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专利名称：信号处理装置、雷达装置、信号处理方法及信号处理程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及对回波信号进行各种处理的信号处理装置、雷达装置、信号处理方法及信号处理程序
背景技术：
以往，在雷达装置等中，存在以下课题若回波信号中含有来自他船的电磁波(干涉成分)，则雷达图像的显示品质就会恶化。为此，以下的内容被申请了 在同一方位及同一距离上、且在时间上也连续的3个以上的信号中，仅1个过去的距离扫掠超过阈值时，就判定为干涉，并不加以显示(零置换) 进行干涉除去。(例如参照专利文献1)专利文献1日本特开平5-27011号公报发明解决的课题但是，还存在下述课题实际上也会产生低电平的干涉，若增大阈值减弱干涉除去处理则不能完全除去干涉。另一方面，若将阈值设定得低，有时连来自物标的回波信号也一并除去。为此，本发明的目的是提供一种信号处理装置、雷达装置、信号处理方法及信号处理程序，降低对干涉以外的回波的抑制，同时确保能够准确地除去干涉成分。

发明内容
本发明的信号处理装置具有回波信号输入部、回波信号电平检测部、电平变化检测部、模式输出部、干涉判定部。回波信号输入部，天线辐射的电磁波经物标反射所形成的回波信号被输入。回波信号电平检测部，对应距离上述天线的距离和方位检测每个上述回波信号的电平。电平变化检测部，检测上述回波信号中，来自距天线的距离大致相同但方位不同、且相互接近的地点的上述回波信号之间的电平变化(例如差分值)。并且，模式输出部将上述电平变化分别与事先规定的基准模式相核对，输出电平变化模式。例如，分类成相对于某距离扫掠数据Χ (η)，下一个距离扫掠数据χ (η+1)变大的模式(第1模式P)、相对于某距离扫掠数据χ (η)，下一个距离扫掠数据χ (η+1)变小的模式 (第2模式N)、除此之外的模式(第3模式Ζ)等。干涉判定部根据上述电平变化模式中至少2个电平变化模式来判定干涉。例如， 注目距离扫掠数据x(n)与其前一个距离扫掠数据x(n-l)之间的变化模式为模式P、且与其后一个距离扫掠数据χ (η+1)之间的变化模式为模式N时，被判定为干涉。并且，干涉成分有时会在方位方向上呈多个连续，所以也可以在注目距离扫掠数据x(n)与其前一个距离扫掠数据x(n-l)之间的变化模式为模式P、与其后一个距离扫掠数据x(n+l)之间的变化模式为模式Z时，注目距离扫掠数据χ (η)与其前一个距离扫掠数据x(n-l)之间的变化模式为模式Z、与其后一个距离扫掠数据x(n+l)之间的变化模式为模式N时也判定为干涉。据此，能够抽出方位方向上急剧上升，之后又急剧下降的干涉成分所特有的电平变化模式。此时，同以往，根据某位置的时间轴上的数据是否超过阈值进行判定相比，能够正确地仅抽出干涉成分。并且，不仅是使用注目距离扫掠及其前后距离扫掠3点，还可以使用更多的距离扫掠数据。例如，从注目距离扫掠数据x(n)之前2个距离扫掠数据x(n-2)到其之前1个距离扫掠数据x(n-l)的变化模式是模式P，从距离扫掠数据x(n-l)到距离扫掠数据χ (η) 的变化模式是模式Ζ，从距离扫掠数据χ (η)到距离扫掠数据χ(η+1)的变化模式为模式Z时判定干涉。另外，在下述情况下也可以判定为干涉从距离扫掠数据x(n-l)到距离扫掠数据x(n)的变化模式是模式Z，从距离扫掠数据χ (η)到距离扫掠数据χ(η+1)的变化模式为模式Ζ，从距离扫掠数据χ(η+1)到距离扫掠数据χ(η+2)的变化模式为模式N。据此，能够进行在方位方向上连续的干涉成分的检测。并且，在方位方向上连续的多个电平变化的模式连续是模式P时也可判定为干涉。例如下述情况，即、从距离扫掠数据x(n-2)到距离扫掠数据x(n-l)的变化模式是模式 P且从距离扫掠数据x(n-l)到距离扫掠数据χ (η)的变化模式是模式P时，或者从距离扫掠数据x(n-l)到距离扫掠数据χ (η)的变化模式是模式P且从距离扫掠数据χ (η)到距离扫掠数据x(n+l)的变化模式是模式P时等。另外，在方位方向上连续的多个电平变化的模式连续是模式N时也可判定为干涉。例如，从距离扫掠数据x(n-l)到距离扫掠数据χ (η) 的变化模式是模式N且从距离扫掠数据χ (η)到距离扫掠数据χ (η+1)的变化模式是模式N 时，或从距离扫掠数据χ (η)到距离扫掠数据χ (η+1)的变化模式是模式N且从距离扫掠数据χ(η+1)到距离扫掠数据x(n+2)的变化模式是模式N时。这种情况下，能够检测出在方向方位上具有不同信号电平的干涉成分。 另外，本发明的信号处理装置也可以考虑距离方向上的电平变化。例如，电平变化检测部利用距离方向上的信号对各方位的电平变化进行平均化。此时，模式输出部对平均化后的上述电平变化进行核对。或者，也可以进一步检测出邻接的距离方向上的电平变化， 将规定距离范围内的电平变化模式中最多的电平变化模式作为各方位及个距离的电平变化模式进行输出。发明效果根据本发明的回波信号处理装置，能够降低对于干涉以外的回波的抑制，同时还能够准确地除去干涉成分。


图1是表示本发明实施方式的雷达装置构成的框图。图2是距离扫掠间的电平变化的模式的示意图。图3是判定为干涉的模式的示意图。图4是电平降低处理的情况的示意图。图5是回波图像的示意图。图6是现有技术的干涉检测与本发明实施方式的干涉检测的区别的示意图。图7是现有技术的干涉检测与本发明实施方式的干涉检测的区别的示意图。图8是利用方位方向上连续5个距离扫掠数据进行干涉判定时的变化模式的示意图。
图9是利用方位方向上连续5个距离扫掠数据进行干涉判定时的变化模式的示意图。
图10是回波图像的 示意图。图11是回波图像的示意图。图12是考虑距离方向的样本的变化模式的分类示意图。图中11、天线12、接收部13、A/D转化器14、距离扫掠存储器15、干涉处理部16、 图像转换部17、直角坐标存储器18、显示器
具体实施例方式图KA)是表示内置了本发明的信号处理装置的雷达装置的构成的框图。雷达装置是例如设置在船舶上，对自船周围辐射并接收电磁波，探知其他船只等物标的装置。在图KA)中，雷达装置包括天线11、接收部12、A/D转换器13、距离扫掠存储器 14、干涉处理部15、图像转换部16、直角坐标存储器17以及显示器18。天线11向自船的周围的各方位辐射电磁波，接收回波信号。接收部12将与天线 11接收的回波信号的电平所对应的值输出至A/D转换器13。A/D转换器13对输入的模拟值的回波信号进行数字转换，作为测定数据输出至距离扫掠存储器14。距离扫掠存储器14存储测定1周期量(自船周围360度量)的测定数据。各测定数据与极坐标系的方位及距离对应关联作为样本数据(距离扫掠数据)被存储。图像转换部16从距离扫掠存储器14输入距离扫掠数据，将其转换到以自船位置为原点的直角坐标系，作为与各距离扫掠数据的电平相对应的灰度的像素亮度值输出。该直角坐标系的像素亮度值作为直角坐标数据存储于直角坐标存储器17。显示器18读出直角坐标系存储器17中存储的直角坐标数据，显示如图5所示那样的雷达图像(回波图像)。另外，在本实施方式中，表示背景色是黑色、像素亮度值高的像素显示为白色的例子，但背景色也可以是白色，像素亮度值高的像素显示为黑色。另外，也可以是用彩色图像进行显示的形态。天线11接收的回波信号中除了物标反射的电磁波以外，由其它船只等辐射的电磁波作为干涉成分也会被包含其中。若回波信号中包含干涉成分，则如图5(A)所示，显示出在距离方向上细长延伸的回波图像。这里，本实施方式的雷达装置在干涉处理部15检测出干涉成分并进行电平降低处理，更新距离扫掠存储器14的距离扫掠数据的内容。其结果，向图像转换部16输入干涉降低处理后的距离扫掠数据，在显示器18上就能显示准确除去干涉成分后的回波图像。以下，对干涉处理部15的处理内容进行具体说明。图1 (B)是表示干涉处理部15 的构成的框图。干涉处理部15具有电平变化检测部151、模式分类部(本发明中的模式输出部)152、干涉检测部153以及干涉除去处理部154。干涉处理部15根据这些构成部检测在距离扫掠数据中所含有的干涉成分进行电平降低处理。电平变化检测部151从距离扫掠存储器14中读出距离扫掠数据，检测各距离的距离扫掠间的电平变化。若某一距离扫掠的样本为Χ (η)、相同距离的下一次距离扫掠的样本为χ(η+1)，电平变化检测部151针对全部样本求出距离扫掠间的电平差Χ(η+1)-Χ(η)。模式分类部152将由电平变化检测部151求出的距离扫掠间的电平变化分类成多个模式。图2是距离扫掠间的电平变化的模式示意图。如图2所示，模式分类部152将距离扫掠间的电平变化分类为如下述数式1所示的3个模式。
权利要求
1.一种信号处理装置，其特征在于，具有回波信号输入部，天线辐射的电磁波经物标反射所形成的回波信号被输入； 回波信号电平检测部，对应距离上述天线的距离和方位检测每个上述回波信号的电平；电平变化检测部，检测上述回波信号中，来自距天线的距离大致相同但方位不同、且相互接近的地点的上述回波信号之间的电平变化；模式输出部，将上述电平变化分别与事先规定的基准模式相核对，输出电平变化模式；干涉判定部，根据上述电平变化模式中至少2个电平变化模式来判定干涉。
2.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于为了输出上述至少2个电平变化模式而采用的上述回波信号的地点是相互邻接的。
3.根据权利要求1或2所述的信号处理装置，其特征在于上述模式输出部将电平变化模式分类成第1模式、第2模式、第3模式，上述第1模式电平变化超过第1阈值，上述第2模式电平变化不足第2阈值，上述第3模式既不符合第1 模式也不符合第2模式。
4.根据权利要求3所述的信号处理装置，其特征在于当电平变化模式从上述第1模式变化成上述第2模式时，上述干涉判断部判定为干涉。
5.根据权利要求3或4所述的信号处理装置，其特征在于当电平变化模式从上述第1模式变化成上述第3模式时，上述干涉判断部判定为干涉。
6.根据权利要求3 5任一项所述的信号处理装置，其特征在于当电平变化模式从上述第3模式变化成上述第2模式时，上述干涉判断部判定为干涉。
7.根据权利要求1 6任一项所述的信号处理装置，其特征在于 上述电平变化是在方位方向上相邻接的回波信号的电平差分值。
8.根据权利要求3 7任一项所述的信号处理装置，其特征在于当存在继上述第1模式的第3模式和至少2个上述第3模式的群时，上述干涉判定部判定为干涉。
9.根据权利要求3 8任一项所述的信号处理装置，其特征在于当存在至少2个上述第3模式的群和继上述第3模式的上述第2模式时，上述干涉判定部判定为干涉。
10.根据权利要求3 9任一项所述的信号处理装置，其特征在于 当存在至少2个上述第1模式的群时，上述干涉判定部判定为干涉。
11.根据权利要求3 10任一项所述的信号处理装置，其特征在于 当存在至少2个上述第2模式的群时，上述干涉判定部判定为干涉。
12.根据权利要求1 11任一项所述的信号处理装置，其特征在于 上述电平变化检测部将上述电平变化在距离方向上平均化，上述模式输出部核对平均化后的上述电平变化。
13.根据权利要求1 11任一项所述的信号处理装置，其特征在于上述电平变化检测部进一步检测来自距天线的方位大致相同但距离不同、且相互接近的地点的上述回波信号之间的电平变化，上述模式输出部将规定距离范围内的电平变化模式中最多的电平变化模式作为各方位及各距离上的电平变化模式输出。
14.根据权利要求1 11任一项所述的信号处理装置，其特征在于上述电平变化检测部进一步检测来自距天线的方位大致相同但距离不同、且相互接近的地点的上述回波信号之间的电平变化，上述干涉判定部进一步根据距离方向上接近的多个电平变化模式判定干涉。
15.根据权利要求1 14任一项所述的信号处理装置，其特征在于还具有回波信号电平控制部，该回波信号电平控制部控制起因于干涉的回波信号的电平。
16.根据权利要求15所述的信号处理装置，其特征在于上述回波信号电平控制部进行如下处理将起因于干涉的回波信号的电平置换成在方位方向上邻接的任一回波信号的电平。
17.根据权利要求15所述信号处理装置，其特征在于上述回波信号电平控制部进行如下处理将起因于干涉的回波信号的电平置换成在方位方向上邻接的多个回波信号的电平的平均值。
18.根据权利要求15所述信号处理装置，其特征在于上述回波信号电平控制部进行如下处理与在方位方向上邻接的多个回波信号的电平相应，对起因于干涉的回波信号的电平进行线性插补。
19.一种雷达装置，其特征在于，具有权利要求1 18任一项所述的信号处理装置； 天线，按照方位辐射电磁波且边接收回波信号边转动。
20.一种信号处理方法，其特征在于，具有回波信号输入步骤，天线辐射的电磁波经物标反射所形成的回波信号被输入； 回波信号电平检测步骤，对应距离上述天线的距离和方位检测每个上述回波信号的电平；电平变化检测步骤，检测上述回波信号中，来自距离天线的距离大致相同但方位不同、 且相互接近的地点的上述回波信号之间的电平变化；模式输出步骤，将上述电平变化分别与事先规定的基准模式相核对，输出电平变化模式；干涉判定步骤，根据上述电平变化模式中至少2个电平变化模式来判定干涉。
21.一种由计算机执行的信号处理程序，其特征在于，具有回波信号输入步骤，天线辐射的电磁波经物标反射所形成的回波信号被输入； 回波信号电平检测步骤，对应距离上述天线的距离和方位检测每个上述回波信号的电平；电平变化检测步骤，检测上述回波信号中，来自距离天线的距离大致相同但方位不同、 且相互接近的地点的上述回波信号之间的电平变化；模式输出步骤，将上述电平变化分别与事先规定的基准模式相核对，输出电平变化模式；干涉判定步骤，根据上述电平变化模式中至少2个电平变化模式来判定干涉。
全文摘要
本发明提供一种信号处理装置、雷达装置、信号处理方法及信号处理程序能够在降低对于干涉以外的回波的抑制的同时有效地除去干涉成分。检测出距离扫掠间的电平变化(例如差分值)，对照基准模式进行电平变化模式的输出。对于距离扫掠数据x(n)，将其分类成距离扫掠数据x(n+1)变大的模式(模式P)、距离扫掠数据x(n+1)变小的模式(模式N)、除此之外的模式(模式Z)。干涉检测部153根据电平变化模式中至少2个电平变化模式来进行干涉的判断。例如，距离扫掠数据x(n)与其前一个距离扫掠数据x(n-1)之间的变化模式为模式P、且与其后一个距离扫掠数据x(n+1)之间的变化模式为模式N时，被判定为干涉。
文档编号G01S7/36GK102353941SQ20111015694
公开日2012年2月15日 申请日期2011年6月1日 优先权日2010年6月3日
发明者中川和也, 前野仁 申请人:古野电气株式会社