(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダの受信信号中に含まれる不要反射エコーであるクラッタを抑圧するクラッタ抑圧装置であって、
受信信号からクラッタの中心周波数を推定するクラッタ中心周波数推定手段と、
上記クラッタ中心周波数推定手段により推定された推定値に対して、フィルタ全体の周波数特性の零点を形成するようにフィルタ係数を計算する第一のフィルタ係数計算手段と、
上記クラッタ中心周波数推定手段により推定された推定値に所定のオフセット周波数値を加えた周波数値に対して、フィルタの零点を割り当てるようにフィルタ係数を計算する第二のフィルタ係数計算手段と、
上記第二のフィルタ係数計算手段に入力するためのオフセット周波数を計算するオフセット周波数計算手段と、
縦続接続された２つのフィルタから構成され、異なるパルス間隔ごとに上記第一および第二のフィルタ係数計算手段から入力されるフィルタ係数を用いて受信信号中のクラッタを抑圧するフィルタ手段と
を備えたことを特徴とするクラッタ抑圧装置。
【請求項２】
オフセット周波数計算手段が、
フィルタ次数ごとにオフセット周波数をあらかじめ計算して記憶するオフセット周波数記憶手段と、
フィルタ次数に応じて対応するオフセット周波数を抽出するオフセット周波数選択手段と
を備えたことを特徴とする請求項１記載のクラッタ抑圧装置。
【請求項３】
オフセット周波数計算手段が、
フィルタ次数ごとにオフセット周波数をあらかじめ計算して記憶するオフセット周波数記憶手段と、
フィルタ次数に応じて対応するオフセット周波数を抽出するオフセット周波数選択手段と、
上記フィルタ手段の出力信号が最小になるように、上記オフセット周波数選択手段より入力されるオフセット周波数を調整するオフセット周波数最適化手段と
を備えたことを特徴とする請求項１記載のクラッタ抑圧装置。
【請求項４】
レーダの受信信号中に含まれる不要反射エコーであるＮ個のクラッタを抑圧するクラッタ抑圧装置であって、
Ｎ個のクラッタの中心周波数を推定するクラッタ中心周波数推定手段と、
上記クラッタ中心周波数推定手段により推定されたＮ個の推定値に対して、フィルタ全体の周波数特性の零点を形成するようにフィルタ係数を計算する第１〜第Ｎのフィルタ係数計算手段と、
上記クラッタ中心周波数推定手段により推定された推定値に所定のオフセット周波数を加えた周波数値に対して、フィルタの零点を割り当てるようにフィルタ係数を計算する第Ｎ＋１〜第Ｍのフィルタ係数計算手段と、
上記第Ｎ＋１〜第Ｍのフィルタ係数計算手段に転送するオフセット周波数を計算するオフセット周波数計算手段と、
Ｎより大きいＭ個のフィルタを縦続接続して構成され、異なるパルス間隔ごとに上記第１〜第Ｍのフィルタ係数計算手段から転送されるフィルタ係数を用いて受信信号中のクラッタを抑圧するフィルタ手段と
を備えたことを特徴とするクラッタ抑圧装置。
【請求項５】
オフセット周波数計算手段が、
フィルタ次数ごとにオフセット周波数をあらかじめ計算して記憶するオフセット周波数記憶手段と、
１つのクラッタ中心周波数推定値に対して割り当てるフィルタの数と、フィルタ次数に応じて対応するオフセット周波数を抽出するオフセット周波数選択手段と
を備えたことを特徴とする請求項４記載のクラッタ抑圧装置。
【請求項６】
オフセット周波数計算手段が、
フィルタ次数ごとにオフセット周波数をあらかじめ計算しておき、記憶しておくオフセット周波数記憶手段と、
１つのクラッタ中心周波数推定値に対して割り当てるフィルタの数と、フィルタ次数に応じて対応するオフセット周波数を抽出するオフセット周波数選択手段と、
上記フィルタ手段の出力信号が最小になるように、上記オフセット周波数選択手段より転送されるオフセット周波数を調整するオフセット周波数最適化手段と
を備えたことを特徴とする請求項４記載のクラッタ抑圧装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はクラッタ抑圧装置に関し、特に、例えば、スタガトリガ方式のパルスレーダにより受信された信号のうち目標信号以外のクラッタ等の不要反射エコーを抑圧（除去）するクラッタ抑圧装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーダにおいて、地面、海面、雲や雨などからの不要反射エコーであるクラッタの抑圧は、目標検出のために必須である。クラッタ抑圧手法の１つであるＭＴＩ（Moving Target Indication）においては、レーダの送信波形として等間隔パルスを用いた場合、ＭＴＩフィルタの阻止域がＰＲＦ（Pulse Repetition Frequency）ごとに現れる。目標のドップラー周波数がフィルタの阻止域と重なれば目標信号も抑圧してしまうが、低いＰＲＦを用いるレーダでは、ＭＴＩによるブラインド速度領域が広くなってしまう。そこで、ブラインド速度領域を狭くするために、周期的な不等間隔パルスを送信するスタガトリガ方式が用いられる。
【０００３】
従来、スタガトリガ方式を用いたパルスレーダにより受信されたクラッタを除去するためのクラッタ抑圧装置として、電子情報通信学会  信学技報ＳＡＮＥ９９−１１５  ｐｐ．５７−６２（２０００年２月）の関口らによる「スタガトリガ方式において２つの周波数に零点を持つ単一フィルタによる複峰性クラッタの抑圧」に示されたものが知られている。
【０００４】
複峰性クラッタについて簡単に説明する。一般に、クラッタの主なものとしては、地面や海面等のように移動しない反射源からの不要反射エコーである静止クラッタと、雲や雨などのように移動する反射源からの不要反射エコーである移動クラッタとがある。両者が重なれば、クラッタスペクトルは、複峰性形状となることが多い。
【０００５】
なお、一般に、レーダの受信信号はレンジビン、パルスヒットの２次元データとして扱われるが、ここでは特に断りがない限り、任意の一レンジビン、或いは同一の処理を行う複数レンジビン単位の処理について記述することにする。
【０００６】
図１１は、上記文献に示された従来のクラッタ抑圧装置を示すブロック図である。図において、１０１は、受信信号からクラッタの中心周波数を推定するクラッタ中心周波数推定手段、１０２は、推定されたクラッタ中心周波数を用いてフィルタ係数を計算するフィルタ係数計算手段、１０３は、計算されたフィルタ係数を用いて所定の演算を行って受信信号中のクラッタを抑圧するフィルタ手段である。
【０００７】
図１１に従って、動作について説明する。まず、クラッタ中心周波数推定手段１において、受信信号からクラッタの中心周波数を推定する。クラッタ中心周波数は、パルスヒット数を十分確保することができれば、離散フーリエ変換等を利用して周波数解析を行い、ピーク検出処理をすることで推定できる。しかしながら、スタガトリガ方式を用いる必要があるようなパルス繰り返し周波数が高くないレーダでは、離散フーリエ変換によって十分な周波数解析を実行できるほどのパルスヒット数を確保することができない。そこで従来のクラッタ抑圧装置では、少ないデータ数でもスペクトル推定を行う際に有効な最大エントロピー法を使用して、クラッタ中心周波数の推定を行っている。クラッタスペクトルピークが１つの単峰性クラッタの場合は、式（１）でクラッタ中心周波数（パルス繰り返し周波数で規格化された値）を推定する。
【０００８】
【数１】
0003660584.tif 000002
【０００９】
クラッタスペクトルピークが２つの双峰性クラッタの場合は、式（３）でクラッタ中心周波数ｆ01、ｆ02を推定する。
【００１０】
【数２】
0003660584.tif 000003
【００１１】
次に、以上の式によって推定されたクラッタ中心周波数は、フィルタ係数計算手段２に転送される。フィルタ係数計算手段２では、スタガトリガ方式の場合においてもフィルタの深いノッチが形成できるように、フィルタの係数が時変になる。すなわち、パルス間隔ごとにフィルタの係数が変わることになる。なお、フィルタはＦＩＲ（Finite Impulse Response）形とするので、インパルス応答がフィルタ係数に対応する。クラッタが単峰性の場合は双峰性の場合に含まれるので、ここではクラッタがスペクトルピークを２つ有する双峰性であると仮定する。スタガトリガ方式の等価振幅２乗特性を次式のように定義する。
【００１２】
【数３】
0003660584.tif 000004
【００１３】
ここで、Ｎはフィルタのインパルス応答長、ｈlnはフィルタのインパルス応答、Ｌはスタガ数、τi（ｉ＝１，２，…，Ｌ）はパルス間隔である。次式のように時間δＴを定義し、遅延演算子ｚ-1をδＴだけの遅延を与える素子とする。このとき、伝達関数Ｃl（ｚ）は式（１２）のように表される。
【００１４】
【数４】
0003660584.tif 000005
【００１５】
推定した２つのクラッタ中心周波数ｆ01、ｆ02に、それぞれｋ1重零点、ｋ2重零点を持つフィルタの係数を生成するものとする。ｌを固定して考えて、Ｃl（ｚ）、及び、そのｚに関する１階から（ｋ1−１）階導関数に対して、ｚ1＝exp［ｊ２πｆ01δＴ］のときに０となるようにする。
【００１６】
【数５】
0003660584.tif 000006
【００１７】
かつ、Ｃl（ｚ）、及び、そのｚに関する１階から（ｋ2−１）階導関数に対して、ｚ2＝exp［ｊ２πｆ02δＴ］のときに０となるようにする。
【００１８】
【数６】
0003660584.tif 000007
【００１９】
以上より、ｋ1＋ｋ2＝（Ｎ−１）個の方程式ができる。係数に対して方程式が１つ少ないが、ｈl0を任意に決めれば良い。このようにしてできた（Ｎ−１）元１次連立方程式を解けば、特定のｌに対するフィルタ係数が得られる。これをｌ＝０，１，…，Ｌ−１に対して繰り返して実行すれば、全てのフィルタ係数を求めることができる。
【００２０】
フィルタ係数計算手段２で生成されたフィルタ係数ｈlnは、フィルタ手段３に転送される。フィルタ手段３では、次式に示す畳込み演算が行われて、出力信号ｙ（ｔk）では、受信信号ｘ（ｔk）中のクラッタが抑圧される。
【００２１】
【数７】
0003660584.tif 000008
【００２２】
以上の説明では双峰性クラッタの場合を示したが、単峰性クラッタの場合は、Ｃl（ｚ）の導関数に関する条件を、例えば式（１３）についてのみ考慮すればよい。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスタガトリガ方式によるレーダにおけるクラッタ抑圧装置は、クラッタ抑圧フィルタの係数が時変係数となり、推定したクラッタ中心周波数に対してフィルタのノッチを形成するようにフィルタ係数を調整するためには、クラッタ抑圧処理ごとに「フィルタのインパルス応答長Ｎ−１」元１次連立方程式を毎回解く必要があり、実時間処理を行う場合には演算負荷が著しく大きくなってしまうという問題点があった。
【００２４】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、クラッタ抑圧フィルタを複数のフィルタに分割して縦続接続することで、フィルタ係数計算に係わる演算負荷を軽減することが可能なクラッタ抑圧装置を得ることを目的としている。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、レーダの受信信号中に含まれる不要反射エコーであるクラッタを抑圧するクラッタ抑圧装置であって、クラッタの中心周波数を推定するクラッタ中心周波数推定手段と、クラッタ中心周波数推定手段により推定された推定値に対して、２つのフィルタを縦続接続してフィルタ全体の周波数特性の零点を形成するようにフィルタ係数を計算する第一のフィルタ係数計算手段と、クラッタ中心周波数推定手段により推定された推定値に対して、オフセット周波数を持たせてフィルタの零点を割り当てるようにフィルタ係数を計算する第二のフィルタ係数計算手段と、第二のフィルタ係数計算手段に入力するオフセット周波数を計算するオフセット周波数計算手段と、異なるパルス間隔ごとに第一および第二のフィルタ係数計算手段から入力されるフィルタ係数を用いて受信信号中のクラッタを抑圧するフィルタ手段とを備えたクラッタ抑圧装置である。
【００２６】
また、オフセット周波数計算手段が、フィルタ次数ごとにオフセット周波数をあらかじめ計算して記憶するオフセット周波数記憶手段と、フィルタ次数に応じて対応するオフセット周波数を抽出するオフセット周波数選択手段とを備えている。
【００２７】
また、オフセット周波数計算手段が、フィルタ次数ごとにオフセット周波数をあらかじめ計算して記憶するオフセット周波数記憶手段と、フィルタ次数に応じて対応するオフセット周波数を抽出するオフセット周波数選択手段と、フィルタ手段の出力信号が最小になるように、オフセット周波数選択手段より入力されるオフセット周波数を調整するオフセット周波数最適化手段とを備えている。
【００２８】
また、スタガトリガ方式のパルスレーダの受信信号中に含まれる不要反射エコーであるＮ個のクラッタを抑圧するクラッタ抑圧装置であって、Ｎ個のクラッタの中心周波数を推定するクラッタ中心周波数推定手段と、クラッタ中心周波数推定手段により推定されたＮ個の推定値に対して、Ｎより大きいＭ個のフィルタを縦続接続してフィルタ全体の周波数特性の零点を形成するようにフィルタ係数を計算する第１〜第Ｎのフィルタ係数計算手段と、クラッタ中心周波数推定手段により推定された推定値に対して、オフセット周波数を持たせてフィルタの零点を割り当てるようにフィルタ係数を計算する第Ｎ＋１〜第Ｍのフィルタ係数計算手段と、第Ｎ＋１〜第Ｍのフィルタ係数計算手段に転送するオフセット周波数を計算するオフセット周波数計算手段と、異なるパルス間隔ごとに上記第１〜第Ｍのフィルタ係数計算手段から転送されるフィルタ係数を用いて受信信号中のクラッタを抑圧するフィルタ手段とを備えたクラッタ抑圧装置である。
【００２９】
また、オフセット周波数計算手段が、フィルタ次数ごとにオフセット周波数をあらかじめ計算して記憶するオフセット周波数記憶手段と、１つのクラッタ中心周波数推定値に対して割り当てるフィルタの数と、フィルタ次数に応じて対応するオフセット周波数を抽出するオフセット周波数選択手段とを備えている。
【００３０】
また、オフセット周波数計算手段が、フィルタ次数ごとにオフセット周波数をあらかじめ計算しておき、記憶しておくオフセット周波数記憶手段と、１つのクラッタ中心周波数推定値に対して割り当てるフィルタの数と、フィルタ次数に応じて対応するオフセット周波数を抽出するオフセット周波数選択手段と、フィルタ手段の出力信号が最小になるように、上記オフセット周波数選択手段より転送されるオフセット周波数を調整するオフセット周波数最適化手段とを備えている。
【００３１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１〜２を示す共通の構成図である。図において、１は受信信号から受信信号中のクラッタ中心周波数を推定するクラッタ中心周波数推定手段、２ａはこのクラッタ中心周波数推定手段１から転送される推定値に対して、フィルタのノッチを形成するように（すなわち、フィルタ全体の周波数特性の零点を形成するように）フィルタ係数を調整する第一のフィルタ係数計算手段である。３ａはこのフィルタ係数計算手段２ａで算出されたフィルタ係数を用いてクラッタ抑圧処理を行う第一のフィルタ手段、４はクラッタ中心周波数推定手段１の推定値に対して、クラッタ抑圧性能を確保するために若干の周波数オフセットを与えるためのオフセット周波数計算手段、２ｂはクラッタ中心周波数推定手段１から転送される推定値に、オフセット周波数計算手段４から転送されるオフセット周波数を加えた周波数値に対して、フィルタの零点を割り当てるようにフィルタ係数を調整する第二のフィルタ係数計算手段、３ｂはこのフィルタ係数計算手段２ｂで算出されたフィルタ係数を用いてクラッタ抑圧処理を行う第二のフィルタ手段である。
【００３２】
また、図２はこの発明の実施の形態１におけるオフセット周波数計算手段４の内部構成を示す図である。図３はこの発明の実施の形態１の動作を説明するための説明図である。図４〜５は、同様に、この発明の実施の形態１の動作を説明するための説明図である。
【００３３】
次に、図１〜５を参照して動作について説明する。クラッタは単峰性であるとする。まず、図１において受信信号がクラッタ中心周波数推定手段１に転送されて、従来のクラッタ抑圧装置と同様な方法でクラッタ中心周波数が推定される。
【００３４】
次に、クラッタ中心周波数推定手段１から転送される推定値に従ってクラッタ抑圧フィルタの係数が計算される。従来のクラッタ抑圧装置と異なる点は、演算量を低減するために、従来単一のフィルタで実施していたクラッタ抑圧処理を、２つのフィルタの縦続接続構成にし、且つ、同じ周波数に複数のフィルタでノッチを形成する場合に２段目のフィルタに対するクラッタ中心周波数の推定値にオフセット周波数を加えるようにしたことである。例えば、単峰性のクラッタを受信した時に、Ｄを２以上の整数としてＤ次のクラッタ抑圧フィルタを使用するとする（インパルス応答長はＤ＋１）。従来のクラッタ抑圧装置では、１回のクラッタ抑圧処理に使用するフィルタの係数を計算するのに、Ｄ元１次連立方程式をＬ回解く必要がある。これは、フィルタ係数に関するＤ×Ｄのサイズの行列の逆行列を求めることになり、逆行列の解法としてガウス消去法を用いたとするとＬ×Ｄ2回の乗算が必要になる。一方、本発明の実施の形態１のクラッタ抑圧装置では、Ｄ次のフィルタを２分割することで、フィルタ係数計算に係るトータルの演算量を低減することができる。例えば、Ｄ次のフィルタをＤ／２次のフィルタ２つの縦続接続構成にすると必要な乗算回数は、２×Ｌ×（Ｄ／２）2＝Ｌ×Ｄ2／２となり、従来のクラッタ抑圧装置の半分で済む。更に、Ｄが６次以下の場合には、本発明の実施の形態１のクラッタ抑圧装置では、フィルタ１つ当たりの次数を３次以下にすることができるため、ガウス消去法等の手法ではなく解析的に直接逆行列を求めることができ、飛躍的に演算量を低減することが可能である。
【００３５】
スタガトリガ方式では不等間隔パルスになるため、ノッチ周波数が０以外のフィルタを実現するには、フィルタ係数がパルス間隔に応じて変わる時変係数フィルタが必要である。このような時変係数フィルタを縦続接続した場合のインパルス応答は、２つのフィルタのインパルス応答の単純な畳み込みにはならない。縦続接続した後段のフィルタ処理では、後段のフィルタの入力信号における現時点でのサンプルとそれ以前のサンプルとでは、それらのサンプルを算出するために用いた前段のフィルタ係数が異なるからである。以下に、このような時変係数フィルタを縦続接続した場合のインパルス応答を示す。
【００３６】
パルスヒット番号に対応する時刻をｔkとする。第一のフィルタ手段３ａの入力信号をｕ（ｔk）、第二のフィルタ手段３ｂの入力信号をｘ（ｔk）、第二のフィルタ手段の出力信号をｙ（ｔk）とする。今、スタガ数Ｌを３、第一の係数計算手段２ａで計算されるフィルタ係数をｈk0、ｈk1、ｈk2、ｈk3、第二の係数計算手段２ｂで計算されるフィルタ係数をｇk0、ｇk1、ｇk2とする。ある時刻の出力信号ｙ（ｔk）は次式で表すことができる。
【００３７】
【数８】
0003660584.tif 000009
【００３８】
これより、＊を２つのベクトルの畳み込み演算とすると、２つの時変フィルタを縦続接続した場合のインパルス応答は、次式のようになる。
【００３９】
【数９】
0003660584.tif 000010
【００４０】
第一のフィルタ手段２ａの次数をＫ1、第二のフィルタ手段２ｂの次数をＫ2として、上式を一般形に拡張する。得られる畳み込み演算の結果をｅlk（ｌ＝０，１，…，Ｌ−１、ｋ＝０，１，…，Ｋ1＋Ｋ2）とすると、次式のように表すことができる。
【００４１】
【数１０】
0003660584.tif 000011
【００４２】
上式において、パルス間隔はスタガ数Ｌで周期的に変化するため、時刻ｔ0，ｔL，ｔ2L，…には、ｇ00，ｇ01，…，ｇ0,K2が対応し、時刻ｔ0，ｔL+1，ｔ2L+1，…には、ｇ10，ｇ11，…，ｇ1,K2が対応し、時刻ｔ0，ｔL+2，ｔ2L+2，…には、ｇ20，ｇ21，…，ｇ2,K2が対応する（以降繰り返し）。このときの等価振幅２乗特性Ｅ（ｆ）は、次式のようになる。
【００４３】
【数１１】
0003660584.tif 000012
【００４４】
ノッチ周波数が０のフィルタのノッチ周波数を任意の周波数に移動させる場合、第一のフィルタ係数計算手段２ａで使用される、あらかじめ計算しておくフィルタ係数をｈlk'、そのノッチ周波数をｆ01とする。また、仮に第二のフィルタ係数計算手段２ｂで使用される、あらかじめ計算しておくフィルタ係数をｇlk'、そのノッチ周波数をｆ02とする。このとき、フィルタ単体で考えると、ｈlk、ｇlkは次式のように再計算される。
【００４５】
【数１２】
0003660584.tif 000013
【００４６】
しかし、時変フィルタの縦続接続構成の場合、第二のフィルタ係数計算手段２ｂで再計算される係数ｇlkは、上式のような単純なノッチフィルタのノッチ周波数の移動にはならない。第二のフィルタ係数計算手段２ｂで計算される係数が、第一のフィルタ係数計算手段２ａで計算される係数に依存するからである。以下に、第二のフィルタ係数計算手段２ｂにおいて実施される、フィルタ係数計算方法について示す。式（１０）に示したように時間δＴを定義し、遅延ｚ-1をδＴだけの遅延を与えるものとする。このとき、時変フィルタ縦続接続時の伝達関数は、次式のように表すことができる。
【００４７】
【数１３】
0003660584.tif 000014
【００４８】
式（２４）の指数部分を式（２６）のように置き換えると、式（２５）のようになる。
【００４９】
【数１４】
0003660584.tif 000015
【００５０】
式（２５）に式（１９）を代入して整理すると、次式のようになる。
【００５１】
【数１５】
0003660584.tif 000016
【００５２】
上記伝達関数Ｅl（ｚ）において、ｚに関する導関数を求め、式（２８）のときに０となる、すなわち、式（２９）が成り立つようにすると、ｆ＝ｆ02にＫ2重零点を持たせることができる。
【００５３】
【数１６】
0003660584.tif 000017
【００５４】
上式におけるＥl（ｚ）の導関数は、次式で求めることができる。
【００５５】
【数１７】
0003660584.tif 000018
【００５６】
このようにして、フィルタ係数の数より１つ少ないＫ2個の方程式ができるが、ｇl0を任意に決めればよい。また、縦続接続された２つのフィルタにより、フィルタ入出力前後の受信機雑音電力が変化しないようにするためには、次式の定数ｃlをｇl0に乗じてやればよい。
【００５７】
【数１８】
0003660584.tif 000019
【００５８】
以上の関係を行列表現するために、ベクトルを式（３２）のように定義すると、式（３３）に示す連立方程式が得られる。
【００５９】
【数１９】
0003660584.tif 000020
【００６０】
上式において、Ｋ2×Ｋ2行列のＡl、ベクトルｂlは次式で表される。
【００６１】
【数２０】
0003660584.tif 000021
【００６２】
式（３３）を解くことで、特定のｌに関する係数を求めることができる。従って、式（３３）をｌ＝０，１，?，Ｌ−１についてＬ回解くことにより、ｆ＝ｆ02にＫ2重零点を持つ２段目のフィルタ係数を求めることができる。
【００６３】
このようにして、第一のフィルタ係数計算手段２ａで計算された係数を第一のフィルタ手段３ａに適用し、第二のフィルタ係数計算手段２ｂで計算された係数を第二のフィルタ手段３ｂに適用することで、フィルタ全体の特性としてｆ＝ｆ01とｆ＝ｆ02にノッチを形成することができる。
【００６４】
以上より、２つの時変フィルタを縦続接続しても、２個所の周波数にノッチを形成できることが示された。
【００６５】
本実施の形態１では、単峰性のクラッタを想定しているため、第一のフィルタ係数計算手段２ａに転送されるクラッタ中心周波数推定値と、第二のフィルタ係数計算手段２ｂに転送されるクラッタ中心周波数推定値は同一の周波数になる。つまり、クラッタ中心周波数の推定値をｆ0とすると、ｆ01＝ｆ02＝ｆ0として各フィルタ係数が計算される。
【００６６】
しかしながら、以上に記述した方法では、２つのフィルタで零点を割り当てる周波数（ｆ01及びｆ02）を同じ周波数に設定すると、後段のフィルタで割り当てた零点の多重度Ｋ2のみが支配的になり、本来（Ｋ1＋Ｋ2）重の零点を割り当てたフィルタに相当するノッチがｆ＝ｆ0に形成されるはずであるが、実際はＫ2重の零点を割り当てたフィルタに相当するノッチ特性になってしまうため、従来のクラッタ抑圧装置に比べてクラッタ抑圧性能が劣化してしまうことになる。この様子を図４に示す。このときの計算条件は、スタガ数Ｌを３、スタガ比を４：３：５、平均ＰＲＩを４００μｓ、δＴを１００μｓ、クラッタ中心周波数推定値ｆ0を−５００Ｈｚとしてノッチ周波数を−６００Ｈｚに６重零点を割り当てるものとした。２つの時変フィルタを縦続接続した場合は、１段目のフィルタで−６００Ｈｚに３重零点、２段目のフィルタで−６００Ｈｚに３重零点を割り当てるものとした。図４（ａ）は、ある時刻での従来のクラッタ抑圧装置のフィルタ等価振幅２乗特性、図４（ｂ）は、２つの時変フィルタを縦続接続して、それぞれのフィルタで同じ周波数に零点を割り当てた場合のクラッタ抑圧装置のフィルタ等価振幅２乗特性である。図４からわかるように、２つの時変フィルタを縦続接続した方が、形成されるノッチの阻止域幅が狭くなっており、阻止域幅が広いクラッタに対してはクラッタ抑圧性能が劣化してしまう可能性がある。
【００６７】
そこで、この発明の実施の形態１では、図１に示すようにオフセット周波数計算手段４を設け、第一のフィルタ係数計算手段２ａで零点が割り当てられた、単峰性クラッタの中心周波数推定値ｆ0に対して、第二のフィルタ係数計算手段２ｂで零点を割り当てる周波数がｆ0に一致しないようにしている。第二のフィルタ係数計算手段２ｂでは、クラッタ中心周波数推定手段１から転送される推定値ｆ0と、オフセット周波数計算手段４から転送されるオフセット周波数値δｆとを次式に示すように加算している。
ｆ02＝ｆ0＋δｆ    （３５）
上式により計算された周波数ｆ02に対してＫ2重の零点を割り当てるようにするため、ｆ02＝ｆ01にはならず、従来のクラッタ抑圧装置におけるフィルタと同等な等価振幅２乗特性を得ることができる。この様子を図５に示す。（ａ）は、ある時刻での従来のクラッタ抑圧装置のフィルタ等価振幅２乗特性、（ｂ）は、２つの時変フィルタを縦続接続して、２段目のフィルタで零点を割り当てる周波数とクラッタ中心周波数の推定値からδｆだけずらした、この発明の実施の形態１のクラッタ抑圧装置におけるフィルタの等価振幅２乗特性である。図５の計算条件は、図４と同じであり、オフセット周波数δｆは３０Ｈｚとした。図５（ａ）、（ｂ）より、この発明の実施の形態１のクラッタ抑圧装置のフィルタは、従来のクラッタ抑圧装置と同等な等価振幅２乗特性を示し、同等なクラッタ抑圧性能が得られることがわかる。
【００６８】
上記オフセット周波数δｆは、図２に示す処理ブロック図に従って決定される。オフセット周波数δｆは、第一のフィルタ手段３ａ、及び第二のフィルタ手段３ｂで使用するフィルタの次数によって変える必要があり、事前に計算することができる。オフセット周波数記憶手段５には、このオフセット周波数δｆを事前に計算した値が記憶されており、図３に示すように各フィルタ次数ごとにオフセット周波数δｆが設定されている。想定するクラッタの電力や帯域幅によって使用するフィルタの次数を変えることが望ましいので、オフセット周波数選択手段６では、受信信号電力等のデータから使用するフィルタ次数が決定され、それに基づいてオフセット周波数記憶手段５からオフセット周波数δｆが選択されて、第二のフィルタ係数計算手段２ｂに転送される。
【００６９】
以上のように、１つのクラッタ中心周波数推定値に対して、２つのフィルタを縦続接続した構成にして、２段目のフィルタ係数を１段目のフィルタ係数に依存する形で計算し、かつ２段目のフィルタ係数計算時にクラッタ中心周波数推定値から少しずらした周波数に零点を割り当てるようにしているので、従来のクラッタ抑圧装置と同等なクラッタ抑圧性能を確保しつつ、フィルタ係数計算に係る演算量を半減以下にすることができる。
【００７０】
実施の形態２．
以上の実施の形態１では、１つのクラッタ中心周波数推定値に対して、２つのフィルタを縦続接続した構成にして、２段目のフィルタ係数を１段目のフィルタ係数に依存する形で計算し、かつ２段目のフィルタ係数計算時にクラッタ中心周波数推定値に、オフセット周波数δｆを加算して少しずらした周波数に零点を割り当てるようにしており、このオフセット周波数δｆをフィルタ次数ごとに事前に計算してあらかじめ用意するようにしたものであるが、次にオフセット周波数を更に細かく調整する実施形態を示す。
【００７１】
図１はこの発明の実施の形態１〜２を示す共通の構成図である。図において、１は受信信号から受信信号中のクラッタ中心周波数を推定するクラッタ中心周波数推定手段、２ａはこのクラッタ中心周波数推定手段１から転送される推定値に対して、フィルタのノッチを形成するようにフィルタ係数を調整する第一のフィルタ係数計算手段、３ａはこのフィルタ係数計算手段２ａで算出されたフィルタ係数を用いてクラッタ抑圧処理を行う第一のフィルタ手段、４はクラッタ中心周波数推定手段１の推定値に対して、クラッタ抑圧性能を確保するために若干の周波数オフセットを与えるオフセット周波数計算手段、２ｂはクラッタ中心周波数推定手段１から転送される推定値に、オフセット周波数計算手段４から転送されるオフセット周波数を加えた周波数値に対して、フィルタのノッチを形成するようにフィルタ係数を調整する第二のフィルタ係数計算手段である。
【００７２】
図６はこの発明の実施の形態２におけるオフセット周波数計算手段４の内部構成を示す図である。図において、５は事前に計算されたオフセット周波数値をフィルタ次数ごとに記憶しておくオフセット周波数記憶手段、６は受信信号中のクラッタ状況に応じて使用するフィルタ次数を決定して、それに基づいてオフセット周波数記憶手段５からオフセット周波数を選択する、オフセット周波数選択手段、７はオフセット周波数選択手段６で抽出されたオフセット周波数を更に細かく調整してクラッタ抑圧性能を向上させる、オフセット周波数最適化手段である。図７はこの発明の実施の形態２の動作を説明するためのフローチャートであり、具体的には、同図は、オフセット周波数計算手段４内に設けられたオフセット周波数最適化手段の処理の流れを示している。
【００７３】
次に図１、図６〜７を参照して動作について説明する。クラッタは単峰性であるとする。オフセット周波数計算手段４以外は、この発明の実施の形態１と同等の動作をするので、ここでは説明を省略し、図６に示すオフセット周波数計算手段４の動作のみについて説明する。
【００７４】
オフセット周波数δｆは、図６に示す処理ブロック図に従って決定される。オフセット周波数δｆは、第一のフィルタ手段３ａ、及び第二のフィルタ手段３ｂで使用するフィルタの次数によって変える必要があり、事前に計算することができる。オフセット周波数記憶手段５には、このオフセット周波数δｆを事前に計算した値が記憶されており、図３に示すようにフィルタ次数ごとにオフセット周波数δｆが設定されている。想定するクラッタの電力や帯域幅によって使用するフィルタの次数を変えることが望ましいので、オフセット周波数選択手段６では、受信信号電力等のデータから使用するフィルタ次数が決定され、それに基づいてオフセット周波数記憶手段５からオフセット周波数δｆが選択される。
【００７５】
オフセット周波数選択手段６で選択されたオフセット周波数δｆは、クラッタ抑圧性能を確保するために事前に計算された値であるが、クラッタの分布やスペクトル形状等によっては、必ずしも最適な値であるとは限らない。そこで、この発明の実施の形態２では、オフセット周波数最適化手段７を設け、更にオフセット周波数δｆを調整する構成になっている。
【００７６】
オフセット周波数最適化手段７の動作を図７に示すフローチャートに従って説明する。まず、ステップＳ３０で、オフセット周波数選択手段６から転送されたオフセット周波数δｆをＤｆにセットし、オフセット周波数調整範囲を表すＢｆに従って、オフセット周波数の初期値をδｆにセットし、オフセット周波数δｆを調整する前のクラッタ抑圧処理後の信号平均電力をＰｍｉｎにセットする。
【００７７】
次に、ステップＳ３１では、オフセット周波数を周波数刻みδＢｆ単位で変化させるとき、オフセット周波数δｆが、調整すべき周波数範囲内であるかどうかを判定し、周波数範囲外であればステップＳ３９に処理が移行して、最適なオフセット周波数Ｄｆoptがδｆに代入されて処理が終了し、最適なオフセット周波数が第二のフィルタ係数計算手段２ｂに転送される。
【００７８】
オフセット周波数δｆが、調整すべき周波数範囲内であるとき、ステップＳ３２でｆ0＋δｆに零点を割り当ててフィルタ係数が計算される。その係数を用いて第二のフィルタ手段３ｂにおいてクラッタ抑圧処理が実施され、ステップＳ３３で、そのときのクラッタ抑圧処理後の信号平均電力がＰ（δｆ）にセットされる。
【００７９】
ステップＳ３４では、Ｐ（δｆ）とＰｍｉｎが比較され、Ｐ（δｆ）の方が小さい、すなわちδｆを変化させたことでクラッタ抑圧性能が向上し、出力信号電力が小さくなった場合は、ステップＳ３５に処理が移る。そうでなければ処理はステップＳ３８に移行し、δｆを更新してステップＳ３１に戻る。
【００８０】
ステップＳ３５、Ｓ３６，Ｓ３７では、クラッタ抑圧処理後の信号電力がほとんど変わらない場合は、フィルタの通過域を少しでも広くするためにオフセット周波数δｆを最も小さい値にセットする処理を示している。ステップＳ３５で、Ｐ（δｆ）とＰｍｉｎの差が、信号電力に関して任意に設定できる定数δＰより小さい、すなわち出力信号電力がほとんど変化していないと判断した場合は、ステップＳ３６に処理が移る。ステップＳ３６では、最小の出力信号電力が得られたときのオフセット周波数δｆが格納されているＤｆoptと現時点のδｆを比較して、Ｄｆoptの方が小さければ何もせずにステップＳ３８に処理が移る。Ｄｆoptの方が大きい場合には、ステップＳ３５でＰ（δｆ）とＰｍｉｎの差がδＰ以上と判定された場合と同じように、ステップＳ３７に処理が移る。ステップＳ３７では、最小の出力信号電力Ｐｍｉｎと最適なオフセット周波数Ｄｆoptが更新され、ステップＳ３８に処理が移る。
【００８１】
ステップＳ３８では、δｆを更新してステップＳ３１に戻る。
【００８２】
以上のように、１つのクラッタ中心周波数推定値に対して、２つのフィルタを縦続接続した構成にして、２段目のフィルタ係数を１段目のフィルタ係数に依存する形で計算し、かつ２段目のフィルタ係数計算時にクラッタ中心周波数推定値から少しずらした周波数に零点を割り当てるようにしたクラッタ抑圧装置において、出力信号電力に基づいて、クラッタ中心周波数推定値からずらす周波数をクラッタ抑圧性能が最も良くなるように調整するようにしているので、従来のクラッタ抑圧装置と同等なクラッタ抑圧性能を確保しつつ、必要な演算量を低減することができる。
【００８３】
実施の形態３．
上述の実施の形態では、受信信号中のクラッタが単峰性の場合を想定したものであるが、以下に示す実施の形態３〜４においては、双峰性あるいは複数のクラッタを受信した場合を想定した実施の形態を示す。
【００８４】
図８はこの発明の実施の形態３〜４を示す共通の構成図である。
図において、１は受信信号から受信信号中のＮ個のクラッタのクラッタ中心周波数を推定するクラッタ中心周波数推定手段、２ａはこのクラッタ中心周波数推定手段１から転送される推定値に対して、フィルタのノッチを形成するようにフィルタ係数を調整する第一のフィルタ係数計算手段、３ａはこのフィルタ係数計算手段２ａで算出されたフィルタ係数を用いてクラッタ抑圧処理を行う第一のフィルタ手段、２ｂはこのクラッタ中心周波数推定手段１から転送される推定値に対して、フィルタのノッチを形成するようにフィルタ係数を調整する第二のフィルタ係数計算手段、３ｂはこのフィルタ係数計算手段２ｂで算出されたフィルタ係数を用いてクラッタ抑圧処理を行う第二のフィルタ手段、４はクラッタ中心周波数推定手段１の推定値に対して、クラッタ抑圧性能を確保するために若干の周波数オフセットを与えるオフセット周波数計算手段、２ｚはクラッタ中心周波数推定手段１から転送される推定値に、オフセット周波数計算手段４から転送されるオフセット周波数を加えた周波数値に対して、フィルタのノッチを形成するようにフィルタ係数を調整する第Ｍのフィルタ係数計算手段、３ｚはフィルタ係数計算手段２ｚで算出されたフィルタ係数を用いてクラッタ抑圧処理を行う第Ｍのフィルタ手段である。なお、本実施の形態においては、オフセット周波数計算手段４は、第Ｎ＋１〜第Ｍのフィルタ係数計算手段に転送するオフセット周波数を計算するものとし、Ｎ＋１段目以降のフィルタ係数計算時にクラッタ中心周波数推定値から少しずらした周波数に零点を割り当てるようにするものとする。
【００８５】
図２はこの発明の実施の形態３におけるオフセット周波数計算手段４の内部構成を示す図である。図９はこの発明の実施の形態３の動作を説明するための表である。図１０はこの発明の実施の形態３の動作を説明するための図である。
【００８６】
次に図２、図８〜１０を参照して動作について説明する。説明を省略している部分に関しては、この発明の実施の形態１におけるクラッタ抑圧装置の動作と同等である。図８に示すクラッタ抑圧装置は、理論上は中心周波数が異なるＭ以下の数のクラッタに対応することができるが、本発明は、次数の高いフィルタを低次の複数のフィルタに分割して演算量を低減することを狙っているので、一般にはクラッタ数Ｎ＜＜Ｍとなる。
【００８７】
例えば、中心周波数の異なる２つのクラッタが受信されたとき、予想されるそれぞれのクラッタの電力や帯域幅から、これらのクラッタを抑圧するためには、それぞれのクラッタに対して６次と５次のノッチフィルタ（ここでは、クラッタ中心周波数に対して６重、或いは５重零点を設定するフィルタを意味する）が必要であるとする。双峰性クラッタであるので、６次と５次の２つの時変フィルタを縦続接続しても抑圧することができるが、演算量を低減するために各フィルタを分割することを考える。それぞれのフィルタを３次と３次、３次と２次、の２つのフィルタに分割すると、４つの時変フィルタの縦続接続構成になる。中心周波数推定手段１で推定されたクラッタ中心周波数をｆ01、ｆ02とする。一例として図８で考えると、時変フィルタ＃１、時変フィルタ＃２は、フィルタ係数計算手段２ａ、２ｂで、周波数ｆ01、ｆ02にそれぞれ３重零点を持つフィルタ係数が計算されて、時変フィルタ＃３、時変フィルタ＃４は、フィルタ係数計算手段２ｃ、２ｄ（図８のフィルタ係数計算手段２ｚに相当）で、周波数ｆ01＋δｆ１、ｆ02＋δｆ２にそれぞれ３重零点、２重零点を持つフィルタ係数が計算されることになる（δｆ１、δｆ２は、オフセット周波数）。フィルタの順番は、一例として上記のように記述したが特に制限はない。
【００８８】
このように、中心周波数が異なるＩ個の数のクラッタが受信されたとき、それぞれのクラッタをＪ個のフィルタで抑圧すると仮定すると、この発明の実施の形態３におけるクラッタ抑圧装置では、Ｉ×Ｊ個の時変フィルタの縦続接続構成になる。実際は、１つのクラッタに使用するフィルタの数は任意に決められるので、フィルタ総数はＩ×Ｊ個より複雑な式で算出される。
【００８９】
オフセット周波数δｆは、１つのクラッタ中心周波数に対して使用されるフィルタ数ごとに設定する必要があるので、Ｉ×（Ｊ−１）通りの値が選択される。従って、本実施の形態３におけるオフセット周波数計算手段４の構成は実施の形態１と同等であるが、内容や動作が若干異なる。図９に示すように、オフセット周波数記憶手段５のオフセット周波数テーブルがより複雑になる。実施の形態１におけるオフセット周波数テーブルに、更に１つのクラッタに割り当てるフィルタの数もパラメータとして追加する必要がある。特に、１つのクラッタ中心周波数に対して３つ以上のフィルタを割り当てる場合は、２段目、３段目のフィルタにそれぞれ異なるオフセット周波数を設定する必要がある。
【００９０】
実際の動作としては、推定された各クラッタの中心周波数に対して割り当てるフィルタの数とそれぞれのフィルタの次数が事前に、あるいは受信信号を処理した結果から決定される。
【００９１】
次に、縦続接続するフィルタの順番が決定される。例えば、グランドクラッタのように移動していない地面や建築物のような物体からの反射エコーはドップラ周波数が生じないため、このクラッタに対するノッチ周波数は０でよい。ノッチ周波数が０でよいということは、通常のフィルタ設計法により事前に計算しておいたフィルタ係数をそのまま使用することが可能であるので、このようなフィルタは縦続接続構成の最前段に持ってきた方が処理上都合がよいのである。
【００９２】
そして、オフセット周波数選択手段６において、各クラッタ中心周波数に割り当てられたフィルタごとにオフセット周波数が選択され、各フィルタ係数計算手段へ転送される。
【００９３】
図１０に本実施の形態３によるクラッタ抑圧装置におけるフィルタ等価振幅２乗特性の計算例を示す。ここでは一例として、レーダが双峰性クラッタを受信した場合を想定する。図８のクラッタ中心周波数推定手段１から転送される推定値は、−６００Ｈｚ、４００Ｈｚであるとする。つまり、この２つの周波数にピークを持つクラッタが存在する状況である。このとき、図１１の従来のクラッタ抑圧装置で、周波数−６００Ｈｚに６重零点、周波数４００Ｈｚに５重零点をそれぞれ割り当てて、ノッチを形成するものと考える。計算条件は、スタガ数Ｌを３、スタガ比を４：３：５、平均ＰＲＩを４００μｓ、δＴを１００μｓである。このときの従来のクラッタ抑圧装置におけるフィルタの等価振幅２乗特性を図１０（ａ）に示す。−６００Ｈｚと４００Ｈｚに幅広のノッチが形成されている。本発明の実施の形態３によるクラッタ抑圧装置では、それぞれのクラッタに対して、２つのフィルタを縦続接続する。つまり、４つのフィルタを縦続接続することになり、図８でいえばＭ＝４で、ここでは、オフセット周波数計算手段４の出力が４つのフィルタ係数計算手段のうち、第３、及び第４のフィルタ係数計算手段に転送されるものとした。この４つのフィルタにおいて零点を割り当てる周波数と零点多重度は、以下の通りである。
【００９４】
１段目のフィルタ：−６００Ｈｚ（３重零点）、
２段目のフィルタ：−５７０Ｈｚ（３重零点）、
３段目のフィルタ：  ４００Ｈｚ（３重零点）、
４段目のフィルタ：  ４２０Ｈｚ（２重零点）
【００９５】
このときのフィルタの等価振幅２乗特性を図１０（ｃ）に示す。従来のクラッタ抑圧装置とほぼ同じフィルタ等価振幅２乗特性を有するので、クラッタ抑圧性能を確保しつつ、４つのフィルタを縦続接続することにより、フィルタ係数計算に係る演算量を低減することができる。
【００９６】
参考として、オフセット周波数計算手段を持たない、４つのフィルタを縦続接続したクラッタ抑圧装置の計算例を図１０（ｂ）に示す。このときの４つのフィルタにおいて零点を割り当てる周波数と零点多重度は、以下の通りである。
【００９７】
１段目のフィルタ：−６００Ｈｚ（３重零点）、
２段目のフィルタ：  ４００Ｈｚ（３重零点）、
３段目のフィルタ：−６００Ｈｚ（３重零点）、
４段目のフィルタ：  ４００Ｈｚ（２重零点）
【００９８】
この場合、オフセット周波数を設けていないため、クラッタのピークが存在する周波数に対するノッチの阻止域幅が、本発明の実施の形態３によるクラッタ抑圧装置の特性に比べてかなり狭くなり、クラッタ抑圧性能が劣化してしまうことがわかる。
【００９９】
以上のように、複数（Ｎ個）のクラッタを受信した場合に、各クラッタ中心周波数推定値に対して、それぞれ複数（Ｍ個）のフィルタを縦続接続した構成にして、後段（Ｎ＋１〜Ｍ）のフィルタ係数を前段（１〜Ｎ）のフィルタ係数に依存する形で計算し、かつ、Ｎ＋１段目以降のフィルタ係数計算時にクラッタ中心周波数推定値から少しずらした周波数に零点を割り当てるようにしているので、従来のクラッタ抑圧装置と同等なクラッタ抑圧性能を確保しつつ、必要な演算量を半減以下にすることができる。
【０１００】
実施の形態４．
以上の実施の形態３では、各クラッタ中心周波数推定値に対して、それぞれ複数のフィルタを縦続接続した構成にして、後段のフィルタ係数を前段のフィルタ係数に依存する形で計算し、かつ２段目以降のフィルタ係数計算時にクラッタ中心周波数推定値から少しずらした周波数に零点を割り当てるようにしており、このオフセット周波数δｆをフィルタ次数ごとに事前に計算してあらかじめ用意するようにしたものであるが、次にオフセット周波数を更に細かく調整する実施形態を示す。
【０１０１】
図８はこの発明の実施の形態３〜４を示す共通の構成図である。図において、１は受信信号から受信信号中のクラッタ中心周波数を推定するクラッタ中心周波数推定手段、２ａはこのクラッタ中心周波数推定手段１から転送される推定値に対して、フィルタのノッチを形成するようにフィルタ係数を調整する第一のフィルタ係数計算手段、３ａはこのフィルタ係数計算手段２ａで算出されたフィルタ係数を用いてクラッタ抑圧処理を行う第一のフィルタ手段、２ｂはこのクラッタ中心周波数推定手段１から転送される推定値に対して、フィルタのノッチを形成するようにフィルタ係数を調整する第二のフィルタ係数計算手段、３ｂはこのフィルタ係数計算手段２ｂで算出されたフィルタ係数を用いてクラッタ抑圧処理を行う第二のフィルタ手段、４はクラッタ中心周波数推定手段１の推定値に対して、クラッタ抑圧性能を確保するために若干の周波数オフセットを与えるオフセット周波数計算手段、２ｚはクラッタ中心周波数推定手段１から転送される推定値に、オフセット周波数計算手段４から転送されるオフセット周波数を加えた周波数値に対して、フィルタのノッチを形成するようにフィルタ係数を調整する第Ｍのフィルタ係数計算手段、３ｚはフィルタ係数計算手段２ｚで算出されたフィルタ係数を用いてクラッタ抑圧処理を行う第Ｍのフィルタ手段である。
【０１０２】
図６はこの発明の実施の形態４におけるオフセット周波数計算手段４の内部構成を示す図である。図において、５は事前に計算されたオフセット周波数値をフィルタ次数ごとに記憶しておくオフセット周波数記憶手段、６は受信信号中のクラッタ状況に応じて使用するフィルタ次数を決定して、それに基づいてオフセット周波数記憶手段５からオフセット周波数を選択する、オフセット周波数選択手段、７はオフセット周波数選択手段６で抽出されたオフセット周波数を更に細かく調整してクラッタ抑圧性能を向上させる、オフセット周波数最適化手段である。
【０１０３】
次に図６、図８を参照して動作について説明する。オフセット周波数計算手段４以外は、この発明の実施の形態３と同等の動作をするので、ここでは説明を省略し、図６に示すオフセット周波数計算手段４の動作のみについて説明する。オフセット周波数計算手段４において、オフセット周波数記憶手段５、及びオフセット周波数選択手段６については、実施の形態３と同等の動作をする。オフセット周波数最適化手段７については、実施の形態２と同等の動作をする。即ち、本実施の形態４は、実施の形態３と実施の形態４を組み合わせたものである。
【０１０４】
異なる点は、オフセット周波数選択手段６によって、オフセット周波数計算手段４から選択されるオフセット周波数が１種類ではなく複数になるので、オフセット周波数最適化手段７における最適化処理を各オフセット周波数に対して実施することである。処理としては、各クラッタに対して割り当てられたフィルタ群の出力信号が最小になるように、図７のフローチャートに従って各オフセット周波数を調整していくのであるが、調整するオフセット周波数の種類が複数であるので、クラッタ中心周波数ごとに順次オフセット周波数の最適化を行っていくことにより、縦続接続したフィルタ全体として、クラッタ抑圧性能を向上させることができる。
【０１０５】
以上のように、複数クラッタを受信した場合に、各クラッタ中心周波数推定値に対して、それぞれ複数のフィルタを縦続接続した構成にして、後段のフィルタ係数を前段のフィルタ係数に依存する形で計算し、かつ２段目以降のフィルタ係数計算時にクラッタ中心周波数推定値から少しずらした周波数に零点を割り当てるようにしたクラッタ抑圧装置において、出力信号電力に基づいて、クラッタ中心周波数推定値からずらす周波数をクラッタ抑圧性能が最も良くなるように調整するようにしているので、従来のクラッタ抑圧装置と同等のクラッタ抑圧性能を確保しつつ、必要な演算量を低減することができる。
【０１０６】
【発明の効果】
この発明は、レーダの受信信号中に含まれる不要反射エコーであるクラッタを抑圧するクラッタ抑圧装置であって、クラッタの中心周波数を推定するクラッタ中心周波数推定手段と、クラッタ中心周波数推定手段により推定された推定値に対して、２つのフィルタを縦続接続してフィルタ全体の周波数特性の零点を形成するようにフィルタ係数を計算する第一のフィルタ係数計算手段と、クラッタ中心周波数推定手段により推定された推定値に対して、オフセット周波数を持たせてフィルタの零点を割り当てるようにフィルタ係数を計算する第二のフィルタ係数計算手段と、第二のフィルタ係数計算手段に入力するオフセット周波数を計算するオフセット周波数計算手段と、異なるパルス間隔ごとに第一および第二のフィルタ係数計算手段から入力されるフィルタ係数を用いて受信信号中のクラッタを抑圧するフィルタ手段とを備えたクラッタ抑圧装置であるので、１つのクラッタ中心周波数推定値に対して、２つのフィルタを縦続接続した構成にして、２段目のフィルタ係数を１段目のフィルタ係数に依存する形で計算し、かつ２段目のフィルタ係数計算時にクラッタ中心周波数推定値から少しずらした周波数に零点を割り当てるようにしているので、高いクラッタ抑圧性能を確保しつつ、フィルタ係数計算に係る演算量を半減以下にすることができる。
【０１０７】
また、オフセット周波数計算手段が、フィルタ次数ごとにオフセット周波数をあらかじめ計算して記憶するオフセット周波数記憶手段と、フィルタ次数に応じて対応するオフセット周波数を抽出するオフセット周波数選択手段とを備えているので、想定するクラッタの電力や帯域幅によって使用するフィルタの次数を変えることが容易にできるので、クラッタ抑圧性能をさらに向上させることができる。
【０１０８】
また、オフセット周波数計算手段が、フィルタ次数ごとにオフセット周波数をあらかじめ計算して記憶するオフセット周波数記憶手段と、フィルタ次数に応じて対応するオフセット周波数を抽出するオフセット周波数選択手段と、フィルタ手段の出力信号が最小になるように、オフセット周波数選択手段より入力されるオフセット周波数を調整するオフセット周波数最適化手段とを備えているので、出力信号電力に基づいてクラッタ中心周波数推定値からずらす周波数（オフセット周波数）をクラッタ抑圧性能が最も良くなるように調整するようにしているので、高いクラッタ抑圧性能を確保しつつ、必要な演算量を低減することができる。
【０１０９】
また、レーダの受信信号中に含まれる不要反射エコーであるＮ個のクラッタを抑圧するクラッタ抑圧装置であって、Ｎ個のクラッタの中心周波数を推定するクラッタ中心周波数推定手段と、クラッタ中心周波数推定手段により推定されたＮ個の推定値に対して、Ｎより大きいＭ個のフィルタを縦続接続してフィルタ全体の周波数特性の零点を形成するようにフィルタ係数を計算する第１〜第Ｎのフィルタ係数計算手段と、クラッタ中心周波数推定手段により推定された推定値に対して、オフセット周波数を持たせてフィルタの零点を割り当てるようにフィルタ係数を計算する第Ｎ＋１〜第Ｍのフィルタ係数計算手段と、第Ｎ＋１〜第Ｍのフィルタ係数計算手段に転送するオフセット周波数を計算するオフセット周波数計算手段と、異なるパルス間隔ごとに上記第１〜第Ｍのフィルタ係数計算手段から転送されるフィルタ係数を用いて受信信号中のクラッタを抑圧するフィルタ手段とを備えたクラッタ抑圧装置であるので、複数クラッタを受信した場合に、各クラッタ中心周波数推定値に対して、それぞれ複数のフィルタを縦続接続した構成にして、後段のフィルタ係数を前段のフィルタ係数に依存する形で計算し、かつ、２段目以降のフィルタ係数計算時にクラッタ中心周波数推定値から少しずらした周波数に零点を割り当てるようにしているので、クラッタ抑圧性能を確保しつつ、必要な演算量を半減することができる。
【０１１０】
また、オフセット周波数計算手段が、フィルタ次数ごとにオフセット周波数をあらかじめ計算して記憶するオフセット周波数記憶手段と、１つのクラッタ中心周波数推定値に対して割り当てるフィルタの数と、フィルタ次数に応じて対応するオフセット周波数を抽出するオフセット周波数選択手段とを備えているので、想定するクラッタの電力や帯域幅によって使用するフィルタの次数を変えることが容易にできるので、クラッタ抑圧性能をさらに向上させることができる。
【０１１１】
また、オフセット周波数計算手段が、フィルタ次数ごとにオフセット周波数をあらかじめ計算しておき、記憶しておくオフセット周波数記憶手段と、１つのクラッタ中心周波数推定値に対して割り当てるフィルタの数と、フィルタ次数に応じて対応するオフセット周波数を抽出するオフセット周波数選択手段と、フィルタ手段の出力信号が最小になるように、上記オフセット周波数選択手段より転送されるオフセット周波数を調整するオフセット周波数最適化手段とを備えているので、出力信号電力に基づいてクラッタ中心周波数推定値からずらす周波数（オフセット周波数）をクラッタ抑圧性能が最も良くなるように調整するようにしているので、高いクラッタ抑圧性能を確保しつつ、必要な演算量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１及び２におけるクラッタ抑圧装置の構成を示した構成図である。
【図２】  本発明の実施の形態１におけるクラッタ抑圧装置のオフセット周波数計算手段の内部構成を示す構成図である。
【図３】  本発明の実施の形態１におけるクラッタ抑圧装置のオフセット周波数記憶手段に記憶されたオフセット周波数の一例を示した説明図である。
【図４】  （ａ）従来のクラッタ抑圧装置のフィルタ等価振幅２乗特性と（ｂ）本発明の実施の形態１における２つの時変フィルタを縦続接続した場合のクラッタ抑圧装置のフィルタ等価振幅２乗特性（それぞれのフィルタで同じ−６００Ｈｚに零点を割り当てた場合）とを比較した説明図である。
【図５】  （ａ）従来のクラッタ抑圧装置のフィルタ等価振幅２乗特性と（ｂ）本発明の実施の形態１における２つの時変フィルタを縦続接続した場合のクラッタ抑圧装置のフィルタ等価振幅２乗特性（零点を割り当てた周波数は、１段目のフィルタ：−６００Ｈｚ、２段目のフィルタ：−５７０Ｈｚ）とを比較した説明図である。
【図６】  本発明の実施の形態２におけるクラッタ抑圧装置のオフセット周波数計算手段の内部構成を示す構成図である。
【図７】  本発明の実施の形態２におけるクラッタ抑圧装置のオフセット周波数最適化手段の動作を示す流れ図である。
【図８】  本発明の実施の形態３及び４におけるクラッタ抑圧装置の構成を示した構成図である。
【図９】  本発明の実施の形態３におけるクラッタ抑圧装置のオフセット周波数記憶手段に記憶されたオフセット周波数の一例を示した説明図である。
【図１０】  （ａ）従来のクラッタ抑圧装置のフィルタ等価振幅２乗特性と（ｂ）本発明の実施の形態３における４つの時変フィルタを縦続接続した場合のクラッタ抑圧装置のフィルタ等価振幅２乗特性（１段目のフィルタ：−６００Ｈｚ、２段目のフィルタ：４００Ｈｚ、３段目のフィルタ：−６００Ｈｚ、４段目のフィルタ：４００Ｈｚ）と（ｃ）本発明の実施の形態３における４つの時変フィルタを縦続接続した場合のクラッタ抑圧装置のフィルタ等価振幅２乗特性（１段目のフィルタ：−６００Ｈｚ、２段目のフィルタ：−５７０Ｈｚ、３段目のフィルタ：４００Ｈｚ、４段目のフィルタ：４２０Ｈｚ）とを比較した説明図である。
【図１１】  従来のクラッタ抑圧装置の構成を示した構成図である。
【符号の説明】
１  クラッタ中心周波数推定手段、２ａ  第一のフィルタ係数計算手段、２ｂ第二のフィルタ係数計算手段、２ｚ  第Ｍのフィルタ係数計算手段、３ａ  第一のフィルタ手段、３ｂ  第二のフィルタ手段、３ｚ  第Ｍのフィルタ手段、４オフセット周波数計算手段、５  オフセット周波数記憶手段、６  オフセット周波数選択手段、７  オフセット周波数最適化手段、１０１  クラッタ中心周波数推定手段、１０２  フィルタ係数計算手段、１０３  フィルタ手段。
【図１】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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