(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標物から反射され、干渉波が混入したレーダ受信信号から実部入力信号と虚部入力信号とを導出し、これら実部入力信号と虚部入力信号から干渉波を除去するレーダ装置の干渉波除去装置であって、
前記レーダ受信信号から実部入力信号と虚部入力信号を導出する実部・虚部導出部と、
この実部・虚部導出部から導出された実部入力信号を蓄積する実部メモリと、
前記実部・虚部導出部から導出され連続する実部入力信号の大小関係に基づいて干渉波の有無を検出する実部干渉波検出部と、
この実部干渉波検出部により干渉波が検出されたときは、当該干渉波が検出された実部入力信号でなく前記実部メモリに蓄積されている１サンプリング前の実部入力信号を実部出力信号として出力する実部干渉波除去部と、
前記実部・虚部導出部から導出された虚部入力信号を蓄積する虚部メモリと、
前記実部・虚部導出部から導出され連続する虚部入力信号の大小関係に基づいて干渉波の有無を検出する虚部干渉波検出部と、
この虚部干渉波検出部により干渉波が検出されたときは、当該干渉波が検出された虚部入力信号でなく前記虚部メモリに蓄積されている１サンプリング前の虚部入力信号を虚部出力信号として出力する虚部干渉波除去部と、
前記実部出力信号と前記虚部出力信号とを合成してビデオ出力信号を出力する強度算出部とを備えたレーダ装置の干渉波除去装置。
【請求項２】
目標物から反射され、干渉波が混入したレーダ受信信号から実部入力信号と虚部入力信号とを導出し、これら実部入力信号と虚部入力信号から干渉波を除去するレーダ装置の干渉波除去装置であって、
前記レーダ受信信号から実部入力信号と虚部入力信号を導出する実部・虚部導出部と、
この実部・虚部導出部から導出された実部入力信号を蓄積する実部メモリと、
前記実部・虚部導出部から導出され連続する実部入力信号の大小関係に基づいて干渉波の有無を検出する実部干渉波検出部と、
実部入力信号の位相の周期を算出する実部補正演算部と、
前記実部干渉波検出部により干渉波が検出されたときは、前記実部補正演算部で算出した前記周期により、当該干渉波が検出された実部入力信号でなく前記実部メモリに蓄積されているサンプリングの１周期前の実部入力信号を実部出力信号として出力する実部干渉波除去部と、
前記実部・虚部導出部から導出された虚部入力信号を蓄積する虚部メモリと、
前記実部・虚部導出部から導出され連続する虚部入力信号の大小関係に基づいて干渉波の有無を検出する虚部干渉波検出部と、
虚部入力信号の位相の周期を算出する虚部補正演算部と
前記虚部干渉波検出部により干渉波が検出されたときは、前記虚部補正演算部で算出した前記周期により、当該干渉波が検出された虚部入力信号でなく前記虚部メモリに蓄積されているサンプリングの１周期前の虚部入力信号を虚部出力信号として出力する虚部干渉波除去部と、
前記実部出力信号と前記虚部出力信号とを合成してビデオ出力信号を出力する強度算出部とを備えたレーダ装置の干渉波除去装置。
【請求項３】
目標物から反射され、干渉波が混入したレーダ受信信号から実部入力信号と虚部入力信号とを導出し、これら実部入力信号と虚部入力信号から干渉波を除去するレーダ装置の干渉波除去装置であって、
前記レーダ受信信号から実部入力信号と虚部入力信号を導出する実部・虚部導出部と、
この実部・虚部導出部から導出された実部入力信号を蓄積する実部メモリと、
前記実部・虚部導出部から導出され連続する実部入力信号の大小関係に基づいて干渉波の有無を検出する実部干渉波検出部と、
実部入力信号の各サンプリング毎の予測値を計算する実部補正演算部と、
前記実部干渉波検出部により干渉波が検出されたときは、前記実部補正演算部で計算した予測値を実部出力信号として出力する実部干渉波除去部と、
前記実部・虚部導出部から導出された虚部入力信号を蓄積する虚部メモリと、
前記実部・虚部導出部から導出され連続する虚部入力信号の大小関係に基づいて干渉波の有無を検出する虚部干渉波検出部と、
虚部入力信号の各サンプリング毎の予測値を計算する虚部補正演算部と、
前記虚部干渉波検出部により干渉波が検出されたときは、前記虚部補正演算部で計算した予測値を虚部出力信号として出力する虚部干渉波除去部とを備えたレーダ装置の干渉波除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、目標物から反射しレベル変動が緩やかなレーダ受信信号に混入した干渉波を除去するレーダ装置の干渉波除去装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、例えば特開昭６３−９４１８３号公報に示された従来のレーダ装置の構成を示すブロック図である。１は例えば、被測定物エコーを示す。２は空中線、３は空中線制御装置、４は送受信装置、５はデータ処理装置、６は計算機、７はディスプレイ装置、８はＰＰＩ表示装置を示す。
【０００３】
次に動作について説明する。被測定物エコー１は空中線２より発射された電波の反射波として送受信装置４に入力される。送受信装置４では被測定物エコーの強度に対応したビデオ信号を振幅情報として出力する。空中線制御装置３は空中線２を任意の角度に制御するが、通常一定の回転数で空中線２を回転させ、レーダサイトを中心として、被測定物エコー域及びその強度データを得ている。送受信装置４のレーダ受信信号は、データ処理装置５でディジタル化され、距離減衰補正或いは平均値化処理等の定量値把握に必要な処理がなされる。処理後のビデオ信号は計算機６等の二次処理機能により被測定物エコーの強度の定量値化がなされ、ＣＲＴディスプレイ装置７等に表示される。また、平均化処理後のデータはＰＰＩ表示装置８でもモニターがなされる。
【０００４】
図８はデータ処理装置５の構成を示すブロック図である。図において、９はＡ／Ｄコンバータ、１０は平均化処理回路、１１はＤ／Ａコンバータ、１４は干渉波除去回路であり、１５は入力データ判別に使用する比較値設定器である。
【０００５】
次に動作について説明する。従来の干渉波除去処理は、連続した信号の強度についての比較を行い、入力強度が突然大きく変動した場合にその入力を干渉波と見なして置換する処理を行っていた。例えば、３つの連続したパルス（Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３）に対して
｜Ｐ１３−Ｐ１２｜ > Ｚ > ｜Ｐ１２−Ｐ１１｜          （１）
（但し、Ｚはパラメータで、閾値）であるとき、
Ｐ１３を干渉波と見なして、１サンプリング前のＰ１２で置き換える処理を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の干渉波除去装置では、３つの連続したパルス間の強度差を比較しているため、３つの連続パルスの中に２つ以上の干渉波が混入した場合には干渉波が除去できない。また、位相｛Ｉ，Ｑ（Ｉ：実部，Ｑ：虚部）｝を用いた処理系においては、信号強度Pは
Ｐ ＝ １０ｌｏｇ（Ｉ２  ＋Ｑ２  ）               （２）
として導出される。そのため、従来の干渉波除去装置では強度P に対しては干渉波が除去されるが、位相情報を持つＩ，Ｑに対しては干渉波が除去されないため、ドップラレーダに適用できないなどの問題があった。
【０００７】
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、位相（Ｉ，Ｑ）を用いた処理系で、強度P の干渉波だけでなく、Ｉ，Ｑ入力信号に対して位相情報を損なうことなく干渉波の除去ができ、ドップラレーダ等にも適用できるレーダ装置の干渉波除去装置を得ることを目的とする。
また、位相特性を利用することで、従来方式よりも正確な、または、連続する干渉波の除去等に対して、より効果的なレーダ装置の干渉波除去装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るレーダ装置の干渉波除去装置は、目標物から反射され、干渉波が混入したレーダ受信信号から実部入力信号と虚部入力信号とを導出し、これら実部入力信号と虚部入力信号から干渉波を除去するレーダ装置の干渉波除去装置であって、前記レーダ受信信号から実部入力信号と虚部入力信号を導出する実部・虚部導出部と、この実部・虚部導出部から導出された実部入力信号を蓄積する実部メモリと、前記実部・虚部導出部から導出され連続する実部入力信号の大小関係に基づいて干渉波の有無を検出する実部干渉波検出部と、この実部干渉波検出部により干渉波が検出されたときは、当該干渉波が検出された実部入力信号でなく前記実部メモリに蓄積されている１サンプリング前の実部入力信号を実部出力信号として出力する実部干渉波除去部と、前記実部・虚部導出部から導出された虚部入力信号を蓄積する虚部メモリと、前記実部・虚部導出部から導出され連続する虚部入力信号の大小関係に基づいて干渉波の有無を検出する虚部干渉波検出部と、この虚部干渉波検出部により干渉波が検出されたときは、当該干渉波が検出された虚部入力信号でなく前記虚部メモリに蓄積されている１サンプリング前の虚部入力信号を虚部出力信号として出力する虚部干渉波除去部と、前記実部出力信号と前記虚部出力信号とを合成してビデオ出力信号を出力する強度算出部とを備えたものである。
【０００９】
また、目標物から反射され、干渉波が混入したレーダ受信信号から実部入力信号と虚部入力信号とを導出し、これら実部入力信号と虚部入力信号から干渉波を除去するレーダ装置の干渉波除去装置であって、前記レーダ受信信号から実部入力信号と虚部入力信号を導出する実部・虚部導出部と、この実部・虚部導出部から導出された実部入力信号を蓄積する実部メモリと、前記実部・虚部導出部から導出され連続する実部入力信号の大小関係に基づいて干渉波の有無を検出する実部干渉波検出部と、実部入力信号の位相の周期を算出する実部補正演算部と、前記実部干渉波検出部により干渉波が検出されたときは、前記実部補正演算部で算出した前記周期により、当該干渉波が検出された実部入力信号でなく前記実部メモリに蓄積されているサンプリングの１周期前の実部入力信号を実部出力信号として出力する実部干渉波除去部と、前記実部・虚部導出部から導出された虚部入力信号を蓄積する虚部メモリと、前記実部・虚部導出部から導出され連続する虚部入力信号の大小関係に基づいて干渉波の有無を検出する虚部干渉波検出部と、虚部入力信号の位相の周期を算出する虚部補正演算部と前記虚部干渉波検出部により干渉波が検出されたときは、前記虚部補正演算部で算出した前記周期により、当該干渉波が検出された虚部入力信号でなく前記虚部メモリに蓄積されているサンプリングの１周期前の虚部入力信号を虚部出力信号として出力する虚部干渉波除去部と、前記実部出力信号と前記虚部出力信号とを合成してビデオ出力信号を出力する強度算出部とを備えたものである。
【００１０】
さらに、目標物から反射され、干渉波が混入したレーダ受信信号から実部入力信号と虚部入力信号とを導出し、これら実部入力信号と虚部入力信号から干渉波を除去するレーダ装置の干渉波除去装置であって、前記レーダ受信信号から実部入力信号と虚部入力信号を導出する実部・虚部導出部と、この実部・虚部導出部から導出された実部入力信号を蓄積する実部メモリと、前記実部・虚部導出部から導出され連続する実部入力信号の大小関係に基づいて干渉波の有無を検出する実部干渉波検出部と、実部入力信号の各サンプリング毎の予測値を計算する実部補正演算部と、前記実部干渉波検出部により干渉波が検出されたときは、前記実部補正演算部で計算した予測値を実部出力信号として出力する実部干渉波除去部と、前記実部・虚部導出部から導出された虚部入力信号を蓄積する虚部メモリと、前記実部・虚部導出部から導出され連続する虚部入力信号の大小関係に基づいて干渉波の有無を検出する虚部干渉波検出部と、虚部入力信号の各サンプリング毎の予測値を計算する虚部補正演算部と、前記虚部干渉波検出部により干渉波が検出されたときは、前記虚部補正演算部で計算した予測値を虚部出力信号として出力する虚部干渉波除去部とを備えたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図と共に説明する
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の干渉波除去装置の構成を示すブロック図である。２２は実部・虚部導出部で、レーダ受信信号Ｐ１ ２１から実部入力信号ＩＩと虚部入力信号ＱＩが導出される。２３は干渉波検出部、２４はメモリ、２５は補正演算部、２６は干渉波除去部であり、干渉波検出部２３〜干渉波除去部２６で、実部干渉波除去回路２７を構成し、実部出力信号ＩＯを出力する。３３は干渉波検出部、３４はメモリ、３５は補正演算部、３６は干渉波除去部であり、干渉波検出部３３〜干渉波除去部３６で、虚部干渉波除去回路３７を構成し、虚部出力信号ＱＯを出力する。３８は実部出力信号ＩＯと虚部出力信号ＱＯを合成してビデオ出力信号ＰＯを得る強度算出部である。なお、４２は三角関数でｃｏｓとｓｉｎの変換をするために、相関を取るものである。
【００１２】
また、図２はＰ１，ＩＩ，ＱＩ，ＩＯの関係を示す説明図である。その（ａ）は実部軸Ｒｅと虚部軸Ｉｍと位相を伴う強度Ｐ１（レーダ受信信号）との関係を示し、Ｐ１の実部軸Ｒｅ成分がＩＩであり、Ｐ１の虚部軸Ｉｍ成分がＱＩである。その（ｂ）で実部入力信号ＩＩ，虚部入力信号ＱＩ，実部出力信号ＩＯの波形を示し、３９は実部入力信号ＩＩに混入した干渉波であり、４０は虚部入力信号ＱＩに混入した干渉波である。４１ａは干渉波３９の１サンプリング前の値、４１ｂは干渉波３９の１周期前の値を示す。実部入力信号ＩＩに関して、この発明の実施の形態１を用いて干渉波除去を行って得た実部出力信号ＩＯの波形を示している。
【００１３】
次に動作について説明する。実部干渉波除去回路２７に入力された３つの連続する実部入力信号ＩＩの（Ｉ１１，Ｉ１２，Ｉ１３）に対して、干渉波検出部２３において、
｜Ｉ１３―Ｉ１２｜及び｜Ｉ１２―Ｉ１１｜を算出し、設定として保持しているしきい値Ｚとの三者の大小関係を比較する。
｜Ｉ１３―Ｉ１２｜ > Ｚ > ｜Ｉ１２―Ｉ１１｜          （３）
（但し  Ｚはパラメータで、閾値）
つまりＩ１１とＩ１２の変動量が閾値Ｚ未満であり、Ｉ１３とＩ１２の変動量が閾値Ｚを超える場合、Ｉ１３を干渉波３９と捉える。この場合、干渉波除去部２６において、Ｉ１３を出力せず、メモリ２４内に蓄えられている１サンプリング前のＩ１２（４１ａ）を実部出力信号ＩＯとして出力する。
【００１４】
また、虚部干渉波除去回路３７に入力された３つの連続する虚部入力信号ＱＩの（Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３）に対して、式（３）と同様の関係であれば、同様にして、Ｑ１３を出力せず、メモリ３４内に蓄えられている１サンプリング前のＱ１２を虚部出力信号ＱＯとして出力する。
これにより実部入力信号ＩＩ，虚部入力信号ＱＩのそれぞれに関して、実部干渉波除去回路２７，虚部干渉波除去回路３７で補正された実部出力信号ＩＯ，虚部出力信号ＱＯが出力されるため、位相情報が損なわれない。また、実部出力信号ＩＯ及び虚部出力信号ＱＯを強度算出部３８に入力して、
ＰＯ ＝ １０ｌｏｇ（ＩＯ２  ＋ＱＯ２  ）          （４）
において、パルス強度の演算合成がなされるため、強度ＰＯに関しても干渉波が除去されている。
【００１５】
なお、入力データについての概念図を図３に示す。図３で、６８は前々回データＣ、６９は前回データＢ、７０は今回データＡ、７１は干渉波である。
【００１６】
実施の形態２．
図２に示すように実部入力信号Ｉ１，虚部入力信号Ｑ１は、それぞれＰ１に対する余弦、正弦としてある周波数を持って変動することから、この正余弦曲線を再生することでより正確な干渉波の補完を行うことができる。
実施の形態１では、干渉波を１サンプリング前の値で置換するものを示したが、実部干渉波除去回路２７及び虚部干渉波除去回路３７の内部の補正演算部２５において、位相の周期を算出し、干渉波除去部２６において、メモリ２４内に蓄えられている１周期前の値４１ｂで置換してもよく、より正確な正余弦曲線が再生できることから、実施の形態１以上の効果が得られる。
なお、連続した干渉波は、例えば、実施の形態１でサンプリング周期を入力信号の１周期単位とすることで検出でき、検出したときは、１周期前の値で補完する。
【００１７】
また、実施の形態１では干渉波が連続して入ってきた場合には除去しきれないが、この正余弦曲線を再生する方式では、連続した干渉波の入力に対しても除去することができるという点で実施の形態１より優れた効果を奏する。
【００１８】
実施の形態２では、干渉波除去に１周期前の値４１ｂで置換するものを示したが、補正演算部２５において入力信号データの各サンプリング毎の予測値を計算で求め、予測結果と実入力との差が大きい場合に予測結果で置換してもよく、実施の形態２と同様の効果を奏する。
【００１９】
干渉波除去に、図４に示すように実部入力信号Ｉ１と虚部入力信号Ｑ１の相関を取って数サンプリング前からの挙動により推測される予測結果４１ｃで置換してもよく、実施の形態２と同様の効果を奏する。
【００２０】
実施の形態１〜２では、干渉波除去に干渉波が入力する前の波形から得られる値で置換するものを示したが、図５に示すように干渉波が検出された前後の関係より算出した結果、即ち、干渉波が検出された前後１〜数サンプリング分の値４１ｄをモニタし、その中間値又は平均値を用いて置換してもよく、実施の形態１〜２と同様の効果が得られる。
【００２１】
上述では、干渉波除去に干渉波が検出された前後１〜数サンプリング分の値をモニタし、その中間値又は平均値で置換するものを示したが、連続して干渉波が入力した場合には干渉波が除去できない。そのため、図６に示すように、干渉波が検出された前後数サンプリング分はガードをかけてその前後１〜数サンプリング分の値４１ｅをモニタして得られた中間値又は平均値の演算結果で置換することで、連続した干渉波の入力に対しても除去することができ、優れた効果が得られる。
【００２２】
実施の形態２では、干渉波除去に１周期前の値で置換することで正余弦曲線を再生するものを示したが、３次曲線によるフィッティングを用いてもよく、上述と同様の効果を奏する。
【００２３】
上述では、干渉波除去のために３次曲線のフィッティングを用いるものを示したが、３次曲線のフィッティングの代わりにスプライン補完を用いてもよく、上述と同様の効果を奏する。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のレーダ装置の干渉波除去装置によれば、目標物から反射しレベル変動が緩やかなレーダ受信信号から干渉波を除去するものにおいて、前記レーダ受信信号から実部入力信号と虚部入力信号を導出し、前記実部入力信号から干渉波を除去して実部出力信号を得ると共に、前記虚部入力信号から干渉波を除去して虚部出力信号を得るようにしたので、実部入力信号と虚部入力信号に対して位相情報を損なうことなく干渉波の除去ができ、ドップラレーダ等にも適用できるレーダ装置の干渉波除去装置を得ることができる。
【００２５】
また、実部入力信号から干渉波を除去して得た実部出力信号と、虚部入力信号から干渉波を除去して得た虚部出力信号を合成してビデオ出力信号を得るので、強度Ｐ１の干渉波だけでなく、実部入力信号と虚部入力信号に対して位相情報を損なうことなく干渉波の除去ができる。
【００２６】
また、干渉波を１サンプリング前の値で置換することにより除去を行うので、位相情報を損なうことなく干渉波の除去ができる。
【００２７】
また、干渉波を干渉波の１周期前の値で置換することにより除去を行うので、位相情報を損なうことなく干渉波の除去ができ、より正確な正余弦曲線が再生できる。
【００２８】
また、干渉波を入力信号データの予測結果で置換することにより除去を行うので、位相情報を損なうことなく干渉波の除去ができ、正余弦曲線が再生できる。
【００２９】
また、干渉波を、干渉波の前後のサンプリング値の中間値又は平均値で置換することにより除去を行うならば、位相情報を損なうことなく干渉波の除去ができる
。
【００３０】
また、干渉波を、干渉波が検出された前後のサンプリング分にガードをかけ、その前後のサンプリング分の値の中間値又は平均値で置換することにより除去を行うならば、位相情報を損なうことなく干渉波の除去ができ、連続した干渉波に対してもより正確に再生できる。
【００３１】
また、干渉波を３次曲線でフィッティングした値で置換することにより除去を行うならば、位相情報を損なうことなく干渉波の除去ができる。
【００３２】
さらにまた、干渉波をスプライン補完した値で置換することにより除去を行うならば、位相情報を損なうことなく干渉波の除去ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の干渉波除去装置の構成を示すブロック図である。
【図２】Ｐ１，ＩＩ，ＱＩ，ＩＯの関係を示す説明図である。
【図３】入力データについての概念図である。
【図４】実施の形態３の概念を示す図である。
【図５】実施の形態３の概念を示す図である。
【図６】実施の形態３の概念を示す図である。
【図７】従来のレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図７のデータ処理装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２２  実部・虚部導出部                ２３，３３  干渉波検出部
２４，３４  メモリ                    ２５，３５  補正演算部
２６，３６  干渉波除去部              ２７  実部干渉波除去回路
３７  虚部干渉波除去回路              ３８  強度算出部。
【図１】
0003614362.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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