JPS636835B2 - - Google Patents
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- JPS636835B2 JPS636835B2 JP55006974A JP697480A JPS636835B2 JP S636835 B2 JPS636835 B2 JP S636835B2 JP 55006974 A JP55006974 A JP 55006974A JP 697480 A JP697480 A JP 697480A JP S636835 B2 JPS636835 B2 JP S636835B2
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- signal
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- output
- radar
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 14
- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 230000001934 delay Effects 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G01S13/526—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 performing filtering on the whole spectrum without loss of range information, e.g. using delay line cancellers or comb filters
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は雨、雪等の気象情報をレーダにより定
量的に測定する気象レーダ装置等に適用して気象
情報に山岳、草木、建物等の不要情報、いわゆる
グランドクラツタが重量した場合でも、不要情報
を除去し、気象情報のみを的確に抽出し得るレー
ダ信号処理装置に関するものである。
量的に測定する気象レーダ装置等に適用して気象
情報に山岳、草木、建物等の不要情報、いわゆる
グランドクラツタが重量した場合でも、不要情報
を除去し、気象情報のみを的確に抽出し得るレー
ダ信号処理装置に関するものである。
周知の様に、従来航空管制用レーダに於いて、
グランドクラツタ等不要情報を除去し、航空機等
の目標情報のみを抽出する方式に移動目標指示方
式、いわゆるMTI方式があり、これは、レーダ
送信パルス毎の受信信号の相関関係に注目し、グ
ランドクラツタ等の固定目標を消去する機能を有
している。
グランドクラツタ等不要情報を除去し、航空機等
の目標情報のみを抽出する方式に移動目標指示方
式、いわゆるMTI方式があり、これは、レーダ
送信パルス毎の受信信号の相関関係に注目し、グ
ランドクラツタ等の固定目標を消去する機能を有
している。
気象レーダに於いても、グランドクラツタを除
去し気象情報のみを抽出するには、グランドクラ
ツタ等の固定目標と気象情報間に於ける受信信号
のレーダ送信パルス毎の相関関係の違いに注目す
ることにより、上記MTI方式を利用して定量的
な気象情報の測定が可能なことが知られている。
去し気象情報のみを抽出するには、グランドクラ
ツタ等の固定目標と気象情報間に於ける受信信号
のレーダ送信パルス毎の相関関係の違いに注目す
ることにより、上記MTI方式を利用して定量的
な気象情報の測定が可能なことが知られている。
さて、通常の気象レーダは非常に広範囲の振幅
レベルを持つ気象情報を飽和することなく表示し
また測定するために受信機受信回路に対数特性の
ものを使用している。そこでこの受信機信号処理
段に於いて、MTI方式を採用し定量的気象情報
の測定を行うためには、一旦対数一直線変換し、
直線特性でのMTI方式にする必要がある。
レベルを持つ気象情報を飽和することなく表示し
また測定するために受信機受信回路に対数特性の
ものを使用している。そこでこの受信機信号処理
段に於いて、MTI方式を採用し定量的気象情報
の測定を行うためには、一旦対数一直線変換し、
直線特性でのMTI方式にする必要がある。
つまり、対数特性受信回路からのレーダ送信パ
ルス毎のグランドクラツタの受信電力を10logPg
（ｔ）、10logPg（ｔ−Ｔ）、…、10logPg（ｔ−nT）、
又気象情報の受信電力を10logPr(t)、10logPr（ｔ
−Ｔ）、…、10logPr（ｔ−nT）、又グランドクラ
ツタと気象情報が重畳した受信電力を10log（Pr
＋Pg）(t)、10log（Pr＋Pg）（ｔ−Ｔ）、…、10log
（Pr＋Pg）（ｔ−nT）とすると、各々を対数一直
線変換し、Pg(t)、Pg（ｔ−Ｔ）、…、Pg（ｔ−
nT）、又、Pr(t)、Pr（ｔ−Ｔ）、…、Pr（ｔ−
nT）、又、（Pr＋Pg）(t)、（Pr＋Pg）（ｔ−Ｔ）、
…、（Pr＋Pg）（ｔ−nT）を得る。これらの信号
をMTI回路を通すことにより、グランドクラツ
タのみの場合は、Pg(t)とPg（ｔ−Ｔ）間の相関係
数が１に近くなりMTI回路出力はほぼ零となる。
従つて、グランドクラツタと気象情報が重畳した
場合には、MTI回路出力は（Pr＋Pg）(t)−（Pr
＋Pg）（ｔ−Ｔ）＝Pr(t)−Pr（ｔ−Ｔ）となり、気
象情報のみを抽出することができる。
ルス毎のグランドクラツタの受信電力を10logPg
（ｔ）、10logPg（ｔ−Ｔ）、…、10logPg（ｔ−nT）、
又気象情報の受信電力を10logPr(t)、10logPr（ｔ
−Ｔ）、…、10logPr（ｔ−nT）、又グランドクラ
ツタと気象情報が重畳した受信電力を10log（Pr
＋Pg）(t)、10log（Pr＋Pg）（ｔ−Ｔ）、…、10log
（Pr＋Pg）（ｔ−nT）とすると、各々を対数一直
線変換し、Pg(t)、Pg（ｔ−Ｔ）、…、Pg（ｔ−
nT）、又、Pr(t)、Pr（ｔ−Ｔ）、…、Pr（ｔ−
nT）、又、（Pr＋Pg）(t)、（Pr＋Pg）（ｔ−Ｔ）、
…、（Pr＋Pg）（ｔ−nT）を得る。これらの信号
をMTI回路を通すことにより、グランドクラツ
タのみの場合は、Pg(t)とPg（ｔ−Ｔ）間の相関係
数が１に近くなりMTI回路出力はほぼ零となる。
従つて、グランドクラツタと気象情報が重畳した
場合には、MTI回路出力は（Pr＋Pg）(t)−（Pr
＋Pg）（ｔ−Ｔ）＝Pr(t)−Pr（ｔ−Ｔ）となり、気
象情報のみを抽出することができる。
しかし、実際には、グランドクラツタは風等の
影響あるいは、受信機雑音が重畳することによ
り、少なからず変動している。この変動成分は、
対数特性受信回路を用いることにより、かなり圧
縮されてはいるが、MTI回路入力段で対数一直
線変換することにより、MTI回路出力段では大
きな変動成分として検出され気象情報の測定に多
大な影響を及ぼしていた。
影響あるいは、受信機雑音が重畳することによ
り、少なからず変動している。この変動成分は、
対数特性受信回路を用いることにより、かなり圧
縮されてはいるが、MTI回路入力段で対数一直
線変換することにより、MTI回路出力段では大
きな変動成分として検出され気象情報の測定に多
大な影響を及ぼしていた。
従来のこのレーダ信号処理装置の構成を第１図
を参照して説明する。即ち、空中線１で捕捉され
たレーダ目標反射信号は受信機内の例えば対数増
幅器からなる対数特性受信回路２を経て量子化回
路３に供給される。量子化回路３は例えばいわゆ
るＡ―Ｄ変換器で構成され、距離サンプリング信
号ごとに振幅方向に量子化されたデイジタル信号
を導出する。次に、この量子化回路３出力信号を
対数一直線変換回路４により直線特性信号に変換
し、この出力信号とレーダの１送信繰返し時間遅
延を与える遅延回路５出力信号とを減算回路６に
導入して両出力信号の変動成分を抽出する。次
に、この減算回路６出力信号を直線一対数変換回
路７により対数特性信号に変換し、従来の気象レ
ーダと同様な対数信号を得る。第２図は第１図に
示した装置の信号波形図であり、波形ａは対数特
性受信回路２の出力信号波形、波形ｂは直線一対
数変換回路７の出力信号波形である。又、波形
ａ，ｂにおいて２１は変動成分が重畳したグラン
ドクラツタ、２２は雨、２３は雑音をそれぞれ示
している。第１図に示した従来装置では第２図波
形ａに示した対数特性受信回路２出力信号のグラ
ンドクラツタ及びそれに重畳した微弱な変動成分
２１は、直線一対数変換回路７においては大きな
変動成分（第２図波形ｂにおける２４）として検
出され、気象情報との識別が困難である。
を参照して説明する。即ち、空中線１で捕捉され
たレーダ目標反射信号は受信機内の例えば対数増
幅器からなる対数特性受信回路２を経て量子化回
路３に供給される。量子化回路３は例えばいわゆ
るＡ―Ｄ変換器で構成され、距離サンプリング信
号ごとに振幅方向に量子化されたデイジタル信号
を導出する。次に、この量子化回路３出力信号を
対数一直線変換回路４により直線特性信号に変換
し、この出力信号とレーダの１送信繰返し時間遅
延を与える遅延回路５出力信号とを減算回路６に
導入して両出力信号の変動成分を抽出する。次
に、この減算回路６出力信号を直線一対数変換回
路７により対数特性信号に変換し、従来の気象レ
ーダと同様な対数信号を得る。第２図は第１図に
示した装置の信号波形図であり、波形ａは対数特
性受信回路２の出力信号波形、波形ｂは直線一対
数変換回路７の出力信号波形である。又、波形
ａ，ｂにおいて２１は変動成分が重畳したグラン
ドクラツタ、２２は雨、２３は雑音をそれぞれ示
している。第１図に示した従来装置では第２図波
形ａに示した対数特性受信回路２出力信号のグラ
ンドクラツタ及びそれに重畳した微弱な変動成分
２１は、直線一対数変換回路７においては大きな
変動成分（第２図波形ｂにおける２４）として検
出され、気象情報との識別が困難である。
本発明は、上記欠点に鑑みてなされたもので、
従来のレーダ信号処理装置のMTI方式における
気象情報の定量的測定能力を劣化させず、しかも
グランドクラツタ等の不要情報を効果的に除去す
るレーダ信号処理装置を提供するものである。
従来のレーダ信号処理装置のMTI方式における
気象情報の定量的測定能力を劣化させず、しかも
グランドクラツタ等の不要情報を効果的に除去す
るレーダ信号処理装置を提供するものである。
以下、本発明の一実施例を第３図を参照して詳
細に説明する。即ち、空中線３１で捕捉された目
標反射信号は対数増幅器等からなる対数特性受信
回路３２に供給される。対数特性受信回路３２で
対数増幅等をなされた受信信号はＡ―Ｄ変換器等
の量子化回路３３で距離サンプリング信号ごとに
振幅レベルがＡ―Ｄ変換される。いま、量子化回
路３３の出力信号をAlogKＰ(t)とし、これを第１
図に示す従来装置のMTI回路に通すと、その出
力信号AlogK△Ｐ(t)は次のようになる。
細に説明する。即ち、空中線３１で捕捉された目
標反射信号は対数増幅器等からなる対数特性受信
回路３２に供給される。対数特性受信回路３２で
対数増幅等をなされた受信信号はＡ―Ｄ変換器等
の量子化回路３３で距離サンプリング信号ごとに
振幅レベルがＡ―Ｄ変換される。いま、量子化回
路３３の出力信号をAlogKＰ(t)とし、これを第１
図に示す従来装置のMTI回路に通すと、その出
力信号AlogK△Ｐ(t)は次のようになる。
AlogK△Ｐ(t)＝AlogK｛Ｐ(t)−Ｐ（ｔ−Ｔ）｝
………(1) また、この(1)式は、次のように変形される。
………(1) また、この(1)式は、次のように変形される。
AlogK△Ｐ(t)＝AlogKＰ(t)
＋AlogK｛１−Ｐ（ｔ−Ｔ）／Ｐ(t)｝ ………(2)
ここで、Ｐ(t)＝KlogKP(t)、Ｐ（ｔ−Ｔ）＝
KlogKP(t-T)とおくと、上記(2)式は次のように置き
換えられる。
KlogKP(t-T)とおくと、上記(2)式は次のように置き
換えられる。
AlogK△Ｐ(t)＝AlogKＰ(t)
＋AlogK〔１−Ｋ−｛AlogKP(t)
−AlogKP(t-T)｝／Ａ〕 ………(3)
本発明装置はこの(3)式を利用する。すなわち、
例えばＡ＝10、Ｋ＝10とし、かつ量子化回路３３
出力信号を例えば10ビツトとすると、送信繰返し
ごとの出力信号10logP(t)、10logP（ｔ−Ｔ）、…
は10ビツトのデイジタル信号として得られる。こ
の量子化回路３３出力信号はレーダ送信繰返し時
間Ｔ遅延させる遅延回路３４及び減算回路３５に
それぞれ供給されることにより、減算回路３５出
力信号は｛10logP(t)−10logP（ｔ−Ｔ）｝となる。
例えばＡ＝10、Ｋ＝10とし、かつ量子化回路３３
出力信号を例えば10ビツトとすると、送信繰返し
ごとの出力信号10logP(t)、10logP（ｔ−Ｔ）、…
は10ビツトのデイジタル信号として得られる。こ
の量子化回路３３出力信号はレーダ送信繰返し時
間Ｔ遅延させる遅延回路３４及び減算回路３５に
それぞれ供給されることにより、減算回路３５出
力信号は｛10logP(t)−10logP（ｔ−Ｔ）｝となる。
この減算回路３５出力信号は変換回路３６に供
給され、前記｛10logP(t)−10log（ｔ−Ｔ）｝に対
応した対数変換出力信号10log〔１−10−｛10logP
（ｔ）−10logP（ｔ−Ｔ）｝／10〕を導出する。
給され、前記｛10logP(t)−10log（ｔ−Ｔ）｝に対
応した対数変換出力信号10log〔１−10−｛10logP
（ｔ）−10logP（ｔ−Ｔ）｝／10〕を導出する。
この変換回路３６は例えば中央演算処理装置
（CPU）により入力信号ごとに対数演算するよう
構成してもよく、あるいはあらかじめ入力信号値
に対応した出力信号値を算出しテーブル化してお
いて、リードオンリメモリ（ROM）等の構成に
より入力信号値に対応した出力信号値を読み出し
供給するように構成してもよい。このようにして
変換回路３６出力信号と前記量子化回路３３から
の出力信号とを出力回路３７に供給し、この両信
号を加算回路３７１で加算演算する。
（CPU）により入力信号ごとに対数演算するよう
構成してもよく、あるいはあらかじめ入力信号値
に対応した出力信号値を算出しテーブル化してお
いて、リードオンリメモリ（ROM）等の構成に
より入力信号値に対応した出力信号値を読み出し
供給するように構成してもよい。このようにして
変換回路３６出力信号と前記量子化回路３３から
の出力信号とを出力回路３７に供給し、この両信
号を加算回路３７１で加算演算する。
一方、前記減算回路３５出力信号は検知回路３
８にも供給され、振幅比較回路３８２で閾値発生
回路３８１により発生した閾値信号と比較され
る。そこで振幅比較回路３８２出力信号はゲート
回路３７２に供給され、前記減算回路３５出力信
号が前記閾値信号より大きい時にのみ加算回路３
７１出力信号を出力するようにゲート回路３７２
を制御する。
８にも供給され、振幅比較回路３８２で閾値発生
回路３８１により発生した閾値信号と比較され
る。そこで振幅比較回路３８２出力信号はゲート
回路３７２に供給され、前記減算回路３５出力信
号が前記閾値信号より大きい時にのみ加算回路３
７１出力信号を出力するようにゲート回路３７２
を制御する。
第４図は本発明による装置の信号波形を示すも
ので、波形ａは対数特性受信回路３２出力信号波
形、波形ｂは加算回路３７１出力信号波形であ
る。この信号波形ｂは第２図波形ｂに示すものと
同じであり、加算回路３７１出力段では変動成分
が重畳したグランドクラツタ４１が大きな変動成
分４４として検出される。しかし、減算回路３５
出力段は第４図に示す波形Ｃのように変動成分が
重畳したグランドクラツタ４５は小さい。この減
算回路３５出力を検知回路３８に加える。この検
知回路３８は最小気象情報量検知レベル（第４図
波形Ｃにおける４６）を発生する閾値発生回路３
８１や、この閾値発生回路３８１出力信号と減算
回路３５出力信号との振幅を比較する振幅比較回
路３８２から構成されており、前記減算回路３５
出力レベルが前記最小気象情報量検知レベルを越
えた時に、前記振幅比較回路３８２から出力信号
を導出する。この出力信号は例えば第４図波形ｄ
で示される。そしてこの出力信号を加算回路３７
１出力段に設けたゲート回路３７２にゲート信号
として供給することによりこのゲート回路３７２
からは第４図の波形ｅのような出力信号、即ち、
雑音成分４３を含まない気象情報、例えば雨を表
わす信号４２を抽出することができる。
ので、波形ａは対数特性受信回路３２出力信号波
形、波形ｂは加算回路３７１出力信号波形であ
る。この信号波形ｂは第２図波形ｂに示すものと
同じであり、加算回路３７１出力段では変動成分
が重畳したグランドクラツタ４１が大きな変動成
分４４として検出される。しかし、減算回路３５
出力段は第４図に示す波形Ｃのように変動成分が
重畳したグランドクラツタ４５は小さい。この減
算回路３５出力を検知回路３８に加える。この検
知回路３８は最小気象情報量検知レベル（第４図
波形Ｃにおける４６）を発生する閾値発生回路３
８１や、この閾値発生回路３８１出力信号と減算
回路３５出力信号との振幅を比較する振幅比較回
路３８２から構成されており、前記減算回路３５
出力レベルが前記最小気象情報量検知レベルを越
えた時に、前記振幅比較回路３８２から出力信号
を導出する。この出力信号は例えば第４図波形ｄ
で示される。そしてこの出力信号を加算回路３７
１出力段に設けたゲート回路３７２にゲート信号
として供給することによりこのゲート回路３７２
からは第４図の波形ｅのような出力信号、即ち、
雑音成分４３を含まない気象情報、例えば雨を表
わす信号４２を抽出することができる。
このように本発明装置では従来のレーダ信号処
理装置のMTI方式における気象情報の定量的測
定能力を劣化させず、しかもグランドクラツタ等
の不要情報を効果的に除去して正確な気象情報測
定のできる利点がある。なお、第３図において、
ゲート回路３７２を加算回路３７１の出力段に付
加しているが、これを加算回路３７１の入力段に
付加することによつても同様な効果を得ることが
できる。
理装置のMTI方式における気象情報の定量的測
定能力を劣化させず、しかもグランドクラツタ等
の不要情報を効果的に除去して正確な気象情報測
定のできる利点がある。なお、第３図において、
ゲート回路３７２を加算回路３７１の出力段に付
加しているが、これを加算回路３７１の入力段に
付加することによつても同様な効果を得ることが
できる。
又、第３図の一実施例では遅延回路３４、減算
回路３５、変換回路３６および出力回路３７によ
つて構成される単一消去フイルタを用いた例で説
明したが、この単一消去フイルタに更に１回路付
加したいわゆるダブル消去フイルタの場合におい
ても本発明が適用できることは勿論である。
回路３５、変換回路３６および出力回路３７によ
つて構成される単一消去フイルタを用いた例で説
明したが、この単一消去フイルタに更に１回路付
加したいわゆるダブル消去フイルタの場合におい
ても本発明が適用できることは勿論である。
第１図は従来のレーダ信号処理装置を示す構成
図、第２図は第１図に示した装置の動作を説明す
るための信号波形図、第３図は本発明によるレー
ダ信号処理装置の一実施例を示す構成図、第４図
は第３図に示した装置の動作を説明するための信
号波形図である。 ３１…空中線、３２…対数特性受信回路、３３
…量子化回路、３４…遅延回路、３５…減算回
路、３６…変換回路、３７…出力回路、３８…検
知回路。
図、第２図は第１図に示した装置の動作を説明す
るための信号波形図、第３図は本発明によるレー
ダ信号処理装置の一実施例を示す構成図、第４図
は第３図に示した装置の動作を説明するための信
号波形図である。 ３１…空中線、３２…対数特性受信回路、３３
…量子化回路、３４…遅延回路、３５…減算回
路、３６…変換回路、３７…出力回路、３８…検
知回路。
Claims (1)
- １ 空中線で捕捉された目標反射レーダ信号Ｐ
（ｔ）を導入しAlogKＰ(t)に対応した信号（Ａは定
数）を出力する対数特性受信回路と、この受信回
路の出力信号を振幅方向に量子化する量子化回路
と、この量子化回路の出力信号をレーダ送信繰返
し時間だけ遅延する遅延回路と、この遅延回路の
出力信号を前記量子化回路の出力信号から減算し
信号Ｓ(t)を導出する減算回路と、この減算回路
の出力信号が供給されAlogK｛１−K-S(t)/A｝に対
応した信号を導出する変換回路と、前記減算回路
の出力信号が供給され予じめ決められた所定レベ
ルより大きい信号を検出する検出手段と、この検
出手段の検出出力がある場合にのみ前記変換回路
の出力信号と前記量子化回路の出力信号との加算
信号を出力する出力手段とを具備するレーダ信号
処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP697480A JPS56104265A (en) | 1980-01-25 | 1980-01-25 | Radar signal processor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP697480A JPS56104265A (en) | 1980-01-25 | 1980-01-25 | Radar signal processor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56104265A JPS56104265A (en) | 1981-08-19 |
| JPS636835B2 true JPS636835B2 (ja) | 1988-02-12 |
Family
ID=11653163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP697480A Granted JPS56104265A (en) | 1980-01-25 | 1980-01-25 | Radar signal processor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56104265A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4533915A (en) * | 1982-02-16 | 1985-08-06 | Sperry Corporation | Radar terrain signal suppressor |
| US4628318A (en) * | 1983-12-02 | 1986-12-09 | Rockwell International Corporation | Ground clutter suppression technique |
-
1980
- 1980-01-25 JP JP697480A patent/JPS56104265A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56104265A (en) | 1981-08-19 |
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