信号处理装置、雷达装置以及物标探知方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种信号处理装置、雷达装置以及物标探知方法。雷达装置采用交错处理方式，通过雷达天线以不等间隔反复发送，接收经物标反射而得的回波信号。在相位算出部中，算出在根据回波信号得出的复接收信号I、Q中起因于雷达天线的移动速度而产生的相位变化量。在自船速修正部中，针对复接收信号I、Q，进行由相位算出部算出的相位变化量的修正，输出修正后的复接收信号I′、Q′。在多普勒处理部中，利用修正后的复接收信号I′、Q′进行多普勒处理。防止起因于脉冲信号的收发在距离扫掠间成为不等间隔而导致在多普勒处理中产生的S/C或S/N的提高的恶化的情况。

【技术实现步骤摘要】

[0001 ] 本专利技术涉及雷达装置等探知装置中的回波信号的信号处理装置、通过收发电磁波探知物标的雷达装置、以及这些装置中的信号处理方法。本专利技术的信号处理装置以及信号处理方法尤其适用于利用交错触发器(Staggered trigger)方式的雷达装置等探知装置。
技术介绍
雷达装置通常通过从天线发送电磁波的脉冲信号，并由天线接收来自物标的反射波，从而探知飞机或船舶等物标。有时在应探知的物标的周围，存在波浪或雨等广生杂波(无用的反射波)的反射体。为了抑制杂波，已知专利文献I (日本特开平10-197627号公报)或非专利文献I (吉田孝监修，改订雷达技术，社团法人电子信息通信学会，1996年，第217页)所记载的多普勒处理。通常按照电磁波的每个发送方位以等间隔采样由雷达装置的天线接收的来自物标的反射波。在多普勒处理中，利用将物标的反射波(回波信号)变换至数字信号而得的数据，并进行离散傅里叶变换(DFT)或快速傅里叶变换(FFT)，以便得到多普勒频谱。数字化的回波信号由与多普勒频移频率相关的滤波器组(多多普勒滤波器)分解为多个子带。从各子带输出的输出数据在CFAR (Constant False Alarm Rate:恒虚警率)处理之后被合成。可是，有时船舶等所搭载的雷达装置(将搭载该雷达装置的船称为“自船”)受从存在于自船周边的船舶(将之称为“他船”)所搭载的雷达装置输出的电磁波的影响，因而在雷达装置间产生相互干涉。作为抑制在雷达装置间的相互干涉的影响的方法之一，众所周知的是，专利文献2(日本专利第3561497号公报)所记载的交错触发(staggered trigger)方式。所谓“交错触发方式”是指适用使反复发送脉冲信号时的发送间隔(interval)变化的处理(交错处理)的方式。通过进行交错处理，能够避免与雷达装置所发送的脉冲信号对应的来自物标的回波信号的接收定时与其他雷达装置所发送的脉冲信号的接收定时在距离扫掠(sweep)间一致。若接收定时在距离扫掠间不一致，则能够基于在多个距离扫掠中的接收信号，识别来自物标的回波信号与他船的雷达装置的发送信号。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开平10-197627号公报专利文献2:日本专利第3561497号公报非专利文献1:吉田孝监修，改订雷达技术，社团法人电子信息通信学会，1996年可是，有时在适用多普勒处理的雷达装置中进行交错处理的情况下，若他船相对于自船的相对速度变快，则通过多普勒处理而期待的信号对杂波比(S/C)或信号对噪音比(S/N)因受该交错处理的影响而无法充分地提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种装置，即使在采用交错触发方式的雷达装置等探知装置中，也能够通过多普勒处理提高S/C或S/N。为解决上述问题，本专利技术的信号处理装置包括:回波信号输入部，被输入回波信号，该回波信号是按照各发送定时从发送源发送的各发送信号由物标反射而得的信号，该各发送定时包括对规定的时间间隔的发送定时之中的至少一个发送定时以规定时间进行偏移而得的发送定时；复接收信号生成部，基于所述回波信号，分别生成复接收信号；相位算出部，基于所述发送源的移动速度以及距基准定时的经过时间，算出所述复接收信号相对于基准相位的相位变化量；相位修正部，针对所述复接收信号进行基于所述相位变化量的相位修正，分别输出修正后的复接收信号；以及多普勒处理部，针对各修正后的所述复接收信号进行多普勒处理，输出所述物标的多普勒回波信号。S卩，相位算出部检测起因于天线等脉冲信号的发送源移动而产生的复接收信号的相位变化量。相位修正部针对复接收信号基于由相位算出部算出的相位变化量进行修正，输出修正后的复接收信号。多普勒处理部利用从相位修正部输出的修正后的复接收信号，进行多普勒处理。在此，相位算出部的相位变化量的算出在自己的发送源移动的情况下只基于该移动速度亦可。再有，基于事先检测的特定的物标的移动速度与自己的发送源的移动速度这二者算出二者的相对速度，并算出相位变化量亦可。后者能够进行更高精度的相位修正。在后者的情况下，需要特定的物标的移动速度，但例如也能够一旦算出多普勒速度再根据该结果求出。再有，在本专利技术中，以适用交错处理为前提，也算出基于偏移量的相位变化量，该偏移量是相对于发送定时的偏移量，该发送定时基于发送的脉冲信号的规定周期。追加该相位变化量之后，进行多普勒处理。虽然针对基于以不等间隔反复发送的脉冲信号(staggered trigger repetitively pulsed signal:交错触发反复脉冲信号)而得的复接收信号进行多普勒处理，几乎能够去除与物标的相对速度以及交错处理这二者所引起的相位误差。另外，本专利技术的上述特征也可以作为雷达装置或物标探知方法来实现。专利技术效果根据本专利技术，在采用交错触发方式的雷达装置等的多普勒处理中，能够缓和因脉冲信号的收发在距离扫掠间成为不等间隔而引起s/C或S/N的提高恶化的情况。【附图说明】图1为用于说明多普勒处理中的交错的影响的座标图。图2A为用于说明物标的速度慢时的交错所引起的相位误差的座标图。图2B为用于说明物标的速度快时的交错所引起的相位误差的座标图。图3为表示一实施方式所涉及的雷达装置的构成的概要的框图。图4为表示天线方位的自船的速度成分与天线方位角等的关系的概念图。图5为表不多普勒处理部的构成的一例的框图。图6为表示图3的雷达装置的动作的流程图。图7为用于说明多普勒处理中的交错的影响的缓和的座标图。【具体实施方式】(I)问题点的分析专利技术人注意到若要在以多普勒处理为前提的雷达装置等探知装置中实施交错处理，则无法谋求原本应该由多普勒处理得到的S/C或S/N的提高。于是，专利技术人首先考察了其原因，并成功找到该原因。下面，说明问题点的分析。若要在一个雷达装置中适用多普勒处理与交错处理这2种处理，则有可能产生因随着他船相对于自船的相对速度变快而妨碍多普勒处理中的信号对杂波比(S/C)的提高或信号对噪音比(S/N)的提高。首先，利用图1以及图2A、图2B说明多普勒处理下的交错处理的影响。在图1中，横轴表示按照规定的时间间隔发送的发送波的发送顺序所对应的距离扫掠号码、纵轴表示数据接收信号的相位。由于距离扫掠与各发送波的接收信号对应，因此横轴与时间轴等价，示出了时间与距离扫掠号码变大相应地经过的情况。在图1所示的例子中，以从雷达装置发送的脉冲信号的发送间隔一定，并且自船与物标的相对速度处于一定的状态为前提。在该状态中，如由圆圈所示，由于距离扫掠间隔一定，并且物标相对于自船的相对速度一定，各距离扫掠间的相位变化量Θ s也一定。若相对速度为零，则在各距离扫掠号码间无相位变化量。表示相对于时间经过的相位变化的座标图的倾斜为零，与相对速度变大相应地该倾斜变大。因此，只要知晓相对速度，便能够知晓相位变化量，只要针对回波信号进行一定的相位旋转，便能够使与各距离扫掠对应的回波信号的相位相同。例如，如由双圈所示，若在距离扫掠k进行O度的相位旋转、在距离扫掠k+Ι进行Θ s度的相位旋转、在距离扫掠k+2进行2 Θ s度的相位旋转、在距离扫掠k+3进行3 Θ s度的相位旋转，则能够使全部距离扫掠的相位相同。其结果是，进行这些相位旋转之后，只要将数据相加便能够使回本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号处理装置，包括：回波信号输入部，被输入回波信号，该回波信号是按照各发送定时从发送源发送的各发送信号由物标反射而得的信号，该各发送定时包括对规定的时间间隔的发送定时之中的至少一个发送定时以规定时间进行偏移而得的发送定时；复接收信号生成部，基于所述回波信号，分别生成复接收信号；相位算出部，基于所述发送源的移动速度以及距基准定时的经过时间，算出所述复接收信号相对于基准相位的相位变化量；相位修正部，针对所述复接收信号进行基于所述相位变化量的相位修正，分别输出修正后的复接收信号；以及多普勒处理部，针对各修正后的所述复接收信号进行多普勒处理，输出所述物标的多普勒回波信号。

【技术特征摘要】
2012.09.05 JP 2012-1951541.一种信号处理装置，包括: 回波信号输入部，被输入回波信号，该回波信号是按照各发送定时从发送源发送的各发送信号由物标反射而得的信号，该各发送定时包括对规定的时间间隔的发送定时之中的至少一个发送定时以规定时间进行偏移而得的发送定时； 复接收信号生成部，基于所述回波信号，分别生成复接收信号； 相位算出部，基于所述发送源的移动速度以及距基准定时的经过时间，算出所述复接收信号相对于基准相位的相位变化量； 相位修正部，针对所述复接收信号进行基于所述相位变化量的相位修正，分别输出修正后的复接收信号；以及 多普勒处理部，针对各修正后的所述复接收信号进行多普勒处理，输出所述物标的多普勒回波信号。2.如权利要求1所述的信号处理装置，还包括: 移动速度算出部，将与所述复接收信号对应的所述发送信号的发送定时的、所述发送源的移动速度，输入至所述相位算出部。3.如权利要求2所述的信号处理装置， 所述移动速度算出部被输入所述发送源的对地移动速度和移动方向，算出与规定的目标物标所存在的方位对应的移动速度并输出至所述相位算出部。4.如权利要求1所述的信号处理装置， 所述相位修正部包含使所述复接收信号旋转与所述相位变化量对应的相位量的相位转子。5.如权利要求1所述的信号处理装置， 所述多普勒处理部包括: 滤波器阵列，并联地连接通带的中心频率相互不同的多个带通滤波器而成； 多个对数检波器，对从所述滤波器阵列的所述多个带通滤波器分别输出的复接收信号进行对数检波； 恒虚警率处理器，针对所述对数检波器的输出信号在距离方向上进行恒虚警率处理；以及 合成部，按规定的每个距离合成各所述恒虚警率处理器的输出信号。6.如权利要求3所述的信号处理装置， 所述相位算出部基于选定的目标物标相对于所述发送源的相对速度，算出所述相位变化量。7.一种雷达装置，包括: 天线，按照各发送定时发送发送信号，并且依次接收由物标反射而得的回波信号，该各发送定时包括对规定的时间间隔的发送定时之中的至少一个发送定时以规定时间进行偏移而得的发送定时； 复接收信号生成部，基于所述回波信号，分别生成复接收信号； 相位算出部，基于所述天线的移动速度以及距基准定时的经过时间，算出所述复接收信号相对于基准相位的相位变化量； 相位修正部，针对所述复接收信号进行基于所述相位变化量的相位修正，分别输出修正后的复接收信号；以及 多普勒处理部，针对各修正后的所述复接收信号进行多普勒处理，输出所述物标的多普勒回波信号。8.如权利要求7所述的雷达装置，还包括: 移动速度算出部，将与所述复接收信号对应的所述发送信号被发送的定时的、所述天线的移动速...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅田泰畅，奥西哲，大浩司，竹元彩衣，
申请(专利权)人：古野电气株式会社，
类型：发明
国别省市：