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JPS63179273A - Holographic radar - Google Patents

Holographic radar

Info

Publication number
JPS63179273A
JPS63179273A JP1159187A JP1159187A JPS63179273A JP S63179273 A JPS63179273 A JP S63179273A JP 1159187 A JP1159187 A JP 1159187A JP 1159187 A JP1159187 A JP 1159187A JP S63179273 A JPS63179273 A JP S63179273A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
signals
output
zero data
calculation means
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
JP1159187A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeo Wakayama
若山 栄夫
Tetsuo Kirimoto
哲郎 桐本
Tomomasa Kondo
近藤 倫正
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric 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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP1159187A priority Critical patent/JPS63179273A/en
Publication of JPS63179273A publication Critical patent/JPS63179273A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To detect a target signal with good accuracy by detecting the arrival of a disturbing signal and forming a notch in the direction. CONSTITUTION:The target signal S1 and disturbing signal S2 are inputted to A/D converters 3 (3a-3c) through antenna elements 1a... and receivers 2a.... A switch 19 selects digital signals X (X1...) outputted by the converters 3 or signals (u) (u1...) transferred from a switch 18 and transfers them as signals W (W1...) to a zero data addition device 20. The addition device 20 adds mN zero data to the signals W and transfers the results to a 2nd fast Fourier transform processor 13. The processor 13 generates the spectra of the signals W and transfers them to a maximum value detector 15 through a detector 14. The detector 15 outputs the largest spectrum intensity and transfers its frequency number to a notch filter 16. The filter 16 performs arithmetic for the signals (u) for the 2nd and succeeding times to remove the signal S2 from the signals X, and the signals (u) are transferred to a 1st fast Fourier transform processor 4 through the switch 18.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は空間に配列された複数個のアンテナ素子が受
信した信号をディジタル信号処理することにより受信信
号に含まれる妨害信号を除去するレーダ方式に関するも
のである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a radar system that removes interference signals contained in received signals by digital signal processing of signals received by a plurality of antenna elements arranged in space. It is related to.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

レーダが受信した信号に含まれる妨害信号を除去するた
めの従来方式として、例えば1978年に開催された国
際学会誌[イースコン’86J  (EMSCON′8
6)のアバラハム ルピン(Abraham Ruvi
n )による「レーダ用ディジタルマルチビーム形成技
術(Digital Multiple Beam f
orming TechniquesforRadar
 ) Jに開示されたホログラフィックレーダが知られ
ている。
As a conventional method for removing interference signals contained in signals received by radar, for example, the international academic journal [EMSCON'86J (EMSCON'86)], which was held in 1978,
6) Abraham Rupin
“Digital Multiple Beam Forming Technology for Radar (Digital Multiple Beam f
Orming Techniques for Radar
) A holographic radar disclosed in J.

第7図は従来のホログラフィックレーダの構成を示すブ
ロック図である。第7図において、la。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a conventional holographic radar. In FIG. 7, la.

lb、lcはアンテナ素子、2a、2b、’lcは受信
機、3a、3b、3cはA/D変換器、4は高速フーリ
エ変換(Fast Fourier Transfor
m ; FFT)演算手段としてのFFTプロセッサで
ある。
lb, lc are antenna elements, 2a, 2b, 'lc are receivers, 3a, 3b, 3c are A/D converters, 4 is a fast Fourier transform.
m; FFT) is an FFT processor as a calculation means.

31、S2はホログラフィックレーダが受信する電波信
号であり、ここでは説明を簡単にするため電波信号数は
2つとする。Slは目標信号であり、S2は妨害信号で
ある。各信号の到来方向を各々θ1.θ2で表す、また
、アンテナ素子、受信機及びA/D変換器のそれぞれの
総数はN個とする。
31 and S2 are radio wave signals received by the holographic radar, and here, to simplify the explanation, the number of radio wave signals is assumed to be two. Sl is the target signal and S2 is the interference signal. The direction of arrival of each signal is set to θ1. It is also assumed that the total number of antenna elements, receivers, and A/D converters is N, represented by θ2.

以下の説明の便宜上、第7図において、アンテナ素子1
aに#1の番号を、アンテナ素子1bに#2の番号を、
アンテナ素子ICに#Nの番号を与える。
For convenience of explanation below, antenna element 1 is shown in FIG.
a with the number #1, antenna element 1b with the number #2,
Give the antenna element IC a number #N.

外部空間から到来した電波信号はまずN個のアンテナ素
子1a〜ICに捕えられる。アンテナ素子1a〜ICは
各々捕らえた電波信号をRF(Radio Frequ
ency )の電気信号に変換して受信機2a〜2Cに
転送する。受信機28〜2Cは、各々入力したRF倍信
号その内部で増幅1位相検波してベースバンドの電気信
号に変換し、A/D変換器3a〜3Cに転送する。A/
D変換器3a〜3cは各々入力したベースバンド信号を
その内部で標本量子化し、ディジタル信号x (1)〜
x(N)に変換して出力する。ディジタル信号x (1
)〜x(N)はアンテナ素子1a〜ICが受信した電波
信号の位相情報を保持しており、いわゆるI  (in
−phase)信号とQ (quadrature p
hase)信号を各々実部。
A radio wave signal arriving from outside space is first captured by N antenna elements 1a to IC. The antenna elements 1a to IC transmit the captured radio signals to RF (Radio Frequency).
ency) is converted into an electric signal and transmitted to the receivers 2a to 2C. The receivers 28 to 2C internally amplify and single-phase detect the input RF multiplied signal, convert it into a baseband electrical signal, and transfer it to the A/D converters 3a to 3C. A/
Each of the D converters 3a to 3c samples and quantizes the input baseband signal internally, and generates digital signals x (1) to
x(N) and output. Digital signal x (1
) to x(N) hold the phase information of the radio signal received by the antenna elements 1a to IC, and are so-called I (in
-phase) signal and quadrature p
hase) the real part of each signal.

虚部にもつ複素信号である。ここでディジタル信号の表
記に用いられている添字番号はアンテナ素子を区別する
ために与えた番号に対応しており、例えばx(1)はア
ンテナ素子1aが捕らえた電波信号から生成されたディ
ジタル信号であることを示している。
It is a complex signal with an imaginary part. The subscript numbers used to represent the digital signals here correspond to the numbers given to distinguish the antenna elements. For example, x(1) is the digital signal generated from the radio signal captured by the antenna element 1a. It shows that.

次にこれらのディジタル信号はFFTプロセッサ4に転
送される。FFTプロセッサ4はその内部でディジタル
フーリエ変換(Digital FourierTra
sform  ; D F T)演算を実行してディジ
タル信号x (1) 〜x(N)のスペクトルy (1
) 、  y (2)〜y(N)を出力する。これらス
ペクトルの表記に用いられている添字iはスペクトルの
周波数を表す数値で、以下これを周波数番号と呼ぶ。F
FTプロセッサ4が実施するDFT演算はN個のアンテ
ナ素子1a〜lcで個別に受信した電波信号の位相をそ
ろえて積分することができ、その結果、受信した電波信
号の電力を電波信号の到来方向に対応するスペクトルに
集中して出力することができる。電波信号の到来方向θ
と周波数番号iとの対応関係は次式によって与えられる
These digital signals are then transferred to the FFT processor 4. The FFT processor 4 internally performs a digital Fourier transform (Digital Fourier Transform).
sform ; D F T) operation to obtain the spectrum y (1) of the digital signal x (1) ~x(N)
), y (2) to y(N) are output. The subscript i used in the notation of these spectra is a numerical value representing the frequency of the spectrum, which will hereinafter be referred to as a frequency number. F
The DFT calculation performed by the FT processor 4 can align and integrate the phases of the radio wave signals individually received by the N antenna elements 1a to lc, and as a result, the power of the received radio wave signal can be calculated based on the direction of arrival of the radio wave signal. It is possible to concentrate and output the spectrum corresponding to . Arrival direction θ of radio signal
The correspondence relationship between and frequency number i is given by the following equation.

Nd5in θ i=□        ・・・(1) λ d:アンテナ素子間隔 λ:受信信号の波長 また、スペクトルの強度1yo)12はθ方向から到来
する電波信号の電力に比例した量となる。
Nd5in θ i=□ (1) λ d: Antenna element spacing λ: Wavelength of the received signal Also, the spectrum intensity 1yo)12 is an amount proportional to the power of the radio signal arriving from the θ direction.

ホログラフィックレーダは以上述べた演算処理によって
アンテナ素子1a〜ICが同時に捕らえた複数個の電波
信号を空間的に弁別することができる。即ち第8図に示
すように、ホログラフィックレーダは外部空間に向けて
複数個のペンシルビーム5を形成して、同時に到来する
複数個の電波信号を到来方向に応じて弁別することがで
きる。
The holographic radar can spatially discriminate a plurality of radio wave signals simultaneously captured by the antenna elements 1a to IC through the above-described arithmetic processing. That is, as shown in FIG. 8, the holographic radar forms a plurality of pencil beams 5 toward the external space, and can discriminate a plurality of radio wave signals arriving at the same time according to the direction of arrival.

第8図においてペンシルビーム5に付されている番号は
周波数番号である0例えば第7図に示されるように、ホ
ログラフィックレーダが捕える電波信号が81と82の
2つの場合には、FFTプロセッサ4が出力するスペク
トルの強度13F(1)12(l−1〜N)は、第9図
に示されるように、2つの大きなスペクトルピーク6.
7をもつ、スペクトルピークl )F(i 1) + 
26は目標信号S1によるものであり、スペクトルピー
ク1y(i2)127は妨害信号S2の受信によって生
じたものである。
The number attached to the pencil beam 5 in FIG. 8 is a frequency number. For example, as shown in FIG. As shown in FIG. 9, the spectrum intensity 13F(1)12(l-1~N) output by 6.
7, the spectral peak l )F(i 1) +
26 is due to the target signal S1, and the spectral peak 1y(i2) 127 is due to the reception of the interfering signal S2.

上記第(1)式より、周波数番号11と周波数番号i−
2は各々次式で与えられる。
From the above equation (1), frequency number 11 and frequency number i-
2 are given by the following equations.

このようにホログラフィックレーダでは同時に受信した
電波信号を弁別できるから、ここで、スペクトルy (
i2)を無視してスペクトルy(it)のみを抽出すれ
ば、等価的に妨害信号S2を除去して目標信号S1を検
出することができる。
In this way, the holographic radar can distinguish between simultaneously received radio signals, so here the spectrum y (
If only the spectrum y(it) is extracted while ignoring i2), it is possible to equivalently remove the interference signal S2 and detect the target signal S1.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

以上述べた方法により従来のホログラフィックレーダで
は妨害信号の除去を図っていたが、次のような問題があ
った。その問題点を第10図及び第11図を用いて説明
する。
Conventional holographic radars have attempted to remove interference signals using the methods described above, but they have had the following problems. The problem will be explained using FIGS. 10 and 11.

第10図はFFTプロセッサ4が実施するDFT演算に
より等価的に形成されるペンシルビーム5の拡大図であ
って、10はスペクトルのメインローブ、11はスペク
トルのサイドローブである。
FIG. 10 is an enlarged view of the pencil beam 5 equivalently formed by the DFT operation performed by the FFT processor 4, where 10 is the main lobe of the spectrum and 11 is the side lobe of the spectrum.

厳密に言えば、FFTプロセッサ4はアンテナ素子1a
〜ICが捕らえた電波信号の電力の大部分を第(1)式
で計算される周波数番号に集中させて、スペクトルのメ
インローブ10を形成することができる。ところが、ア
ンテナ素子数が有限であるために、公知不確定性原理に
よりアンテナ素子1a〜1cが捕らえた電波信号電力の
一部が他の周波数番号に漏れて、スペクトルのサイドロ
ーブ11を形成する。例えば第9図において、8は目標
信号S1のサイドローブを示し、9は妨害信号S2のサ
イドローブを示している。第9図に示されるように、サ
イドローブはスペクトルの相互干渉を生じさせ、電波信
号の弁別性能を劣化させうる。
Strictly speaking, the FFT processor 4 uses the antenna element 1a
The main lobe 10 of the spectrum can be formed by concentrating most of the power of the radio signal captured by the IC on the frequency number calculated by equation (1). However, since the number of antenna elements is limited, a part of the radio wave signal power captured by the antenna elements 1a to 1c leaks to other frequency numbers due to the well-known uncertainty principle, forming a spectral sidelobe 11. For example, in FIG. 9, 8 indicates the side lobe of the target signal S1, and 9 indicates the side lobe of the interference signal S2. As shown in FIG. 9, the sidelobes cause mutual spectral interference and can degrade the discrimination performance of radio signals.

通常、サイドローブの大きさは、メインローブの大きさ
に比べて1/100程度小さいため、妨害信号S2の電
力と目標信号S1の電力に大差がなければサイドローブ
に起因する干渉はほとんど問題にならず、目標信号を正
確に検出することができる。
Normally, the size of the sidelobe is about 1/100 smaller than the size of the main lobe, so unless there is a large difference between the power of the interfering signal S2 and the power of the target signal S1, interference caused by sidelobes will hardly be a problem. Therefore, the target signal can be detected accurately.

ところが、妨害が故意になされる場合、妨害信号S2は
目標信号S1の電力に対して103倍。
However, if the interference is intentional, the power of the interference signal S2 is 103 times the power of the target signal S1.

104倍もの電力を有するものが用いられる。このよう
な場合、スペクトルの強度1y(1)12は第11図の
ようになり、目標信号S1は妨害信号S2のサイドロー
ブに埋もれてしまい、目標信号S1を検出できないとい
う問題があった。
A device having 104 times as much power is used. In such a case, the spectrum intensity 1y(1)12 becomes as shown in FIG. 11, and the target signal S1 is buried in the side lobe of the interference signal S2, resulting in a problem that the target signal S1 cannot be detected.

以上に述べたように、従来のホログラフィックレーダで
は、複数のペンシルビームを形成して同時に受信する電
波信号を空間的に弁別することによって妨害信号の除去
を図るように構成されていたので、妨害信号の電力が目
標信号のそれに比べて大きくなるとサイドローブの下に
目標信号が埋もれてしまい、これを検出できなくなると
いう問題点があった。
As mentioned above, conventional holographic radars are configured to eliminate interference signals by forming multiple pencil beams and spatially discriminating simultaneously received radio signals. When the power of the signal is larger than that of the target signal, there is a problem that the target signal is buried under the side lobe, making it impossible to detect it.

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、妨害信号の電力が大きい場合にもこれを除去
して目標信号が検出できるホログラフィックレーダを得
ることを目的とする。
The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a holographic radar that can remove interference signals and detect target signals even when the power of the interference signals is large.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係るホログラフィックレーダは、妨害信号の
到来方向を零データ追加手段、スペクトル計算手段、最
大値検出器を用いて検出し、検出した方向にノツチを形
成できるノツチフィルタをFFTプロセッサの前段に設
けて、ディジタル信号に含まれる妨害信号成分を除去す
る。そして上述した動作を切り替え手段を用いて数回繰
り返した後、ノツチフィルタの出力信号をFFTに入力
して等価的にマルチビームを形成し、目標信号を検出し
ようとするものである。
The holographic radar according to the present invention detects the arrival direction of the interference signal using a zero data addition means, a spectrum calculation means, and a maximum value detector, and includes a notch filter that can form a notch in the detected direction in the front stage of the FFT processor. to remove interfering signal components contained in the digital signal. After repeating the above-mentioned operation several times using the switching means, the output signal of the notch filter is input to the FFT to equivalently form a multi-beam, and the target signal is detected.

〔作用〕[Effect]

この発明によるホログラフィックレーダでは、FFTプ
ロセッサがその内部演算によって電波信号の弁別を行う
前に、妨害信号の到来方向にノツチをもったディジタル
フィルタに数回かけられることにより、妨害信号成分が
ディジタル信号から除去され、妨害信号のサイドローブ
が目標信号に干渉することを除去する。
In the holographic radar according to the present invention, before the FFT processor discriminates the radio wave signal by its internal calculation, the interference signal component is filtered several times through a digital filter having a notch in the direction of arrival of the interference signal. The sidelobes of the jamming signal are removed from interfering with the target signal.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図ついて説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

第1図において、12はスペクトル計算手段、20は零
データ追加器、13は第2のFFTプロセッサ、14は
検波器、15は最大値検出器、16はノツチフィルタ、
18.19は切り替え器である。また第1図において、
1a〜lc、2a〜2c、3a〜3C14の各符号は第
7図で使用したものと全く同等のものである。第1図に
示すこの実施例装置が、第7図に示した従来の装置と相
違するところは、第1のFFTプロセッサ4の前段にノ
ツチフィルタ16と切り替え器18とが付加され、切り
替え器19とディジタル信号w (1)〜W(N)のス
ペクトル計算手段12と最大値検出器15とが付加され
ている点にある。スペクトル計算手段12は、零データ
追加層20.第2のFFTプロセッサ13.及び検波器
14から構成され、ペリオドグラム法によりディジタル
信号w (1)〜W(N)のスペクトルを計算するもの
である。
In FIG. 1, 12 is a spectrum calculation means, 20 is a zero data adder, 13 is a second FFT processor, 14 is a detector, 15 is a maximum value detector, 16 is a notch filter,
18 and 19 are switching devices. Also, in Figure 1,
The symbols 1a to lc, 2a to 2c, and 3a to 3C14 are exactly the same as those used in FIG. 7. The difference between this embodiment device shown in FIG. 1 and the conventional device shown in FIG. 7 is that a notch filter 16 and a switch 18 are added in front of the first FFT processor 4, and digital signals w(1) to W(N), a spectrum calculation means 12 and a maximum value detector 15 are added. The spectrum calculation means 12 includes a zero data addition layer 20. Second FFT processor 13. and a detector 14, and calculates the spectra of the digital signals w(1) to W(N) by the periodogram method.

切り替えa19.零データ追加層20.第2OFFTプ
ロセッサ13.検波器14.最大値検出器15.ノツチ
フィルタ16.及び切り替え器18はディジタル信号x
 (1)〜x(N)から妨害信号S2の到来方向を検出
し除去する動作を繰り返し行うための手段であって、以
下それらの動作について説明する。
Switch a19. Zero data additional layer 20. Second OFFT processor 13. Detector 14. Maximum value detector 15. Notch filter 16. and the switch 18 receives the digital signal x
This is a means for repeatedly performing the operation of detecting and removing the arrival direction of the interference signal S2 from (1) to x(N), and these operations will be explained below.

第3図は切り替え器19の詳細ブロック図である。第3
図において、22はカウンタ、23はスイッチ切り替え
装置である。切り替え器19は、A/D変換器3a〜3
Cから転送されるディジタル信号x (1)〜x(N)
、あるいは切り替え器18から転送される信号u (1
)〜u (N)のいずれかを選択し、信号w (1)〜
w(N)として零データ追加器20に転送する。この選
択に上記カウンタ22とスイッチ切り替え装置23が用
いられる。カウンタ22は初期状態は零であり、信号x
 (11〜x(N)が切り替え器19に入力されると 
“1′ となる、スイッチ切り替え装置23はカウンタ
22が零であれば、信号x (1) w x(N)A(
信号w (1) 〜w(N)となるように結線し、カウ
ンタが零でなければ、信号u (1)〜u(N)が信号
w (1)〜W(N)になるように結線する。第4図は
零データ追加器20の詳細ブロック図である。第4図に
おいて、24はレジスタであり、切り替え器19から転
送される信号W(1)〜w(N)を記憶し、これに例え
ば(mN)個の零データを追加し、信号W(+) 〜w
(m N)を第2のFFTプロセッサ13へ転送する。
FIG. 3 is a detailed block diagram of the switch 19. Third
In the figure, 22 is a counter and 23 is a switch changeover device. The switch 19 connects the A/D converters 3a to 3.
Digital signal x (1) to x(N) transferred from C
, or the signal u (1
) ~ u (N), and the signal w (1) ~
It is transferred to the zero data adder 20 as w(N). The counter 22 and switch changeover device 23 are used for this selection. The initial state of the counter 22 is zero, and the signal x
(When 11~x(N) is input to the switch 19
If the counter 22 is zero, the switch switching device 23 receives the signal x (1) w x (N) A(
Connect so that the signal w (1) ~ w (N), and if the counter is not zero, connect so that the signal u (1) ~ u (N) becomes the signal w (1) ~ W (N) do. FIG. 4 is a detailed block diagram of the zero data adder 20. In FIG. 4, 24 is a register that stores the signals W(1) to w(N) transferred from the switch 19, adds, for example, (mN) zero data to the signals W(+ ) ~w
(m N) to the second FFT processor 13.

信号W(N + 1)〜w(m N)の内容は零である
The contents of the signals W(N+1) to w(mN) are zero.

このような零データを追加したデータを用いてFFTを
行うと、周波数軸上でデータを補間することに相当し、
零データを追加せずにFFTを行うよりも、零データを
追加してFFTを行って方がより緻密なスペクトルが計
算される。
Performing FFT using data with such zero data added corresponds to interpolating data on the frequency axis,
A more precise spectrum is calculated by performing FFT with zero data added than by performing FFT without adding zero data.

第2のFFTプロセッサ13がその内部で実施する演算
は第1OFFTプロセツサ4が実施する演算と全く同等
であって、ディジタル信号w(1)〜w(m N)のス
ペクトルy (1) 〜y(m N)を生成して、これ
らを検波器14に転送する。検波器14はy(1)〜y
(mN)の絶対2乗値1 y(1) l 2〜l y(
mN)l 2を計算してこれらを最大値検出器i5へ転
送する。
The calculations carried out internally by the second FFT processor 13 are completely equivalent to the calculations carried out by the first OFFT processor 4, and are based on the spectra y (1) - y ( m N) and transfer them to the detector 14. The detector 14 is y(1) to y
(mN) absolute square value 1 y(1) l 2~l y(
mN) l 2 and transfer these to the maximum value detector i5.

いま、第1図に示すように本実施例のホログラフィック
レーダが受信する電波信号が目標信号s1(到来方向は
θ1)と妨害信号S2  (到来方向はθ2)の2つで
あり、妨害波信号S2の電力が目標信号S1のそれより
十分大きい場合を考えると、検波器14が出力するスペ
クトルの強度13F(1)12(i−1〜mN)の分布
は第11図に示すようになる。第1L図から明らかなよ
うに13’(i)12の最大値はI y(i 2) +
 2で与えられる。12は第(3)式より妨害信号の到
来角と対応しているから、12を検出すること、即ち1
yoN2の最大値を検出することが妨害信号の到来角を
検出することと等価になる。最大値検出器15は上に述
べた原理に基づいて妨害信号の到来方向を検出するもの
で、検波器14が転送したN個のスペクトル強度1y(
1)12(n=1〜N)の大小比較を実行して、最大の
スペクトル強度1y(]11月を検出し、+7(+2)
+2を与える周波数番号12を出力信号としてノツチフ
ィルタ16に転送する。
Now, as shown in FIG. 1, the holographic radar of this embodiment receives two radio signals: a target signal s1 (direction of arrival is θ1) and a jamming signal S2 (direction of arrival is θ2). Considering the case where the power of S2 is sufficiently larger than that of the target signal S1, the distribution of the spectrum intensity 13F(1)12 (i-1 to mN) output by the detector 14 is as shown in FIG. As is clear from Figure 1L, the maximum value of 13'(i)12 is I y(i 2) +
It is given by 2. Since 12 corresponds to the arrival angle of the interference signal according to equation (3), detecting 12, that is, 1
Detecting the maximum value of yoN2 is equivalent to detecting the arrival angle of the interfering signal. The maximum value detector 15 detects the arrival direction of the interference signal based on the principle described above, and detects the N spectrum intensities 1y(
1) Execute the magnitude comparison of 12 (n = 1 to N) and detect the maximum spectral intensity 1y (] November, +7 (+2)
Frequency number 12 giving +2 is transferred to the notch filter 16 as an output signal.

第5図はノツチフィルタ16の詳細ブロック図である。FIG. 5 is a detailed block diagram of the notch filter 16.

第5図において、25a、25b、25Cは複素乗算器
、26a、26b、26cは複素減算器、27は荷重計
算手段である。ノツチフィルタ16はA/D変換器3a
、3b、3cから転送されるディジタル信号x(1)〜
X(N)に、2回目からは切り替え器18から転送され
る信号u (1)〜U−(N)に第(4)式に示される
演算を施して信号u (1) 勢−1)を生成する。
In FIG. 5, 25a, 25b, and 25C are complex multipliers, 26a, 26b, and 26c are complex subtracters, and 27 is a load calculation means. Notch filter 16 is A/D converter 3a
, 3b, 3c, the digital signals x(1)~
From the second time onwards, the calculation shown in equation (4) is performed on the signals u (1) to U-(N) transferred from the switch 18 to X(N), and the signal u (1) -1) generate.

u(1)= x (i −!−1) −W−x(1)i
−1〜N−1・・・(4) 第(4)式に現われる減算はri素減算器26a、26
b、26 cによって実行され、乗算は複素乗算器25
a、・25b、25cによって実行される。例えば、u
 (1)は複素乗算器25aと複素減算器26aとが用
いられて生成される。複素乗算器26a。
u(1)=x(i-!-1)-W-x(1)i
-1 to N-1...(4) The subtraction appearing in equation (4) is performed by the ri prime subtractors 26a, 26
b, 26 c, and the multiplication is performed by complex multiplier 25
a, 25b, and 25c. For example, u
(1) is generated using a complex multiplier 25a and a complex subtracter 26a. Complex multiplier 26a.

26b、26cに印加される荷重は全て同じ荷重Wが用
いられ、荷重Wは荷重計算手段27により生成される。
The same load W is used for all the loads applied to 26b and 26c, and the load W is generated by the load calculation means 27.

荷重計算手段27は最大値検出器15が出力した信号で
ある周波数12に基づきその内部で第(5)式で示され
る演算を実行して荷重Wを生成する。
The load calculation means 27 generates the load W by internally executing the calculation shown in equation (5) based on the frequency 12 which is the signal output by the maximum value detector 15.

以上述べた演算をその内部で実行することにより、ノツ
チフィルタ16はディジタル信号x (1)〜x(N)
に含まれる妨害波信号S2を除去する。目標信号s1.
妨害信号S2は平面波であるから、ディジタル信号x 
(1)〜x(N)は次式によって表すことができる。
By executing the above-mentioned operations internally, the notch filter 16 converts the digital signals x(1) to x(N)
The interference wave signal S2 included in the interference wave signal S2 is removed. Target signal s1.
Since the interference signal S2 is a plane wave, the digital signal x
(1) to x(N) can be expressed by the following formula.

X (1)x  S、 o−Jafisinθ+   
     −jまたうεjslnθ”      −(
6)+ 32e n=1〜N 第(6)式において、第1項は目標信号SlO専受信の
結果表記される項であり、第2項は妨害信号S2の受信
の結果表記される項である。第2項に示されるexp 
[−jまたff sinθ2]なる位相項は、妨害信号
S2が各アンテナ素子1a〜1cに到来する時間遅れに
よる位相差を表したものである。
X (1)x S, o-Jafisinθ+
−j straddles εjslnθ” −(
6) + 32e n=1~N In equation (6), the first term is the term expressed as a result of receiving the target signal SlO only, and the second term is the term expressed as the result of receiving the interference signal S2. be. exp shown in the second term
The phase term [-j and ff sin θ2] represents the phase difference due to the time delay when the interference signal S2 arrives at each of the antenna elements 1a to 1c.

同様に、第1項に示される位相項は目標信号S1が各ア
ンテナ素子に到来する時間遅れによる位相差を表したも
のである。第(5)式、第(6)式を第(4)式−3e
ejλyc4tsthθc[81ユに4s+hθ−−−
2jf  ]、 ]3ユeJ2t−j’1jlrl9J
[、づλt−4Ls+nθx   −JllC4コ e i−1〜N−1・・・(7) さらに、第(7)式に第(2)式、第(3)式を代入す
ると第2項[]の中がOになり、第(8)式が得られる
Similarly, the phase term shown in the first term represents the phase difference due to the time delay when the target signal S1 arrives at each antenna element. Expressions (5) and (6) are converted to expression (4) -3e
ejλyc4tsthθc[4s+hθ--- for 81 units
2jf], ]3yueJ2t-j'1jlrl9J
[, λt-4Ls+nθx -JllC4ko e i-1~N-1...(7) Furthermore, by substituting equations (2) and (3) into equation (7), the second term [] becomes O, and formula (8) is obtained.

u(1)=[−ユt+−、−jユχ、+  ]  s、
、j4.B SrれθIi!i〜N−1・・・(8) 第(8)式に示されるように、信号u (1)には妨害
信号成分は含まれておらず、ノツチフィルタ16がディ
ジタル信号x(1)〜x(N)に含まれる妨害信号S2
成分を除去したことが分かる。これは第6図(a)に示
すようにアンテナ素子1a〜1cの受信利得を妨害信号
32.到来方向θ2に対して0になるように成形したこ
とに相当する。
u(1)=[-yut+-,-jyuχ,+]s,
, j4. B Srre θIi! i~N-1...(8) As shown in equation (8), the signal u(1) does not contain any interference signal component, and the notch filter 16 converts the digital signal x(1)~ Interfering signal S2 included in x(N)
It can be seen that the components have been removed. As shown in FIG. 6(a), this reduces the reception gain of the antenna elements 1a to 1c by the interference signal 32. This corresponds to shaping to be 0 with respect to the direction of arrival θ2.

上述したように、ノツチフィルタ16の出力信号u (
1)〜u(N)&よ妨害信号S2成分を除去するように
動作するが、1回のフィルタリングでは、妨害信号S2
成分の残りが多い。そのため、再度ノツチフィルタ16
に通す必要がある。
As mentioned above, the output signal u (
1)~u(N)&yo operates to remove the interference signal S2 component, but in one filtering, the interference signal S2
There are many remaining ingredients. Therefore, the notch filter 16
You need to pass it through.

また、1回のフィルタリングごとのノツチフィルタ16
の出力信号u(1)〜u(N)のスペクトル強度の最大
値も変化するので、ノツチフィルタ16の出力信号u(
1)〜u(N)をスペクトル計算手段12に転送する必
要がある。このため、切り替え器18は次の動作を行う
In addition, the notch filter 16 for each filtering
Since the maximum value of the spectral intensity of the output signals u(1) to u(N) of the notch filter 16 also changes, the output signal u(
1) ~u(N) must be transferred to the spectrum calculation means 12. Therefore, the switch 18 performs the following operation.

即ち、まずノツチフィルタ16の出力信号u (1)〜
u (N)は切り替え器18に転送される。第2図は切
り替え器18の詳細ブロック図である。第2図において
、20はカウンタ、21はスイッチ切り替え装置である
。カウンタ20は初期値は0であり、信号u(1)〜u
(N)が切り替え器1日に入力される度に1ずつ増加す
る。スイッチ切り替え装置21は、例えばカウンタ20
がPまでは切り換え器18に転送される信号u (1)
〜u(N)を切り換え器19とノツチフィルタ16に転
送するように結線し、カウンタ20がPを越えるとノツ
チフィルタ16から転送される信号u (11〜u(N
)を第1のFFTプロセッサ4に転送するように結線す
る。切り換え118から第1のFFTプロセッサ4に転
送される信号u (1)〜u(N)には、ノツチフィル
タ16の効果により妨害信号S2成分は含まれないから
、第1のFFTプロセッサ4が出力するスペクトルV(
1)の強度1v(1)12は第6図山)に示すようにな
る。
That is, first, the output signal u (1) of the notch filter 16 ~
u (N) is transferred to the switch 18. FIG. 2 is a detailed block diagram of the switch 18. In FIG. 2, 20 is a counter, and 21 is a switch changeover device. The initial value of the counter 20 is 0, and the signals u(1) to u
(N) is incremented by 1 each time it is input to the switch. The switch switching device 21 is, for example, a counter 20.
until P, the signal u (1) transferred to the switch 18
~u(N) is connected to the switch 19 and the notch filter 16, and when the counter 20 exceeds P, the signal u(11~u(N) is transferred from the notch filter 16.
) is connected to the first FFT processor 4. The signals u(1) to u(N) transferred from the switching 118 to the first FFT processor 4 do not contain the interference signal S2 component due to the effect of the notch filter 16, so the first FFT processor 4 outputs The spectrum V (
The intensity 1v(1)12 of 1) is as shown in Figure 6 (mountain).

第6図山)に示されるように、v (1)の強度IV(
1)+2には目標信号S1の電力が積分されて生じたス
ペクトルビーク6のみが現われ、目標信号S1を検出す
ることができる。
As shown in Figure 6), the intensity IV(
1) Only the spectral peak 6 generated by integrating the power of the target signal S1 appears at +2, and the target signal S1 can be detected.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によれば、妨害信号の到来を検
出してその方向にノツチが形成されるようにホログラフ
ィックレーダを構成したので、妨害信号を除去して精度
よく目標信号を検出できるという効果がある。
As described above, according to the present invention, the holographic radar is configured to detect the arrival of the interference signal and form a notch in that direction, so that the interference signal can be removed and the target signal can be detected with high accuracy. There is an effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一毒実施例によるホログラフィック
レーダを示すブロック図、第2図は該し一ダの切り替え
器の構成を示すブロック図、第3図は該レーダの第2の
切り替え器の構成を示すブロック図、第4図は該レーダ
の零データ追加器を示すブロック図、第5図は該レーダ
のノツチフィルタの構成を示す詳細ブロック図、第6図
(a)はノツチフィルタの受信利得を示す図、第6図(
b)はスイッチ強度分布の示す図、第7図は従来のホロ
グラフィックレーダの構成を示す図、第8図はホログラ
フィックレーダが形成するマルチビームを示す図、第9
図はスペクトル強度を示す図、第10図はペンシルビー
ムの拡大図、第11図はスペクトル強度を示す図である
。 1a〜IC・・・アンテナ素子、2a〜2C・・・受信
機、3a〜3C・・・A/D変換器、4・・・FFTプ
ロセッサ、5・・・ペンシルビーム、6,7・・・ピー
ク、8.9・・・サイドロープ、10・・・メインビー
ム、11・・・サイドローブ、12・・・スペクトル計
算手段、13・・・FFTプロセッサ、14・・・検波
器、15・・・最大値検出器、16・・・ノツチフィル
タ、18,19・・・切り替え器、20・・・カウンタ
、21・・・スイッチ切り替え装置、22・・・カウン
タ、23・・・スイフ切り替え装置、24・・・レジス
タ、25a〜25c・・・複素乗算器、26a〜26c
・・・複素減算器、27・・・荷重計算手段。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing a holographic radar according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the first switching device, and FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the second switching device of the radar. 4 is a block diagram showing the zero data adder of the radar, FIG. 5 is a detailed block diagram showing the structure of the notch filter of the radar, and FIG. 6(a) is a block diagram of the notch filter. A diagram showing reception gain, Fig. 6 (
b) is a diagram showing the switch intensity distribution, FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a conventional holographic radar, FIG. 8 is a diagram showing the multi-beam formed by the holographic radar, and FIG.
The figure shows the spectral intensity, FIG. 10 is an enlarged view of the pencil beam, and FIG. 11 is a diagram showing the spectral intensity. 1a to IC...Antenna element, 2a to 2C...Receiver, 3a to 3C...A/D converter, 4...FFT processor, 5...Pencil beam, 6, 7... Peak, 8.9... Side lobe, 10... Main beam, 11... Side lobe, 12... Spectrum calculation means, 13... FFT processor, 14... Detector, 15... - Maximum value detector, 16... Notch filter, 18, 19... Switcher, 20... Counter, 21... Switch switching device, 22... Counter, 23... Swift switching device, 24...Register, 25a-25c...Complex multiplier, 26a-26c
...Complex subtractor, 27...Load calculation means. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数個のアンテナ素子と、該アンテナ素子に接続
された複数個の受信機と、該受信機に接続された複数個
のA/D変換器と、該A/D変換器から出力されるディ
ジタル信号を高速フーリエ変換するFFT演算手段とを
備え、受信信号をディジタル処理して受信信号に含まれ
る妨害信号を除去するようにしたホログラフィックレー
ダにおいて、 上記ディジタル信号に零データを追加する零データ追加
手段と、 該零データの追加されたディジタル信号を入力して、該
ディジタル信号のスペクトルを計算するスペクトル計算
手段と、 該スペクトル計算手段が出力する複数の信号を入力して
該出力信号の最大値を検出する最大値検出手段と、 上記FFT演算手段の前段に挿入され、上記最大値検出
手段の検出結果に応じて上記A/D変換器から出力され
るディジタル信号に含まれる特定の周波数成分を除去す
るノッチフィルタと、このノッチフィルタの出力信号を
、処理開始後所定サイクル数の間は該ノッチフィルタ及
び零データ追加手段に、上記所定サイクル数経過後は上
記FFT演算手段に出力する第1の切り替え手段と、 処理開始後第1サイクルにおいては上記A/D変換器か
ら出力されるディジタル信号を上記零データ追加手段に
入力し、第2サイクル以降においては上記第1の切り替
え手段の出力を上記零データ追加手段に入力する第2の
切り替え手段とを備えたことを特徴とするホログラフィ
ックレーダ。
(1) A plurality of antenna elements, a plurality of receivers connected to the antenna elements, a plurality of A/D converters connected to the receivers, and a plurality of A/D converters output from the A/D converters. A holographic radar is equipped with FFT calculation means for performing fast Fourier transform on a digital signal, and is configured to digitally process a received signal to remove interference signals contained in the received signal. data addition means; spectrum calculation means for inputting the digital signal to which the zero data has been added and calculating the spectrum of the digital signal; and inputting a plurality of signals output by the spectrum calculation means for calculating the spectrum of the output signal. maximum value detection means for detecting a maximum value; and a specific frequency included in the digital signal that is inserted before the FFT calculation means and output from the A/D converter according to the detection result of the maximum value detection means. a notch filter for removing the component; and a notch filter for outputting the output signal of the notch filter to the notch filter and the zero data addition means for a predetermined number of cycles after the start of processing, and to the FFT calculation means after the elapse of the predetermined number of cycles. In the first cycle after the start of processing, the digital signal output from the A/D converter is input to the zero data addition means, and in the second cycle and thereafter, the output of the first switching means is inputted to the zero data addition means. and second switching means for inputting the zero data adding means to the zero data adding means.
(2)上記スペクトル計算手段は、上記零データの追加
されたディジタル信号を高速フーリエ変換するFFT演
算手段と、該FFT演算手段が出力する信号の絶対二乗
値を計算する計算手段とからなるものであることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のホログラフィックレ
ーダ。
(2) The spectrum calculation means is comprised of an FFT calculation means for fast Fourier transforming the digital signal to which the zero data has been added, and a calculation means for calculating the absolute square value of the signal output by the FFT calculation means. A holographic radar according to claim 1, characterized in that:
(3)上記第1の切り替え手段は、上記ノッチフィルタ
からのディジタル信号が入力する回数をカウントするす
るカウンタと、該カウント値によってスイッチを切り替
え制御するスイッチ切り替え装置とを有するものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載
のホログラフィックレーダ。
(3) The first switching means includes a counter that counts the number of times the digital signal from the notch filter is input, and a switch switching device that controls switching of the switch based on the count value. A holographic radar according to claim 1 or 2.
(4)上記第2の切り替え手段は、上記A/D変換器の
出力信号が入力する回数をカウントするカウンタと、該
カウント値によってスイッチを切り替え制御するスイッ
チ切り替え装置とを有するものであることを特徴とする
特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載の
ホログラフィックレーダ。
(4) The second switching means has a counter that counts the number of times the output signal of the A/D converter is input, and a switch switching device that controls switching of the switch based on the count value. A holographic radar according to any one of claims 1 to 3.
JP1159187A 1987-01-20 1987-01-20 Holographic radar Pending JPS63179273A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02285276A (en) * 1989-04-27 1990-11-22 Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency Electron scanning array antenna
FR2736726A1 (en) * 1989-12-28 1997-01-17 Thomson Csf Real time Detector/Locator System for RF Signals
US7525479B2 (en) * 2006-01-23 2009-04-28 Murata Manufacturing Co., Ltd. Radar apparatus

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