JPH022552B2 - - Google Patents
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- JPH022552B2 JPH022552B2 JP58128516A JP12851683A JPH022552B2 JP H022552 B2 JPH022552 B2 JP H022552B2 JP 58128516 A JP58128516 A JP 58128516A JP 12851683 A JP12851683 A JP 12851683A JP H022552 B2 JPH022552 B2 JP H022552B2
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- Japan
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- synthetic aperture
- aperture radar
- processing device
- signal
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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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- 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、従来のこの種の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、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、イは送信信号、ロは受信
信号を表す。
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、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、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。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△Ｒは、 △Ｒ＝Cτ／２ (1) （Ｃ；光速、τ；パルス圧縮後のパルス幅）で示
される。
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。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△Ｒは、 △Ｒ＝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△Fdは、 △Fd＝１／TI (3) となる。この時、観測可能な最小角度差（角度分
解能）△θは △θ＝λ／（2Vsinθ0TI） (4) となる。
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△Fdは、 △Fd＝１／TI (3) となる。この時、観測可能な最小角度差（角度分
解能）△θは △θ＝λ／（2Vsinθ0TI） (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△θ
は △θ＝λ／2L (6) となる。
は △θ＝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１
３に関しては、第１式の△Ｒで、アジマス方向１
４に関しては第６式の△θでそれぞれ区切ること
により、大きさ△Ｒ、△θ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１
３に関しては、第１式の△Ｒで、アジマス方向１
４に関しては第６式の△θでそれぞれ区切ること
により、大きさ△Ｒ、△θ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。
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。
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キヤリア周波
数の電波で、同一地点を同時に観測することによ
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。
数の電波で、同一地点を同時に観測することによ
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。
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、Ｍ個のアンテナ１、サーキユレータ２、
送信機３及び受信機４は同等のものであるが、キ
ヤリア周波数は、それぞれ1、2、…、Mとすべ
て異なるものである。また、２２は、それぞれの
受信機出力のビデオ信号を記憶するバツフア・メ
モリ、２１は信号処理装置９より順次、出力され
るＭ個のレーダ映像出力を累積し平均化する平均
化装置である。
送信機３及び受信機４は同等のものであるが、キ
ヤリア周波数は、それぞれ1、2、…、Mとすべ
て異なるものである。また、２２は、それぞれの
受信機出力のビデオ信号を記憶するバツフア・メ
モリ、２１は信号処理装置９より順次、出力され
るＭ個のレーダ映像出力を累積し平均化する平均
化装置である。
第４図の実施例において、Ｍ個の送・受信系と
バツフア・メモリをそれぞれチヤンネルCH１，
CH２，…，CHMと呼ぶ。各チヤンネルにおい
て、送信機３は、第６図のタイミング・チヤート
に示すように、同時に△ｔ間隔で、それぞれ1、
2、…、Mなるキヤリア周波数の送信パルスを発
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、サーキ
ユレータ２を介して受信機４で受信される。この
とき、CH１，CH２，…，CHMでは、それぞれ
1、2、…、Mの受信信号のみが選択受信され、
受信機でビデオ信号に変換され、それぞれのバツ
フア・メモリ２２に記憶される。
バツフア・メモリをそれぞれチヤンネルCH１，
CH２，…，CHMと呼ぶ。各チヤンネルにおい
て、送信機３は、第６図のタイミング・チヤート
に示すように、同時に△ｔ間隔で、それぞれ1、
2、…、Mなるキヤリア周波数の送信パルスを発
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、サーキ
ユレータ２を介して受信機４で受信される。この
とき、CH１，CH２，…，CHMでは、それぞれ
1、2、…、Mの受信信号のみが選択受信され、
受信機でビデオ信号に変換され、それぞれのバツ
フア・メモリ２２に記憶される。
信号処理装置９は、CH１，CH２，…，CHM
の各バツフア・メモリよりビデオ信号を順次読み
出し、前記のパルス圧縮処理、レンジ・ゲート処
理、アジマス圧縮処理を行い、Ｍ個のレーダ映像
を順次出力する。このようにして得られた送信キ
ヤリア周波数の異なる独立なＭ個のレーダ映像
は、平均化装置２１で累積され、平均化され、表
示装置８で２次元画像として表示される。
の各バツフア・メモリよりビデオ信号を順次読み
出し、前記のパルス圧縮処理、レンジ・ゲート処
理、アジマス圧縮処理を行い、Ｍ個のレーダ映像
を順次出力する。このようにして得られた送信キ
ヤリア周波数の異なる独立なＭ個のレーダ映像
は、平均化装置２１で累積され、平均化され、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Ｍ個の独立した送・受信系を用いることによ
り、同時にＭ種のキヤリア周波数の送信パルス信
号で、観測を行うことが可能となる。また、Ｍ個
のバツフア・メモリにビデオ信号を記憶しておく
ことにより、１個の信号処理装置で、Ｍ個の独立
なレーダ映像が順次得られる。
はＭ個の独立した送・受信系を用いることによ
り、同時にＭ種のキヤリア周波数の送信パルス信
号で、観測を行うことが可能となる。また、Ｍ個
のバツフア・メモリにビデオ信号を記憶しておく
ことにより、１個の信号処理装置で、Ｍ個の独立
なレーダ映像が順次得られる。
このため、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
好な画質の合成開口レーダを提供しうる。
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
好な画質の合成開口レーダを提供しうる。
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運
用例を示す図、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
のタイミング・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、１
４はアジマス方向、１５は飛しよう体、１６，１
７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、２１は、平均化装置、２２はバツ
フア・メモリ、イは送信信号、ロは受信信号、
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運
用例を示す図、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
のタイミング・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、１
４はアジマス方向、１５は飛しよう体、１６，１
７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、２１は、平均化装置、２２はバツ
フア・メモリ、イは送信信号、ロは受信信号、
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組のアンテナと、サーキ
ユレータと、送信機と、受信機とからなる送受信
系とＭ個の受信機の出力であるビデオ信号をそれ
ぞれ独立に記憶するＭ個のバツフア・メモリとバ
ツフア・メモリより順次ビデオ信号を読み出し、
パルス圧縮処理を行うパルス圧縮装置と、レン
ジ・ゲート装置とアジマス圧縮処理装置とからな
る信号処理装置と、信号処理装置のレーダ映像出
力をＭ個累積し平均化する平均化装置と、平均化
装置の出力を表示する表示装置とを具備すること
を特徴とする合成開口レーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58128516A JPS6020166A (ja) | 1983-07-14 | 1983-07-14 | 合成開口レ−ダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58128516A JPS6020166A (ja) | 1983-07-14 | 1983-07-14 | 合成開口レ−ダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6020166A JPS6020166A (ja) | 1985-02-01 |
| JPH022552B2 true JPH022552B2 (ja) | 1990-01-18 |
Family
ID=14986669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58128516A Granted JPS6020166A (ja) | 1983-07-14 | 1983-07-14 | 合成開口レ−ダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6020166A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63282678A (ja) * | 1987-05-14 | 1988-11-18 | Mitsubishi Electric Corp | 人工衛星を利用した画像取得方法 |
| US4853699A (en) * | 1987-11-13 | 1989-08-01 | Hughes Aircraft Company | Method for cancelling azimuth ambiguity in a SAR receiver |
| DE102005063417B4 (de) * | 2005-12-23 | 2021-01-07 | Airbus Defence and Space GmbH | Antenne für eine hochauflösende Synthetik-Apertur-Radarvorrichtung |
-
1983
- 1983-07-14 JP JP58128516A patent/JPS6020166A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6020166A (ja) | 1985-02-01 |
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