JP2006078270A - Radar device - Google Patents
Radar device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006078270A JP2006078270A JP2004261304A JP2004261304A JP2006078270A JP 2006078270 A JP2006078270 A JP 2006078270A JP 2004261304 A JP2004261304 A JP 2004261304A JP 2004261304 A JP2004261304 A JP 2004261304A JP 2006078270 A JP2006078270 A JP 2006078270A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- clutter
- mti
- target
- coefficient
- filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 235000002492 Rungia klossii Nutrition 0.000 description 1
- 244000117054 Rungia klossii Species 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
本発明は、クラッタ環境下で、低速目標を検出するレーダ装置全般に関する。 The present invention relates to a radar apparatus in general for detecting a low-speed target in a clutter environment.
クラッタ環境下で、ホバリング中のヘリコプターのように目標が瞬時にしか出現しない場合には、DFT(Discrete Fourier Transform;離散フーリエ変換)又はSTFT(Short Time Fourier Transform;短時間フーリエ変換)を実施して、瞬時にしか存在しない信号に対してヒット数を必要以上に増加させて、熱雑音を増加させないようにヒット数を選定して信号を検出する方式がとられる。この際、クラッタが強い場合には、クラッタを抑圧するために、数パルスのMTI(Moving Target Indicator;移動目標指示装置)とDFT(又はSTFT)を組み合わせることが行われる。 If the target appears only instantaneously in a clutter environment, such as a hovering helicopter, perform DFT (Discrete Fourier Transform) or STFT (Short Time Fourier Transform) A method is adopted in which the number of hits is increased more than necessary for a signal that exists only instantaneously, and the number of hits is selected so as not to increase thermal noise, and the signal is detected. At this time, if the clutter is strong, a combination of several pulses of MTI (Moving Target Indicator) and DFT (or STFT) is performed to suppress the clutter.
ここで、目標とクラッタのドプラ周波数が離隔している場合には、クラッタを抑圧し、かつ信号を検出することが可能である。しかしながら、目標が低速の場合のように、目標とクラッタのドプラ速度が近接している場合には、クラッタのみではなく、目標も抑圧されてしまうため、MTIフィルタにより目標が検出できない場合があった。 Here, when the Doppler frequency of the target and the clutter is separated, the clutter can be suppressed and the signal can be detected. However, when the target is close to the Doppler speed of the clutter as in the case where the target is low speed, not only the clutter but also the target is suppressed, so the target may not be detected by the MTI filter. .
また、クラッタを抑圧するために、ドプラフィルタのサイドローブ形状を制御してクラッタに対して深いヌルをする形成する方法もあるが、ドプラフィルタ毎にフィルタ係数を制御することになり、処理規模が大きくなる問題があった。
以上述べたように、従来のレーダ装置では、クラッタと目標のドプラ速度が近接している場合には、クラッタを抑圧するためのMTIにより目標まで抑圧してしまい、目標が検出できない問題があった。また、クラッタを抑圧するためにドプラフィルタのフィルタバンク毎の係数を制御するには、処理規模が大きくなる問題があった。 As described above, in the conventional radar device, when the clutter and the target Doppler speed are close to each other, the target is not detected because the MTI for suppressing the clutter suppresses the target. . In addition, there is a problem that the processing scale becomes large to control the coefficient for each filter bank of the Doppler filter in order to suppress the clutter.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、クラッタと目標のドプラ速度が近接している場合でも、処理規模の小さな方法でクラッタを抑圧し、目標を検出することができるレーダ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a radar apparatus capable of detecting a target by suppressing the clutter with a small processing scale even when the clutter and the target Doppler speed are close to each other. The purpose is to do.
上記問題を解決するために、本発明に係るレーダ装置は以下のように構成される。 In order to solve the above problem, the radar apparatus according to the present invention is configured as follows.
(1)複数のパルスヒットのPRI(Pulse Repetition Interval:パルス繰返し間隔)間のデータを取得する送受信手段と、前記送受信手段で得られるPRI間データにMTI(Moving Target Indicator:移動目標指示装置)の処理を施してクラッタ成分を抑圧しつつ目標を検出するMTI処理手段と、前記MTI処理手段の出力データを周波数領域に変換し、互いに周波数領域の異なる複数のフィルタバンクでクラッタ成分を抑圧するフィルタバンク処理手段と、前記MTI処理手段に対して、クラッタに対しては抑圧度を大きくし、かつクラッタ近傍の目標については抑圧しないように決めたMTI係数を演算し、このMTI係数に基づいて前記MTIを実施させるMTI係数演算処理手段とを具備することを特徴とする。 (1) Transmission / reception means for acquiring data between PRIs (Pulse Repetition Intervals) of a plurality of pulse hits, and MTI (Moving Target Indicator: Moving Target Indicator) in the data between PRIs obtained by the transmission / reception means. MTI processing means for detecting a target while suppressing the clutter component by processing, and a filter bank for converting the output data of the MTI processing means to the frequency domain and suppressing the clutter component by a plurality of filter banks having different frequency domains The MTI coefficient determined to increase the degree of suppression for clutter and not to suppress the target in the vicinity of the clutter is calculated for the processing means and the MTI processing means, and the MTI is calculated based on the MTI coefficient. And MTI coefficient calculation processing means for performing the above.
(1)の構成によるレーダ装置では、パルスヒット数を決める際に、熱雑音を必要以上に増加させないようにするのみでなく、クラッタが強い場合には、MTIのヒット数を多くして、クラッタを抑圧するという観点からヒット数を決めて、クラッタに対しては抑圧度を大きくし、かつクラッタ近傍の目標については抑圧しないように決めた係数によりMTIを実施し、その信号に対してDFTを実施することを特徴とする。 In the radar apparatus having the configuration of (1), not only the thermal noise is not increased more than necessary when determining the number of pulse hits, but if the clutter is strong, the number of MTI hits is increased and the clutter is increased. The number of hits is determined from the viewpoint of suppressing the noise, the MTI is performed with a coefficient determined so as to increase the degree of suppression for the clutter and not to suppress the target in the vicinity of the clutter, and the DFT is applied to the signal. It is characterized by carrying out.
すなわち、MTIの周波数フィルタの形状を決めるヒット数を多くして、クラッタに対するヌルの形状をシャープにすることができ、この共通のMTI出力を用いてドプラフィルタを形成することにより、フィルタバンク毎の係数制御は不要になり、処理規模の小さな方法でクラッタを抑圧し、かつドプラ周波数の近接した目標を検出することができる。 That is, the number of hits that determine the shape of the MTI frequency filter can be increased, and the shape of the null relative to the clutter can be sharpened. By forming a Doppler filter using this common MTI output, each filter bank Coefficient control is not required, clutter can be suppressed by a method with a small processing scale, and targets close to Doppler frequencies can be detected.
(2)(1)の構成において、さらに、移動体搭載用として、自機速度を検出する速度検出器を備え、前記MTI係数演算処理手段は、前記自機速度に応じて搭載機のクラッタ抑圧のノッチ位置を決めることを特徴とする。 (2) In the configuration of (1), the mobile device further includes a speed detector for detecting the own machine speed, and the MTI coefficient calculation processing means suppresses the clutter of the installed machine according to the own machine speed. The notch position is determined.
(2)の構成によるレーダ装置では、移動体搭載用の場合に、自機速度に応じてクラッタの中心周波数を算出し、MTIの周波数フィルタのヌル点の位置を設定することを特徴とし、ヌルの位置を自機位置の速度に応じて決め、クラッタを抑圧し、かつ近距離の目標に対して、ドプラ周波数の近接した目標を検出することができる。 The radar apparatus having the configuration (2) is characterized in that, when mounted on a moving body, the center frequency of the clutter is calculated according to the speed of the own aircraft, and the position of the null point of the frequency filter of the MTI is set. Can be determined according to the speed of its own position, clutter can be suppressed, and a target with a Doppler frequency close to a target at a short distance can be detected.
本発明によれば、クラッタ環境下の瞬時にしか出現しない目標の検出において、目標とクラッタのドプラ速度が近接した場合でも、処理規模の小さな方法でクラッタを抑圧し、かつ目標を検出することができるレーダ装置を提供できる。 According to the present invention, in detecting a target that appears only instantaneously in a clutter environment, even when the target and the Doppler speed of the clutter are close to each other, it is possible to suppress the clutter and detect the target with a small processing scale. Can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は本発明に係る第1の実施形態のレーダ装置の構成を示すブロック図である。図1において、1は複数のアンテナ素子をアレイ状に配列した平面型アンテナであり、送信器2から出力される繰り返し送信パルスを指定方向に放射し、その反射波を捕捉する。この捕捉された反射波の受信信号は受信器3にて周波数変換された後、ディジタル信号に変換されて信号処理器4に送られる。この信号処理器4は、入力した受信信号をMTI処理器41でMTI係数演算処理器44からのMTI係数に基づいてMTI処理することでクラッタ成分を除去し、DFT処理部42で時間領域から周波数領域に変換した後、目標検出測角処理器43で目標を検出すると共にその方位仰角を求め、目標情報として出力する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a radar apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1,
上記構成において、以下に本実施形態の処理動作を説明する。 In the above configuration, the processing operation of this embodiment will be described below.
図1において、送信器2からアンテナ1へ入力した送信信号が空間に放射され、受信信号がアンテナ1及び受信器3を経由して周波数変換され、さらにディジタル信号に変換され、信号処理器4に入力される。ここで、MTI処理器41により、N個のパルスの受信信号は、次式により、M個のPRI(Pulse Repetition Interval;パルス繰返し間隔)のレンジセル毎にMTI処理される。
ここで、クラッタに対して抑圧し、かつクラッタとドプラ周波数が近接した目標信号に対しては抑圧しないようにMTIフィルタ係数を決めるために、図2に示すように、MTIのヒット数を熱雑音が支配的にならない程度に通常よりも増加する。このMTIに用いるM個のウェイト係数算出についての定式化を実施する。 Here, in order to determine the MTI filter coefficient so as to suppress the clutter and not suppress the target signal whose clutter and Doppler frequencies are close to each other, as shown in FIG. Increased to the extent that is not dominant. Formulation for calculating M weight coefficients used in this MTI is performed.
MTI係数としては、クラッタのドプラ周波数をfcst 〜fced として、fcst からfced の範囲にヌルを形成し、それ以外では極力レベルを向上させるのが望ましい。このために、3通りの方法について述べる。 As the MTI coefficient, it is desirable to set the Doppler frequency of the clutter as fcst to fced, form a null in the range of fcst to fced, and improve the level as much as possible. For this purpose, three methods will be described.
第1の方法は、図3に示すように、拘束条件をつけて、MTIの係数を算出する方法である。一般的に振幅レベルを拘束(周波数軸上のメインローブは一定値で、クラッタ範囲はヌル)する場合で定式化する。まず、拘束条件は次式となる。
これを用いて拘束条件を付加した場合のMTIの複素ウェイトの漸化式は、次式となる。
このMTI係数によるMTI処理後のN′パルスの信号を用いて、次式によりDFTを実施する。
このDFT処理は、FFT(Fast Fourier Transform;高速フーリエ変換)でもよいのは勿論である。 Of course, this DFT processing may be FFT (Fast Fourier Transform).
以上の処理によってクラッタが抑圧され、目標が検出されるまでの処理の流れを図4に示す。 FIG. 4 shows the flow of processing until clutter is suppressed by the above processing and a target is detected.
ここで、MTIウェイトを演算する際に、MSN法(非特許文献1参照)を用いたが、SMI(非特許文献2参照)等、他の方式でよいのは言うまでもない。 Here, when calculating the MTI weight, the MSN method (see Non-Patent Document 1) is used, but it goes without saying that other methods such as SMI (see Non-Patent Document 2) may be used.
第2の方法は、図4に示すようなMTIフィルタを形成するために、逆フーリエ変換を用いる方法である(非特許文献3参照)。所望のフィルタ応答をbd とすると、その応答に近似する補助ビームの複素ウェイト(振幅及び位相ウェイト)は、bd の逆フーリエ変換として、次式で表される(非特許文献3参照)。
所望のフィルタ応答を決める際に、MTI後のフィルタ応答にリップルが発生するのを防ぐために、窓関数を適用してもよいのは言うまでもない。 Needless to say, a window function may be applied in order to prevent ripples in the filter response after MTI when determining the desired filter response.
第3の方法は、図5に示すように、m=1〜Mのうち1パルスの出力より、ヌルの中心周波数でピークを持つように合成した信号を形成して、次式のように振幅及び位相を合わせて減算することにより、シャープなヌルを形成する方法である。
このbnullの信号に対して、DFTを実施すればよい。 DFT may be performed on this bnull signal.
以上の処理によれば、パルスヒット数を決める際に、熱雑音を必要以上に増加させないようにするのみでなく、クラッタが強い場合に、MTIのヒット数を多くして、クラッタを抑圧するという観点からヒット数を決める。そして、クラッタに対しては抑圧度を大きくし、かつクラッタ近傍の目標については抑圧しないように決めた係数によりMTIを実施し、その信号に対してDFTを実施する。この構成によるレーダ装置では、MTIの周波数フィルタの形状を決めるヒット数を多くして、クラッタに対するヌルの形状をシャープにすることができ、この共通のMTI出力を用いてドプラフィルタを形成することにより、フィルタバンク毎の係数制御は不要になり、処理規模の小さな方法でクラッタを抑圧し、かつドプラ周波数の近接した目標を検出することができる。 According to the above processing, when determining the number of pulse hits, not only the thermal noise is not increased more than necessary, but also when the clutter is strong, the number of MTI hits is increased to suppress the clutter. Determine the number of hits from the viewpoint. Then, MTI is performed with a coefficient determined so as to increase the degree of suppression for clutter and not suppress the target near the clutter, and DFT is performed on the signal. In the radar apparatus according to this configuration, the number of hits that determine the shape of the frequency filter of the MTI can be increased, the shape of the null with respect to the clutter can be sharpened, and a Doppler filter can be formed by using this common MTI output. Coefficient control for each filter bank is not required, clutter can be suppressed by a method with a small processing scale, and a target with a close Doppler frequency can be detected.
(第2の実施形態)
図6は本発明に係る第2の実施形態のレーダ装置の構成を示すブロック図である。尚、図6において、図1と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは異なる部分について説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the radar apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and different parts will be described here.
図6に示すレーダ装置は、航空機等の搭載用のもので、速度検出器5を備え、この速度検出器5で得られる自機速度をMTI係数演算処理器44に入力し、クラッタの中心周波数を次式によりに算出する。
このクラッタ中心周波数に対してヌルを設定することにより、第1の実施形態と同様の方法により、クラッタを抑圧し、低速目標を検出するフィルタを形成することができ、これによって近距離の目標に対して、ドプラ周波数の近接した目標を検出することができる。 By setting null for this clutter center frequency, a filter that suppresses clutter and detects a low-speed target can be formed by the same method as in the first embodiment. On the other hand, it is possible to detect a target having a close Doppler frequency.
以上の実施形態は、平面アンテナの場合で説明したが、1次元のアンテナの場合でも有効なのは言うまでもない。 The above embodiment has been described in the case of a planar antenna, but it goes without saying that it is effective even in the case of a one-dimensional antenna.
また、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、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。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1…アンテナ、2…送信器、3…受信器、4…信号処理器、41…MTI処理器、42…DFT処理部、43…目標検出測角処理器、44…MTI係数演算処理器、5…速度検出器。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記送受信手段で得られるPRI間データにMTI(Moving Target Indicator:移動目標指示装置)の処理を施してクラッタ成分を抑圧しつつ目標を検出するMTI処理手段と、
前記MTI処理手段の出力データを周波数領域に変換し、互いに周波数領域の異なる複数のフィルタバンクでクラッタ成分を抑圧するフィルタバンク処理手段と、
前記MTI処理手段に対して、クラッタに対しては抑圧度を大きくし、かつクラッタ近傍の目標については抑圧しないように決めたMTI係数を演算し、このMTI係数に基づいて前記MTIを実施させるMTI係数演算処理手段とを具備することを特徴とするレーダ装置。 Transmitting / receiving means for acquiring data between PRIs (Pulse Repetition Intervals) of a plurality of pulse hits;
MTI processing means for detecting the target while suppressing the clutter component by performing MTI (Moving Target Indicator) processing on the inter-PRI data obtained by the transmission / reception means;
Filter bank processing means for converting output data of the MTI processing means into a frequency domain and suppressing clutter components by a plurality of filter banks having different frequency domains;
The MTI processing unit calculates an MTI coefficient determined to increase the degree of suppression for clutter and not to suppress the target in the vicinity of the clutter, and performs the MTI based on the MTI coefficient. A radar apparatus comprising: coefficient calculation processing means.
前記MTI係数演算処理手段は、前記自機速度に応じて搭載機のクラッタ抑圧のノッチ位置を決めることを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。 In addition, for mobile mounting, equipped with a speed detector that detects the own machine speed,
The radar apparatus according to claim 1, wherein the MTI coefficient calculation processing means determines a notch position for clutter suppression of the on-board machine according to the speed of the own machine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004261304A JP2006078270A (en) | 2004-09-08 | 2004-09-08 | Radar device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004261304A JP2006078270A (en) | 2004-09-08 | 2004-09-08 | Radar device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006078270A true JP2006078270A (en) | 2006-03-23 |
Family
ID=36157863
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004261304A Pending JP2006078270A (en) | 2004-09-08 | 2004-09-08 | Radar device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006078270A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008157679A (en) * | 2006-12-21 | 2008-07-10 | Toshiba Corp | Radar signal processor |
JP2008309558A (en) * | 2007-06-13 | 2008-12-25 | Toshiba Corp | Signal processor |
JP2011185752A (en) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | Pulse radar device |
JP2014182010A (en) * | 2013-03-19 | 2014-09-29 | Toshiba Corp | Radar apparatus |
KR20210091912A (en) * | 2020-01-15 | 2021-07-23 | 주식회사 유텔 | Synthetic aperture radar system |
-
2004
- 2004-09-08 JP JP2004261304A patent/JP2006078270A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008157679A (en) * | 2006-12-21 | 2008-07-10 | Toshiba Corp | Radar signal processor |
JP2008309558A (en) * | 2007-06-13 | 2008-12-25 | Toshiba Corp | Signal processor |
JP2011185752A (en) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | Pulse radar device |
JP2014182010A (en) * | 2013-03-19 | 2014-09-29 | Toshiba Corp | Radar apparatus |
KR20210091912A (en) * | 2020-01-15 | 2021-07-23 | 주식회사 유텔 | Synthetic aperture radar system |
KR102310244B1 (en) * | 2020-01-15 | 2021-10-08 | 주식회사 유텔 | Synthetic aperture radar system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7025506B2 (en) | Angle resolution in radar | |
WO2014106907A1 (en) | Radar device | |
JP6470152B2 (en) | Radar apparatus and radar signal processing method | |
US8760340B2 (en) | Processing radar return signals to detect targets | |
JP2006349477A (en) | Radar equipment | |
JP4754856B2 (en) | Automotive radar equipment | |
JP6296907B2 (en) | Radar apparatus and radar signal processing method thereof | |
EP2317335B1 (en) | Improved beamforming method for analysing signals received by a transducer arrray, and relative detection system | |
KR101908455B1 (en) | Low power Frequency Modulated Continuous Waveform system and controlling method thereof | |
JP4232628B2 (en) | Radar equipment | |
US20180074180A1 (en) | Ultrafast target detection based on microwave metamaterials | |
JP5116590B2 (en) | Wave number estimation device | |
JP2006078270A (en) | Radar device | |
JP5564244B2 (en) | Observation signal processor | |
JP2022071670A (en) | Guidance device and guidance method | |
JP4533813B2 (en) | Target detection device | |
JP4200877B2 (en) | Moving target detection radar test equipment | |
JP5595238B2 (en) | Radar equipment | |
JP2023170302A (en) | Target speed detection device and target speed detection method | |
JP2009036539A (en) | Radar signal processing apparatus and method | |
JP6287674B2 (en) | Delay time estimation device and height measurement device | |
JP2747360B2 (en) | Tracking radar device | |
JP2005201727A (en) | Radar apparatus | |
JP6598308B2 (en) | Sonar device, acoustic signal processing system, acoustic signal processing method, and acoustic signal processing program | |
KR102391935B1 (en) | Apparatus and method for estimating angle of the low velocity target in the radar |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20061107 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081209 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20081216 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20090216 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090818 |