JPH01219582A - 合成開口レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は合成開口レーダ装置に係り、特に観測取得した
レーダ信号を伝送系へ送出すべくディジタル化処理をす
る信号処理技術に関する。

（従来の技術） 周知のように、合成開口レーダ装置は航空機や人工衛星
等に搭載され、パルス圧縮技術および合成開口技術を用
いて地表面の高分解能な画像を得る映像レーダ装置であ
って、曇天や夜間でも地表を観測することが可能である
。

この合成開口レーダ装置は、基本的には第４図に示すよ
うに、送信部４１と、送受切替器であるサーキュレータ
４２と、アンテナ部４３と、受信部４４と、信号処理部
４５とで構成される。

送信部４１は、第５図（１）に示すように、−定周期１
／ＰＲＦ　（ＰＲＦ　：パルス繰り返し周波数）で発生
するＰＲＦ　）リガ信号に応答して送信信号であるチャ
ーブ信号（直線周波数変調信号）をサーキュレータ４２
を介したアンテナ部４３がら地表へ向けて放射する（第
５図（２））。

地表で反射した散乱波は再びアンテナ部４３で受信され
、サーキュレータ４２を介した受信部４４で同期検波さ
れＩビデオ信号とＱビデオ信号の２チヤネルからなる受
信信号が形成され（第５図（３））、これが信号処理部
４５でディジタル化処理を受は伝送系データとして送出
される。

信号処理部４５は、従来、例えば第６図に示すように、
受信信号のＩビデオ信号とＱビデオ信号をそれぞれ独立
に高速にＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部６１ａ、同６１ｂ
と、このＡ／Ｄ変換部（６１ａ、６１ｂ）が出力する高
速データを伝送系のデータ伝送速度と整合させるデータ
ストレッチ部６２と、このデータストレッチ部６２の出
力データに画像補正等に必要なテレメトリデータを付加
した所定フォーマットの伝送系データを形成し出力する
フォーマツタ部６３とで基本的に構成され、この伝送系
データは第５図（４）に示すように、１／ＰＲＦの時間
内に伝送される。

即ち、従来の信号処理部は一定の量子化ビット数でもっ
て受信信号をディジタル化し、それをデータ伝送速度に
整合させる機能を有している。

（発明が解決しようとする課題） ところで、周知のように、合成開口レーダ装置によって
観測取得された画像情報は所定のユーザに配布されその
利用に供されるのであるが、ユーザの画像情報の利用形
態には、例えば画品質はそれ程重要ではないができるだ
け広い範囲の画像情報を必要とする、あるいは観測範囲
は狭くても良いからできるだけ高品質の画像情報を必要
とする等各種のものがある。しかし、従来の合成開口レ
ーダ装置にあっては、その信号処理部が一定の量子化ビ
ット数でもって受信信号をディジタル化し、それをデー
タ伝送速度に整合させる機能を有するのみであるので、
このようなユーザの多様な要求に応えることができない
という問題点がある。

ここに、観測範囲はデータ量と関係し、画質は量子化ビ
ット数と関係し、共に伝送系のデータ伝送速度と一定の
関係があるので、以下若干の説明を加える。

第５図（４）に示すように信号処理部の出力信号（伝送
系データ）は１／ＰＲＦ時間内に伝送する必要があるか
ら、データ伝送速度をＤＲ１Ａ／Ｄ変換時のサンプリン
グ周波数をＳＦ、パルス繰り返し周波数をＰＲＦ、量子
化ビット数をＢ、受信時間をΔＴとすると次の式（１）
の関係が成立する。

ＤＲ＃５Ｆ−Ｘ−ΔＴ４←ＰＲ１４Ｂｍ←２（ｃｈ）　
　　　　　　−−（１）なお、２（ｃｈ）は受信信号が
１ビデオ信号とＱビデオ信号とからなることを示し、サ
ンプリング周波数ＳＦは ＳＦ＝に≠ΔＦ−−＝−−（２） と表される。ここに、ｋはシステムマージン、ΔＦは光
速をＣ１距離分解能をδ、とすればΔト←Ｌ−２旦・ｌ
　　　　　　　−−−−−−−−（３）２　π　δ。

で表される。また、受信時間ΔＴは観測範囲を規定する
ものであり、第７図に示すように、観測幅がＷである場
合の各種量を定めると、 と示される。なお、τ；は送信パルス幅である。

要するに、式（１）から明らかなように観測幅Ｗや量子
化ビット数Ｂを大きくすることはデータ伝送速度ＤＲを
大きくすることを意味するのである。しかし、データ伝
送速度は伝送系固有のものとして定められ、これに変更
を加えることは容易でない。

本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、そ
の目的は、データ伝送速度を大きくすることなくユーザ
の多様な要求に柔軟に対応できる合成開口レーダ装置を
提供することにある。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するなめに、本発明の合成開口レーダ装
置は次の如き構成を有する。

即ち、本発明の合成開口レーダ装置は、航空機や人工衛
星等の飛翔体に搭載される合成開口レーダ装置において
、その信号処理部が、当該装置が観測取得したレーダ信
号をＡ／Ｄ変換クロック信号に従って高速にＡ／Ｄ変換
するＡ／Ｄ変換部と；　前記Ａ／Ｄ変換部が出力する高
速データ中の任意数ビットをビット数制御信号に従って
選択出力するビット切替部と；　前記ビット切替部が出
力する高速データを伝送系のデータ伝送速度と整合させ
るデータストレッチ部と；　前記データストレッチ部の
出力データに画像補正等に必要なテレメトリ信号を付加
した所定のフォーマットの伝送系データを形成し出力す
るフォーマツタ部と；観測幅と量子化ビット数を指定す
るコマンド信号を受信しデコードするコマンドデコーダ
部と；前記コマンドデコーダ部の出力を受けて前記Ａ／
Ｄ変換クロック信号と前記ビット数制御信号を形成出力
するとともに、前記データストレッチ部や前記フォーマ
ツタ部の動作制御を行う制御部と；　で構成しであるこ
とを特徴とするものである。

（作　用） 次に、前記の如く構成される本発明の合成開口レーダ装
置の作用を説明する。

コマンドデコーダ部の出力を受けた制御部では、Ａ／Ｄ
変換部に対しては指定の観測幅に対応した区間において
のみＡ／Ｄ変換動作を行わせるＡ／Ｄ変換クロック信号
を出力し、またビット切替部に対しては指定の量子化ビ
ット数を選択させるビット数制御信号を出力する。

ここに、コマンド信号は飛翔体が人工衛星の場合には地
上からの指令信号であり、本発明ではこのコマンド信号
を利用して観測幅と量子化ビット数の指定を行う、つま
り、コマンド信号を利用するとは、既存の伝送系のデー
タ伝送速度に変更を加えない、具体的に言えばそのデー
タ伝送速度を上限として指定を行うことを意味する。従
って、指定する観測幅が広いときは量子化ビット数は小
さ目に指定され、逆に狭い観測幅では量子化ビット数は
太き目に指定されることになる。

以上要するに、観測幅と量子化ビット数を観測対象に合
わせて任意に選択することができるようにしたので、歪
みの少ない高分解能モードと広域観測モードの切り替え
ができる合成開口レーダ装置を実現でき、ユーザの多様
な要求に柔軟に対応できることとなる。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の合成開口レーダ装置における信号処理
部の構成例を示す、この信号処理部は、Ａ／Ｄ変換部１
ａ、同１ｂと、ビット切替部４と、データストレッチ部
７と、フォーマツタ部９と、コマンドデコーダ部１３と
、制御部１８とで基本的に構成される。

コマンドデコーダ部１３は、観測幅と量子化ビット数を
指定するコマンド信号を受けてデコードし、その結果で
ある制御信号１５を制御部１８へ出力する。コマンド信
号１４は、例えば地上からの指令信号であって、観測幅
と量子化ビット数の関係は例えば第３図に示すようにな
っている。

第３図において、横軸は量子化ビット数（Ｂｌ〜Ｂ５）
、縦軸はデータ伝送速度（ＤＲＩ、ＤＲ２）、直線ｗ１
〜同ｗ４は選択可能な観測幅である。今、データ伝送速
度がＤＲｌである場合、観測幅をｗ２に設定すると、デ
ータ伝送速度がＤＲｌを越えない範囲の量子化ビット数
としてはＢｌ。

Ｂ２．Ｂ３．Ｂ４が選択できる。一方、観測幅がｗ３に
増加すると、データ伝送速度がＤＲｌを越えない範囲で
選択可能な量子化ビット数はＢｌ。

Ｂ２のみとなる。

制御部１８は、当該信号処理部全体の制御を行うもので
、外部からｃｗ傷信号即ち単一周波数の信号）および送
信パルスに同期するために必要なトリガ信号２１が与え
られ、ｃｗ信号２１に基づきＡ／Ｄ変換クロック信号１
６、ビット数制御信号１７、制御信号１９．同２０をそ
れぞれ発生し、対応する各部へ出力する。ここに、Ａ／
Ｄ変換クロック信号１６とビット数制御信号１７の各内
容はコマンドデコーダ部１３からの制御信号１５の内容
に従ったものとなる。第３図で説明したように、観測幅
がｗ２の場合は量子化ビット数はＢ１〜Ｂ４の中の１つ
であり、観測幅がｗ３の場合は量子化ビット数はＢ１と
８２のいずれかであり、これが制御信号１５の内容であ
って、Ａ／Ｄ変換クロック信号１６は観測幅ｗ１と同ｗ
２のいずれかに対応したものとなり、またビット数制御
信号１７は量子化ビット数Ｂ１〜同Ｂ４の中の１つに対
応したものとなるのである。

Ａ／Ｄ変換部１ａは受信信号であるエビデオ信号２を、
Ａ／Ｄ変換部１ｂは受信信号であるＱビデオ信号３をそ
れぞれ制御部１８からのＡ／Ｄ変換クロック信号１６に
従って高速にディジタル化する。ここに、Ａ／Ｄ変換ク
ロック信号と受信信号の関係は第２図に示すようになる
。第２図（３）は観測幅が狭い場合、第２図（４）は観
測幅が広い場合のＡ／Ｄ変換クロック信号を示し、受信
信号（第２図（２））との位置関係に注目すればその意
義が明らかとなる。即ち、Ａ／Ｄ変換部１ａ。

同１ｂは従来のように受信信号の全てについてディジタ
ル化処理をするのではなく、受信信号の中の観測幅に対
応した部分のみの受信信号を対象とするのである。

ビット切替部４は、Ａ／Ｄ変換部１ａの出力データ５お
よびＡ／Ｄ変換部１ｂの出力データ６を受けて、これか
らビット数制御信号１７に従って所定数ビットを選択し
、その選択したビット情報８をデータストレッチ部７へ
出力する。

以後は従来と同様であって、フォーマツタ部９からは伝
送系データ１２が同期信号１１に同期して出力される。

なお、テレメトリデータ２２は、例えば人工衛星では、
その姿勢制御に関する情報であって、これは画像補正に
必要であることは周知の通りである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の合成開口レーダ装置によ
れば、観測対象に合わせて観測幅と量子化ビット数を任
意に選択できるようにしたので、データ伝送速度を増大
させることなく、ユーザの多様な要求に柔軟に対応でき
る合成開口レーダ装置を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の合成開口レーダ装置における信号処理
回路の一例を示す構成ブロック図、第２図はＡ／Ｄ変換
クロックと受信信号の関係を示すタイムチャート、第３
図は観測幅と量子化ビット数との関係図、第４図は合成
開口レーダ装置の一般的構成ブロック図、第５図は送受
信タイムチャート、第６図は従来の信号処理回路の構成
ブロック図、第７図はジオメトリ図である。 ｌａ、ｌｂ・・・・・・Ａ／Ｄ変換部、　４・・・・・
・ビット切替部、　７・・・・・・データストレッチ部
、　９・・・・・・フォーマツタ部、　　１３・・・・
・・コマンドデコーダ部、１８・・・・・・制御部。 代理人　弁理士　　八　幡　　義　博 １こ槻ぢ１月のイトｉ〜゛ルｎ口し−ク

【べてｔｌこお
廿るすき号免’Ｆ！ｉ弔ｏＪ肯へ゛捌拳　／　園 、へ／Ｄ衷１更り’ｌ］−，りと１！？：傅信号との関
悸、第　２　凹 ｕ；Ｐ！１幅とｔ写曙ヒビュ、ト才（との９１発（半Ｊ
　圀 合り臂關ロトータ゛談−Ｉの一１芝愉りな構ｉ奮イダづ
半４　図 （２）式化信号 誰４：熔動作りづムキイート 牟ｊ　図 従案／１合成開口し一タ′ｆ償にお】する椰＃ＡΣ【５
予の７西烏゛イ刈弗６　図 ノ才メト月囚

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 航空機や人工衛星等の飛翔体に搭載される合成開口レー
   ダ装置において、その信号処理部が、当該装置が観測取
   得したレーダ信号をＡ／Ｄ変換クロック信号に従って高
   速にＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部と；前記Ａ／Ｄ変換部
   が出力する高速データ中の任意数ビットをビット数制御
   信号に従って選択出力するビット切替部と；前記ビット
   切替部が出力する高速データを伝送系のデータ伝送速度
   と整合させるデータストレッチ部と；前記データストレ
   ッチ部の出力データに画像補正等に必要なテレメトリ信
   号を付加した所定のフォーマットの伝送系データを形成
   し出力するフォーマツタ部と；観測幅と量子化ビット数
   を指定するコマンド信号を受信しデコードするコマンド
   デコーダ部と；前記コマンドデコーダ部の出力を受けて
   前記Ａ／Ｄ変換クロック信号と前記ビット数制御信号を
   形成出力するとともに、前記データストレッチ部や前記
   フォーマツタ部の動作制御を行う制御部と；で構成して
   あることを特徴とする合成開口レーダ装置。