(57)【要約】【課題】雑音等の影響のあるときでもパルス不要波を正確に検出でき、また、連続不要波の抑圧とパルス不要波の検出との両方を行うことが可能な不要波抑圧装置及びこの不要波抑圧装置に用いられるパルス不要波検出方法を提供する。【解決手段】演算セル１０は、主アンテナによる受信信号及び補助アンテナによる受信信号に基づいて、ＳＬＣウェイトをサンプル毎に逐次算出する。演算器２０は、ＳＬＣウェイトの位相の変化に基づいて、パルス不要波の存在の有無をサンプル毎に判定し、判定結果を選択器５０へ出力する。比較器４０は、演算セル１０からのＳＬＣ出力と基準熱雑音とを比較し、比較結果を選択器５０へ出力する。選択器５０は、判定結果と比較結果とに基づいたＳＬＢ出力を後段へ出力する。【選択図】      図１
2011153872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主アンテナ及び補助アンテナにより信号を受信するレーダ装置に用いられる不要波抑圧装置において、
前記主アンテナにより受信した第１の受信信号と、前記補助アンテナにより受信した第２の受信信号とに基づいてＳＬＣ（Sidelobe Canceller）ウェイトをサンプル毎に逐次算出し、前記ＳＬＣウェイトを用いてビーム合成することで前記第１の受信信号から連続不要波を抑圧する演算セルと、
前記演算セルから前記ＳＬＣウェイトを受け取り、前記ＳＬＣウェイトの位相の変化に基づいて、パルス不要波が存在する第１の状態か、前記パルス不要波が存在しない第２の状態かをサンプル毎に判定する判定部と
を具備することを特徴とする不要波抑圧装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記ＳＬＣウェイトの位相の変化に基づいて第１のサンプル群と、第２のサンプル群とに分類し、前記第１及び第２のサンプル群のうち前記ＳＬＣウェイトの振幅が大きい群に属するサンプルを前記第１の状態と判定し、前記振幅が小さい群に属するサンプルを前記第２の状態と判定することを特徴とする請求項１記載の不要波抑圧装置。
【請求項３】
熱雑音を測定し、前記熱雑音の測定値に基づいて基準熱雑音を設定する熱雑音測定部と、
前記第１の受信信号から前記連続不要波を抑圧したＳＬＣ出力と、前記基準熱雑音とを比較し、前記ＳＬＣ出力が前記基準熱雑音を超える場合には第１の制御信号を生成し、前記ＳＬＣ出力が前記基準熱雑音以下である場合には第２の制御信号を生成する比較部と、
前記判定部からの判定結果と、前記第１又は第２の制御信号とを受信し、前記第２の制御信号を受信した際のサンプルの状態を前記判定結果に関らず前記第２の状態であるとし、前記第１の制御信号を受信した際のサンプルの状態を前記判定結果に従って設定する選択部と
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の不要波抑圧装置。
【請求項４】
主アンテナ及び補助アンテナにより信号を受信するレーダ装置に用いられるパルス不要波検出方法において、
前記主アンテナにより受信した第１の受信信号と、前記補助アンテナにより受信した第２の受信信号とに基づいてＳＬＣウェイトをサンプル毎に逐次算出し、
前記ＳＬＣウェイトの位相の変化に基づいて、パルス不要波が存在する第１の状態か、前記パルス不要波が存在しない第２の状態かをサンプル毎に判定することを特徴とするパルス不要波検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、不要波の存在する環境下で、ＭＳＮ（Maximum Signal-to-Noise Ratio；最大ＳＮＲ法）、ＬＭＳ（Least Mean Square；最小二乗法）等によりＳＬＣウェイトを逐次更新するＳＬＣ（Sidelobe Canceller）を用いて不要波を抑圧する不要波抑圧装置と、この不要波抑圧装置で用いられるパルス不要波検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、不要波の存在する環境下でレーダ装置を使用する場合、ＳＬＢ（Sidelobe blanker）によりパルス状の不要波（以下、パルス不要波と称する）を検出するようにしている。ＳＬＢでは、主アンテナによる受信信号の振幅と、補助アンテナによる受信信号の振幅とをサンプル毎に比較し、補助アンテナによる受信信号の振幅が大きなサンプルに対してパルス不要波が存在すると判定する。
【０００３】
しかしながら、前記主アンテナ及び補助アンテナの信号は雑音等の影響を受けるため、振幅の大小関係が逆転するサンプルが発生する場合がある。この場合、各サンプルに対するパルス不要波の判定を誤るといった問題がある。
【０００４】
また、連続的に発生する不要波（以下、連続不要波と称する）及びパルス不要波の両者に対処する必要がある場合、従来のレーダ装置では、上述のＳＬＢと、連続不要波を抑圧するためのＳＬＣとを共に搭載させる必要があるため、装置の大型化及び高コスト化の要因になるという問題もある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６２３９７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】菊間信良著、「アレーアンテナによる適応信号処理」、科学技術出版（１９９９）、ｐｐ．４０−４１，６７−７４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のように、従来のＳＬＢでは、主アンテナ及び補助アンテナによる受信信号が雑音等の影響を受けるため、振幅の大小関係が逆転するサンプルが発生し、その結果、各サンプルに対するパルス不要波の判定を誤るという問題があった。また、連続不要波及びパルス不要波の両者に対処する必要がある場合、レーダ装置にＳＬＣ及びＳＬＢを共に搭載させる必要があった。
【０００８】
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、雑音等の影響のあるときでもパルス不要波を正確に検出でき、また、連続不要波の抑圧とパルス不要波の検出との両方を行うことが可能な不要波抑圧装置及びこの不要波抑圧装置に用いられるパルス不要波検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る不要波抑圧装置は、主アンテナ及び補助アンテナにより信号を受信するレーダ装置に用いられる不要波抑圧装置において、前記主アンテナにより受信した第１の受信信号と、前記補助アンテナにより受信した第２の受信信号とに基づいてＳＬＣウェイトをサンプル毎に逐次算出し、前記ＳＬＣウェイトを用いてビーム合成することで前記第１の受信信号から連続不要波を抑圧する演算セルと、前記演算セルから前記ＳＬＣウェイトを受け取り、前記ＳＬＣウェイトの位相の変化に基づいて、パルス不要波が存在する第１の状態か、前記パルス不要波が存在しない第２の状態かをサンプル毎に判定する判定部とを具備する。
【００１０】
また、本発明に係るパルス不要波検出方法は、主アンテナ及び補助アンテナにより信号を受信するレーダ装置に用いられるパルス不要波検出方法において、前記主アンテナにより受信した第１の受信信号と、前記補助アンテナにより受信した第２の受信信号とに基づいてＳＬＣウェイトをサンプル毎に逐次算出し、前記ＳＬＣウェイトの位相の変化に基づいて、パルス不要波が存在する第１の状態か、前記パルス不要波が存在しない第２の状態かをサンプル毎に判定することを特徴とする。
【００１１】
上記構成による不要波抑圧装置及びパルス不要波検出方法では、演算セルで算出されたＳＬＣウェイトの位相の変化を参照してパルス不要波が存在するか否かを判定する。ＳＬＣウェイトは更新前の値を加味してサンプル毎に更新され、また、ＳＬＣウェイトの位相値は瞬時的な雑音等の影響を受け難い。これにより、本発明に係る不要波抑圧装置は、主アンテナ及び補助アンテナによる受信信号の振幅に基づいてパルス不要波を検出するよりも、高い精度でパルス不要波を検出することが可能となる。また、演算セルでは、ＳＬＣウェイトを算出すると共に、このＳＬＣウェイトを用いて連続不要波を抑圧するようにしている。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、雑音等の影響のあるときでもパルス不要波を正確に検出でき、また、連続不要波の抑圧とパルス不要波の検出との両方を行うことが可能な不要波抑圧装置及びこの不要波抑圧装置に用いられるパルス不要波検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る不要波抑圧装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】図１の演算セルの構成を示す回路図である。
【図３】図１の演算器の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】一定間隔でパルス不要波が存在する場合の、不要波抑圧装置のＳＬＣ出力、ＳＬＣウェイトの振幅及びＳＬＣウェイトの位相を示す図である。
【図５】従来のＳＬＢにおける処理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明に係る不要波抑圧装置の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る不要波抑圧装置の機能構成を示すブロック図である。図１における不要波抑圧装置は、ＳＬＣ（Sidelobe Canceller）用演算セル１０、演算器２０、熱雑音測定器３０、比較器４０及び選択器５０を具備する。
【００１５】
ＳＬＣ用演算セル１０は、主アンテナ（図示せず）により受信された受信信号と、補助アンテナ（図示せず）により受信された受信信号とに基づいてＳＬＣウェイトを算出する。なお、本実施形態では、一個の主アンテナに対して一個の補助アンテナが付属する場合を例に説明するが、一個の主アンテナに対して一個以上の補助アンテナが付属する場合であっても同様に実施可能である。演算セル１０は、このＳＬＣウェイトを用いて、主アンテナにより受信された受信信号と、補助アンテナにより受信された受信信号とをビーム合成することで、連続的に発生する不要波（以下、連続不要波と称する）を抑圧する。演算セル１０は、ＳＬＣウェイトを演算器２０へ出力し、連続不要波を抑圧したＳＬＣ出力を比較器４０、及び不要波抑圧装置の出力の一つとして不要波抑圧装置の外部へ出力する。
【００１６】
図２は、ＭＳＮを採用した際の演算セル１０の構成を示す回路図である。なお、本実施形態では、ＭＳＮを採用したＳＬＣを例に説明するが、ＬＭＳ等の方式によりＳＬＣを行う場合であっても同様に実施可能である。演算セル１０は、乗算器１１、減算器１２、乗算器１３、遅延器１４、アンプ１５、加算器１６及びアンプ１７を備える。
【００１７】
乗算器１１は、補助アンテナから連続したサンプルとして供給される受信信号Ｘｉｎと、アンプ１７からのＳＬＣウェイトとを乗算する。乗算器１１は、乗算結果を減算器１２へ出力する。減算器１２は、主アンテナから連続したサンプルとして供給される受信信号Ｙｉｎから、乗算器１１からの乗算結果を減算する。減算器１２は、減算結果を乗算器１３へ出力すると共に、ＳＬＣ出力として比較器４０へ出力する。
【００１８】
乗算器１３は、補助アンテナからの受信信号Ｘｉｎと、減算器１２からの減算結果とを乗算する。乗算器１３は、乗算結果を加算器１６へ出力する。遅延器１４は、加算器１６からの出力を一サンプル分だけ遅延させ、遅延信号としてアンプ１５へ出力する。アンプ１５は、遅延器１４からの遅延信号を利得ａで増幅し、加算器１６へ出力する。加算器１６は、乗算器１３からの乗算結果と、アンプ１５からの信号とを加算する。加算器１６は、加算結果をアンプ１７へ出力する。アンプ１７は、加算器１６からの加算結果を利得ｇで増幅する。アンプ１７は、増幅した信号をＳＬＣウェイトとして乗算部１１及び演算器２０へ出力する。
【００１９】
演算器２０は、ＳＬＣ用演算セル１０からのＳＬＣウェイトを用いて、受信信号にパルス状の不要波（以下、パルス不要波と称する）が存在しているかをサンプル毎に判定する。ここでの判定は、ＳＬＣウェイトの位相変化に基づいて行われる。演算器２０は、パルス不要波判定結果を選択器５０へ出力する。例えば、演算器２０は、パルス不要波が存在している場合には「１」をパルス不要波判定結果として選択器５０へ出力し、パルス不要波が存在していない場合には「０」をパルス不要波判定結果として選択器５０へ出力する。
【００２０】
熱雑音測定器３０は、熱雑音の平均レベルを測定する。熱雑音測定器３０は、熱雑音の平均レベルを予め設定された増幅量だけ増幅し、基準熱雑音として比較器４０へ出力する。
【００２１】
比較器４０は、ＳＬＣ用演算セル１０からのＳＬＣ出力をサンプル毎に、熱雑音測定器３０からの基準熱雑音と比較する。そして、比較器４０は、ＳＬＣ出力の振幅が基準熱雑音の振幅を超えるか否かに応じて制御信号を選択器５０へ出力する。例えば、比較器４０は、ＳＬＣ出力の振幅が基準熱雑音よりも大きいサンプルに対しては「１」を制御信号として選択器５０へ出力し、そうでないサンプルに対しては「０」を制御信号として選択器５０へ出力する。
【００２２】
選択器５０は、比較器４０からの制御信号に従って、後段へＳＬＢ出力を出力する。すなわち、選択器５０は、比較器４０からの制御信号が「１」である各サンプルに対しては、演算器２０からのパルス不要波判定結果をＳＬＢ出力として不要波抑圧装置の外部へ出力する。一方、選択器５０は、制御信号が「０」である各サンプルに対しては、演算器２０からのパルス不要波判定結果に依らず常に「０」をＳＬＢ出力として外部へ出力する。
【００２３】
次に、以上のように構成された不要波抑圧装置によるパルス不要波検出動作の例を、演算器２０の処理手順に従い説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る演算器２０の処理手順を示すフローチャートである。また、図４は、一定間隔でパルス不要波が発生する場合のＳＬＣ出力（ｄＢ）、ＳＬＣウェイトの振幅及びＳＬＣウェイトの位相（ｄｅｇ）を示す図である。
【００２４】
演算器２０は、全てのサンプルにおけるＳＬＣウェイトの位相を取得する（ステップＳ３１）。演算器２０は、ステップＳ３１で取得した位相の平均値（位相平均値）を計算する（ステップＳ３２）。演算器２０は、全てのサンプルにおけるＳＬＣウェイトの振幅を取得する（ステップＳ３３）。
【００２５】
続いて、演算器２０は、全てのサンプルのうち、ステップＳ３２で算出した位相平均値よりも大きな位相を持つサンプルを選択する（ステップＳ３４）。演算器２０は、ステップＳ３４で選択したサンプルのＳＬＣウェイトの振幅の平均値（第１の振幅平均値）を、ステップＳ３３で取得したＳＬＣウェイトの振幅に基づいて算出する（ステップＳ３５）。
【００２６】
続いて、演算器２０は、全てのサンプルのうち、ステップＳ３２で算出した位相平均値以下の位相を持つサンプルを選択する（ステップＳ３６）。演算器２０は、ステップＳ３６で選択したサンプルのＳＬＣウェイトの振幅の平均値（第２の振幅平均値）を、ステップＳ３３で取得したＳＬＣウェイトの振幅に基づいて算出する（ステップＳ３７）。
【００２７】
演算器２０は、第１の振幅平均値と第２の振幅平均値とを比較する。そして、演算器２０は、第１の振幅平均値が第２の振幅平均値よりも大きい場合、ステップＳ３４で選択したサンプルに対して「１」を設定して選択器５０へ出力し、ステップＳ３６で選択したサンプルに対して「０」を設定して選択器５０へ出力する（ステップＳ３８）。また、演算器２０は、第２の振幅平均値が第１の振幅平均値よりも大きい場合、ステップＳ３６で選択したサンプルに対して「１」を設定して選択器５０へ出力し、ステップＳ３４で選択したサンプルに対して「０」を設定して選択器５０へ出力する。
【００２８】
以上のように、上記一実施形態では、演算セル１０からのＳＬＣウェイトの位相値を参照してパルス不要波が存在するか否かを判定するようにしている。ＳＬＣでは、サンプル毎にＳＬＣウェイトが更新される際、更新前の値を加味して更新後の値が決まる。このため、パルス不要波のように一定時間継続する信号が存在する場合にはＳＬＣウェイトは変化し、雑音等の瞬時的な信号が存在する場合にはその影響は時間平均されるためＳＬＣウェイトは変化しない。また、図４に示すように、ＳＬＣウェイトでは、振幅よりも位相の方が瞬時的な雑音等の影響を受け難い。これにより、主アンテナ及び補助アンテナによる受信信号の振幅に基づいてパルス不要波を検出するよりも、高い精度でパルス不要波を検出することが可能となる。なお、図５は、従来のＳＬＢによる処理を示す図である。従来のＳＬＢでは、図５のように瞬時的な雑音等が発生した場合には、主アンテナによる受信信号と、補助アンテナによる受信信号との大小関係が逆転し、パルス不要波の有無を正確に判定できなくなってしまう。
【００２９】
また、上記一実施形態では、演算セル１０から、連続不要波を抑圧したＳＬＣ出力と共に、ＳＬＣウェイトを出力する。そして、演算器２０で、演算セル１０からのＳＬＣウェイトの位相を参照してパルス不要波の有無を判定するようにしている。これにより、一つの不要波抑圧装置の中で連続不要波の抑圧と、パルス不要波の検出とを行うことが可能となる。
【００３０】
また、上記一実施形態に係る不要波抑圧装置では、ＳＬＣ出力の振幅を、基準熱雑音と比較する。そして、不要波抑圧装置は、ＳＬＣ出力の振幅が基準熱雑音よりも大きい場合には、ＳＬＣウェイトにおける熱雑音の影響が小さいとして、演算器２０によるパルス不要波判定結果をＳＬＢ出力として後段へ出力する。一方、不要波抑圧装置は、ＳＬＣ出力の振幅が基準熱雑音以下である場合には、ＳＬＣウェイトにおける熱雑音の影響が大きいとして、演算器２０からのパルス不要波判定結果に関らず、パルス不要波が存在しない旨のＳＬＢ出力を後段へ出力する。これにより、熱雑音によるパルス不要波の誤検出を抑えることが可能となる。
【００３１】
したがって、雑音等の影響のあるときでもパルス不要波を正確に検出でき、また、連続不要波の抑圧とパルス不要波の検出との両方を行うことが可能な不要波抑圧装置を提供することができる。また、本実施形態に係る不要波抑圧装置を搭載したレーダ装置は、従来必要であった、連続不要波を抑圧するためのＳＬＣと、パルス不要波を検出するためのＳＬＢとをそれぞれ搭載する必要がなくなる。すなわち、レーダ装置の小型化及び低コスト化を実現することができる。
【００３２】
なお、この発明は上記一実施形態に限定されるものではない。例えば上記一実施形態では、演算器２０が図３に示すフローチャートに従ってパルス不要波検出を行う場合を例に説明した。しかしながら、演算器２０によるパルス不要波検出動作は、このフローチャートに限定されるわけではなく、その他のフローによっても実施可能である。
【００３３】
さらに、この発明は、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１０…ＳＬＣ用演算セル
１１，１３…乗算器
１２…減算器
１４…遅延器
１５，１７…アンプ
１６…加算器
２０…演算器
３０…熱雑音測定器
４０…比較器
５０…選択器
【図１】
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【図２】
2011153872.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011153872.tif 000006
【図５】
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