JPH022549B2 - - Google Patents
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- JPH022549B2 JPH022549B2 JP58128513A JP12851383A JPH022549B2 JP H022549 B2 JPH022549 B2 JP H022549B2 JP 58128513 A JP58128513 A JP 58128513A JP 12851383 A JP12851383 A JP 12851383A JP H022549 B2 JPH022549 B2 JP H022549B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- synthetic aperture
- signal
- aperture radar
- receiver
- signal processing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/08—Systems for measuring distance only
- G01S13/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
- G01S13/24—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves using frequency agility of carrier wave
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、航空機等の飛しよう体に搭載さ
れ、地表あるいは海面の映像を得る合成開口レー
ダに関するものである。
れ、地表あるいは海面の映像を得る合成開口レー
ダに関するものである。
まず、従来のこの種合成開口レーダの構成と原
理について説明する。第１図は従来の合成開口レ
ーダの構成を示すブロツク図であり、第２図は、
原理を示す図である。図中、１はアンテナ、２は
サーキユレータ、３は送信機、４は受信機、５は
パルス圧縮処理装置、６はレンジ・ゲート装置、
７はアジマス圧縮処理装置、８は表示装置、９は
信号処理装置、１０は飛しよう体の進行方向、１
１はアンテナ・フツトプリント、１２は観測セ
ル、１３はレンジ方向、１４はアジマス方向、１
５は飛しよう体、イは送信信号、ロは受信信号を
表す。
理について説明する。第１図は従来の合成開口レ
ーダの構成を示すブロツク図であり、第２図は、
原理を示す図である。図中、１はアンテナ、２は
サーキユレータ、３は送信機、４は受信機、５は
パルス圧縮処理装置、６はレンジ・ゲート装置、
７はアジマス圧縮処理装置、８は表示装置、９は
信号処理装置、１０は飛しよう体の進行方向、１
１はアンテナ・フツトプリント、１２は観測セ
ル、１３はレンジ方向、１４はアジマス方向、１
５は飛しよう体、イは送信信号、ロは受信信号を
表す。
送信機３で発生した送信パルス信号はサーキユ
レータ２及びアンテナ１を介して、送信信号イと
して地上あるいは海面に向けて放射される。され
た送信信号イは、地上あるいは海面上の目標によ
り反射され、受信信号ロとして再びアンテナ１に
よつて受信される。受信信号ロはサーキユレータ
２を介して受信機４へ入力される。受信機４は高
周波の受信信号を増幅及び検波し、ベース・バン
ドのビデオ信号に変換する。このビデオ信号は、
距離分解能を高めるためパルス圧縮処理装置５に
入力され、パルス圧縮が行われる。パルス圧縮さ
れたビデオ信号は、レンジ・ゲート装置６に入力
され、レンジ・ビン毎に区切られる。このとき、
分解可能な最小距離差ΔRは、 ΔR＝Cτ／２ (1) （Ｃ；光速、τ；パルス圧縮後のパルス幅）で示
される。次に、レンジ・ゲート装置の出力ビデオ
信号は、アジマス方向１４の角度分解能を高める
ためアジマス圧縮処理装置７によりアジマス圧縮
が行われる。アジマス圧縮は、合成開口レーダを
搭載した飛しよう体１５の移動によつて生じるド
ツプラー効果を利用して行われる。今、スクイン
ト角θ0にある目標からのドツプラー周波数fdは fd＝2v／λcosθ0 (2) （ｖ；飛しよう体の飛行速度、λ；送信波長）で
表される。このとき、合成開口時間をTIとして、
測定可能な最小ドツプラー周波数差Δfdは Δfd＝１／TI (3) となる。この時、観測可能な最小角度差（角度分
解能）Δθは Δθ＝λ／（2v sinθ0TI） (4) となる。
レータ２及びアンテナ１を介して、送信信号イと
して地上あるいは海面に向けて放射される。され
た送信信号イは、地上あるいは海面上の目標によ
り反射され、受信信号ロとして再びアンテナ１に
よつて受信される。受信信号ロはサーキユレータ
２を介して受信機４へ入力される。受信機４は高
周波の受信信号を増幅及び検波し、ベース・バン
ドのビデオ信号に変換する。このビデオ信号は、
距離分解能を高めるためパルス圧縮処理装置５に
入力され、パルス圧縮が行われる。パルス圧縮さ
れたビデオ信号は、レンジ・ゲート装置６に入力
され、レンジ・ビン毎に区切られる。このとき、
分解可能な最小距離差ΔRは、 ΔR＝Cτ／２ (1) （Ｃ；光速、τ；パルス圧縮後のパルス幅）で示
される。次に、レンジ・ゲート装置の出力ビデオ
信号は、アジマス方向１４の角度分解能を高める
ためアジマス圧縮処理装置７によりアジマス圧縮
が行われる。アジマス圧縮は、合成開口レーダを
搭載した飛しよう体１５の移動によつて生じるド
ツプラー効果を利用して行われる。今、スクイン
ト角θ0にある目標からのドツプラー周波数fdは fd＝2v／λcosθ0 (2) （ｖ；飛しよう体の飛行速度、λ；送信波長）で
表される。このとき、合成開口時間をTIとして、
測定可能な最小ドツプラー周波数差Δfdは Δfd＝１／TI (3) となる。この時、観測可能な最小角度差（角度分
解能）Δθは Δθ＝λ／（2v sinθ0TI） (4) となる。
第４式において有効合成開口長Ｌが
Ｌ＝vTIsinθ0 (5)
で表現できることを考慮すれば、角度分解能Δθ
は Δθ＝λ／2L (6) となる。
は Δθ＝λ／2L (6) となる。
パルス圧縮処理装置５、レンジ・ゲート装置６
及びアジマス圧縮処理装置７の３つの装置をまと
めたものを合成開口レーダの信号処理装置９と呼
び、３つの処理によつてアンテナ・フツトプリン
ト１１内の地表あるいは海面上をレンジ方向１３
に関しては、第(1)式のΔRで、アジマス方向１４
に関しては第６式のΔθでそれぞれ区切ることに
より、大きさΔR，Δθの観測セル１２を構成す
る。ビデオ信号は、アンテナ・フツトプリント内
の各観測セル成分に分解され、各成分の信号強度
が２次元平面に配列され、表示装置８上にレーダ
映像として表示される。
及びアジマス圧縮処理装置７の３つの装置をまと
めたものを合成開口レーダの信号処理装置９と呼
び、３つの処理によつてアンテナ・フツトプリン
ト１１内の地表あるいは海面上をレンジ方向１３
に関しては、第(1)式のΔRで、アジマス方向１４
に関しては第６式のΔθでそれぞれ区切ることに
より、大きさΔR，Δθの観測セル１２を構成す
る。ビデオ信号は、アンテナ・フツトプリント内
の各観測セル成分に分解され、各成分の信号強度
が２次元平面に配列され、表示装置８上にレーダ
映像として表示される。
ところで、レーダの受信信号は、各観測セル１
２中の多数の散乱点からの反射信号の合成である
が、これらがそれぞれ特定の位相関係を持つので
レーダ映像にスペツクル雑音と呼ばれる濃淡のち
らつきを生じる。この現象の軽減には独立したデ
ータを用い独立に処理されたレーダ映像を複数個
合わせるマルチルツク処理を行う、従来の合成開
口レーダでは、マルチルツクのための独立したデ
ータを得るために、第３図に示すように、異なる
観測方向から同一地点を複数回観測する必要があ
つた。例えば、第３図において、飛しよう体がＡ
に位置するときに観測を行い、さらにＢの位置に
移動してからもう一度同一地点を観測する必要が
あつた。第３図中、１６，１７は、異なる方向か
らのアンテナ・フツトプリントを表す。
２中の多数の散乱点からの反射信号の合成である
が、これらがそれぞれ特定の位相関係を持つので
レーダ映像にスペツクル雑音と呼ばれる濃淡のち
らつきを生じる。この現象の軽減には独立したデ
ータを用い独立に処理されたレーダ映像を複数個
合わせるマルチルツク処理を行う、従来の合成開
口レーダでは、マルチルツクのための独立したデ
ータを得るために、第３図に示すように、異なる
観測方向から同一地点を複数回観測する必要があ
つた。例えば、第３図において、飛しよう体がＡ
に位置するときに観測を行い、さらにＢの位置に
移動してからもう一度同一地点を観測する必要が
あつた。第３図中、１６，１７は、異なる方向か
らのアンテナ・フツトプリントを表す。
このため、合成開口時間TIを一定として、Ｍ
回のマルチルツク処理を行うと、１ルツク当りの
合成開口時間がTI／Ｍとなるため、アジマス方
向の角度分解能は１／Ｍに低下する。以上述べた
ように、従来の合成開口レーダでは、アジマス方
向の角度分解能とスペツクル雑音の低減とは相補
的関係があり、信号対雑音電力比の高い良好な画
像を得ようとすると、角度分解能が低下し、角度
分解能を高くしようとすると、信号対雑音電力比
が低下するという欠点があつた。
回のマルチルツク処理を行うと、１ルツク当りの
合成開口時間がTI／Ｍとなるため、アジマス方
向の角度分解能は１／Ｍに低下する。以上述べた
ように、従来の合成開口レーダでは、アジマス方
向の角度分解能とスペツクル雑音の低減とは相補
的関係があり、信号対雑音電力比の高い良好な画
像を得ようとすると、角度分解能が低下し、角度
分解能を高くしようとすると、信号対雑音電力比
が低下するという欠点があつた。
この発明は、同一方向から異なる周波数で同一
地点を時分割で複数回観測することにより、前記
従来の合成開口レーダの欠点を除去した合成開口
レーダを提供しようとするもので、以下図面につ
いて詳細に説明する。
地点を時分割で複数回観測することにより、前記
従来の合成開口レーダの欠点を除去した合成開口
レーダを提供しようとするもので、以下図面につ
いて詳細に説明する。
第４図は、この発明による合成開口レーダの一
実施例であり、第５図は、この発明の運用例を示
す図である。図中、１８はキヤリア周波数の異な
るＭ種類の送信パルス信号を発生する周波数可変
送信機、１９は上記送信機１８に対応する受信
機、２０は送信周波数f1、f2、…、fMに応じて、
受信機とＭ個の信号処理装置との接続を切換える
切換装置である。
実施例であり、第５図は、この発明の運用例を示
す図である。図中、１８はキヤリア周波数の異な
るＭ種類の送信パルス信号を発生する周波数可変
送信機、１９は上記送信機１８に対応する受信
機、２０は送信周波数f1、f2、…、fMに応じて、
受信機とＭ個の信号処理装置との接続を切換える
切換装置である。
以下の説明では、Ｍ種類のキヤリア周波数の異
なる送信パネルと同数（Ｍ個）の信号処理装置を
用いる場合に拡張できるが、説明を容易にするた
めＭ＝２の場合について説明する。
なる送信パネルと同数（Ｍ個）の信号処理装置を
用いる場合に拡張できるが、説明を容易にするた
めＭ＝２の場合について説明する。
送信機１８は、第６図のハに示すように、キヤ
リア周波数f1とf2の送信パルス信号をΔt／２間隔で 交互に発生する。発生したパルス信号は、サーキ
ユレータ２、アンテナ１を介して送信信号イとし
て地上あるいは、海面に向けて放射される。放射
された送信信号イは、地上あるいは海面上の目標
により反射され受信信号ロとして再びアンテナ１
によつて受信される。受信信号ロは、サーキユレ
ータ２を介して受信機１９に入力され、ビデオ信
号に変換された後、切換装置２０へ送られる。切
換装置では、送信パルスのキヤリア周波数の違い
にもとづいて、周波数f1の送信パルスに対応する
ビデオ信号を、信号処理装置DSP１に、周波数f2
の送信パルスに対応するビデオ信号を信号処理装
置DSP２に入力する。２つの信号処理装置９で
は、それぞれ独立にパルス圧縮処理、レンジゲー
ト処理、アジマス圧縮処理が行われ、DSP１か
らは、第６図ホに示すようにキヤリア周波数f1の
パルスをΔt間隔で送信した場合と同等のレーダ
映像が得られ、DSP２からは第６図ニに示すよ
うにキヤリア周波数f2のパルスをΔt間隔で送信し
た場合と同等のレーダ映像が得られる。その後、
平均化装置２１で、２つの信号処理装置の出力の
平均をとり、表示装置８で２次元画像として表示
される。
リア周波数f1とf2の送信パルス信号をΔt／２間隔で 交互に発生する。発生したパルス信号は、サーキ
ユレータ２、アンテナ１を介して送信信号イとし
て地上あるいは、海面に向けて放射される。放射
された送信信号イは、地上あるいは海面上の目標
により反射され受信信号ロとして再びアンテナ１
によつて受信される。受信信号ロは、サーキユレ
ータ２を介して受信機１９に入力され、ビデオ信
号に変換された後、切換装置２０へ送られる。切
換装置では、送信パルスのキヤリア周波数の違い
にもとづいて、周波数f1の送信パルスに対応する
ビデオ信号を、信号処理装置DSP１に、周波数f2
の送信パルスに対応するビデオ信号を信号処理装
置DSP２に入力する。２つの信号処理装置９で
は、それぞれ独立にパルス圧縮処理、レンジゲー
ト処理、アジマス圧縮処理が行われ、DSP１か
らは、第６図ホに示すようにキヤリア周波数f1の
パルスをΔt間隔で送信した場合と同等のレーダ
映像が得られ、DSP２からは第６図ニに示すよ
うにキヤリア周波数f2のパルスをΔt間隔で送信し
た場合と同等のレーダ映像が得られる。その後、
平均化装置２１で、２つの信号処理装置の出力の
平均をとり、表示装置８で２次元画像として表示
される。
以上述べたように、この発明の合成開口レーダ
では、パルス繰返し周期をΔt／２とすることに
より合成開口時間TIの間に、２つの異なるキヤ
リア周波数で観測した独立な２つのレーダ映像を
得ることができるため、アジマス方向の角度分解
能を低下させることなく、２回のマルチルツクが
可能となる。Ｍ回のマルチルツクを行うには、キ
ヤリア周波数f1、f2、…、fMの送信パルスを、パ
ルス繰返し周期Δt／Ｍで順次送信する。これに
より、合成開口時間TIの間に、Ｍ個の異なるキ
ヤリア周波数（f1、f2、…、fM）で観測した独立
なＭ個のレーダ映像を得ることができるため、ア
ジマス方向の角度分解能を低下させることなくＭ
回のマルチルツクが可能となる。
では、パルス繰返し周期をΔt／２とすることに
より合成開口時間TIの間に、２つの異なるキヤ
リア周波数で観測した独立な２つのレーダ映像を
得ることができるため、アジマス方向の角度分解
能を低下させることなく、２回のマルチルツクが
可能となる。Ｍ回のマルチルツクを行うには、キ
ヤリア周波数f1、f2、…、fMの送信パルスを、パ
ルス繰返し周期Δt／Ｍで順次送信する。これに
より、合成開口時間TIの間に、Ｍ個の異なるキ
ヤリア周波数（f1、f2、…、fM）で観測した独立
なＭ個のレーダ映像を得ることができるため、ア
ジマス方向の角度分解能を低下させることなくＭ
回のマルチルツクが可能となる。
以上のように、この発明による合成開口レーダ
では、キヤリア周波数の異なるＭ種類の送信パル
スを発生する周波数可変送信機と、上記送信機に
対応する受信機と、送信周波数に応じて受信機出
力とＭ個の信号処理装置との接続を切換える切換
装置とを用いることにより、たかだか１ルツクと
同等の合成開口時間でアジマス方向の角度分解能
を低下させることなく、マルチルツクを行うこと
が可能で良好な画質を有する合成開口レーダを供
給しうる。
では、キヤリア周波数の異なるＭ種類の送信パル
スを発生する周波数可変送信機と、上記送信機に
対応する受信機と、送信周波数に応じて受信機出
力とＭ個の信号処理装置との接続を切換える切換
装置とを用いることにより、たかだか１ルツクと
同等の合成開口時間でアジマス方向の角度分解能
を低下させることなく、マルチルツクを行うこと
が可能で良好な画質を有する合成開口レーダを供
給しうる。
第１図は従来の合成開口レーダの構成を示す
図、第２図は合成開口レーダの原理図、第３図は
従来の合成開口レーダにおけるマルチ・ルツクの
概念図、第４図はこの発明による合成開口レーダ
の一実施例を示す図、第５図はこの発明による合
成開口レーダの運用例を示す図、第６図はこの発
明による合成開口レーダの送信パルス・タイミン
グ・チヤートを示す図である。図中、１はアンテ
ナ、２はサーキユレータ、３は送信機、４は受信
機、５はパルス圧縮処理装置、６はレンジ・ゲー
ト装置、７はアジマス圧縮処理装置、８は表示装
置、９は信号処理装置、１０は飛しよう体の進行
方向、１１はアンテナ・フツトプリント、１２は
観測セル、１３はレンジ方向、１４はアジマス方
向、１５は飛しよう体、１６，１７はそれぞれ異
なる観測方向からのアンテナ・フツトプリント、
１８は周波数可変送信機、１９は上記送信機１８
に対応する受信機、２０は切換装置、２１は平均
化装置、イは送信信号、ロは受信信号、ハは第４
図に示すこの発明による合成開口レーダの送信パ
ルス・タイミング・チヤート、ニ，ホはそれぞれ
上記合成開口レーダの各信号処理装置における等
価送信パルス・タイミング・チヤートを示す図で
ある。またＡ，Ｂはマルチルツクを行う際の飛し
よう体の位置を明確に区別するための記号であ
る。なお、図中、同一あるいは相当部分には同一
符号を付して示してある。
図、第２図は合成開口レーダの原理図、第３図は
従来の合成開口レーダにおけるマルチ・ルツクの
概念図、第４図はこの発明による合成開口レーダ
の一実施例を示す図、第５図はこの発明による合
成開口レーダの運用例を示す図、第６図はこの発
明による合成開口レーダの送信パルス・タイミン
グ・チヤートを示す図である。図中、１はアンテ
ナ、２はサーキユレータ、３は送信機、４は受信
機、５はパルス圧縮処理装置、６はレンジ・ゲー
ト装置、７はアジマス圧縮処理装置、８は表示装
置、９は信号処理装置、１０は飛しよう体の進行
方向、１１はアンテナ・フツトプリント、１２は
観測セル、１３はレンジ方向、１４はアジマス方
向、１５は飛しよう体、１６，１７はそれぞれ異
なる観測方向からのアンテナ・フツトプリント、
１８は周波数可変送信機、１９は上記送信機１８
に対応する受信機、２０は切換装置、２１は平均
化装置、イは送信信号、ロは受信信号、ハは第４
図に示すこの発明による合成開口レーダの送信パ
ルス・タイミング・チヤート、ニ，ホはそれぞれ
上記合成開口レーダの各信号処理装置における等
価送信パルス・タイミング・チヤートを示す図で
ある。またＡ，Ｂはマルチルツクを行う際の飛し
よう体の位置を明確に区別するための記号であ
る。なお、図中、同一あるいは相当部分には同一
符号を付して示してある。
Claims (1)
- １ 航空機等の飛しよう体に搭載し、地表あるい
は海面の映像を得る合成開口レーダにおいて、キ
ヤリア周波数の異なるＭ種類の送信パルス信号を
発生する周波数可変送信機と、上記送信パルス信
号を地表あるいは海面に向けて送信しかつ地表あ
るいは海面からの反射信号を受信するアンテナ
と、上記反射信号の増巾、検波を行う受信機と、
上記反射信号をパルス圧縮するパルス圧縮処理装
置、レンジ・ゲート装置、およびアジマス圧縮処
理装置からなるＭ個の信号処理装置と、上記受信
機とＭ個の信号処理装置との間にあつて、送信パ
ルス信号のキヤリア周波数に応じて受信機出力を
Ｍ個の信号処理装置に切換えて接続する切換装置
と、Ｍ個の信号処理装置のレーダ映像出力を平均
化する平均化装置と、表示装置とを具備したこと
を特徴とする合成開口レーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58128513A JPS6020163A (ja) | 1983-07-14 | 1983-07-14 | 合成開口レ−ダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58128513A JPS6020163A (ja) | 1983-07-14 | 1983-07-14 | 合成開口レ−ダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6020163A JPS6020163A (ja) | 1985-02-01 |
| JPH022549B2 true JPH022549B2 (ja) | 1990-01-18 |
Family
ID=14986598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58128513A Granted JPS6020163A (ja) | 1983-07-14 | 1983-07-14 | 合成開口レ−ダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6020163A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60170774A (ja) * | 1984-02-15 | 1985-09-04 | Natl Space Dev Agency Japan<Nasda> | 合成開口レ−ダ |
| KR100281345B1 (ko) * | 1992-12-01 | 2001-03-02 | 조셉 제이. 스위니 | 전자기 결합성 플래너 플라즈마 장치에서의 산화물 에칭 공정 |
-
1983
- 1983-07-14 JP JP58128513A patent/JPS6020163A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6020163A (ja) | 1985-02-01 |
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