本申請(qǐng)是2010年11月2日提交的，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01010534337.2，發(fā)明名稱為“雷達(dá)信號(hào)處理裝置、雷達(dá)信號(hào)處理程序及方法”的專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

本發(fā)明涉及一種目標(biāo)物探知裝置。尤其涉及一種抑制包含在雷達(dá)裝置、掃描型超聲波探知器(scanningsonar)等接收到的信號(hào)中的無(wú)用信號(hào)的構(gòu)成。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有的雷達(dá)裝置中，通過(guò)cfar(constantfalsealarmrate：恒虛警率)處理或“圓周掃描相關(guān)處理”來(lái)抑制雜波(無(wú)用信號(hào))的信號(hào)電平(db)。

雜波的信號(hào)電平隨機(jī)變動(dòng)，但來(lái)自同一目標(biāo)物(target)的回波信號(hào)的信號(hào)電平比起雜波的信號(hào)電平在時(shí)間上能夠相對(duì)穩(wěn)定地被探知。因此，通過(guò)抑制隨機(jī)變動(dòng)的信號(hào)的處理(圓周掃描相關(guān)處理)，一邊抑制雜波，一邊保留來(lái)自目標(biāo)的回波。進(jìn)行“圓周掃描相關(guān)處理”的雷達(dá)裝置，例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)1～3中記載。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1公開(kāi)了一種構(gòu)成，其具備分別獨(dú)立存儲(chǔ)移動(dòng)目標(biāo)物的相關(guān)處理用存儲(chǔ)器，對(duì)每個(gè)相關(guān)處理用存儲(chǔ)器進(jìn)行“面相關(guān)處理”(圓周掃描相關(guān)處理)。據(jù)此，既能夠消除海面反射等的雜波，又能準(zhǔn)確地識(shí)別移動(dòng)的目標(biāo)物。

專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)了一種構(gòu)成，其具備遞歸式數(shù)字濾波器，根據(jù)回波信號(hào)的變化實(shí)時(shí)地變更設(shè)定濾波器特性。據(jù)此，能夠一邊抑制雜波信號(hào)，一邊防止來(lái)自目標(biāo)物的回波被抑制。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2003-315439號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)平8-136641號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)2002-139562號(hào)公報(bào)

但是，專(zhuān)利文獻(xiàn)1的構(gòu)成由于必須對(duì)每個(gè)移動(dòng)目標(biāo)物都準(zhǔn)備存儲(chǔ)器，所以存在著如果想要對(duì)多個(gè)目標(biāo)物進(jìn)行“圓周掃描相關(guān)處理”則所需的存儲(chǔ)器容量就會(huì)變得龐大并且計(jì)算負(fù)荷也會(huì)增大的問(wèn)題。

另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2的構(gòu)成必須進(jìn)行下述的復(fù)雜處理：判定信號(hào)的上升沿或者下降沿并且判定信號(hào)使目標(biāo)物還是雜波，并基于該判定結(jié)果變更遞歸式數(shù)字濾波器的系數(shù)。

另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)3的構(gòu)成在進(jìn)行圓周掃描相關(guān)處理之前，必須預(yù)先根據(jù)arpa(automaticradarplottingaids：自動(dòng)雷達(dá)標(biāo)繪儀)等對(duì)各移動(dòng)目標(biāo)物進(jìn)行追蹤。

因此，專(zhuān)利文獻(xiàn)1～3中的任何一個(gè)都存在構(gòu)成復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題。而且，在“圓周掃描相關(guān)處理”中，來(lái)自高速移動(dòng)的目標(biāo)物的回波被抑制。因此，一進(jìn)行“圓周掃描相關(guān)處理”，高速移動(dòng)目標(biāo)物的回波被抑制，很難檢測(cè)到該高速移動(dòng)目標(biāo)物。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明鑒于以上技術(shù)問(wèn)題，其主要目的在于提供一種以簡(jiǎn)單的構(gòu)成既能抑制無(wú)用信號(hào)又能檢測(cè)高速移動(dòng)目標(biāo)物的信號(hào)處理裝置。

本發(fā)明的信號(hào)處理裝置的一例具備：接收數(shù)據(jù)輸出部，輸出接收數(shù)據(jù)，該接收數(shù)據(jù)表示輸入的接收信號(hào)的信號(hào)電平；圓周掃描相關(guān)處理部，用所述接收數(shù)據(jù)、以及表示在接收所述接收信號(hào)之前接收過(guò)的接收信號(hào)的信號(hào)電平的之前接收數(shù)據(jù)，進(jìn)行圓周掃描相關(guān)處理，輸出圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)；閾值設(shè)定部，基于所述接收數(shù)據(jù)求出該接收數(shù)據(jù)的雜波電平；以及輸出選擇部，基于被設(shè)定成比所述接收數(shù)據(jù)的雜波電平大的值的選擇閾值，選擇所述接收數(shù)據(jù)和所述圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)中的一個(gè)進(jìn)行輸出；所述輸出選擇部在所述接收信號(hào)的信號(hào)電平是所述選擇閾值以上時(shí)，選擇輸出該接收數(shù)據(jù)，在所述接收信號(hào)的信號(hào)電平小于所述選擇閾值時(shí)，選擇輸出所述圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)，所述圓周掃描相關(guān)處理部具備存儲(chǔ)之前的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)的之前存儲(chǔ)器，無(wú)論在所述輸出選擇部輸出所述接收數(shù)據(jù)的情況下還是輸出所述圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)的情況下，在所述之前存儲(chǔ)器中都存儲(chǔ)之前的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)，所述圓周掃描相關(guān)處理部基于所述接收數(shù)據(jù)和所述之前的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)，求出新的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的雷達(dá)圖像顯示方法的一例包括：回波信號(hào)接收步驟，用天線放射電磁波并接收回波信號(hào)；圓周掃描相關(guān)處理步驟，用表示所述回波信號(hào)的信號(hào)電平的接收數(shù)據(jù)、以及表示在接收所述回波信號(hào)之前接收過(guò)的回波信號(hào)的信號(hào)電平的之前接收數(shù)據(jù)，進(jìn)行圓周掃描相關(guān)處理，輸出圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)；閾值設(shè)定步驟，基于所述接收數(shù)據(jù)求出該接收數(shù)據(jù)的雜波電平；輸出選擇步驟，基于被設(shè)定成比所述接收數(shù)據(jù)的雜波電平大的值的選擇閾值，選擇所述接收數(shù)據(jù)和所述圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)中的一個(gè)進(jìn)行輸出；以及圖像顯示步驟，顯示基于所述輸出選擇步驟輸出的數(shù)據(jù)生成的雷達(dá)圖像；所述輸出選擇步驟在所述回波信號(hào)的信號(hào)電平是所述選擇閾值以上時(shí)，選擇輸出該接收數(shù)據(jù)，在所述回波信號(hào)的信號(hào)電平小于所述選擇閾值時(shí)，選擇輸出所述圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)，無(wú)論在輸出所述接收數(shù)據(jù)的情況下還是輸出所述圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)的情況下，都在之前存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)之前的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)，在所述圓周掃描相關(guān)處理步驟中，基于所述接收數(shù)據(jù)和所述之前的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)，求出新的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)。

其中，本發(fā)明的信號(hào)處理裝置可以具有接收數(shù)據(jù)輸出部、圓周掃描相關(guān)處理部、輸出選擇部。

接收數(shù)據(jù)輸出部接收表示天線接收到的信號(hào)的信號(hào)電平的接收數(shù)據(jù)。在雷達(dá)裝置中，用磁控管等電磁波生成部生成電磁波，該電磁波經(jīng)由波導(dǎo)管傳播到天線后，從天線向外部放射，天線接收反射后的回波信號(hào)。信號(hào)處理裝置基于回波信號(hào)的接收時(shí)間、到來(lái)方向以及信號(hào)電平探知目標(biāo)物的方位和距離。

圓周掃描相關(guān)處理部輸出對(duì)所述接收數(shù)據(jù)實(shí)施圓周掃描相關(guān)處理后的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)。

輸出選擇部在接收數(shù)據(jù)的信號(hào)電平是選擇閾值以上時(shí)，選擇該接收數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出；在接收數(shù)據(jù)的信號(hào)電平小于選擇閾值時(shí)，選擇圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出。

本發(fā)明的雷達(dá)裝置可以具有上述信號(hào)處理裝置、天線、圖像顯示部。該天線放射電磁波，并接收目標(biāo)物反射的回波信號(hào)，輸入至信號(hào)處理裝置；該圖像顯示部將從信號(hào)處理裝置的輸出選擇部輸出的接收數(shù)據(jù)或圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)作為雷達(dá)圖像進(jìn)行顯示。

還可以具有回波余跡生成處理部，其進(jìn)行追蹤雷達(dá)捕捉到的船舶等移動(dòng)體的軌跡(余跡)的回波余跡生成處理。同樣，也可以具有追蹤移動(dòng)體目標(biāo)物的追蹤處理部。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的雷達(dá)裝置的框圖。

圖2是例示自船周?chē)闆r的圖。

圖3是表示各數(shù)據(jù)的波形圖，其中(a)部分例示接收數(shù)據(jù)，(b)部分例示圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)，(c)部分例示雜波抑制完成數(shù)據(jù)。

圖4是雜波抑制部的框圖。

圖5是本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的雷達(dá)裝置的框圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1天線

4徑向掃描存儲(chǔ)器(接收數(shù)據(jù)輸出部)

5雜波抑制部

10雷達(dá)裝置

11圓周掃描相關(guān)處理部

12輸出選擇部

13閾值設(shè)定部

14二維存儲(chǔ)器

21信號(hào)處理部

具體實(shí)施方式

參照附圖，對(duì)本發(fā)明的目標(biāo)物探知信號(hào)的信號(hào)處理裝置、雷達(dá)裝置、以及其程序、方法的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

圖1是本實(shí)施方式所涉及的雷達(dá)裝置10的框圖。本實(shí)施方式的雷達(dá)裝置10是漁船、商船等船舶所裝備的船舶用雷達(dá)，主要用于探知其他船等目標(biāo)物。另外，本發(fā)明的信號(hào)處理裝置能夠廣泛適用于根據(jù)電磁波探知目標(biāo)物的雷達(dá)裝置、或者根據(jù)超聲波探知目標(biāo)物的掃描型超聲波探知器(scanningsonar)。在此，以雷達(dá)裝置為例加以說(shuō)明。

如圖1所示，本實(shí)施方式的雷達(dá)裝置10具備天線單元20和信號(hào)處理部(信號(hào)處理裝置)21。天線單元20具備：天線1、檢波器2和a/d轉(zhuǎn)換部3。信號(hào)處理部21既可以獨(dú)立地構(gòu)成，也可以作為雷達(dá)裝置的一部分。

信號(hào)處理部21具備：徑向掃描存儲(chǔ)器4、雜波抑制部5、二值化處理部6和追蹤處理部7。雜波抑制部5具備：圓周掃描相關(guān)處理部11、輸出選擇部12以及閾值設(shè)定部13。來(lái)自徑向掃描存儲(chǔ)器4的輸出一方面被圓周掃描相關(guān)處理部11進(jìn)行“圓周掃描相關(guān)處理”后輸入至輸出選擇部12；另一方面被原樣輸出并輸入至輸出選擇部12。另外，來(lái)自徑向掃描存儲(chǔ)器4的輸出被輸入至閾值設(shè)定部13，據(jù)此能夠設(shè)定閾值。

輸出選擇部12基于閾值，選擇來(lái)自圓周掃描相關(guān)處理部11的數(shù)據(jù)和直接來(lái)自徑向掃描存儲(chǔ)器4的數(shù)據(jù)之中的一個(gè)，并輸出給二值化處理部6。二值化處理部6根據(jù)規(guī)定的二值化閾值，對(duì)輸出選擇部5輸出的數(shù)據(jù)，進(jìn)行1、0的二值化處理。

天線1放射強(qiáng)指向性的脈沖狀電磁波，并且接收來(lái)自目標(biāo)物的回波(反射波)。通過(guò)測(cè)定自發(fā)送脈沖狀電磁波后至接收到回波的時(shí)間間隔，能夠算出天線1到目標(biāo)物的距離r。另外，天線1構(gòu)成為可在水平面內(nèi)全方位(360°)旋轉(zhuǎn)，一邊改變脈沖狀電磁波的發(fā)射方向(天線角度θ)，一邊反復(fù)地進(jìn)行電波的收發(fā)(放射、接收)。采用以上構(gòu)成，能夠一邊全方位(360°)地確認(rèn)目標(biāo)物的方位，一邊探知在自船周?chē)乃矫嫔系哪繕?biāo)物。

此外，在以下說(shuō)明中，將自放射脈沖狀電磁波之后至放射下一脈沖狀電磁波的動(dòng)作稱之為“徑向掃描(radialsweep，徑向掃掠)”。另外，將一邊進(jìn)行電磁波的收發(fā)(放射、接收)一邊讓天線全方位(360°)旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作稱之為“圓周掃描(circularscan，掃描)”。

在上述的信號(hào)處理裝置中的“圓周掃描相關(guān)處理”是指：用在某個(gè)時(shí)刻通過(guò)圓周掃描得到的接收數(shù)據(jù)，與在比該時(shí)刻早的時(shí)刻通過(guò)圓周掃描得到的接收數(shù)據(jù)、或已經(jīng)生成的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)(圓周掃描相關(guān)數(shù)據(jù))取相關(guān)的處理。

通常，分析兩數(shù)據(jù)間的相關(guān)關(guān)系，來(lái)自同一位置(同一方位和距離)處的回波信號(hào)的信號(hào)電平連續(xù)在規(guī)定電平以上時(shí)，判定為在該位置處存在目標(biāo)物的可能性高。另外，在圓周掃描相關(guān)處理中，信號(hào)電平隨機(jī)變動(dòng)的接收數(shù)據(jù)的信號(hào)電平被抑制。即，從兩數(shù)據(jù)中都沒(méi)有檢測(cè)到規(guī)定電平以上的信號(hào)電平，或只從兩數(shù)據(jù)中的一方檢測(cè)到規(guī)定電平以上的電平的情況下，判定為海面反射等的雜波或噪音的可能性高。在該情況下，將其作為無(wú)用信號(hào)從雷達(dá)圖像顯示中除去。據(jù)此，能夠抑制雜波或噪音等。

信號(hào)處理裝置21的圓周掃描相關(guān)處理部11優(yōu)選具備存儲(chǔ)了已經(jīng)經(jīng)由圓周掃描相關(guān)處理而生成的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)的圓周掃描相關(guān)存儲(chǔ)器(省略圖示)。圓周掃描相關(guān)處理部11基于天線接收到的接收信號(hào)的接收數(shù)據(jù)、以及在此之前取得的接收數(shù)據(jù)或已經(jīng)生成的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)，求算新的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)。據(jù)此，能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行圓周掃描相關(guān)處理。

檢波部2對(duì)天線1接收到的信號(hào)進(jìn)行檢波，將接收信號(hào)輸出到a/d轉(zhuǎn)換部3。a/d轉(zhuǎn)換部3對(duì)該接收信號(hào)進(jìn)行采樣，將其轉(zhuǎn)換為由多個(gè)比特組成的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(接收數(shù)據(jù))。該接收數(shù)據(jù)的值表示天線1接收到的信號(hào)的強(qiáng)度(信號(hào)電平)。a/d轉(zhuǎn)換部3將接收數(shù)據(jù)輸出到徑向掃描存儲(chǔ)器4。

徑向掃描存儲(chǔ)器4(接收數(shù)據(jù)輸出部)即時(shí)存儲(chǔ)1個(gè)徑向掃描期間的接收數(shù)據(jù)，并將該接收數(shù)據(jù)向后級(jí)的圓周掃描相關(guān)處理部11、輸出選擇部12或閾值設(shè)定部13輸出。

1個(gè)徑向掃描期間的采樣后的接收數(shù)據(jù)從徑向掃描存儲(chǔ)器4的首地址順次存儲(chǔ)到徑向掃描存儲(chǔ)器4中。因此，基于從徑向掃描存儲(chǔ)器4讀出的接收數(shù)據(jù)的地址，能夠求出到對(duì)應(yīng)于該接收數(shù)據(jù)的回波源的距離r。

另一方面，從天線1輸出表示該天線1當(dāng)前朝向哪個(gè)方向(天線角度θ)的數(shù)據(jù)(省略圖示)。采用以上構(gòu)成，在從徑向掃描存儲(chǔ)器4讀出接收數(shù)據(jù)時(shí)，能夠取得在極坐標(biāo)(r，θ)下表示對(duì)應(yīng)于該接收數(shù)據(jù)的回波源的位置。

具體而言，以如圖2所示的狀況為例說(shuō)明自船周?chē)那闆r。

假定在搭載了雷達(dá)裝置的自船周?chē)?，有位于近距離的高速移動(dòng)的船舶(高速移動(dòng)目標(biāo)物)和位于遠(yuǎn)方的低速移動(dòng)的船舶(低速移動(dòng)目標(biāo)物)。憑借雷達(dá)裝置放射的電磁波能夠探知兩目標(biāo)物(高速移動(dòng)目標(biāo)物、低速移動(dòng)目標(biāo)物)。另一方面，雷達(dá)裝置也能夠探知自船周?chē)暮＠穗s波。所謂海浪雜波是指來(lái)自海面的反射波，對(duì)于探知目標(biāo)物而言是無(wú)用的反射波。

圖3中(a)部分例示接收數(shù)據(jù)，(b)部分例示圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)，(c)部分例示雜波抑制完成數(shù)據(jù)。

在圖2的狀況下，天線角度為θ1時(shí)，從徑向掃描存儲(chǔ)器4讀出的接收數(shù)據(jù)序列如圖3中(a)部分所示。圖的縱軸表示接收數(shù)據(jù)的信號(hào)電平，橫軸表示來(lái)自徑向掃描存儲(chǔ)器4的讀出地址(即，從自船至回波源的距離r)。而且，圖3所描繪出的是連續(xù)的模擬波形，但這是張概念圖，實(shí)際上，從徑向掃描存儲(chǔ)器4讀出的接收數(shù)據(jù)是呈離散的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

在圖3中(a)部分的例子中，來(lái)自高速移動(dòng)目標(biāo)物的回波和來(lái)自低速移動(dòng)目標(biāo)物的回波都是用信號(hào)電平的峰值來(lái)表示的。另外，在圖3中(a)部分的波形中，除了來(lái)自目標(biāo)物的回波以外，還檢測(cè)出小于規(guī)定電平(雜波電平)的峰值，這些是雜波或噪音等對(duì)雷達(dá)圖像顯示無(wú)用的信號(hào)。

圖3中(b)部分表示對(duì)圖3中(a)部分所示的接收信號(hào)進(jìn)行圓周掃描相關(guān)處理后的信號(hào)。如圖所示，進(jìn)行圓周掃描相關(guān)處理后，來(lái)自高速移動(dòng)目標(biāo)物的回波被抑制。這是因?yàn)?，?lái)自高速移動(dòng)目標(biāo)物的回波被探知的位置時(shí)刻變化，來(lái)自該高速移動(dòng)目標(biāo)物的回波在每次圓周掃描中被探知的位置都不相同，即，來(lái)自同一位置處的信號(hào)不連續(xù)。因此，進(jìn)行圓周掃描相關(guān)處理后，來(lái)自高速移動(dòng)目標(biāo)物的回波被抑制。因此，很難探知高速移動(dòng)目標(biāo)物。綜上，二值化處理部6不能基于圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)探知高速移動(dòng)目標(biāo)物。

可是，能夠在強(qiáng)海浪雜波的海(暴風(fēng)雨天氣的海)上高速航行的船舶大多是大型(rcs大：雷達(dá)反射截面積大)的船舶。通常，來(lái)自該大型船舶的回波的信號(hào)電平比雜波電平高。所以即使在雜波強(qiáng)的情況下，大多數(shù)的高速移動(dòng)目標(biāo)物(大型船舶)即使不進(jìn)行圓周掃描相關(guān)處理也能夠明確地與雜波相區(qū)別。

另一方面，在不是暴風(fēng)雨天氣的情況下，小型(rcs?。豪走_(dá)反射截面積小)的船舶也能夠高速移動(dòng)。此時(shí)，因?yàn)楹＠穗s波的信號(hào)電平小，比高速移動(dòng)的小型船舶的回波的信號(hào)電平低，所以容易對(duì)來(lái)自船舶的回波與雜波進(jìn)行區(qū)分。因此，即使不進(jìn)行圓周掃描相關(guān)處理，也能夠檢測(cè)出大多數(shù)的高速移動(dòng)目標(biāo)物。

圖3中(c)部分表示雜波抑制部5處理圖3中(a)部分所示的接收信號(hào)后的結(jié)果(雜波抑制完成數(shù)據(jù))。圖3中(c)部分的縱軸表示雜波抑制完成數(shù)據(jù)的信號(hào)電平。如圖3中(c)部分所示，本實(shí)施方式的雜波抑制部5保持來(lái)自目標(biāo)物的回波的信號(hào)電平，同時(shí)只抑制雜波的信號(hào)電平。

返回圖1，雜波抑制部5從徑向掃描存儲(chǔ)器4讀出接收數(shù)據(jù)，對(duì)該接收數(shù)據(jù)進(jìn)行抑制所述雜波的處理。關(guān)于雜波抑制部5的詳細(xì)構(gòu)成和動(dòng)作后述。經(jīng)雜波抑制部5抑制后的數(shù)據(jù)(雜波抑制完成數(shù)據(jù))可以被輸出給二值化處理部6。

二值化處理部6通過(guò)對(duì)雜波抑制完成數(shù)據(jù)的信號(hào)電平與規(guī)定的二值化閾值進(jìn)行比較來(lái)執(zhí)行二值化。具體地說(shuō)，在雜波抑制完成數(shù)據(jù)的信號(hào)電平在二值化閾值以上的情況下，二值化處理部6輸出表示“有目標(biāo)物”的數(shù)據(jù)(例如1)。另一方面，在雜波抑制完成數(shù)據(jù)的信號(hào)電平小于二值化閾值的情況下，輸出表示“無(wú)目標(biāo)物”的數(shù)據(jù)(例如0)。另外，二值化處理部6的處理結(jié)果(二值化處理完成數(shù)據(jù))可以被輸入至后述的追蹤處理部7。

輸出選擇部12基于選擇閾值選擇接收數(shù)據(jù)和圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)中的一個(gè)進(jìn)行輸出，該選擇閾值設(shè)定成能夠判斷在接收數(shù)據(jù)中是否含有目標(biāo)物的值。另一方面，通過(guò)二值化閾值能夠判斷在圓周掃描相關(guān)處理后的數(shù)據(jù)中是否有目標(biāo)物。另外，該二值化閾值通常設(shè)定成小于選擇閾值的值。

優(yōu)選的，信號(hào)處理裝置21具備無(wú)用信號(hào)電平設(shè)定部，該無(wú)用信號(hào)電平設(shè)定部基于接收數(shù)據(jù)求該接收信號(hào)的無(wú)用信號(hào)電平。基于無(wú)用信號(hào)電平設(shè)定部求出的無(wú)用信號(hào)電平?jīng)Q定選擇閾值。據(jù)此，能夠適當(dāng)?shù)貨Q定選擇閾值，所以即使因外部原因(比如天氣狀況等)發(fā)生電平變動(dòng)，也能夠探知目標(biāo)物和抑制無(wú)用信號(hào)。

優(yōu)選的，信號(hào)處理裝置21具備追蹤處理部7，該追蹤處理部7基于從二值化處理部6輸入的二值化處理完成數(shù)據(jù)追蹤目標(biāo)物。據(jù)此，能夠切實(shí)地追蹤高速移動(dòng)目標(biāo)物。

二值化處理完成數(shù)據(jù)被輸入至追蹤處理部7后，追蹤處理部7順次取得目標(biāo)物回波的位置，對(duì)各目標(biāo)物進(jìn)行追蹤處理。以下對(duì)追蹤處理簡(jiǎn)單地加以說(shuō)明。追蹤處理部7檢測(cè)由二值化處理部6輸入的二值化處理完成數(shù)據(jù)的連續(xù)性。連續(xù)檢測(cè)到在同一位置處的信號(hào)電平是規(guī)定的電平以上(具有連續(xù)性)時(shí)，判斷該位置“有目標(biāo)物”，并提取對(duì)應(yīng)于該位置的數(shù)據(jù)，基于該數(shù)據(jù)算出該位置(代表點(diǎn))的坐標(biāo)。當(dāng)來(lái)自與該代表點(diǎn)鄰近的區(qū)域的回波的信號(hào)電平、和來(lái)自該代表點(diǎn)的回波的信號(hào)電平接近時(shí)，即信號(hào)電平在空間上連續(xù)、信號(hào)電平具有空間連續(xù)性的情況下，可判斷來(lái)自代表點(diǎn)和與該代表點(diǎn)鄰近的區(qū)域的回波是來(lái)自同一目標(biāo)物的回波。另外，該代表點(diǎn)的坐標(biāo)表示該目標(biāo)物的位置。

追蹤處理部7通過(guò)將該代表點(diǎn)的坐標(biāo)輸入到追蹤濾波器來(lái)進(jìn)行追蹤處理。追蹤濾波器可以使用α·β濾波器或卡爾曼濾波器等。通過(guò)以上處理，追蹤處理部7能取得各目標(biāo)物的位置、移動(dòng)方向、移動(dòng)速度等的信息。

下面，參照?qǐng)D4對(duì)雜波抑制部5的構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

雜波抑制部5通過(guò)由cpu、ram及rom(省略圖示)等組成的硬件、以及由rom所存儲(chǔ)的信號(hào)處理程序構(gòu)成。

信號(hào)處理程序是用于使用雜波抑制部5所具備的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所涉及的信號(hào)處理方法的程序。具體地說(shuō)，該信號(hào)處理程序包括圓周掃描相關(guān)處理步驟、輸出選擇步驟、雜波電平設(shè)定步驟。

雜波抑制部5基于信號(hào)處理程序進(jìn)行動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)本實(shí)施方式的圓周掃描相關(guān)處理部11、輸出選擇部12、閾值設(shè)定部13的功能。以下，參照?qǐng)D1進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

圓周掃描相關(guān)處理部11進(jìn)行用接收數(shù)據(jù)和在比接收該數(shù)據(jù)早的之前圓周掃描中取得的接收數(shù)據(jù)取相關(guān)的處理，作為圓周掃描相關(guān)處理。據(jù)此，信號(hào)電平隨機(jī)地變動(dòng)的接收數(shù)據(jù)在圓周掃描相關(guān)處理中被抑制。據(jù)此，能夠抑制噪音或者雜波等。

圓周掃描相關(guān)處理部11還具有存儲(chǔ)之前的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)的二維存儲(chǔ)器14，該圓周掃描相關(guān)處理部11基于接收數(shù)據(jù)和之前的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)求圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)。據(jù)此，在圓周掃描相關(guān)處理中能夠更適當(dāng)?shù)匾种圃胍艋螂s波等。

來(lái)自徑向掃描存儲(chǔ)器4的接收信號(hào)被輸入至圓周掃描相關(guān)處理部11。圓周掃描相關(guān)處理部11基于之前的數(shù)據(jù)和最新的接收數(shù)據(jù)，抑制包含在接收數(shù)據(jù)中的雜波。圓周掃描相關(guān)處理部11的功能對(duì)應(yīng)于信號(hào)處理程序的圓周掃描相關(guān)處理步驟。

來(lái)自目標(biāo)物的回波是在時(shí)間上被穩(wěn)定地檢測(cè)出的信號(hào)，相對(duì)的，雜波則是隨機(jī)變動(dòng)的信號(hào)。在連續(xù)多次圓周掃描中，檢測(cè)到來(lái)自同一位置(天線角度θ、距離r都相同)的回波的信號(hào)電平相同或相近時(shí)，來(lái)自該位置(r，θ)的信號(hào)在時(shí)間上是穩(wěn)定的。

通過(guò)對(duì)來(lái)自某個(gè)位置(r，θ)的回波的接收數(shù)據(jù)實(shí)施低通數(shù)字濾波處理，從而既能在該位置(r，θ)保留在時(shí)間上穩(wěn)定地檢測(cè)出來(lái)的信號(hào)(來(lái)自目標(biāo)物的回波等)，又能抑制隨機(jī)變動(dòng)的信號(hào)(雜波等無(wú)用信號(hào))。作為該低通濾波的一個(gè)實(shí)現(xiàn)方法，通過(guò)對(duì)接收數(shù)據(jù)適用以下遞歸式數(shù)字濾波器的處理來(lái)抑制雜波。

yr,θ(n)＝αxr,θ(n)+(1－α)yr,θ(n－1)……(1)

以上為本實(shí)施方式中的圓周掃描相關(guān)處理。這里，yr,θ(n)是圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)，xr,θ(n)是最新的接收數(shù)據(jù)，yr,θ(n－1)是1次圓周掃描前的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)。另外，系數(shù)α的范圍是0≤α≤1。

以上，關(guān)于用于實(shí)現(xiàn)以上的圓周掃描相關(guān)處理的圓周掃描相關(guān)處理部11的構(gòu)成，參照?qǐng)D4進(jìn)行了具體說(shuō)明。

如圖4所示，圓周掃描相關(guān)處理部11具備二維存儲(chǔ)器(之前存儲(chǔ)器)14。該二維存儲(chǔ)器14將1次圓周掃描前的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)(上述yr,θ(n－1))作為天線的1次旋轉(zhuǎn)(1次圓周掃描)存儲(chǔ)。

圓周掃描相關(guān)處理部11從徑向掃描存儲(chǔ)器4中讀出新的接收數(shù)據(jù)xr,θ(n)后，從二維存儲(chǔ)器14中讀出與該新的接收數(shù)據(jù)xr,θ(n)相對(duì)應(yīng)的1次圓周掃描前的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)yr,θ(n－1)。然后，圓周掃描相關(guān)處理部11通過(guò)進(jìn)行上述式(1)的運(yùn)算，求出新的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)yr,θ(n)。最后，根據(jù)該新的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)yr,θ(n)，更新二維存儲(chǔ)器14中所存儲(chǔ)的1次圓周掃描前的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)yr,θ(n－1)。而且，圓周掃描相關(guān)處理部11所求出的新的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)yr,θ(n)被直接輸出至輸出選擇部12，在被輸入至輸出選擇部12之前，圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)yr,θ(n)不被進(jìn)行其他處理，例如不被進(jìn)行如果其信號(hào)電平小于規(guī)定閾值則輸出0的處理。

圖3中(b)部分示出對(duì)圖3中(a)部分所示的接收數(shù)據(jù)進(jìn)行上述圓周掃描相關(guān)處理后的結(jié)果(圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù))。如圖3(b)所示，通過(guò)圓周掃描相關(guān)處理，既能夠保持來(lái)自低速移動(dòng)目標(biāo)物的回波的信號(hào)電平，又能夠抑制雜波。由此，在二值化處理部6中，能夠檢測(cè)出低速移動(dòng)目標(biāo)物。

在現(xiàn)有的雷達(dá)裝置中，由于在二值化處理之前沒(méi)有進(jìn)行圓周掃描相關(guān)處理，所以在來(lái)自目標(biāo)物的回波被淹沒(méi)在雜波中的情況下，用二值化處理不能檢測(cè)到該回波。因此，在現(xiàn)有的構(gòu)成中，在雜波電平強(qiáng)的情況下不能準(zhǔn)確地追蹤目標(biāo)物。

在本發(fā)明的實(shí)施方式中，如上所述，在通過(guò)圓周掃描相關(guān)處理抑制了雜波后，進(jìn)行了二值化處理。因此，即使在來(lái)自目標(biāo)物的回波被淹沒(méi)在雜波中的情況下，在二值化處理部6中也能夠被檢測(cè)到。據(jù)此，能夠提高追蹤處理部7的追蹤精度。

立足以上各點(diǎn)，雜波抑制部5還具有作為輸出選擇部12及閾值設(shè)定部13的功能。

以下，返回圖1對(duì)閾值設(shè)定部13進(jìn)行說(shuō)明。

來(lái)自徑向掃描存儲(chǔ)器4的接收數(shù)據(jù)被輸入至閾值設(shè)定部13。閾值設(shè)定部13算出接收數(shù)據(jù)的雜波電平(雜波的強(qiáng)度)，輸出給輸出選擇部12。閾值設(shè)定部13的功能與所述信號(hào)處理程序的雜波電平設(shè)定步驟相對(duì)應(yīng)。

輸出選擇部12基于從閾值設(shè)定部13輸入的接收數(shù)據(jù)的雜波電平，選擇來(lái)自徑向掃描存儲(chǔ)器4的接收數(shù)據(jù)和來(lái)自圓周掃描相關(guān)處理部11的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)中的一個(gè)作為雜波抑制完成數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出。該輸出選擇部12的功能與所述信號(hào)處理程序的輸出選擇步驟相對(duì)應(yīng)。

具體而言，首先，輸出選擇部12將比閾值設(shè)定部13設(shè)定的雜波電平還大的值預(yù)先決定為選擇閾值。接收數(shù)據(jù)從徑向掃描存儲(chǔ)器4輸入至輸出選擇部12后，輸出選擇部12將該接收數(shù)據(jù)的信號(hào)電平與選擇閾值進(jìn)行比較。

在接收數(shù)據(jù)的信號(hào)電平在選擇閾值以上的情況下，因?yàn)樵摻邮諗?shù)據(jù)的信號(hào)電平比雜波電平大，所以能夠可靠地判斷出該接收數(shù)據(jù)表示來(lái)自目標(biāo)物的回波(不是雜波)。在這種情況下，輸出選擇部12將來(lái)自徑向掃描存儲(chǔ)器4的接收數(shù)據(jù)(未經(jīng)圓周掃描相關(guān)處理的接收數(shù)據(jù))原樣輸出到二值化處理部6。

另一方面，在接收數(shù)據(jù)的信號(hào)電平小于選擇閾值的情況下，不能可靠地判斷該接收數(shù)據(jù)是表示來(lái)自目標(biāo)物的回波還是表示雜波。即，存在來(lái)自目標(biāo)物的回波被淹沒(méi)在雜波中的可能性。在這種情況下，由于二值化處理部6為了檢測(cè)目標(biāo)物而需要圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)，所以輸出選擇部12將圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)輸出到二值化處理部6。

雜波抑制部5所輸出的數(shù)據(jù)(雜波抑制完成數(shù)據(jù))例如圖3中(c)部分所示，將來(lái)自高速移動(dòng)目標(biāo)物的回波重疊在圓周掃描相關(guān)處理部11所輸出的圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)中的對(duì)應(yīng)于來(lái)自高速移動(dòng)目標(biāo)物的回波的位置上。

如上所述，來(lái)自高速移動(dòng)的船舶的回波的信號(hào)電平一般來(lái)說(shuō)都比雜波電平大。因此，對(duì)于大部分高速移動(dòng)目標(biāo)物，能夠從雜波抑制部5輸出信號(hào)電平未被抑制的接收數(shù)據(jù)(未經(jīng)過(guò)圓周掃描相關(guān)處理的接收數(shù)據(jù))。由此，如圖3中(c)部分所示，能夠得到來(lái)自高速移動(dòng)目標(biāo)物的回波和來(lái)自低速移動(dòng)目標(biāo)物的回波均未被抑制而僅抑制雜波的信號(hào)。因此，即便是高速移動(dòng)目標(biāo)物，也能夠在后級(jí)的二值化處理部6中可靠地判定為“有目標(biāo)物”。

如以上說(shuō)明，本實(shí)施方式的雷達(dá)裝置10具備天線1和信號(hào)處理部21。信號(hào)處理部21具備：徑向掃描存儲(chǔ)器4、圓周掃描相關(guān)處理部11和輸出選擇部12。輸出選擇部12在接收數(shù)據(jù)的信號(hào)電平在規(guī)定的選擇閾值以上的情況下，輸出該接收數(shù)據(jù)；在接收數(shù)據(jù)的信號(hào)電平小于選擇閾值的情況下，輸出圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)。

由此，當(dāng)來(lái)自目標(biāo)物的回波的信號(hào)電平比雜波信號(hào)的電平大時(shí)(來(lái)自該目標(biāo)物的回波未被淹沒(méi)在無(wú)用信號(hào)中)，輸出選擇部12選擇輸出未被實(shí)施圓周掃描相關(guān)處理的接收數(shù)據(jù)。來(lái)自高速航行的船舶的回波信號(hào)電平一般來(lái)說(shuō)都比雜波電平高，故來(lái)自高速航行的船舶的回波的信號(hào)電平也不被抑制。因此，既能夠防止大部分的來(lái)自高速船舶的回波的信號(hào)電平被圓周掃描相關(guān)處理抑制，又能夠通過(guò)該圓周掃描相關(guān)處理僅抑制無(wú)用信號(hào)。

本實(shí)施方式的信號(hào)處理部21具備閾值設(shè)定部13，該閾值設(shè)定部13基于接收數(shù)據(jù)求出該接收數(shù)據(jù)的雜波電平。選擇閾值是基于閾值設(shè)定部13求出的雜波電平被確定的。由此，能夠恰當(dāng)?shù)卮_定選擇閾值，所以即便因天氣狀況等引起雜波電平變動(dòng)，也能夠恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行目標(biāo)物的檢測(cè)和雜波的抑制。

本實(shí)施方式的信號(hào)處理部21具備追蹤處理部7，該追蹤處理部7基于由輸出選擇部12輸出的數(shù)據(jù)追蹤目標(biāo)物。由此，能夠可靠地追蹤目標(biāo)物，包括高速移動(dòng)目標(biāo)物。

下面，關(guān)于本發(fā)明的第2實(shí)施方式，參照?qǐng)D5進(jìn)行說(shuō)明。

圖5是本實(shí)施方式所涉及的雷達(dá)裝置100的框圖。在以下的說(shuō)明中，對(duì)于與上述第1實(shí)施方式相同或類(lèi)似的構(gòu)成，標(biāo)注與第1實(shí)施方式相同的標(biāo)記并省略說(shuō)明。

優(yōu)選的，本實(shí)施方式的雷達(dá)裝置(雷達(dá)信號(hào)處理裝置)100具備回波余跡(echotrail)生成處理部34，該回波余跡生成處理部34基于輸出選擇部12進(jìn)行回波余跡生成處理。據(jù)此，能夠保留高速移動(dòng)目標(biāo)物和低速移動(dòng)目標(biāo)物。

在本實(shí)施方式的雷達(dá)裝置100所具備的信號(hào)處理部41中，來(lái)自雜波抑制部5的雜波抑制完成數(shù)據(jù)被輸出到圖像存儲(chǔ)器31。該圖像存儲(chǔ)器31可存儲(chǔ)光柵形式的二維圖像。在將雜波抑制完成數(shù)據(jù)輸出到圖像存儲(chǔ)器31時(shí)，指定該雜波抑制完成數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的回波在水平面上的位置的地址。由此，在所述二維圖像上繪制出雜波抑制完成數(shù)據(jù)，結(jié)果生成了表示自船周?chē)繕?biāo)物的光柵圖像形式的雷達(dá)影像。

圖像存儲(chǔ)器31經(jīng)由圖像處理部32與顯示器33連接。該顯示器33是光柵掃描式的彩色顯示裝置，能夠顯示圖像存儲(chǔ)器31所存儲(chǔ)的雷達(dá)影像。

顯示器33將作為二維圖像的雷達(dá)影像的各像素，按照與雜波抑制完成數(shù)據(jù)的信號(hào)電平相對(duì)應(yīng)的顏色進(jìn)行顯示。例如，通過(guò)用深色顯示信號(hào)電平高的雜波抑制完成數(shù)據(jù)，用淺色顯示信號(hào)電平低的雜波抑制完成數(shù)據(jù)，從而能夠顯示自船周?chē)繕?biāo)物。在本實(shí)施方式的構(gòu)成中，因此基于雜波抑制完成數(shù)據(jù)生成了雷達(dá)影像，所以既能夠抑制雜波顯示于該雷達(dá)影像上，又能夠顯示高速移動(dòng)目標(biāo)物的回波和低速移動(dòng)目標(biāo)物的回波雙方。

另外，來(lái)自雜波抑制部5的雜波抑制完成數(shù)據(jù)也被輸入到回波余跡生成處理部34?；夭ㄓ噗E生成處理部34生成表示各目標(biāo)物的余跡(軌跡)的余跡圖像。對(duì)于余跡的生成只做簡(jiǎn)單說(shuō)明，通過(guò)在回波通過(guò)的位置生成殘留了“殘像”的圖像，來(lái)表示該回波的余跡。該余跡圖像被輸出到圖像處理部32。

在現(xiàn)有的雷達(dá)裝置中，基于包含雜波的接收數(shù)據(jù)生成余跡，因?yàn)樵撾s波的殘像覆蓋了余跡圖像。因此，存在難以確認(rèn)表示目標(biāo)物的回波的余跡的問(wèn)題。另一方面，為了抑制雜波而進(jìn)行圓周掃描相關(guān)處理，甚至連高速移動(dòng)目標(biāo)物的回波也被抑制了，所以基于該圓周掃描相關(guān)處理完成數(shù)據(jù)生成余跡時(shí)，無(wú)法生成高速移動(dòng)目標(biāo)物的余跡。

在這點(diǎn)上，根據(jù)本實(shí)施方式的構(gòu)成，不但能夠抑制雜波，還能夠生成低速移動(dòng)目標(biāo)物、高速移動(dòng)目標(biāo)物的余跡。

并且，在圖像處理部32中，讓余跡圖像重疊在雷達(dá)影像上并輸出給顯示器33。據(jù)此，在顯示器33上，能夠顯示含有余跡的雷達(dá)影像。雷達(dá)裝置的操作人員通過(guò)確認(rèn)顯示于所述雷達(dá)影像上的余跡，能夠推測(cè)目標(biāo)物的移動(dòng)方向或移動(dòng)速度。

如以上說(shuō)明，第2實(shí)施方式的信號(hào)處理部41具備回波余跡生成處理部(回波余跡生成部)34，該回波余跡生成處理部34基于輸出選擇部12輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行回波余跡生成處理。

由此，能夠殘留高速移動(dòng)目標(biāo)物和低速移動(dòng)目標(biāo)物雙方的余跡。

以上雖然對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式方進(jìn)行了說(shuō)明，但上述的構(gòu)成例如也可以如下變更。

本發(fā)明的構(gòu)成不局限于船舶用雷達(dá)，也適用于其他用途的雷達(dá)裝置。另外，也不局限于雷達(dá)裝置，例如也適用于掃描型超聲波探知器。

在上述實(shí)施方式中，說(shuō)明了雜波抑制部5由cpu、ram及rom等組成的硬件、和由存儲(chǔ)在該rom中的信號(hào)處理程序組成的軟件構(gòu)成。也可以代替這個(gè)，用專(zhuān)用的硬件實(shí)現(xiàn)圓周掃描相關(guān)處理部11、輸出選擇部12、閾值設(shè)定部13的一部分或者全部。

作為選擇閾值的確定方法，也可以代替前述的基于實(shí)際的接收數(shù)據(jù)來(lái)確定選擇閾值，而把無(wú)用信號(hào)電平的理論值加上規(guī)定的補(bǔ)償后的值作為選擇閾值。

在上述實(shí)施方式中，將進(jìn)行了二值化處理后的數(shù)據(jù)輸入到追蹤濾波器。但是，也能夠變更為省略二值化處理，將多值圖像輸入到追蹤濾波器。

圓周掃描相關(guān)處理除了上述遞歸式數(shù)字濾波器的處理之外，例如也能夠使用fir濾波器等來(lái)實(shí)現(xiàn)。