JPH1164486A - クラッタ抑圧方法及び回路 - Google Patents

クラッタ抑圧方法及び回路

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JPH1164486A
JPH1164486A JP9225997A JP22599797A JPH1164486A JP H1164486 A JPH1164486 A JP H1164486A JP 9225997 A JP9225997 A JP 9225997A JP 22599797 A JP22599797 A JP 22599797A JP H1164486 A JPH1164486 A JP H1164486A
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優 川口
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 S/C比を向上させる。 【解決手段】 入力信号Xのセルアベレージ及び平均的
偏差を求め、加算回路24にて両者を加算して、しきい
値を設定する。演算回路10では、このしきい値を下回
るレベルの入力信号Xについてはその比重をゼロにし
て、入力信号Xとメモリ回路11上のレーダ信号との加
重加算を行う。しきい値が、入力信号Xのレベル及びそ
のばらつきに応じて、各時点毎に適応的に設定されるた
め、ランダムなレベル変動を示すクラッタをも好適に抑
圧できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーダ信号に含ま
れるクラッタを抑圧するためのクラッタ抑圧方法及び回
路に関する。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】レーダ信号には、検出す
べき目標からの反射信号(ターゲット信号)の他に、他
の物体からの反射信号(クラッタ)が含まれている。船
舶用レーダの例では、海面からの反射即ちシークラッタ
や、雨雲等からの反射即ちウエザークラッタである。レ
ーダ信号に基づき映像を表示したとき、これらのクラッ
タを示す映像が、目標の映像を視認するのに邪魔にな
る。そのため、これまで各種のクラッタ抑圧手法が開発
されている。
【0003】図2に、従来のクラッタ抑圧回路の一例を
示す。この図に示す回路は、演算回路10、メモリ回路
11及び座標認識回路12から構成されたスキャン相関
回路1を有している。メモリ回路11は、少なくとも1
スキャン(レーダ空中線のビームが1回転する期間)分
のレーダ信号を格納できる容量を有している。座標認識
回路12は、レーダ空中線の方位や送信タイミング等を
示す信号に基づきメモリ回路11にアクセスし、その内
容を演算回路10の出力信号Ynに基づき更新する。演
算回路10は、受信により得られた現スキャンに係るレ
ーダ信号即ち入力信号Xnと、メモリ回路11に格納さ
れている前スキャン時の出力信号Yn-1とに基づき、次
の加重加算
【数1】 Yn=α・Xn+(1−α)・Yn-1 (Xn≧T) … (1) Yn= (1−α)・Yn-1 (Xn<T) … (2) 但し、α:重み、0<α≦1 T:しきい値 n:スキャン番号 を行うことにより、出力信号Ynを生成する。式(1)
から読みとれるように、演算回路10がメモリ回路11
を利用して行う処理は、現スキャンでの入力信号Xnに
含まれる信号のうち、前スキャン時の出力信号Yn-1に
対し比較的強い相関を有する信号を強調する処理、即ち
スキャン相関処理である。一般に、レーダ信号に含まれ
る信号のうちターゲット信号についてはスキャン間で強
い相関が現れるのに対し、クラッタのようにその振幅レ
ベルが一定しない信号については比較的弱い相関しか現
れないから、このようなスキャン相関処理によって、タ
ーゲット信号を安定させクラッタを抑圧することができ
る。
【0004】また、式(1)を用いるか式(2)を用い
るかを決めるためのしきい値Tは、比較的レベルが低い
入力信号Xnについては重みαをゼロとし加重加算の対
象から外すことにより、クラッタ抑圧効果を向上させ
る、という役割を果たしている。即ち、入力信号Xnが
しきい値Tを下回ってるときでも式(1)を用いるよう
にしたとき(図3)に比べ、入力信号Xnがしきい値T
を下回ってるとき式(2)を用いるようにしたときには
(図4)、出力信号Yn中のクラッタ信号のレベルは小
さくなる。即ち、クラッタに対するターゲット信号の比
(S/C比)が高くなる。なお、図3及び図4は、いず
れも、ターゲット信号のレベルが一定値であることを仮
定した図であり、縦軸としてはターゲット信号のレベル
にて規格化されたレベルを用いている。また、α=0.
5、T=0.8としている。
【0005】しかし、クラッタ信号には、往々にしてダ
イナミックなレベル変動が現れる。例えばシークラッタ
のレベルは、風下か、風上か、といった方向の違いによ
る波高の違いによりダイナミックに変わる。上述の従来
の方法には、クラッタにダイナミックな変動が現れてい
るときに、クラッタとのレベル差が小さいターゲット信
号を十分正確に検出できるようなS/Cを実現できな
い、という問題点がある。なお、STC(Sensitivity T
ime Control)、ゲイン等の調整によって、クラッタのレ
ベルをある程度抑えることはできるが、クラッタのレベ
ルを抑えるのみではその変動には対処できないことに、
注意されたい。
【0006】
【発明の概要】本発明の目的の一つは、クラッタにダイ
ナミックな変動が現れているときでもターゲット信号を
正確に検出できるようにすることにある。本発明に係る
クラッタ抑圧方法及び回路においては、この目的を、ス
キャン相関処理の際に用いるしきい値の設定に適応型の
処理を導入することにより、達成している。
【0007】即ち、本発明に係るクラッタ抑圧方法にお
いては、まず、現スキャンにて逐次受信により得られる
レーダ信号を、処理対象レーダ信号として入力する。次
に、処理対象レーダ信号のレベルが高ければ高いほど大
きくなるよう、またこの処理対象レーダ信号のレベルの
ばらつきが大きければ大きいほど大きくなるよう、しき
い値を適応設定する。更に、入力した処理対象レーダ信
号をメモリ回路上の処理用レーダ信号と加重加算する。
その際、処理対象レーダ信号のレベルがしきい値を下回
っているのであれば、この処理対象レーダ信号に乗ずる
重みをゼロに設定して加重加算を行う。そして、加重加
算の結果得られる信号を、処理後レーダ信号として出力
すると共に、次スキャンにて処理用レーダ信号として使
用すべくメモリ回路上に格納する。また、本発明に係る
クラッタ抑圧回路は、処理対象レーダ信号のレベルとそ
のしきい値との比較、処理対象レーダ信号と処理用レー
ダ信号との加重加算、その結果のメモリ回路への書込等
の処理を行うスキャン相関回路に加え、しきい値の適応
設定に関する処理を行うしきい値設定回路を設けたもの
である。
【0008】このように、しきい値を設定するに際して
処理対象レーダ信号のレベル及びそのばらつきに応じた
設定を行うことにより、例えばそのレベルがダイナミッ
クに変動するシークラッタと比較的低レベルのターゲッ
ト信号とが処理対象レーダ信号に含まれているときでも
ターゲット信号を十分安定的に検出できる。その際、S
TCの調整等も不要である。また、処理対象レーダ信号
のレベル及びレベルのばらつきは、処理対象レーダ信号
に関し、現在時刻を挟む移動セルにおけるセルアベレー
ジ及び平均的偏差を求め、求めたセルアベレージ及び平
均的偏差に基づきしきい値を各時刻毎に設定することに
より、しきい値の設定に反映させることができる。例え
ば、セルアベレージを求めるセルアベレージング回路、
平均的偏差を求める平均的偏差算出回路、及びこれらセ
ルアベレージと平均的偏差とを加算する加算回路を設
け、加算回路の出力を以てしきい値とすればよい。その
際には、加算回路へのセルアベレージの入力を遅延させ
る遅延回路を設けて、セルアベレージが求められてから
平均的偏差が求められるまでの演算遅延を補償するのが
好ましい。また、スキャン相関回路への処理対象レーダ
信号の入力を遅延させる遅延回路を設け、処理対象レー
ダ信号が受信により得られてからこの処理対象レーダ信
号に対応するしきい値が設定されるまでの演算遅延を補
償するのが好ましい。
【0009】以下、本発明の好適な実施形態に関し図面
に基づき説明する。以下の説明では、図2乃至図4に記
した従来技術と共通する符号を用い説明を一部省略する
が、これは説明の簡略化のためであり、本発明は他種の
従来技術とも組み合わせることができる。また、従来技
術の問題点を説明するに際してシークラッタを例とした
が、船舶用乃至港湾用レーダのように海面反射の影響を
受けるレーダ以外にも、本発明を適用することができ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】図1に、本発明の一実施形態に係
るクラッタ抑圧回路の構成を示す。この図に示す回路は
スキャン相関回路1の他、しきい値設定回路2を備えて
いる。しきい値設定回路2は、入力信号Xnのセルアベ
レージを求めるセルアベレージング回路21や平均的偏
差を求める平均的偏差算出回路23を有している。ここ
でいうセルアベレージは、現時点を挟む所定長の期間
(距離)即ち移動セルにおけるレーダ信号レベルの平均
値(通常は、現時点におけるレーダ信号レベルを計算の
基礎にいれないで求めた移動平均値)であり、離散化さ
れた時刻を整数kで表すこととしたとき、次の式
【数2】 An,k={ΣXn,k-i+ΣXn,k+i}/N … (3) 但し、Σ:i=1からi=N/2までの総和 N:移動セルのサイズ(サンプル数)、2以上の自然数 Xn,k:時刻kにおけるXn で与えられる。セルアベレージは、現時点kの前後N時
点(サンプル)におけるレーダ信号の平均的なレベルを
与えている。また、平均的偏差は、移動セル内において
レーダ信号のレベルがセルアベレージに対してどの程度
の偏差を有しているかを示す指標即ちレーダ信号のレベ
ル変動幅を示す指標であり、次の式
【数3】 Dn,k=Σ|Xn,k+i−An,k+i|/N … (4) 但し、Σ:i=−N/2からi=N/2までの総和 で与えられる。
【0011】しきい値設定回路2は、求められたセルア
ベレージAn,kと求められた平均的偏差Dn,kとに基づき
時刻kについてのしきい値Tn,kを設定する加算回路2
4を有している。加算回路24は、例えば次の式
【数4】 Tn,k=An,k+Dn,k … (5) にて、演算回路10にしきい値Tn,kを設定する。但
し、例えばDn,kに何らかの係数を乗じた上でAn,kに加
算してもよいし、Dn,kが所定値より小さいときにはA
n,kをそのまましきい値Tn,kにする足切りを行ってもよ
い。また、しきい値設定回路2は遅延回路20及び22
を有している。遅延回路20は、時刻kに係る入力信号
Xn,kが与えられてからしきい値Tn,kが設定されるまで
の演算遅延を補償するため、演算回路10への入力信号
Xn,kの供給を遅延させる回路である。また、遅延回路
22は、セルアベレージAn,kが求められてから平均的
偏差Dn,kが得られるまでの演算遅延を補償するため、
加算回路24へのセルアベレージAn,kの供給を遅延さ
せる回路である。遅延回路20及び22の遅延時間は、
設計的に又は試験的に定めればよい。
【0012】演算回路10では、前掲の式(1)及び
(2)と同じ原理にて処理を行っている。しかし、本実
施形態では、しきい値Tn,kをセルアベレージAn,k及び
平均的偏差Dn,kに応じて各時刻毎に設定している。従
って、本実施形態における出力信号は、前述の従来技術
とは異なり
【数5】 Yn,k=α・Xn,k+(1−α)・Yn-1,k (Xn,k≧Tn,k) …(6) Yn,k= (1−α)・Yn-1,k (Xn,k<Tn,k) …(7) で与えられる値になる。
【0013】このように、本実施形態では、しきい値T
n,kをセルアベレージAn,k及び平均的偏差Dn,kに応じ
て各時刻毎に設定しているため、そのレベルがランダム
に変化するようなクラッタについてもその変動具合を見
積もりスキャン相関処理に反映させることができ、クラ
ッタの抑圧・S/C比の向上の効果が得られる。また、
STC等の感度調整操作も不要である。更に、セルアベ
レージングにてクラッタ変動中の低周波を取り出す一方
で、平均的偏差にてクラッタ変動の振幅乃至程度を取り
出し、これらをしきい値設定に反映させているため、ク
ラッタによる信号レベルの変動をしきい値設定に反映さ
せているにも関わらず、しきい値自体が不安定な変動を
示すことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係るクラッタ抑圧回路
の構成を示すブロック図である。
【図2】 一従来技術に係るクラッタ抑圧回路の構成を
示すブロック図である。
【図3】 しきい値による処理の切換を伴わないスキャ
ン相関処理の効果を示す図である。
【図4】 しきい値による処理の切換を伴うスキャン相
関処理の効果を示す図である。
【符号の説明】
1 スキャン相関回路、2 しきい値設定回路、10
演算回路、11 メモリ回路、12 座標認識回路、2
0,22 遅延回路、21 セルアベレージング回路、
23 平均的偏差算出回路、24 加算回路。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 現スキャンにて逐次受信により得られる
    レーダ信号を処理対象レーダ信号として入力し、入力し
    た処理対象レーダ信号をメモリ回路上の処理用レーダ信
    号と加重加算し、その結果得られる信号を、処理後レー
    ダ信号として出力すると共に、次スキャンにて処理用レ
    ーダ信号として使用すべく上記メモリ回路上に格納する
    クラッタ抑圧方法において、 処理対象レーダ信号のレベルがしきい値を下回っている
    ときに、この処理対象レーダ信号に乗ずる重みをゼロに
    設定して上記加重加算を行い、更に、処理対象レーダ信
    号のレベルが高ければ高いほど大きくなるよう、またこ
    の処理対象レーダ信号のレベルのばらつきが大きければ
    大きいほど大きくなるよう、上記しきい値を適応設定す
    ることを特徴とするクラッタ抑圧方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のクラッタ抑圧方法におい
    て、処理対象レーダ信号に関し、現在時刻を挟む移動セ
    ルにおけるセルアベレージ及び平均的偏差を求め、求め
    たセルアベレージ及び平均的偏差に基づき上記しきい値
    を各時刻毎に設定することを特徴とするクラッタ抑圧方
    法。
  3. 【請求項3】 現スキャンにて逐次受信により得られる
    レーダ信号を処理対象レーダ信号として入力し、入力し
    た処理対象レーダ信号のレベルがしきい値を下回ってい
    るときにはゼロになりそうでないときには非ゼロの所定
    値になるよう、この処理対象レーダ信号に係る重みを切
    り換えながら、処理対象レーダ信号をメモリ回路上の処
    理用レーダ信号と加重加算し、その結果得られる信号
    を、処理後レーダ信号として出力すると共に、次スキャ
    ンにて処理用レーダ信号として使用すべく上記メモリ回
    路上に格納するスキャン相関回路と、 処理対象レーダ信号のレベルが高ければ高いほど大きく
    なるよう、またこの処理対象レーダ信号のレベルのばら
    つきが大きければ大きいほど大きくなるよう、上記しき
    い値を適応設定するしきい値設定回路と、 を備えることを特徴とするクラッタ抑圧回路。
  4. 【請求項4】 請求項3記載のクラッタ抑圧回路におい
    て、しきい値設定回路が、処理対象レーダ信号に関し現
    在時刻を挟む移動セルにおけるセルアベレージを求める
    セルアベレージング回路と、処理対象レーダ信号に関し
    上記移動セルにおける平均的偏差を求める平均的偏差算
    出回路と、求められたセルアベレージと平均的偏差とを
    加算することにより上記しきい値を各時刻毎に設定する
    加算回路と、を有することを特徴とするクラッタ抑圧回
    路。
  5. 【請求項5】 請求項4記載のクラッタ抑圧回路におい
    て、しきい値設定回路が、セルアベレージが求められて
    から平均的偏差が求められるまでの演算遅延を補償すべ
    く、加算回路へのセルアベレージの入力を遅延させる第
    1の遅延回路と、処理対象レーダ信号が受信により得ら
    れてからこの処理対象レーダ信号に対応するしきい値が
    設定されるまでの演算遅延を補償すべく、スキャン相関
    回路への処理対象レーダ信号の入力を遅延させる第2の
    遅延回路と、を有することを特徴とするクラッタ抑圧回
    路。
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CN116153529A (zh) * 2021-11-18 2023-05-23 象一象科技(北京)有限公司 基于边缘设备的心电数据的监测方法、装置、设备和介质

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