(57)【要約】【課題】検出した基準点周波数のふらつきによる位相補正量算出誤差を低減して画像のぼけやにじみを除去するレーダ信号処理装置を得る。【解決手段】区分超解像処理回路１４で受信信号の時間方向に超解像処理を行うことにより、周波数分解能の向上した周波数と振幅の波形を得る。区分超解像処理回路１４で得られた周波数と振幅の波形に対し、データ切り出し回路１５で各振幅値が閾値設定回路１６で設定した閾値を越える領域についてデータを切り出す。極大点周波数検出回路１７は切り出された周波数と振幅の波形について全ての極大点を検出し、その時の周波数を算出する。平均周波数検出回路１８は極大点周波数検出回路１７で検出された全極大点における周波数の平均値を基準点周波数として検出する。【選択図】　　　　図１
2004061332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダ装置から入力された目標受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段と、上記パルス圧縮手段によりパルス圧縮された目標受信信号の時間による距離ずれを補正する距離補正手段と、上記距離補正手段により補正された目標受信信号の時間による位相ずれを補正する位相補正手段とを備えたレーダ信号処理装置において、上記位相補正手段は、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納する格納手段、上記格納手段より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理手段、上記区分超解像処理手段により得られた周波数と振幅の波形を閾値に基づいて切り出すデータ切り出し手段、当該切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出し、その極大となる点の周波数を算出する極大点周波数検出手段、上記極大点周波数検出手段により検出された周波数の平均値を基準点周波数とする平均周波数検出手段とを具備したことを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項２】
上記位相補正手段は、上記平均周波数検出手段により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化手段、上記平滑化手段により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出手段、上記位相補正量算出手段により算出された位相補正量を用いて上記格納手段から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したことを特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
【請求項３】
上記位相補正手段は、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納するバッファ回路、上記バッファ回路より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理回路、上記区分超解像処理回路で得られた周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、上記データ切り出し回路でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、上記データ切り出し回路により切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、上記極大点周波数検出回路により検出された周波数の平均値を基準点周波数とする平均周波数検出回路、上記平均周波数検出回路により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、上記平滑化回路により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、上記位相補正量算出回路により算出された位相補正量を用いて上記バッファ回路から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したことを特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
【請求項４】
レーダ装置から入力された目標受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段と、上記パルス圧縮手段によりパルス圧縮された目標受信信号の時間による距離ずれを補正する距離補正手段と、上記距離補正手段により補正された目標受信信号の時間による位相ずれを補正する位相補正手段とを備えたレーダ信号処理装置において、上記位相補正手段は、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納する格納手段、上記格納手段より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理手段、上記区分超解像処理手段により得られた周波数と振幅の波形を閾値に基づいて切り出すデータ切り出し手段、当該切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出し、その極大となる点の周波数を算出する極大点周波数検出手段、上記極大点周波数検出手段により検出された周波数の中心値を基準点周波数とする中心周波数検出手段とを具備したことを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項５】
上記位相補正手段は、上記中心周波数検出手段により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化手段、上記平滑化手段により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出手段、上記位相補正量算出手段により算出された位相補正量を用いて上記格納手段から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したことを特徴とする請求項４記載のレーダ信号処理装置。
【請求項６】
上記位相補正手段は、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納するバッファ回路、上記バッファ回路より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理回路、上記区分超解像処理回路で得られた周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、上記データ切り出し回路でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、上記データ切り出し回路により切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、上記極大点周波数検出回路により検出された周波数の中心値を基準点周波数とする中心周波数検出回路、上記中心周波数検出回路により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、上記平滑化回路により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、上記位相補正量算出回路により算出された位相補正量を用いて上記バッファ回路から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したことを特徴とする請求項４記載のレーダ信号処理装置。
【請求項７】
レーダ装置から入力された目標受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段と、上記パルス圧縮手段によりパルス圧縮された目標受信信号の時間による距離ずれを補正する距離補正手段と、上記距離補正手段により補正された目標受信信号の時間による位相ずれを補正する位相補正手段とを備えたレーダ信号処理装置において、上記位相補正手段は、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納する格納手段、上記格納手段より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理手段、上記区分超解像処理手段により得られた周波数と振幅の波形を閾値に基づいて切り出すデータ切り出し手段、当該切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出し、その極大となる点の周波数を算出する極大点周波数検出手段、上記極大点周波数検出手段により検出された周波数の最小値を基準点周波数とする最小周波数検出手段とを具備したことを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項８】
上記位相補正手段は、上記最小周波数検出手段により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化手段、上記平滑化手段により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出手段、上記位相補正量算出手段により算出された位相補正量を用いて上記格納手段から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したことを特徴とする請求項７記載のレーダ信号処理装置。
【請求項９】
上記位相補正手段は、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納するバッファ回路、上記バッファ回路より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理回路、上記区分超解像処理回路で得られた周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、上記データ切り出し回路でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、上記データ切り出し回路により切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、上記極大点周波数検出回路により検出された周波数の最小値を基準点周波数とする最小周波数検出回路、上記最小周波数検出回路により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、上記平滑化回路により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、上記位相補正量算出回路により算出された位相補正量を用いて上記バッファ回路から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したことを特徴とする請求項７記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１０】
レーダ装置から入力された目標受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段と、上記パルス圧縮手段によりパルス圧縮された目標受信信号の時間による距離ずれを補正する距離補正手段と、上記距離補正手段により補正された目標受信信号の時間による位相ずれを補正する位相補正手段とを備えたレーダ信号処理装置において、上記位相補正手段は、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納する格納手段、上記格納手段より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理手段、上記区分超解像処理手段により得られた周波数と振幅の波形を閾値に基づいて切り出すデータ切り出し手段、当該切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出し、その極大となる点の周波数を算出する極大点周波数検出手段、上記極大点周波数検出手段により検出された周波数の最大値を基準点周波数とする最大周波数検出手段とを具備したことを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項１１】
上記位相補正手段は、上記最大周波数検出手段により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化手段、上記平滑化手段により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出手段、上記位相補正量算出手段により算出された位相補正量を用いて上記格納手段から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したことを特徴とする請求項１０記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１２】
上記位相補正手段は、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納するバッファ回路、上記バッファ回路より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理回路、上記区分超解像処理回路で得られた周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、上記データ切り出し回路でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、上記データ切り出し回路により切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、上記極大点周波数検出回路により検出された周波数の最大値を基準点周波数とする最大周波数検出回路、上記最大周波数検出回路により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、上記平滑化回路により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、上記位相補正量算出回路により算出された位相補正量を用いて上記バッファ回路から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したことを特徴とする請求項１０記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１３】
レーダ装置から入力された目標受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮手段と、上記パルス圧縮手段によりパルス圧縮された目標受信信号の時間による距離ずれを補正する距離補正手段と、上記距離補正手段により補正された目標受信信号の時間による位相ずれを補正する位相補正手段とを備えたレーダ信号処理装置において、上記位相補正手段は、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納する格納手段、上記格納手段より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理手段、上記区分超解像処理手段により得られた周波数と振幅の波形を閾値に基づいて切り出すデータ切り出し手段、当該切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出し、その極大となる点の周波数を算出する極大点周波数検出手段、上記極大点周波数検出手段により検出された周波数の中央値を基準点周波数とする中央周波数検出手段とを具備したことを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項１４】
上記位相補正手段は、上記中央周波数検出手段により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化手段、上記平滑化手段により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出手段、上記位相補正量算出手段により算出された位相補正量を用いて上記格納手段から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したことを特徴とする請求項１３記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１５】
上記位相補正手段は、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納するバッファ回路、上記バッファ回路より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理回路、上記区分超解像処理回路で得られた周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、上記データ切り出し回路でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、上記データ切り出し回路により切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、上記極大点周波数検出回路により検出された周波数の中央値を基準点周波数とする中央周波数検出回路、上記中央周波数検出回路により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、上記平滑化回路により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、上記位相補正量算出回路により算出された位相補正量を用いて上記バッファ回路から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したことを特徴とする請求項１３記載のレーダ信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、高分解能レーダ装置のレーダ信号処理装置における目標受信信号の位相ずれの補正に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は高分解能レーダ装置のレーダ信号処理装置の構成図であり、図中、１はレーダ装置から入力された目標受信信号を内部で処理できるデータ形式に変換するデータインタフェース部、２はデータインタフェース部１で変換された目標受信信号をパルス圧縮するパルス圧縮部、３はパルス圧縮部２でパルス圧縮された目標受信信号の時間による距離ずれを補正する距離補正部、４は距離補正部３で補正された目標受信信号の時間による位相ずれを補正する位相補正部、５は位相補正部４で補正された目標受信信号のドップラ周波数を分離する周波数分析部、６は周波数分析部５で周波数分析された目標受信信号の周波数スペクトルを画像データに変換する検波部、７は検波部６で得られた画像データと表示器のインタフェースを調整し表示画像データを生成する表示器インタフェース部、ＳＭはレーダ装置から入力された目標受信信号、ＲＳは距離補正部３で時間による距離ずれが補正された目標受信信号、ＲＧはレーダと目標重心との初期距離、ＲＤは位相補正部４で時間による位相ずれが補正された目標受信信号、Ｄは表示画像データである。
【０００３】
図１４は図１３のレーダ信号処理装置における従来の位相補正部４の構成図であり、図中、ＲＳ，ＲＧ，ＲＤ及び４は図１３と同じであり、８は距離補正部３より出力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重心との初期距離ＲＧを格納するバッファ回路、９はバッファ回路８より出力されたレーダと目標重心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号を時間方向に小区間で周波数分析する区分周波数分析回路、１０は区分周波数分析回路９で得られた周波数と振幅の波形に対して振幅値が最大となる周波数を基準点周波数として検出する振幅値最大検出回路、１１は振幅値最大検出回路１０で検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、１２は平滑化回路１１で平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、１３は位相補正量算出回路１２で算出された位相補正量を用いてバッファ回路８より出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路、ＧＳはレーダと目標重心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号である。
【０００４】
次に、動作について説明する。レーダ装置から入力された目標受信信号ＳＭはデータインタフェース部１で内部で処理できるデータ形式に変換され、パルス圧縮部２でパルス圧縮された後、距離補正部３で時間による距離ずれを補正し、目標受信信号ＲＳとして位相補正部４に出力する。また、距離補正部３ではレーダと目標重心との初期距離ＲＧを算出し、位相補正部４に出力する。位相補正部４では時間による距離ずれが補正された目標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重心との初期距離ＲＧを用いて目標受信信号ＲＳの時間による位相ずれを補正し、目標受信信号ＲＤとして周波数分析部５に出力する。
【０００５】
この目標受信信号ＲＤは周波数分析部５で周波数分析されることによって周波数スペクトルに変換され、検波部６で画像データに変換された後、表示器インタフェース部７で表示器とのインタフェースを調整し、表示画像データＤとして出力される。
【０００６】
次に、位相補正部４の動作について説明する。距離補正部３から入力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重心との初期距離ＲＧはバッファ回路８に格納され、目標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号ＧＳとして出力される。
【０００７】
このレーダと目標重心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号ＧＳは区分周波数分析回路９で時間方向に小区間で周波数分析され、得られた周波数と振幅の波形に対して振幅値最大検出回路１０で振幅値が最大となる周波数を基準点周波数として検出した後、平滑化回路１１に出力される。平滑化回路１１では基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化し、平滑化された軌跡から位相補正量算出回路１２で位相補正量を算出する。
【０００８】
位相補正回路１３は位相補正量算出回路１２で算出した位相補正量を用いてバッファ回路８から出力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号ＲＳの位相を補正し、時間による位相ずれが補正された目標受信信号ＲＤとして周波数分析部５へ出力する。
【０００９】
更に、位相補正部４を図１５を用いて説明する。図１５は位相補正部４の処理方法を示した図である。時間による距離ずれが補正された目標受信信号ＲＳをＳｉ，ｊ　（ここで、ｉはレンジビン番号、ｊはパルスヒット番号、ｉ，ｊは自然数である。）、レーダと目標重心との初期距離ＲＧの存在するレンジビン番号をｒと定義するとレーダと目標重心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号ＧＳはＳｒ，ｊと表され、図１５（ａ）のような波形が得られる。Ｓｒ，ｊに対し、区分周波数分析回路９で時間方向（パルスヒット方向）に小区間で周波数分析を行うと図１５（ｂ）のような波形が得られ、周波数ｆｍと振幅Ａｍｋの関係（ここで、ｋは区分周波数分析番号、ｍは周波数ビン番号、ｋ，ｍは自然数である。）は“数１”で表される。
【００１０】
【数１】
2004061332.tif 000003
【００１１】
振幅値最大検出回路１０で各区分周波数分析番号ｋに対し、振幅Ａｍｋが最大値をとる時の周波数を検出し、それを基準点周波数ｆｋとすると、時間ｔｋと基準点周波数ｆｋの関係は図１５（ｃ）のプロットのようになる。平滑化回路１１で図１５（ｃ）のプロットに対し、平滑化を行うと図１５（ｃ）の実線のような波形が得られ、時間ｔｋと周波数ｆ’　ｋの関係は“数２”で表される。
【００１２】
【数２】
2004061332.tif 000004
【００１３】
位相補正量算出回路１２では、位相補正量Ｗｊを“数３”で算出する。
【００１４】
【数３】
2004061332.tif 000005
【００１５】
位相補正回路１３では、Ｓｉ，ｊ　の位相を位相補正量Ｗｊを用いて“数４”で補正する。但し、時間による位相ずれが補正された目標受信信号ＲＤをＳ’ｉ，ｊ　と定義する。
【００１６】
【数４】
2004061332.tif 000006
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のレーダ信号処理装置では、区分周波数分析後の周波数と振幅の波形が多峰で、かつ振幅値が最大となる峰の位置が時間毎に大きく変動するような場合、検出した基準点周波数がふらついて正確な位相補正量を算出することができず、画像がぼけたり、にじんだりするという課題があった。
【００１８】
この発明はかかる課題を解決するためになされたもので、検出した基準点周波数がふらついて正確な位相補正量を算出することができず、画像がぼけたり、にじんだりするということを防止するレーダ信号処理装置を得ることを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明によるレーダ信号処理装置は、位相補正手段を、距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納する格納手段、上記格納手段より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理手段、上記区分超解像処理手段により得られた周波数と振幅の波形を閾値に基づいて切り出すデータ切り出し手段、当該切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出し、その極大となる点の周波数を算出する極大点周波数検出手段、上記極大点周波数検出手段により検出された周波数の平均値を基準点周波数とする平均周波数検出手段とにより構成したものである。
【００２０】
第２の発明によるレーダ信号処理装置は、第１の発明において上記位相補正手段に、上記平均周波数検出手段により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化手段、上記平滑化手段により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出手段、上記位相補正量算出手段により算出された位相補正量を用いて上記格納手段から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したものである。
【００２１】
第３の発明によるレーダ信号処理装置は、第１の発明において上記位相補正手段を、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納するバッファ回路、上記バッファ回路より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理回路、上記区分超解像処理回路で得られた周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、上記データ切り出し回路でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、上記データ切り出し回路により切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、上記極大点周波数検出回路により検出された周波数の平均値を基準点周波数とする平均周波数検出回路、上記平均周波数検出回路により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、上記平滑化回路により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、上記位相補正量算出回路により算出された位相補正量を用いて上記バッファ回路から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とにより構成したものである。
【００２２】
第４の発明によるレーダ信号処理装置は、位相補正手段を、距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納する格納手段、上記格納手段より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理手段、上記区分超解像処理手段により得られた周波数と振幅の波形を閾値に基づいて切り出すデータ切り出し手段、当該切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出し、その極大となる点の周波数を算出する極大点周波数検出手段、上記極大点周波数検出手段により検出された周波数の中心値を基準点周波数とする中心周波数検出手段とにより構成したものである。
【００２３】
第５の発明によるレーダ信号処理装置は、第４の発明において上記位相補正手段に、上記中心周波数検出手段により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化手段、上記平滑化手段により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出手段、上記位相補正量算出手段により算出された位相補正量を用いて上記格納手段から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したものである。
【００２４】
第６の発明によるレーダ信号処理装置は、第４の発明において上記位相補正手段を、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納するバッファ回路、上記バッファ回路より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理回路、上記区分超解像処理回路で得られた周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、上記データ切り出し回路でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、上記データ切り出し回路により切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、上記極大点周波数検出回路により検出された周波数の中心値を基準点周波数とする中心周波数検出回路、上記中心周波数検出回路により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、上記平滑化回路により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、上記位相補正量算出回路により算出された位相補正量を用いて上記バッファ回路から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とにより構成したものである。
【００２５】
第７の発明によるレーダ信号処理装置は、位相補正手段を、距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納する格納手段、上記格納手段より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理手段、上記区分超解像処理手段により得られた周波数と振幅の波形を閾値に基づいて切り出すデータ切り出し手段、当該切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出し、その極大となる点の周波数を算出する極大点周波数検出手段、上記極大点周波数検出手段により検出された周波数の最小値を基準点周波数とする最小周波数検出手段とにより構成したものである。
【００２６】
第８の発明によるレーダ信号処理装置は、第７の発明において上記位相補正手段に、上記最小周波数検出手段により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化手段、上記平滑化手段により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出手段、上記位相補正量算出手段により算出された位相補正量を用いて上記格納手段から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したものである。
【００２７】
第９の発明によるレーダ信号処理装置は、第７の発明において上記位相補正手段を、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納するバッファ回路、上記バッファ回路より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理回路、上記区分超解像処理回路で得られた周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、上記データ切り出し回路でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、上記データ切り出し回路により切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、上記極大点周波数検出回路により検出された周波数の最小値を基準点周波数とする最小周波数検出回路、上記最小周波数検出回路により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、上記平滑化回路により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、上記位相補正量算出回路により算出された位相補正量を用いて上記バッファ回路から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とにより構成したものである。
【００２８】
第１０の発明によるレーダ信号処理装置は、位相補正手段を、距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納する格納手段、上記格納手段より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理手段、上記区分超解像処理手段により得られた周波数と振幅の波形を閾値に基づいて切り出すデータ切り出し手段、当該切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出し、その極大となる点の周波数を算出する極大点周波数検出手段、上記極大点周波数検出手段により検出された周波数の最大値を基準点周波数とする最大周波数検出手段とにより構成したものである。
【００２９】
第１１の発明によるレーダ信号処理装置は、第１０の発明において上記位相補正手段に、上記最大周波数検出手段により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化手段、上記平滑化手段により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出手段、上記位相補正量算出手段により算出された位相補正量を用いて上記格納手段から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したものである。
【００３０】
第１２の発明によるレーダ信号処理装置は、第１０の発明において上記位相補正手段を、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納するバッファ回路、上記バッファ回路より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理回路、上記区分超解像処理回路で得られた周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、上記データ切り出し回路でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、上記データ切り出し回路により切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、上記極大点周波数検出回路により検出された周波数の最大値を基準点周波数とする最大周波数検出回路、上記最大周波数検出回路により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、上記平滑化回路により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、上記位相補正量算出回路により算出された位相補正量を用いて上記バッファ回路から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とにより構成したものである。
【００３１】
第１３の発明によるレーダ信号処理装置は、位相補正手段を、距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納する格納手段、上記格納手段より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理手段、上記区分超解像処理手段により得られた周波数と振幅の波形を閾値に基づいて切り出すデータ切り出し手段、当該切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出し、その極大となる点の周波数を算出する極大点周波数検出手段、上記極大点周波数検出手段により検出された周波数の中央値を基準点周波数とする中央周波数検出手段とにより構成したものである。
【００３２】
第１４の発明によるレーダ信号処理装置は、第１３の発明において上記位相補正手段に、上記中央周波数検出手段により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化手段、上記平滑化手段により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出手段、上記位相補正量算出手段により算出された位相補正量を用いて上記格納手段から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とを具備したものである。
【００３３】
第１５の発明によるレーダ信号処理装置は、第１３の発明において上記位相補正手段を、上記距離補正手段により補正された目標受信信号及びレーダと目標重心との初期距離を格納するバッファ回路、上記バッファ回路より出力されたレーダと目標重心との初期距離における目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理回路、上記区分超解像処理回路で得られた周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、上記データ切り出し回路でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、上記データ切り出し回路により切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、上記極大点周波数検出回路により検出された周波数の中央値を基準点周波数とする中央周波数検出回路、上記中央周波数検出回路により検出された基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化する平滑化回路、上記平滑化回路により平滑化された基準点周波数の時間方向に対する軌跡から位相補正量を算出する位相補正量算出回路、上記位相補正量算出回路により算出された位相補正量を用いて上記バッファ回路から出力された目標受信信号の位相を補正する位相補正回路とにより構成したものである。
【００３４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、図１３に示すレーダ信号処理装置におけるこの発明の位相補正部の実施の一形態を示すものである。図において、４，ＲＳ，ＲＧ及びＲＤは図１３及び図１４と同じである。また、図において、８，１１，１２，１３及びＧＳは図１４と同じである。１４はバッファ回路８より出力されたレーダと目標重心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号を時間方向に小区間で超解像処理する区分超解像処理回路、１５は区分超解像処理回路１４で得られた周波数と振幅の波形についてデータを切り出すデータ切り出し回路、１６はデータ切り出し回路１５でデータを切り出す際に必要な閾値を設定する閾値設定回路、１７はデータ切り出し回路１５で切り出された周波数と振幅の波形について極大となる点を検出しその時の周波数を算出する極大点周波数検出回路、１８は極大点周波数検出回路１７で検出された周波数の平均値を基準点周波数とする平均周波数検出回路である。
【００３５】
次に、上記図１のように構成された位相補正部４の動作について説明する。距離補正部３から入力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重心との初期距離ＲＧはバッファ回路８に格納され、目標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号ＧＳとして出力される。
【００３６】
このレーダと目標重心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号ＧＳは区分超解像処理回路１４で時間方向に小区間で超解像処理された後、得られた周波数と振幅の波形に対してデータ切り出し回路１５で各振幅値が閾値設定回路１６で設定した閾値を越える領域についてデータが切り出される。なお、超解像処理とは、例えば、ＭＥＭ（Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｅｎｔｒｏｐｙ　Ｍｅｔｈｏｄ）、ＭＵＳＩＣ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等の超高分解能な周波数推定処理をさす。
【００３７】
閾値設定回路１６では、例えば、メインローブレベルとサイドローブレベルの間に一定の閾値を設定する固定スレッショルドやアダプティブに閾値を設定するＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ｆａｌｓｅ　Ａｌａｒｍ　Ｒａｔｅ）等を用いて、各区分超解像処理後の波形毎に閾値を設定する。極大点周波数検出回路１７ではデータ切り出し回路１５で切り出された周波数と振幅の波形について全ての極大点を検出し、その時の周波数を算出する。
【００３８】
平均周波数検出回路１８では、極大点周波数検出回路１７で算出された全極大点における周波数に対し、それらの平均周波数を基準点周波数として検出した後、平滑化回路１１に出力する。
【００３９】
平滑化回路１１では、基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化し、平滑化された軌跡から位相補正量算出回路１２で位相補正量を算出する。位相補正回路１３は位相補正量算出回路１２で算出した位相補正量を用いてバッファ回路８から出力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号ＲＳの位相を補正し、時間による位相ずれが補正された目標受信信号ＲＤとして周波数分析部５へ出力する。
【００４０】
次に、上記図１のように構成された位相補正部４を図１５，図６，図７及び図８を用いて説明する。図１５は位相補正部４の処理方法、図６は区分超解像処理回路１４の動作を示した図、図７は極大点周波数検出回路１７における極大点周波数の検出方法を示した図、図８は平均周波数検出回路１８における基準点周波数の検出方法を示した図である。
【００４１】
時間による距離ずれが補正された目標受信信号ＲＳをＳｉ，ｊ　（ここで、ｉはレンジビン番号、ｊはパルスヒット番号、ｉ，ｊは自然数である。）、レーダと目標重心との初期距離ＲＧの存在するレンジビン番号をｒと定義するとレーダと目標重心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号ＧＳはＳｒ，ｊと表され、図１５（ａ）のような波形が得られる。Ｓｒ，ｊに対し、区分超解像処理回路１４で時間方向（パルスヒット方向）に小区間で超解像処理を行うと図１５（ｂ）のような波形が得られ、周波数ｆｍと振幅Ａｍｋの関係（ここで、ｋは区分超解像処理番号、ｍは周波数ビン番号、ｋ，ｍは自然数である。）は“数１”で表される。
【００４２】
各区分超解像処理番号ｋにおいて、図６（ａ）のような受信信号を区分超解像処理回路１４で超解像処理すると、図６（ｂ）のように周波数分解能の向上した波形を得ることができる。
【００４３】
今、仮に区分周波数分析回路９を用いた場合、対象となる受信信号の観測時間をＴとすると、周波数分解能（理論分解能）Δｆは“数５”で与えられる。
【００４４】
【数５】
2004061332.tif 000007
【００４５】
ここで、区分超解像処理回路１４を用いれば、対象となる受信信号の観測時間がＴであっても、“数５”で定義される理論分解能以上の周波数分解能を得ることができる。
【００４６】
例えば、区分超解像処理回路１４において“数５”で定義される理論分解能の半分の周波数分解能が得られるように超解像処理した場合、周波数分解能Δｆ’　は“数６”で与えられ、周波数分解能が“数５”に比べ２倍向上することがわかる。従って、後段の極大点周波数検出回路１７において極大点周波数の検出精度が向上する。
【００４７】
【数６】
2004061332.tif 000008
【００４８】
各区分超解像処理番号ｋにおいて周波数ｆｍと振幅Ａｍｋの波形は図７（ａ）のように表される。図７（ｂ）では、図７（ａ）で表される波形に対し、各振幅値が閾値設定回路１６で設定した閾値（例えば、図７（ｂ）中の一点破線ｕ）を越える周波数領域についてデータ切り出し回路１５でデータ切り出しを行い、次に切り出された周波数領域について極大点周波数検出回路１７で全ての極大点を検出し、その時の周波数ｆ’ｎｋ（ここで、ｎ＝１，・・・，Ｎであり、ｎは極大点番号、Ｎは極大点数、ｎ，Ｎは自然数である。）を算出する。
【００４９】
平均周波数検出回路１８では、図８のように極大点周波数検出回路１７で検出された極大点周波数ｆ’ｎｋを用いて、“数７”で基準点周波数ｆｋを算出する。
【００５０】
【数７】
2004061332.tif 000009
【００５１】
時間ｔｋと基準点周波数ｆｋの関係は図１５（ｃ）のプロットのようになる。平滑化回路１１で図１５（ｃ）のプロットに対し、平滑化を行うと図１５（ｃ）の実線のような波形が得られ、時間ｔｋと周波数ｆ’　ｋの関係は“数２”で表される。
【００５２】
位相補正量算出回路１２では、位相補正量Ｗｊを“数３”で算出する。
【００５３】
位相補正回路１３では、Ｓｉ，ｊ　の位相を位相補正量Ｗｊを用いて“数４”で補正する。但し、時間による位相ずれが補正された目標受信信号ＲＤをＳ’ｉ，ｊ　と定義する。
【００５４】
実施の形態２．
図２に示される実施の形態では、上記実施の形態１における位相補正部４の基準点周波数検出手段として、平均周波数検出回路１８を極大点周波数検出回路１７で検出された周波数の中心値を基準点周波数とする中心周波数検出回路１９に置き換えている。
【００５５】
このような実施態様によれば、超解像処理によって周波数分解能が向上するため、極大点周波数の検出精度が向上する。また、区分超解像処理後の周波数と振幅の波形に対し、極大点の周波数のみに着目して基準点周波数を決定するため、波形の振幅値に依存しない安定した基準点周波数を検出することができる。更に、極大点の周波数から中心周波数を検出するので、計算量の削減が可能である。
【００５６】
次に、上記図２のように構成された位相補正部４の動作について説明する。距離補正部３から入力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重心との初期距離ＲＧはバッファ回路８に格納され、目標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号ＧＳとして出力される。
【００５７】
このレーダと目標重心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号ＧＳは区分超解像処理回路１４で時間方向に小区間で超解像処理された後、得られた周波数と振幅の波形に対してデータ切り出し回路１５で各振幅値が閾値設定回路１６で設定した閾値を越える領域についてデータが切り出される。なお、超解像処理とは、例えば、ＭＥＭ（Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｅｎｔｒｏｐｙ　Ｍｅｔｈｏｄ）、ＭＵＳＩＣ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等の超高分解能な周波数推定処理をさす。
【００５８】
閾値設定回路１６では、例えば、メインローブレベルとサイドローブレベルの間に一定の閾値を設定する固定スレッショルドやアダプティブに閾値を設定するＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ｆａｌｓｅ　Ａｌａｒｍ　Ｒａｔｅ）等を用いて、各区分超解像処理後の波形毎に閾値を設定する。極大点周波数検出回路１７ではデータ切り出し回路１５で切り出された周波数と振幅の波形について全ての極大点を検出し、その時の周波数を算出する。
【００５９】
中心周波数検出回路１９では、極大点周波数検出回路１７で算出された全極大点における周波数に対し、それらの中心周波数を基準点周波数として検出した後、平滑化回路１１に出力する。
【００６０】
平滑化回路１１では、基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化し、平滑化された軌跡から位相補正量算出回路１２で位相補正量を算出する。位相補正回路１３は位相補正量算出回路１２で算出した位相補正量を用いてバッファ回路８から出力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号ＲＳの位相を補正し、時間による位相ずれが補正された目標受信信号ＲＤとして周波数分析部５へ出力する。
【００６１】
次に、上記図２のように構成された位相補正部４を図７及び図９を用いて説明する。図９は中心周波数検出回路１９における基準点周波数の検出方法を示した図である。各区分超解像処理番号ｋにおいて周波数ｆｍと振幅Ａｍｋの波形は図７（ａ）のように表される。図７（ｂ）では、図７（ａ）で表される波形に対し、各振幅値が閾値設定回路１６で設定した閾値（例えば、図７（ｂ）中の一点破線ｕ）を越える周波数領域についてデータ切り出し回路１５でデータ切り出しを行い、次に切り出された周波数領域について極大点周波数検出回路１７で全ての極大点を検出し、その時の周波数ｆ’ｎｋ（ここで、ｎ＝１，・・・，Ｎであり、ｎは極大点番号、Ｎは極大点数、ｎ，Ｎは自然数である。）を算出する。
【００６２】
中心周波数検出回路１９では、図９のように極大点周波数検出回路１７で検出された極大点周波数ｆ’ｎｋを用いて、“数８”で基準点周波数ｆｋを算出する。
【００６３】
【数８】
2004061332.tif 000010
【００６４】
実施の形態３．
図３に示される実施の形態では、上記実施の形態１における位相補正部４の基準点周波数検出手段として、平均周波数検出回路１８を極大点周波数検出回路１７で検出された周波数の最小値を基準点周波数とする最小周波数検出回路２０に置き換えている。
【００６５】
このような実施態様によれば、超解像処理によって周波数分解能が向上するため、極大点周波数の検出精度が向上する。また、区分超解像処理後の周波数と振幅の波形に対し、極大点の周波数のみに着目して基準点周波数を決定するため、波形の振幅値に依存しない安定した基準点周波数を検出することができる。更に、極大点の周波数から最小周波数を検出するので、計算量の削減が可能である。
【００６６】
次に、上記図３のように構成された位相補正部４の動作について説明する。距離補正部３から入力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重心との初期距離ＲＧはバッファ回路８に格納され、目標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号ＧＳとして出力される。
【００６７】
このレーダと目標重心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号ＧＳは区分超解像処理回路１４で時間方向に小区間で超解像処理された後、得られた周波数と振幅の波形に対してデータ切り出し回路１５で各振幅値が閾値設定回路１６で設定した閾値を越える領域についてデータが切り出される。なお、超解像処理とは、例えば、ＭＥＭ（Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｅｎｔｒｏｐｙ　Ｍｅｔｈｏｄ）、ＭＵＳＩＣ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等の超高分解能な周波数推定処理をさす。
【００６８】
閾値設定回路１６では、例えば、メインローブレベルとサイドローブレベルの間に一定の閾値を設定する固定スレッショルドやアダプティブに閾値を設定するＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ｆａｌｓｅ　Ａｌａｒｍ　Ｒａｔｅ）等を用いて、各区分超解像処理後の波形毎に閾値を設定する。極大点周波数検出回路１７ではデータ切り出し回路１５で切り出された周波数と振幅の波形について全ての極大点を検出し、その時の周波数を算出する。
【００６９】
最小周波数検出回路２０では、極大点周波数検出回路１７で算出された全極大点における周波数に対し、それらの最小周波数を基準点周波数として検出した後、平滑化回路１１に出力する。
【００７０】
平滑化回路１１では、基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化し、平滑化された軌跡から位相補正量算出回路１２で位相補正量を算出する。位相補正回路１３は位相補正量算出回路１２で算出した位相補正量を用いてバッファ回路８から出力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号ＲＳの位相を補正し、時間による位相ずれが補正された目標受信信号ＲＤとして周波数分析部５へ出力する。
【００７１】
次に、上記図３のように構成された位相補正部４を図７及び図１０を用いて説明する。図１０は最小周波数検出回路２０における基準点周波数の検出方法を示した図である。各区分超解像処理番号ｋにおいて周波数ｆｍと振幅Ａｍｋの波形は図７（ａ）のように表される。図７（ｂ）では、図７（ａ）で表される波形に対し、各振幅値が閾値設定回路１６で設定した閾値（例えば、図７（ｂ）中の一点破線ｕ）を越える周波数領域についてデータ切り出し回路１５でデータ切り出しを行い、次に切り出された周波数領域について極大点周波数検出回路１７で全ての極大点を検出し、その時の周波数ｆ’ｎｋ（ここで、ｎ＝１，・・・，Ｎであり、ｎは極大点番号、Ｎは極大点数、ｎ，Ｎは自然数である。）を算出する。
【００７２】
最小周波数検出回路２０では、図１０のように極大点周波数検出回路１７で検出された極大点周波数ｆ’ｎｋを用いて、“数９”で基準点周波数ｆｋを算出する。
【００７３】
【数９】
2004061332.tif 000011
【００７４】
実施の形態４．
図４に示される実施の形態では、上記実施の形態１における位相補正部４の基準点周波数検出手段として、平均周波数検出回路１８を極大点周波数検出回路１７で検出された周波数の最大値を基準点周波数とする最大周波数検出回路２１に置き換えている。
【００７５】
このような実施態様によれば、超解像処理によって周波数分解能が向上するため、極大点周波数の検出精度が向上する。また、区分超解像処理後の周波数と振幅の波形に対し、極大点の周波数のみに着目して基準点周波数を決定するため、波形の振幅値に依存しない安定した基準点周波数を検出することができる。更に、極大点の周波数から最大周波数を検出するので、計算量の削減が可能である。
【００７６】
次に、上記図４のように構成された位相補正部４の動作について説明する。距離補正部３から入力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重心との初期距離ＲＧはバッファ回路８に格納され、目標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号ＧＳとして出力される。
【００７７】
このレーダと目標重心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号ＧＳは区分超解像処理回路１４で時間方向に小区間で超解像処理された後、得られた周波数と振幅の波形に対してデータ切り出し回路１５で各振幅値が閾値設定回路１６で設定した閾値を越える領域についてデータが切り出される。なお、超解像処理とは、例えば、ＭＥＭ（Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｅｎｔｒｏｐｙ　Ｍｅｔｈｏｄ）、ＭＵＳＩＣ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等の超高分解能な周波数推定処理をさす。
【００７８】
閾値設定回路１６では、例えば、メインローブレベルとサイドローブレベルの間に一定の閾値を設定する固定スレッショルドやアダプティブに閾値を設定するＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ｆａｌｓｅ　Ａｌａｒｍ　Ｒａｔｅ）等を用いて、各区分超解像処理後の波形毎に閾値を設定する。極大点周波数検出回路１７ではデータ切り出し回路１５で切り出された周波数と振幅の波形について全ての極大点を検出し、その時の周波数を算出する。
【００７９】
最大周波数検出回路２１では、極大点周波数検出回路１７で算出された全極大点における周波数に対し、それらの最大周波数を基準点周波数として検出した後、平滑化回路１１に出力する。
【００８０】
平滑化回路１１では、基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化し、平滑化された軌跡から位相補正量算出回路１２で位相補正量を算出する。位相補正回路１３は位相補正量算出回路１２で算出した位相補正量を用いてバッファ回路８から出力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号ＲＳの位相を補正し、時間による位相ずれが補正された目標受信信号ＲＤとして周波数分析部５へ出力する。
【００８１】
次に、上記図４のように構成された位相補正部４を図７及び図１１を用いて説明する。図１１は最大周波数検出回路２１における基準点周波数の検出方法を示した図である。各区分超解像処理番号ｋにおいて周波数ｆｍと振幅Ａｍｋの波形は図７（ａ）のように表される。図７（ｂ）では、図７（ａ）で表される波形に対し、各振幅値が閾値設定回路１６で設定した閾値（例えば、図７（ｂ）中の一点破線ｕ）を越える周波数領域についてデータ切り出し回路１５でデータ切り出しを行い、次に切り出された周波数領域について極大点周波数検出回路１７で全ての極大点を検出し、その時の周波数ｆ’ｎｋ（ここで、ｎ＝１，・・・，Ｎであり、ｎは極大点番号、Ｎは極大点数、ｎ，Ｎは自然数である。）を算出する。
【００８２】
最大周波数検出回路２１では、図１１のように極大点周波数検出回路１７で検出された極大点周波数ｆ’ｎｋを用いて、“数１０”で基準点周波数ｆｋを算出する。
【００８３】
【数１０】
2004061332.tif 000012
【００８４】
実施の形態５．
図５に示される実施の形態では、上記実施の形態１における位相補正部４の基準点周波数検出手段として、平均周波数検出回路１８を極大点周波数検出回路１７で検出された周波数の中央値を基準点周波数とする中央周波数検出回路２２に置き換えている。
【００８５】
このような実施態様によれば、超解像処理によって周波数分解能が向上するため、極大点周波数の検出精度が向上する。また、区分超解像処理後の周波数と振幅の波形に対し、極大点の周波数のみに着目して基準点周波数を決定するため、波形の振幅値に依存しない安定した基準点周波数を検出することができる。更に、極大点の周波数から中央周波数を検出するので、計算量の削減が可能である。
【００８６】
次に、上記図５のように構成された位相補正部４の動作について説明する。距離補正部３から入力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重心との初期距離ＲＧはバッファ回路８に格納され、目標受信信号ＲＳ及びレーダと目標重心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号ＧＳとして出力される。
【００８７】
このレーダと目標重心との初期距離ＲＧにおける目標受信信号ＧＳは区分超解像処理回路１４で時間方向に小区間で超解像処理された後、得られた周波数と振幅の波形に対してデータ切り出し回路１５で各振幅値が閾値設定回路１６で設定した閾値を越える領域についてデータが切り出される。なお、超解像処理とは、例えば、ＭＥＭ（Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｅｎｔｒｏｐｙ　Ｍｅｔｈｏｄ）、ＭＵＳＩＣ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等の超高分解能な周波数推定処理をさす。
【００８８】
閾値設定回路１６では、例えば、メインローブレベルとサイドローブレベルの間に一定の閾値を設定する固定スレッショルドやアダプティブに閾値を設定するＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ｆａｌｓｅ　Ａｌａｒｍ　Ｒａｔｅ）等を用いて、各区分超解像処理後の波形毎に閾値を設定する。極大点周波数検出回路１７ではデータ切り出し回路１５で切り出された周波数と振幅の波形について全ての極大点を検出し、その時の周波数を算出する。
【００８９】
中央周波数検出回路２２では、極大点周波数検出回路１７で算出された全極大点における周波数に対し、それらの中央周波数を基準点周波数として検出した後、平滑化回路１１に出力する。
【００９０】
平滑化回路１１では、基準点周波数の時間方向に対する軌跡を平滑化し、平滑化された軌跡から位相補正量算出回路１２で位相補正量を算出する。位相補正回路１３は位相補正量算出回路１２で算出した位相補正量を用いてバッファ回路８から出力された時間による距離ずれが補正された目標受信信号ＲＳの位相を補正し、時間による位相ずれが補正された目標受信信号ＲＤとして周波数分析部５へ出力する。
【００９１】
次に、上記図５のように構成された位相補正部４を図７及び図１２を用いて説明する。図１２は中央周波数検出回路２２における基準点周波数の検出方法を示した図である。各区分超解像処理番号ｋにおいて周波数ｆｍと振幅Ａｍｋの波形は図７（ａ）のように表される。図７（ｂ）では、図７（ａ）で表される波形に対し、各振幅値が閾値設定回路１６で設定した閾値（例えば、図７（ｂ）中の一点破線ｕ）を越える周波数領域についてデータ切り出し回路１５でデータ切り出しを行い、次に切り出された周波数領域について極大点周波数検出回路１７で全ての極大点を検出し、その時の周波数ｆ’ｎｋ（ここで、ｎ＝１，・・・，Ｎであり、ｎは極大点番号、Ｎは極大点数、ｎ，Ｎは自然数である。）を算出する。
【００９２】
中央周波数検出回路２２では、図１２のように極大点周波数検出回路１７で検出された極大点周波数ｆ’ｎｋを用いて、“数１１”で基準点周波数ｆｋを算出する。
【００９３】
【数１１】
2004061332.tif 000013
【００９４】
“数１１”の右辺において極大点数Ｎが奇数である場合、（１＋Ｎ）／２＝ｎは整数となるため、該当する極大点周波数ｆ’ｎｋは存在する。従って、容易に基準点周波数ｆｋを算出することができる。しかし、極大点数Ｎが偶数である場合には、（１＋Ｎ）／２＝ｎは整数とならない（２で割り切れず、実数となる）ため、該当する極大点周波数ｆ’ｎｋは存在しない。そこで、極大点数Ｎが偶数の場合には、例えば以下に示す方法のうち、いずれかの方法で基準点周波数ｆｋを算出するようにすればよい。
【００９５】
“数１２”に（１＋Ｎ）／２の小数点以下を切り捨てる方法、“数１３”に（１＋Ｎ）／２の小数点以下を切り上げる方法、“数１４”に“数１２”と“数１３”の平均をとる方法を示す。なお、図１２では“数１４”を用いて基準点周波数ｆｋを算出している。
【００９６】
【数１２】
2004061332.tif 000014
【００９７】
【数１３】
2004061332.tif 000015
【００９８】
【数１４】
2004061332.tif 000016
【００９９】
【発明の効果】
第１から第３の発明は、超解像処理によって周波数分解能が向上するため、極大点周波数の検出精度が向上する。また、区分超解像処理後の周波数と振幅の波形に対し、設定した閾値に基づいてデータを切り出し、切り出した波形の極大点に着目して全極大点における周波数の平均値を基準点周波数として検出するので、周波数と振幅の波形が多峰で、かつ振幅値が最大となる峰の位置が時間毎に大きく変動するような場合でも変動の影響を受けにくく、安定して基準点周波数を検出することができ、画像のぼけやにじみを除去することができるという効果がある。
【０１００】
また、第４から第６の発明は、超解像処理によって周波数分解能が向上するため、極大点周波数の検出精度が向上する。また、区分超解像処理後の周波数と振幅の波形に対し、設定した閾値に基づいてデータを切り出し、切り出した波形の極大点に着目して全極大点における周波数の中心値を基準点周波数として検出するため、計算量を削減できる。更に、周波数と振幅の波形が多峰で、かつ振幅値が最大となる峰の位置が時間毎に大きく変動するような場合でも変動の影響を受けにくく、安定して基準点周波数を検出することができ、画像のぼけやにじみを除去することができるという効果がある。
【０１０１】
第７から第９の発明は、超解像処理によって周波数分解能が向上するため、極大点周波数の検出精度が向上する。また、区分超解像処理後の周波数と振幅の波形に対し、設定した閾値に基づいてデータを切り出し、切り出した波形の極大点に着目して全極大点における周波数の最小値を基準点周波数として検出するため、計算量を削減できる。更に、周波数と振幅の波形が多峰で、かつ振幅値が最大となる峰の位置が時間毎に大きく変動するような場合でも変動の影響を受けにくく、安定して基準点周波数を検出することができ、画像のぼけやにじみを除去することができるという効果がある。
【０１０２】
また、第１０から第１２の発明は、超解像処理によって周波数分解能が向上するため、極大点周波数の検出精度が向上する。また、区分超解像処理後の周波数と振幅の波形に対し、設定した閾値に基づいてデータを切り出し、切り出した波形の極大点に着目して全極大点における周波数の最大値を基準点周波数として検出するため、計算量を削減できる。更に、周波数と振幅の波形が多峰で、かつ振幅値が最大となる峰の位置が時間毎に大きく変動するような場合でも変動の影響を受けにくく、安定して基準点周波数を検出することができ、画像のぼけやにじみを除去することができるという効果がある。
【０１０３】
第１３から第１５の発明は、超解像処理によって周波数分解能が向上するため、極大点周波数の検出精度が向上する。また、区分超解像処理後の周波数と振幅の波形に対し、設定した閾値に基づいてデータを切り出し、切り出した波形の極大点に着目して全極大点における周波数の中央値を基準点周波数として検出するため、計算量を削減できる。更に、周波数と振幅の波形が多峰で、かつ振幅値が最大となる峰の位置が時間毎に大きく変動するような場合でも変動の影響を受けにくく、安定して基準点周波数を検出することができ、画像のぼけやにじみを除去することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す位相補正部の構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２を示す位相補正部の構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３を示す位相補正部の構成図である。
【図４】この発明の実施の形態４を示す位相補正部の構成図である。
【図５】この発明の実施の形態５を示す位相補正部の構成図である。
【図６】区分超解像処理回路の動作を示す図である。
【図７】極大点周波数検出回路における極大点周波数の検出方法を示す図である。
【図８】平均周波数検出回路における基準点周波数の検出方法を示す図である。
【図９】中心周波数検出回路における基準点周波数の検出方法を示す図である。
【図１０】最小周波数検出回路における基準点周波数の検出方法を示す図である。
【図１１】最大周波数検出回路における基準点周波数の検出方法を示す図である。
【図１２】中央周波数検出回路における基準点周波数の検出方法を示す図である。
【図１３】高分解能レーダ装置におけるレーダ信号処理装置の構成図である。
【図１４】従来の位相補正部の構成図である。
【図１５】位相補正部の処理方法を示す図である。
【符号の説明】
１　データインタフェース部、　２　パルス圧縮部、　３　距離補正部、　４位相補正部、　５　周波数分析部、　６　検波部、　７　表示器インタフェース部、　８　バッファ回路、　９　区分周波数分析回路、　１０　振幅値最大検出回路、　１１　平滑化回路、　１２　位相補正量算出回路、　１３　位相補正回路、　１４　区分超解像処理回路、　１５　データ切り出し回路、　１６　閾値設定回路、　１７　極大点周波数検出回路、　１８　平均周波数検出回路、　１９　中心周波数検出回路、　２０　最小周波数検出回路、　２１　最大周波数検出回路、　２２　中央周波数検出回路。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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