JPH02210286A - 合成開口レーダ装置 - Google Patents

合成開口レーダ装置

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JPH02210286A
JPH02210286A JP1031657A JP3165789A JPH02210286A JP H02210286 A JPH02210286 A JP H02210286A JP 1031657 A JP1031657 A JP 1031657A JP 3165789 A JP3165789 A JP 3165789A JP H02210286 A JPH02210286 A JP H02210286A
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貴彦 藤坂
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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〕 この発明は、航空機等の移動するレーダプラットホーム
に搭載され、地表あるいは海面上に静止した観測対象の
画像を得る合成開口レーダ装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第６図は従来の合成開口レーダ装置を示す構成図である
。
図において、１は送信機、２は静止した観測対象に対し
て電波を放射する送信アンテナ、３は観測対象に当って
戻って（るエコー信号を受信する受信アンテナ、４は受
信機、５は受信した信号の距離方向の分解能（レンジ分
解能）を上げるためのパルス圧縮装置、６は方位方向の
分解能（クロスレンジ分解能）を上げるためのアジマス
圧１１装置、７は当該レーダ装置で得られた画像を写し
出すための表示装置、８はアジマス圧縮装置６にドツプ
ラー周波数の時間変化の履歴を示すデータをアジマス圧
縮のリファレンス信号として付与するリファレンス信号
発生装置である。上記アジマス圧縮装置６は、パルス圧
縮装置５の出力をフーリエ変換する第１のフーリエ変換
部６１と、リファレンス信号発生装置８の出力をフーリ
エ変換する第２のフーリエ変換部６２と、上記第１７第
２のフーリエ変換部６１．６２の出力を複素乗算する複
素乗算部６３と、この複素乗算部６３の出力を逆フーリ
エ変換する逆フーリエ変換部６４とから構成されている
。なお、上記送信機１と送信アンテナ２により送信手段
９が構成され、受信アンテナ３と受信機４により受信手
段１０が構成される。
このような構成において、送信機１から送信アンテナ２
を介して観測対象に向けて放射された電波は、観測対象
に当たってエコー信号として受信アンテナ３が受信され
る。
受信されたエコー信号は受信ａ４を介してパルス圧縮装
置５に入る。ここではレンジ分解能を上げるためのパル
ス圧縮が行なわれる。
このパルス圧縮の一例として、送信するパルスのパルス
幅内で直線的に周波数変調したものを電波として放射し
、観測対象から戻って来るエコー信号を周波数−遅延時
間特性を有するマツチドフィルターに通す方式が上げら
れる。
更に、パルス圧縮を受けたエコー信号はアジマス圧縮装
置６に入り、リファレンス信号発生装置８から出力され
るリファレンス信号に基づき第１゜第２のフーリエ変換
部６１．６２、複素乗算部６３及び逆フーリエ変換部６
４によってクロスレンジ分解能を上げるためのアジマス
圧縮が行なわれる。
速度Ｖで進行し、進行方向と直角に下方に向けて電波を
放射している航空機の場合、航空機と地上との相対運動
によって生じるドツプラー効果を利用して、一連の受信
信号と、ドツプラー周波数の時間変化の履歴を示すリフ
ァレンス信号との相関をとることにより航空機の進行方
向のクロスレンジ分解能を上げることができる。
このようにして、レンジ分解能及びクロスレンジ、分解
能を上げて得られた画像情報が表示装置７に表示される
。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、上述した従来の合成開口レーダ装置では、そ
のクロスレンジ分解能ΔＴは、アンテナビーム幅θ８及
び送信波長λを用いて で与えられ、受信信号のドツプラー周波数の帯域幅Ｂは で与えられる。よって分解能ΔＴを向上させるにはビー
ム幅θ、を大きくする必要がある。しかし、ビームθヨ
を大きくすると、所要周波数帯域幅Ｂが増大し、パルス
繰返し周波数ＰＲＦ　（ＰＲＦ＞Ｂ）を高くする必要が
生じ、レンジアンビギュイティが生じない最大観測距離
ＲＩＩｍＷが光速Ｃ及びレーダの移動速度Ｖを用いて に制限される。
このように、従来の装置では、高分解能化しようとする
と遠方を観測できず、遠方を観測しようとすると分解能
が低下するという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、クロスレンジ分解能及び距離性能を向上する
ことができる合成開口レーダ装置を得ることを目的とす
る。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る合成開口レーダ装置は、受信手段に、複
数のアンテナ素子を介して受信エコー信号をそれぞれＡ
／Ｄ変換してディジタル処理することにより同時に異な
る方向をＩ階間する複数の受信ビームを形成可能をディ
ジタルビームフォーミングアンテナを用いて、その各出
力毎にパルス圧縮手段を設け、かつアジマス圧縮手段に
、上記各出力毎に第１のフーリエ変換部を設けるととも
に、その各出力をスペクトル合成して複素乗算部に出力
するスペクトル合成部を備えたものである。
〔作用〕
この発明においては、受信する時にディジタルビームフ
ォーミングアンテナを用いて、方向の異なる細い受信ビ
ームを複数本同時に形成することにより、ビーム１本１
本ではドツプラー周波数帯域幅を狭く制限して、パルス
繰返し周波数を低く保って距離性能を向上し、アジマス
圧縮時にビームの本数分スペクトル合成することにより
、帯域幅を拡張してクロスレンジ分解能を向上する。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。なお
、従来技術と同一の構成要素については同一番号を付し
てその説明を省略する。
第１図はこの発明の一実施例を示す構成図で、図におい
て、１１は一次元あるいは二次元に配列された複数個の
アンテナ素子、１２は各アンテナ素子１１毎に設けられ
アンテナ素子１１を介して電波を受信する受信機、１３
は各受信機１２毎に設けられ受信機１２から出力される
信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器、１４は各Ａ／Ｄ変
換器１３から同時に転送される複数のディジタル信号を
入力してその内部でＤ　Ｆ　Ｔ　（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　
ＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ：離散フーリエ変換
）を行い、異方向からの受信電波を各方向毎に弁別して
外部に出力する複数のディジタルビーム形成部で、上記
アンテナ素子１１〜デイジタルビーム形成部１４により
、無走査で、同時に異なる方向を指向する複数の受信ビ
ームを形成可能なディジタルビームフォーミング（Ｄｉ
ｇｉｔａｌ　Ｂｅａｍ　Ｆｏｒｍｉｎｇ：　Ｄ　Ｂ　Ｆ
　）アンテナ２０が構成される。本願は受信手段として
上記ディジタルビームフォーミングアンテナ２０を用い
たもので、各ディジタルビーム形成部１４（ここでは４
個）の出力毎にパルス圧縮装置５が設けられており、ま
た、アジマス圧縮装置６には上記各パルス圧縮装置５の
出力毎に第１のフーリエ変換部６１が設けられるととも
に、各第１のフーリエ変換部６１の出力をスペクトル合
成するスペクトル合成部６５が設けられており、このス
ペクトル合成部６５の出力が複素乗算部６３に入力する
ようになっている。
次に動作について説明する。
送信機１から送信アンテナ２を介して観測対象に第２図
に示すように従来の４倍のビーム幅４θ。
の送信信号を出力する。
一方、受信はディジタルビームフォーミングアンテナ２
０を用いて行ない、第３図に示すように観測対象内の各
小頭域を指向する４本の細い受信ビーム＃１〜＃４（ビ
ーム幅θ８）を形成して各小領域からエコー信号を同時
に受信する。受信された各エコー信号はそれぞれ対応す
るパルス圧縮装置５でレンジ分解能が向上される。各ビ
ーム毎の受信信号は、第４図に示すように、その中心周
波数は異なるが、帯域幅はすべてＢである。よって、パ
ルス繰返し周波数ＰＲＦは、ＰＲＦ＝Ｂで十分であり、
距離性能が低下することはない。
各パルス圧縮装置５の出力はそれぞれアジマス圧縮装置
６の各第１のフーリエ変換部６１に入力され、パルス圧
縮及びフーリエ変換を行って得られた４つの帯域幅Ｂの
スペクトルを、スペクトル合成部６５で帯域幅４Ｂのス
ペクトルに合成し、アジマス圧縮することにより、分解
能Δγを４８　　　　　４　　　２ｆｌｙ。
として、ビーム本数分、すなわち従来の４倍に向上させ
ることができる。第５図（ａ）〜ｆｃ）に上記スペクト
ル合成によるドツプラー周波数帯域幅の拡大の概念を示
す。
このように、受信手段にディジタルビームフォーミング
アンテナ２０を用い、細いビームを複数本用いて、パル
ス圧縮時の各ビーム内でのドツプラー周波数帯域幅を狭
くしておくことにより距離性能の低下を防ぎ、複数のビ
ームの出力をスペクトル合成することによりアジマス圧
縮する信号の帯域幅を拡大して高分解能化を図ることが
できる。
なお、上記実施例では、距離性能を低下させることなく
クロスレンジ分解能を向上させる例を示したが、クロス
レンジ分解能を低下させることなく距離性能を向上させ
たり、クロスレンジ分解能及び距離性能を共に向上させ
ることができ、これらは当該レーダ装置の用途等により
マルチビームの本数等を設定して決められる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、受信手段に、複数の
アンテナ素子を介して受信したエコー信号をそれぞれＡ
／Ｄ変喚してディジタル処理することにより同時に異な
る方向を指向する複数の受信ビームを形成可能なディジ
タルビームフォーミングアンテナを用いて、その各出力
毎にパルス圧縮手段を設け、かつアジマス圧縮手段に、
上記各出力毎に第１のフーリエ変換部を設けるとともに
、その各出力をスペクトル合成して複素乗算部に出力す
るスペクトル合成部を備えたので、クロスレンジ分解能
及び距離性能を向上することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図１まこの発明の一実施例を示す構成図、第２図な
いし第５図＋は実施例の作用を示す説明図、第６図は従
来の合成開口レーダ装置を示す構成図である。 １は送信機、２は送信アンテナ、５はパルス圧縮装置、
６はアジマス圧縮装置、７は表示装置、８はリファレン
ス信号発生装置、９は送信手段、１１はアンテナ素子、
１２は受信機、１３はＡ／Ｄ変換器、１４はディジタル
ビーム形成部、２０はディジタルビームフォーミングア
ンテナ（受信手段）、６１は第１のフーリエ変換部、６
２は第２のフーリエ変換部、６３は複素乗算部、６４は
逆フーリエ変換部、６５はスペクトル合成部。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人　　大君　増雄（ばか２名） 第２図 第４図 第３ 目 藻５ 図 −ＢＸ４ テ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 移動するレーダプラットホームに搭載され、静止した観
    測対象に対して電波を送信する送信手段と、観測対象に
    当たって戻ってくるエコー信号を受信する受信手段と、
    受信した信号のレンジ分解能を向上させるパルス圧縮手
    段と、クロスレンジ分解能を向上させるアジマス圧縮手
    段と、アジマス圧縮に必要なリファレンス信号を発生す
    るリファレンス信号発生手段とを備え、上記アジマス圧
    縮手段がパルス圧縮手段の出力をフーリエ変換する第１
    のフーリエ変換部と、リファレンス信号発生手段の出力
    をフーリエ変換する第２のフーリエ変換部と、上記第１
    、第２のフーリエ変換部の出力を複素乗算する複素乗算
    部と、この複素乗算部の出力を逆フーリエ変換する逆フ
    ーリエ変換部を具備する合成開口レーダ装置において、
    上記受信手段に、複数のアンテナ素子を介して受信した
    エコー信号をそれぞれＡ／Ｄ変換してディジタル処理す
    ることにより同時に異なる方向を指向する複数の受信ビ
    ームを形成可能なディジタルビームフォーミングアンテ
    ナを用いて、その各出力毎に上記パルス圧縮手段を設け
    、かつアジマス圧縮手段に、上記各出力毎に第１のフー
    リエ変換部を設けるとともに、その各出力をスペクトル
    合成して複素乗算部に出力するスペクトル合成部を備え
    たことを特徴とする合成開口レーダ装置。
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