JPH08271614A - 不要波抑圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、干渉波及びクラッタを除去して
目標信号のみを抽出する不要波抑圧装置に関するもの
で、空間周波数軸とドップラ周波数軸からなる空間にお
いて処理することにより干渉波とクラッタを同時に除去
することを目的とする。 【構成】 複数のアンテナ素子１と、複数の受信機２
と、複数のＡ／Ｄ変換器３と、複数のＡ／Ｄ変換器３の
出力信号から空間周波数を求める第一の離散フーリエ変
換器４と、前記離散フーリエ変換器４の出力信号毎、す
なわち空間周波数毎にドップラスペクトルを計算する第
二の離散フーリエ変換器５と、第二の離散フーリエ変換
器の出力信号を空間周波数毎に並べた空間周波数−ドッ
プラ周波数空間において目標信号を抽出する目標信号抽
出手段６とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レーダにおいて受信
された信号のうち、目標信号以外の反射エコーであるク
ラッタや干渉波等を除去する不要波抑圧装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の不要波抑圧装置は、図９に示すよ
うな構成をもつ。同図において、１−１〜１−ＮはＮ個
の素子アンテナ、２−１〜２−Ｎは素子アンテナ１それ
ぞれに設けられたＮ個の受信機、３−１〜３−Ｎは受信
機２にそれぞれ設けられたＮ個のＡ／Ｄ変換器、３０は
Ｎ個のＡ／Ｄ変換器３の出力を受ける干渉波抑圧手段、
３１は干渉波抑圧手段３０の出力を受けるクラッタ抑圧
手段、３２はクラッタ抑圧手段３１の出力を受ける目標
抽出手段である。

【０００３】従来の不要波抑圧装置において、干渉波抑
圧手段３０により、素子アンテナ１−１〜１−Ｎにより
形成されるビーム間の操作、すなわちアンテナパターン
のゲインを意図的に変化させることが行われ、これによ
り干渉波を除去する。そして、クラッタ抑圧手段３１に
より時間領域でのフィルタ操作が行われ、これによりク
ラッタを除去する。つまり、従来の不要波抑圧装置は、
干渉波を抑圧する機能とともに、クラッタを抑圧する機
能を備える。

【０００４】以下、従来の干渉波抑圧手段とクラッタ抑
圧手段について個別に説明する。まず、レーダにより受
信される干渉波を除去するための干渉波抑圧手段とし
て、例えば、B.WIDROW他、「ADAPTIVE ANTENNA SYSTEM
S」、PROCEEDINGS OF THE IEEE VOL.55 NO.12 DEC.1967
に開示されたものがある。

【０００５】図１０は、上記文献に示された従来の干渉
波抑圧手段の構成図である。同図において、１−１〜１
−Ｎは到来波を受信するＮ個のアンテナ素子、２−１〜
２−Ｎはアンテナ素子１にそれぞれ接続され、転送され
た信号を増幅、位相検波するＮ個の受信機、３−１〜３
−Ｎは受信機２にそれぞれ接続され、転送されたアナロ
グ信号を標本化・量子化するＡ／Ｄ変換器、４０−１〜
４０−ＮはＡ／Ｄ変換器３−１〜３−Ｎの出力信号ｘ₁
（ｎ）〜ｘ_N （ｎ）と荷重計算手段４１の出力である荷
重値をそれぞれ乗じる複素乗算器、４４は複素乗算器４
０−１〜４０−Ｎの出力信号の総和を計算する複素加算
器、４３は目標信号と相関の強い参照信号ｄ（ｎ）を生
成する参照信号生成器、４２は参照信号ｄ（ｎ）と前記
複素加算器４４の出力信号ｙ（ｎ）との差を求める複素
減算器、４１は前記Ｎ個のＡ／Ｄ変換器の出力３−１〜
３−Ｎと前記複素減算器４３の出力信号ε（ｎ）を入力
として荷重を求める荷重計算手段である。

【０００６】次に図１０に従って従来の干渉波抑圧手段
の動作について説明する。各アンテナ素子１−１〜１−
Ｎで受信された信号は、受信機２−１〜２−Ｎ、Ａ／Ｄ
変換器３−１〜３−Ｎを経て、受信信号Ｘ（ｎ）＝［ｘ
₁ （ｎ）、ｘ₂ （ｎ）、・・・、ｘ_N （ｎ）］^T とな
る。ここで、Ｔは転置操作を示す。荷重をＷ（ｎ）＝
［ｗ₁ （ｎ）、ｗ₂ （ｎ）、・・・、ｗ_N （ｎ）］^T と
すると、受信信号Ｘ（ｎ）から、式（１）によりｙ
（ｎ）が計算される。 ｙ（ｎ）＝Ｗ（ｎ）^T Ｘ（ｎ） （１）

【０００７】このｙ（ｎ）は、干渉波抑圧手段３０の出
力として取り出されるとともに、複素減算器４２へ転送
される。複素減算器４２では、式（２）のように複素加
算器４４の出力ｙ（ｎ）と、参照信号ｄ（ｎ）の誤差信
号ε（ｎ）が計算される。 ε（ｎ）＝ｄ（ｎ）−ｙ（ｎ） （２）

【０００８】荷重計算手段４１では、誤差信号ε（ｎ）
の平均電力が最小になるように荷重Ｗ（ｎ）が調整され
る。誤差信号の平均電力を最小化するということは、参
照信号と相関のない信号、すなわち干渉波の平均電力を
最小化することになる。結局図１２の右側の図に示すよ
うに、干渉波到来方向のアンテナゲインを大幅に小さく
することになり、干渉波を抑圧することができるのであ
る。このときの最適荷重Ｗ_OPは、次式に示すＷｉｅｎｅ
ｒ−Ｈｏｐｆの方程式により得られることが知られてい
る。 Ｗ_OP＝Ｒ^-1Ｐ （３）

【０００９】ここで、Ｒは受信信号の自己相関行列、Ｐ
は受信信号と参照信号の相関ベクトルで、一般に次式で
表される。 Ｒ＝Ｅ［Ｘ(n)^TＸ^* (n) ］ （４） Ｐ＝Ｅ［ｄ(n) Ｘ^* (n) ］ （５）

【００１０】ここで＊は複素共役、Ｅ［］は時間平均を
示す。しかし、受信信号の相関行列Ｒの逆行列をリアル
タイムで求めるのは困難であるので、実際にはなんらか
の方法でＲ^-1を推定することになる。例えばＬＭＳアル
ゴリズムでは、次式により荷重を逐次推定する。 Ｗ（ｎ＋１）＝Ｗ（ｎ）＋２με^* （ｎ）Ｘ（ｎ） （６） 上式におけるμは、アルゴリズムの収束速度や精度を調
整するための定数である。

【００１１】次に、レーダにより受信される不要エコー
であるクラッタを除去するためのクラッタ抑圧手段につ
いて説明する。この種のクラッタ抑圧手段として、例え
ば電子情報通信学会論文誌Ｂ Ｖｏｌ．Ｊ７０−Ｂ Ｎ
ｏ．４ ｐｐ．５１５−５２３（１９８７年４月号）の
渡辺秀明らによる「複数セグメントＭＥＭを用いたアダ
プティブクラッタ抑圧装置」に開示されたものが知られ
ている。図１１は、このクラッタ抑圧手段の構成を示す
回路のブロック図である。同図において、８５は反射係
数計算手段、８０−１、８０−２は遅延素子、８１−
１、８１−２は複素乗算器、８３−１、８３−２、８４
−１、８４−２は複素加算器である。また、ε（ｎ）、
ｆ^m （ｎ）、ｂ^m （ｎ）（ｎ＝１〜３、ｍ＝１、２）は
各々次式で示される信号のベクトル表現であり、Ｐ^m は
反射係数である。

【００１２】 Ｅ（ｎ）＝［ε₁ （ｎ），ε₂ （ｎ），・・・，ε_k （ｎ）］^T （７ａ） ｆ^m （ｎ）＝［ｆ₁ ^m （ｎ），ｆ₂ ^m （ｎ），・・・，ｆ_k ^m （ｎ）］^T （７ｂ） ｂ^m （ｎ）＝［ｂ₁ ^m （ｎ），ｂ₂ ^m （ｎ），・・・，ｂ_k ^m （ｎ）］^T （７ｃ） Ｐ^m ＝ｄｉａｇ［ρ₁ ^m ，ρ₂ ^m ，・・・，ρ_k ^m ］ （７ｄ） ただし、Ｔは転置を表し、ｄｉａｇ［〜］は対角行列を
表す。

【００１３】レーダでは、受信した一連の受信電波を位
相検波してベースバンドの受信信号に変換した後、これ
を標本化、量子化してディジタル信号に変換している。
このディジタル信号は受信電波の位相を保持しており、
いわゆるＩ信号（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）、Ｑ信号（ｑｕａ
ｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ）を夫々実部、虚部に持つ
複素信号である。信号の標本化は全ての受信信号に対し
て同じタイミングで行われる。即ち、送信信号を送信し
た時点より一定時間遅れた後、一定周期で標本化が行わ
れ、１つの受信信号からはε₁ （ｎ），ε₂ （ｎ），・
・・，ε_k （ｎ）で示される総数ｋ個のディジタル信号
が生成される。ここでは、ｎをヒット番号と呼び、ｋは
標本化の順番を表すもので、以下このｋをレンジビン番
号と呼ぶ。

【００１４】以上述べたように、レーダで得られたディ
ジタル信号Ｅ（ｎ）がクラッタ抑圧装置３１の入力信号
として転送される。以下、この信号を入力信号と呼ぶ。
また、数字ｍは、図１１に示すようなラティスフィルタ
のステージ番号を表すものである。

【００１５】では、次に図１１に従って従来装置の動作
について説明する。レーダ受信機から転送される入力信
号は、ステージ１のラティスフィルタに入力される。こ
のとき、入力信号Ｅ（ｎ）は式（８ａ）、（８ｂ）に示
されるように、前向予測誤差信号ベクトルｆ⁰ （ｎ）、
後向予測誤差信号ベクトルｂ⁰ （ｎ）として用いられ
る。 ｆ⁰ （ｎ）＝Ｅ（ｎ） （８ａ） ｂ⁰ （ｎ）＝Ｅ（ｎ） （８ｂ）

【００１６】ステージ１のラティスフィルタ（図１１の
左側点線で囲まれた部分）は信号ベクトルｆ⁰ （ｎ）、
ｂ⁰ （ｎ）から式（９ａ），（９ｂ）により信号ベクト
ルｆ¹ （ｎ）、ｂ¹ （ｎ）を生成する。

【００１７】

【数１】

【００１８】ただし、式（９ａ），（９ｂ）の演算にお
いて、乗算は複素乗算器８２ａ−１，８２ｂ−１で実施
され、加算は複素加算器８３−１，８４−１にて実施さ
れ、単位遅延は遅延素子８０−１で実施される。これと
同時に、反射係数計算手段８５は、ｆ⁰ （ｎ）、ｂ⁰
（ｎ）を入力として、式（１０ａ），（１０ｂ）に示さ
れるように反射係数ベクトルＰ¹ を計算する。

【００１９】

【数２】

【００２０】式（１０ａ）に示される反射係数算出のア
ルゴリズムは、公知のＢｕｒｇ法によるものを応用した
もので、前向予測誤差ベクトルｆ¹ （ｎ）と後向予測誤
差ベクトルｂ¹ （ｎ）の平均電力和を最小化するアルゴ
リズムである。次いでステージ２のラティスフィルタ
（図１１の右側点線で囲まれた部分）は予測誤差ベクト
ルｆ¹ （ｎ）、ｂ¹ （ｎ）を入力して、次の式（１１
ａ），（１１ｂ）に基づいて信号ベクトルｆ² （ｎ）、
ｂ² （ｎ）を生成する。

【００２１】

【数３】

【００２２】式（１１ａ），（１１ｂ）の演算における
乗算は乗算器８２ａ−１，８２ｂ−１で実施され、加算
は複素加算器８３−２，８４−２で実施され、信号ベク
トルｂ¹ （ｎ）に施される単位遅延は遅延演算子８０−
２で実施される。これと同時に、反射係数計算手段８６
は、ｆ¹ （ｎ）、ｂ¹ （ｎ）を入力として、式（１１
ａ），（１１ｂ）に必要な反射係数ベクトルＰ² を以下
の式（１２ａ），（１２ｂ）に基づいて生成する。

【００２３】

【数４】

【００２４】式（１２ａ），（１２ｂ）に示される反射
係数Ｐ² 算出のアルゴリズムは、式（１０ａ），（１０
ｂ）同様Ｂｕｒｇ法によるものである。

【００２５】最後にステージ２の予測誤差信号ベクトル
ｆ² （３）がクラッタ抑圧装置３１の出力信号として外
部に取り出される。以上述べたように、クラッタ抑圧手
段３１では、入力信号Ｅ（ｎ）から逐次予測誤差信号、
及び後向き予測誤差を生成しつつ、出力信号の平均電力
を最小化することによって入力信号に含まれるクラッタ
を消去することができる。このときのクラッタ抑圧手段
のフィルタ振幅特性９２は、図１３に示すようになり、
クラッタのドップラスペクトル９１に対して逆フィルタ
を形成することになる。

【００２６】なお、以上の説明において、ラティスフィ
ルタ段数が２の場合の従来例について説明したが、ラテ
ィスフィルタを従続接続することで任意の段数のクラッ
タ抑圧手段を構成することができる。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】従来の不要波抑圧装置
は以上のように構成されているので、クラッタ抑圧処理
と干渉波抑圧処理とを同時に行うことができなかった。
すなわち、クラッタ抑圧処理を行っている間は受信ビー
ムを固定する必要があるため、干渉波抑圧処理における
アンテナ荷重を固定しておかなければならず、適応アル
ゴリズムを動作させることができなかった。したがっ
て、不要な待ち時間が生じるとともに、干渉波抑圧処理
の効果が減殺されるという問題があった。

【００２８】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、クラッタ抑圧処理と干渉波抑圧
処理とを同時に行うことができる不要波抑圧装置を提供
することを目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る不要波抑
圧装置は、信号をそれぞれ受信する複数のアンテナ素子
と、上記複数のアンテナ素子の出力信号をそれぞれ検波
する複数の受信機と、上記複数の受信機の出力に基づき
上記信号の空間周波数を求めて、複数の受信信号として
出力する空間周波数算出手段と、上記空間周波数算出手
段の複数の出力信号を受けて、それぞれドップラスペク
トルを求める複数のドップラスペクトル算出手段と、上
記複数のドップラスペクトル算出手段の出力信号によ
る、空間周波数軸とドップラ周波数軸とからなる平面上
に分布する信号強度データに基づき、上記信号に含まれ
る目標信号を抽出する目標信号抽出手段とを備えたもの
である。

【００３０】請求項２に係る不要波抑圧装置は、さら
に、上記空間周波数算出手段の複数の出力信号を受け
て、それぞれの出力信号に含まれる不要波を除去して、
上記複数のドップラスペクトル算出手段に対しそれぞれ
出力する複数の適応フィルタを備えたものである。

【００３１】請求項３に係る不要波抑圧装置は、上記目
標信号抽出手段を、上記空間周波数軸と上記ドップラ周
波数軸とからなる平面において、上記複数のアンテナ素
子により形成される主ビームの幅に対応する範囲のデー
タを抽出し、これら抽出されたデータのうちのピークを
示す信号を求めるとともに、これらピーク信号のうち空
間周波数に広がりを持たない信号のみを目標として抽出
するように構成したものである。

【００３２】請求項４に係る不要波抑圧装置は、上記目
標信号抽出手段を、上記空間周波数軸と上記ドップラ周
波数軸とからなる平面において、上記複数のアンテナ素
子により形成される主ビームの幅に対応する範囲のデー
タを抽出し、これら抽出されたデータのうちのピークを
示す信号を求めるとともに、これらピーク信号のうちド
ップラ周波数に広がりを持たない信号のみを目標として
抽出するように構成したものである。

【００３３】請求項５に係る不要波抑圧装置は、上記目
標信号抽出手段を、上記空間周波数軸と上記ドップラ周
波数軸とからなる平面において、上記複数のアンテナ素
子により形成される主ビームの幅に対応する範囲のデー
タを抽出し、これら抽出されたデータに対してＣＦＡＲ
処理を行い、目標信号を抽出するように構成したもので
ある。

【００３４】請求項６に係る不要波抑圧装置は、上記目
標信号抽出手段を、上記空間周波数軸と上記ドップラ周
波数軸とからなる平面において、上記複数のアンテナ素
子により形成される主ビームの幅に対応する範囲のデー
タを抽出し、これら抽出されたデータのうちのピークを
示す信号を求めるとともに、これらピーク信号のうち隣
接するピーク信号間の周波数の差があらかじめ定められ
た値以下のときに、この信号を除去することにより目標
信号を抽出するように構成したものである。

【００３５】請求項７に係る不要波抑圧装置は、上記空
間周波数算出手段を、ビットシフト離散フーリエ変換器
により構成したものである。

【００３６】請求項８に係る不要波抑圧装置は、上記複
数のドップラスペクトル算出手段を、ビットシフト離散
フーリエ変換器により構成したものである。

【００３７】

【作用】請求項１の発明においては、複数のアンテナ素
子が信号をそれぞれ受信し、複数の受信機が上記複数の
アンテナ素子の出力信号をそれぞれ検波し、空間周波数
算出手段が上記複数の受信機の出力に基づき上記信号の
空間周波数を求めて、複数の受信信号として出力し、複
数のドップラスペクトル算出手段が上記空間周波数算出
手段の複数の出力信号を受けて、それぞれドップラスペ
クトルを求め、目標信号抽出手段が上記複数のドップラ
スペクトル算出手段の出力信号による、空間周波数軸と
ドップラ周波数軸とからなる平面上に分布する信号強度
データに基づき、上記信号に含まれる目標信号を抽出す
る。

【００３８】請求項２の発明においては、複数の適応フ
ィルタが、上記空間周波数算出手段の複数の出力信号を
受けて、それぞれの出力信号に含まれる不要波を除去し
て、上記複数のドップラスペクトル算出手段に対しそれ
ぞれ出力する。

【００３９】請求項３の発明においては、上記目標信号
抽出手段が、上記空間周波数軸と上記ドップラ周波数軸
とからなる平面において、上記複数のアンテナ素子によ
り形成される主ビームの幅に対応する範囲のデータを抽
出し、これら抽出されたデータのうちのピークを示す信
号を求めるとともに、これらピーク信号のうち空間周波
数に広がりを持たない信号のみを目標として抽出する。

【００４０】請求項４の発明においては、上記目標信号
抽出手段が、上記空間周波数軸と上記ドップラ周波数軸
とからなる平面において、上記複数のアンテナ素子によ
り形成される主ビームの幅に対応する範囲のデータを抽
出し、これら抽出されたデータのうちのピークを示す信
号を求めるとともに、これらピーク信号のうちドップラ
周波数に広がりを持たない信号のみを目標として抽出す
る。

【００４１】請求項５の発明においては、上記目標信号
抽出手段が、上記空間周波数軸と上記ドップラ周波数軸
とからなる平面において、上記複数のアンテナ素子によ
り形成される主ビームの幅に対応する範囲のデータを抽
出し、これら抽出されたデータに対してＣＦＡＲ処理を
行い、目標信号を抽出する。

【００４２】請求項６の発明においては、上記目標信号
抽出手段が、上記空間周波数軸と上記ドップラ周波数軸
とからなる平面において、上記複数のアンテナ素子によ
り形成される主ビームの幅に対応する範囲のデータを抽
出し、これら抽出されたデータのうちのピークを示す信
号を求めるとともに、これらピーク信号のうち隣接する
ピーク信号間の周波数の差があらかじめ定められた値以
下のときに、この信号を除去することにより目標信号を
抽出する。

【００４３】請求項７の発明においては、ビットシフト
離散フーリエ変換器が空間周波数を高速に算出する。

【００４４】請求項８の発明においては、ビットシフト
離散フーリエ変換器がドップラスペクトルを高速に算出
する。

【００４５】

【実施例】

実施例１ 以下、この発明の実施例について図を参照して説明す
る。図１は、この実施例１に係る不要波抑圧装置の実施
例を示す信号処理ブロック図である。図１において、１
−１〜１−ＭはＭ個のアンテナ素子、２−１〜２−Ｍは
Ｍ個のアンテナ素子２の信号をそれぞれ受けるＭ個の受
信機、３−１〜３−ＭはＭ個の受信機３の信号をそれぞ
れ受けるＭ個のＡ／Ｄ変換器、４はＭ個のＡ／Ｄ変換器
３の出力を受けて、空間周波数でのビーム形成後の空間
周波数ごとのＭ個の受信信号を出力する離散フーリエ変
換器、５−１〜５−Ｍは離散フーリエ変換器４のＭ個の
出力をそれぞれ受けて、空間周波数ごとに信号成分のド
ップラスペクトルをそれぞれ求めるＭ個の離散フーリエ
変換器、６はＭ個の離散フーリエ変換器５の出力を受け
て、空間周波数軸とドップラスペクトル軸とで定義され
る平面上の信号強度の分布を解析することにより、干渉
波及びクラッタを除去しつつ、目標信号のみを抽出する
目標抽出手段である。離散フーリエ変換器４及び５によ
り、図２に示すような、空間周波数−ドップラ周波数平
面における信号の強度分布が求められる。

【００４６】次に動作について説明する。図１のよう
に、目標信号、干渉波、及びクラッタが同時にアンテナ
素子１に入射されるものとする。このとき、アンテナ素
子１が受信し、受信機２が増幅・位相検波し、Ａ／Ｄ変
換器３がディジタル信号に変換した、Ｎ番目のアンテナ
素子１−Ｎに関する受信信号は、次式（１３）の数学モ
デルで記述できるものとする。

【００４７】

【数５】

【００４８】ここでは簡単のため、初期位相等は省略し
た。上式の第１項、２項、３項はそれぞれ、目標信号、
干渉信号、クラッタを示す。また、アンテナ素子間隔を
ｄ、平面波の入射角をθとした。この受信信号に対して
受信ビーム合成した信号をＢ（θ、ｎ）とすると、次式
（１４）（１５）のようになる。

【００４９】

【数６】

【００５０】ただし、Ｍはアンテナ素子数である。式
（１４）は、離散フーリエ変換の形になっているため、
受信信号を離散フーリエ変換することにより、ビーム形
成ができることがわかる。また、式（１５）の変換を行
うことにより式（１４）が得られることから、式（１
５）の左辺を空間周波数と呼んでいる。

【００５１】式（１４）より、離散フーリエ変換器４の
Ｍ個の出力信号は、それぞれ角度θに対応する空間周波
数でのビーム形成後の受信信号となり、干渉波や目標信
号などの電波の到来方向と計算する空間周波数が最も接
近しているときに最大値をとることになる。

【００５２】更に、Ｍ個の出力信号をＭ個の離散フーリ
エ変換器５−１〜５−Ｍにより離散フーリエ変換するこ
とにより、各空間周波数の信号成分のドップラスペクト
ルを求めることができる。そこで、このＭ個の離散フー
リエ変換器の出力信号を空間周波数毎に並べると、図２
のような３次元の図が得られる。図２において、２０は
干渉波成分、２１はクラッタ成分、２２は目標信号成分
を示す。図２に示すように、一般に干渉波と目標信号と
は、これらの周波数、到来角度が互いに異なるため、容
易に分離できる。一方クラッタは、目標信号の到来方向
付近に広い範囲、すなわち広い空間周波数に存在するの
で、単純な方法では分離できない。

【００５３】目標抽出手段６は、Ｍ個の離散フーリエ変
換器５−１〜５−Ｍからの図２の信号の分布から目標を
抽出する。以下に目標を抽出する手順について、図４の
フローチャートに従って説明する。

【００５４】まず、図３に示すように主ビーム幅に相当
する空間周波数範囲に関して、ドップラ周波数方向にデ
ータを切り出す（ステップ５０）。切り出し範囲は、あ
らかじめ与えられている。これにより干渉波は分離され
る。

【００５５】この切り出したデータに対して、空間周波
数ごとにピーク検索を行い、ピークを与える空間周波数
をメモリに記憶しておく（ステップ５２）。図３の例で
は、クラッタ２１の空間周波数及びドップラ周波数が、
目標２２の空間周波数及びドップラ周波数が、それぞれ
記憶される。

【００５６】切り出す空間周波数範囲が終了するまで繰
り返す（ステップ５１、５６）。そして、ピークを与え
る空間周波数をチェックし、空間に広がっているピーク
であればクラッタと判定し（ステップ５４）、そうでな
ければ目標と判定し抽出する（ステップ５３）。なお、
ステップ５３において、クラッタがドップラ周波数方向
に広がっていることを利用して目標抽出を行ってもよ
い。

【００５７】以上のように、この実施例１によれば、２
段の離散フーリエ変換器を用いて、受信信号を空間周波
数−ドップラ周波数に変換することにより、干渉波と目
標とを分離し、さらに、この平面上で信号の広がりを調
べることにより、クラッタと目標とを分離することがで
きる。すなわち、空間周波数−ドップラ周波数に変換す
ることにより、干渉波の抑圧とクラッタの除去を同時に
行うことができる。このように、これら２つの処理を同
時に行うことができる。したがって、不要な待ち時間が
なく、処理速度及び効率が向上する。

【００５８】実施例２ 図５は、この実施例２の不要波抑圧装置における目標抽
出手段６の処理を示すフローチャートである。この実施
例２は、信号の広がりを調べることによりクラッタと目
標とを分離した実施例１の方法に代えて、ＣＦＡＲ(Con
stant False Alarm Ratio)処理によりこれらの分離を行
うものである。

【００５９】実施例１と同様に、まず３次元図からデー
タを切り出す（ステップ６０）。次に、よく知られたCF
AR(Constant False Alarm Ratio)処理を空間周波数毎
に、ドップラ周波数軸方向に施す（ステップ６１）。こ
のことにより、ドップラ周波数に広がりを持たない目標
信号のみを抽出することができる。

【００６０】実施例３ 図６は、この実施例３の不要波抑圧装置における目標抽
出手段６の処理を示すフローチャートである。実施例１
と同様に、まず３次元図からデータを切り出す（ステッ
プ７０）。この切り出したデータに対して、空間周波数
ごとにピーク検索を行い、ピークを与える空間周波数を
メモリに記憶しておく（ステップ７３）。

【００６１】切り出す空間周波数範囲が終了するまで繰
り返す（ステップ７１、７６）。そのとき、処理してい
る空間周波数の前後のピーク周波数検索結果をチェック
し、ピーク周波数の差があらかじめ設定された定数δ以
下の場合（ステップ７５）には、これらは不要な信号と
みなしてピーク値を零にして切り出したデータへ返す
（ステップ７６）。

【００６２】この処理は、クラッタを除去していること
と等価である。最後に、データが入れ替わった新しい切
り出しデータに対してピーク検索を行い（ステップ７
２）、抽出されたものが目標信号となる。

【００６３】実施例４ 図７は、この実施例４の不要波抑圧装置を示す信号処理
ブロック図である。同図において、７−１〜７−Ｍは離
散フーリエ変換器４のＭ個の出力をそれぞれ受ける適応
フィルタである。素子アンテナ１−１〜１−Ｍ、受信機
２−１〜２−Ｍ、Ａ／Ｄ変換器３−１〜３−Ｍ、離散フ
ーリエ変換器４、離散フーリエ変換器５−１〜５−Ｍ、
目標抽出手段６は、図１に示すものと同じものである。
この実施例４と実施例１との違いは、離散フーリエ変換
器４と離散フーリエ変換器５との間に適応フィルタ７を
設けた点である。

【００６４】ところで、従来例の説明でも述べたよう
に、適応フィルタは、出力信号の平均電力が最小化され
るように荷重を調整するものであるので、そのまま空間
周波数ごとに得られた信号に対してフィルタ処理を行う
と、目標信号が単独で存在した場合に誤って除去してし
まう可能性がある。

【００６５】そこで、本実施例の適応フィルタ７−１〜
７−Ｍは、クラッタが空間的にあまり変動しないと仮定
し、実際に処理する空間周波数のデータではなく、これ
と異なる空間周波数のデータ（例えば、実際に処理する
空間周波数の前後の空間周波数のデータ）で適応フィル
タの荷重値を使用する。このことにより、孤立した信号
である目標信号は除去されることはない。また、クラッ
タは空間的に広がりを持つため、実際に処理する空間周
波数のデータと異なる空間周波数データで荷重を調整し
てもクラッタを抑圧することが可能である。

【００６６】実施例５ 図８は、この実施例５の不要波抑圧装置を示す信号処理
ブロック図である。同図において、１０はＭ個のＡ／Ｄ
変換器３−１〜３−Ｍの出力を受けて、空間周波数での
ビーム形成後のＭ個の受信信号を出力するＢＳ離散フー
リエ変換器、１１−１〜１１−Ｍは、ＢＳ離散フーリエ
変換器１０のＭ個の出力をそれぞれ受けて、空間周波数
ごとに信号成分のドップラスペクトルを求めるＢＳ離散
フーリエ変換器である。素子アンテナ１−１〜１−Ｍ、
受信機２−１〜２−Ｍ、Ａ／Ｄ変換器３−１〜３−Ｍ、
目標抽出手段６は、図１に示すものと同じものである。

【００６７】この実施例５と実施例１との違いは、離散
フーリエ変換器の代わりにＢＳ(BitShift) フーリエ変
換器を設けた点である。ＢＳフーリエ変換は、ＦＦＴの
回転因子の実部よ虚部をそれぞれ次式のように量子化し
て、乗算をビットシフトの和あるいは差に置き換えるこ
とによって処理の高速化を図るものである。

【００６８】

【数７】

【００６９】上式中、ＮＴは展開式の項数、ＩＢは量子
化ビット数である。それぞれＮＴ≧１、ＩＢ≧０の整数
である。例えば、ある関数ｆ（ｎ，θ）をＢＳ−ＦＦＴ
する場合は次式のようになる。

【００７０】

【数８】

【００７１】ここで、Ｗ_N ^kn は、ＦＦＴの回転因子を量
子化したもので、次のような関係がある。

【００７２】

【数９】

【００７３】このように、ＢＳ離散フーリエ変換器を用
いることによりフーリエ変換が高速化できる。

【００７４】

【発明の効果】以上のように、請求項１、及び、請求項
３ないし請求項６の発明によれば、信号をそれぞれ受信
する複数のアンテナ素子と、上記複数のアンテナ素子の
出力信号をそれぞれ検波する複数の受信機と、上記複数
の受信機の出力に基づき上記信号の空間周波数を求め
て、複数の受信信号として出力する空間周波数算出手段
と、上記空間周波数算出手段の複数の出力信号を受け
て、それぞれドップラスペクトルを求める複数のドップ
ラスペクトル算出手段と、上記複数のドップラスペクト
ル算出手段の出力信号による、空間周波数軸とドップラ
周波数軸とからなる平面上に分布する信号強度データに
基づき、上記信号に含まれる目標信号を抽出する目標信
号抽出手段とを備えたので、干渉波抑圧処理とクラッタ
抑圧処理とを同時に行うことができ、処理速度及び効率
が向上する。

【００７５】また、請求項２の発明によれば、さらに、
上記空間周波数算出手段の複数の出力信号を受けて、そ
れぞれの出力信号に含まれる不要波を除去して、上記複
数のドップラスペクトル算出手段に対しそれぞれ出力す
る複数の適応フィルタを備えたので、不要波を自動的に
抑圧することにより、目標信号の抽出精度が向上する。

【００７６】また、請求項７及び請求項８の発明によれ
ば、上記空間周波数算出手段及び上記複数のドップラス
ペクトル算出手段を、ビットシフト離散フーリエ変換器
により構成したので、処理を高速化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１に係る不要波抑圧装置の
機能ブロック図である。

【図２】 この発明の実施例１に係る不要波抑圧装置の
動作を説明するための図である。

【図３】 この発明の実施例１に係る不要波抑圧装置の
動作を説明するための図である。

【図４】 この発明の実施例１の目標抽出装置の動作を
説明するためのフローチャートである。

【図５】 この発明の実施例２の目標抽出装置の動作を
説明するためのフローチャートである。

【図６】 この発明の実施例３の目標抽出装置の動作を
説明するためのフローチャートである。

【図７】 この発明の実施例４に係る不要波抑圧装置の
機能ブロック図である。

【図８】 この発明の実施例５に係る不要波抑圧装置の
機能ブロック図である。

【図９】 従来の不要波抑圧装置の機能ブロック図であ
る。

【図１０】 従来の不要波抑圧装置の干渉波抑圧手段の
機能ブロック図である。

【図１１】 従来の不要波抑圧装置のクラッタ抑圧手段
の機能ブロック図である。

【図１２】 従来の不要波抑圧装置の動作を説明するた
めの図である。

【図１３】 従来の不要波抑圧装置の動作を説明するた
めの図である。

【符号の説明】 １ アンテナ素子、２ 受信機、３ Ａ／Ｄ変換器、４
離散フーリエ変換器、５ 離散フーリエ変換器、６
目標抽出手段、７ 適応フィルタ、１０ ＢＳ離散フー
リエ変換器、１１ ＢＳ離散フーリエ変換器。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 信号をそれぞれ受信する複数のアンテナ
   素子と、上記複数のアンテナ素子の出力信号をそれぞれ
   検波する複数の受信機と、上記複数の受信機の出力に基
   づき上記信号の空間周波数を求めて、複数の受信信号と
   して出力する空間周波数算出手段と、上記空間周波数算
   出手段の複数の出力信号を受けて、それぞれドップラス
   ペクトルを求める複数のドップラスペクトル算出手段
   と、上記複数のドップラスペクトル算出手段の出力信号
   による、空間周波数軸とドップラ周波数軸とからなる平
   面上に分布する信号強度データに基づき、上記信号に含
   まれる目標信号を抽出する目標信号抽出手段とを備えた
   不要波抑圧装置。
2. 【請求項２】 上記空間周波数算出手段の複数の出力信
   号を受けて、それぞれの出力信号に含まれる不要波を除
   去して、上記複数のドップラスペクトル算出手段に対し
   それぞれ出力する複数の適応フィルタを備えたことを特
   徴とする請求項１記載の不要波抑圧装置。
3. 【請求項３】 上記目標信号抽出手段を、上記空間周波
   数軸と上記ドップラ周波数軸とからなる平面において、
   上記複数のアンテナ素子により形成される主ビームの幅
   に対応する範囲のデータを抽出し、これら抽出されたデ
   ータのうちのピークを示す信号を求めるとともに、これ
   らピーク信号のうち空間周波数に広がりを持たない信号
   のみを目標として抽出するように構成したことを特徴と
   する請求項１または請求項２記載の不要波抑圧装置。
4. 【請求項４】 上記目標信号抽出手段を、上記空間周波
   数軸と上記ドップラ周波数軸とからなる平面において、
   上記複数のアンテナ素子により形成される主ビームの幅
   に対応する範囲のデータを抽出し、これら抽出されたデ
   ータのうちのピークを示す信号を求めるとともに、これ
   らピーク信号のうちドップラ周波数に広がりを持たない
   信号のみを目標として抽出するように構成したことを特
   徴とする請求項１または請求項２記載の不要波抑圧装
   置。
5. 【請求項５】 上記目標信号抽出手段を、上記空間周波
   数軸と上記ドップラ周波数軸とからなる平面において、
   上記複数のアンテナ素子により形成される主ビームの幅
   に対応する範囲のデータを抽出し、これら抽出されたデ
   ータに対してＣＦＡＲ処理を行い、目標信号を抽出する
   ように構成したことを特徴とする請求項１記載または請
   求項２記載の不要波抑圧装置。
6. 【請求項６】 上記目標信号抽出手段を、上記空間周波
   数軸と上記ドップラ周波数軸とからなる平面において、
   上記複数のアンテナ素子により形成される主ビームの幅
   に対応する範囲のデータを抽出し、これら抽出されたデ
   ータのうちのピークを示す信号を求めるとともに、これ
   らピーク信号のうち隣接するピーク信号間の周波数の差
   があらかじめ定められた値以下のときに、この信号を除
   去することにより目標信号を抽出するように構成したこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２記載の不要波抑
   圧装置。
7. 【請求項７】 上記空間周波数算出手段を、ビットシフ
   ト離散フーリエ変換器により構成したことを特徴とする
   請求項１または請求項２記載の不要波抑圧装置。
8. 【請求項８】 上記複数のドップラスペクトル算出手段
   を、ビットシフト離散フーリエ変換器により構成したこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２記載の不要波抑
   圧装置。