JPH10239422A - Rador device - Google Patents
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- JPH10239422A JPH10239422A JP9045533A JP4553397A JPH10239422A JP H10239422 A JPH10239422 A JP H10239422A JP 9045533 A JP9045533 A JP 9045533A JP 4553397 A JP4553397 A JP 4553397A JP H10239422 A JPH10239422 A JP H10239422A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、送信波として変
調波を用いたCW(Continuous Wave)
レーダにおいて、目標信号以外のクラッタ等による不要
反射エコー(以後、不要信号と記す)をフィルタにより
除去して目標信号を検出するレーダ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CW (Continuous Wave) using a modulated wave as a transmission wave.
The present invention relates to a radar apparatus for detecting a target signal by removing unnecessary reflected echoes (hereinafter, referred to as unnecessary signals) caused by clutter or the like other than a target signal by a filter.
【0002】[0002]
【従来の技術】図7は、近藤他:“ノッチフィルタバン
クによるレーダクラッタの抑圧”、電子情報通信学会論
文誌B−II,vol.J78−BII,No.9(1
995)に開示された異なる阻止域幅を持った複数のノ
ッチフィルタを用いた不要信号抑圧手段を備えたレーダ
装置の一構成図である。図7において、1および6はア
ンテナ素子、2は送信機、3は変調信号発生器、7は受
信機、8はA/D変換器、10はビーム形成手段、11
は復調手段、13は目標検出手段、15はフィルタバン
クを用いた不要信号抑圧手段である。以下の記述では、
式の表記を簡単にするため、信号は全て複素信号で表す
ことにする。各受信機は、それぞれ内部で各アンテナ素
子が受信したRF帯の受信信号を増幅し、位相検波して
複素ビデオ信号を生成している。このアナログビデオ信
号は各受信装置が備えたA/D変換器において、一定の
標本化周期Tで標本化されディジタル信号に変換され
る。2. Description of the Related Art FIG. 7 shows Kondo et al .: "Suppression of radar clutter by a notch filter bank", IEICE Transactions B-II, vol. J78-BII, No. 9 (1
995) is a configuration diagram of a radar apparatus provided with unnecessary signal suppression means using a plurality of notch filters having different stopband widths disclosed in U.S. Pat. 7, 1 and 6 are antenna elements, 2 is a transmitter, 3 is a modulation signal generator, 7 is a receiver, 8 is an A / D converter, 10 is beam forming means, 11
Denotes demodulation means, 13 denotes target detection means, and 15 denotes unnecessary signal suppression means using a filter bank. In the following description,
For simplicity of expression, all signals are represented by complex signals. Each receiver amplifies a received signal in the RF band internally received by each antenna element, and performs phase detection to generate a complex video signal. This analog video signal is sampled at a fixed sampling period T in an A / D converter provided in each receiving device and is converted into a digital signal.
【0003】ここで、送信波をFMCW(Freque
ncy Modulated Continuos W
ave)方式で変調した例について動作を説明する。F
MCW方式では、図9に示すように、送信周波数をΔf
の間でリニアに変化させると、距離Rにある目標からの
反射波は、cを光速として2R/cだけ遅れて受信され
るので、2R/cに相当する時間だけ前の送信周波数が
受信されることになる。これより、送信と受信の周波数
差をfrとすると、frは式(1)から求めることがで
きる。[0003] Here, the transmission wave is converted to FMCW (Frequency).
ncy Modulated Continuos W
ave) The operation will be described for an example of modulation by the ave method. F
In the MCW method, as shown in FIG.
, The reflected wave from the target located at the distance R is received with a delay of 2R / c with c as the speed of light, so the previous transmission frequency is received for a time corresponding to 2R / c. Will be. From this, assuming that the frequency difference between transmission and reception is fr, fr can be obtained from equation (1).
【0004】[0004]
【数1】 (Equation 1)
【0005】但し、Ts は周波数掃引時間(周波数がΔ
f変化するのに要する時間)である。更に、式(1)を
変形すると式(2)のようになり、目標との距離Rは送
信と受信の周波数差frから求めることができる。[0005] Here, T s is the frequency sweep time (frequency is Δ
f time required to change). Further, when Expression (1) is modified, Expression (2) is obtained, and the distance R to the target can be obtained from the frequency difference fr between transmission and reception.
【0006】[0006]
【数2】 (Equation 2)
【0007】従って、復調処理として、ビーム形成手段
の出力信号を離散フーリエ変換することにより距離情報
(以下レンジビンと呼ぶ)を得ることができ、これを複
数掃引分繰り返すとレンジビン数分の時系列データを得
ることができる。レンジと時間とからなる2次元の受信
信号データは、レンジビン毎に不要信号抑圧処理が行わ
れる。図8は、ノッチフィルタバンクを用いた不要信号
抑圧手段の処理ブロック図である。まず、スペクトル解
析手段30では入力信号を離散フーリエ変換することに
より、周波数領域に変換する。スペクトル解析手段30
で得られた不要信号スペクトルから、帯域幅推定手段3
1と中心周波数推定手段32では、それぞれ帯域幅及び
中心周波数を推定する。この推定した中心周波数と帯域
幅に基づいて、ノッチフィルタ切替判定手段33では、
推定した帯域幅を持つ不要信号を抑圧するのに最も適し
た阻止域幅を持つノッチフィルタを選択する。ノッチフ
ィルタバンク34では、異なる阻止域幅を有する複数の
ノッチフィルタが用意されており、ノッチフィルタ切替
判定手段33で選択されたノッチフィルタを用いて、受
信信号中の不要信号成分を抑圧する。不要信号抑圧処理
後の信号は、目標検出手段13に転送され、CFAR
(Constant False Alarm Rat
io)処理のような自動検出処理によって目標信号の検
出が行われる。Accordingly, as demodulation processing, distance information (hereinafter referred to as range bins) can be obtained by performing a discrete Fourier transform on the output signal of the beam forming means. Can be obtained. Unwanted signal suppression processing is performed on the two-dimensional received signal data including the range and the time for each range bin. FIG. 8 is a processing block diagram of an unnecessary signal suppressing unit using a notch filter bank. First, the spectrum analysis unit 30 transforms an input signal into a frequency domain by performing a discrete Fourier transform. Spectrum analysis means 30
Estimating means 3 from the unnecessary signal spectrum obtained in
1 and the center frequency estimating means 32 estimate the bandwidth and the center frequency, respectively. Based on the estimated center frequency and bandwidth, the notch filter switching determination means 33
A notch filter having a stopband width most suitable for suppressing an unnecessary signal having the estimated bandwidth is selected. In the notch filter bank 34, a plurality of notch filters having different stopband widths are prepared, and unnecessary signal components in the received signal are suppressed by using the notch filters selected by the notch filter switching determination means 33. The signal after the unnecessary signal suppression processing is transferred to the target detection means 13 and the CFAR
(Constant False Alarm Rat
io) The target signal is detected by an automatic detection process such as the process.
【0008】しかしながら、受信された不要信号が単峰
でなく、図10に示すように複数のピークを持つ複雑な
スペクトル形状を有する場合、上記不要信号抑圧手段で
はレベルが最も大きいピークを示す不要信号成分にのみ
動作することになる。従って、それ以外の不要信号成分
が消え残るので、後段の目標検出手段において誤警報確
率の増大を誘発する可能性がある。However, when the received unnecessary signal is not a single peak but has a complicated spectrum shape having a plurality of peaks as shown in FIG. 10, the unnecessary signal suppressing means uses the unnecessary signal indicating the peak having the highest level. Only the components will work. Therefore, since other unnecessary signal components remain, there is a possibility that the false alarm probability will be increased in the target detection means at the subsequent stage.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】従来のガウス型スペク
トルを持つ不要信号に対応した複数のノッチフィルタを
用いた不要信号抑圧手段を備えたレーダ装置では、複雑
なスペクトル形状を示す不要信号に対しては消え残りが
発生して、目標検出手段において誤警報確率が増大する
という課題があった。In a conventional radar apparatus provided with unnecessary signal suppressing means using a plurality of notch filters corresponding to unnecessary signals having a Gaussian spectrum, an unnecessary signal having a complicated spectrum shape is required. There is a problem that unremoved remains occur and the probability of false alarm increases in the target detection means.
【0010】この発明は上記の課題を解消するためにな
されたもので、不要信号抑圧処理を行うレンジビンとは
異なる、少なくとも1つのレンジビンで荷重調整を行う
適応フィルタを用いることで、複数のスペクトルピーク
を持つ不要信号を抑圧できる不要信号抑圧手段を備えた
レーダ装置を得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and a plurality of spectral peaks are obtained by using an adaptive filter which performs weight adjustment with at least one range bin different from a range bin which performs unnecessary signal suppression processing. It is an object of the present invention to obtain a radar apparatus provided with unnecessary signal suppressing means capable of suppressing unnecessary signals having the above.
【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、この発明に係わるレーダ装置は、送信波を放射す
る送信手段と、目標からの反射波を受信してディジタル
ベースバンド信号に変換する受信手段と、ディジタルベ
ースバンド信号により受信ビーム合成を行うビーム形成
手段とを備えて、受信ビーム合成信号から目標検出をす
る構成において、受信ビーム合成信号から適応フィルタ
の荷重を求めるための信号を選択する適応荷重調整レン
ジビン選択手段、上記選択された適応荷重調整用の信号
を用いて、少なくとも1つ以上の荷重を求める適応荷重
調整手段とを設けて、受信ビーム合成信号から目標信号
を抽出する適応フィルタ型不要信号抑圧手段を備えたこ
とを特徴とする。In order to achieve the above object, a radar device according to the present invention comprises a transmitting means for radiating a transmission wave, and a reflection wave from a target, which is converted into a digital baseband signal. And a beam forming means for performing reception beam synthesis based on the digital baseband signal. In the configuration for performing target detection from the reception beam synthesis signal, a signal for calculating the weight of the adaptive filter from the reception beam synthesis signal is generated. An adaptive load adjustment range bin selecting means to be selected, and an adaptive load adjusting means for obtaining at least one load using the selected adaptive load adjustment signal are provided, and a target signal is extracted from the received beam combined signal. An adaptive filter type unnecessary signal suppressing unit is provided.
【0012】また更に、適応荷重調整レンジビン選択手
段は、処理対象レンジビン及び処理対象レンジビンの両
隣のレンジビンを除いて所定の区間のレンジビンを適応
荷重調整用レンジビンとして選択するようにした。Further, the adaptive load adjustment range bin selecting means selects a range bin in a predetermined section as a range bin for adaptive load adjustment except for a range bin to be processed and a range bin adjacent to both sides of the range bin to be processed.
【0013】[0013]
実施の形態1.図1は、この発明の本実施の形態におけ
るレーダ装置の構成を示す図である。図において、1及
び6はアンテナ素子、2は送信機、3は変調信号発生
器、7は受信機、8はA/D変換器、10はビーム形成
手段、11は復調手段、12本発明の重要な構成要素で
ある適応フィルタを用いた不要信号抑圧手段、13は目
標検出手段、14はこれら要素で構成される信号処理装
置である。以下、図1を参照して、本発明に係わるレー
ダ装置の重要な構成要素について詳細に説明する。本発
明の特徴は、適応フィルタを用いた不要信号抑圧手段1
2を備えた点であるので、これらの動作を中心に説明す
る。Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a radar apparatus according to the embodiment of the present invention. In the figure, 1 and 6 are antenna elements, 2 is a transmitter, 3 is a modulation signal generator, 7 is a receiver, 8 is an A / D converter, 10 is beam forming means, 11 is demodulation means, and 12 is the present invention. Unnecessary signal suppression means using an adaptive filter, which is an important component, 13 is a target detection means, and 14 is a signal processing device composed of these elements. Hereinafter, important components of the radar apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. A feature of the present invention is that an unnecessary signal suppressing unit 1 using an adaptive filter is provided.
2 are provided, and therefore these operations will be mainly described.
【0014】実施の形態1における適応フィルタを用い
た不要信号抑圧手段の動作を、図2〜図4を用いて説明
する。図2は、上記適応フィルタを用いた不要信号抑圧
手段の処理ブロック図である。図において、23は単位
サンプル毎の遅延器、15は複素加算器、16は複素減
算器、17は複素乗算器、18は適応荷重調整レンジビ
ン選択手段、19は変形DMI(Direct Mat
rix Inversion)アルゴリズムによる適応
荷重調整手段である。復調手段11の出力信号である受
信信号は、まず、分岐されて適応荷重調整レンジビン選
択手段18に転送される。一般に、不要信号は十レンジ
ビン以上にわたって存在する一方、目標エコーは1レン
ジビン内に収まることが多い。そこで、適応荷重調整レ
ンジビン選択手段18では、処理するレンジビンに目標
が存在する時に、荷重調整データには目標信号が含まれ
ないように適応フィルタの荷重調整用のデータを選択す
る。The operation of the unnecessary signal suppressing means using the adaptive filter according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a processing block diagram of an unnecessary signal suppressing unit using the adaptive filter. In the figure, 23 is a delay unit for each unit sample, 15 is a complex adder, 16 is a complex subtractor, 17 is a complex multiplier, 18 is an adaptive weight adjustment range bin selection means, and 19 is a modified DMI (Direct Mat).
(Rix Inversion) algorithm. The received signal, which is the output signal of the demodulation means 11, is first branched and transferred to the adaptive weight adjustment range bin selection means 18. In general, unwanted signals exist over ten range bins, while target echoes often fall within one range bin. Therefore, the adaptive load adjustment range bin selecting means 18 selects data for adjusting the load of the adaptive filter so that the target signal is not included in the load adjustment data when the target exists in the range bin to be processed.
【0015】図3は、上記適応荷重調整レンジビン選択
手段18の内部構成を示したブロック図である。図にお
いて、50はデータを一時的に記憶しておくデータバッ
ファ、51はデータバッファに対して出力するデータを
制御する荷重調整データ転送手段、52は処理するレン
ジビンを制御するレンジビンカウンタ、53はユーザが
任意に設定できる荷重調整に必要なパラメータを記憶し
ておくメモリである。荷重調整データ転送手段51は、
処理レンジビンカウンタ52から転送されるレンジビン
番号と、パラメータ記憶メモリ53から転送されるパラ
メータNR、Δirに基づいて荷重調整に使用するレン
ジビンを選択する。そして、そのレンジビン区間に対応
するデータを変形DMIアルゴリズムによる適応荷重調
整手段19に転送するように、データバッファ50を制
御する。FIG. 3 is a block diagram showing the internal configuration of the adaptive load adjustment range bin selecting means 18. As shown in FIG. In the figure, 50 is a data buffer for temporarily storing data, 51 is a load adjustment data transfer means for controlling data output to the data buffer, 52 is a range bin counter for controlling a range bin to be processed, and 53 is a user Is a memory for storing parameters necessary for load adjustment that can be set arbitrarily. The load adjustment data transfer means 51
A range bin to be used for load adjustment is selected based on the range bin number transferred from the processing range bin counter 52 and the parameters NR and Δir transferred from the parameter storage memory 53. Then, the data buffer 50 is controlled so that the data corresponding to the range bin section is transferred to the adaptive load adjusting means 19 based on the modified DMI algorithm.
【0016】この際の処理対象レンジビンと荷重調整用
レンジビンとの関係を図4に示す。図4において、混乱
を避けるために横方向をレンジビンとして、時系列は紙
面に垂直の方向に並んでいるものとした。不要信号抑圧
処理は、処理が必要な範囲に対して、例えば近距離から
遠距離に順次行われる。図4において、一番上の図は、
レンジビン番号irを処理する場合を示しており、処理
対象レンジビン21と荷重調整レンジビン22とはΔi
rだけ間隔を空けて設定している。但し、荷重調整用レ
ンジビン数は受信される不要信号の距離方向の特性に依
存しており、受信レベルや周波数特性が距離方向で著し
く変化する場合は、荷重調整用レンジビン数を少なく設
定する必要がある。また、処理範囲のエッジ付近、即ち
最小レンジビン及び最大レンジビン付近の信号処理をす
る場合、荷重調整レンジビンを部分的に設定できなくな
るため、適応荷重調整に使用できるデータ数は減少す
る。レンジビン番号irの処理が終了すると、図4に示
すように、順次ir+1、ir+2、ir+3と処理を
続けていき、全レンジビンを処理していくことになる。FIG. 4 shows the relationship between the processing range bin and the load adjustment range bin. 4, in order to avoid confusion, the horizontal direction is a range bin, and the time series is arranged in a direction perpendicular to the paper surface. The unnecessary signal suppression processing is sequentially performed, for example, from a short distance to a long distance in a range where the processing is required. In FIG. 4, the top figure is
The case where the range bin number ir is processed is shown, and the processing target range bin 21 and the load adjustment range bin 22 are represented by Δi
The interval is set by r. However, the number of load adjustment range bins depends on the characteristics of the received unnecessary signal in the distance direction. If the reception level and frequency characteristics change significantly in the distance direction, it is necessary to set a smaller number of load adjustment range bins. is there. Further, when performing signal processing near the edges of the processing range, that is, near the minimum range bin and the maximum range bin, the load adjustment range bin cannot be partially set, so that the number of data that can be used for adaptive load adjustment decreases. When the processing of the range bin number ir is completed, as shown in FIG. 4, the processing continues in the order of ir + 1, ir + 2, ir + 3, and all the range bins are processed.
【0017】適応荷重調整レンジビン選択手段18で選
択されたデータは、適応荷重調整手段19に転送され
る。一般に、入力データサンプル毎に荷重更新を行う適
応フィルタでは、荷重値が時変になる(サンプル毎に変
化する)ため、フィルタの位相特性は線形ではない。こ
れは、目標検出手段等における積分処理によるS/N比
改善や周波数領域での目標検出処理において積分ロスが
発生することを意味しており、好ましくない。そこで、
適応フィルタの荷重を同一処理レンジビン内では固定す
ることが必要となり、適応アルゴリズムとしては、逐次
処理型のアルゴリズムではなく、ブロック処理型のアル
ゴリズムを採用するのが望ましい。ここでは、ブロック
処理型のアルゴリズムであるDMIアルゴリズムを変形
したアルゴリズムを用いて、適応フィルタの荷重調整を
行う。図5は、処理レンジビン番号をirとした場合の
変形DMIアルゴリズムによる適応荷重調整手段19で
行われる演算のフローチャートである。以下、このフロ
ーチャートと対比させながら、荷重の調整方法について
説明する。後述する数式との整合をとるために、フロー
チャートには適応荷重調整レンジビン選択手段18と変
形DMIアルゴリズムによる適応荷重調整手段19の処
理内容が含まれている。The data selected by the adaptive load adjusting range bin selecting means 18 is transferred to the adaptive load adjusting means 19. In general, in an adaptive filter that updates the load for each input data sample, the load value changes with time (changes for each sample), so the phase characteristic of the filter is not linear. This means that an integration loss occurs in the S / N ratio improvement by the integration processing in the target detection means or the like and the target detection processing in the frequency domain, which is not preferable. Therefore,
It is necessary to fix the weight of the adaptive filter within the same processing range bin, and it is desirable to adopt a block processing type algorithm instead of a sequential processing type algorithm as the adaptive algorithm. Here, the adaptive filter weight adjustment is performed using an algorithm obtained by modifying the DMI algorithm which is a block processing type algorithm. FIG. 5 is a flowchart of the calculation performed by the adaptive load adjusting means 19 by the modified DMI algorithm when the processing range bin number is ir. Hereinafter, the load adjustment method will be described in comparison with this flowchart. The flow chart includes the processing contents of the adaptive load adjustment range bin selecting means 18 and the adaptive load adjusting means 19 based on the modified DMI algorithm in order to match with a mathematical expression described later.
【0018】レンジビン番号、時系列のサンプル番号、
適応フィルタの荷重数をそれぞれi、n、Lとしたと
き、不要信号抑圧手段に転送される受信信号をx(n,
i)と表すことにする。このとき、荷重ベクトルWav、
受信信号ベクトルDをそれぞれ式(3)、式(4)で表
すとする(ステップ60)。次に、適応荷重調整レンジ
ビン選択手段18で選択したレンジビンのデータ、即
ち、データバッファ50から転送されるデータを用い
て、自己相関行列Rav、相互相関ベクトルPavを求め
る。ステップ61、62が適応荷重調整レンジビン選択
手段18に係わる操作である。一方、ステップ63〜6
8では、適応荷重調整レンジビン選択手段18で選択さ
れたレンジビン区間で、変数kに係わるループで時間平
均操作を行って、自己相関行列Rav、相互相関ベクトル
Pavの推定精度を高めている。以上の荷重調整の流れを
数式で表現すると、以下のようになる。変形DMIアル
ゴリズムでは、自己相関行列Rav、相互相関ベクトルP
avはそれぞれ式(5)、式(6)で表される。Range bin number, time series sample number,
Assuming that the weights of the adaptive filters are i, n, and L, the received signal transferred to the unnecessary signal suppressing unit is x (n,
i). At this time, the load vector Wav,
It is assumed that the received signal vector D is expressed by Expressions (3) and (4), respectively (Step 60). Next, the autocorrelation matrix Rav and the cross-correlation vector Pav are obtained by using the data of the range bin selected by the adaptive load adjustment range bin selection means 18, that is, the data transferred from the data buffer 50. Steps 61 and 62 are operations relating to the adaptive load adjustment range bin selecting means 18. On the other hand, steps 63-6
At 8, in the range bin section selected by the adaptive load adjustment range bin selecting means 18, the time averaging operation is performed in a loop related to the variable k to improve the estimation accuracy of the autocorrelation matrix Rav and the cross-correlation vector Pav. The above flow of the load adjustment is expressed by the following equation. In the modified DMI algorithm, the autocorrelation matrix Rav and the cross-correlation vector P
av is represented by Expression (5) and Expression (6), respectively.
【0019】[0019]
【数3】 (Equation 3)
【0020】ここで、NSは荷重計算開始サンプル番
号、NEは荷重計算終了サンプル番号であり、is=i
r−NR−Δir、ie=ir+NR+Δirである。
但し、ir−Δir≦i≦ir+Δirは使用しない。
上式で得られた自己相関行列Ravと相互相関ベクトルP
avを用いて、適応フィルタ荷重ベクトルWavは、式
(7)より求めることができる。Here, NS is a load calculation start sample number, NE is a load calculation end sample number, and is = i
r−NR−Δir, ie = ir + NR + Δir.
However, ir−Δir ≦ i ≦ ir + Δir is not used.
The autocorrelation matrix Rav and the cross-correlation vector P obtained by the above equation
Using av, the adaptive filter load vector Wav can be obtained from Expression (7).
【0021】[0021]
【数4】 (Equation 4)
【0022】以上のように計算された適応荷重を用い
て、適応フィルタの出力信号、即ち、不要信号抑圧手段
の出力信号e(n,ir)は、式(8)から得ることが
できる。Using the adaptive weight calculated as described above, the output signal of the adaptive filter, that is, the output signal e (n, ir) of the unnecessary signal suppressing means can be obtained from equation (8).
【0023】[0023]
【数5】 (Equation 5)
【0024】式(7)は、wiener−Hopfの方
程式を直接計算するアルゴリズムであり、式(8)で示
した出力信号e(n,ir)の平均電力が最小になるよ
うに荷重が調整されるとき、最適荷重を得ることができ
る。Equation (7) is an algorithm for directly calculating the Wiener-Hopf equation, and the load is adjusted so that the average power of the output signal e (n, ir) shown in equation (8) is minimized. The optimum load can be obtained.
【0025】さて、ここで、wiener−Hopfの
方程式について簡単に説明する。説明の便宜上、レンジ
ビンを表す変数iを除くことにする。出力信号e(n)
を2乗すると式(9)のようになる。Now, the Wiener-Hopf equation will be briefly described. For convenience of explanation, a variable i representing a range bin is excluded. Output signal e (n)
Is squared to give equation (9).
【0026】[0026]
【数6】 (Equation 6)
【0027】ここで、E[ ]を平均操作として、式
(10a),(10b)のように平均値を定義する。式
(10a),(10b)より、式(9)の両辺の平均値
は式(11)のようになる。Here, assuming that E [] is an averaging operation, an average value is defined as in equations (10a) and (10b). From equations (10a) and (10b), the average value on both sides of equation (9) is as shown in equation (11).
【0028】[0028]
【数7】 (Equation 7)
【0029】Wに関して偏微分すると式(12)を得る
ことができる。Equation (12) can be obtained by partially differentiating W.
【0030】[0030]
【数8】 (Equation 8)
【0031】荷重ベクトルが最適値Wo を取るとき、式
(11)は最小値を示す。即ち、式(11)は荷重ベク
トルWの二次関数であり、式(12)が極小値を示す荷
重ベクトルが最適値Wo になるので、式(13)が成り
立つ。自己相関ベクトルRはエルミート行列であり、式
(14)が成り立つので、式(13)の複素共役転置を
取って変形すると、最適荷重ベクトルは式(15)から
得ることができる。When the load vector takes the optimum value Wo, equation (11) shows the minimum value. That is, Equation (11) is a quadratic function of the load vector W, and Equation (13) holds because the load vector that shows the minimum value in Equation (12) is the optimum value Wo. The autocorrelation vector R is a Hermitian matrix, and the equation (14) holds. Therefore, when the complex conjugate transposition of the equation (13) is taken and deformed, the optimal load vector can be obtained from the equation (15).
【0032】[0032]
【数9】 (Equation 9)
【0033】以上のように、本発明の実施の形態1で
は、適応フィルタの荷重調整時に目標信号を抑圧しない
ような手法を採用し、受信信号の主成分である不要信号
の出力電力を最小化するように荷重調整を行うことによ
り、不要信号スペクトル形状に応じたフィルタ振幅特性
を実現することができる。従って、図6に示すような複
雑なスペクトルを有する不要信号でも抑圧することが可
能である。As described above, the first embodiment of the present invention employs a method that does not suppress the target signal when adjusting the weight of the adaptive filter, and minimizes the output power of the unnecessary signal that is the main component of the received signal. By performing the load adjustment in such a manner as described above, it is possible to realize a filter amplitude characteristic according to the unnecessary signal spectrum shape. Therefore, it is possible to suppress an unnecessary signal having a complicated spectrum as shown in FIG.
【0034】上記実施の形態では、復調手段11で離散
フーリエ変換を行うことにより、目標信号のレンジサイ
ドローブが発生する場合が考えられるため、処理レンジ
ビンと適応荷重調整レンジビンとの間隔は少なくとも1
レンジビン以上空けるのが望ましい。即ち、図4のΔi
rで示すレンジビンデータは、使用しない。しかし、他
の実施の形態として、Δirを設けないようにして両隣
のレンジビンを適応荷重調整レンジビンとして選択して
もよい。In the above-described embodiment, the range between the processing range bin and the adaptive load adjustment range bin is at least 1 since the range side lobe of the target signal may be generated by performing the discrete Fourier transform by the demodulation means 11.
It is desirable to leave more than the range bin. That is, Δi in FIG.
The range bin data indicated by r is not used. However, as another embodiment, the range bin on both sides may be selected as the adaptive load adjustment range bin without providing Δir.
【0035】[0035]
【発明の効果】上記のように、この発明によれば、荷重
調整用のレンジビン選択手段と、選択された信号からフ
ィルタの荷重を求める適応荷重調整手段を備えた適応フ
ィルタを用いたので、複雑なスペクトルを有する不要信
号でも抑圧する効果がある。更に、適応フィルタの荷重
は、レンジビン毎に時不変となるようなアルゴリズムを
適用することにより、目標検出のための積分処理でのロ
スを低減して、目標信号検出性能を改善する効果があ
る。As described above, according to the present invention, since the adaptive filter having the range bin selecting means for adjusting the load and the adaptive load adjusting means for obtaining the filter load from the selected signal is used, the present invention is complicated. This has the effect of suppressing even unnecessary signals having a special spectrum. Furthermore, by applying an algorithm that makes the load of the adaptive filter time-invariant for each range bin, there is an effect that loss in integration processing for target detection is reduced and target signal detection performance is improved.
【図1】 この発明の実施の形態1におけるレーダ装置
の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a radar device according to Embodiment 1 of the present invention.
【図2】 実施の形態1における不要信号抑圧手段の構
成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of an unnecessary signal suppressing unit according to the first embodiment.
【図3】 実施の形態1における適応荷重調整レンジビ
ン選択手段の内部構成ブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of an adaptive load adjustment range bin selection unit according to the first embodiment.
【図4】 実施の形態1における処理対象レンジビンと
荷重調整用レンジビンの関係を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a range bin to be processed and a range bin for load adjustment according to the first embodiment;
【図5】 実施の形態1における適応フィルタの動作を
説明するフローチャート図である。FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation of the adaptive filter according to the first embodiment.
【図6】 実施の形態1のレーダ装置による動作を説明
するスペクトル図である。FIG. 6 is a spectrum diagram illustrating an operation of the radar device according to the first embodiment.
【図7】 従来のレーダ装置の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional radar device.
【図8】 従来のノッチフィルタバンクを用いた不要信
号抑圧手段の処理ブロック図である。FIG. 8 is a processing block diagram of a conventional unnecessary signal suppressing unit using a notch filter bank.
【図9】 従来のレーダ装置の動作を説明する図であ
る。FIG. 9 is a diagram illustrating the operation of a conventional radar device.
【図10】 従来のレーダ装置による動作を説明するス
ペクトル図である。FIG. 10 is a spectrum diagram illustrating the operation of the conventional radar device.
【符号の説明】 1 アンテナ素子、2 送信機、3 変調信号発生器、
5 送信装置、6 アンテナ素子、7 受信機、8 A
/D変換器、9 受信装置、10 ビーム形成手段、1
1 復調手段、12 適応フィルタを用いた不要信号抑
圧手段、13目標検出手段、14 信号処理装置、18
適応荷重調整レンジビン選択手段、19 適応荷重調
整手段。[Description of References] 1 antenna element, 2 transmitter, 3 modulation signal generator,
5 transmitter, 6 antenna element, 7 receiver, 8 A
/ D converter, 9 receiving device, 10 beam forming means, 1
Reference Signs List 1 demodulation means, 12 unnecessary signal suppression means using adaptive filter, 13 target detection means, 14 signal processing device, 18
Adaptive load adjustment range bin selection means, 19 Adaptive load adjustment means.
Claims (2)
受信してディジタルベースバンド信号に変換する受信手
段と、上記ディジタルベースバンド信号により受信ビー
ム合成を行うビーム形成手段とを備えて、上記受信ビー
ム合成信号から目標検出をする構成において、 受信ビーム合成信号から適応フィルタの荷重を求めるた
めの信号を選択する適応荷重調整レンジビン選択手段
と、 上記選択された適応荷重調整用の信号を用いて、少なく
とも1つ以上の荷重を求める適応荷重調整手段とを設け
て、受信ビーム合成信号から目標信号を抽出する適応フ
ィルタ型不要信号抑圧手段を備えたことを特徴とするレ
ーダ装置。A transmitting means for radiating a transmitting wave, a receiving means for receiving a reflected wave and converting the reflected wave into a digital baseband signal, and a beam forming means for performing a receiving beam synthesis using the digital baseband signal; In the configuration for performing target detection from the received beam combined signal, an adaptive load adjustment range bin selecting means for selecting a signal for obtaining a load of the adaptive filter from the received beam combined signal, and using the selected signal for adaptive load adjustment And an adaptive load adjusting means for obtaining at least one weight, and an adaptive filter type unnecessary signal suppressing means for extracting a target signal from the received beam composite signal.
理対象レンジビン及び処理対象レンジビンの両隣のレン
ジビンを除いて所定の区間のレンジビンを荷重調整用レ
ンジビンとして選択することを特徴とする請求項1記載
のレーダ装置。2. The adaptive load adjustment range bin selecting means selects a range bin in a predetermined section as a load adjustment range bin except for a range bin to be processed and a range bin on both sides of the range bin to be processed. Radar equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9045533A JPH10239422A (en) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | Rador device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9045533A JPH10239422A (en) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | Rador device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10239422A true JPH10239422A (en) | 1998-09-11 |
Family
ID=12722040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9045533A Pending JPH10239422A (en) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | Rador device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10239422A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-02-28 JP JP9045533A patent/JPH10239422A/en active Pending
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