專利名稱：信號(hào)處理裝置、雷達(dá)裝置、信號(hào)處理方法及信號(hào)處理程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行各種處理的信號(hào)處理裝置、雷達(dá)裝置、信號(hào)處理方法及信號(hào)處理程序
背景技術(shù)：
以往，在雷達(dá)裝置等中，存在以下課題若回波信號(hào)中含有來(lái)自他船的電磁波(干涉成分)，則雷達(dá)圖像的顯示品質(zhì)就會(huì)惡化。為此，以下的內(nèi)容被申請(qǐng)了 在同一方位及同一距離上、且在時(shí)間上也連續(xù)的3個(gè)以上的信號(hào)中，僅1個(gè)過(guò)去的距離掃掠超過(guò)閾值時(shí)，就判定為干涉，并不加以顯示(零置換) 進(jìn)行干涉除去。(例如參照專利文獻(xiàn)1)專利文獻(xiàn)1日本特開平5-27011號(hào)公報(bào)發(fā)明解決的課題但是，還存在下述課題實(shí)際上也會(huì)產(chǎn)生低電平的干涉，若增大閾值減弱干涉除去處理則不能完全除去干涉。另一方面，若將閾值設(shè)定得低，有時(shí)連來(lái)自物標(biāo)的回波信號(hào)也一并除去。為此，本發(fā)明的目的是提供一種信號(hào)處理裝置、雷達(dá)裝置、信號(hào)處理方法及信號(hào)處理程序，降低對(duì)干涉以外的回波的抑制，同時(shí)確保能夠準(zhǔn)確地除去干涉成分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的信號(hào)處理裝置具有回波信號(hào)輸入部、回波信號(hào)電平檢測(cè)部、電平變化檢測(cè)部、模式輸出部、干涉判定部。回波信號(hào)輸入部，天線輻射的電磁波經(jīng)物標(biāo)反射所形成的回波信號(hào)被輸入。回波信號(hào)電平檢測(cè)部，對(duì)應(yīng)距離上述天線的距離和方位檢測(cè)每個(gè)上述回波信號(hào)的電平。電平變化檢測(cè)部，檢測(cè)上述回波信號(hào)中，來(lái)自距天線的距離大致相同但方位不同、且相互接近的地點(diǎn)的上述回波信號(hào)之間的電平變化(例如差分值)。并且，模式輸出部將上述電平變化分別與事先規(guī)定的基準(zhǔn)模式相核對(duì)，輸出電平變化模式。例如，分類成相對(duì)于某距離掃掠數(shù)據(jù)Χ (η)，下一個(gè)距離掃掠數(shù)據(jù)χ (η+1)變大的模式(第1模式P)、相對(duì)于某距離掃掠數(shù)據(jù)χ (η)，下一個(gè)距離掃掠數(shù)據(jù)χ (η+1)變小的模式 (第2模式N)、除此之外的模式(第3模式Ζ)等。干涉判定部根據(jù)上述電平變化模式中至少2個(gè)電平變化模式來(lái)判定干涉。例如， 注目距離掃掠數(shù)據(jù)x(n)與其前一個(gè)距離掃掠數(shù)據(jù)x(n-l)之間的變化模式為模式P、且與其后一個(gè)距離掃掠數(shù)據(jù)χ (η+1)之間的變化模式為模式N時(shí)，被判定為干涉。并且，干涉成分有時(shí)會(huì)在方位方向上呈多個(gè)連續(xù)，所以也可以在注目距離掃掠數(shù)據(jù)x(n)與其前一個(gè)距離掃掠數(shù)據(jù)x(n-l)之間的變化模式為模式P、與其后一個(gè)距離掃掠數(shù)據(jù)x(n+l)之間的變化模式為模式Z時(shí)，注目距離掃掠數(shù)據(jù)χ (η)與其前一個(gè)距離掃掠數(shù)據(jù)x(n-l)之間的變化模式為模式Z、與其后一個(gè)距離掃掠數(shù)據(jù)x(n+l)之間的變化模式為模式N時(shí)也判定為干涉。據(jù)此，能夠抽出方位方向上急劇上升，之后又急劇下降的干涉成分所特有的電平變化模式。此時(shí)，同以往，根據(jù)某位置的時(shí)間軸上的數(shù)據(jù)是否超過(guò)閾值進(jìn)行判定相比，能夠正確地僅抽出干涉成分。并且，不僅是使用注目距離掃掠及其前后距離掃掠3點(diǎn)，還可以使用更多的距離掃掠數(shù)據(jù)。例如，從注目距離掃掠數(shù)據(jù)x(n)之前2個(gè)距離掃掠數(shù)據(jù)x(n-2)到其之前1個(gè)距離掃掠數(shù)據(jù)x(n-l)的變化模式是模式P，從距離掃掠數(shù)據(jù)x(n-l)到距離掃掠數(shù)據(jù)χ (η) 的變化模式是模式Ζ，從距離掃掠數(shù)據(jù)χ (η)到距離掃掠數(shù)據(jù)χ(η+1)的變化模式為模式Z時(shí)判定干涉。另外，在下述情況下也可以判定為干涉從距離掃掠數(shù)據(jù)x(n-l)到距離掃掠數(shù)據(jù)x(n)的變化模式是模式Z，從距離掃掠數(shù)據(jù)χ (η)到距離掃掠數(shù)據(jù)χ(η+1)的變化模式為模式Ζ，從距離掃掠數(shù)據(jù)χ(η+1)到距離掃掠數(shù)據(jù)χ(η+2)的變化模式為模式N。據(jù)此，能夠進(jìn)行在方位方向上連續(xù)的干涉成分的檢測(cè)。并且，在方位方向上連續(xù)的多個(gè)電平變化的模式連續(xù)是模式P時(shí)也可判定為干涉。例如下述情況，即、從距離掃掠數(shù)據(jù)x(n-2)到距離掃掠數(shù)據(jù)x(n-l)的變化模式是模式 P且從距離掃掠數(shù)據(jù)x(n-l)到距離掃掠數(shù)據(jù)χ (η)的變化模式是模式P時(shí)，或者從距離掃掠數(shù)據(jù)x(n-l)到距離掃掠數(shù)據(jù)χ (η)的變化模式是模式P且從距離掃掠數(shù)據(jù)χ (η)到距離掃掠數(shù)據(jù)x(n+l)的變化模式是模式P時(shí)等。另外，在方位方向上連續(xù)的多個(gè)電平變化的模式連續(xù)是模式N時(shí)也可判定為干涉。例如，從距離掃掠數(shù)據(jù)x(n-l)到距離掃掠數(shù)據(jù)χ (η) 的變化模式是模式N且從距離掃掠數(shù)據(jù)χ (η)到距離掃掠數(shù)據(jù)χ (η+1)的變化模式是模式N 時(shí)，或從距離掃掠數(shù)據(jù)χ (η)到距離掃掠數(shù)據(jù)χ (η+1)的變化模式是模式N且從距離掃掠數(shù)據(jù)χ(η+1)到距離掃掠數(shù)據(jù)x(n+2)的變化模式是模式N時(shí)。這種情況下，能夠檢測(cè)出在方向方位上具有不同信號(hào)電平的干涉成分。 另外，本發(fā)明的信號(hào)處理裝置也可以考慮距離方向上的電平變化。例如，電平變化檢測(cè)部利用距離方向上的信號(hào)對(duì)各方位的電平變化進(jìn)行平均化。此時(shí)，模式輸出部對(duì)平均化后的上述電平變化進(jìn)行核對(duì)。或者，也可以進(jìn)一步檢測(cè)出鄰接的距離方向上的電平變化， 將規(guī)定距離范圍內(nèi)的電平變化模式中最多的電平變化模式作為各方位及個(gè)距離的電平變化模式進(jìn)行輸出。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的回波信號(hào)處理裝置，能夠降低對(duì)于干涉以外的回波的抑制，同時(shí)還能夠準(zhǔn)確地除去干涉成分。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式的雷達(dá)裝置構(gòu)成的框圖。圖2是距離掃掠間的電平變化的模式的示意圖。圖3是判定為干涉的模式的示意圖。圖4是電平降低處理的情況的示意圖。圖5是回波圖像的示意圖。圖6是現(xiàn)有技術(shù)的干涉檢測(cè)與本發(fā)明實(shí)施方式的干涉檢測(cè)的區(qū)別的示意圖。圖7是現(xiàn)有技術(shù)的干涉檢測(cè)與本發(fā)明實(shí)施方式的干涉檢測(cè)的區(qū)別的示意圖。圖8是利用方位方向上連續(xù)5個(gè)距離掃掠數(shù)據(jù)進(jìn)行干涉判定時(shí)的變化模式的示意圖。
圖9是利用方位方向上連續(xù)5個(gè)距離掃掠數(shù)據(jù)進(jìn)行干涉判定時(shí)的變化模式的示意圖。
圖10是回波圖像的 示意圖。圖11是回波圖像的示意圖。圖12是考慮距離方向的樣本的變化模式的分類示意圖。圖中11、天線12、接收部13、A/D轉(zhuǎn)化器14、距離掃掠存儲(chǔ)器15、干涉處理部16、 圖像轉(zhuǎn)換部17、直角坐標(biāo)存儲(chǔ)器18、顯示器
具體實(shí)施例方式圖KA)是表示內(nèi)置了本發(fā)明的信號(hào)處理裝置的雷達(dá)裝置的構(gòu)成的框圖。雷達(dá)裝置是例如設(shè)置在船舶上，對(duì)自船周圍輻射并接收電磁波，探知其他船只等物標(biāo)的裝置。在圖KA)中，雷達(dá)裝置包括天線11、接收部12、A/D轉(zhuǎn)換器13、距離掃掠存儲(chǔ)器 14、干涉處理部15、圖像轉(zhuǎn)換部16、直角坐標(biāo)存儲(chǔ)器17以及顯示器18。天線11向自船的周圍的各方位輻射電磁波，接收回波信號(hào)。接收部12將與天線 11接收的回波信號(hào)的電平所對(duì)應(yīng)的值輸出至A/D轉(zhuǎn)換器13。A/D轉(zhuǎn)換器13對(duì)輸入的模擬值的回波信號(hào)進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，作為測(cè)定數(shù)據(jù)輸出至距離掃掠存儲(chǔ)器14。距離掃掠存儲(chǔ)器14存儲(chǔ)測(cè)定1周期量(自船周圍360度量)的測(cè)定數(shù)據(jù)。各測(cè)定數(shù)據(jù)與極坐標(biāo)系的方位及距離對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)作為樣本數(shù)據(jù)(距離掃掠數(shù)據(jù))被存儲(chǔ)。圖像轉(zhuǎn)換部16從距離掃掠存儲(chǔ)器14輸入距離掃掠數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換到以自船位置為原點(diǎn)的直角坐標(biāo)系，作為與各距離掃掠數(shù)據(jù)的電平相對(duì)應(yīng)的灰度的像素亮度值輸出。該直角坐標(biāo)系的像素亮度值作為直角坐標(biāo)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于直角坐標(biāo)存儲(chǔ)器17。顯示器18讀出直角坐標(biāo)系存儲(chǔ)器17中存儲(chǔ)的直角坐標(biāo)數(shù)據(jù)，顯示如圖5所示那樣的雷達(dá)圖像(回波圖像)。另外，在本實(shí)施方式中，表示背景色是黑色、像素亮度值高的像素顯示為白色的例子，但背景色也可以是白色，像素亮度值高的像素顯示為黑色。另外，也可以是用彩色圖像進(jìn)行顯示的形態(tài)。天線11接收的回波信號(hào)中除了物標(biāo)反射的電磁波以外，由其它船只等輻射的電磁波作為干涉成分也會(huì)被包含其中。若回波信號(hào)中包含干涉成分，則如圖5(A)所示，顯示出在距離方向上細(xì)長(zhǎng)延伸的回波圖像。這里，本實(shí)施方式的雷達(dá)裝置在干涉處理部15檢測(cè)出干涉成分并進(jìn)行電平降低處理，更新距離掃掠存儲(chǔ)器14的距離掃掠數(shù)據(jù)的內(nèi)容。其結(jié)果，向圖像轉(zhuǎn)換部16輸入干涉降低處理后的距離掃掠數(shù)據(jù)，在顯示器18上就能顯示準(zhǔn)確除去干涉成分后的回波圖像。以下，對(duì)干涉處理部15的處理內(nèi)容進(jìn)行具體說(shuō)明。圖1 (B)是表示干涉處理部15 的構(gòu)成的框圖。干涉處理部15具有電平變化檢測(cè)部151、模式分類部(本發(fā)明中的模式輸出部)152、干涉檢測(cè)部153以及干涉除去處理部154。干涉處理部15根據(jù)這些構(gòu)成部檢測(cè)在距離掃掠數(shù)據(jù)中所含有的干涉成分進(jìn)行電平降低處理。電平變化檢測(cè)部151從距離掃掠存儲(chǔ)器14中讀出距離掃掠數(shù)據(jù)，檢測(cè)各距離的距離掃掠間的電平變化。若某一距離掃掠的樣本為Χ (η)、相同距離的下一次距離掃掠的樣本為χ(η+1)，電平變化檢測(cè)部151針對(duì)全部樣本求出距離掃掠間的電平差Χ(η+1)-Χ(η)。模式分類部152將由電平變化檢測(cè)部151求出的距離掃掠間的電平變化分類成多個(gè)模式。圖2是距離掃掠間的電平變化的模式示意圖。如圖2所示，模式分類部152將距離掃掠間的電平變化分類為如下述數(shù)式1所示的3個(gè)模式。
權(quán)利要求
1.一種信號(hào)處理裝置，其特征在于，具有回波信號(hào)輸入部，天線輻射的電磁波經(jīng)物標(biāo)反射所形成的回波信號(hào)被輸入； 回波信號(hào)電平檢測(cè)部，對(duì)應(yīng)距離上述天線的距離和方位檢測(cè)每個(gè)上述回波信號(hào)的電平；電平變化檢測(cè)部，檢測(cè)上述回波信號(hào)中，來(lái)自距天線的距離大致相同但方位不同、且相互接近的地點(diǎn)的上述回波信號(hào)之間的電平變化；模式輸出部，將上述電平變化分別與事先規(guī)定的基準(zhǔn)模式相核對(duì)，輸出電平變化模式；干涉判定部，根據(jù)上述電平變化模式中至少2個(gè)電平變化模式來(lái)判定干涉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理裝置，其特征在于為了輸出上述至少2個(gè)電平變化模式而采用的上述回波信號(hào)的地點(diǎn)是相互鄰接的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的信號(hào)處理裝置，其特征在于上述模式輸出部將電平變化模式分類成第1模式、第2模式、第3模式，上述第1模式電平變化超過(guò)第1閾值，上述第2模式電平變化不足第2閾值，上述第3模式既不符合第1 模式也不符合第2模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的信號(hào)處理裝置，其特征在于當(dāng)電平變化模式從上述第1模式變化成上述第2模式時(shí)，上述干涉判斷部判定為干涉。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的信號(hào)處理裝置，其特征在于當(dāng)電平變化模式從上述第1模式變化成上述第3模式時(shí)，上述干涉判斷部判定為干涉。
6.根據(jù)權(quán)利要求3 5任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置，其特征在于當(dāng)電平變化模式從上述第3模式變化成上述第2模式時(shí)，上述干涉判斷部判定為干涉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置，其特征在于 上述電平變化是在方位方向上相鄰接的回波信號(hào)的電平差分值。
8.根據(jù)權(quán)利要求3 7任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置，其特征在于當(dāng)存在繼上述第1模式的第3模式和至少2個(gè)上述第3模式的群時(shí)，上述干涉判定部判定為干涉。
9.根據(jù)權(quán)利要求3 8任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置，其特征在于當(dāng)存在至少2個(gè)上述第3模式的群和繼上述第3模式的上述第2模式時(shí)，上述干涉判定部判定為干涉。
10.根據(jù)權(quán)利要求3 9任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置，其特征在于 當(dāng)存在至少2個(gè)上述第1模式的群時(shí)，上述干涉判定部判定為干涉。
11.根據(jù)權(quán)利要求3 10任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置，其特征在于 當(dāng)存在至少2個(gè)上述第2模式的群時(shí)，上述干涉判定部判定為干涉。
12.根據(jù)權(quán)利要求1 11任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置，其特征在于 上述電平變化檢測(cè)部將上述電平變化在距離方向上平均化，上述模式輸出部核對(duì)平均化后的上述電平變化。
13.根據(jù)權(quán)利要求1 11任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置，其特征在于上述電平變化檢測(cè)部進(jìn)一步檢測(cè)來(lái)自距天線的方位大致相同但距離不同、且相互接近的地點(diǎn)的上述回波信號(hào)之間的電平變化，上述模式輸出部將規(guī)定距離范圍內(nèi)的電平變化模式中最多的電平變化模式作為各方位及各距離上的電平變化模式輸出。
14.根據(jù)權(quán)利要求1 11任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置，其特征在于上述電平變化檢測(cè)部進(jìn)一步檢測(cè)來(lái)自距天線的方位大致相同但距離不同、且相互接近的地點(diǎn)的上述回波信號(hào)之間的電平變化，上述干涉判定部進(jìn)一步根據(jù)距離方向上接近的多個(gè)電平變化模式判定干涉。
15.根據(jù)權(quán)利要求1 14任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置，其特征在于還具有回波信號(hào)電平控制部，該回波信號(hào)電平控制部控制起因于干涉的回波信號(hào)的電平。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的信號(hào)處理裝置，其特征在于上述回波信號(hào)電平控制部進(jìn)行如下處理將起因于干涉的回波信號(hào)的電平置換成在方位方向上鄰接的任一回波信號(hào)的電平。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述信號(hào)處理裝置，其特征在于上述回波信號(hào)電平控制部進(jìn)行如下處理將起因于干涉的回波信號(hào)的電平置換成在方位方向上鄰接的多個(gè)回波信號(hào)的電平的平均值。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述信號(hào)處理裝置，其特征在于上述回波信號(hào)電平控制部進(jìn)行如下處理與在方位方向上鄰接的多個(gè)回波信號(hào)的電平相應(yīng)，對(duì)起因于干涉的回波信號(hào)的電平進(jìn)行線性插補(bǔ)。
19.一種雷達(dá)裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求1 18任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置； 天線，按照方位輻射電磁波且邊接收回波信號(hào)邊轉(zhuǎn)動(dòng)。
20.一種信號(hào)處理方法，其特征在于，具有回波信號(hào)輸入步驟，天線輻射的電磁波經(jīng)物標(biāo)反射所形成的回波信號(hào)被輸入； 回波信號(hào)電平檢測(cè)步驟，對(duì)應(yīng)距離上述天線的距離和方位檢測(cè)每個(gè)上述回波信號(hào)的電平；電平變化檢測(cè)步驟，檢測(cè)上述回波信號(hào)中，來(lái)自距離天線的距離大致相同但方位不同、 且相互接近的地點(diǎn)的上述回波信號(hào)之間的電平變化；模式輸出步驟，將上述電平變化分別與事先規(guī)定的基準(zhǔn)模式相核對(duì)，輸出電平變化模式；干涉判定步驟，根據(jù)上述電平變化模式中至少2個(gè)電平變化模式來(lái)判定干涉。
21.一種由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的信號(hào)處理程序，其特征在于，具有回波信號(hào)輸入步驟，天線輻射的電磁波經(jīng)物標(biāo)反射所形成的回波信號(hào)被輸入； 回波信號(hào)電平檢測(cè)步驟，對(duì)應(yīng)距離上述天線的距離和方位檢測(cè)每個(gè)上述回波信號(hào)的電平；電平變化檢測(cè)步驟，檢測(cè)上述回波信號(hào)中，來(lái)自距離天線的距離大致相同但方位不同、 且相互接近的地點(diǎn)的上述回波信號(hào)之間的電平變化；模式輸出步驟，將上述電平變化分別與事先規(guī)定的基準(zhǔn)模式相核對(duì)，輸出電平變化模式；干涉判定步驟，根據(jù)上述電平變化模式中至少2個(gè)電平變化模式來(lái)判定干涉。
全文摘要
本發(fā)明提供一種信號(hào)處理裝置、雷達(dá)裝置、信號(hào)處理方法及信號(hào)處理程序能夠在降低對(duì)于干涉以外的回波的抑制的同時(shí)有效地除去干涉成分。檢測(cè)出距離掃掠間的電平變化(例如差分值)，對(duì)照基準(zhǔn)模式進(jìn)行電平變化模式的輸出。對(duì)于距離掃掠數(shù)據(jù)x(n)，將其分類成距離掃掠數(shù)據(jù)x(n+1)變大的模式(模式P)、距離掃掠數(shù)據(jù)x(n+1)變小的模式(模式N)、除此之外的模式(模式Z)。干涉檢測(cè)部153根據(jù)電平變化模式中至少2個(gè)電平變化模式來(lái)進(jìn)行干涉的判斷。例如，距離掃掠數(shù)據(jù)x(n)與其前一個(gè)距離掃掠數(shù)據(jù)x(n-1)之間的變化模式為模式P、且與其后一個(gè)距離掃掠數(shù)據(jù)x(n+1)之間的變化模式為模式N時(shí)，被判定為干涉。
文檔編號(hào)G01S7/36GK102353941SQ20111015694
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者中川和也, 前野仁 申請(qǐng)人:古野電氣株式會(huì)社