チャープレーダ外来干渉波除去方法及び装置
【課題】チャープレーダの受信データに含まれる外来干渉波を高精度に除去する。
【解決手段】反射波の周波数領域データと送信波の周波数領域データとに基づいて前記外来干渉波を除去するための周波数マスクを生成し、前記反射波の周波数領域データから前記周波数マスクの周波数に対応する値を取り除くことにより、前記外来干渉波を除去する。
【解決手段】反射波の周波数領域データと送信波の周波数領域データとに基づいて前記外来干渉波を除去するための周波数マスクを生成し、前記反射波の周波数領域データから前記周波数マスクの周波数に対応する値を取り除くことにより、前記外来干渉波を除去する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャープレーダ外来干渉波除去方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
チャープレーダでは図８に示すように、送信機のチャープ信号発生部５０で生成したチャープ信号を周波数変換・増幅部５１で周波数変換するとともに増幅し、送受信切替部５２及びサーキュレータ５３を介してアンテナ５４からパルス状の送信波を送信する。また、ターゲットで反射した反射波をアンテナ５４で受信し、その受信波がサーキュレータ５３及び送受信切替部５５を介して周波数変換・増幅部５６に入力し、周波数変換・増幅部５６で周波数変換されるとともに増幅され、その後、サンプリング部５７でサンプリングされ、そのレーダ受信データＲに基づいてターゲットの探知を行っている。
【０００３】
送信機から送信されたパルス状送信波以外に外来干渉波が存在する場合、その外来干渉波がノイズ源となり、Ｓ／Ｎ（信号対雑音比）が劣化する。Ｓ／Ｎを改善するためには、ＳＡＲ（合成開口レーダ）等のチャープレーダでは、広い周波数帯域幅を使用していることを利用し、受信信号のフーリエ変換を行い、周波数領域で外来干渉波の周波数成分のみを除去する。
【０００４】
特許文献１に開示された合成開口レーダにおける干渉波の除去方法を図１０に基づいて説明する。図１０において、６０は元データの信号、６１は信号６０に重畳した干渉波を示している。
【０００５】
先ず、ＳＡＲの再生処理で圧縮処理を行う前に、１ラインのデータに対して高速フーリエ変換を行い、周波数領域のデータを算出し、この周波数領域のデータのパワースペクトルを算出する。次に、パワースペクトル分布データに対して平滑化を目的とした一次元のフィルタリング処理を行い、比較レベルとなる平滑化データ６２を設定し、この平滑化データ６２とパワースペクトル分布データとの差または比を算出する。次に、パワースペクトル分布データの強い線スペクトルのある周波数を検出する処理を行う。そして、算出した差または比が一定値以上であるかをチェックし、この差または比が一定値より大きい部分に線スペクトルがあるものとする。これにより干渉波を判定する。
【特許文献１】特開平７−２７８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、図１０に示すように、パワースペクトラムを一次元のフィルタリングしたレベルとの比較で干渉波の周波数を判定するため、干渉波の状況によっては、その判定の比較レベルが高い場合には、干渉波が除去しきれず（図１０のＡ）、逆に比較レベルが低すぎる場合には、外来干渉波ではない周波数帯域まで干渉波として判定してしまうことがある（図１０のＢ）。
【０００７】
特に、干渉波が線スペクトルＣではなく、ある程度広い帯域幅Ｄを有している場合、その干渉波に引きずられて、一次元のフィルタリングしたレベルが上がってしまい、干渉波の判定が難しくなる。
【０００８】
このように、特許文献１では、外来干渉波の帯域を特定することが難しく、外来干渉波を除去できない場合や、逆に外来干渉波ではない周波数帯域を削ってしまい、分解能が劣化する場合があった。
【０００９】
本発明の目的は、チャープレーダの受信データに含まれる外来干渉波を高精度に除去するチャープレーダ外来干渉波除去方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明に係るチャープレーダ外来干渉波除去方法は、パルス状送信波を送信した際にターゲットで反射した反射波に重畳する外来干渉波を除去するチャープレーダ外来干渉波除去方法であって、
前記反射波の周波数領域データと前記送信波の周波数領域データとに基づいて前記外来干渉波を除去するための周波数マスクを生成し、
前記反射波の周波数領域データから前記周波数マスクの周波数に対応する値を取り除くことにより、前記外来干渉波を除去することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明に係るチャープレーダ外来干渉波除去方法を実施するチャープレーダ外来干渉波除去装置は、パルス状送信波を送信した際にターゲットで反射した反射波に重畳する外来干渉波を除去するチャープレーダ外来干渉波除去装置であって、
前記反射波の周波数領域データと前記送信波の周波数領域データとに基づいて前記外来干渉波を除去するための周波数マスクを生成するマスク生成手段と、
前記反射波の周波数領域データから前記周波数マスクの周波数に対応する値を取り除くことにより、前記外来干渉波を除去する除去手段とを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、レーダの受信データに含まれる外来干渉波を高精度に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
本発明の実施形態に係るチャープレーダ外来干渉波除去装置は、パルス状送信波を送信した際にターゲットで反射した反射波に重畳する外来干渉波を除去するチャープレーダ外来干渉波除去装置を対象とするものであって、図１，図４，図５及び図６に示すように、その基本的な構成として、マスク生成手段３と、除去手段２４とを有している。
【００１４】
チャープレーダでは図８に示すように、送信機のチャープ信号発生部５０で生成したチャープ信号を周波数変換・増幅部５１で周波数変換するとともに増幅し、送受信切替部５２及びサーキュレータ５３を介してアンテナ５４からパルス状の送信波を送信する。また、ターゲットで反射した反射波をアンテナ５４で受信し、その受信波がサーキュレータ５３及び送受信切替部５５を介して周波数変換・増幅部５６に入力し、周波数変換・増幅部５６で周波数変換されるとともに増幅され、その後、サンプリング部５７でサンプリングされ、そのレーダ受信データＲに基づいてターゲットの探知を行っている。
【００１５】
ターゲットで反射した反射波が空中を伝搬する際、空中に存在する外来干渉波が前記反射波に重畳することがある。チャープレーダは、送信波と反射波との相関を取ることにより、ターゲットの探知を行うものであるから、外来干渉波が反射波に重畳すると、Ｓ／Ｎ（信号対雑音比）劣化、相関エラー、偽像出現等の現象が生じてターゲットを正確に探知することが不可能になる。そのため、反射波に重畳した外来干渉波を除去する必要がある。
【００１６】
本発明の実施形態に係るチャープレーダ外来干渉波除去装置を用いて、反射波に重畳した外来干渉波を除去するチャープレーダ外来干渉波除去方法を実施する場合について説明する。
【００１７】
反射波の周波数領域データ（その波形は図２のＷ２）と送信波形の取得データ（その波形は図２のＷ４）とがマスク生成手段３に入力すると、マスク生成手段３は、各々、パワー化・平均化した反射波の周波数領域データ（その波形は図２及び図３のＷ９）と送信波の周波数領域データ（その波形は図２及び図３のＷ７）とに基づいて外来干渉波を除去するための周波数マスク２３（その波形は図２及び図３のＷ１４）を生成する（図２のステップＳ６〜Ｓ１５）。
【００１８】
また、反射波の周波数領域データ（その波形は図２のＷ２）と前記周波数マスク２のデータが除去手段２４に入力する。除去手段２４は、反射波の周波数領域データ（その波形は図２のＷ２）から周波数マスク２３（その波形は図２の及び図３のＷ１４）の周波数に対応する値を取り除くことにより、外来干渉波を反射波データから除去する（図２のステップＳ１６）。
【００１９】
図２，図３を用いて具体的に説明する。図３では、横軸に周波数を取り、縦軸に信号レベルを取っている。ターゲットで反射した反射波には図９に示す周波数変換・増幅部５６による周波数変換の処理が施され、その信号がサンプリングされてレーダ受信データＲが取得される。レーダ受信データ（反射波）Ｒは時間領域データであり、図２に示す波形Ｗ１であるが、これを周波数領域データに変換する。この周波数領域データの波形は図２に示すＷ２である。この周波数領域データの波形Ｗ２についてパワースペクトル生成処理及び平均化処理を行うと、図３に示すように反射波Ｒ上に外来干渉波Ｎ１、Ｎ２（Ｎ）が重畳した波形Ｗ９となる。図３に示す元データである反射波Ｒは、チャープレーダから送信された送信波の特性を備えている。
【００２０】
マスク生成手段３は、反射波の周波数領域データ（その波形は図２のＷ２）と送信波形の取得データ（その波形は図２のＷ４）とを各々パワー化・平均化した反射波の周波数領域データ（その波形は図２及び図３のＷ９）と送信波の周波数領域データ（その波形は図２及び図３のＷ７）とに基づいて、図３に示す外来干渉波除去用の周波数マスク２３（その波形は図２及び図３のＷ１４）を生成する。
【００２１】
除去手段２４は、周波数マスク２３と反射波Ｒ（その波形は図２の波形Ｗ２）とを対比することにより（干渉波の判定）、外来干渉波の周波数（判定した干渉波の周波数Ｎ１，Ｎ２）を判定し、反射波の周波数領域データから周波数マスク２３の周波数に対応する値を取り除くことにより、外来干渉波を反射波Ｒから除去する。外来干渉波を取り除いた後の反射波１３の波形が図３のＷ１５である。
【００２２】
図３に示す反射波１３と除去処理前の反射波Ｒとの波形を比較すると、周波数マスク２３と反射波Ｒとの比較で反射波Ｒのレベルを越える線スペクトラムの外来干渉波Ｎ１が除去されていることが分かる。さらに、帯スペクトラムの外来干渉波Ｎ２も除去されていることが分かる。
【００２３】
したがって、本発明の実施形態によれば、送信波のスペクトラムを元に外来干渉波の除去を行うため、関連技術では除去しきれない外来干渉波（図３の線スペクトラムの外来干渉波Ｎ１）を除去できるばかりでなく、反射波の周波数帯域を不必要に削除することなく外来干渉波Ｎ１，Ｎ２を除去できる。すなわち、本発明の実施形態により、レーダの受信データに含まれる外来干渉波を高精度に除去することができる。これは、レーダ受信データＲの信号成分は送信波に基づく反射波であるため、そのスペクトラムは送信波のスペクトラムと信号帯域内でほぼ一致するが、外来干渉波は送信波とは無関係であることに着目したことによるものである。
（実施形態１）
【００２４】
次に、送信波のパワースペクトラムを実際に送信したパルス状送信波に基づいて生成する場合を実施形態１として説明する。
【００２５】
本発明の実施形態１に係るチャープレーダ外来干渉波除去装置は図１に示すように、マスク生成手段３と、除去手段２４とを有しているが、マスク生成手段３が、パワースペクトラム生成手段３１と、平均化処理手段３２と、算出手段３３と、周波数設定手段３４とを含んでいる。また、マスク生成手段３は、フーリエ変換手段４１と、パワースペクトラム生成手段４２と、平均化処理手段４３とを含んでいる。
【００２６】
また、マスク生成手段３の前段にフーリエ変換手段２１を有し、除去手段２４の後段に逆フーリエ手段２５を有している。
【００２７】
また、フーリエ変換手段２１にレーダ受信データ（反射波）Ｒを、マスク生成手段３に送信波形取得データ１２をそれぞれ入力している。
【００２８】
レーダ受信データＲの取得について説明する。チャープレーダでは図８に示すように、送信機のチャープ信号発生部５０で生成したチャープ信号を周波数変換・増幅部５１で周波数変換するとともに増幅し、送受信切替部５２及びサーキュレータ５３を介してアンテナ５４からパルス状の送信波を送信する。また、ターゲットで反射した反射波をアンテナ５４で受信し、その受信波がサーキュレータ５３及び送受信切替部５５を介して周波数変換・増幅部５６に入力し、周波数変換・増幅部５６で周波数変換されるとともに増幅され、その後、サンプリング部５７でサンプリングされてレーダ受信データＲが得られる。
【００２９】
送信波形取得データ１２の取得について説明する。チャープレーダが図９に示すような送信波形取得モードで動作する。この送信波形取得モードでは、周波数変換・増幅を行ったチャープ信号が送信機のアンテナ５４ではなく、送受信切替部５２，５３を介して受信機に入力され、受信機で周波数変換・増幅が行われ、サンプリングされる。サンプリングされたデータが送信波形取得データ１２として出力される。この送信波形取得データ１２は送信波の特性を示すデータであり、チャープ圧縮処理の参照信号とする等の手段により、校正に使用される。なお、チャープレーダとしての観測動作と送信波形取得モードとが一般的に別のモードで実施されるが、時分割等により同時に実施されるケースもある。どちらのケースであっても、本発明の実施形態１では、送信波形取得データ１２が得られればよいものである。
【００３０】
本発明の実施形態１に係るチャープレーダ外来干渉波除去装置を用いて、反射波に重畳した外来干渉波を除去するチャープレーダ外来干渉波除去方法を実施する場合を図１及び図２に基づいて説明する。なお、図２において、波形Ｗ２，Ｗ３、Ｗ５〜Ｗ１４を示す特性図の横軸は周波数、縦軸は信号レベルを示している。また、レーダ受信データＲの波形Ｗ１、送信波形データ１２の波形Ｗ４、干渉波除去後のレーダ受信データの波形Ｗ１５を示す特性図の横軸は時間、縦軸は信号レベルを示している。
【００３１】
マスク生成手段３は、送信波形取得モードで取得した送信波形データ（チャープレプリカ；以下、送信波という）１２が入力すると（図２のステップＳ５）、フーリエ変換手段４１により、送信波１２の時間領域データを周波数領域データに変換する（図２のステップＳ６）。送信波形取得モードで取得した送信波１２は図２の波形Ｗ４に示すように外来干渉波が重畳していないので、波形Ｗ４に乱れが生じていない。フーリエ変換された送信波は図２の波形Ｗ５で示すように、時間領域データから周波数領域データに変換され、その周波成分の連続スペクトルに分解された波形となっている（図２のＦ７）。
【００３２】
パワースペクトラム生成手段４２は、フーリエ変換された送信波１２の周波数領域データに基づいて、同相成分Ｉの２乗と直交成分Ｑの２乗との和（Ｉ２＋Ｑ２）により、波形Ｗ６で示すパワースペクトラムを生成する（図２のステップＳ８）。次いで、平均化処理手段４３は、パワースペクトラムを生成した結果をＰＲＩ方向に積算（平均化）することにより、パワースペクトラム（波形Ｗ６）上のランダムノイズを低減する（図２のステップＳ９）。ランダムノイズを低減したパワースペクトラムの波形Ｗ７には、平均化する前のパワースペクトラムの波形Ｗ６と比較して滑らかになっている、すなわちランダムノイズが低減されていることが分かる。
【００３３】
レーダ受信データＲは、パルス状送信波を送信した際にターゲットで反射した反射波に基づいて再生したデータである。フーリエ変換手段２１は、レーダ受信データＲが入力すると（図２のステップＳ１）、レーダ受信データＲの時間領域データを周波数領域データにフーリエ変換する（図２のステップＳ２）。レーダ受信データ（以下、反射波という）Ｒは図２の波形Ｗ１に示すように、外来干渉波が重畳しているため、波形Ｗ５と比較して波形に乱れが生じている。フーリエ変換された反射波Ｒは図２の波形Ｗ２で示すように、時間領域データから周波数領域データに変換され、その周波成分の連続スペクトルに分解された波形となっている（図２のＦ２）。
【００３４】
マスク生成手段３は、平均化処理手段４３から送信波のパワースペクトラムを取得した後に、フーリエ手段２１からフーリエ変換した反射波Ｒを入力すると、マスク生成手段３のスペクトラム生成手段３１はレーダ受信データＲの周波数領域データに基づいて、同相成分Ｉの２乗と直交成分Ｑの２乗との和（Ｉ２＋Ｑ２）により、波形Ｗ８で示すパワースペクトラムを生成する（図２のステップＳ１０）。
【００３５】
次に、平均化処理手段３２は、反射波Ｒのパワースペクトラムを生成した結果をＰＲＩ方向に積算（平均化）することにより、反射波Ｒのパワースペクトラム（波形Ｗ８）上のランダムノイズを低減する（図２のステップＳ１１）。ランダムノイズを低減したパワースペクトラムの波形Ｗ９には、平均化する前のパワースペクトラムの波形Ｗ８と比較して滑らかになっている、すなわちランダムノイズが低減されていることが分かる。しかし、反射波Ｒのパワースペクトラムの波形Ｗ９は、送信波１２のパワースペクトラムの波形Ｗ７と比較して外来干渉波Ｎが重畳していることが分かる。
【００３６】
算出手段３３は、反射波Ｒのパワースペクトラム（その波形は図２のＷ９）と送信波１２のパワースペクトラム（その波形は図２のＷ７）とが入力すると、反射波Ｒの周波数領域データと送信波１２の周波数領域データとに基づいて外来干渉波Ｎを除去するための周波数マスク（その波形は図２のＷ１４）を生成する。
【００３７】
具体的に説明すると、先ず、算出手段３３は、送信波１２のパワースペクトラムに対する反射波Ｒのパワースペクトラムの比を求めて偏差値を算出する。すなわち、算出手段３３は、平均化処理手段４３が平均化したパワースペクトラム波形を、平均化処理手段３２が平均化したパワースペクトラム波形で周波数毎に除算する（図２のステップＳ１２）。前記除算した結果の波形が図２の波形１０である。この際の除算処理には０割りに対する処置を含む。この処置は、例えば分母が０の場合に内部的に設定してある最大値を出力するものである。
【００３８】
次に、算出手段３３は、必要に応じて、予め設定されているチャープ帯域幅Ｌ以外を０とするチャープ帯域制限を行う（図２のステップＳ１３）。前記チャープ帯域制限後の波形が図２の波形Ｗ１１である。
【００３９】
次いで、算出手段３３は、チャープ帯域制限処理後の結果について、各周波数における偏差値を求める（図２のステップＳ１４）。前記各周波数における偏差値Ｈが図２に示すＷ１２である。さらに周波数設定手段３４は算出手段３３の結果を受けて、図２のＷ１３に示すように、予め設定された閾値Ｄを越えている周波数をマスク周波数として設定し、周波数マスク２３を生成する（図２のステップＳ１５）。周波数マスク２３のスペクトラムは図２のＷ１４である。
【００４０】
除去手段２４は、フーリエ変換手段２１でフーリエ変換された反射波Ｒの周波数領域データから周波数マスク２３の周波数に対応する値を取り除く（図２のステップＳ１６）。その波形は図２のＷ３である。
【００４１】
逆フーリエ変換手段２５は、除去手段２４によって除去処理された結果について逆フーリエ変換を行い、周波数領域のデータを時間領域のデータに戻すことにより、外来干渉波が除去されたレーダ受信データ１３を得る（図２のステップＳ１７）。干渉波除去後のレーダ受信データ１３の波形が図２のＷ１５である。
【００４２】
図３を用いて具体的に説明する。マスク生成手段３は、反射波の周波数領域データと送信波の周波数データとに基づいて外来干渉波を除去するために、図３に周波数マスク（その波形はＷ１４である）を生成する（図２のステップＳ１５）。
【００４３】
除去手段２４は、周波数マスク２３と反射波Ｒとを対比することにより（干渉波の判定）、外来干渉波の周波数（判定した干渉波の周波数Ｎ１，Ｎ２）を判定し、反射波の周波数領域データから周波数マスク２３の周波数に対応する値を取り除くことにより、外来干渉波を反射波データＲから除去する（図２のステップＳ１６）。外来干渉波を取り除いた後の反射波１３の波形は図２のＷ１５である。
【００４４】
図３に示す反射波１３と除去処理前の反射波Ｒとの波形を比較すると、周波数マスク２３と反射波Ｒとの比較で反射波Ｒのレベルを越える線スペクトラムの外来干渉波Ｎ１が除去されていることが分かる。さらに、帯スペクトラムの外来干渉波Ｎ２も除去されていることが分かる。
【００４５】
したがって、本発明の実施形態１によれば、送信波のスペクトラムを元に外来干渉波の除去を行うため、関連技術では除去しきれない外来干渉波（図３の線スペクトラムの外来干渉波Ｎ１）を除去できるばかりでなく、反射波の周波数帯域を不必要に削除することなく外来干渉波Ｎ１，Ｎ２を除去できる。すなわち、本発明の実施形態１により、レーダの受信データに含まれる外来干渉波を高精度に除去することができる。
【００４６】
さらに、本発明の実施形態１によれば、パワースペクトラム上のランダムノイズを低減した後、送信波のパワースペクトラムに対する反射波のパワースペクトラムの比を求めて偏差値を算出するため、正確な偏差値を求めることができ、結果として、レーダの受信データに含まれる外来干渉波を高精度に除去することができる。
【００４７】
さらに、本発明の実施形態１によれば、送信波形取得データのスペクトラムを元に除去を行うため、ある程度広い帯域幅を持つ干渉波についても、除去の精度を上げることができる。
（実施形態２）
【００４８】
本発明の実施形態１では、送信波のパワースペクトラムを実際に送信したパルス状送信波に基づいて生成する場合について説明したが、これに限られるものではない。
【００４９】
本発明の実施形態２では、送信波形取得データを元に生成したパワースペクトラムにより、干渉波除去のためのマスク周波数を判定した構成に代えて、図４に示すように、送信波のパワースペクトラムをモデル化した送信波に基づいて生成し、これを参照スペクトラム１４として直接入力するようにしてもよいものである。参照スペクトラム１４は、送信波形取得データを元に生成したパワースペクトラムを一部補正や変更した上で使用しても良く、理論的に考えられるパワースペクトラムを使用してもよい。また参照スペクトラム１４は、地上試験で確認した送信波形のスペクトラムを使用してもよいものである。モデル化した送信波のスペクトルは図３の波形Ｗ７である。
（実施形態３）
【００５０】
また、本発明の実施形態に関する干渉波除去手法をチャープ圧縮処理中で実施することも可能である。この例を実施形態３として説明する。
【００５１】
チャープ圧縮処理では、通常、レーダ受信データ（反射波）Ｒをフーリエ変換手段２１によりフーリエ変換を行い、フーリエ変換された反射波Ｒの周波数領域において、参照信号の周波数領域信号１５との相関を相関処理手段２６により取り、逆フーリエ変換手段２５により逆フーリエ変換を行うことにより、チャープ圧縮を行う（１６）。
【００５２】
本発明の実施形態３では図５に示すように、フーリエ変換手段２１によるレーダ受信データ（反射波）Ｒのフーリエ変換結果に対し、マスク生成処理手段３により生成した周波数マスク２３を用いて反射波Ｒの外来干渉波を除去し、その結果に対し、参照信号の周波数領域信号との相関を取り、逆フーリエ変換を行うことにより、チャープ圧縮を行う。なお、反射波Ｒに重畳した外来干渉波を除去する構成及び方法は、図１及び図２と同様である。
【００５３】
本発明の実施形態３によれば、レーダの受信データに含まれる外来干渉波を高精度に除去することができ、これにより、参照信号の周波数領域信号との相関処理を正確に行うことができる。
（実施形態４）
【００５４】
送信波形取得データ１２がチャープ圧縮の参照信号としてしばしば使用されることがあるが、その場合の構成を図６に示す。
【００５５】
本発明の実施形態４では図６に示すように、マスク生成手段３のフーリエ変換手段４１が送信波形取得データ１２のフーリエ変換を行って得た結果を参照信号の周波数領域信号１５として、相関処理に使用し、チャープ圧縮を行う。なお、フーリエ変換された送信波系取得データ１２についてＰＲＩ方向に積算(平均化)し、その結果を図６の参照信号の周波数領域信号１５として相関処理に使用してもよいものである。
（実施形態５）
【００５６】
図１に示す実施形態１では、マスク生成手段３のフーリエ変換手段４１により送信波形データ１２をフーリエ変換し、パワースペクトラム生成手段４２でパワースペクトラムを生成したが、これに限られるものではない（図７の右側）。
【００５７】
送信波形データ１２についてフーリエ変換を行う前段階で、平均化処理手段４３によりＰＲＩ方向に積算（平均化）し、その結果についてフーリエ変換手段４１及びパワースペクトラム生成手段４２の処理を実行するようにしてもよいものである（図７の左側）。
【００５８】
本発明の実施形態５により、フーリエ変換手段４１及びパワースペクトラム生成手段４２の処理が実行される前段階で、送信波形データ１２のノイズを除去できることとなる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明によれば、外来干渉波の帯域を特定することが容易であり、外来干渉波を高精度に除去でき、しかも、外来干渉波ではない周波数帯域を削ってしまうことがなく、分解能を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態１に係るチャープレーダ外来干渉波除去装置を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るチャープレーダ外来干渉波除去装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】外来干渉波を除去する過程を示す図である。
【図４】本発明の実施形態２に係るチャープレーダ外来干渉波除去装置を示す構成図である。
【図５】本発明の実施形態に関する干渉波除去手法をチャープ圧縮処理中で実施する構成を示す図である。
【図６】図５に示す実施形態の変更例を示す構成図である。
【図７】図１に示す実施形態の変更例を示す構成図である。
【図８】チャープレーダを示す構成図である。
【図９】チャープレーダにおける送信波形取得モード動作状態を示す構成図である。
【図１０】関連する外来干渉波除去方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
３ マスク生成手段
２３ 周波数マスク
２４ 除去手段
３１ パワースペクトラム生成手段
３２ 平均化処理手段
３３ 算出手段
３４ 周波数設定手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャープレーダ外来干渉波除去方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
チャープレーダでは図８に示すように、送信機のチャープ信号発生部５０で生成したチャープ信号を周波数変換・増幅部５１で周波数変換するとともに増幅し、送受信切替部５２及びサーキュレータ５３を介してアンテナ５４からパルス状の送信波を送信する。また、ターゲットで反射した反射波をアンテナ５４で受信し、その受信波がサーキュレータ５３及び送受信切替部５５を介して周波数変換・増幅部５６に入力し、周波数変換・増幅部５６で周波数変換されるとともに増幅され、その後、サンプリング部５７でサンプリングされ、そのレーダ受信データＲに基づいてターゲットの探知を行っている。
【０００３】
送信機から送信されたパルス状送信波以外に外来干渉波が存在する場合、その外来干渉波がノイズ源となり、Ｓ／Ｎ（信号対雑音比）が劣化する。Ｓ／Ｎを改善するためには、ＳＡＲ（合成開口レーダ）等のチャープレーダでは、広い周波数帯域幅を使用していることを利用し、受信信号のフーリエ変換を行い、周波数領域で外来干渉波の周波数成分のみを除去する。
【０００４】
特許文献１に開示された合成開口レーダにおける干渉波の除去方法を図１０に基づいて説明する。図１０において、６０は元データの信号、６１は信号６０に重畳した干渉波を示している。
【０００５】
先ず、ＳＡＲの再生処理で圧縮処理を行う前に、１ラインのデータに対して高速フーリエ変換を行い、周波数領域のデータを算出し、この周波数領域のデータのパワースペクトルを算出する。次に、パワースペクトル分布データに対して平滑化を目的とした一次元のフィルタリング処理を行い、比較レベルとなる平滑化データ６２を設定し、この平滑化データ６２とパワースペクトル分布データとの差または比を算出する。次に、パワースペクトル分布データの強い線スペクトルのある周波数を検出する処理を行う。そして、算出した差または比が一定値以上であるかをチェックし、この差または比が一定値より大きい部分に線スペクトルがあるものとする。これにより干渉波を判定する。
【特許文献１】特開平７−２７８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、図１０に示すように、パワースペクトラムを一次元のフィルタリングしたレベルとの比較で干渉波の周波数を判定するため、干渉波の状況によっては、その判定の比較レベルが高い場合には、干渉波が除去しきれず（図１０のＡ）、逆に比較レベルが低すぎる場合には、外来干渉波ではない周波数帯域まで干渉波として判定してしまうことがある（図１０のＢ）。
【０００７】
特に、干渉波が線スペクトルＣではなく、ある程度広い帯域幅Ｄを有している場合、その干渉波に引きずられて、一次元のフィルタリングしたレベルが上がってしまい、干渉波の判定が難しくなる。
【０００８】
このように、特許文献１では、外来干渉波の帯域を特定することが難しく、外来干渉波を除去できない場合や、逆に外来干渉波ではない周波数帯域を削ってしまい、分解能が劣化する場合があった。
【０００９】
本発明の目的は、チャープレーダの受信データに含まれる外来干渉波を高精度に除去するチャープレーダ外来干渉波除去方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明に係るチャープレーダ外来干渉波除去方法は、パルス状送信波を送信した際にターゲットで反射した反射波に重畳する外来干渉波を除去するチャープレーダ外来干渉波除去方法であって、
前記反射波の周波数領域データと前記送信波の周波数領域データとに基づいて前記外来干渉波を除去するための周波数マスクを生成し、
前記反射波の周波数領域データから前記周波数マスクの周波数に対応する値を取り除くことにより、前記外来干渉波を除去することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明に係るチャープレーダ外来干渉波除去方法を実施するチャープレーダ外来干渉波除去装置は、パルス状送信波を送信した際にターゲットで反射した反射波に重畳する外来干渉波を除去するチャープレーダ外来干渉波除去装置であって、
前記反射波の周波数領域データと前記送信波の周波数領域データとに基づいて前記外来干渉波を除去するための周波数マスクを生成するマスク生成手段と、
前記反射波の周波数領域データから前記周波数マスクの周波数に対応する値を取り除くことにより、前記外来干渉波を除去する除去手段とを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、レーダの受信データに含まれる外来干渉波を高精度に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
本発明の実施形態に係るチャープレーダ外来干渉波除去装置は、パルス状送信波を送信した際にターゲットで反射した反射波に重畳する外来干渉波を除去するチャープレーダ外来干渉波除去装置を対象とするものであって、図１，図４，図５及び図６に示すように、その基本的な構成として、マスク生成手段３と、除去手段２４とを有している。
【００１４】
チャープレーダでは図８に示すように、送信機のチャープ信号発生部５０で生成したチャープ信号を周波数変換・増幅部５１で周波数変換するとともに増幅し、送受信切替部５２及びサーキュレータ５３を介してアンテナ５４からパルス状の送信波を送信する。また、ターゲットで反射した反射波をアンテナ５４で受信し、その受信波がサーキュレータ５３及び送受信切替部５５を介して周波数変換・増幅部５６に入力し、周波数変換・増幅部５６で周波数変換されるとともに増幅され、その後、サンプリング部５７でサンプリングされ、そのレーダ受信データＲに基づいてターゲットの探知を行っている。
【００１５】
ターゲットで反射した反射波が空中を伝搬する際、空中に存在する外来干渉波が前記反射波に重畳することがある。チャープレーダは、送信波と反射波との相関を取ることにより、ターゲットの探知を行うものであるから、外来干渉波が反射波に重畳すると、Ｓ／Ｎ（信号対雑音比）劣化、相関エラー、偽像出現等の現象が生じてターゲットを正確に探知することが不可能になる。そのため、反射波に重畳した外来干渉波を除去する必要がある。
【００１６】
本発明の実施形態に係るチャープレーダ外来干渉波除去装置を用いて、反射波に重畳した外来干渉波を除去するチャープレーダ外来干渉波除去方法を実施する場合について説明する。
【００１７】
反射波の周波数領域データ（その波形は図２のＷ２）と送信波形の取得データ（その波形は図２のＷ４）とがマスク生成手段３に入力すると、マスク生成手段３は、各々、パワー化・平均化した反射波の周波数領域データ（その波形は図２及び図３のＷ９）と送信波の周波数領域データ（その波形は図２及び図３のＷ７）とに基づいて外来干渉波を除去するための周波数マスク２３（その波形は図２及び図３のＷ１４）を生成する（図２のステップＳ６〜Ｓ１５）。
【００１８】
また、反射波の周波数領域データ（その波形は図２のＷ２）と前記周波数マスク２のデータが除去手段２４に入力する。除去手段２４は、反射波の周波数領域データ（その波形は図２のＷ２）から周波数マスク２３（その波形は図２の及び図３のＷ１４）の周波数に対応する値を取り除くことにより、外来干渉波を反射波データから除去する（図２のステップＳ１６）。
【００１９】
図２，図３を用いて具体的に説明する。図３では、横軸に周波数を取り、縦軸に信号レベルを取っている。ターゲットで反射した反射波には図９に示す周波数変換・増幅部５６による周波数変換の処理が施され、その信号がサンプリングされてレーダ受信データＲが取得される。レーダ受信データ（反射波）Ｒは時間領域データであり、図２に示す波形Ｗ１であるが、これを周波数領域データに変換する。この周波数領域データの波形は図２に示すＷ２である。この周波数領域データの波形Ｗ２についてパワースペクトル生成処理及び平均化処理を行うと、図３に示すように反射波Ｒ上に外来干渉波Ｎ１、Ｎ２（Ｎ）が重畳した波形Ｗ９となる。図３に示す元データである反射波Ｒは、チャープレーダから送信された送信波の特性を備えている。
【００２０】
マスク生成手段３は、反射波の周波数領域データ（その波形は図２のＷ２）と送信波形の取得データ（その波形は図２のＷ４）とを各々パワー化・平均化した反射波の周波数領域データ（その波形は図２及び図３のＷ９）と送信波の周波数領域データ（その波形は図２及び図３のＷ７）とに基づいて、図３に示す外来干渉波除去用の周波数マスク２３（その波形は図２及び図３のＷ１４）を生成する。
【００２１】
除去手段２４は、周波数マスク２３と反射波Ｒ（その波形は図２の波形Ｗ２）とを対比することにより（干渉波の判定）、外来干渉波の周波数（判定した干渉波の周波数Ｎ１，Ｎ２）を判定し、反射波の周波数領域データから周波数マスク２３の周波数に対応する値を取り除くことにより、外来干渉波を反射波Ｒから除去する。外来干渉波を取り除いた後の反射波１３の波形が図３のＷ１５である。
【００２２】
図３に示す反射波１３と除去処理前の反射波Ｒとの波形を比較すると、周波数マスク２３と反射波Ｒとの比較で反射波Ｒのレベルを越える線スペクトラムの外来干渉波Ｎ１が除去されていることが分かる。さらに、帯スペクトラムの外来干渉波Ｎ２も除去されていることが分かる。
【００２３】
したがって、本発明の実施形態によれば、送信波のスペクトラムを元に外来干渉波の除去を行うため、関連技術では除去しきれない外来干渉波（図３の線スペクトラムの外来干渉波Ｎ１）を除去できるばかりでなく、反射波の周波数帯域を不必要に削除することなく外来干渉波Ｎ１，Ｎ２を除去できる。すなわち、本発明の実施形態により、レーダの受信データに含まれる外来干渉波を高精度に除去することができる。これは、レーダ受信データＲの信号成分は送信波に基づく反射波であるため、そのスペクトラムは送信波のスペクトラムと信号帯域内でほぼ一致するが、外来干渉波は送信波とは無関係であることに着目したことによるものである。
（実施形態１）
【００２４】
次に、送信波のパワースペクトラムを実際に送信したパルス状送信波に基づいて生成する場合を実施形態１として説明する。
【００２５】
本発明の実施形態１に係るチャープレーダ外来干渉波除去装置は図１に示すように、マスク生成手段３と、除去手段２４とを有しているが、マスク生成手段３が、パワースペクトラム生成手段３１と、平均化処理手段３２と、算出手段３３と、周波数設定手段３４とを含んでいる。また、マスク生成手段３は、フーリエ変換手段４１と、パワースペクトラム生成手段４２と、平均化処理手段４３とを含んでいる。
【００２６】
また、マスク生成手段３の前段にフーリエ変換手段２１を有し、除去手段２４の後段に逆フーリエ手段２５を有している。
【００２７】
また、フーリエ変換手段２１にレーダ受信データ（反射波）Ｒを、マスク生成手段３に送信波形取得データ１２をそれぞれ入力している。
【００２８】
レーダ受信データＲの取得について説明する。チャープレーダでは図８に示すように、送信機のチャープ信号発生部５０で生成したチャープ信号を周波数変換・増幅部５１で周波数変換するとともに増幅し、送受信切替部５２及びサーキュレータ５３を介してアンテナ５４からパルス状の送信波を送信する。また、ターゲットで反射した反射波をアンテナ５４で受信し、その受信波がサーキュレータ５３及び送受信切替部５５を介して周波数変換・増幅部５６に入力し、周波数変換・増幅部５６で周波数変換されるとともに増幅され、その後、サンプリング部５７でサンプリングされてレーダ受信データＲが得られる。
【００２９】
送信波形取得データ１２の取得について説明する。チャープレーダが図９に示すような送信波形取得モードで動作する。この送信波形取得モードでは、周波数変換・増幅を行ったチャープ信号が送信機のアンテナ５４ではなく、送受信切替部５２，５３を介して受信機に入力され、受信機で周波数変換・増幅が行われ、サンプリングされる。サンプリングされたデータが送信波形取得データ１２として出力される。この送信波形取得データ１２は送信波の特性を示すデータであり、チャープ圧縮処理の参照信号とする等の手段により、校正に使用される。なお、チャープレーダとしての観測動作と送信波形取得モードとが一般的に別のモードで実施されるが、時分割等により同時に実施されるケースもある。どちらのケースであっても、本発明の実施形態１では、送信波形取得データ１２が得られればよいものである。
【００３０】
本発明の実施形態１に係るチャープレーダ外来干渉波除去装置を用いて、反射波に重畳した外来干渉波を除去するチャープレーダ外来干渉波除去方法を実施する場合を図１及び図２に基づいて説明する。なお、図２において、波形Ｗ２，Ｗ３、Ｗ５〜Ｗ１４を示す特性図の横軸は周波数、縦軸は信号レベルを示している。また、レーダ受信データＲの波形Ｗ１、送信波形データ１２の波形Ｗ４、干渉波除去後のレーダ受信データの波形Ｗ１５を示す特性図の横軸は時間、縦軸は信号レベルを示している。
【００３１】
マスク生成手段３は、送信波形取得モードで取得した送信波形データ（チャープレプリカ；以下、送信波という）１２が入力すると（図２のステップＳ５）、フーリエ変換手段４１により、送信波１２の時間領域データを周波数領域データに変換する（図２のステップＳ６）。送信波形取得モードで取得した送信波１２は図２の波形Ｗ４に示すように外来干渉波が重畳していないので、波形Ｗ４に乱れが生じていない。フーリエ変換された送信波は図２の波形Ｗ５で示すように、時間領域データから周波数領域データに変換され、その周波成分の連続スペクトルに分解された波形となっている（図２のＦ７）。
【００３２】
パワースペクトラム生成手段４２は、フーリエ変換された送信波１２の周波数領域データに基づいて、同相成分Ｉの２乗と直交成分Ｑの２乗との和（Ｉ２＋Ｑ２）により、波形Ｗ６で示すパワースペクトラムを生成する（図２のステップＳ８）。次いで、平均化処理手段４３は、パワースペクトラムを生成した結果をＰＲＩ方向に積算（平均化）することにより、パワースペクトラム（波形Ｗ６）上のランダムノイズを低減する（図２のステップＳ９）。ランダムノイズを低減したパワースペクトラムの波形Ｗ７には、平均化する前のパワースペクトラムの波形Ｗ６と比較して滑らかになっている、すなわちランダムノイズが低減されていることが分かる。
【００３３】
レーダ受信データＲは、パルス状送信波を送信した際にターゲットで反射した反射波に基づいて再生したデータである。フーリエ変換手段２１は、レーダ受信データＲが入力すると（図２のステップＳ１）、レーダ受信データＲの時間領域データを周波数領域データにフーリエ変換する（図２のステップＳ２）。レーダ受信データ（以下、反射波という）Ｒは図２の波形Ｗ１に示すように、外来干渉波が重畳しているため、波形Ｗ５と比較して波形に乱れが生じている。フーリエ変換された反射波Ｒは図２の波形Ｗ２で示すように、時間領域データから周波数領域データに変換され、その周波成分の連続スペクトルに分解された波形となっている（図２のＦ２）。
【００３４】
マスク生成手段３は、平均化処理手段４３から送信波のパワースペクトラムを取得した後に、フーリエ手段２１からフーリエ変換した反射波Ｒを入力すると、マスク生成手段３のスペクトラム生成手段３１はレーダ受信データＲの周波数領域データに基づいて、同相成分Ｉの２乗と直交成分Ｑの２乗との和（Ｉ２＋Ｑ２）により、波形Ｗ８で示すパワースペクトラムを生成する（図２のステップＳ１０）。
【００３５】
次に、平均化処理手段３２は、反射波Ｒのパワースペクトラムを生成した結果をＰＲＩ方向に積算（平均化）することにより、反射波Ｒのパワースペクトラム（波形Ｗ８）上のランダムノイズを低減する（図２のステップＳ１１）。ランダムノイズを低減したパワースペクトラムの波形Ｗ９には、平均化する前のパワースペクトラムの波形Ｗ８と比較して滑らかになっている、すなわちランダムノイズが低減されていることが分かる。しかし、反射波Ｒのパワースペクトラムの波形Ｗ９は、送信波１２のパワースペクトラムの波形Ｗ７と比較して外来干渉波Ｎが重畳していることが分かる。
【００３６】
算出手段３３は、反射波Ｒのパワースペクトラム（その波形は図２のＷ９）と送信波１２のパワースペクトラム（その波形は図２のＷ７）とが入力すると、反射波Ｒの周波数領域データと送信波１２の周波数領域データとに基づいて外来干渉波Ｎを除去するための周波数マスク（その波形は図２のＷ１４）を生成する。
【００３７】
具体的に説明すると、先ず、算出手段３３は、送信波１２のパワースペクトラムに対する反射波Ｒのパワースペクトラムの比を求めて偏差値を算出する。すなわち、算出手段３３は、平均化処理手段４３が平均化したパワースペクトラム波形を、平均化処理手段３２が平均化したパワースペクトラム波形で周波数毎に除算する（図２のステップＳ１２）。前記除算した結果の波形が図２の波形１０である。この際の除算処理には０割りに対する処置を含む。この処置は、例えば分母が０の場合に内部的に設定してある最大値を出力するものである。
【００３８】
次に、算出手段３３は、必要に応じて、予め設定されているチャープ帯域幅Ｌ以外を０とするチャープ帯域制限を行う（図２のステップＳ１３）。前記チャープ帯域制限後の波形が図２の波形Ｗ１１である。
【００３９】
次いで、算出手段３３は、チャープ帯域制限処理後の結果について、各周波数における偏差値を求める（図２のステップＳ１４）。前記各周波数における偏差値Ｈが図２に示すＷ１２である。さらに周波数設定手段３４は算出手段３３の結果を受けて、図２のＷ１３に示すように、予め設定された閾値Ｄを越えている周波数をマスク周波数として設定し、周波数マスク２３を生成する（図２のステップＳ１５）。周波数マスク２３のスペクトラムは図２のＷ１４である。
【００４０】
除去手段２４は、フーリエ変換手段２１でフーリエ変換された反射波Ｒの周波数領域データから周波数マスク２３の周波数に対応する値を取り除く（図２のステップＳ１６）。その波形は図２のＷ３である。
【００４１】
逆フーリエ変換手段２５は、除去手段２４によって除去処理された結果について逆フーリエ変換を行い、周波数領域のデータを時間領域のデータに戻すことにより、外来干渉波が除去されたレーダ受信データ１３を得る（図２のステップＳ１７）。干渉波除去後のレーダ受信データ１３の波形が図２のＷ１５である。
【００４２】
図３を用いて具体的に説明する。マスク生成手段３は、反射波の周波数領域データと送信波の周波数データとに基づいて外来干渉波を除去するために、図３に周波数マスク（その波形はＷ１４である）を生成する（図２のステップＳ１５）。
【００４３】
除去手段２４は、周波数マスク２３と反射波Ｒとを対比することにより（干渉波の判定）、外来干渉波の周波数（判定した干渉波の周波数Ｎ１，Ｎ２）を判定し、反射波の周波数領域データから周波数マスク２３の周波数に対応する値を取り除くことにより、外来干渉波を反射波データＲから除去する（図２のステップＳ１６）。外来干渉波を取り除いた後の反射波１３の波形は図２のＷ１５である。
【００４４】
図３に示す反射波１３と除去処理前の反射波Ｒとの波形を比較すると、周波数マスク２３と反射波Ｒとの比較で反射波Ｒのレベルを越える線スペクトラムの外来干渉波Ｎ１が除去されていることが分かる。さらに、帯スペクトラムの外来干渉波Ｎ２も除去されていることが分かる。
【００４５】
したがって、本発明の実施形態１によれば、送信波のスペクトラムを元に外来干渉波の除去を行うため、関連技術では除去しきれない外来干渉波（図３の線スペクトラムの外来干渉波Ｎ１）を除去できるばかりでなく、反射波の周波数帯域を不必要に削除することなく外来干渉波Ｎ１，Ｎ２を除去できる。すなわち、本発明の実施形態１により、レーダの受信データに含まれる外来干渉波を高精度に除去することができる。
【００４６】
さらに、本発明の実施形態１によれば、パワースペクトラム上のランダムノイズを低減した後、送信波のパワースペクトラムに対する反射波のパワースペクトラムの比を求めて偏差値を算出するため、正確な偏差値を求めることができ、結果として、レーダの受信データに含まれる外来干渉波を高精度に除去することができる。
【００４７】
さらに、本発明の実施形態１によれば、送信波形取得データのスペクトラムを元に除去を行うため、ある程度広い帯域幅を持つ干渉波についても、除去の精度を上げることができる。
（実施形態２）
【００４８】
本発明の実施形態１では、送信波のパワースペクトラムを実際に送信したパルス状送信波に基づいて生成する場合について説明したが、これに限られるものではない。
【００４９】
本発明の実施形態２では、送信波形取得データを元に生成したパワースペクトラムにより、干渉波除去のためのマスク周波数を判定した構成に代えて、図４に示すように、送信波のパワースペクトラムをモデル化した送信波に基づいて生成し、これを参照スペクトラム１４として直接入力するようにしてもよいものである。参照スペクトラム１４は、送信波形取得データを元に生成したパワースペクトラムを一部補正や変更した上で使用しても良く、理論的に考えられるパワースペクトラムを使用してもよい。また参照スペクトラム１４は、地上試験で確認した送信波形のスペクトラムを使用してもよいものである。モデル化した送信波のスペクトルは図３の波形Ｗ７である。
（実施形態３）
【００５０】
また、本発明の実施形態に関する干渉波除去手法をチャープ圧縮処理中で実施することも可能である。この例を実施形態３として説明する。
【００５１】
チャープ圧縮処理では、通常、レーダ受信データ（反射波）Ｒをフーリエ変換手段２１によりフーリエ変換を行い、フーリエ変換された反射波Ｒの周波数領域において、参照信号の周波数領域信号１５との相関を相関処理手段２６により取り、逆フーリエ変換手段２５により逆フーリエ変換を行うことにより、チャープ圧縮を行う（１６）。
【００５２】
本発明の実施形態３では図５に示すように、フーリエ変換手段２１によるレーダ受信データ（反射波）Ｒのフーリエ変換結果に対し、マスク生成処理手段３により生成した周波数マスク２３を用いて反射波Ｒの外来干渉波を除去し、その結果に対し、参照信号の周波数領域信号との相関を取り、逆フーリエ変換を行うことにより、チャープ圧縮を行う。なお、反射波Ｒに重畳した外来干渉波を除去する構成及び方法は、図１及び図２と同様である。
【００５３】
本発明の実施形態３によれば、レーダの受信データに含まれる外来干渉波を高精度に除去することができ、これにより、参照信号の周波数領域信号との相関処理を正確に行うことができる。
（実施形態４）
【００５４】
送信波形取得データ１２がチャープ圧縮の参照信号としてしばしば使用されることがあるが、その場合の構成を図６に示す。
【００５５】
本発明の実施形態４では図６に示すように、マスク生成手段３のフーリエ変換手段４１が送信波形取得データ１２のフーリエ変換を行って得た結果を参照信号の周波数領域信号１５として、相関処理に使用し、チャープ圧縮を行う。なお、フーリエ変換された送信波系取得データ１２についてＰＲＩ方向に積算(平均化)し、その結果を図６の参照信号の周波数領域信号１５として相関処理に使用してもよいものである。
（実施形態５）
【００５６】
図１に示す実施形態１では、マスク生成手段３のフーリエ変換手段４１により送信波形データ１２をフーリエ変換し、パワースペクトラム生成手段４２でパワースペクトラムを生成したが、これに限られるものではない（図７の右側）。
【００５７】
送信波形データ１２についてフーリエ変換を行う前段階で、平均化処理手段４３によりＰＲＩ方向に積算（平均化）し、その結果についてフーリエ変換手段４１及びパワースペクトラム生成手段４２の処理を実行するようにしてもよいものである（図７の左側）。
【００５８】
本発明の実施形態５により、フーリエ変換手段４１及びパワースペクトラム生成手段４２の処理が実行される前段階で、送信波形データ１２のノイズを除去できることとなる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明によれば、外来干渉波の帯域を特定することが容易であり、外来干渉波を高精度に除去でき、しかも、外来干渉波ではない周波数帯域を削ってしまうことがなく、分解能を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態１に係るチャープレーダ外来干渉波除去装置を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るチャープレーダ外来干渉波除去装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】外来干渉波を除去する過程を示す図である。
【図４】本発明の実施形態２に係るチャープレーダ外来干渉波除去装置を示す構成図である。
【図５】本発明の実施形態に関する干渉波除去手法をチャープ圧縮処理中で実施する構成を示す図である。
【図６】図５に示す実施形態の変更例を示す構成図である。
【図７】図１に示す実施形態の変更例を示す構成図である。
【図８】チャープレーダを示す構成図である。
【図９】チャープレーダにおける送信波形取得モード動作状態を示す構成図である。
【図１０】関連する外来干渉波除去方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
３ マスク生成手段
２３ 周波数マスク
２４ 除去手段
３１ パワースペクトラム生成手段
３２ 平均化処理手段
３３ 算出手段
３４ 周波数設定手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス状送信波を送信した際にターゲットで反射した反射波に重畳する外来干渉波を除去するチャープレーダ外来干渉波除去方法であって、
前記反射波の周波数領域データと前記送信波の周波数領域データとに基づいて前記外来干渉波を除去するための周波数マスクを生成し、
前記反射波の周波数領域データから前記周波数マスクの周波数に対応する値を取り除くことにより、前記外来干渉波を除去することを特徴とするチャープレーダ外来干渉波除去方法。
【請求項２】
前記反射波の周波数領域データに基づいてパワースペクトラムを生成し、
前記パワースペクトラム上のランダムノイズを低減し、
前記送信波のパワースペクトラムに対する前記反射波のパワースペクトラムの比を求めて偏差値を算出し、
前記偏差値が閾値を越えている周波数を前記周波数マスクのマスク周波数として設定する請求項１に記載のチャープレーダ外来干渉波除去方法。
【請求項３】
前記反射波のパワースペクトラム及び前記送信波のパワースペクトラムをそれぞれ平均化し、
前記平均化したパワースペクトラムに基づいて周波数毎に除算処理することにより、各周波数における前記偏差値を算出する請求項２に記載のチャープレーダ外来干渉波除去方法。
【請求項４】
チャープ帯域幅を制限して、前記送信波のパワースペクトラムに対する前記反射波のパワースペクトラムの比を求めて偏差値を算出する請求項２に記載のチャープレーダ外来干渉波除去方法。
【請求項５】
前記送信波のパワースペクトラムを、実際に送信した送信波に基づいて生成する請求項２に記載のチャープレーダ外来干渉波除去方法。
【請求項６】
前記送信波のパワースペクトラムを、モデル化した送信波に基づいて生成する請求項２に記載のチャープレーダ外来干渉波除去方法。
【請求項７】
フーリエ変換することにより、前記反射波の時間領域データを周波数領域データに変換する請求項１に記載のチャープレーダ外来干渉波除去方法。
【請求項８】
フーリエ変換することにより、前記パルス状送信波の時間領域データを周波数領域データに変換する請求項１に記載のチャープレーダ外来干渉波除去方法。
【請求項９】
パルス状送信波を送信した際にターゲットで反射した反射波に重畳する外来干渉波を除去するチャープレーダ外来干渉波除去装置であって、
前記反射波の周波数領域データと前記送信波の周波数領域データとに基づいて前記外来干渉波を除去するための周波数マスクを生成するマスク生成手段と、
前記反射波の周波数領域データから前記周波数マスクの周波数に対応する値を取り除くことにより、前記外来干渉波を除去する除去手段とを有することを特徴とするチャープレーダ外来干渉波除去装置。
【請求項１０】
前記マスク生成手段は、
前記反射波の周波数領域データに基づいてパワースペクトラムを生成するパワースペクトラム生成手段と、
前記パワースペクトラム上のランダムノイズを低減する平均化処理手段と、
前記送信波のパワースペクトラムに対する前記反射波のパワースペクトラムの比を求めて偏差値を算出する算出手段と、
前記偏差値が閾値を越えている周波数を前記周波数マスクのマスク周波数として設定する設定手段とを含む請求項９に記載のチャープレーダ外来干渉波除去装置。
【請求項１１】
前記算出手段は、平均化したパワースペクトラムに基づいて周波数毎に除算処理することにより、各周波数における前記偏差値を算出する請求項１０に記載のチャープレーダ外来干渉波除去装置。
【請求項１２】
前記算出手段は、チャープ帯域幅を制限して、前記送信波のパワースペクトラムに対する前記反射波のパワースペクトラムの比を求めて偏差値を算出する請求項１０に記載のチャープレーダ外来干渉波除去装置。
【請求項１３】
前記マスク生成手段は、実際に送信した送信波に基づいて生成した送信波のパワースペクトルを用いる請求項１０に記載のチャープレーダ外来干渉波除去装置。
【請求項１４】
前記マスク生成手段は、モデル化した送信波のパワースペクトルを用いる請求項１０に記載のチャープレーダ外来干渉波除去装置。
【請求項１５】
フーリエ変換することにより、前記反射波の時間領域データを周波数領域データに変換する変換手段を含む請求項９に記載のチャープレーダ外来干渉波除去装置。
【請求項１６】
フーリエ変換することにより、前記パルス状送信波の時間領域データを周波数領域データに変換する変換手段を含む請求項９に記載のチャープレーダ外来干渉波除去装置。
【請求項１】
パルス状送信波を送信した際にターゲットで反射した反射波に重畳する外来干渉波を除去するチャープレーダ外来干渉波除去方法であって、
前記反射波の周波数領域データと前記送信波の周波数領域データとに基づいて前記外来干渉波を除去するための周波数マスクを生成し、
前記反射波の周波数領域データから前記周波数マスクの周波数に対応する値を取り除くことにより、前記外来干渉波を除去することを特徴とするチャープレーダ外来干渉波除去方法。
【請求項２】
前記反射波の周波数領域データに基づいてパワースペクトラムを生成し、
前記パワースペクトラム上のランダムノイズを低減し、
前記送信波のパワースペクトラムに対する前記反射波のパワースペクトラムの比を求めて偏差値を算出し、
前記偏差値が閾値を越えている周波数を前記周波数マスクのマスク周波数として設定する請求項１に記載のチャープレーダ外来干渉波除去方法。
【請求項３】
前記反射波のパワースペクトラム及び前記送信波のパワースペクトラムをそれぞれ平均化し、
前記平均化したパワースペクトラムに基づいて周波数毎に除算処理することにより、各周波数における前記偏差値を算出する請求項２に記載のチャープレーダ外来干渉波除去方法。
【請求項４】
チャープ帯域幅を制限して、前記送信波のパワースペクトラムに対する前記反射波のパワースペクトラムの比を求めて偏差値を算出する請求項２に記載のチャープレーダ外来干渉波除去方法。
【請求項５】
前記送信波のパワースペクトラムを、実際に送信した送信波に基づいて生成する請求項２に記載のチャープレーダ外来干渉波除去方法。
【請求項６】
前記送信波のパワースペクトラムを、モデル化した送信波に基づいて生成する請求項２に記載のチャープレーダ外来干渉波除去方法。
【請求項７】
フーリエ変換することにより、前記反射波の時間領域データを周波数領域データに変換する請求項１に記載のチャープレーダ外来干渉波除去方法。
【請求項８】
フーリエ変換することにより、前記パルス状送信波の時間領域データを周波数領域データに変換する請求項１に記載のチャープレーダ外来干渉波除去方法。
【請求項９】
パルス状送信波を送信した際にターゲットで反射した反射波に重畳する外来干渉波を除去するチャープレーダ外来干渉波除去装置であって、
前記反射波の周波数領域データと前記送信波の周波数領域データとに基づいて前記外来干渉波を除去するための周波数マスクを生成するマスク生成手段と、
前記反射波の周波数領域データから前記周波数マスクの周波数に対応する値を取り除くことにより、前記外来干渉波を除去する除去手段とを有することを特徴とするチャープレーダ外来干渉波除去装置。
【請求項１０】
前記マスク生成手段は、
前記反射波の周波数領域データに基づいてパワースペクトラムを生成するパワースペクトラム生成手段と、
前記パワースペクトラム上のランダムノイズを低減する平均化処理手段と、
前記送信波のパワースペクトラムに対する前記反射波のパワースペクトラムの比を求めて偏差値を算出する算出手段と、
前記偏差値が閾値を越えている周波数を前記周波数マスクのマスク周波数として設定する設定手段とを含む請求項９に記載のチャープレーダ外来干渉波除去装置。
【請求項１１】
前記算出手段は、平均化したパワースペクトラムに基づいて周波数毎に除算処理することにより、各周波数における前記偏差値を算出する請求項１０に記載のチャープレーダ外来干渉波除去装置。
【請求項１２】
前記算出手段は、チャープ帯域幅を制限して、前記送信波のパワースペクトラムに対する前記反射波のパワースペクトラムの比を求めて偏差値を算出する請求項１０に記載のチャープレーダ外来干渉波除去装置。
【請求項１３】
前記マスク生成手段は、実際に送信した送信波に基づいて生成した送信波のパワースペクトルを用いる請求項１０に記載のチャープレーダ外来干渉波除去装置。
【請求項１４】
前記マスク生成手段は、モデル化した送信波のパワースペクトルを用いる請求項１０に記載のチャープレーダ外来干渉波除去装置。
【請求項１５】
フーリエ変換することにより、前記反射波の時間領域データを周波数領域データに変換する変換手段を含む請求項９に記載のチャープレーダ外来干渉波除去装置。
【請求項１６】
フーリエ変換することにより、前記パルス状送信波の時間領域データを周波数領域データに変換する変換手段を含む請求項９に記載のチャープレーダ外来干渉波除去装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−５８３０８（Ｐ２００９−５８３０８Ａ）
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２４８９５（Ｐ２００７−２２４８９５）
【出願日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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