(57)【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部と、上記パルス圧縮部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と、上記距離補正部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と、上記位相補正部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と、上記周波数分析部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とを備えたレーダ信号処理装置において、上記位相補正部を上記距離補正部で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と、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周波数分析する区分周波数分析回路と、上記区分周波数分析回路で得られた周波数と振幅の波形について周波数方向における信号の振幅変動のうち変動周期が小さい成分を除去する低域通過フィルタと、上記低域通過フィルタにより上記変動周期が小さい成分が除去された周波数と振幅の波形について閾値を越える周波数領域のデータを切り出すデータ切り出し回路と、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上記閾値を設定する閾値設定回路と、上記データ切り出し回路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と、上記極大点周波数検出回路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と、上記平均周波数検出回路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と、上記平滑化回路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と、上記位相補正量算出回路で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って構成したことを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項２】
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部と、上記パルス圧縮部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と、上記距離補正部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と、上記位相補正部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と、上記周波数分析部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とを備えたレーダ信号処理装置において、上記位相補正部を上記距離補正部で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と、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周波数分析する区分周波数分析回路と、上記区分周波数分析回路で得られた周波数と振幅の波形について周波数方向における信号の振幅変動のうち変動周期が小さい成分を除去する低域通過フィルタと、上記低域通過フィルタにより上記変動周期が小さい成分が除去された周波数と振幅の波形について閾値を越える周波数領域のデータを切り出すデータ切り出し回路と、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上記閾値を設定する閾値設定回路と、上記データ切り出し回路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と、上記極大点周波数検出回路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と、上記中心周波数検出回路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と、上記平滑化回路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と、上記位相補正量算出回路で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って構成したことを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項３】
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部と、上記パルス圧縮部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と、上記距離補正部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と、上記位相補正部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と、上記周波数分析部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とを備えたレーダ信号処理装置において、上記位相補正部を上記距離補正部で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と、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周波数分析する区分周波数分析回路と、上記区分周波数分析回路で得られた周波数と振幅の波形について周波数方向における信号の振幅変動のうち変動周期が小さい成分を除去する低域通過フィルタと、上記低域通過フィルタにより上記変動周期が小さい成分が除去された周波数と振幅の波形について閾値を越える周波数領域のデータを切り出すデータ切り出し回路と、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上記閾値を設定する閾値設定回路と、上記データ切り出し回路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と、上記極大点周波数検出回路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と、上記最小周波数検出回路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と、上記平滑化回路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と、上記位相補正量算出回路で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って構成したことを特徴とする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部と、上記パルス圧縮部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と、上記距離補正部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と、上記位相補正部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と、上記周波数分析部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とを備えたレーダ信号処理装置において、上記位相補正部を上記距離補正部で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と、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周波数分析する区分周波数分析回路と、上記区分周波数分析回路で得られた周波数と振幅の波形について周波数方向における信号の振幅変動のうち変動周期が小さい成分を除去する低域通過フィルタと、上記低域通過フィルタにより上記変動周期が小さい成分が除去された周波数と振幅の波形について閾値を越える周波数領域のデータを切り出すデータ切り出し回路と、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上記閾値を設定する閾値設定回路と、上記データ切り出し回路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と、上記極大点周波数検出回路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と、上記最大周波数検出回路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と、上記平滑化回路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と、上記位相補正量算出回路で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って構成したことを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項５】
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部と、上記パルス圧縮部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と、上記距離補正部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と、上記位相補正部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と、上記周波数分析部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とを備えたレーダ信号処理装置において、上記位相補正部を上記距離補正部で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と、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周波数分析する区分周波数分析回路と、上記区分周波数分析回路で得られた周波数と振幅の波形について周波数方向における信号の振幅変動のうち変動周期が小さい成分を除去する低域通過フィルタと、上記低域通過フィルタにより上記変動周期が小さい成分が除去された周波数と振幅の波形について閾値を越える周波数領域のデータを切り出すデータ切り出し回路と、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上記閾値を設定する閾値設定回路と、上記データ切り出し回路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と、上記極大点周波数検出回路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と、上記中央周波数検出回路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と、上記平滑化回路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と、上記位相補正量算出回路で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って構成したことを特徴とする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１２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ＳＭ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１３は図１２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１２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。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。
【０００５】
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。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。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。
【０００６】
更に、位相補正部４を図１４を用いて説明する。図１４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１４（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１４（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。
【０００７】
【数１】
0003788117.tif 000002
【０００８】
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１４（ｃ）のプロットのようになる。平滑化回路１１で図１４（ｃ）のプロットに対し、平滑化を行うと図１４（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。
【０００９】
【数２】
0003788117.tif 000003
【００１０】
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。
【００１１】
【数３】
0003788117.tif 000004
【００１２】
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。
【００１３】
【数４】
0003788117.tif 000005
【００１４】
【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。
【００１５】
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。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係るレーダ信号処理装置は、上記位相補正部を上記距離補正部で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と、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周波数分析する区分周波数分析回路と、上記区分周波数分析回路で得られた周波数と振幅の波形について高周波成分を除去する低域通過フィルタと、上記低域通過フィルタにより高周波成分が除去さ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と、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と、上記データ切り出し回路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と、上記極大点周波数検出回路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と、上記平均周波数検出回路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と、上記平滑化回路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と、上記位相補正量算出回路で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って構成したものである。
【００１７】
また、第２の発明に係るレーダ信号処理装置は上記位相補正部の基準点周波数検出手段として、上記平均周波数検出回路を上記極大点周波数検出回路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に置き換えたものである。
【００１８】
第３の発明に係るレーダ信号処理装置は上記位相補正部の基準点周波数検出手段として、上記平均周波数検出回路を上記極大点周波数検出回路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に置き換えたものである。
【００１９】
また、第４の発明に係るレーダ信号処理装置は上記位相補正部の基準点周波数検出手段として、上記平均周波数検出回路を上記極大点周波数検出回路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に置き換えたものである。
【００２０】
第５の発明に係るレーダ信号処理装置は上記位相補正部の基準点周波数検出手段として、上記平均周波数検出回路を上記極大点周波数検出回路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に置き換えたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、図１２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１２及び図１３と同じである。また、図において、８，９，１１，１２，１３及びＧＳは図１３と同じである。２２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ついて高周波成分を除去する低域通過フィルタ、１４は低域通過フィルタ２２により高周波成分が除去さ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、１５はデータ切り出し回路１４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、１６はデータ切り出し回路１４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、１７は極大点周波数検出回路１６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。
【００２２】
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。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、低域通過フィルタ２２で高周波成分を除去した後、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１４で各振幅値が閾値設定回路１５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。閾値設定回路１５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、各区分周波数分析後の波形毎に閾値を設定する。極大点周波数検出回路１６ではデータ切り出し回路１４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。平均周波数検出回路１７では極大点周波数検出回路１６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。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。
【００２３】
次に、上記図１のように構成された位相補正部４を図１４，図６及び図７を用いて説明する。図１４は位相補正部４の処理方法、図６は区分周波数分析後の波形、低域通過フィルタ通過後の波形及び極大点周波数の検出方法を示した図、図７は平均周波数検出回路１７における基準点周波数の検出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１４（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１４（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。
【００２４】
各区分周波数分析番号ｋにおいて周波数fmと振幅Amkの波形は図６（ａ）のように表される。図６（ｂ）は、図６（ａ）で表される波形に対して、低域通過フィルタ２２により高周波成分を除去したものである。図６（ｃ）では、図６（ｂ）で表される波形に対し、各振幅値が閾値設定回路１５で設定した閾値（例えば、図６（ｃ）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１４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１６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。
【００２５】
平均周波数検出回路１７では、図７のように極大点周波数検出回路１６で検出された極大点周波数f'nkを用いて、“数５”で基準点周波数fkを算出する。
【００２６】
【数５】
0003788117.tif 000006
【００２７】
時間tkと基準点周波数fkの関係は図１４（ｃ）のプロットのようになる。平滑化回路１１で図１４（ｃ）のプロットに対し、平滑化を行うと図１４（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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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１７を極大点周波数検出回路１６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１８に置き換えている。このような実施態様によれば、区分周波数分析後の周波数と振幅の波形に対し、低域通過フィルタ２２で高周波成分を除去した後、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、高周波成分による極大点の誤検出を低減し、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。
【００３１】
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。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、低域通過フィルタ２２で高周波成分を除去した後、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１４で各振幅値が閾値設定回路１５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。閾値設定回路１５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、各区分周波数分析後の波形毎に閾値を設定する。極大点周波数検出回路１６ではデータ切り出し回路１４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。中心周波数検出回路１８では極大点周波数検出回路１６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。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。
【００３２】
次に、上記図２のように構成された位相補正部４を図６及び図８を用いて説明する。図８は中心周波数検出回路１８における基準点周波数の検出方法を示した図である。各区分周波数分析番号ｋにおいて周波数fmと振幅Amkの波形は図６（ａ）のように表される。図６（ｂ）は、図６（ａ）で表される波形に対して、低域通過フィルタ２２により高周波成分を除去したものである。図６（ｃ）では、図６（ｂ）で表される波形に対し、各振幅値が閾値設定回路１５で設定した閾値（例えば、図６（ｃ）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１４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１６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。
【００３３】
中心周波数検出回路１８では、図８のように極大点周波数検出回路１６で検出された極大点周波数f'nkを用いて、“数６”で基準点周波数fkを算出する。
【００３４】
【数６】
0003788117.tif 000007
【００３５】
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１７を極大点周波数検出回路１６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１９に置き換えている。このような実施態様によれば、区分周波数分析後の周波数と振幅の波形に対し、低域通過フィルタ２２で高周波成分を除去した後、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、高周波成分による極大点の誤検出を低減し、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。
【００３６】
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。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、低域通過フィルタ２２で高周波成分を除去した後、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１４で各振幅値が閾値設定回路１５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。閾値設定回路１５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、各区分周波数分析後の波形毎に閾値を設定する。極大点周波数検出回路１６ではデータ切り出し回路１４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。最小周波数検出回路１９では極大点周波数検出回路１６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。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。
【００３７】
次に、上記図３のように構成された位相補正部４を図６及び図９を用いて説明する。図９は最小周波数検出回路１９における基準点周波数の検出方法を示した図である。各区分周波数分析番号ｋにおいて周波数fmと振幅Amkの波形は図６（ａ）のように表される。図６（ｂ）は、図６（ａ）で表される波形に対して、低域通過フィルタ２２により高周波成分を除去したものである。図６（ｃ）では、図６（ｂ）で表される波形に対し、各振幅値が閾値設定回路１５で設定した閾値（例えば、図６（ｃ）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１４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１６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。
【００３８】
最小周波数検出回路１９では、図９のように極大点周波数検出回路１６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。
【００３９】
【数７】
0003788117.tif 000008
【００４０】
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１７を極大点周波数検出回路１６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２０に置き換えている。このような実施態様によれば、区分周波数分析後の周波数と振幅の波形に対し、低域通過フィルタ２２で高周波成分を除去した後、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、高周波成分による極大点の誤検出を低減し、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。
【００４１】
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。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、低域通過フィルタ２２で高周波成分を除去した後、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１４で各振幅値が閾値設定回路１５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。閾値設定回路１５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、各区分周波数分析後の波形毎に閾値を設定する。極大点周波数検出回路１６ではデータ切り出し回路１４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。最大周波数検出回路２０では極大点周波数検出回路１６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。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。
【００４２】
次に、上記図４のように構成された位相補正部４を図６及び図１０を用いて説明する。図１０は最大周波数検出回路２０における基準点周波数の検出方法を示した図である。各区分周波数分析番号ｋにおいて周波数fmと振幅Amkの波形は図６（ａ）のように表される。図６（ｂ）は、図６（ａ）で表される波形に対して、低域通過フィルタ２２により高周波成分を除去したものである。図６（ｃ）では、図６（ｂ）で表される波形に対し、各振幅値が閾値設定回路１５で設定した閾値（例えば、図６（ｃ）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１４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１６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。
【００４３】
最大周波数検出回路２０では、図１０のように極大点周波数検出回路１６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。
【００４４】
【数８】
0003788117.tif 000009
【００４５】
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１７を極大点周波数検出回路１６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２１に置き換えている。このような実施態様によれば、区分周波数分析後の周波数と振幅の波形に対し、低域通過フィルタ２２で高周波成分を除去した後、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、高周波成分による極大点の誤検出を低減し、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。
【００４６】
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。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、低域通過フィルタ２２で高周波成分を除去した後、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１４で各振幅値が閾値設定回路１５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。閾値設定回路１５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、各区分周波数分析後の波形毎に閾値を設定する。極大点周波数検出回路１６ではデータ切り出し回路１４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。中央周波数検出回路２１では極大点周波数検出回路１６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。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。
【００４７】
次に、上記図５のように構成された位相補正部４を図６及び図１１を用いて説明する。図１１は中央周波数検出回路２１における基準点周波数の検出方法を示した図である。各区分周波数分析番号ｋにおいて周波数fmと振幅Amkの波形は図６（ａ）のように表される。図６（ｂ）は、図６（ａ）で表される波形に対して、低域通過フィルタ２２により高周波成分を除去したものである。図６（ｃ）では、図６（ｂ）で表される波形に対し、各振幅値が閾値設定回路１５で設定した閾値（例えば、図６（ｃ）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１４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１６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。
【００４８】
中央周波数検出回路２１では、極大点周波数検出回路１６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。
【００４９】
【数９】
0003788117.tif 000010
【００５０】
“数９”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。
【００５１】
“数１０”に（１＋Ｎ）／２の小数点以下を切り捨てる方法、“数１１”に（１＋Ｎ）／２の小数点以下を切り上げる方法、“数１２”に“数１０”と“数１１”の平均をとる方法を示す。なお、図１１では“数１２”を用いて基準点周波数fkを算出している。
【００５２】
【数１０】
0003788117.tif 000011
【００５３】
【数１１】
0003788117.tif 000012
【００５４】
【数１２】
0003788117.tif 000013
【００５５】
【発明の効果】
第１の発明は以上説明した通り、区分周波数分析後の周波数と振幅の波形から低域通過フィルタにより高周波成分を除去した後、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、まず最初に高周波成分による極大点の誤検出を低減することができる。また、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。
【００５６】
また、第２の発明は区分周波数分析後の周波数と振幅の波形から低域通過フィルタにより高周波成分を除去した後、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ので、まず最初に高周波成分による極大点の誤検出を低減することができる。また、計算量を削減できるとともに、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。
【００５７】
第３の発明は区分周波数分析後の周波数と振幅の波形から低域通過フィルタにより高周波成分を除去した後、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ので、まず最初に高周波成分による極大点の誤検出を低減することができる。また、計算量を削減できるとともに、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。
【００５８】
また、第４の発明は区分周波数分析後の周波数と振幅の波形から低域通過フィルタにより高周波成分を除去した後、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ので、まず最初に高周波成分による極大点の誤検出を低減することができる。また、計算量を削減できるとともに、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。
【００５９】
第５の発明は区分周波数分析後の周波数と振幅の波形から低域通過フィルタにより高周波成分を除去した後、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ので、まず最初に高周波成分による極大点の誤検出を低減することができる。また、計算量を削減できるとともに、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】  区分周波数分析後の波形、低域通過フィルタ通過後の波形及び極大点周波数の検出方法を示す図である。
【図７】  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８】  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９】  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１０】  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１１】  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１２】  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１３】  従来の位相補正部の構成図である。
【図１４】  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  データ切り出し回路、１５  閾値設定回路、１６  極大点周波数検出回路、１７  平均周波数検出回路、１８  中心周波数検出回路、１９  最小周波数検出回路、２０  最大周波数検出回路、２１  中央周波数検出回路、２２  低域通過フィルタ。
【図１】
0003788117.tif 000014
【図２】
0003788117.tif 000015
【図３】
0003788117.tif 000016
【図４】
0003788117.tif 000017
【図５】
0003788117.tif 000018
【図６】
0003788117.tif 000019
【図７】
0003788117.tif 000020
【図８】
0003788117.tif 000021
【図９】
0003788117.tif 000022
【図１０】
0003788117.tif 000023
【図１１】
0003788117.tif 000024
【図１２】
0003788117.tif 000025
【図１３】
0003788117.tif 000026
【図１４】
0003788117.tif 000027