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JPH06138215A - レーダー信号処理方式 - Google Patents

レーダー信号処理方式

Info

Publication number
JPH06138215A
JPH06138215A JP4287213A JP28721392A JPH06138215A JP H06138215 A JPH06138215 A JP H06138215A JP 4287213 A JP4287213 A JP 4287213A JP 28721392 A JP28721392 A JP 28721392A JP H06138215 A JPH06138215 A JP H06138215A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse
signal
frequency
hit
matched 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
Application number
JP4287213A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanobu Hasegawa
昌延 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP4287213A priority Critical patent/JPH06138215A/ja
Publication of JPH06138215A publication Critical patent/JPH06138215A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】レーダー装置における2次エコーの除去能力を
向上させる。 【構成】位相コード化回路1への入力は最適コード制御
回路3の制御のもとに位相コード化駆動回路2,が、ヒ
ットごとに符号化極性が反転するように符号化される。
この符号化信号は、周波数変換器4と局部発振器5で中
間周波数に変換され、さらに周波数変換器6と局部発振
器7でマイクロ波体に変換され、電力増幅器8、送受切
替器9を経てアンテナ10から放射される。受信信号は
増幅器11、周波数変換器6a,4aを経てマッチトフ
ィルタ12に供給され、送信信号に対する相関出力が得
られる。マッチトフィルタ12の特性はヒットごとに駆
動回路13によってその特性が制御される。マッチトフ
ィルタ12に入力する符号化形式の異る2次エコーに対
しては、相関によるパルス圧縮は行なわれず、これによ
り2次エコーの除去性を増大する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーダー信号処理方式に
関し、特にパルスレーダー装置における2次エコーの除
去能力を増大したレーダー信号処理方式に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にパルスレーダー装置では、送信パ
ルスは所要の繰返し間隔で繰返し発射される。
【0003】このパルス繰返し周期は、探知しようとす
る目標の最大距離に対応して決定される。従ってもしパ
ルス繰返し周期が短いと、遠方に在る目標からの反射波
は次の送信パルスが発射された後に帰ってくるため、見
かけ上近距離目標の如く認識される。
【0004】即ち、これが2次エコーと呼ばれるもの
で、この発生については以下の既刊文献に詳しい。
【0005】(1)「Introduction to
Radar Systems」Merrill I.
Skolnik監修(McGraw−Hill Boo
kCompany,Inc.,(2)「レーダ技術」
吉田孝監修(社団法人電子情報通信学会編)。
【0006】この2次エコーは、本物の信号と間違える
可能性が大きいため、これを除去することが重要であ
る。
【0007】2次エコーを除去する代表例として、前出
した文献(1)の、SEC.4.2「Multiple
and Staggered Pulse Repe
tition Frequencies」(P129〜
P133)があげられる。
【0008】即ち、本文献P131のFIG.4.18
およびFIG.4.19にもある如く、送信パルスの繰
り返し時間を「T+ε」,「T−ε」,「T+ε」,
「T−ε」,…と交互に変えて送信し、受信した後に遅
延線路等を用いて「ε」分の補正処理を行ない、等間隔
繰り返し時間Tに戻してやると、通常の固定目標のタイ
ミングはFIG.4.19(a)にも示す如く、基準ト
リガーより「Tr+ε」遅れた位置となり、毎ヒット同
じ位置に現れる。
【0009】一方、2次エコー(前出の文献(1)で
は、「Second−time−around ech
o」または「Second−time−around
clutter」)の場合は、同様の処理を行なうと、
そのタイミングは基準トリガーより「Tr1」遅れたり
「Tr2」(Tr1≠Tr2)遅れたりするため、その
位置は毎ヒット異なる。
【0010】このことは、前述した文献にも示す如く、
受信信号の相関をとることによって、真の目標か2次エ
コーによる偽像かを分離できることを示している。
【0011】即ち、毎ヒット同じタイミングで現れるエ
コーは真の目標であり、異なったタイミングに存在する
エコーは2次エコーであるため、複数ヒット分の相関を
とり、相関のとれた信号のみを出力することによって、
2次エコーを除去することが出来る。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】この従来の2次エコー
除去方式では、時間軸上のみの2次エコー分離処理を行
なっているため、クラッタ(clutter)の時間軸
上の広がりが大きい場合には、送信パルス繰返し時間の
差を、これ以上大きくしなければならない。
【0013】しかしながら、ビーム幅が狭く、高仰角か
ら低仰角までを走査する3次元レーダー等のように、時
間余裕をとることが困難なレーダー方式の場合には、送
信パルス繰返し時間の差を充分に大きな値に設定するこ
とが困難で、大きな島や山のように、時間軸上の広がり
が大きいクラッタが存在する場合には、2次エコーが充
分に除去できないという問題点があった。
【0014】本発明の目的は上述した問題点を解決し、
大きな島や山の如き時間軸上の広がりの大きいクラッタ
が存在しても、2次エコーを充分に除去できるレダー信
号処理方式を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明のレーダー信号処
理方式は、レーダー装置のパルス送信信号をヒットごと
に極性を反転しつつ符号化する手段と、受信側で前記パ
ルス送信信号に対する最適相関をとって受信信号をパル
ス圧縮する手段と、送信側の符号化特性と受信側のパル
ス圧縮特性とを同期してヒットごとに逆変換する手段と
を備えた構成を有する。
【0016】また本発明の別なレーダー信号処理方式
は、レーダー装置のパルス送信信号をヒットごとに時間
/周波数特性が逆特性の周波数変調波とする手段と、受
信側で前記パルス送信信号に対する最適相関をとって受
信信号をパルス圧縮する手段と、送信側の周波数変調特
性と受信側のパルス圧縮特性とを同期してヒットごとに
逆変換する手段とを備えた構成を有する。
【0017】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は、本発明の第1の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。
【0018】図1の実施例はパルス圧縮方式を利用する
レーダー装置を例としている。パルス圧縮方式は、前述
した文献(2)の「レーダ技術」の12.2章(P28
9〜P293)のほか、次の文献(3)の「Radar
Handbook」,Merrill I.Skol
nik監修,McGraw−Hill Inc.,Ch
apter 20(P20−1〜P20−37)などか
らも明らかなように、探知距離と探知分野能との両方を
向上する手段として多用され、代表的なパルス圧縮方式
としては符号変調方式や周波数変調方式がある。
【0019】図1の第1の実施例は、符号化位相変調に
よるパルス圧縮を利用するもので、入力信号に符号化位
相変調を施す位相コード化回路1と、位相コード化回路
に変調用信号を供給して駆動する位相コード化駆動回路
2と、位相コード化送信信号の極性内容と受信側のパル
ス圧縮特性をヒットごとに逆変換し、最適コード制御を
行なう最適コード制御回路3と、入力の中間周波数(I
F)変換を行なう周波数変換器4および局部発振器5
と、IFをさらにマイクロ波帯に周波数変換する周波数
変換器6および局部発振器7と、電力増幅器8と、送受
切替器9およびアンテナ10と、受信信号を増幅する増
幅器11と、局部発振器5,7を共用して受信マイクロ
波の周波数変換を行なう周波数変換器6a,4aと、受
信信号に対する相関処理を施すマッチドフィルタ12お
よび最適コード制御回路3の制御を受けつつマッチドフ
ィルタ12の特性を制御する駆動回路13を備えた構成
を有する。
【0020】次に、本実施例の動作について説明する。
【0021】位相コード化回路1で生成した符号化位相
変調信号を周波数変換器4と局部発振器5とでIFに変
換し、さらに周波数変換器6と局部発振器7とで所定の
マイクロ波帯に周波数変換する。
【0022】このあと電力増幅器8で増幅された送信信
号は、送受切替器9を経てアンテナ10に供給され、こ
こから空中に放射される。
【0023】目標から反射された信号は、アンテナ10
で捕捉され、送受切替器9を経て増幅器11で増幅され
た後周波数変換器6a,4aで周波数変換され、マッチ
ドフィルタ12に供給される。
【0024】マッチドフィルタ12は、位相コード化回
路1で生成された信号に対して最適相関がとれるような
特性を持つように駆動回路13で制御され、これによ
り、入力信号は振幅が所要のパルス圧縮比分だけ積み上
げ増大される。
【0025】このマッチドフィルタ12に対する入力信
号は、どのような組合わせの符号でも最適相関確保が可
能ではなく、自己相関がとれた場合には振幅が積み上が
るが、自己相関がとれない場合には振幅は積み上がらな
い。即ち、送信信号と異なる信号が入ってきても、パル
ス圧縮が行なわれないため、妨害や干渉の抑圧に対して
は極めて有効である。
【0026】本実施例では、図2に示すように、送信パ
ルスの位相コードをヒットごとに極性を反転するように
変化する。
【0027】図2の(a)のタイミングでは、(c)の
ような位相コードで符号化(これを以後位相コードAと
呼ぶ)し、同図(b)の次のヒットでは、(d)に示す
ように(c)の極性を反転した符号列(これを以後位相
コードBと呼ぶ)として送出する。これら符号化の例
は、一般にバーカコードと呼ばれる。
【0028】図2の(a)の#1送信パルスによって得
られる#1受信信号を図2の(e)に示す。これは、通
常の目標からの反射信号で、位相コードAで符号化され
た信号に対しては、最適のパルス圧縮が行なわれるよう
な処理が施されるため、図2の(g)のごとく振幅がパ
ルス圧縮で積み上がる。ただし、図2の(e)から
(g)を得る場合には一定の処理遅れが発生する。
【0029】一方、図2の(b)の#2送信パルスは、
位相コードBとして送信されるが、図1のマッチドフィ
ルタ12の特性を位相コードBに最適な相互関係がとれ
るように駆動回路13により変更する。
【0030】このため、図2の(b)の#2送信パルス
によって得られる#2受信信号は、図2の(f)のごと
くなる。
【0031】今、図2の(f)には、(a)によって生
ずる2次エコーと、(b)によって得られる通常目標と
が混在するものとする。
【0032】これらの受信信号はいずれも、位相コード
Bに最適なパルス圧縮が行なわれるように処理されるた
め、図2の(h)に示すように通常の目標はパルス圧縮
されるが、位相コードAによって生じた2次エコーはマ
ッチドフィルタ12では自己相関がとれず、P1に示す
如く信号として出力されないことは明らかである。
【0033】このようにして、符号化位相変調によるパ
ルス圧縮方式を用い、且つ符号化の内容を送出ヒットご
とに極性を変えて送/受信することにより、2次エコー
を抑圧することができる。
【0034】図3は、本発明の第2の実施例の構成を示
すブロック図である。
【0035】図3に示す第2の実施例は、図1に示す第
1の実施例と同じ周波数変換器4,4aおよび6,6
a、局部発振器5,7、電力増幅器9、アンテナ10、
増幅器11のほか、入力に対するリニア周波数変調(チ
ャープ)を施す周波数変換回路14と、周波数変換回路
14に変調用信号を供給して駆動する周波数変換駆動回
路15と、周波数変調パターンの時間/周波数特性をヒ
ットごとに逆特性とする最適周波数変調制御回路16
と、受信するチャープ変調波と時間/周波数特性が逆特
性で、パルス圧縮して尖鋭な出力を得るマッチドフィル
タ17と、マッチドフィルタ17の特性をヒットごとに
制御する駆動回路18とを備えた構成を有する。
【0036】周波数変換回路14は、最適周波数変調制
御回路16の制御のもとに、周波数変換駆動回路15で
駆動されて、図4の(c)に示す時間/周波数特性のチ
ャープAの周波数変調を施した(a)の#1送信パルス
と、図4の(c)とは時間/周波数特性が逆特性の
(d)に示すチャープBの周波数変調を施した(b)の
#2送信パルスとがヒットごとに交互に出力される。
【0037】図4の(e)には、(a)の#1送信パル
スによる#1受信信号を、また図4の(f)には、
(b)の#2送信パルスによる#2受信信号を示す。
【0038】いま、図4の(f)に示すように、#2受
信信号には、通常の目標とともに#1送信パルスによる
2次エコーが時間的処理範囲に含まれていたとする。
【0039】チャープAによる#1受信信号のマッチド
フィルタ17の出力は、図4の(g)に示す如く送関に
よってパルス圧縮されて光鋭化されたものとなる。
【0040】一方、チャープBによる#2の受信信号の
通常目標はマッチドフィルタ17で、図4の(h)に示
す如く相関によってパルス圧縮され光鋭化される。しか
しながら、#1送信パルスの2次エコーはチャープAに
よる信号であるため、チャープBに対するパルス圧縮処
理ではパルス圧縮されず(h)のP2に示す如く信号と
しては現れず、これにより2次エコーの除去が確保でき
る。
【0041】このようにして、リニア周波数変調による
パルス圧縮方式を用い、且つ変調パターンをヒットごと
に時間/周波数特性を逆特性として送/受信することに
より、2次エコーを抑圧することができる。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、送信側で
送信信号を符号化し、且つ符号化の極性をヒットごとに
変えるか、もしくは送信信号を周波数変調し、且つその
時間/周波数特性をヒットごとに逆特性とし、また受信
側で送信信号に同期して最適相関がとれ、パルス圧縮を
確保するようにヒットごとに制御することにより、2次
エコーの抑圧を大幅に改善することができるという効果
を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の構成を示すブロック図
である。
【図2】図1の動作を説明するタイミング図である。
【図3】本発明の第2の実施例の構成を示すブロック図
である。
【図4】図3の動作を説明するタイミング図である。
【符号の説明】
1 位相コード化回路 2 位相コード化駆動回路 3 最適コード制御回路 4,4a 周波数変換器 5 局部発振器 6,6a 周波数変換器 7 局部発振器 8 電力増幅器 9 送受切替器 10 アンテナ 11 増幅器 12 マッチドフィルタ 13 駆動回路 14 周波数変調回路 15 周波数変調駆動回路 16 最適周波数変調制御回路 17 マッチドフィルタ 18 駆動回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーダー装置のパルス送信信号をヒット
    ごとに極性を反転しつつ符号化する手段と、受信側で前
    記パルス送信信号に対する最適相関をとって受信信号を
    パルス圧縮する手段と、送信側の符号化特性と受信側の
    パルス圧縮特性とを同期してヒットごとに逆変換する手
    段とを有することを特徴とするレーダー信号処理方式。
  2. 【請求項2】 レーダー装置のパルス送信信号をヒット
    ごとに時間/周波数特性が逆特性の周波数変調波とする
    手段と、受信側で前記パルス送信信号に対する最適相関
    をとって受信信号をパルス圧縮する手段と、送信側の周
    波数変調特性と受信側のパルス圧縮特性とを同期してヒ
    ットごとに逆変換する手段とを有することを特徴とする
    レーダー信号処理方式。
JP4287213A 1992-10-26 1992-10-26 レーダー信号処理方式 Pending JPH06138215A (ja)

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