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JPS646705B2 - - Google Patents
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JPS646705B2 - - Google Patents

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JPS646705B2
JPS646705B2 JP55158715A JP15871580A JPS646705B2 JP S646705 B2 JPS646705 B2 JP S646705B2 JP 55158715 A JP55158715 A JP 55158715A JP 15871580 A JP15871580 A JP 15871580A JP S646705 B2 JPS646705 B2 JP S646705B2
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JP
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signal
clutter
output
frequency
circuit
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Takashi Ibe
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S13/00Systems 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
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアンスタガ方式のパルスドツプラレー
ダに関し、受信信号中の目標信号以外の不要信号
を抑圧し、目標信号の検出を可能にするクラツタ
抑圧装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an unstaggered pulse Doppler radar, and more particularly to a clutter suppression device that suppresses unnecessary signals other than a target signal in a received signal and enables detection of the target signal.

レーダ受信信号の中には目標信号以外に不要な
受信信号(たとえば大地、山岳等からの反射受信
信号、海面からの反射受信信号、雨雲等からの反
射受信信号、等々;以下これら不要受信信号をク
ラツタ信号と呼ぶ)が含まれているため、これら
クラツタ信号により目標信号検出が不可能になつ
たり、あるいは目標信号以外に目標信号と誤つて
クラツタ信号を検出したりする場合が生じる。こ
のためレーダ装置においては、従来より、クラツ
タ信号を除去あるいは減少させる種々の技術が採
用されている。それらの代表例として移動目標表
示装置(Moving Target Indicator:以下MTI
装置と呼ぶ)があり、さらに近年ではFFT(Fast
Fourier Tvansform)フイルタや帯域通過フイ
ルタ(以下バンドパスフイルタと呼ぶ)を用いた
ドツプラプロセツサ(Doppler Processor)が用
いられてきている(たとえばR.O′Donnell、C.
Muehe、M.Labitt and L.Cartledge
“ADVANCED SIGNAL PROCESSING FOR
AIRPORT SURVEILLANCE RADARS”
EASCON―74 Record、1974、PP71―71F)。
In addition to the target signal, radar received signals include unnecessary received signals (for example, reflected received signals from the earth, mountains, etc., reflected received signals from the sea surface, reflected received signals from rain clouds, etc.; hereinafter, these unnecessary received signals are These clutter signals may make it impossible to detect the target signal, or the clutter signal may be mistakenly detected as a target signal other than the target signal. For this reason, various techniques for removing or reducing clutter signals have been employed in radar devices. A typical example of these is a Moving Target Indicator (MTI).
In recent years, FFT (Fast
Doppler processors using Fourier Tvansform filters and bandpass filters (hereinafter referred to as bandpass filters) have been used (for example, RO'Donnell, C.
Muehe, M. Labitt and L. Cartledge.
“ADVANCED SIGNAL PROCESSING FOR
AIRPORT SURVEILLANCE RADARS”
EASCON-74 Record, 1974, PP71-71F).

MTI装置は大地、山岳、建物等からの反射受
信信号(以下固定クラツタ信号と呼ぶ)を除去
し、さらに移動している航空機、船舶、車両等
(以下ターゲツトと呼ぶ)からの反射受信信号
(以下ターゲツト信号と呼ぶ)のパワを高めるこ
とによりターゲツト信号パワ対クラツタ信号パワ
(以下S/C比と呼ぶ)を増大させることによつ
て固定クラツタ中のターゲツトを検出する装置で
あるが、従来のパルスレーダ装置に使用されてき
たMTI装置は固定クラツタ信号以外のクラツタ
信号(たとえば海面クラツタ信号、雨雲クラツタ
信号等;以下移動クラツタ信号と呼ぶ)中のター
ゲツト及び固定クラツタ中をレーダ装置に対して
接線方向に移動するターゲツト、固定クラツタ中
を低速で移動するターゲツトなどに対してはほと
んどターゲツトを検出することができないという
欠点を有している。
The MTI device removes reflected reception signals from the ground, mountains, buildings, etc. (hereinafter referred to as fixed clutter signals), and also removes reflected reception signals (hereinafter referred to as targets) from moving aircraft, ships, vehicles, etc. (hereinafter referred to as targets). This device detects a target in fixed clutter by increasing the target signal power to clutter signal power (hereinafter referred to as the S/C ratio) by increasing the power of the target signal. The MTI device used in radar equipment detects targets in clutter signals other than fixed clutter signals (for example, sea surface clutter signals, rain cloud clutter signals, etc.; hereinafter referred to as moving clutter signals) and fixed clutter signals in a tangential direction to the radar equipment. This method has the disadvantage that it is almost impossible to detect targets that move rapidly or move slowly through fixed clutter.

一方、ドツプラプロセツサはFFTフイルタ、
あるいは複数個のバンドパスフイルタをこれまで
のMTI消去器(以下キヤンセラと呼ぶ)の代わ
り、又はキヤンセラの後段に設けた構成をとつて
いる。そしてそのフイルタ特性によりターゲツト
信号とクラツタ信号をそのドツプラ周波数の差に
よつて分離しターゲツトの検出を行なうものであ
り、次のような点で上記MTI装置に比べすぐれ
た性能をもつている。すなわちMTI装置では移
動クラツタ信号中のターゲツト信号の検出はほと
んど不可能であつたが、ドツプラプロセツサの場
合は、受信信号のドツプラ周波数の差によつてク
ラツタ信号とターゲツト信号を分離し、ターゲツ
トの検出を行なうため固定クラツタ信号中のター
ゲツト検出能力に加え、移動クラツタ信号のもつ
ドツプラ周波数がほぼ同じである場合を除き、そ
の中にあるターゲツトの検出も可能となる。また
キヤンセラを持たないドツプラプロセツサの場合
はそのフイルタ特性によりターゲツトの半径方向
速度がゼロに近づいてもMTI装置の場合と異な
りターゲツトのパワが極端におちることはない。
第1図a及びbにMTI装置及びドツプラプロセ
ツサの周波数応答特性(あるいは速度応答特性)
の例を示す。図中、Tはパルス繰り返し周期を示
す。
On the other hand, Dotsupura processor uses FFT filter,
Alternatively, a configuration is adopted in which a plurality of bandpass filters are provided in place of the conventional MTI canceler (hereinafter referred to as a canceller) or in a subsequent stage of the canceller. The filter characteristics are used to separate the target signal and clutter signal based on the difference in their Doppler frequencies, and the target is detected.It has superior performance compared to the above-mentioned MTI device in the following respects. In other words, with an MTI device, it is almost impossible to detect a target signal in a moving clutter signal, but with a Doppler processor, the clutter signal and target signal are separated based on the difference in the Doppler frequency of the received signal, and the target signal is detected. In addition to the ability to detect targets in fixed clutter signals, it is also possible to detect targets in moving clutter signals, unless the Doppler frequencies of the moving clutter signals are approximately the same. Furthermore, in the case of a Doppler processor that does not have a canceller, the power of the target does not drop drastically, unlike in the case of an MTI device, even if the radial velocity of the target approaches zero due to its filter characteristics.
Figures 1a and b show the frequency response characteristics (or speed response characteristics) of the MTI device and Doppler processor.
Here is an example. In the figure, T indicates the pulse repetition period.

上述したようにドツプラプロセツサはMTI装
置の欠点をいくつかの点で補なつているが、ドツ
プラプロセツサにおいても移動クラツタ信号のも
つドツプラ周波数とターゲツト信号のもつドツプ
ラ周波数の差がゼロに近づく(例えば固定クラツ
タ中のターゲツト信号のもつドツプラ周波数がゼ
ロに近づく)につれ十分なターゲツト検出能力を
得ることができなくなつてくる。この場合すでに
述べたドツプラプロセツサの利点をいかしなが
ら、ターゲツトの検出を行なうためにはドツプラ
プロセツサに用いられているFFTフイルタやバ
ンドパスフイルタの周波数分解能を高めることが
必要となつてくる。このことは後で詳しく述べ
る。しかるに周波数分解能を高めるためには
FFTのポイント数又はバンドパスフイルタの次
数を増やすことが必要となり、このことはドツプ
ラプロセツサのハードウエアが複雑でかつ規模が
大きくなることを意味している。
As mentioned above, Doppler processors compensate for the drawbacks of MTI devices in several ways, but Doppler processors also eliminate the difference between the Doppler frequency of the moving clutter signal and the Doppler frequency of the target signal to zero. As the Doppler frequency of the target signal in the fixed clutter approaches zero (for example, as the Doppler frequency of the target signal in the fixed clutter approaches zero), it becomes impossible to obtain sufficient target detection ability. In this case, in order to detect the target while taking advantage of the advantages of the Doppler processor mentioned above, it is necessary to increase the frequency resolution of the FFT filter and bandpass filter used in the Doppler processor. . This will be discussed in detail later. However, in order to increase the frequency resolution,
It becomes necessary to increase the number of FFT points or the order of the bandpass filter, which means that the hardware of the Doppler processor becomes more complex and larger.

また、FFTのポイント数やバンドパスフイル
タの次数を増すことにより、1度フイルタ出力が
得られてから次の出力が得られるまでの間隔が長
くなる場合も考えられる。これは、たとえばN点
のFFTを考えた時にレーダのNスイープ分の受
信信号毎にFFTの処理結果が得られるような場
合(たとえばGERALD O′LEARY、
“Nonrecursive Digital Filtering Using
Cascade Fast Fourier Transformers”IEEE
TRANS.AUDIO & ELECTRO
ACOUSTICS vol.AU;18 No.2 June 1970)
である。
Furthermore, by increasing the number of FFT points or the order of the bandpass filter, it is conceivable that the interval from when one filter output is obtained to when the next output is obtained becomes longer. For example, when considering N-point FFT, the FFT processing result can be obtained for each received signal for N sweeps of the radar (for example, GERALD O'LEARY,
“Nonrecursive Digital Filtering Using
Cascade Fast Fourier Transformers”IEEE
TRANS.AUDIO & ELECTRO
ACOUSTICS vol.AU;18 No.2 June 1970)
It is.

以下に具体例をあげて上記の点について更に説
明を行なう。
The above points will be further explained below by giving specific examples.

最初にドツプラプロセツサによるクラツタ信号
中のターゲツト検出について説明する。ドツプラ
プロセツサに用いられるフイルタとして4点
FFTを考え受信信号としてはターゲツト信号の
もつドツプラ周波数とクラツタ信号のもつドツプ
ラ周波数の比較的離れているものを考える。第2
図に4点FFTの周波数応答特性を示す。4点
FFTは第2図b〜eに示すような周波数応答特
性をもつ4つのバンドパスフイルタの合成された
ものと考えることができ、その合成特性は第2図
aに示すようになる。第2図におけるTはレーダ
装置のパルス装置のパルス繰り返し周期を表わ
す。bはn/T(n=0、1、2……)のドツプラ 周波数において、cはn/T+1/4T(n=0、1、 2……)のドツプラ周波数において、dはn/T+ 1/2T(n=0、1、2……)、eはn/T+3/4T(
n =0、1、2……)のドツプラ周波数において最
大のレスポンスを持つような周波数応答特性であ
り、各フイルタ出力をフイルタバンク出力と呼び
それぞれF0バンク出力、F1バンク出力、F2バン
ク出力、F3バンクと呼ぶことにする。
First, target detection in a clutter signal by the Doppler processor will be explained. 4 points as filters used in Dotsupura processors
Considering FFT, consider a received signal in which the Doppler frequency of the target signal and the Doppler frequency of the clutter signal are relatively far apart. Second
The figure shows the frequency response characteristics of a 4-point FFT. 4 points
The FFT can be considered to be a combination of four bandpass filters having frequency response characteristics as shown in FIG. 2 b to e, and the combined characteristics are as shown in FIG. 2 a. T in FIG. 2 represents the pulse repetition period of the pulse device of the radar device. b is at the Doppler frequency of n/T (n=0, 1, 2...), c is at the Doppler frequency of n/T+1/4T (n=0, 1, 2...), and d is n/T+1 /2T (n=0, 1, 2...), e is n/T+3/4T (
It has a frequency response characteristic that has the maximum response at the Doppler frequency of n = 0, 1, 2...), and each filter output is called a filter bank output, and is F 0 bank output, F 1 bank output, and F 2 bank output. Output, we will call it F3 bank.

上記FFTフイルタによりクラツタ信号中のタ
ーゲツト信号を抽出する様子を第3図に示す。第
3図aは数スイープにわたるクラツタ信号にうず
もれたターゲツト信号のAスコープ波形を表わ
し、310はターゲツト信号、311はクラツタ
信号を表わすものとする。今、ターゲツトのドツ
プラ周波数が1/2Tであり、一方クラツタは移
動クラツタで、そのドツプラ周波数は1/4Tの
近傍で、毎スイープごとに変動するものとすると
クラツタが移動クラツタであることから従来の
MTIではほとんどターゲツトの検出ができない。
しかるにこのとき4点FFTのF0,F1,F2,F3
各フイルタバンク出力はそれぞれb,c,d,e
のようになりF2バンク出力dにおいてターゲツ
ト信号340が検出されている。これは第2図b
〜eからわかるようにターゲツト信号のドツプラ
周波数が1/2Tであることから、ターゲツト信
号は4点FFTのF2バンク出力第3図dにのみ現
われ、他のフイルタバンク出力には現われてこな
いためであり、一方クラツタ信号のドツプラ周波
数は毎スイープ毎に変動することから、すべての
フイルタバンク出力にクラツタ信号成分は現われ
てくるがその変動が1/4Tのドツプラ周波数近
傍であることから、そのエネルギーのほとんどが
F1バンク出力第3図cに現われてくるためであ
る。
FIG. 3 shows how the target signal is extracted from the clutter signal using the FFT filter. FIG. 3a shows an A-scope waveform of a target signal submerged in a clutter signal over several sweeps, where 310 represents the target signal and 311 represents the clutter signal. Now, if the Doppler frequency of the target is 1/2T, and the clutter is a moving clutter, and its Doppler frequency is around 1/4T and fluctuates for each sweep, the clutter is a moving clutter, so the conventional
MTI can hardly detect targets.
However, in this case, each filter bank output of F 0 , F 1 , F 2 , F 3 of the 4-point FFT is b, c, d, e, respectively.
The target signal 340 is detected at the F2 bank output d. This is Figure 2b
As can be seen from ~e, the Doppler frequency of the target signal is 1/2T, so the target signal appears only in the F2 bank output of the 4-point FFT in Figure 3d, and does not appear in the other filter bank outputs. On the other hand, since the Doppler frequency of the clutter signal changes with each sweep, the clutter signal component appears in all filter bank outputs, but since the fluctuation is near the Doppler frequency of 1/4T, its energy most of
This is because the F1 bank output appears in Figure 3c.

このように4点FFTを行なうことにより異な
つたフイルタバンク出力としてターゲツト信号と
クラツタ信号を分離することができ、たとえば
F3バンク出力第3図dのみをドツプラプロセツ
サの出力として取り出したとすると、4点FFT
によりクラツタの抑圧が行なわれたことになりク
ラツタ信号にうずもれていたターゲツト信号の検
出が可能となる。このようにドツプラプロセツサ
によるクラツタ信号の抽出は、クラツタ信号のも
つドツプラ周波数と、ターゲツト信号のもつドツ
プラ周波数の相対的な差を利用して行なうため、
MTI装置のように固定クラツタ信号に対しての
みでなく移動クラツタ信号中のターゲツト検出に
対しても有効である。
By performing four-point FFT in this way, it is possible to separate the target signal and clutter signal as different filter bank outputs, for example.
F 3 bank output If only d in Figure 3 is taken out as the output of the Doppler processor, then the 4-point FFT
This means that clutter has been suppressed, and the target signal hidden in the clutter signal can be detected. In this way, the Doppler processor extracts the clutter signal by using the relative difference between the Doppler frequency of the clutter signal and the Doppler frequency of the target signal.
It is effective not only for fixed clutter signals like the MTI device, but also for target detection in moving clutter signals.

次にクラツタ信号のもつドツプラ周波数とター
ゲツト信号のもつドツプラ周波数の差がゼロに近
づいた場合にターゲツトの検出を有効に行なうた
めには、ドツプラプロセツサに用いられている
FFTあるいはバンドパスフイルタの周波数分解
能を高める必要があることについて述べる。第3
図の場合に比べてターゲツトのドツプラ周波数が
クラツタのそれに近づいた場合、4点FFTフイ
ルタでは十分なターゲツト検出ができない様子を
第4図に示す。第4図aは第3図aと同じAスコ
ープ波形であるが、ターゲツトのドツプラ周波数
は1/2Tからずれて1/4Tに近い値をとつてい
るものとする。このとき4点FFTのF0,F1,F2
F3の各フイルタバンク出力はそれぞれ第4図b,
c,d,eのようになる。
Next, in order to effectively detect the target when the difference between the Doppler frequency of the clutter signal and the Doppler frequency of the target signal approaches zero, it is necessary to
We will discuss the need to improve the frequency resolution of FFT or bandpass filters. Third
FIG. 4 shows how the four-point FFT filter cannot detect the target sufficiently when the Doppler frequency of the target approaches that of Clutter compared to the case shown in the figure. FIG. 4a shows the same A-scope waveform as FIG. 3a, but assume that the Doppler frequency of the target has shifted from 1/2T and is close to 1/4T. At this time, the four-point FFT F 0 , F 1 , F 2 ,
The outputs of each filter bank of F3 are shown in Fig. 4b, respectively.
c, d, e.

第2図b,c,d,eからわかるように、ター
ゲツト信号のドツプラ周波数が1/2Tからはず
れると、F2バンク出力中のターゲツト信号の振
幅が減少しそれにともないF0,F1,F3バンク出
力中にもターゲツト信号成分が含まれてくるよう
になる。そしてターゲツトのドツプラ周波数が
1/4Tに近づくと今までF2バンクにのみ現われてい たターゲツト信号のエネルギーのほとんどがF1
バンク出力に現われることになる。一方、クラツ
タ信号は第3図と同じものであるのでクラツタ信
号のエネルギも第3図cと同様そのほとんどが
F1バンク出力に現われてくる。したがつてF1
ンク出力第4図cにおけるS/C比は受信信号4
01のS/C比に比べほとんど改善されないこと
になりこのような場合は第3図c,dのように異
なつたフイルタバンク出力としてターゲツト信号
とクラツタ信号を分離することはできず、クラツ
タ信号にうずもれていたターゲツト信号の検出は
不可能となる。このような場合、両者を分離する
ためにはドツプラプロセツサに用いられるFFT
のポイント数を上げるか、これまでよりも通過帯
域幅のせまいバンドパスフイルタを数多く設ける
必要がある。こうすることによつてターゲツトの
ドツプラ周波数が1/2Tから1/4Tに近づいて
も、ターゲツト信号のエネルギーはクラツタ信号
成分のほとんどが現われているフイルタバンク出
力に現われてくる前に1/2Tと1/4Tの間のあ
る周波数において最大の応答特性をもつようなフ
イルタバンクの出力として現われる。したがつて
クラツタ信号のエネルギーが集中するフイルタバ
ンク出力と、ターゲツト信号のエネルギーが集中
するフイルタバンク出力が異なるため第3図c,
dと同様クラツタ信号とターゲツト信号の分離を
することができ、4点FFTの場合は検出不可能
なドツプラ周波数をもつたターゲツトも検出可能
となる。この様子を第5図、第6図を用いて説明
する。
As can be seen from Fig. 2 b, c, d, and e, when the Doppler frequency of the target signal deviates from 1/2T, the amplitude of the target signal in the F2 bank output decreases, and accordingly, F 0 , F 1 , F The target signal component will also be included in the 3- bank output. When the Doppler frequency of the target approaches 1/4T, most of the energy of the target signal that previously appeared only in the F2 bank is transferred to the F1 bank.
It will appear on the bank output. On the other hand, since the clutter signal is the same as in Figure 3, most of the energy of the clutter signal is the same as in Figure 3c.
Appears on the F1 bank output. Therefore, the S/C ratio at the F1 bank output Fig. 4c is the received signal 4
In this case, the target signal and clutter signal cannot be separated as different filter bank outputs as shown in Figure 3 c and d, and the clutter signal It becomes impossible to detect the hidden target signal. In such cases, FFT used in Doppler processors can be used to separate the two.
Either it is necessary to increase the number of points in the filter, or it is necessary to provide a larger number of bandpass filters with narrower passband widths than before. By doing this, even if the Doppler frequency of the target approaches 1/2T to 1/4T, the energy of the target signal will reach 1/2T before it appears at the filter bank output where most of the clutter signal components appear. It appears as the output of a filter bank that has a maximum response characteristic at a certain frequency between 1/4T. Therefore, since the filter bank output where the energy of the clutter signal is concentrated and the filter bank output where the energy of the target signal is concentrated are different,
As in d, the clutter signal and target signal can be separated, and in the case of 4-point FFT, targets with undetectable Doppler frequencies can also be detected. This situation will be explained using FIGS. 5 and 6.

第5図は4点FFTよりも周波数特性として8
点FFTの周波数応答特性を示したものである。
8点FFTは第5図a〜hに示すような特性をも
つた8つのバンドパスフイルタの合成されたもの
と考えることができ4点FFTに比べ周波数分解
能が2倍になつたものと考えられる。第5図にお
けるTは第2図と同様パルス繰り返し周期を表わ
す。このとき第5図aはl/T(l=0、1、2、 ……)、bはl/T+1/8T(l=0、1、2、……)
、 cはl/T+1/4T(l=0、1、2、……)、dは l/T+3/8T(l=0、1、2、……)、eはl/T
+ 1/2T(l=0、1、2、……)、fはl/T+5/8T (l=0、1、2、……)、gはl/T+3/4T(l= 0、1、2、……)、hはl/T+7/8T(l=0、 1、2、……)、のそれぞれのドツプラ周波数に
おいて最大のレスポンスを与える周波数応答特性
であり各フイルタ出力を第2図と同様F0バンク
出力、F1バンク出力、F2バンク出力、F3バンク
出力、F4バンク出力、F5バンク出力、F6バンク
出力、F7バンク出力と呼ぶことにする。
Figure 5 shows the frequency characteristic of 8 compared to the 4-point FFT.
This shows the frequency response characteristics of point FFT.
The 8-point FFT can be thought of as a combination of 8 bandpass filters with the characteristics shown in Figure 5 a to h, and can be considered to have twice the frequency resolution compared to the 4-point FFT. . T in FIG. 5 represents the pulse repetition period as in FIG. 2. At this time, Fig. 5 a shows l/T (l=0, 1, 2, ...), and b shows l/T+1/8T (l=0, 1, 2, ...)
, c is l/T+1/4T (l=0, 1, 2,...), d is l/T+3/8T (l=0, 1, 2,...), e is l/T
+ 1/2T (l=0, 1, 2,...), f is l/T+5/8T (l=0, 1, 2,...), g is l/T+3/4T (l= 0, 1 . Similarly, we will call them F 0 bank output, F 1 bank output, F 2 bank output, F 3 bank output, F 4 bank output, F 5 bank output, F 6 bank output, and F 7 bank output.

このとき第3図の場合と同様にターゲツトのド
ツプラ周波数が1/2T、クラツタのドツプラ周
波数が1/4T付近である場合を考えると8点
FFTの場合、ターゲツト信号はF4バンク出力に
のみ表われ、クラツタ信号はそのエネルギーのほ
とんどがF2バンク出力に表われる。第4図の場
合と同様にクラツタ信号はそのままでターゲツト
のドツプラ周波数が1/2Tからはずれて1/4T
に近い値をとる場合を考える。ターゲツトのドツ
プラ周波数が1/2Tからはずれると4点FFTの
場合と同様にF4バンク出力中のターゲツト信号
の振幅が減少し、すべての周波数バンク出力中に
ターゲツト信号成分が含まれるようになるがター
ゲツトのドツプラ周波数がさらに1/4Tに近づ
き3/8Tになると8点FFTではこの周波数の最
大の応答を与える特性をもつフイルタバンクがあ
るためターゲツト信号はこのF3バンク出力のみ
に現われるようになる。
In this case, as in the case of Figure 3, if we consider the case where the Doppler frequency of the target is 1/2T and the Doppler frequency of the clutter is around 1/4T, the score is 8 points.
In the case of FFT, the target signal appears only at the F4 bank output, and most of the clutter signal's energy appears at the F2 bank output. As in the case of Figure 4, the clutter signal remains the same, but the target Doppler frequency deviates from 1/2T to 1/4T.
Consider the case where the value is close to . When the Doppler frequency of the target deviates from 1/2T, the amplitude of the target signal in the F4 bank output decreases, as in the case of 4 - point FFT, and the target signal component comes to be included in all frequency bank outputs. When the Doppler frequency of the target approaches 1/4T and reaches 3/8T, the target signal will appear only at the output of this F3 bank because there is a filter bank with characteristics that gives the maximum response at this frequency in the 8-point FFT. .

一方、クラツタ信号はそのエネルギーのほとん
どが、最大の応答を与える周波数が4点FFTの
F1バンクと同じF2バンク出力に現われるため、
8点FFTの場合はF2バンク出力としてクラツタ
及びターゲツト信号をそれぞれ分離することがで
きるようになる。すなわち4点FFTのかわりに
8点FFTのようなより周波数分解能の高いフイ
ルタを用いることにより4点FFTでは不可能で
あつたターゲツトの検出が可能となる。第6図は
この状態における各フイルタバンク出力であり、
aが入力信号で、これは第3図a、第4図aにお
けるターゲツト信号のドツプラ周波数が変わつた
だけのものである。第6図b〜iはそれぞれF0
バンク出力、F1バンク出力、F2バンク出力、F3
バンク出力、F4バンク出力、F5バンク出力、F6
バンク出力、F7バンク出力を表わし、640,
650がそれぞれ分離されたクラツタ信号とター
ゲツト信号である。ターゲツトのドツプラ周波数
が3/8Tよりさらに小さくなり1/4Tに近づく
と4点FFTの例で説明したと同様クラツタとタ
ーゲツトの分離が困難になり、さらに周波数分解
能の高いフイルタが必要となつてくる。
On the other hand, most of the energy of the clutter signal is at the frequency that gives the maximum response in the 4-point FFT.
Because it appears in the same F 2 bank output as F 1 bank,
In the case of 8-point FFT, the clutter and target signals can be separated as F2 bank outputs. That is, by using a filter with higher frequency resolution, such as an 8-point FFT, instead of a 4-point FFT, it becomes possible to detect targets that were not possible with the 4-point FFT. Figure 6 shows the output of each filter bank in this state,
A is the input signal, which is the same as the target signal in FIGS. 3a and 4a, except that the Doppler frequency is changed. Figures 6 b to i are F 0 respectively.
Bank output, F 1 bank output, F 2 bank output, F 3
Bank output, F 4 bank output, F 5 bank output, F 6
Bank output, F 7 represents bank output, 640,
650 are the separated clutter signal and target signal, respectively. When the Doppler frequency of the target becomes even smaller than 3/8T and approaches 1/4T, it becomes difficult to separate the clutter from the target, as explained in the example of the 4-point FFT, and a filter with even higher frequency resolution becomes necessary. .

更に上記のようにドツプラプロセツサの周波数
分解能を高めるためにはハードウエアが複雑化す
る点について述べる。今、フイルタの例として
FFTを考えFFTのポイント数を上げることによ
つて周波数分解能を上げるものとする。FFTの
ポイント数をM(M=2m、m=1、2、……)と
し第7図にこのポイント数の実数入力に対する時
間間引き型FFT回路の例を示す(GERALD C.
O′LEARY “Nonrecursive Digital Filtering
Using Cascade Fast Fourier Transformers”
IEEE TRANSACTIONS ON AUDIO AND
ELECTROACOUSTICS vol.AU―18、No.2
JUNE 1970)。第7図は良く知られたバタフライ
回路を直列に接続したものであり、701,70
2,703はそれぞれ出力側より見て1段目、2
段目、m段目のバタフライ回路を示す。704,
705はm段目のバタフライ回路におけるメモリ
でありそれぞれ2m-1スイープ分のメモリ容量をも
つている。又706,707は加算器、708は
乗算器である。
Furthermore, we will discuss the point that the hardware becomes complicated in order to increase the frequency resolution of the Doppler processor as described above. Now, as an example of a filter
Consider FFT and increase the frequency resolution by increasing the number of FFT points. The number of FFT points is M (M = 2 m , m = 1, 2, ...), and Figure 7 shows an example of a time-decimated FFT circuit for a real number input with this number of points (GERALD C.
O′LEARY “Nonrecursive Digital Filtering
Using Cascade Fast Fourier Transformers”
IEEE TRANSACTIONS ON AUDIO AND
ELECTROACOUSTICS vol.AU―18, No.2
June 1970). Figure 7 shows a well-known butterfly circuit connected in series, with 701, 70
2 and 703 are the 1st stage and 2nd stage, respectively, when viewed from the output side.
The butterfly circuits of the stage and m-th stage are shown. 704,
705 is a memory in the m-th stage butterfly circuit, each having a memory capacity for 2 m-1 sweeps. Further, 706 and 707 are adders, and 708 is a multiplier.

この第7図の例においてFFTのポイント数を
NからN′(N′=2m+1、m=1、2、……)に増し
たときのハードウエアの増分を考えるとFFTポ
イント数が2mから2m+1となるのであるからバタフ
ライ回路が一段増えることになる。この追加され
たバタフライ回路の2つのスイープメモリのメモ
リ容量はそれぞれ2mスイープ分であり加算器、及
び乗算器の増分はそれぞれ2ケと1ケである。す
なわちFFTのポイント数が2倍になることによ
つてメモリが2m+1スイープ分(2×2m)、加算器、
乗算器がそれぞれ2ケ及び1ケ増すことになる。
今は実数入力を考えたが、一般にレーダ受信信号
は位相検波器のI、Q出力からなる複素数入力と
して処理されるので、この場合の増分は上記増分
に比べメモリが2倍、乗算器4倍、加算器3倍と
なりメモリが2m+2スイープ分、加算器が6ケ、乗
算器が4ケとなる。今、加算器や乗算器の増分は
メモリの増分に比べ小さいと考えられるのでメモ
リの増分に注目すると、第7図704あるいは7
05に相当するメモリのメモリ容量としては、振
幅量子化数をQビツト処理レンジ数をRとすると
さらに必要なメモリ容量は(R×Q×2m+2)ビツ
トとなる。すなわち周波数分解能を2倍にするた
めにこれだけのメモリを増す必要があり、特にm
が大のとき、すなわち多数点のFFTを比較的小
さなスペース、低消費電力で行なう場合に大きな
問題となつてくる。
In the example shown in Figure 7, considering the increase in hardware when increasing the number of FFT points from N to N'(N' = 2 m + 1 , m = 1, 2, ...), the number of FFT points will increase. Since the distance increases from 2 m to 2 m+1 , the number of butterfly circuits increases by one stage. The memory capacities of the two sweep memories of this added butterfly circuit are each for a 2 m sweep, and the increments of the adder and multiplier are 2 digits and 1 digit, respectively. In other words, by doubling the number of FFT points, the memory becomes 2 m + 1 sweeps (2 x 2 m ), an adder,
The number of multipliers increases by 2 and 1, respectively.
We considered a real number input, but the radar received signal is generally processed as a complex number input consisting of the I and Q outputs of a phase detector, so the increment in this case is twice the memory and four times the multiplier compared to the above increment. , the adder is tripled, the memory is for 2 m+2 sweeps, there are 6 adders, and 4 multipliers. Now, since the increment of adders and multipliers is considered to be smaller than the increment of memory, if we focus on the increment of memory, we can see 704 or 7 in Fig. 7.
Assuming that the number of amplitude quantization is Q bits and the number of processing ranges is R, the additional memory capacity required is (R×Q×2 m+2 ) bits. In other words, in order to double the frequency resolution, it is necessary to increase this amount of memory, especially for m
This becomes a big problem when FFT is large, that is, when performing multi-point FFT in a relatively small space and with low power consumption.

また第7図に示した回路においては各周波数バ
ンク出力がそろうまでにNスイープ分の時間を要
するが、これはNスイープ毎にしか各周波数バン
ク出力が得られないということであり、特に
FFTのポイント数が増えた場合に問題となつて
くる。
Furthermore, in the circuit shown in Fig. 7, it takes time for N sweeps to complete the outputs of each frequency bank, but this means that the outputs of each frequency bank can only be obtained every N sweeps.
This becomes a problem when the number of FFT points increases.

すなわち、従来のドツプラプロセツサのように
単にFFT処理やデイジタルフイルタの処理をす
るだけでは、クラツタのもつドツプラ周波数近傍
のドツプラ周波数に対してのみ高い周波数分解能
をもちクラツタのもつドツプラ周波数から十分離
れたドツプラ周波数については比較的低い周波数
分解能をもつようなフイルタを構成しているわけ
ではなく、すべての周波数領域にわたり周波数分
解能の高いフイルタを構成することになつている
ため、そのためのハードウエアが大規模、複雑に
なり、かつ出力データの更新される時間間隔も長
くなるという欠点がある。
In other words, if you simply perform FFT processing or digital filter processing like a conventional Doppler processor, it will have high frequency resolution only for Doppler frequencies near the Doppler frequency of Clutter, and will not be able to perform high frequency resolution sufficiently far from the Doppler frequency of Clutter. For Doppler frequencies, it is not necessary to construct a filter with relatively low frequency resolution, but rather to construct a filter with high frequency resolution over all frequency regions, so the hardware required for this purpose is large. The disadvantages are that the scale and complexity increase, and the time interval at which output data is updated becomes long.

本発明は前記ドツプラプロセツサにおいて、ク
ラツタのもつドツプラ周波数よりも十分離れたド
ツプラ周波数をもつターゲツトに対しては、フイ
ルタの周波数分解能を高めてもそれほど意味がな
く、周波数分解能を高める必要があるのはクラツ
タのもつドツプラ周波数付近のドツプラ周波数に
ついてだけで良いということに注目し、クラツタ
信号のもつドツプラ周波数近傍の周波数領域のみ
においてその近傍のターゲツト信号検出に十分な
ほど高い周波数分解能をもち、その他の領域にお
いてはこれに比べて低い周波数分解能をもつよう
なフイルタを構成することによりすべての周波数
領域にわたつて高い周波数分解をもつ多点フーリ
エ変換回路のようなフイルタを構成することに比
べハードウエアの規模を縮小し、さらにクラツタ
信号のもつドツプラ周波数から比較的離れたドツ
プラ周波数をもつターゲツト信号に対しては出力
信号を得るまでに要するスイープ数が少なくなる
ようなクラツタ抑圧装置を提供するものである。
In the Doppler processor of the present invention, increasing the frequency resolution of the filter does not make much sense for a target having a Doppler frequency that is sufficiently distant from the Doppler frequency of the clutter, and it is necessary to increase the frequency resolution. It is important to note that only the Doppler frequency near the Doppler frequency of the clutter signal is required, and the frequency resolution is high enough to detect the target signal in the vicinity only in the frequency region near the Doppler frequency of the clutter signal, and other By constructing a filter with a relatively low frequency resolution in the region of To provide a clutter suppression device that reduces the scale of the signal and further reduces the number of sweeps required to obtain an output signal for a target signal having a Doppler frequency relatively far from the Doppler frequency of the clutter signal. be.

上記目的を達成するため本発明によるクラツタ
抑圧装置は、入力レーダ受信信号をA/D変換す
るA/D変換器と、前記A/D変換器の出力を入
力とし離散的フーリエ変換の演算を行う離散的フ
ーリエ変換回路と、前記A/D変換器の出力を入
力とし前記離散的フーリエ変換回路の各フイルタ
バンクがもつ通過帯域幅よりもせまい通過帯域幅
をもち最大の応答を与える周波数をクラツタのド
ツプラ周波数情報に応じてクラツタのドツプラ周
波数に近接する周波数に変えることができる複数
のバンドパスフイルタと、前記離散的フーリエ変
換回路の出力を受けクラツタのドツプラ周波数情
報に応じてクラツタのドツプラ周波数を含むフイ
ルタバンク出力を禁止し他のフイルタバンク出力
を出力するビデオ選択回路と、前記バンドパスフ
イルタの出力と前記ビデオ選択回路の出力を入力
し両者の振幅の合成を行ない合成された信号を出
力するビデオ合成回路とを備えて成ることを特徴
とする。
In order to achieve the above object, a clutter suppression device according to the present invention includes an A/D converter that A/D converts an input radar reception signal, and performs a discrete Fourier transform operation using the output of the A/D converter as input. The output of the discrete Fourier transform circuit and the A/D converter is used as an input, and the frequency that provides the maximum response is selected as a frequency that has a narrower pass band width than that of each filter bank of the discrete Fourier transform circuit. a plurality of bandpass filters capable of changing the frequency to a frequency close to the Doppler frequency of Clutter according to Doppler frequency information; and a plurality of bandpass filters that receive the output of the discrete Fourier transform circuit and include the Doppler frequency of Clutter according to the Doppler frequency information of Clutter. a video selection circuit that inhibits filter bank output and outputs other filter bank output; and a video that inputs the output of the band pass filter and the output of the video selection circuit, synthesizes the amplitudes of both, and outputs the synthesized signal. and a synthesis circuit.

次に本発明の実施例について図面を参照して説
明する。第8図に本発明によるクラツタ抑圧装置
のブロツク図を示す。第8図において、801,
802は位相検波器からのI(In―phase)ビデ
オ、及びQ(Quadrature―phase)ビデオであり、
本発明の実施例は801及び802を入力とする
A/D変換器803及び804と、このA/D変
換器803及び804のNスイープ分の出力を入
力としN点の離算的フーリエ変換を行なうN点
FFT回路805と805からのNケのフイルタ
バンク出力を入力としコントロール信号809に
よりこのNケのフイルタバンク出力のうち任意の
フイルタバンク出力を選択して出力するビデオ選
択回路806と、外部からクラツタのドツプラ周
波数情報に関する信号807を受け前記ビデオ選
択回路806を制御するコントロール信号809
と以下に述べるバンドパスフイルタ811,81
2,813,814の周波数応答特性を変えるた
めのコントロール信号810を出力するコントロ
ール回路808と、A/D変換器803及び80
4の出力とコントロール信号810を入力としN
点FFT回路805よりもせまい通過帯域幅をも
ちコントロール信号810により最大の応答を与
える周波数を変えることができるようなバンドパ
スフイルタ811,812,813,814と、
ビデオ選択回路806の出力を入力とし各入力間
のタイミング調整と合成を行ないクラツタ信号の
抑圧された信号816を出力するビデオ合成回路
815とを含む。ここでN点FFT回路としては
すでに第7図で説明した回路を用いるとし、バン
ドパスフイルタとしては第9図に示すものを用い
るとする。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 shows a block diagram of a clutter suppressing device according to the present invention. In FIG. 8, 801,
802 is an I (In-phase) video and a Q (Quadrature-phase) video from a phase detector;
The embodiment of the present invention uses A/D converters 803 and 804 which input signals 801 and 802, and performs N-point disjunctive Fourier transform by inputting N sweep outputs of these A/D converters 803 and 804. N points to do
A video selection circuit 806 receives N filter bank outputs from FFT circuits 805 and 805 and selects and outputs an arbitrary filter bank output from the N filter bank outputs using a control signal 809; A control signal 809 receives a signal 807 regarding Doppler frequency information and controls the video selection circuit 806.
and bandpass filters 811, 81 described below.
A control circuit 808 that outputs a control signal 810 for changing the frequency response characteristics of 2,813,814, and A/D converters 803 and 80.
4 output and control signal 810 as input, N
bandpass filters 811, 812, 813, and 814 that have narrower passband widths than the point FFT circuit 805 and can change the frequency that gives the maximum response according to the control signal 810;
It includes a video synthesis circuit 815 which receives the output of the video selection circuit 806, performs timing adjustment and synthesis between the respective inputs, and outputs a signal 816 in which a clutter signal is suppressed. Here, it is assumed that the circuit already explained in FIG. 7 is used as the N-point FFT circuit, and the one shown in FIG. 9 is used as the bandpass filter.

ターゲツト信号及びクラツタ信号を含む位相検
波器からのI、Qビデオ801,802はA/D
変換器803及び804によりデイジタル信号に
変換された後、N点FFT回路805及びバンド
パスフイルタ811,812,813,814に
送られる。N点FFT回路805ではA/D変換
器803と804の出力をNスイープにわたつて
受け各レンジビン毎にN点の離算的フーリエ変換
を行ない出力する。ここでA/D変換器803又
は804において量子化される時間単位をレンジ
ビンと呼ぶ。N点FFT回路805ではA/D変
換器803及び804よりN―1スイープ分の信
号が入力された後1スイープ分の信号が入力され
るごとに1つのフイルタバンク出力がN点FFT
回路805より出力され、Nスイープ分の時間を
経てNケのフイルタバンク出力が得られる。ビデ
オ選択回路806ではこうして入力されるNケの
フイルタバンク出力のうちからクラツタ信号の成
分が少ないフイルタバンク出力のみを出力しビデ
オ合成回路815に送る。このときビデオ選択回
路806におけるフイルタバンク出力の選択はコ
ントロール信号809により行なう。バンドパス
フイルタ811,812,813,814では、
A/D変換器803と804の出力をMスイープ
(M>N)にわたつて受け、それぞれの周波数応
答特性で決まる周波数成分をもつた信号をMスイ
ープ毎に出力しビデオ合成回路815に送る。
I and Q videos 801 and 802 from the phase detector containing the target signal and clutter signal are A/D
After being converted into digital signals by converters 803 and 804, the signals are sent to N-point FFT circuit 805 and bandpass filters 811, 812, 813, and 814. An N-point FFT circuit 805 receives the outputs of the A/D converters 803 and 804 over N sweeps, performs N-point disjunctive Fourier transform for each range bin, and outputs the resultant output. Here, the time unit quantized by the A/D converter 803 or 804 is called a range bin. In the N-point FFT circuit 805, after the signals for N-1 sweeps are input from the A/D converters 803 and 804, one filter bank output is processed by N-point FFT every time a signal for one sweep is input.
The signal is output from the circuit 805, and after a time period of N sweeps, N filter bank outputs are obtained. The video selection circuit 806 outputs only the filter bank outputs with fewer clutter signal components from among the N filter bank outputs thus input, and sends them to the video synthesis circuit 815. At this time, the selection of the filter bank output in the video selection circuit 806 is performed by the control signal 809. In the bandpass filters 811, 812, 813, 814,
The outputs of A/D converters 803 and 804 are received over M sweeps (M>N), and a signal having a frequency component determined by each frequency response characteristic is output for each M sweep and sent to a video synthesis circuit 815.

ここでバンドパスフイルタ811,812,8
13,814の動作は次のようである。第9図は
本実施例におけるバンドパスフイルタの構成を示
したものであり、離算的フーリエ変換における特
定のフイルタバンクに相当するものである。第9
図に示す回路のアルゴリズムは入力の複素数信号
をx(nT)、n=0、1、2、……、T:サンプ
リン周期、出力信号をy(nT)(実数)とすると y(nT)=Mn=0 x(nT)・Wnk WnkT=exp〔−j2πnk/M〕 (重み係数) k=0、1、2、…… M:Nより大きい整数 となつている。第9図において、乗算器903,
904,905,906、及び加算器911,9
12によつて、入力のI、Qビデオ901,90
2と重み係数909,910との乗算が行なわれ
る。加算器913,914により上式における加
算を実行する。加算結果はスイープメモリ91
5,916に記憶され、このようにして必要なレ
ンジビン数だけ処理が行なわれる。スイープメモ
リ915,916の出力は振幅計算回路917に
おいて複素数信号の振幅の計算が行なわれ、ゲー
ト918を通して出力される。ここで907は周
波数特性を変えるためのコントロール信号、90
8はこのコントロール信号を受け所定の重み係数
を発生させる重み係数発生回路、Mスイープ毎に
出力されるゲート信号は上式の演算が完全に行な
われたときにのみ演算結果を出力するための信号
である。バンドパスフイルタ811,812,8
13,814はその周波数特性に応じて第9図に
おいて909,910が互いに異なつているもの
である。
Here, band pass filters 811, 812, 8
The operation of No. 13,814 is as follows. FIG. 9 shows the configuration of the bandpass filter in this embodiment, which corresponds to a specific filter bank in the disjunctive Fourier transform. 9th
The algorithm of the circuit shown in the figure is as follows: where the input complex number signal is x(nT), n=0, 1, 2,..., T: sampling period, and the output signal is y(nT) (real number), y(nT)= Mn=0 x(nT)・W nk W nkT = exp [−j2πnk/M] (weighting coefficient) k=0, 1, 2,... M: An integer larger than N. In FIG. 9, multiplier 903,
904, 905, 906, and adders 911, 9
12, the input I, Q video 901, 90
2 is multiplied by weighting coefficients 909 and 910. Adders 913 and 914 execute addition in the above equation. The addition result is stored in the sweep memory 91
5,916, and processing is performed for the required number of range bins in this way. The outputs of the sweep memories 915 and 916 undergo calculation of the amplitude of the complex signal in an amplitude calculation circuit 917, and are outputted through a gate 918. Here, 907 is a control signal for changing the frequency characteristics, and 90
8 is a weighting coefficient generation circuit that receives this control signal and generates a predetermined weighting coefficient, and a gate signal outputted every M sweep is a signal for outputting the calculation result only when the calculation of the above formula is completely performed. It is. Bandpass filter 811, 812, 8
13 and 814 are different from 909 and 910 in FIG. 9 depending on their frequency characteristics.

ビデオ合成回路815ではビデオ選択回路80
6の出力とバンドパスフイルタ811,812,
813,814の各出力を受け、ビデオ選択回路
806から送られる各フイルタバンク出力につい
てはそれらを合成し、Nスイープ毎に信号が更新
されるようにした後、この信号とバンドパスフイ
ルタ811,812,813,814からの各出
力とを互いに合成し出力する。この結果ビデオ合
成回路815の出力816はNスイープ毎及びM
スイープ毎に更新される信号となる。ビデオ選択
回路806におけるフイルタバンク出力の選択及
びバンドパスフイルタ811,812,813,
814の周波数応答特性の変更はコントロール回
路808の出力809及び810により行なわれ
る。コントロール回路808の入力807はたと
えば制御パネル等から人為的に設定される信号で
あり、またはクラツタ信号のドツプラ周波数を検
出するような装置(又は回路)から与えられる信
号である。例えばクラツタレベルの最も大きいフ
イルタバンクに対応する周波数をクラツタ信号の
ドツプラ周波数とする。809はたとえばビデオ
選択回路806においてN点FFT回路805か
らの信号を通過又はしや断するゲート信号であ
り、810はたとえばバンドパスフイルタ81
1,812,813,814としてトランスバー
サルフイルタを考える時その係数を制御するよう
な信号である。
In the video synthesis circuit 815, the video selection circuit 80
6 output and bandpass filters 811, 812,
813 and 814, and combine the outputs of each filter bank sent from the video selection circuit 806 so that the signal is updated every N sweeps. , 813, 814 are combined and output. As a result, the output 816 of the video synthesis circuit 815 is
This is a signal that is updated every sweep. Selection of filter bank output in video selection circuit 806 and bandpass filters 811, 812, 813,
The frequency response characteristics of 814 are changed by outputs 809 and 810 of control circuit 808. The input 807 of the control circuit 808 is, for example, a signal artificially set from a control panel or the like, or a signal provided from a device (or circuit) that detects the Doppler frequency of the clutter signal. For example, the frequency corresponding to the filter bank with the highest clutter level is set as the Doppler frequency of the clutter signal. 809 is a gate signal for passing or cutting off the signal from the N-point FFT circuit 805 in the video selection circuit 806, and 810 is a gate signal for passing or cutting off the signal from the N-point FFT circuit 805, for example.
1,812,813,814 are signals that control the coefficients of a transversal filter.

今、クラツタ信号のドツプラ周波数が0に近い
時の実施例の動作は次のようになる。まずクラツ
タ信号のドツプラ周波数に関する情報がコントロ
ール回路808に送られ、この回路808から
は、たとえばN点FFT回路805の出力のうち
F0,F1,F2の各フイルタ出力バンクを阻止する
ような信号がビデオ選択回路806に送られる。
このときビデオ選択回路806の出力で見た周波
数応答特性は、たとえば第10図aのようにな
る。ただしこのときのクラツタのドツプラ周波数
は0近傍であるとする。第10図1010,10
11,1012はN点FFTの周波特性のうち阻
止されたフイルタバンクの周波数応答特性を破線
で示したものである。一方、コントロール回路8
08からのコントロール信号810によつてバン
ドパスフイルタ811,812,813,814
はそれぞれ第10図bの1020,1021,1
022,1023のような応答特性となるように
設定される。したがつてバンドパスフイルタ81
1,812,813,814を総合的に眺めたと
きの周波数応答特性は第10図bのようになる。
第8図ビデオ合成回路815では第10図の各フ
イルタを通過した入力信号が合成されるため、ビ
デオ合成回路815の出力側でみた周波数応答特
性は第10図cのようになる。その結果この例で
はグランドクラツタのようにドツプラ周波数がほ
ぼゼロであるようなクラツタを十分除去し、第1
0図bに示したf2程度のドツプラ周波数をもつた
ターゲツトまでを検出することができる。
Now, the operation of the embodiment when the Doppler frequency of the clutter signal is close to 0 is as follows. First, information regarding the Doppler frequency of the clutter signal is sent to the control circuit 808, and from this circuit 808, for example, among the outputs of the N-point FFT circuit 805,
A signal is sent to video selection circuit 806 to block each filter output bank of F 0 , F 1 , and F 2 .
At this time, the frequency response characteristic seen from the output of the video selection circuit 806 is as shown in FIG. 10a, for example. However, it is assumed that the Doppler frequency of the clutter at this time is near 0. Figure 10 1010,10
11 and 1012 are frequency response characteristics of the blocked filter bank among the frequency characteristics of the N-point FFT, which are indicated by broken lines. On the other hand, control circuit 8
The band pass filters 811, 812, 813, 814 are controlled by the control signal 810 from 08.
are 1020, 1021, 1 in Figure 10b, respectively.
It is set to have response characteristics such as 022 and 1023. Therefore, the bandpass filter 81
When 1,812, 813, and 814 are viewed comprehensively, the frequency response characteristics are as shown in FIG. 10b.
Since the video synthesis circuit 815 in FIG. 8 synthesizes the input signals that have passed through the filters in FIG. 10, the frequency response characteristic seen at the output side of the video synthesis circuit 815 becomes as shown in FIG. 10c. As a result, in this example, clutter such as ground clutter where the Doppler frequency is almost zero is sufficiently removed, and the first
It is possible to detect targets up to a Doppler frequency of approximately f 2 as shown in Figure 0b.

本実施例によるハードウエアの規模を第5図に
よるものと比較すると次のようになる。すでに述
べたようにNポイント(N=2m)のFFTから
N′ポイント(N′=2m+2)のFFTとポイント数を
増やした場合、メモリの増分はR×Q×2m+2
(Q:振幅量子化数、R:処理レンジビン数)と
なるが、第6図、第8図に示したように、FFT
のポイント数を増やす代わりに4ケのバンドパス
フイルタを設けた場合メモリの増分は4×2×R
×Qとなり従来の場合に比べ23/2m+2=1/2m-1
と減少しmが増すにつれその減少の度合も大きく
なる。
The scale of the hardware according to this embodiment is compared with that shown in FIG. 5 as follows. As already mentioned, from the FFT of N points (N=2 m )
If you increase the FFT of N′ points (N′=2 m+2 ) and the number of points, the memory increment is R×Q×2 m+2
(Q: number of amplitude quantization, R: number of processing range bins), but as shown in Figures 6 and 8, FFT
If you install 4 bandpass filters instead of increasing the number of points, the memory increase will be 4 x 2 x R.
×Q, which is 2 3 /2 m+2 = 1/2 m-1 compared to the conventional case
and decreases, and as m increases, the degree of decrease also increases.

本発明は以上説明したように、例えば位相検波
器からのI、Qビデオを入力とし、A/D変換を
行なうA/D変換器とA/D変換器の出力を入力
とし、離算的フーリエ変換の演算を行なう離算的
フーリエ変換回路あるいは、これと同様な周波数
応答特性をもつ複数個のデイジタルフイルタと、
同じくA/D変換器の出力を入力とし、その周波
数応答特性を変えることができるような機能をも
つ複数個のバンドパスフイルタと、前記離算的フ
ーリエ変換回路の出力を入力とし、それらのうち
から任意のフイルタバンク出力を選択して出力す
るビデオ選択回路と、前記ビデオ選択回路の出力
とバンドパスフイルタの出力を入力とし、両者の
振幅の合成を行なうビデオ合成回路とでクラツタ
除去装置を構成することにより、クラツタにうず
もれたターゲツト信号に対し多数点のフーリエ変
換回路のようなすべての周波数領域にわたつて、
高い周波数分解能をもつフイルタを構成すること
に比べ、小規模なハードウエア構成で、そのクラ
ツタ(固定クラツタ及び移動クラツタ)のもつド
ツプラ周波数に近いドツプラ周波数をもつターゲ
ツトをも検出することのできる効果がある。
As explained above, the present invention uses, for example, I and Q videos from a phase detector as input, an A/D converter that performs A/D conversion, and the output of the A/D converter as input, and A disjunctive Fourier transform circuit that performs transform operations, or a plurality of digital filters with similar frequency response characteristics,
Similarly, the output of the A/D converter is input, and the output of the disjunctive Fourier transform circuit is input to a plurality of band pass filters having a function of changing the frequency response characteristics. A clutter removal device is constituted by a video selection circuit that selects and outputs an arbitrary filter bank output from the video selection circuit, and a video synthesis circuit that receives the output of the video selection circuit and the output of the bandpass filter as input, and synthesizes the amplitudes of both. By doing this, the target signal that is covered in clutter can be processed over all frequency ranges like a multi-point Fourier transform circuit.
Compared to configuring a filter with high frequency resolution, this method has the advantage of being able to detect targets with Doppler frequencies close to the Doppler frequency of the clutter (fixed clutter and moving clutter) with a small-scale hardware configuration. be.

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

第1図aとbはMTIキヤンセラとドツプラプ
ロセツサの周波数応答特性を示した図、第2図は
4点FFTの周波数応答特性を示した図、第3図
は4点FFTによりクラツタ信号中のターゲツト
信号がそれぞれ異なつた周波数バンク出力として
分離される様子を示した図、第4図はクラツタ信
号のドツプラ周波数とターゲツト信号のドツプラ
周波数が近い値のときに、ターゲツト信号とクラ
ツタ信号が分離されない様子を示す図、第5図は
8点FFTの周波数応答特性を示した図、第6図
は8点FFTによりクラツタ信号中のターゲツト
が異なつた周波数バンク出力として分離される様
子を示した図、第7図は代表的なFFT演算回路
図、第8図は本発明の一実施例を示すブロツク
図、第9図は第8図811〜814のバンドパス
フイルタの一構成例を示した図、第10図は本発
明によるクラツタ抑圧装置の周波数応答特性の一
例を示した図である。 701……最終段のバタフライ回路、702,
703……中段及び初段のバタフライ回路、70
4,705……スイープメモリ、706,707
……加算器、708……乗算器、709……フー
リエ変換における重み係数、801,802……
位相検波器出力、803,804……A/D変換
器、805……N点FFT演算回路、806……
ビデオ選択回路、807……クラツタのドツプラ
周波数情報の信号、808……コントロール回
路、809……コントロール信号、810……コ
ントロール信号、811,812,813,81
4……バンドパスフイルタ、815……ビデオ合
成回路、816……出力信号、901,902…
…I、Qビデオ、903,904,905,90
6……乗算器、907……コントロール信号、9
08……重み係数発生回路、909,910……
重み係数信号、911,912,913,914
……加算器、915,916……スイープメモ
リ、917……振幅演算回路、918……ゲート
回路、919……ゲート信号、920……出力信
号。
Figures 1a and b show the frequency response characteristics of the MTI canceller and Doppler processor, Figure 2 shows the frequency response characteristics of the 4-point FFT, and Figure 3 shows the frequency response characteristics of the 4-point FFT. Figure 4 shows how the target signals are separated as different frequency bank outputs. When the Doppler frequency of the clutter signal and the Doppler frequency of the target signal are close to each other, the target signal and the clutter signal are not separated. Figure 5 is a diagram showing the frequency response characteristics of 8-point FFT, Figure 6 is a diagram showing how targets in a clutter signal are separated as different frequency bank outputs by 8-point FFT, FIG. 7 is a typical FFT operation circuit diagram, FIG. 8 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a diagram showing an example of the configuration of the bandpass filters 811 to 814 in FIG. FIG. 10 is a diagram showing an example of the frequency response characteristic of the clutter suppressor according to the present invention. 701...Final stage butterfly circuit, 702,
703... middle stage and first stage butterfly circuit, 70
4,705...Sweep memory, 706,707
... Adder, 708 ... Multiplier, 709 ... Weighting coefficient in Fourier transform, 801, 802 ...
Phase detector output, 803, 804...A/D converter, 805...N-point FFT calculation circuit, 806...
Video selection circuit, 807... Signal of Kuratsuta's Doppler frequency information, 808... Control circuit, 809... Control signal, 810... Control signal, 811, 812, 813, 81
4... Band pass filter, 815... Video synthesis circuit, 816... Output signal, 901, 902...
...I, Q video, 903,904,905,90
6... Multiplier, 907... Control signal, 9
08... Weighting coefficient generation circuit, 909, 910...
Weighting coefficient signal, 911, 912, 913, 914
... Adder, 915, 916 ... Sweep memory, 917 ... Amplitude calculation circuit, 918 ... Gate circuit, 919 ... Gate signal, 920 ... Output signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 入力レーダ受信信号をA/D変換するA/D
変換器と、前記A/D変換器の出力を入力とし離
散的フーリエ変換の演算を行う離散的フーリエ変
換回路と、前記A/D変換器の出力を入力とし前
記離散的フーリエ変換回路の各フイルタバンクが
もつ通過帯域幅よりもせまい通過帯域幅をもち最
大の応答を与える周波数をクラツタのドツプラ周
波数情報に応じてクラツタのドツプラ周波数に近
接する周波数に変えることができる複数のバンド
パスフイルタと、前記離散的フーリエ変換回路の
出力を受けクラツタのドツプラ周波数情報に応じ
てクラツタのドツプラ周波数を含むフイルタバン
ク出力を禁止し他のフイルタバンク出力を出力す
るビデオ選択回路と、前記バンドパスフイルタの
出力と前記ビデオ選択回路の出力を入力し両者の
振幅の合成を行ない合成された信号を出力するビ
デオ合成回路とを備えて成ることを特徴とするク
ラツタ抑圧回路。
1 A/D that converts the input radar reception signal to A/D
a discrete Fourier transform circuit that receives the output of the A/D converter as input and performs a discrete Fourier transform operation, and each filter of the discrete Fourier transform circuit that receives the output of the A/D converter as input; a plurality of bandpass filters having passband widths narrower than the passband width of the bank and capable of changing a frequency that provides the maximum response to a frequency close to the Doppler frequency of the clutter in accordance with Doppler frequency information of the clutter; a video selection circuit that receives the output of the discrete Fourier transform circuit and inhibits the output of a filter bank including the Doppler frequency of Clutter according to the Doppler frequency information of the discrete Fourier transform circuit, and outputs the output of another filter bank; 1. A clutter suppression circuit comprising: a video synthesis circuit that inputs the output of the video selection circuit, synthesizes the amplitudes of both, and outputs the synthesized signal.
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JP5858755B2 (en) * 2011-11-29 2016-02-10 三菱電機株式会社 Radar equipment
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