JPH045595A - 入力信号雑音除去装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は、レーダやソナーなどに適用され、信号に含
まれている雑音成分を効果的に除去する入力信号雑音除
去装置に関する。

（６）従来の技術 レーダやソナーなどにおいて、表示装置に受信映像を表
示する場合、高怒度状態では受信信号に外来雑音または
信号系で生じる雑音が混入して、細かなドツト状のノイ
ズが表示されることがある二のような雑音は見苦しいば
かりでな（、例えば自動レーダプロッティング装置（Ａ
ＲＰＡ）などにおいて目標物標を自動追尾する際に、雑
音が誤って追尾されて本来の目標物標が追尾されなくな
るといった不都合が生じる。

二のような問題を解消するため、−Ｓには悪魔を若干低
下させて不要な雑音が混入しないようにしている。

（Ｃ）発明が解決しようとする課題 ところが、悪魔を低下させることによって雑音を低減さ
せれば、目標信号のレベルも低下するため、ごく微弱な
目標信号は抽出てきなくなるといったことも生じる。

この発明の目的は、目標信号のレベルを低下させること
なく、雑音を効果的に除去できるようにして、上記従来
の問題点を解消した入力信号雑音除去装置を提供するこ
とにある。

（ｄ）課題を解決するための手段 この発明の請求項（１）に係る入力信号雑音除去装置は
、抽出すべき目標信号と、この目標信号より幅の短い雑
音信号を含む入力信号をレベルの異なる複数のレベルで
スライスする入力信号スライス手段と、 スライスされた各信号の立ち上がりタイミングから目標
信号の幅より短い所定時間だけ信号を除去する短時間信
号除去手段と、 短時間信号の除去された各信号を重ねる信号合成手段と
からなる。

また；この発明の請求項（２）に係る人力信号雑音除去
装置は、抽出すべき目標信号と、この目標信号より幅の
短い雑音信号を含む入力信号をレベルの異なる複数のし
きい値で２値化する入力信号２値化手段と、 複数の２値化信号の立ち上がりタイミングから目標信号
の幅より短い所定時間だけ２値化信号を０レベルにする
短時間信号除去手段と、短時間信号の除去された各２値
化信号を重ねて多レベルの信号として合成する信号合成
手段とからなる。

（ｅ）作用 請求項（１）に係る入力信号雑音除去装置では、入力信
号スライス手段が、入力信号をレベルの異なる複数のレ
ベルでスライスし、短時間信号除去手段が、スライスさ
れた各信号の立ち上がりタイミングから目標信号の幅よ
り短い一定時間だけ信号を除去する０人力信号には抽出
すべき目標信号と、この目標信号より幅の短い雑音信号
を含んでいるので、上記目標信号の幅より短い一定時間
分の信号除去によって雑音信号が除去される。逆に、上
記一定時間は目標信号の幅より充分に短いため、この一
定時間の信号除去処理によっては、スライスされた目標
信号の一部が除去されるだけで、その大部分は残存する
。そして、信号合成手段が短時間信号の除去された各信
号を重ねることによって雑音が殆ど除去された目標信号
のみ含む信号を復元する。なお、目標信号はスライスさ
れた各信号毎に一定時間の信号除去が行われるため、例
えば立ち上がりが傾斜した目標信号であっても、その立
ち上がり部分の形状もよく保存されることになる。

請求項（２）に係る入力信号雑音除去装置では、入力信
号２値化手段が入力信号をレベルの異なる複数のしきい
値で２値化し、短時間信号除去手段が２値化された各信
号の立ち上がりタイミングから目標信号の幅より短い一
定時間だけその信号レベルをＯレベルにする。上記一定
時間は目標信号の幅より短いため、この一定時間の信号
除去処理によっては目標信号の一部が除去されるだけで
、その大部分は残存する。一方、雑音は目標信号より時
間幅が短いため、上記一定時間の信号除去処理によって
その殆どが除去されることになる。そして、信号合成手
段が短時間信号の除去された各２値化信号を重ねること
によって多レベルの信号として合成する。なお、上記一
定時間の信号除去処理は異なったしきい値で２値化され
た各信号について行われるため、合成後の信号の立ち上
がり形状がよく保存される。

（ｒ）実施例 この発明の実施例であるレーダ装置の主要部のブロック
図を第１図に、その各部の波形図を第２図に示す。

第１図において、制御回路１は送信回路２に対して送信
トリガ信号を与える。送信回路２はこのトリガ信号によ
って送信信号をアンテナ３へ与える。受信回路４はアン
テナ３による受信信号を増幅する。レベル設定回路５は
コンパレータ６ａ。

６ｂ、６ｃに対しそれぞれ参照電圧を与える。コンパレ
ータ６ａ、６ｂ、６ｃは受信回路４による受信信号をレ
ベル設定回路５により与えられた参照電圧とそれぞれ比
較する。タイマ回路７ａ、７ｂ、７ｃはそれぞれコンパ
レータ６ａ、６ｂ、６Ｃの出力が立ち上がってから一定
時間（各タイマ回路が全て同一時間であってもよく、全
て異なっていてもよい、）の計時を行う、スライサ９ａ
。

９ｂ、９ｃはそれぞれ受信回路４の受信信号をレベル設
定回路５から与えられたレベルでスライスする。すなわ
ちスライサ９ａは電圧Ｖａを超える信号のみを抽出し、
スライサ９ｂは電圧Ｖａ−Ｖｂ間の信号のみ抽出し、さ
らにスライサ９ｃは電圧ｖｂ未満の信号のみ抽出する。

ゲート回路８ａ８ｂ、８ｃはそれぞれタイマ回路７ａ、
７ｂ。

７ｃによる計時時間だけ各スライサ９ａ、９ｂ。

９ｃの出力信号を強制的に０にし、その他の期間はその
まま加算回路１０へ出力する。加算回路１０はゲー）８
ａ、８ｂ、８ｃの出力信号をそれぞれ加算して（重ねて
）合成信号を出力する。

第２図に示す（ａ）〜（ｋ）は第１図中に示した（ａ）
〜（ｋ）の各部の波形例である。第２図においてＳは目
標信号、Ｎ１およびＮ２は雑音信号である。一般に雑音
信号は目標信号に比較して振幅レベルが低く、且つ持続
時間が短し・。このような受信信号を予め定めたレベル
Ｖａ、Ｖｂで第１図に示したスライサ９ａ、９ｂ、９ｃ
がスライスすることによって（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の
各信号が得られる。一方、第１図に示したコンパレータ
６ａ、６ｂ、６ｃはそれぞれ受信信号がＶａＶｂ、Ｖｃ
を超えるタイミングを検出し、タイマ回路７ａ、７ｂ、
７ｃがそれぞれ上記各タイミングから一定時間“Ｈ”レ
ベルを保つ（第２図中（ｅ）、（ｇ）、（ｉ）参照）、
従ってゲート回路８ａ、８ｂ、８ｃからはそれぞれ第２
図中（ｆ）、（ｈ）、（ｊ）で示すような短時間信号の
除去された信号が得られる。そして加算回路１０が信号
（ｆ）、（ｈ）、（ｊ）をそれぞれ加算することによっ
て（ｋ）で示す合成信号を得る。二のようにして雑音信
号Ｎｌ、Ｎ２の除去が行われる、なお、合成された目標
信号Ｓ′の立ち上がり部分は信号のスライスと短時間信
号除去により階段状となるが、もとの目標信号Ｓの立ち
上がり部分の傾斜形状をよく保存している。

次に、第１図に示したタイマ回路７の具体的回路例を第
３図に、その各部の波形を第４図にそれぞれ示す。

第３図において抵抗ＲとコンデンサＣはＣＲ時定数回路
を構成し、タイマ回路の入力信号が“Ｌ”レベルのとき
、トランジスタＱがオンしてコンデンサＣの電荷が放電
し、タイマ回路の入力信号が″Ｈ″レベルのとき、トラ
ンジスタＱはオフしてＣＲ時定数でコンデンサＣが充電
される。従って第４図に示すように、タイマ回路の入力
が“Ｈ”レベルとなってから一定時間Ｔ後に、コンパレ
ータ１１の出力が“Ｈ″ルベルなる。このようにしてＣ
Ｒ時定数とコンパレータの基準電圧との関係で定まる時
間（第４図中Ｔ）だけ第１図に示したゲート回路８が各
スライサ９の出力信号をカットすることになる。

タイマ回路としては、その他に発振回路とカウンタによ
って一定時間をカウントする回路や単安定マルチバイブ
レータなどを用いることもできる次に第２の実施例に係
るレーダ装置の主要部のブロック図を第５図に示す。第
１図に示した例と異なる点は、タイマ回路７ａ、７ｂ、
７Ｃ自体がスライスされた信号の立ち上がりから一定時
間を計時するようにしたことである。その他の構成は第
１図のものと同様であり、スライサ９ａ、９ｂ、９ｃが
２つのレベルＶａおよびｖｂで受信信号をスライスし、
ゲート回路８ａ、８ｂ、８ｃがそれぞれタイマ回路７ａ
、７ｂ、７ｃの出力信号による短時間信号除去を行い、
加算回路１０がこれらの信号を加算する。

第３の実施例に係るレーダ装置の主要部のブロック図を
第６図に示す、第１図に示した例と異なる点は、ゲート
回路８ａ、８ｂ、８ｃがそれぞれタイマ回路７ａ、７ｂ
、７ｃの出力信号に応じて受信信号４の出力信号を直接
ゲート制御するようにし、スライサ９ａ、９ｂ、９ｃが
それぞれゲート回路８　ａ　＋　　８　ｂ　ｙ　　８　
ｃの出力信号をスライスするようにしたことである。こ
のように先に短時間信号除去を行って、後にスライスを
行っても同様の合成信号を得ることができる。

第４の実施例に係るレーダ装置の主要のブロック図を第
７図に、その各部の波形図を第８図にそれぞれ示す。

第７図において、電圧変換回路１２ａ、１２ｂ１２ｃは
論理レベルの入力信号を所定の電圧レベル信号に変換す
る回路である。コンパレータ６ａ、６ｂ、６ｃがレベル
設定回路５から出力される参照電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを
基準として受信回路４の出力信号を比較し、タイマ回路
７ａ、７ｂ７ｃがそれぞれコンパレータ６ａ、６ｂ、６
ｃの出力が立ち上がってから一定時間だけその出力信号
を“Ｈ′″レベルにすることは第１図に示した回路と同
様である。第１図に示した例と異なる点は、コンパレー
タ６ａ、６ｂ、６ｃによりそれぞれ所定のレベルで２値
化した信号に対して短時間信号除去を行うようにしたこ
とである。

第８図に示す（ａ）〜（ｋ）は第７図中に示したＵａ）
〜（ｋ）の各部の波形例である。第８図においてＳは抽
出すべき目標信号、Ｎ１およびＮ２は雑音信号である。

このような人力信号からコンパレータ５ａ、６ｂ、６ｃ
によってそれぞれ（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すような
２値化信号が得られる。従ってタイマ回路７ａ、７ｂ、
７ｃの出力には（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）で示すように２
値化信号の立ち上がりから一定時間“Ｈ”レベルを保つ
矩形波信号が出力される。従ってＡＮＤゲート１４ａ、
１４ｂ、１４ｃからは（ｈ）、　　（ｉ）、（ｊ）で示
すように２値化信号の立ち上がりから一定時間だけ信号
が除去された２値化信号が得られる。この例では上記一
定時間Ｔが雑音の２値化信号の時間幅より大きいため雑
音信号は除去される。第７図に示した電圧変換回路１２
ａ、１２ｂ、１２ｃはそれぞれ（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）
の各信号を所定のレベルの電圧信号に変換し、加算回路
１０がこれらを加算することによって（ｋ）で示す合成
信号を得る。

以上に述べた実施例は全て１スイーブ内における信号の
雑音除去についてであったが、本願発明は方位方向につ
いても同様に適用することができる。以下その例につい
て述べる。

方位方向について雑音除去を行う主要部の回路図を第９
図に示す、第９図において第７図に示した回路と異なる
点は、ＡＮＤゲー）１４ｂと電圧変換回路１２ｂ間にメ
モリ１５およびＡＮＤゲート１８を設け、またＡ　Ｎ　
Ｄゲート１４ｃと電圧変換回路１２ｃ間にメモリ１６．
１７およびＡＮＤゲート１９からなる回路を設けたこと
である。メモリ１５，１６．１７はそれぞれ１スイ一ブ
分の２値化された受信信号を記憶するもので、ＡＮＤゲ
ート１８はＡＮＤゲート１４ｂから出力される今回の信
号と、メモリ１５に記憶されている前回の信号との両方
に信号が現れたときに、その出力を″Ｈ″レベルとする
。また、ＡＮＤゲート１９はＡＮＤゲート１４ｃから出
力される今回の信号とメモリ１６から出力される前回の
信号およびメモリ１７から出力される前々回の信号の全
てが存在するとき、その出力を“°Ｈ゛°レベルとする
。従って、レベルＶａで２値化された信号は前回のスイ
ープにおける信号のｇ無に関わらず常に有効となるが、
レベルｖｂで２値化された信号は２スイ一プ分以上存在
したときにのみを効となる。従ってこのレベルの信号に
ついては方位方向に連続する信号のうち先頭の１スイ一
プ分の信号が除去されることになる。レベルＶｃで２値
化された信号は３スイ一プ分連続して存在したときにの
みを効となる。従ってこのレベルの信号は方位方向に連
続する信号のうち最初の２スイ一ブ分の信号が除去され
ることになる。

なお、第９図に示した例では、２値化する際のしきい値
に応じて、方位方向に連続する信号のうち先頭部分の除
去すべきスイープ数が異なるようにしたが、これを等し
くしてもよい、また、アンテナから目標物標までの距離
に応じて遠距離からの受信信号はど、除去すべきスイー
プ数を少なくし、近距井からの受信信号はど、除去すべ
きスイープ数を多くするように構成してもよい。なお、
以上に示した実施例は短時間信号の除去および信号の加
算を専用の回路により行うようにしたが、例えば入力信
号のスライスまたは２値化を回路で行い、その後はこれ
を時間分割（デジイタイズ）してシグナルプロセンサな
どの制御によって同様の結果を得ることもできる。

（６）発明の効果 この発明によれば、抽出すべき目標信号に比較して幅の
短い雑音が選択的に除去され、且つ目標信号のレベルが
低下しないため、微弱な目標信号を雑音から分離して容
易に抽出することができる。しかも入力信号をレベルに
応じて区分し、各区分された信号毎に短時間信号を除去
するようにしたため、目標信号の立ち上がりが傾斜して
いる場合に、その傾斜形状も再現することができる。従
って、これを例えばレーダやソナーなどに適用すれば、
遠距離における探知能力が向上することになる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は第１の実施例に係るレーダ装置の
主要部のブロック図および各部の波形図である。第３図
および第４図はタイマ回路およびその各部の波形図であ
る。第５図および第６図は第２および第３の実施例に係
るレーダ装置の主要部のブロック図である。第７図およ
び第８図は第４の実施例に係るレーダ装置の主要部のブ
ロック図およびその各部の波形図である。第９図は第５
の実施例に係るレーダ装置の主要部のブロック図である
。 ６．１１−コンパレータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）抽出すべき目標信号と、この目標信号より幅の短
   い雑音信号を含む入力信号をレベルの異なる複数のレベ
   ルでスライスする入力信号スライス手段と、 スライスされた各信号の立ち上がりタイミングから目標
   信号の幅より短い所定時間だけ信号を除去する短時間信
   号除去手段と、 短時間信号の除去された各信号を重ねる信号合成手段と
   からなる入力信号雑音除去装置。
2. （２）抽出すべき目標信号と、この目標信号より幅の短
   い雑音信号を含む入力信号をレベルの異なる複数のしき
   い値で２値化する入力信号２値化手段と、 複数の２値化信号の立ち上がりタイミングから目標信号
   の幅より短い所定時間だけ２値化信号を０レベルにする
   短時間信号除去手段と、 短時間信号の除去された各２値化信号を重ねて多レベル
   の信号として合成する信号合成手段とからなる入力信号
   雑音除去装置。