A determination unit that detects a plurality of peaks from the obtained histogram, and determines whether each peak is a basic period of a pulse train,
The pulse train separation device according to claim 1 or 2, further comprising:

上記ジッターパルス列検出手段が、オーバーラップしたＰＲＩビンを持ち、時間原点の移動を行う、変形ＰＲＩ変換を用いることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のパルス列分離装置。4. The pulse train separating apparatus according to claim 1, wherein said jitter pulse train detecting means uses a modified PRI conversion having overlapping PRI bins and moving a time origin.

複数の信号源からのパルス列が重なり合った複合パルス列の各パルスの到着時間（ＴＯＡ）データに基づき、固定パルス繰り返し間隔（ＰＲＩ）を有する固定ＰＲＩパルス列を検出する固定ＰＲＩパルス列検出工程と、
検出された上記固定ＰＲＩパルス列をもとの上記複合パルス列から分離するとともに、分離後の残りのパルス列を出力する固定ＰＲＩパルス列分離工程と、
上記固定ＰＲＩパルス列分離手段から出力される上記残りのパルス列から、上記複合パルス列の各パルスの到着時間（ＴＯＡ）データに基づき、スタガーパルス列を検出するスタガーパルス列検出工程と、
検出された上記スタガーパルス列を上記残りのパルス列から分離するとともに、分離後の固定ＰＲＩパルス列及びスタガーパルス列を含まない第二の残りのパルス列を出力するスタガーパルス列分離工程と、
上記スタガーパルス列分離手段から出力される上記第二の残りのパルス列から、上記複合パルス列の各パルスの到着時間（ＴＯＡ）データに基づき、ジッターパルス列を検出するジッターパルス列検出工程と、
検出された上記ジッターパルス列を上記第二の残りのパルス列から分離するジッターパルス列分離工程と、
を備えたことを特徴とするパルス列分離方法。A fixed PRI pulse train detecting step of detecting a fixed PRI pulse train having a fixed pulse repetition interval (PRI) based on arrival time (TOA) data of each pulse of a composite pulse train in which pulse trains from a plurality of signal sources overlap;
A fixed PRI pulse train separating step of separating the detected fixed PRI pulse train from the original composite pulse train and outputting the remaining pulse train after separation;
A staggered pulse train detecting step of detecting a staggered pulse train from the remaining pulse trains output from the fixed PRI pulse train separating means based on arrival time (TOA) data of each pulse of the composite pulse train;
Separating the detected staggered pulse train from the remaining pulse train, and outputting a second remaining pulse train that does not include the fixed PRI pulse train and the staggered pulse train after separation, a staggered pulse train separating step,
A jitter pulse train detecting step of detecting a jitter pulse train based on arrival time (TOA) data of each pulse of the composite pulse train from the second remaining pulse train output from the staggered pulse train separating means;
A jitter pulse train separation step of separating the detected jitter pulse train from the second remaining pulse train,
A pulse train separation method comprising:

上記固定ＰＲＩパルス列検出工程において、ＰＲＩ変換を用いて検出を行うことを特徴とする請求項５記載のパルス列分離方法。The pulse train separation method according to claim 5, wherein in the fixed PRI pulse train detection step, detection is performed using PRI conversion.

上記スタガーパルス列検出工程が、
等間隔に並ぶ３つのパルスからなる３連パルスの集合に対してそのパルス繰り返し間隔のヒストグラムを求める３連パルスヒストグラム演算ステップと、
得られた上記ヒストグラムから複数のピークを検出し、各ピークがパルス列の基本周期であるか否かを判定する判定ステップと、
を備えたことを特徴とする請求項５または６に記載のパルス列分離方法。The staggered pulse train detection step,
A triple pulse histogram calculating step of obtaining a histogram of pulse repetition intervals for a set of triple pulses composed of three pulses arranged at equal intervals;
A plurality of peaks are detected from the obtained histogram, and a determination step of determining whether each peak is a basic period of a pulse train,
The pulse train separation method according to claim 5 or 6, further comprising:

上記ジッターパルス列検出工程において、オーバーラップしたＰＲＩビンを持ち、時間原点の移動を行う、変形ＰＲＩ変換を用いることを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載のパルス列分離方法。8. The pulse train separation method according to claim 5, wherein in the jitter pulse train detection step, a modified PRI conversion is used which has overlapping PRI bins and moves a time origin.