(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信パルスの到着時間を参照して、すべてのパルスペアのパルス間隔を算出するパルス間隔算出手段と、
前記パルス間隔算出手段により算出されたパルス間隔のうち、予め設定されたパルス繰り返し間隔の細分区間に属するパルス間隔を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出されたパルス間隔を構成する受信パルスの到着時間に基づいて、時間と共に移動する移動窓内で複素三角関数の移動和を算出する移動和算出手段と、
前記移動和算出手段により算出された移動和の絶対値と所定の閾値を比較する比較手段と、
前記比較手段の結果に基づいて出力するパルス群を入力して、パルス列の時間的変動を許容し所定の集合を示すクラスタを出力するパルス分析手段と、
前記クラスタを入力してパルス列を追尾する追尾手段とを備えたパルス列検出装置。
【請求項２】
クラスタは、パルスの開始時間と終了時間とパルス繰り返し間隔の平均値とで表現されることを特徴とする請求項１記載のパルス列検出装置。
【請求項３】
追尾手段は、カルマンフィルタを用い、当該カルマンフィルタは、パルス分析手段が出力するクラスタのうち、同一のクラスタに含まれる複数パルスを初期条件に使用することを特徴とする請求項１または請求項２記載のパルス列検出装置。
【請求項４】
カルマンフィルタは、予測範囲に変数が含まれるパルスを選択することを特徴とする請求項３記載のパルス列検出装置。
【請求項５】
カルマンフィルタは、パルスの受信漏れが発生した場合に、その前後のパルスを選択することを特徴とする請求項３または請求項４記載のパルス列検出装置。
【請求項６】
受信パルスの到着時間を参照して、すべてのパルスペアのパルス間隔を算出するパルス間隔算出ステップと、
前記パルス間隔算出ステップで算出されたパルス間隔のうち、予め設定されたパルス繰り返し間隔の細分区間に属するパルス間隔を検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出されたパルス間隔を構成する受信パルスの到着時間に基づいて、時間と共に移動する移動窓内で複素三角関数の移動和を算出する移動和算出ステップと、
前記移動和算出ステップで算出された移動和の絶対値と所定の閾値を比較する比較ステップと、
前記比較ステップの比較結果に基づいて出力するパルス群を入力して、パルス列の時間的変動を許容し所定の集合を示すクラスタを出力するパルス分析ステップと、
前記クラスタを入力してパルス列を追尾する追尾ステップとを備えたパルス列検出方法。
【請求項７】
クラスタは、パルスの開始時間と終了時間とパルス繰り返し間隔の平均値とで表現されることを特徴とする請求項６記載のパルス列検出方法。
【請求項８】
追尾ステップは、カルマンフィルタを用い、当該カルマンフィルタは、パルス分析ステップで出力するクラスタのうち、同一のクラスタに含まれる複数パルスを初期条件に使用することを特徴とする請求項６または請求項７記載のパルス列検出方法。
【請求項９】
カルマンフィルタは、予測範囲に変数が含まれるパルスを選択することを特徴とする請求項８記載のパルス列検出方法。
【請求項１０】
カルマンフィルタは、パルスの受信漏れが発生した場合に、その前後のパルスを選択することを特徴とする請求項８または請求項９記載のパルス列検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の信号源から発振された複数のパルス列を検出するパルス列検出装置及びパルス列検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パルス列検出装置として、従来、パルス繰り返し間隔（以下、ＰＲＩと称する）を用いたものとしては、例えば特許文献１や特許文献２に示すようなものがあった。特許文献１に記載された装置では、入力端子に入力される個々の到来パルスの到着時刻を表す測定データｔ1，ｔ2，…，ｔNを含む信号から、τ1＜τ2＜…＜τkなるパルス間隔とｉ＝２，３，…，ｋに対し、
0005812937.tif 000002
で定義されるＰＲＩ変換量を演算し、所定の判定レベルを超える｜Ｄi｜（ｉ＝１〜ｋ）の数に基づいて到来パルスに含まれているパルス列の数を検知する。
【０００３】
また、特許文献２に記載された装置では、時間と共に移動する移動窓内で複素三角関数の移動和Ｄk（ｔ）を算出し、その移動和の絶対値｜Ｄk（ｔ）｜と予め設定されている閾値ＡKを比較し、その絶対値｜Ｄk（ｔ）｜が閾値ＡKより大きいときパルス列の検出信号を出力するものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２５７５６９号公報
【特許文献２】特開２００３−１３３９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のパルス列検出装置は以上のように構成されているので、例えば特許文献１に開示された方法では、受信パルス列に含まれる信号源のパルス列が短くて、ＰＲＩに揺らぎが含まれている場合には、ＰＲＩ変換後のピークレベルが減少してノイズが増大し、パルス列の検出が困難になる課題があった。更に、パルス列追尾に使用する初期パルスが適切でない場合に、途中で追尾に失敗して改めて別のパルスを初期パルスに設定し直すことが必要になり、処理時間の増大を招くという課題があった。また、特許文献２に開示された方法では、異なる送信源からのパルスが同一ＰＲＩビンに含まれる場合、それらを分離できないという課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、受信パルス列に含まれる信号源のパルス列が短くてＰＲＩに揺らぎが含まれ、かつ、異なる送信源からのパルスが同一ＰＲＩビンに含まれる場合でも、精度よくパルス列を検出することができるパルス列検出装置及びパルス列検出方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るパルス列検出装置は、受信パルスの到着時間を参照して、すべてのパルスペアのパルス間隔を算出するパルス間隔算出手段と、パルス間隔算出手段により算出されたパルス間隔のうち、予め設定されたパルス繰り返し間隔の細分区間に属するパルス間隔を検出する検出手段と、検出手段により検出されたパルス間隔を構成する受信パルスの到着時間に基づいて、時間と共に移動する移動窓内で複素三角関数の移動和を算出する移動和算出手段と、移動和算出手段により算出された移動和の絶対値と所定の閾値を比較する比較手段と、比較手段の結果に基づいて出力するパルス群を入力して、パルス列の時間的変動を許容し所定の集合を示すクラスタを出力するパルス分析手段と、クラスタを入力してパルス列を追尾する追尾手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のパルス列検出装置は、比較手段の結果に基づいて出力するパルス群を入力して、パルス列の時間的変動を許容し所定の集合を示すクラスタを求め、このクラスタに基づいてパルス列を追尾するようにしたので、受信パルス列に含まれる信号源のパルス列が短くてＰＲＩに揺らぎが含まれ、かつ、異なる送信源からのパルスが同一ＰＲＩビンに含まれる場合でも、精度よくパルス列を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１によるパルス列検出装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるパルス列検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１によるパルス列検出装置のクラスタを示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１によるパルス列検出装置の予測ゲートを示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１によるパルス列検出装置のパルス受信漏れが生じた場合の予測ゲートを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるパルス列検出装置を示す構成図である。
図１に示すパルス列検出装置は、入力端子１、単純ＰＲＩフィルタ２1〜２k、複素三角関数演算器３1〜３k、移動窓型複素加算器４1〜４k、閾値処理部５1〜５k、出力端子６1〜６k、パルス分析部７、パルス追尾部８を備えている。
【００１１】
入力端子１は、複数の信号源から発振された複数のパルス列の各受信パルスの到着時間ｔ1，ｔ2，…，ｔNを入力するための端子である。単純ＰＲＩフィルタ２1〜２kは、受信パルスの到着時間ｔ1，ｔ2，…，ｔNを参照して、すべてのパルスペア（ｔn，ｔm）のパルス間隔ｔm−ｔnを算出すると共に、その算出したパルス間隔ｔm−ｔnのうち、予め設定されたＰＲＩのＰＲＩビンに属するパルス間隔ｔm−ｔnを検出するフィルタであり、パルス間隔算出手段と検出手段とを構成している。ただし、ｍ＝２，…，Ｎ、ｎ＝１，…，Ｎ−１である。
【００１２】
複素三角関数演算器３1〜３kは、単純ＰＲＩフィルタ２1〜２kにより検出されたパルス間隔ｔm−ｔnを構成する受信パルスの到着時間ｔmに基づいて複素三角関数の演算を行う演算器であり、移動窓型複素加算器４1〜４kは、時間と共に移動する移動窓内で複素三角関数の移動和を算出する加算器である。なお、これら複素三角関数演算器３1〜３kと移動窓型複素加算器４1〜４kにより、検出手段により検出されたパルス間隔を構成する受信パルスの到着時間に基づいて、時間と共に移動する移動窓内で複素三角関数の移動和を算出する移動和算出手段が構成されている。閾値処理部５1〜５kは、移動窓型複素加算器４1〜４kにより算出された移動和の絶対値が所定の閾値より大きいときパルス列の検出信号を出力する処理部であり、比較手段を構成している。出力端子６1〜６kは、それぞれの閾値処理部５1〜５kからの信号を出力するための端子である。
【００１３】
パルス分析部７は、出力端子６1〜６kから出力される閾値処理部５1〜５kの演算結果に基づいて出力するパルス群を入力してパルスを分析するパルス分析手段である。即ち、パルス分析部７は、比較手段の結果に基づいて出力するパルス群を入力して、パルス列の時間的変動を許容し所定の集合を示すクラスタを出力するよう構成されている。パルス追尾部８は、パルス分析部７で分析されたパルス群を入力してパルス列を追尾する追尾手段である。
【００１４】
次に、実施の形態１のパルス列検出装置の動作について説明する。
入力端子１から入力される受信パルスに対する単純ＰＲＩフィルタ２1〜２k、複素三角関数演算器３1〜３k、移動窓型複素加算器４1〜４k、閾値処理部５1〜５kの処理については、例えば、特許文献２に記載された処理と同様である。即ち、図２のフローチャートに示すように、単純ＰＲＩフィルタ２1〜２kは、まず、すべてのパルスペア（ｔn，ｔm）のパルス間隔ｔm−ｔnを算出する（ステップＳＴ１：パルス間隔算出ステップ）。次に、単純ＰＲＩフィルタ２1〜２kは、予め設定されたＰＲＩビンに属するパルス間隔ｔm−ｔnを検出する（ステップＳＴ２：パルス間隔検出ステップ）。
【００１５】
次に、複素三角関数演算器３1〜３kは、到着時間ｔmに基づいて複素三角関数の演算を行い（ステップＳＴ３：移動和算出ステップ）、また、移動窓型複素加算器４1〜４kは、移動窓内で複素三角関数の移動和Ｄk（ｔ）を算出する（ステップＳＴ４：移動和算出ステップ）。更に、閾値処理部５1〜５kは、移動和の絶対値｜Ｄk（ｔ）｜が閾値Ａkより大きいときパルス列の検出信号を出力する（ステップＳＴ５：比較ステップ）。
【００１６】
閾値処理部５1〜５kから出力される検出信号は、時間−ＰＲＩ平面上で閾値を上回るセルの集合であり、図３の黒色曲線で示された様になる。なお、この状態は、特許文献２における図８の状態に相当するものである。これらは、それぞれある送信源からのパルスの断片に対応しているが、穴が空いたり、途切れたり、枝分かれしたりしてかなり不規則な形状である。
【００１７】
そこで、パルス分析部７は、各時間を固定してＰＲＩ写像の断面を取り出し、ピークの検出を行う。更に、隣り合うピークがＰＲＩの所定の揺らぎの範囲内にあれば、大きい方のピークだけを残す。更に、隣り合う時間でピークのＰＲＩの値同士が所定の揺らぎの許容範囲内にあれば、これらを同一送信源からのパルスとして連結を行う。時間を追ってこのような連結を行い、連結すべきピークが無くなった段階で操作を終了し、得られた結果をクラスタと呼ぶ。
【００１８】
更に、閾値を下回るが所定の許容値を上回って隣接するクラスタを連結し、すべてのクラスタについて延長不能になるまで続ける。図３には、得られたクラスタを灰色の領域として示している。連結したクラスタ毎に、クラスタ中のＰＲＩビンの系列を、そこでのＰＲＩ写像の絶対値で重み付けして平均を取り平均ＰＲＩを求める。図３には、得られた平均ＰＲＩを白色直線で示している。以上の操作により、開始時間、終了時間、平均ＰＲＩの３パラメータで表現されたクラスタを得て出力する（ステップＳＴ６：パルス分析ステップ）。
【００１９】
パルス追尾部８は、カルマンフィルタを用いる。その構成は、例えば特許文献１で開示された技術を用いて良い。加えて、初期パルスを同一クラスタから選ぶ。この選択により、探索の効率を向上させることが可能になる。
【００２０】
更に、クラスタ中に予測ゲートを設定し、そのゲートの中に含まれるパルスから最も妥当なものを選びカルマンフィルタを更新する。
具体的には以下の状態変数、パルス繰り返し間隔（ｘ0）、パルス到来時刻（ｘ1）、パルス振幅（ｘ2）、ＲＦ周波数（ｘ3）、パルス幅（ｘ4）、到来方位（ｘ5）のいずれかの組み合わせから成る状態変数セットを定め、対応する観測量ｙi，（ｉ＝１，２，…，５）とに対し、カルマンフィルタを利用して第ｋステップ目の変数セットに対する予測値
0005812937.tif 000003
を求める。更に、カルマンフィルタを利用して観測量の予測値
0005812937.tif 000004
と設定する（図４）。この条件を満足する（一般的には複数個存在する）パルスの中で、
0005812937.tif 000005
が最小であるパルスを第ｋ番目の観測量ｙi（ｋ）として同定して、カルマンフィルタを更新する。
【００２１】
条件を満足するパルスが存在しない場合、第ｋ番目のパルスに観測漏れが発生したものとして、第ｋ＋１番目のパルスに対し同様の手続きを実行して、その観測量を同定（図５）して、カルマンフィルタを更新する。
上記の説明は、時間の順方向に対する予測ゲートの設定とカルマンフィルタの更新であるが、時間の逆方向に対しても同様に、予測ゲートを設定してパルスを同定しカルマンフィルタを更新する。
上記の操作を各クラスタに含まれる時間領域に渡って実施して、パルス列を同定する（ステップＳＴ７：追尾ステップ）。
【００２２】
以上説明したように実施の形態１のパルス列検出装置によれば、受信パルスの到着時間を参照して、すべてのパルスペアのパルス間隔を算出するパルス間隔算出手段と、パルス間隔算出手段により算出されたパルス間隔のうち、予め設定されたパルス繰り返し間隔の細分区間に属するパルス間隔を検出する検出手段と、検出手段により検出されたパルス間隔を構成する受信パルスの到着時間に基づいて、時間と共に移動する移動窓内で複素三角関数の移動和を算出する移動和算出手段と、移動和算出手段により算出された移動和の絶対値と所定の閾値を比較する比較手段と、比較手段の結果に基づいて出力するパルス群を入力して、パルス列の時間的変動を許容し所定の集合を示すクラスタを出力するパルス分析手段と、クラスタを入力してパルス列を追尾する追尾手段とを備えたので、受信パルス列に含まれる信号源のパルス列が短くてＰＲＩに揺らぎが含まれ、かつ、異なる送信源からのパルスが同一ＰＲＩビンに含まれるといった場合でも、精度よくパルス列を検出することができる。
【００２３】
また、実施の形態１のパルス列検出装置によれば、クラスタは、パルスの開始時間と終了時間とパルス繰り返し間隔の平均値とで表現されるようにしたので、パルス列検出の効率を向上させることができる。
【００２４】
また、実施の形態１のパルス列検出装置によれば、追尾手段は、カルマンフィルタを用い、カルマンフィルタは、パルス分析手段が出力するクラスタのうち、同一のクラスタに含まれる複数パルスを初期条件に使用するようにしたので、パルス列検出の効率を向上させることができる。
【００２５】
また、実施の形態１のパルス列検出装置によれば、カルマンフィルタは、予測範囲に変数が含まれるパルスを選択するようにしたので、パルス列検出の効率と精度を向上させることができる。
【００２６】
また、実施の形態１のパルス列検出装置によれば、カルマンフィルタは、パルスの受信漏れが発生した場合に、その前後のパルスを選択するようにしたので、パルス列検出の効率と精度を向上させることができる。
【００２７】
また、実施の形態１のパルス列検出方法によれば、受信パルスの到着時間を参照して、すべてのパルスペアのパルス間隔を算出するパルス間隔算出ステップと、パルス間隔算出ステップで算出されたパルス間隔のうち、予め設定されたパルス繰り返し間隔の細分区間に属するパルス間隔を検出する検出ステップと、検出ステップで検出されたパルス間隔を構成する受信パルスの到着時間に基づいて、時間と共に移動する移動窓内で複素三角関数の移動和を算出する移動和算出ステップと、移動和算出ステップで算出された移動和の絶対値と所定の閾値を比較する比較ステップと、比較ステップの比較結果に基づいて出力するパルス群を入力して、パルス列の時間的変動を許容し所定の集合を示すクラスタを出力するパルス分析ステップと、クラスタを入力してパルス列を追尾する追尾ステップとを備えたので、受信パルス列に含まれる信号源のパルス列が短くてＰＲＩに揺らぎが含まれ、かつ、異なる送信源からのパルスが同一ＰＲＩビンに含まれるといった場合でも、精度よくパルス列を検出することができる。
【００２８】
また、実施の形態１のパルス列検出方法によれば、クラスタは、パルスの開始時間と終了時間とパルス繰り返し間隔の平均値とで表現されるようにしたので、パルス列検出の効率を向上させることができる。
【００２９】
また、実施の形態１のパルス列検出方法によれば、追尾ステップは、カルマンフィルタを用い、カルマンフィルタは、パルス分析ステップで出力するクラスタのうち、同一のクラスタに含まれる複数パルスを初期条件に使用するようにしたので、パルス列検出の効率を向上させることができる。
【００３０】
また、実施の形態１のパルス列検出方法によれば、カルマンフィルタは、予測範囲に変数が含まれるパルスを選択するようにしたので、パルス列検出の効率と精度を向上させることができる。
【００３１】
また、実施の形態１のパルス列検出方法によれば、カルマンフィルタは、パルスの受信漏れが発生した場合に、その前後のパルスを選択するようにしたので、パルス列検出の効率と精度を向上させることができる。
【００３２】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  入力端子、２1〜２k  単純ＰＲＩフィルタ、３1〜３k  複素三角関数演算器、４1〜４k  移動窓型複素加算器、５1〜５k  閾値処理部、６1〜６k  出力端子、７  パルス分析部、８  パルス追尾部。
【図１】
0005812937.tif 000006
【図２】
0005812937.tif 000007
【図３】
0005812937.tif 000008
【図４】
0005812937.tif 000009
【図５】
0005812937.tif 000010