JPH10148667A - Ca log/cfar system - Google Patents
Ca log/cfar systemInfo
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- JPH10148667A JPH10148667A JP8323631A JP32363196A JPH10148667A JP H10148667 A JPH10148667 A JP H10148667A JP 8323631 A JP8323631 A JP 8323631A JP 32363196 A JP32363196 A JP 32363196A JP H10148667 A JPH10148667 A JP H10148667A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーダ受信ビデオ
信号におけるクラッタ信号を抑圧し、誤警報確率一定の
もとに目標信号を検出しようとするＣＡ ＬＯＧ／ＣＦ
ＡＲ（Cell Averaging Logarithmic Constant False Al
arm Rate）の技術分野に属する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CA LOG / CF for suppressing a clutter signal in a radar received video signal and detecting a target signal with a constant false alarm probability.
AR (Cell Averaging Logarithmic Constant False Al
arm Rate).
【０００２】[0002]
【従来の技術】レーダビデオから目標を検出するために
は、クラッタやレーダ受信機雑音の性質を統計的に把握
する必要がある。クラッタやレーダ受信機雑音の除去の
方式としてＬＯＧ／ＣＦＡＲ方式がよく知られている
（参考文献：関根松夫、レーダ信号処理技術、ｐ．ｐ．
９６−ｐ．ｐ．１５５、電子情報通信学会、平成３年９
月２０日）。従来のＬＯＧ／ＣＦＡＲ処理方式は平均値
によってクラッタレベルを規格化し、クラッタの実効値
を受信機雑音の実効値レベルまで抑圧しようとするもの
である。レーダビデオの分布がレイリー分布の場合は対
数変換をすると信号レベルの高い領域も低い領域もばら
つきが同じになる。2. Description of the Related Art In order to detect a target from radar video, it is necessary to statistically grasp the nature of clutter and radar receiver noise. The LOG / CFAR method is well known as a method for removing clutter and radar receiver noise (see Reference: Matsuo Sekine, radar signal processing technology, pp. 157-214).
96-p. p. 155, IEICE, September 1991
20). In the conventional LOG / CFAR processing method, the clutter level is standardized by the average value, and the clutter effective value is suppressed to the effective value level of the receiver noise. When the distribution of the radar video is the Rayleigh distribution, the logarithmic conversion results in the same variation between the high and low signal level regions.
【０００３】従って、平均値を減算した後、逆対数変換
を行えばＣＦＡＲ化が達成されたビデオが得られる。図
５にレイリー分布の入力ビデオをＬＯＧ／ＣＦＡＲ方式
で処理したシミュレーションを示す。入力ビデオ（ａ）
を対数増幅器により対数ビデオ（ｂ）に変換し、この対
数ビデオから平均（ｃ）を算出し、対数ビデオ（ｂ）か
らこの平均を減算し（ｄ）、逆対数変換（ｅ）を行う。
この（ｅ）のビデオはＣＦＡＲ化されているため、目標
検出のためしきい値を設定すると（ｆ）に示すように目
標のみが検出することができる。ＬＯＧ／ＣＦＡＲ方式
はレイリー分布の場合は有効に機能する。[0003] Therefore, if the average value is subtracted and antilogarithmic conversion is performed, a video in which CFAR conversion has been achieved can be obtained. FIG. 5 shows a simulation in which the input video having the Rayleigh distribution is processed by the LOG / CFAR method. Input video (a)
Is converted into a logarithmic video (b) by a logarithmic amplifier, an average (c) is calculated from the logarithmic video, the average is subtracted from the logarithmic video (b) (d), and antilogarithmic conversion (e) is performed.
Since the video in (e) is CFAR-converted, if a threshold is set for target detection, only the target can be detected as shown in (f). The LOG / CFAR method works effectively in the case of Rayleigh distribution.
【０００４】しかし、クラッタやレーダ受信機雑音の確
率分布はレイリー分布の他、ワイブル分布、対数正規分
布、ｋ−分布等多くの分布が知られており、これらの分
布はＬＯＧ／ＣＦＡＲ方式では誤警報確率が一定になら
ない。図６にワイブル分布の入力ビデオをＬＯＧ／ＣＦ
ＡＲ方式で処理したシミュレーションを示す。入力ビデ
オ（ａ）を対数増幅器により対数ビデオ（ｂ）に変換
し、この対数ビデオから平均（ｃ）を算出し、対数ビデ
オ（ｂ）からこの平均を減算し（ｄ）、逆対数変換
（ｅ）を行う。この（ｅ）のビデオはＣＦＡＲ化されて
いないため、目標検出のためしきい値を設定するとその
設定レベルによっては（ｆ）に示すように偏在して多く
の誤目標を生ずることとなる。[0004] However, the probability distribution of clutter and radar receiver noise includes many distributions such as Weibull distribution, lognormal distribution, and k-distribution in addition to Rayleigh distribution, and these distributions are erroneous in the LOG / CFAR system. Alarm probability is not constant. Fig. 6 shows the input video of Weibull distribution as LOG / CF
4 shows a simulation processed by the AR method. The input video (a) is converted to a log video (b) by a log amplifier, an average (c) is calculated from the log video, the average is subtracted from the log video (b) (d), and the inverse log conversion (e) is performed. )I do. Since the video of (e) is not CFAR-converted, if a threshold value is set for target detection, depending on the set level, many erroneous targets will be generated as shown in (f).
【０００５】このため、これらの分布に対応したＣＦＡ
Ｒ方式が多く提案されている。特に、ランドクラッタ、
シークラッタ、シーアイスクラッタ、ウェザークラッタ
がワイブル分布に従うことが報告され、これに対応した
ワイブルＣＦＡＲ方式が多く紹介されている（前記文
献）。これらは信号の平均値とともに分散を求め、この
両者で信号を規格化しようとするものである。Therefore, CFA corresponding to these distributions
Many R schemes have been proposed. In particular, land clutter,
It has been reported that sea clutter, sea ice clutter, and weather clutter follow the Weibull distribution, and many Weibull CFAR systems corresponding to this have been introduced (the above-mentioned literature). These seek the variance together with the average value of the signal, and attempt to normalize the signal with both.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来より提案されてい
るワイブルＣＦＡＲ処理方式は、信号の平均および分散
（又は標準偏差）を用いて信号の規格化を行っている。
入力ビデオ信号の標本化値をｙ1、ｙ2、ｙ3、ｙ4、……とす
ると分散は数式１で表される。In the Weibull CFAR processing method proposed so far, signal normalization is performed using the average and variance (or standard deviation) of the signal.
If the sampled values of the input video signal are y 1 , y 2 , y 3 , y 4 ,..., The variance is represented by Equation 1.
【０００７】[0007]
【数１】 (Equation 1)
【０００８】数式１から明らかなように、分散を求める
ためには、入力信号の２乗回路が必要となり、しかも２
乗処理をＡ／Ｄ変換の標本化時間単位毎に何回も実行し
なくてはならない。一般に掛算処理には多くの時間を要
するため、一標本化時間単位毎に処理を実行させるため
の掛算回路は大規模で高速な性能が要求される。As is apparent from Equation 1, in order to obtain the variance, a square circuit for the input signal is required.
The multiplication process must be performed many times for each sampling time unit of A / D conversion. In general, multiplication processing requires a lot of time, and therefore a multiplication circuit for executing the processing for each sampling time unit requires large-scale and high-speed performance.
【０００９】なお、分散でなく標準偏差を用いる方法も
提案されているが、標準偏差は分散の平方根であるた
め、分散を求めたあとさらに平方根を求める回路が必要
となり、ここでも大規模かつ高速な性能が要求される。
その結果、従来提案されている技術では、回路構成が大
規模となり且つ高速動作が要求されるという問題点があ
る。Although a method using standard deviation instead of variance has been proposed, since the standard deviation is the square root of the variance, a circuit for obtaining the variance and then obtaining the square root is required. Performance is required.
As a result, the conventionally proposed technology has a problem that the circuit configuration becomes large-scale and high-speed operation is required.
【００１０】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に
鑑みて、従来の分散や標準偏差のように標本化値毎の２
乗処理や平方根処理を用いず、それらより遥かに単純な
CellAveraging 回路によって振幅のばらつき具合を示す
指標である偏差と平均を求め、それぞれに適切な係数を
乗じたものの和をしきい値とするＣＡ ＬＯＧ／ＣＦＡ
Ｒ装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a method for storing two samples per sampled value, such as the conventional variance and standard deviation.
It does not use multiplication or square root processing, and is much simpler
A cell averaging circuit calculates a deviation and an average, which are indices indicating the degree of variation in the amplitude, and calculates a CA LOG / CFA using the sum of values obtained by multiplying the deviation and an appropriate coefficient as a threshold value.
R device.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明のＣＡ ＬＯＧ／ＣＦＡＲ装置は以下
の各手段を具備する。 （イ）入力レーダビデオ信号を対数変換する対数増幅器 （ロ）送信パルス幅より小さくない時間幅をτとしたと
き、対数増幅器からのビデオ信号に対し遅延時間が、
τ、２τ、３τ、４τ、……、（Ｍ＋２）τである各ビ
デオ信号を取り出すことのできる第１の遅延回路（但し
Ｍは偶数） （ハ）第１の遅延回路の出力のうち、遅延時間がτから
τＭ／２までの出力および（Ｍ／２＋２）τから（Ｍ＋
１）τまでの出力を加算して出力する第１の加算器 （ニ）第１の加算器の出力をＭで除しその商を出力する
第１の除算器 （ホ）第１の除算器の出力を（Ｍ／２＋１）τだけ遅延
させて平均値Ｎとして出力する第２の遅延回路 （ヘ）第１の遅延回路の遅延時間が（Ｍ／２＋１）τの
出力信号から第１の除算器の出力を差し引く減算器 （ト）減算器の出力を絶対値化する絶対値変換器 （チ）絶対値変換器の出力に対し、遅延時間が、τ、２
τ、３τ、４τ、……、（Ｍ＋１）τである各出力信号
を取り出すことのできる第３の遅延回路 （リ）第３の遅延回路の出力のうち、遅延時間がτから
τＭ／２までの出力および（Ｍ／２＋２）τから（Ｍ＋
１）τまでの出力を加算して出力する第２の加算器 （ヌ）第２の加算器の出力をＭで除しその商を偏差Ｄと
して出力する第２の除算器 （ル）第２の遅延回路の出力である平均値Ｎに係数Ｋ1
を乗じて出力する第１の乗算器 （オ）第２の除算器の出力である偏差Ｄに係数Ｋ2 を乗
じて出力する第２の乗算器 （ワ）第１の乗算器の出力Ｋ1 ・Ｎと第２の乗算器の出
力Ｋ2 ・Ｄを加算してＫ1 ・Ｎ＋Ｋ2 ・Ｄをしきい値と
して出力する第３の加算器 （カ）第１の遅延回路の出力ビデオ信号のうち遅延時間
が最大の（Ｍ＋２）τのビデオ信号と、第３の加算器か
らのしきい値とを受けて、ビデオ信号をしきい値と比較
してビデオ信号がしきい値を越えたとき目標と検知して
出力する比較器 （ヨ）比較器出力における誤目標検知確率（誤警報確
率）が予め設定した値によるような係数Ｋ1 およびＫ2
を算出し、第１の乗算器および第２の乗算器へそれぞれ
出力する係数算出器In order to achieve the above object, a CA LOG / CFAR apparatus according to a first aspect of the present invention includes the following units. (B) Logarithmic amplifier for logarithmic conversion of the input radar video signal (b) When the time width not smaller than the transmission pulse width is τ, the delay time for the video signal from the logarithmic amplifier is
.., 2τ, 3τ, 4τ,..., (M + 2) First delay circuit capable of extracting each video signal (M is an even number) (where M is an even number) (c) Delay among outputs of the first delay circuit The output time is from τ to τM / 2 and from (M / 2 + 2) τ to (M +
1) A first adder that adds and outputs the outputs up to τ and outputs the same. (D) A first divider that divides the output of the first adder by M and outputs a quotient thereof (e) a first divider A second delay circuit that delays the output of (M / 2 + 1) τ and outputs the result as an average value N (f) First division from the output signal of the first delay circuit having a delay time of (M / 2 + 1) τ (G) Absolute value converter that converts the output of the subtractor to an absolute value. (H) The delay time of the output of the absolute value converter is τ, 2
.., 3τ, 4τ,..., (M + 1) Third delay circuit capable of extracting each output signal (M) (iii) Among the outputs of the third delay circuit, the delay time from τ to τM / 2 From (M / 2 + 2) τ to (M +
1) A second adder that adds and outputs the outputs up to τ. (Nu) A second divider that divides the output of the second adder by M and outputs the quotient as a deviation D. The coefficient K 1 is added to the average value N output from the delay circuit of
(E) A second multiplier that multiplies the deviation D, which is the output of the second divider, by a coefficient K 2 and outputs the result. (V) An output K 1 of the first multiplier A third adder that adds N and the output K 2 · D of the second multiplier and outputs K 1 · N + K 2 · D as a threshold value (f) output video signal of the first delay circuit When the video signal having the maximum delay time (M + 2) τ and the threshold value from the third adder are received, the video signal is compared with the threshold value, and the video signal exceeds the threshold value. It targeted detect and comparator outputs (Yo) comparator target detection probability erroneous at the output (false alarm probability) coefficients such as by a preset value K 1 and K 2
And a coefficient calculator for calculating the calculated values and outputting the calculated values to the first and second multipliers, respectively.
【００１２】第２の発明のＣＡ ＬＯＧ／ＣＦＡＲ装置
は、前記第１の発明の第１の遅延回路の出力のうち遅延
時間がτからτＭ／２までの各出力端および（Ｍ／２＋
２）τから（Ｍ＋１）τまでの各出力端のそれぞれと、
第１の加算器との間および遅延時間が（Ｍ／２＋１）τ
の出力端と減算器との間に振幅制限器を有することを特
徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a CA LOG / CFAR device comprising: an output terminal having a delay time from τ to τM / 2 and (M / 2 +
2) Each of the output terminals from τ to (M + 1) τ,
(M / 2 + 1) τ between the first adder and the delay time
Is characterized in that an amplitude limiter is provided between the output terminal and the subtractor.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】本発明は、数式１で表される分散
あるいはその平方根である標準偏差を用いないまでも、
それらに代わる振幅のばらつきの指標（単に偏差と呼ん
でいる）を用いることによってレーダビデオの振幅分布
の形態がワイブル分布の場合でも誤警報確率を一定にす
ることができるというものである。その実施の形態は、
レーダビデオを対数変換した後、従来より提案されてい
るワイブルＣＦＡＲ方式で求めている分散の代わりに標
準偏差に相当する値として振幅値のばらつきを示す偏差
Ｄを求め、平均Ｎと偏差Ｄの値にそれぞれ乗数Ｋ1、Ｋ2
を乗じてしきい値ＴＨとする。しきい値ＴＨは次の数
式２で与えられる。Ｋ1、Ｋ2 は誤警報確率を決定する係
数である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention provides a variance represented by Formula 1 or a standard deviation which is a square root of the variance.
By using an amplitude variation index (which is simply referred to as a deviation) instead of the above, the false alarm probability can be kept constant even when the form of the amplitude distribution of the radar video is the Weibull distribution. The embodiment is
After the logarithmic conversion of the radar video, a deviation D indicating the variation of the amplitude value is calculated as a value corresponding to the standard deviation instead of the variance obtained by the conventionally proposed Weibull CFAR method. To the multipliers K 1 and K 2 respectively
To obtain a threshold value TH. The threshold value TH is given by the following equation (2). K 1 and K 2 are coefficients for determining the false alarm probability.
【００１４】[0014]
【数２】ＴＨ＝Ｋ1 ・Ｎ＋Ｋ2 ・Ｄ## EQU2 ## TH = K 1 · N + K 2 · D
【００１５】このしきい値をビデオの振幅と比較し、ビ
デオ振幅がしきい値を越えるものを目標として検出す
る。これはクラッタやレーダ受信機雑音を含んだ信号
を、平均のみならず偏差によっても規格化したことと同
等の効果をねらったもので、クラッタの分布によらずＣ
ＦＡＲ化を達成した目標検出を行うことができるもので
ある。The threshold value is compared with the video amplitude, and a video amplitude exceeding the threshold value is detected as a target. This aims at the same effect as standardizing the signal including clutter and radar receiver noise not only by the average but also by the deviation.
It is possible to detect a target that has achieved FAR.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、第１の発明の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。レーダビデオは対数増幅器１で対数変換さ
れたのち遅延回路２（課題解決手段にいう第１の遅延回
路）へ入力される。遅延回路２は、図３に示すように、
送信パルス幅より小さくない時間幅をτとしたとき、入
力信号に対して遅延時間がτ、２τ、３τ、４τ、…
…、（Ｍ＋２）τである信号が取り出せるようになって
いる（但しＭは偶数）。τを単位遅延時間とするセクシ
ョンが（Ｍ＋２）個縦続に接続され各セクションから出
力が取り出せるようになっている。各セクションに左側
から番号を付せば左側のブロックは１からＭ／２であ
り、その右の１セクションは（Ｍ／２＋１）であり、そ
の右のブロックは（Ｍ／２＋２）から（Ｍ＋１）であ
り、最も右の１セクションが（Ｍ＋２）ということにな
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the first invention. The radar video is logarithmically converted by a logarithmic amplifier 1 and then input to a delay circuit 2 (a first delay circuit referred to as a means for solving the problem). The delay circuit 2, as shown in FIG.
Assuming that a time width not smaller than the transmission pulse width is τ, the delay time of the input signal is τ, 2τ, 3τ, 4τ,.
.., (M + 2) τ (where M is an even number). (M + 2) sections having τ as a unit delay time are connected in cascade so that outputs can be taken out from each section. If each section is numbered from the left, the block on the left is 1 to M / 2, the section on the right is (M / 2 + 1), and the block on the right is (M / 2 + 2) to (M + 1). And the rightmost section is (M + 2).
【００１７】こうして遅延回路２によって遅延を受けた
信号のうち１番目からＭ／２番目までの出力は加算器３
で加算され、（Ｍ／２＋２）番目から（Ｍ＋１）番目ま
での出力は加算器４で加算され、両加算器の出力は除算
器５へ入力されここで両加算器の出力を加算した和をＭ
で除することにより平均ｎが得られる。ここで加算器３
と加算器４と除算器５中の加算部分が課題解決手段にい
う第１の加算器を構成し、除算器５の除算を行う部分が
第１の除算器ということになる。除算器５の出力である
平均ｎは遅延回路６（課題解決手段にいう第２の遅延回
路）と減算器７へ送られる。遅延回路６へ送られた信号
は（Ｍ／２＋１）τの遅延を受けて平均値Ｎとして乗算
器１３（第１の乗算器）へ出力される。The first to M / 2th outputs of the signal delayed by the delay circuit 2 are added to the adder 3
The outputs from the (M / 2 + 2) th to (M + 1) th are added by the adder 4, and the outputs of both adders are input to the divider 5, where the sum of the outputs of both adders is added. M
, An average n is obtained. Where adder 3
The adder in the adder 4 and the divider 5 constitutes a first adder referred to as the problem solving means, and the part of the divider 5 that performs the division is the first divider. The average n output from the divider 5 is sent to a delay circuit 6 (a second delay circuit in the means for solving the problem) and a subtractor 7. The signal sent to the delay circuit 6 is delayed by (M / 2 + 1) τ and output to the multiplier 13 (first multiplier) as an average value N.
【００１８】一方、減算器７へは遅延回路２の（Ｍ／２
＋１）番目のセクションからの信号が入力されており、
この信号から平均ｎを減じられ信号と平均との差分が算
出される。この差分は絶対値変換器８によってその絶対
値だけが取り出されて遅延回路９（課題解決手段にいう
第３の遅延回路）へ送られる。この遅延回路９、加算器
１０、加算器１１および除算器１２の動作は、先に述べ
た遅延回路２、加算器３、加算器４および除算器５の動
作と全く同じである。従って、加算器１０と加算器１１
と除算器１２中の加算器部分は課題解決手段にいう第２
の加算器を構成することになる。On the other hand, (M / 2)
+1) The signal from the section is input,
The average n is subtracted from this signal, and the difference between the signal and the average is calculated. Only the absolute value of the difference is taken out by the absolute value converter 8 and sent to the delay circuit 9 (third delay circuit referred to as problem solving means). The operations of the delay circuit 9, the adder 10, the adder 11 and the divider 12 are exactly the same as the operations of the delay circuit 2, the adder 3, the adder 4 and the divider 5 described above. Therefore, the adder 10 and the adder 11
And the adder portion in the divider 12 are the second
Is formed.
【００１９】ただ、ここでは、遅延回路９へ入力される
信号は、遅延回路２の、加算器３および４によって加算
されるセクションに挟まれた中央（Ｍ／２＋１）のセク
ションの出力信号と平均ｎとの差の絶対値であり、遅延
回路９からは中央のセクションからの出力を除いた全セ
クションからの信号の和をセクション数Ｍで除算を行う
ことにより中央の値に対応する偏差Ｄを算出しているこ
とになる。すなわち信号のばらつきの移動平均を偏差と
して求めているのである。こうして得た偏差Ｄは乗算器
１４（第２の乗算器）へ出力される。Here, the signal input to the delay circuit 9 is the average of the output signal of the center (M / 2 + 1) section between the sections of the delay circuit 2 added by the adders 3 and 4. n is the absolute value of the difference from n, and the delay circuit 9 divides the sum of signals from all sections excluding the output from the central section by the number of sections M to obtain the deviation D corresponding to the central value. It has been calculated. That is, the moving average of the variation of the signal is obtained as the deviation. The deviation D thus obtained is output to the multiplier 14 (second multiplier).
【００２０】一方、平均値Ｎが入力されている乗算器１
３へは係数算出器１７から係数Ｋ1が入力されて乗算が
行われその積Ｋ1 ・Ｎが加算器１５（第３の加算器）へ
送られている。また、偏差Ｄが入力されている乗算器１
４へは係数算出器１７から係数Ｋ2 が入力されて乗算が
行われその積Ｋ2 ・Ｄが加算器１５へ送られている。加
算器１５はＫ1 ・ＮとＫ2 ・Ｄを加算しその和Ｋ1 ・Ｎ
＋Ｋ2 ・Ｄをしきい値として比較器１６へ送り出してい
る。On the other hand, the multiplier 1 to which the average value N is input
The coefficient K 1 is input to the coefficient calculator 17 from the coefficient calculator 17 to perform multiplication, and the product K 1 · N is sent to the adder 15 (third adder). The multiplier 1 to which the deviation D is input
The coefficient K 2 is input to the coefficient calculator 17 from the coefficient calculator 17, multiplication is performed, and the product K 2 · D is sent to the adder 15. The adder 15 adds K 1 · N and K 2 · D, and sums K 1 · N
+ K 2 · D is sent to the comparator 16 as a threshold value.
【００２１】他方、比較器１６へは遅延回路２から、対
数変換され遅延されたレーダビデオが入力されている。
比較器１６ではこのレーダビデオをしきい値と比較し、
しきい値を越えた信号を目標信号として出力する。そし
て、比較器１６の出力における誤警報確率があらかじめ
定めた一定値になるように係数算出器１７でＫ1、Ｋ2の
値を調整する。On the other hand, the comparator 16 receives the logarithmically converted and delayed radar video from the delay circuit 2.
The comparator 16 compares the radar video with a threshold value,
A signal exceeding the threshold is output as a target signal. The coefficient calculator 17 adjusts the values of K 1 and K 2 so that the false alarm probability at the output of the comparator 16 becomes a predetermined constant value.
【００２２】このように、Ｋ1、Ｋ2 はしきい値を決定す
る。Ｋ1、Ｋ2 を大きくすることによりしきい値が上がり
誤目標の検出を抑えることができるが、真の目標検出率
を下げることとなる。逆にＫ1、Ｋ2 を小さくすると真の
目標検出率が上昇するが、誤目標検出も多くなる。Ｋ1、
Ｋ2 両者の値はレーダビデオ信号の分布特性に応じて決
定される。事前にレーダビデオ信号の特性に応じた値を
設定しておいてもよいが、ヒットの検出状況（多少、密
粗）を基に、時々刻々変わるレーダビデオの状況に対応
してＫ1、Ｋ2 （あるいはいずれか一方）の値を所望のア
ルゴリズムに応じて自動的に上下させる方法も可能であ
る。As described above, K 1 and K 2 determine the threshold value. By increasing K 1 and K 2 , the threshold value rises and detection of an erroneous target can be suppressed, but the true target detection rate decreases. Conversely, when K 1 and K 2 are reduced, the true target detection rate increases, but erroneous target detection also increases. K 1 ,
The values of both K 2 are determined according to the distribution characteristics of the radar video signal. A value corresponding to the characteristics of the radar video signal may be set in advance. However, based on the hit detection status (somewhat coarse and coarse), K 1 and K 1 are set in accordance with the status of the radar video that changes every moment. A method of automatically raising and lowering the value of 2 (or any one of them) according to a desired algorithm is also possible.
【００２３】以上述べて来た構成の本発明のＣＡ ＬＯ
Ｇ／ＣＦＡＲ装置に対し、図６で用いたワイブル分布の
ビデオ信号を入力処理した場合のシミュレーションを図
４に示す。入力ビデオを対数変換し平均を求める処理ま
では図６の（ａ）から（ｃ）に示した処理と同一であ
る。上述した方法で求めた偏差ビデオにしきい値がうま
く適合しヒットを良好に検出していることが分かる
（ｆ）。The CA LO according to the present invention having the configuration described above is used.
FIG. 4 shows a simulation when the video signal having the Weibull distribution used in FIG. 6 is input to the G / CFAR device. The processing up to logarithmic conversion of the input video to obtain the average is the same as the processing shown in FIGS. 6 (a) to 6 (c). It can be seen that the threshold value is well matched to the deviation video obtained by the method described above, and the hit is detected well (f).
【００２４】次に、第２の発明の実施例を説明する。図
２は、第２の発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。第１の発明の構成においては、複数の大きな目標が
近接して存在する場合、当該複数の目標部分のしきい値
が急激に上昇しそれら複数の目標が検出されにくくなる
という問題がある。第２の発明はこの問題を解決するた
めに、しきい値算出に用いるビデオ振幅に上限値を設け
るようにしたものである。構成としては、図２におい
て、遅延回路２の１番目から（Ｍ＋１）番目までの各セ
クションの出力と加算器３、４あるいは減算器７との間
に振幅制限器１８を設けたものである。Next, an embodiment of the second invention will be described. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the embodiment of the second invention. In the configuration of the first aspect of the invention, when a plurality of large targets exist close to each other, there is a problem that the threshold values of the plurality of target portions rapidly rise and the plurality of targets are hardly detected. In the second invention, in order to solve this problem, an upper limit value is provided for the video amplitude used for calculating the threshold value. In FIG. 2, an amplitude limiter 18 is provided between the outputs of the first to (M + 1) th sections of the delay circuit 2 and the adders 3, 4 or the subtractor 7 in FIG.
【００２５】振幅制限器１８は通過させる振幅の上限レ
ベル（リミット値）が定まっており、遅延回路２の出力
レベルがリミット値未満である場合はそのまま通過させ
るが、リミット値以上である場合はリミット値で通過さ
せる。こうすることにより大振幅の目標信号がしきい値
算出回路へ入力するのを防止し、しきい値が上昇して目
標が検知されなくなるということを防止している。The upper limit level (limit value) of the amplitude to be passed is determined by the amplitude limiter 18. When the output level of the delay circuit 2 is less than the limit value, the signal is passed as it is. Pass by value. This prevents a large-amplitude target signal from being input to the threshold value calculation circuit, and prevents the threshold value from rising and the target from being undetected.
【００２６】以上述べて来たように本発明のＣＡ ＬＯ
Ｇ／ＣＦＡＲ装置では、従来提案されている分散や標準
偏差を求めるための１標本化時間内に乗算を何回も行わ
せる大規模で高速の乗算器を必要としないため容易に実
現できるという利点がある。本発明においても、第１の
乗算器と第２の乗算器という２つの乗算処理があるが、
これは１標本化時間に乗算処理を１回行うものであり高
速乗算を必要とするものではないし、また、Ｋ1 とＮ
（又はＫ2 とＤ）をアドレスとし、Ｋ1 ×Ｎ（又はＫ2
×Ｄ）の値をデータとして記憶した乗算値ＲＯＭによる
方法等により容易に実現できる。従って、大規模・高速
の乗算処理が必要でないという本発明の利点は充分実現
できる。As described above, the CA LO of the present invention is used.
The G / CFAR device has an advantage that it can be easily realized because it does not require a large-scale, high-speed multiplier for performing multiplication many times within one sampling time for obtaining a variance or a standard deviation conventionally proposed. There is. Also in the present invention, there are two multiplication processes of a first multiplier and a second multiplier.
This is not intended to require is fast multiplier performs one multiplication process in one sampling time, also, K 1 and N
(Or K 2 and D) as addresses, and K 1 × N (or K 2
× D) can be easily realized by a method using a multiplication value ROM storing data as data. Therefore, the advantage of the present invention that a large-scale and high-speed multiplication process is not required can be sufficiently realized.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、しきい値
の算出に対数変換後のビデオ信号振幅の平均値ＮをCell
Averaging法によって求める他、この平均値とビデオ信
号との差から同じくCell Averaging法を用いて振幅のば
らつきを示す偏差Ｄを求め、この平均値Ｎと偏差Ｄに係
数Ｋ1 およびＫ2 を乗じた値の和Ｋ1 Ｎ＋Ｋ2 Ｄをしき
い値として用いるようにしたので、振幅値のばらつきが
ワイブル分布のように大きいクラッタに対しても誤警報
確率を一定に抑えることができるという利点があり、更
に、偏差を求めるに当たってはCell Averaging方式を用
いたので、従来振幅のばらつきを示す指標として提案さ
れている分散や標準偏差を求める場合のように、大規模
・高速動作の乗算器を必要とせず実現が容易であるとい
う利点がある。As described above, according to the present invention, the average value N of the video signal amplitude after logarithmic conversion is used to calculate the threshold value.
Another determined by Averaging method, a deviation D that shows the variation in amplitude also using Cell Averaging method from the difference between the average value and the video signal, multiplied by a coefficient K 1 and K 2 on the average value N and the deviation D Since the sum of the values K 1 N + K 2 D is used as the threshold value, there is an advantage that the false alarm probability can be kept constant even for clutter having a large variation in the amplitude value like a Weibull distribution. Furthermore, since the Cell Averaging method was used to determine the deviation, a large-scale, high-speed operation multiplier was not required as in the case of calculating the variance or standard deviation, which has been conventionally proposed as an index indicating the amplitude variation. There is an advantage that implementation is easy.
【図１】第１の発明の実施例の構成を示すブロック図で
ある。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the first invention.
【図２】第２の発明の実施例の構成を示すブロック図で
ある。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the second invention.
【図３】図１、図２で用いられている遅延回路２の詳細
図である。FIG. 3 is a detailed diagram of a delay circuit 2 used in FIGS. 1 and 2;
【図４】図１の構成に図６と同じワイブル分布のビデオ
信号を入力処理したときのシミュレーション波形図であ
る。FIG. 4 is a simulation waveform chart when a video signal having the same Weibull distribution as in FIG. 6 is input to the configuration of FIG. 1;
【図５】従来の、しきい値に偏差を加味しないＣＡ Ｌ
ＯＧ／ＣＦＡＲ装置へレイリー分布のビデオ信号を入力
処理したときのシミュレーション波形図である。FIG. 5 shows a conventional CAL without adding a deviation to a threshold value.
FIG. 4 is a simulation waveform chart when a video signal having a Rayleigh distribution is input to an OG / CFAR device.
【図６】従来の、しきい値に偏差を加味しないＣＡ Ｌ
ＯＧ／ＣＦＡＲ装置へワイブル分布のビデオ信号を入力
処理したときのシミュレーション波形図である。FIG. 6 shows a conventional CAL without adding a deviation to a threshold value.
FIG. 7 is a simulation waveform diagram when a Weibull distribution video signal is input to the OG / CFAR device.
１ 対数増幅器 ２ 遅延回路 ３ 加算器 ４ 加算器 ５ 除算器 ６ 遅延回路 ７ 減算器 ８ 絶対値変換器 ９ 遅延回路 １０ 加算器 １１ 加算器 １２ 除算器 １３ 乗算器 １４ 乗算器 １５ 加算器 １６ 比較器 １７ 係数算出器 １８ 振幅制限器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Logarithmic amplifier 2 Delay circuit 3 Adder 4 Adder 5 Divider 6 Delay circuit 7 Subtractor 8 Absolute value converter 9 Delay circuit 10 Adder 11 Adder 12 Divider 13 Multiplier 14 Multiplier 15 Adder 16 Comparator 17 coefficient calculator 18 amplitude limiter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 外岡 幸吉 神奈川県横須賀市夏島町19番地 住友重機 械工業株式会社追浜造船所内 (72)発明者 山崎 寿男 神奈川県横須賀市夏島町19番地 住友重機 械工業株式会社追浜造船所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kokichi Tooka 19, Natsushima-cho, Yokosuka City, Kanagawa Prefecture Sumitomo Heavy Industries, Ltd.Oppama Shipbuilding Co., Ltd. Oppama Shipyard Co., Ltd.
Claims (2)
るＣＡ ＬＯＧ／ＣＦＡＲ装置。 （イ）入力レーダビデオ信号を対数変換する対数増幅器 （ロ）送信パルス幅より小さくない時間幅をτとしたと
き、対数増幅器からのビデオ信号に対し遅延時間が、
τ、２τ、３τ、４τ、……、（Ｍ＋２）τである各ビ
デオ信号を取り出すことのできる第１の遅延回路（但し
Ｍは偶数） （ハ）第１の遅延回路の出力のうち、遅延時間がτから
τＭ／２までの出力および（Ｍ／２＋２）τから（Ｍ＋
１）τまでの出力を加算して出力する第１の加算器 （ニ）第１の加算器の出力をＭで除しその商を出力する
第１の除算器 （ホ）第１の除算器の出力を（Ｍ／２＋１）τだけ遅延
させて平均値Ｎとして出力する第２の遅延回路 （ヘ）第１の遅延回路の遅延時間が（Ｍ／２＋１）τの
出力信号から第１の除算器の出力を差し引く減算器 （ト）減算器の出力を絶対値化する絶対値変換器 （チ）絶対値変換器の出力に対し、遅延時間が、τ、２
τ、３τ、４τ、……、（Ｍ＋１）τである各出力信号
を取り出すことができる第３の遅延回路 （リ）第３の遅延回路の出力のうち、遅延時間がτから
τＭ／２までの出力および（Ｍ／２＋２）τから（Ｍ＋
１）τまでの出力を加算して出力する第２の加算器 （ヌ）第２の加算器の出力をＭで除しその商を偏差Ｄと
して出力する第２の除算器 （ル）第２の遅延回路の出力である平均値Ｎに係数Ｋ1
を乗じて出力する第１の乗算器 （オ）第２の除算器の出力である偏差Ｄに係数Ｋ2 を乗
じて出力する第２の乗算器 （ワ）第１の乗算器の出力Ｋ1 ・Ｎと第２の乗算器の出
力Ｋ2 ・Ｄを加算してＫ1 ・Ｎ＋Ｋ2 ・Ｄをしきい値と
して出力する第３の加算器 （カ）第１の遅延回路の出力ビデオ信号のうち遅延時間
が最大の（Ｍ＋２）τのビデオ信号と、第３の加算器か
らのしきい値とを受けて、ビデオ信号をしきい値と比較
してビデオ信号がしきい値を越えたとき目標と検知して
出力する比較器 （ヨ）比較器出力における誤目標検知確率（誤警報確
率）が予め設定した値によるような係数Ｋ1 およびＫ2
を算出し、第１の乗算器および第２の乗算器へそれぞれ
出力する係数算出器1. A CA LOG / CFAR device comprising the following means. (B) Logarithmic amplifier for logarithmic conversion of the input radar video signal (b) When the time width not smaller than the transmission pulse width is τ, the delay time for the video signal from the logarithmic amplifier is
.., 2τ, 3τ, 4τ,..., (M + 2) First delay circuit capable of extracting each video signal (M is an even number) (where M is an even number) (c) Delay among outputs of the first delay circuit The output time is from τ to τM / 2 and from (M / 2 + 2) τ to (M +
1) A first adder that adds and outputs the outputs up to τ and outputs the same. (D) A first divider that divides the output of the first adder by M and outputs a quotient thereof (e) a first divider A second delay circuit that delays the output of (M / 2 + 1) τ and outputs the result as an average value N (f) First division from the output signal of the first delay circuit having a delay time of (M / 2 + 1) τ (G) Absolute value converter that converts the output of the subtractor to an absolute value. (H) The delay time of the output of the absolute value converter is τ, 2
.., 3τ, 4τ,..., (M + 1). Third delay circuit capable of extracting each output signal. (iii) Among the outputs of the third delay circuit, the delay time is from τ to τM / 2. From (M / 2 + 2) τ to (M +
1) A second adder that adds and outputs the outputs up to τ. (Nu) A second divider that divides the output of the second adder by M and outputs the quotient as a deviation D. The coefficient K 1 is added to the average value N output from the delay circuit of
(E) A second multiplier that multiplies the deviation D, which is the output of the second divider, by a coefficient K 2 and outputs the result. (V) An output K 1 of the first multiplier A third adder that adds N and the output K 2 · D of the second multiplier and outputs K 1 · N + K 2 · D as a threshold value (f) output video signal of the first delay circuit When the video signal having the maximum delay time (M + 2) τ and the threshold value from the third adder are received, the video signal is compared with the threshold value, and the video signal exceeds the threshold value. It targeted detect and comparator outputs (Yo) comparator target detection probability erroneous at the output (false alarm probability) coefficients such as by a preset value K 1 and K 2
And a coefficient calculator for calculating the calculated values and outputting the calculated values to the first and second multipliers, respectively.
うち遅延時間がτからτＭ／２までの各出力端および
（Ｍ／２＋２）τから（Ｍ＋１）τまでの各出力端のそ
れぞれと、第１の加算器との間および遅延時間が（Ｍ／
２＋１）τの出力端と減算器との間に振幅制限器を有す
ることを特徴とするＣＡ ＬＯＧ／ＣＦＡＲ装置。2. The output of the first delay circuit according to claim 1, wherein each output terminal has a delay time from τ to τM / 2 and each output terminal from (M / 2 + 2) τ to (M + 1) τ. And the delay time between each and the first adder (M /
2 + 1) A CA LOG / CFAR device having an amplitude limiter between an output terminal of τ and a subtractor.
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