JPH04264285A - 整合フィルタによる加速度補償方法および装置 - Google Patents
整合フィルタによる加速度補償方法および装置Info
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- JPH04264285A JPH04264285A JP3219014A JP21901491A JPH04264285A JP H04264285 A JPH04264285 A JP H04264285A JP 3219014 A JP3219014 A JP 3219014A JP 21901491 A JP21901491 A JP 21901491A JP H04264285 A JPH04264285 A JP H04264285A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
- G01S13/522—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves
- G01S13/524—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves based upon the phase or frequency shift resulting from movement of objects, with reference to the transmitted signals, e.g. coherent MTi
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レ−ダ処理装置に関し
、特にエネルギが複数のドップラ−フィルタに広がる操
作タ−ゲットの検出強化を可能にするレ−ダ処理装置に
関する。
、特にエネルギが複数のドップラ−フィルタに広がる操
作タ−ゲットの検出強化を可能にするレ−ダ処理装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】長い距離における感度を強めるため、あ
るいは弱いタ−ゲットのために長い積分時間が使用され
る。エネルギはタ−ゲットの方向に比較的長時間放射さ
れ、比較的長時間レ−ダ反射信号を積分することによっ
て反射信号の信号対雑音比が改善される。現在得られる
改良された処理装置によって長い積分時間を得ることが
可能である。コヒ−レントおよびインコヒ−レント処理
装置の結合は、通常タ−ゲット検出を行うために必要と
される。
るいは弱いタ−ゲットのために長い積分時間が使用され
る。エネルギはタ−ゲットの方向に比較的長時間放射さ
れ、比較的長時間レ−ダ反射信号を積分することによっ
て反射信号の信号対雑音比が改善される。現在得られる
改良された処理装置によって長い積分時間を得ることが
可能である。コヒ−レントおよびインコヒ−レント処理
装置の結合は、通常タ−ゲット検出を行うために必要と
される。
【０００３】受信された信号の強度はタ−ゲット運動の
結果として変動し、そのような変動はタ−ゲットシンチ
レ−ションとして知られている。タ−ゲットシンチレ−
ションはレ−ダ周波数が増加するにしたがって増大され
る。コヒ−レント積分時間は、シンチレ−ションが感度
を減少しないように選択される。タ−ゲットシンチレ−
ションデ−タに基づく１秒程度のコヒ−レント積分時間
が適当である。
結果として変動し、そのような変動はタ−ゲットシンチ
レ−ションとして知られている。タ−ゲットシンチレ−
ションはレ−ダ周波数が増加するにしたがって増大され
る。コヒ−レント積分時間は、シンチレ−ションが感度
を減少しないように選択される。タ−ゲットシンチレ−
ションデ−タに基づく１秒程度のコヒ−レント積分時間
が適当である。
【０００４】しかしながら、長いコヒ−レント積分時間
のため、加速するタ−ゲットのエネルギはドップラ−フ
ィルタ上に広がる。エネルギが広がるフィルタの数は近
似的に次の式で与えられる。
のため、加速するタ−ゲットのエネルギはドップラ−フ
ィルタ上に広がる。エネルギが広がるフィルタの数は近
似的に次の式で与えられる。
【０００５】
Ｎ＝２ａＴ２ ／λ
（１）ここで、ａは加速度であり、Ｔはコヒ−レントア
レイ時間であり、またλは波長である。
（１）ここで、ａは加速度であり、Ｔはコヒ−レントア
レイ時間であり、またλは波長である。
【０００６】表Ｉは−０．１ｇと＋０．１ｇの間の加速
度に対するコヒ−レントアレイ時間の関数であるドップ
ラ−フィルタの広がりの数を示す。低加速度でさえ見ら
れるように、大きい広がりが生ずる。
度に対するコヒ−レントアレイ時間の関数であるドップ
ラ−フィルタの広がりの数を示す。低加速度でさえ見ら
れるように、大きい広がりが生ずる。
【０００７】
表Ｉ
加速度によるタ−ゲットの広がり
（−０．１ｇｇ≦ａ≦＋０．１ｇおよびλ
＝．１４フィート）
Ｔ（秒） Ｎ（フィルタの数）
．２２
±２．２５
．４４
±９．００
．６６ ±２０．
２５フィルタの広がりの数の関数である中央のフィルタ
の信号対雑音損失は図１に示される。損失は加速しない
タ−ゲットに関し、規則的な振幅加重が仮定されている
。
表Ｉ
加速度によるタ−ゲットの広がり
（−０．１ｇｇ≦ａ≦＋０．１ｇおよびλ
＝．１４フィート）
Ｔ（秒） Ｎ（フィルタの数）
．２２
±２．２５
．４４
±９．００
．６６ ±２０．
２５フィルタの広がりの数の関数である中央のフィルタ
の信号対雑音損失は図１に示される。損失は加速しない
タ−ゲットに関し、規則的な振幅加重が仮定されている
。
【０００８】大きいタ−ゲット加速度およびあるいは長
いコヒ−レントアレイは、タ−ゲット信号対雑音比のか
なりの損失を生じ、検出能力を低下させる。加速するタ
−ゲットを補償するこれまでの１方法は、φ＝２π（ａ
／λ）（ｎ／ＰＲＦ）２ である直角位相シフトφを高
速フ−リエ変換機（ＦＦＴ）前のデ−タに適用すること
である。ここでｎはサンプル番号であり、ａは加速度お
よびＰＲＦはレ−ダパルス反復周波数である。
いコヒ−レントアレイは、タ−ゲット信号対雑音比のか
なりの損失を生じ、検出能力を低下させる。加速するタ
−ゲットを補償するこれまでの１方法は、φ＝２π（ａ
／λ）（ｎ／ＰＲＦ）２ である直角位相シフトφを高
速フ−リエ変換機（ＦＦＴ）前のデ−タに適用すること
である。ここでｎはサンプル番号であり、ａは加速度お
よびＰＲＦはレ−ダパルス反復周波数である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】この方法の欠点は、分
離したＦＦＴ動作がそれぞれの加速度に対して必要とさ
れることである。この技術は、高い処理装置の負荷のた
め大きい加速度あるいは長い積分時間のために非実用的
である。
離したＦＦＴ動作がそれぞれの加速度に対して必要とさ
れることである。この技術は、高い処理装置の負荷のた
め大きい加速度あるいは長い積分時間のために非実用的
である。
【００１０】それ故、高い処理装置の負荷なしにタ−ゲ
ット加速度補償を行うことのできるレ−ダ処理装置を提
供することは技術の発展をもたらすものである。
ット加速度補償を行うことのできるレ−ダ処理装置を提
供することは技術の発展をもたらすものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のレ−ダ処理装置
は、タ−ゲットデ−タを供給するために処理される各距
離領域ビンに対して、受信レ−ダ信号の同位相および直
角位相成分を振幅加重する手段と、周波数ドメインに振
幅加重されたレ−ダ信号を変換する手段とを含み、タ−
ゲット加速度の補償を行う。処理装置はさらに、加速度
タ−ゲットのエネルギが広がるドップラ−フィルタの各
グル−プの出力を処理するためにタ−ゲット加速度の予
め定められたセットに整合された複数の加速度フィルタ
を形成する手段を含み、各加速度フィルタに対する結合
加重はそれぞれ予め定められた加速度に対する信号対雑
音比を最適にするように予め計算されている。各フィル
タバンクの出力の大きさを検出し、タ−ゲットが検出さ
れるかどうかを決定するために予め定められたしきい値
と出力の大きさとを比較する手段を備えている。
は、タ−ゲットデ−タを供給するために処理される各距
離領域ビンに対して、受信レ−ダ信号の同位相および直
角位相成分を振幅加重する手段と、周波数ドメインに振
幅加重されたレ−ダ信号を変換する手段とを含み、タ−
ゲット加速度の補償を行う。処理装置はさらに、加速度
タ−ゲットのエネルギが広がるドップラ−フィルタの各
グル−プの出力を処理するためにタ−ゲット加速度の予
め定められたセットに整合された複数の加速度フィルタ
を形成する手段を含み、各加速度フィルタに対する結合
加重はそれぞれ予め定められた加速度に対する信号対雑
音比を最適にするように予め計算されている。各フィル
タバンクの出力の大きさを検出し、タ−ゲットが検出さ
れるかどうかを決定するために予め定められたしきい値
と出力の大きさとを比較する手段を備えている。
【００１２】このように、単一のＦＦＴ動作は各距離領
域ビンで実行され、周波数ドメインデ−タは特定の加速
度および減速度に対して整合されるフィルタの別々の数
の整合フィルタの検出を行うために処理される。結果と
してレ−ダ処理装置は長いコヒ−レント積分時間を使用
し、タ−ゲット加速度の直接の測定を行い、さらに追跡
動作を改善することが可能になる。
域ビンで実行され、周波数ドメインデ−タは特定の加速
度および減速度に対して整合されるフィルタの別々の数
の整合フィルタの検出を行うために処理される。結果と
してレ−ダ処理装置は長いコヒ−レント積分時間を使用
し、タ−ゲット加速度の直接の測定を行い、さらに追跡
動作を改善することが可能になる。
【００１３】本発明はさらに、タ−ゲット加速度を補償
するためにレ−ダ信号を処理する方法を特徴とする。こ
の方法はタ−ゲットデ−タを提供するために処理される
各距離領域ビンで行われる次のようなステップを含む。 すなわち、（ｉ）受信レ−ダ信号の同位相および直角位
相成分に振幅加重し、（ｉｉ）周波数ドメインへ振幅加
重されたレ−ダ信号を変換し、（ｉｉｉ）変換された振
幅加重された信号を処理するためにタ−ゲット加速度の
予め決められたセットに整合された複数のフィルタバン
クを形成し、各フィルタバンクの結合加重はそれぞれ予
め定められた加速度に対して信号対雑音比を最適にする
ように予め計算され、（ｉｖ）各フィルタバンクの出力
の大きさを検出し、タ−ゲットが特定の加速度によって
検出されるかどうかを決定する予め決められたしきい値
と出力とを比較する。
するためにレ−ダ信号を処理する方法を特徴とする。こ
の方法はタ−ゲットデ−タを提供するために処理される
各距離領域ビンで行われる次のようなステップを含む。 すなわち、（ｉ）受信レ−ダ信号の同位相および直角位
相成分に振幅加重し、（ｉｉ）周波数ドメインへ振幅加
重されたレ−ダ信号を変換し、（ｉｉｉ）変換された振
幅加重された信号を処理するためにタ−ゲット加速度の
予め決められたセットに整合された複数のフィルタバン
クを形成し、各フィルタバンクの結合加重はそれぞれ予
め定められた加速度に対して信号対雑音比を最適にする
ように予め計算され、（ｉｖ）各フィルタバンクの出力
の大きさを検出し、タ−ゲットが特定の加速度によって
検出されるかどうかを決定する予め決められたしきい値
と出力とを比較する。
【００１４】
【実施例】本発明に従って、ドップラ−フィルタは予め
決められるタ−ゲット加速度のセットに整合される”合
成”フィルタを形成するために結合される。各フィルタ
のドップラ−フィルタの結合加重は予め計算され、フィ
ルタ間の共分散マトリックスに基づいて予め決められた
各加速度に対する信号対雑音比（ＳＮＲ）を最適にする
ように選択される。（Ｎ＋１）フィルタ加速度の結合加
重は次式によって与えられる。
決められるタ−ゲット加速度のセットに整合される”合
成”フィルタを形成するために結合される。各フィルタ
のドップラ−フィルタの結合加重は予め計算され、フィ
ルタ間の共分散マトリックスに基づいて予め決められた
各加速度に対する信号対雑音比（ＳＮＲ）を最適にする
ように選択される。（Ｎ＋１）フィルタ加速度の結合加
重は次式によって与えられる。
【００１５】
ここで、Ｃｊ はｊ番目のフィルタ加重であり、Ｍｉ
は周波数Ｎ／２を中心とする信号のフィルタｉの出力で
あり、Ｑはフィルタ間の共分散マトリックスであり、”
＊”は複素共役を示す。
は周波数Ｎ／２を中心とする信号のフィルタｉの出力で
あり、Ｑはフィルタ間の共分散マトリックスであり、”
＊”は複素共役を示す。
【００１６】複素加重のセットは、各加速度に使用され
る。同じ複素加重のセットは、与えられた加速度に対し
て全フィルタに使用される。
る。同じ複素加重のセットは、与えられた加速度に対し
て全フィルタに使用される。
【００１７】ＦＦＴフィルタｋを中心とする合成加速度
フィルタは次式によって与えられる。
フィルタは次式によって与えられる。
【００１８】
ここで、Ｘｉ はｉ番目のＦＦＴフィルタ出力であり、
Ｎは式１によって与えられる。Ｎが奇数の場合、Ｎ／２
はその上の整数値に切り上げられる。
Ｎは式１によって与えられる。Ｎが奇数の場合、Ｎ／２
はその上の整数値に切り上げられる。
【００１９】ドップラ−フィルタバンクのセットは、Ｍ
＝２５であるＭ個のフィルタの高速フ−リエ変換（ＦＦ
Ｔ）による通常の方法で形成される。タ−ゲットが加速
されていない場合、タ−ゲットからのエネルギはフィル
タ１５等の１つのドップラ−フィルタのみに存在する。 しかしながら、タ−ゲットが加速する場合、タ−ゲット
反射エネルギはＮが上記式１によって与えられるＮ個の
フィルタに広がる。本実施例において、例えばＮ＝３の
特定の加速度の場合、タ−ゲット反射エネルギはドップ
ラ−フィルタ１４，１５，１６にわたって広がる。ある
いは、別のタ−ゲットが同様の加速度であるが異なる速
度（例えばドップラ−フィルタ２０）を有する場合、こ
の第２のタ−ゲットからの反射エネルギがドップラ−フ
ィルタ１９，２０，２１に広がる。
＝２５であるＭ個のフィルタの高速フ−リエ変換（ＦＦ
Ｔ）による通常の方法で形成される。タ−ゲットが加速
されていない場合、タ−ゲットからのエネルギはフィル
タ１５等の１つのドップラ−フィルタのみに存在する。 しかしながら、タ−ゲットが加速する場合、タ−ゲット
反射エネルギはＮが上記式１によって与えられるＮ個の
フィルタに広がる。本実施例において、例えばＮ＝３の
特定の加速度の場合、タ−ゲット反射エネルギはドップ
ラ−フィルタ１４，１５，１６にわたって広がる。ある
いは、別のタ−ゲットが同様の加速度であるが異なる速
度（例えばドップラ−フィルタ２０）を有する場合、こ
の第２のタ−ゲットからの反射エネルギがドップラ−フ
ィルタ１９，２０，２１に広がる。
【００２０】本発明に従って、ドップラ−フィルタバン
ク出力は加速度の不連続の数を補償するために処理され
る。このような加速度それぞれに関して、タ−ゲット反
射が広げられるドップラ−フィルタの数は決定され（等
式１）、各ドップラ−フィルタの出力に関して、Ｎ個の
隣接したドップラ−フィルタの出力は式２の結合加重を
使用して加重される。これらの加重されたドップラ−フ
ィルタ出力は、式３によって与えられる合成加速度フィ
ルタ（ドップラ−フィルタｋを中心とする）を設けるた
めに結合される。合成加速度フィルタの出力は、例えば
大きいしきい値検出によってタ−ゲットがドップラ−に
あり、特定の加速度ａである場合に処理される。
ク出力は加速度の不連続の数を補償するために処理され
る。このような加速度それぞれに関して、タ−ゲット反
射が広げられるドップラ−フィルタの数は決定され（等
式１）、各ドップラ−フィルタの出力に関して、Ｎ個の
隣接したドップラ−フィルタの出力は式２の結合加重を
使用して加重される。これらの加重されたドップラ−フ
ィルタ出力は、式３によって与えられる合成加速度フィ
ルタ（ドップラ−フィルタｋを中心とする）を設けるた
めに結合される。合成加速度フィルタの出力は、例えば
大きいしきい値検出によってタ−ゲットがドップラ−に
あり、特定の加速度ａである場合に処理される。
【００２１】図２は、本発明に従った整合加速度フィル
タの概念を表示する。図２の（Ａ）の線はｉを中心とし
てドップラ−フィルタ番号を表し、各フィルタは与えら
れたドップラ−周波数に相当する。図２の（Ｂ）は、図
２の（Ａ）のドップラ−フィルタ番号に相当するタ−ゲ
ット加速度＝０に整合されるＦＦＴフィルタ出力Ｘのバ
ンクの測定可能なパルス反応を示す。タ−ゲットが加速
しない場合、全反射エネルギはフィルタｉの単一のドッ
プラ−フィルタにある。タ−ゲットは、既知の（あるい
は仮定された加速度）ａで加速されると仮定する。これ
は、長い積分時間にわたってＮが式１によって与えられ
るＮ個のフィルタに広がるタ−ゲット反射エネルギを生
ずる。本実施例においては、Ｎ＝５と仮定する。エネル
ギの広がりは、図２の（Ａ）に示される。本発明に従っ
て、出力Ｙの合成整合フィルタのバンクは、Ｎ＝５に相
当するタ−ゲット加速度ａに整合される図２の（Ｃ）に
示されるような有限パルス応答特性で形成される。加速
度ａに整合される１つの合成フィルタは、各ドップラ−
フィルタの数に対して形成される。Ｙは次式によって与
えられる。
タの概念を表示する。図２の（Ａ）の線はｉを中心とし
てドップラ−フィルタ番号を表し、各フィルタは与えら
れたドップラ−周波数に相当する。図２の（Ｂ）は、図
２の（Ａ）のドップラ−フィルタ番号に相当するタ−ゲ
ット加速度＝０に整合されるＦＦＴフィルタ出力Ｘのバ
ンクの測定可能なパルス反応を示す。タ−ゲットが加速
しない場合、全反射エネルギはフィルタｉの単一のドッ
プラ−フィルタにある。タ−ゲットは、既知の（あるい
は仮定された加速度）ａで加速されると仮定する。これ
は、長い積分時間にわたってＮが式１によって与えられ
るＮ個のフィルタに広がるタ−ゲット反射エネルギを生
ずる。本実施例においては、Ｎ＝５と仮定する。エネル
ギの広がりは、図２の（Ａ）に示される。本発明に従っ
て、出力Ｙの合成整合フィルタのバンクは、Ｎ＝５に相
当するタ−ゲット加速度ａに整合される図２の（Ｃ）に
示されるような有限パルス応答特性で形成される。加速
度ａに整合される１つの合成フィルタは、各ドップラ−
フィルタの数に対して形成される。Ｙは次式によって与
えられる。
【００２２】
ここで、Ｙｉ はＮ＝５に相当する加速度に対する整合
された加速度フィルタの出力であり、Ｘｉ はゼロ加速
度に対応するドップラ−番号ｉのＦＦＴフィルタの出力
であり、Ｃｊ は式２によって与えられる整合されたフ
ィルタ結合加重である。通常、加速度値にそれぞれ整合
される合成フィルタの不連続の数は、各ドップラ−フィ
ルタの数に対して形成される。
された加速度フィルタの出力であり、Ｘｉ はゼロ加速
度に対応するドップラ−番号ｉのＦＦＴフィルタの出力
であり、Ｃｊ は式２によって与えられる整合されたフ
ィルタ結合加重である。通常、加速度値にそれぞれ整合
される合成フィルタの不連続の数は、各ドップラ−フィ
ルタの数に対して形成される。
【００２３】この方法は、それ自身によってあるいは直
角位相シフトを使用する通常の技術と共に使用される。
角位相シフトを使用する通常の技術と共に使用される。
【００２４】図３は、本発明が有効に使用されている通
常のレ−ダ受信機５０の簡単なブロック図である。レ−
ダ信号はアンテナ５２で受信され、ＲＦフィルタ５４を
通り、ミキサ５６によってＩＦに逓降変換される。ＩＦ
信号はＩＦフィルタ５８を通り、ミキサ６０によって混
合されてベ−スバンドビデオを下方変換される。ＩＦ信
号は、同位相および直角位相チャンネルに分割される。 同位相のチャンネルはビデオ低域通過フィルタ６２およ
びアナログデジタル変換機６４を含み、その結果得られ
るデジタルＩデ−タは本発明に従って処理するレ−ダ信
号処理装置１００に送られる。直角位相チャンネルは直
角位相Ｑ信号を得るためにビデオ信号をシフトする９０
°の位相シフタ６６、別の低域通過ビデオフィルタ６８
およびアナログデジタル変換器７０を含み、その結果得
られたデジタル直角位相信号はレ−ダ信号処理装置１０
０に送られる。
常のレ−ダ受信機５０の簡単なブロック図である。レ−
ダ信号はアンテナ５２で受信され、ＲＦフィルタ５４を
通り、ミキサ５６によってＩＦに逓降変換される。ＩＦ
信号はＩＦフィルタ５８を通り、ミキサ６０によって混
合されてベ−スバンドビデオを下方変換される。ＩＦ信
号は、同位相および直角位相チャンネルに分割される。 同位相のチャンネルはビデオ低域通過フィルタ６２およ
びアナログデジタル変換機６４を含み、その結果得られ
るデジタルＩデ−タは本発明に従って処理するレ−ダ信
号処理装置１００に送られる。直角位相チャンネルは直
角位相Ｑ信号を得るためにビデオ信号をシフトする９０
°の位相シフタ６６、別の低域通過ビデオフィルタ６８
およびアナログデジタル変換器７０を含み、その結果得
られたデジタル直角位相信号はレ−ダ信号処理装置１０
０に送られる。
【００２５】レ−ダ信号処理装置１００は、図４の簡単
な機能のブロック図に示される。ＩおよびＱ成分は、複
素語に結合され、複素語の複素数計算を使用する単一の
処理分路で処理される。このように、複素数入力のサン
プルは１０２で加重された振幅であり、加重されたサン
プルはドップラ−フィルタのセットを形成する高速フ−
リエ変換（ＦＦＴ）による周波数ドメインに変換され、
ドップラ−フィルタのセットを形成する。ドップラ−フ
ィルタの出力は上記のような周波数ドメインに形成され
る加速度フィルタである整合されたフィルタによる整合
フィルタ検出によって処理される。タ−ゲットが加速し
ない場合、変換された信号は大きさの検出１０６、およ
び特に間違い警報の率に対して選択されるしきい値乗算
器によって乗算される背景のノイズの量を決定して特定
のしきい値を決定するノイズ評価１０８による通常の方
法で処理される。検出処理１０６より生ずる大きさは、
タ−ゲットが特定のセル（領域、ドップラ−フィルタ番
号および加速度の大きさによって決定される）に存在す
るかどうかを決定するために１１０でしきい値の量（１
０８より生ずる）と比較される。
な機能のブロック図に示される。ＩおよびＱ成分は、複
素語に結合され、複素語の複素数計算を使用する単一の
処理分路で処理される。このように、複素数入力のサン
プルは１０２で加重された振幅であり、加重されたサン
プルはドップラ−フィルタのセットを形成する高速フ−
リエ変換（ＦＦＴ）による周波数ドメインに変換され、
ドップラ−フィルタのセットを形成する。ドップラ−フ
ィルタの出力は上記のような周波数ドメインに形成され
る加速度フィルタである整合されたフィルタによる整合
フィルタ検出によって処理される。タ−ゲットが加速し
ない場合、変換された信号は大きさの検出１０６、およ
び特に間違い警報の率に対して選択されるしきい値乗算
器によって乗算される背景のノイズの量を決定して特定
のしきい値を決定するノイズ評価１０８による通常の方
法で処理される。検出処理１０６より生ずる大きさは、
タ−ゲットが特定のセル（領域、ドップラ−フィルタ番
号および加速度の大きさによって決定される）に存在す
るかどうかを決定するために１１０でしきい値の量（１
０８より生ずる）と比較される。
【００２６】本発明によれば、特定の加速度にそれぞれ
相当するドップラ−フィルタデ−タは複数の合成加速度
フィルタによってさらに処理される。このように機能１
１２においてＦＦＴサンプルは加重され、大きさの検出
、評価およびしきい値の比較（機能は図４には明瞭に示
されていない）によりゼロ加速度の場合と同様の方法で
処理される結果として生ずるデ−タと共に２個のドップ
ラ−フィルタにわたる加速度に対して加重され合計され
る。ＦＦＴデ−タは４個のドップラ−フィルタ１１４、
６個のフィルタ１１６等々、Ｎ個のドップラ−フィルタ
１１８にわたる整合されたフィルタ検出まで分離したフ
ィルタの予め決められた数に対して加速度の整合フィル
タ検出によって同様に処理される。
相当するドップラ−フィルタデ−タは複数の合成加速度
フィルタによってさらに処理される。このように機能１
１２においてＦＦＴサンプルは加重され、大きさの検出
、評価およびしきい値の比較（機能は図４には明瞭に示
されていない）によりゼロ加速度の場合と同様の方法で
処理される結果として生ずるデ−タと共に２個のドップ
ラ−フィルタにわたる加速度に対して加重され合計され
る。ＦＦＴデ−タは４個のドップラ−フィルタ１１４、
６個のフィルタ１１６等々、Ｎ個のドップラ−フィルタ
１１８にわたる整合されたフィルタ検出まで分離したフ
ィルタの予め決められた数に対して加速度の整合フィル
タ検出によって同様に処理される。
【００２７】同様の方法において、ＦＦＴ信号は２個の
ドップラ−フィルタ１２０、６個のドップラ−フィルタ
１２４等々、Ｎ個のドップラ−フィルタ１２６にわたる
整合フィルタ減速度検出まで減速について処理する。
ドップラ−フィルタ１２０、６個のドップラ−フィルタ
１２４等々、Ｎ個のドップラ−フィルタ１２６にわたる
整合フィルタ減速度検出まで減速について処理する。
【００２８】本発明に従って、１つのＦＦＴ動作は各領
域ビンについて行われ、周波数ドメインは特定の加速度
および減速度に対する不連続の数の整合フィルタの整合
フィルタ検出を行うために処理される。結果として、レ
−ダ処理装置は長いコヒ−レント積分時間を使用でき、
タ−ゲット加速度の直接の測定ができ、追跡特性を改善
できる。
域ビンについて行われ、周波数ドメインは特定の加速度
および減速度に対する不連続の数の整合フィルタの整合
フィルタ検出を行うために処理される。結果として、レ
−ダ処理装置は長いコヒ−レント積分時間を使用でき、
タ−ゲット加速度の直接の測定ができ、追跡特性を改善
できる。
【００２９】図５は、タ−ゲットが４個のドップラ−フ
ィルタに広がる時に５個のＦＦＴフィルタの最適な結合
によって形成されるフィルタの周波数応答を示す。
ィルタに広がる時に５個のＦＦＴフィルタの最適な結合
によって形成されるフィルタの周波数応答を示す。
【００３０】ＳＮＲは次式で与えられ、共分散基板Ｑ、
純粋信号ベクトルＭおよび補間加重Ｃのベクトルに関し
て記載される。
純粋信号ベクトルＭおよび補間加重Ｃのベクトルに関し
て記載される。
【００３１】ＳＮＲ＝ＣＭ２ ／ＣＱＣ＊ ここで、＊
は随伴行列を示す。
は随伴行列を示す。
【００３２】Ｑが正の固有値であるエルミ−トマトリッ
クスであるため次式で表される。
クスであるため次式で表される。
【００３３】Ｑ＝Ａ＊Ａ
Ｃ’＝ＣＡ＊
および
Ｖ＝（Ａ＊ ）−１Ｍ
として次式が与えられる。
【００３４】ＳＮＲ＝Ｃ’Ｖ２ ／Ｃ’Ｃ’＊ ＳＮＲ
は、Ｃ’＝Ｙ＊ の場合、最大とされる。
は、Ｃ’＝Ｙ＊ の場合、最大とされる。
【００３５】ＣＡ＊ ＝Ｍ＊ Ａ−１
Ｃ＝Ｍ＊ Ａ−１（Ａ＊ ）−１
Ｃ＝Ｍ＊ Ｑ−１
図６は、モンテカルロシミュレ−ション法（ＦＰＡ＝１
０−４）で計算される５個のドップラ−フィルタにわた
るタ−ゲット加速度に対する信号対雑音比の関数として
検出の確率を示す。中央アレイにおけるドップラ−は中
央フィルタを中央とされていた。ゼロ加速度の場合、ド
ップラ−フィルタを横切る均一に分布された速度が示さ
れる（Ｎ＝０）。補償される時に検出の確率（ＰＤ）対
ＳＮＲの曲線は、ゼロ加速度のタ−ゲットおよび１つの
ドップラ−フィルタの幅にわたって均一に分布される速
度の検出曲線と実際的に一致する。これは、完全に近い
補償を示す。さらに、検出曲線は複素デ−タに代ってフ
ィルタ加重の大きさおよび大きさフィルタレスポンスの
みを使用する補償について示されている。図示のように
結果的な損失は複素加重による補償に対して非常に小さ
い（０．１ｄｂ以下）。
０−４）で計算される５個のドップラ−フィルタにわた
るタ−ゲット加速度に対する信号対雑音比の関数として
検出の確率を示す。中央アレイにおけるドップラ−は中
央フィルタを中央とされていた。ゼロ加速度の場合、ド
ップラ−フィルタを横切る均一に分布された速度が示さ
れる（Ｎ＝０）。補償される時に検出の確率（ＰＤ）対
ＳＮＲの曲線は、ゼロ加速度のタ−ゲットおよび１つの
ドップラ−フィルタの幅にわたって均一に分布される速
度の検出曲線と実際的に一致する。これは、完全に近い
補償を示す。さらに、検出曲線は複素デ−タに代ってフ
ィルタ加重の大きさおよび大きさフィルタレスポンスの
みを使用する補償について示されている。図示のように
結果的な損失は複素加重による補償に対して非常に小さ
い（０．１ｄｂ以下）。
【００３６】アレイの中央における加速度および速度に
おけるずれによる整合した場合からの損失の曲線は、図
７および８に示される。これらの曲線は、ドップラ−の
整合フィルタの間隔に対する損失の量および処理装置で
形成される加速度（小さい間隔はストラドルあるいはレ
−ダの損失を小さくするが、高い処理を必要とする）を
決定するために使用される。
おけるずれによる整合した場合からの損失の曲線は、図
７および８に示される。これらの曲線は、ドップラ−の
整合フィルタの間隔に対する損失の量および処理装置で
形成される加速度（小さい間隔はストラドルあるいはレ
−ダの損失を小さくするが、高い処理を必要とする）を
決定するために使用される。
【００３７】加速度補償の研究は、（ｉ）無視できるよ
うなわずかな損失のある各領域ドップラ−セルにつき２
つのフィルタのインクレメントに対する加速度補償と、
（ｉｉ）処理装置の負荷（５０％あるいはそれ以上で加
速度による）を減らす本発明のドップラ−フィルタの大
きさデ−タの使用は、ＳＮＲに対するコヒ−レント加速
度補償と同様に有効である。
うなわずかな損失のある各領域ドップラ−セルにつき２
つのフィルタのインクレメントに対する加速度補償と、
（ｉｉ）処理装置の負荷（５０％あるいはそれ以上で加
速度による）を減らす本発明のドップラ−フィルタの大
きさデ−タの使用は、ＳＮＲに対するコヒ−レント加速
度補償と同様に有効である。
【００３８】加速度補償は、加速度による損失を実質的
に除去する。低いＳＮＲの大きさ補償は、あまり有効で
はない。しかしながら、ドップラ−フィルタのコヒ−レ
ント結合は有効に使用される。
に除去する。低いＳＮＲの大きさ補償は、あまり有効で
はない。しかしながら、ドップラ−フィルタのコヒ−レ
ント結合は有効に使用される。
【００３９】上記実施例は、本発明の原理を説明する可
能な特定の実施例が例示に過ぎないことを理解すべきで
ある。その他の変化が本発明の技術的範囲より逸脱する
ことなしに当業者によってこれらの原理に従って容易に
案出されるであろう。
能な特定の実施例が例示に過ぎないことを理解すべきで
ある。その他の変化が本発明の技術的範囲より逸脱する
ことなしに当業者によってこれらの原理に従って容易に
案出されるであろう。
【図１】ドップラ−フィルタの広がりの関数としてタ−
ゲット広がりによる信号対雑音を示すグラフ図。
ゲット広がりによる信号対雑音を示すグラフ図。
【図２】本発明に従った整合された加速度フィルタの概
念を説明する図。
念を説明する図。
【図３】本発明が使用される通常のレ−ダ受信機の簡単
なブロック図。
なブロック図。
【図４】本発明を使用しているレ−ダ信号処理装置の簡
単な機能ブロック図。
単な機能ブロック図。
【図５】タ−ゲットが４個のドップラ−フィルタに広が
る時に５つのＦＦＴフィルタを最適に結合することによ
って得られるフィルタの周波数応答特性図。
る時に５つのＦＦＴフィルタを最適に結合することによ
って得られるフィルタの周波数応答特性図。
【図６】モンテカルロ法によって計算された５個のドッ
プラ−フィルタのタ−ゲット加速度の信号対雑音比の関
数である検出の確率を示す図。
プラ−フィルタのタ−ゲット加速度の信号対雑音比の関
数である検出の確率を示す図。
【図７】アレイの中央の加速度および速度のずれにより
整合ケ−スからの通常の損失の概略図。
整合ケ−スからの通常の損失の概略図。
【図８】アレイの中央の加速度および回転率で補うため
整合ケ−スからの通常の損失の概略図。
整合ケ−スからの通常の損失の概略図。
１４，１５，１６，１９，２０，２１…ドップラ−フィ
ルタ、５０…レ−ダ受信機、５４…ＲＦフィルタ、５６
，６０…ミキサ、５８…ＩＦフィルタ、６２…低域フィ
ルタ、６４，７０…アナログデジタル変換器、６６…位
相シフト、６８…低域ビデオフィルタ、１００…レ−ダ
信号処理装置。
ルタ、５０…レ−ダ受信機、５４…ＲＦフィルタ、５６
，６０…ミキサ、５８…ＩＦフィルタ、６２…低域フィ
ルタ、６４，７０…アナログデジタル変換器、６６…位
相シフト、６８…低域ビデオフィルタ、１００…レ−ダ
信号処理装置。
Claims (18)
- 【請求項１】 受信レ−ダ信号の同位相および直角位
相成分に振幅の重み付けをする手段と、周波数ドメイン
に振幅加重されたレ−ダ信号を変換し、複数のドップラ
−フィルタを形成する手段と、ドップラ−フィルタの各
グル−プの出力を処理するためにタ−ゲット加速度の予
め決められるセットに整合され、ドップラ−フィルタの
グル−プの出力の加重された結合としてそれぞれ形成さ
れた複数の加速度フィルタを形成する手段とを具備し、
各加速度フィルタの結合加重はそれぞれ予め決められた
加速度に対する信号対雑音比を最適にするために予め計
算されていることを特徴とするタ−ゲットデ−タを提供
するために処理される各領域ビンに対するタ−ゲット加
速度を補償するレ−ダ処理装置。 - 【請求項２】 加速度タ−ゲットからの反射エネルギ
が複数のドップラ−フィルタに広がるように比較的長い
コヒ−レントアレイ積分時間を有し、ａをタ−ゲット加
速度、Ｔをコヒ−レントアレイ時間、λをレ−ダエネル
ギ波長とするときＮが、 Ｎ＝２ａＴ２ ／λ によって与えられるＮ個のドップラ−フィルタにエネル
ギが広がることを特徴とする請求項１記載のレ−ダ処理
装置。 - 【請求項３】 各加速度フィルタの出力を検出し、そ
の出力をタ−ゲットが検出されるかどうかを決定するた
めに検出しきい値と比較する手段を含む請求項１記載の
レ−ダ処理装置。 - 【請求項４】 各ドップラ−フィルタの出力の大きさ
を検出し、加速されないタ−ゲットを検出する検出しき
い値と信号を比較する手段を含む請求項１記載のレ−ダ
処理装置。 - 【請求項５】 ドップラ−フィルタの各グル−プの出
力を処理するためにタ−ゲット減速度の予め決められた
セットに整合される複数の減速度フィルタを形成する手
段を備え、それら各減速度フィルタはドップラ−フィル
タのグル−プの１つの出力の加重された結合として形成
され、各減速度フィルタの結合加重がそれぞれ予め決め
られる減速度の信号対雑音比を最適にするために予め計
算されている請求項１記載のレ−ダ処理装置。 - 【請求項６】 各加速度フィルタの結合加重が加速度
フィルタを形成するために結合されるドップラ−フィル
タ間の共分散マトリックスに基づいている請求項１記載
のレ−ダ処理装置。 - 【請求項７】 （Ｎ＋１）フィルタ加速度の結合加重
が、Ｃｊ をｊ番目のフィルタ加重、Ｍｉ を周波数ド
ップラ−フィルタＮ／２を中央とする信号のドップラ−
フィルタｉの出力、Ｑを結合されるドップラ−フィルタ
間の共分散マトリックス、”＊ ”を複素共役とすると
き、の式によって与えられる請求項６記載のレ−ダ処理
装置。 - 【請求項８】 ドップラ−フィルタＫを中央とする加
速度フィルタが、Ｘｉがｉ番目のドップラ−フィルタの
出力を示すとき の式によって与えられる請求項７記載のレ−ダ処理装置
。 - 【請求項９】 変換手段が高速フ−リエ変換作用を行
う手段を具備する請求項１記載のレ−ダ処理装置。 - 【請求項１０】 受信されるレ−ダ信号の同位相およ
び直角位相成分を振幅加重し、周波数ドメインに振幅加
重されたレ−ダ信号を変換し、複数のドップラ−フィル
タを形成し、ドップラ−フィルタの各グル−プの出力を
処理するためのタ−ゲット加速度の予め決められるセッ
トに整合され、ドップラ−フィルタのグル−プの１つの
加重結合としてそれぞれ形成された複数のフィルタを形
成し、各フィルタバンクの結合加重がそれぞれ予め定め
られた加速度に対する信号対雑音比を最適にするために
予め計算されていることを特徴とする処理される各領域
のビンに対してタ−ゲット加速度を補償するレ−ダ信号
の処理方法。 - 【請求項１１】 各加速度フィルタの出力の大きさを
検出し、タ−ゲットが検出されるかどうかを決定するた
めに検出しきい値と出力の大きさを比較するステップを
具備している請求項１０記載の方法。 - 【請求項１２】 各ドップラ−フィルタの出力を検出
し、加速しないタ−ゲットを検出する検出しきい値と信
号の大きさとを比較するステップを含む請求項１０記載
の方法。 - 【請求項１３】 ドップラ−フィルタの各グル−プの
出力を処理するためにタ−ゲット減速度の予め決められ
るセットに整合され、ドップラ−フィルタのグル−プの
それぞれ１つの出力の加重結合としてそれぞれ形成され
た複数のフィルタを形成するステップを具備し、各減速
度フィルタの結合加重がそれぞれ予め決められた減速度
に対して信号対雑音比を最適にするために予め計算され
ている請求項１０記載の方法。 - 【請求項１４】 各加速度フィルタの結合加重が加速
度フィルタを形成するために結合されるドップラ−フィ
ルタ間の共分散マトリックスに基づいている請求項１０
記載の方法。 - 【請求項１５】 （Ｎ＋１）フィルタ加速度に対する
加重が、Ｃｊ をｊ番目のフィルタ加重、Ｍｉ をドッ
プラ−フィルタＮ／２の周波数を中央とする信号に対す
るドップラ−フィルタｉの出力、Ｑを結合されるドップ
ラ−フィルタ間の共分散マトリックス、”＊ ”を複素
共役マトリックスとするとき、 の式で与えられる請求項１４記載の方法。 - 【請求項１６】 ドップラ−フィルタＫを中央とする
加速度フィルタが、Ｘｉ をｉ番目のドップラ−フィル
タの出力として、 の式で与えられる請求項１５記載の方法。 - 【請求項１７】 変換ステップが振幅加重された受信
レ−ダ信号の高速フ−リエ変換を実行する請求項１０記
載の方法。 - 【請求項１８】 加速しているタ−ゲットからの反射
エネルギが複数のドップラ−フィルタに広がるように比
較的長いコヒ−レントアレイ積分時間を有し、レ−ダの
レ−ダ反射信号を処理するために使用され、エネルギが
Ｎのドップラ−フィルタに広がり、そのＮは、ａをタ−
ゲット加速度、Ｔをコヒ−レントアレイ積分時間Ｔ、λ
をレ−ダエネルギ波長とするとき、 Ｎ＝２ＡＴ２ ／λ の式によって与えられる請求項１０記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/574,614 US5113194A (en) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | Acceleration compensation by matched filtering |
| US574614 | 1990-08-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04264285A true JPH04264285A (ja) | 1992-09-21 |
Family
ID=24296878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3219014A Pending JPH04264285A (ja) | 1990-08-29 | 1991-08-29 | 整合フィルタによる加速度補償方法および装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5113194A (ja) |
| EP (1) | EP0472974B1 (ja) |
| JP (1) | JPH04264285A (ja) |
| AU (1) | AU629485B2 (ja) |
| CA (1) | CA2047813C (ja) |
| DE (1) | DE69120169T2 (ja) |
| ES (1) | ES2089067T3 (ja) |
| IL (1) | IL99036A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7145497B2 (en) * | 2005-01-07 | 2006-12-05 | Raytheon Company | Robust detection technique of fixed and moving ground targets using a common waveform |
| US7202812B2 (en) * | 2005-06-03 | 2007-04-10 | Raytheon Company | Technique for compensation of transmit leakage in radar receiver |
| JP2015203681A (ja) * | 2014-04-16 | 2015-11-16 | 三菱電機株式会社 | レーダ装置 |
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