JPH02280067A - アパーチャ合成ラジオメータ - Google Patents
アパーチャ合成ラジオメータInfo
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- JPH02280067A JPH02280067A JP2073185A JP7318590A JPH02280067A JP H02280067 A JPH02280067 A JP H02280067A JP 2073185 A JP2073185 A JP 2073185A JP 7318590 A JP7318590 A JP 7318590A JP H02280067 A JPH02280067 A JP H02280067A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/2605—Array of radiating elements provided with a feedback control over the element weights, e.g. adaptive arrays
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
-
- 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
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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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。
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、−性的には、デジタルアパーチャ合成ラジオ
メータに関し、より具体的には、干渉を含むデジタルビ
ーム形成を採用し、地表の特性により放出され、反映さ
れるマイクロウェーブエネルギーを映像化できる、アパ
ーチャ合成ラジオメータに関する。
メータに関し、より具体的には、干渉を含むデジタルビ
ーム形成を採用し、地表の特性により放出され、反映さ
れるマイクロウェーブエネルギーを映像化できる、アパ
ーチャ合成ラジオメータに関する。
（従来の技術）
マイクロウェーブラジオメータは、地表特性、及び大気
により放出されるマイクロウェーブエネルギーを検知、
測定、及びディスクプレーするようにデザインできる受
動的な遠隔センサーである。
により放出されるマイクロウェーブエネルギーを検知、
測定、及びディスクプレーするようにデザインできる受
動的な遠隔センサーである。
１、− ／（ンドで作動するようなシステムは、地球の
軌道を回るスペースプラットフォームよりの土の湿度測
定のために使用できる。
軌道を回るスペースプラットフォームよりの土の湿度測
定のために使用できる。
土の湿度を遠隔的に測定するためには、三つの主要な工
程が関わる。これ等には、測定システムセンサーの視野
内の湿度を同定すること、検知された湿度レベルを測定
すること、及び測定されたレベルをディスクプレーする
ことが含まれる。実質的に、自然環境における物体は全
て、マイクロウェーブ領域における電磁エネルギーを放
出する。
程が関わる。これ等には、測定システムセンサーの視野
内の湿度を同定すること、検知された湿度レベルを測定
すること、及び測定されたレベルをディスクプレーする
ことが含まれる。実質的に、自然環境における物体は全
て、マイクロウェーブ領域における電磁エネルギーを放
出する。
ある物体により放出されるエネルギーの量は、その物理
的湿度、及び表面放射率に相対し、これは、周波数によ
り変動する。
的湿度、及び表面放射率に相対し、これは、周波数によ
り変動する。
湿った土は、当然ながら、Ｌ−バンドを含む、マイクロ
ウェーブ領域における、多大なバンド巾に渡って放射す
る。そのために、土の湿度の内容を測定するためには、
遠隔センサーをＬ−バンド周波数領域に一致させると有
利である。土の湿度が同定され、測定されたならば、こ
れは映像化されなければならない。これは、土の湿度レ
ベルのグラウンドマツプを作成することにより行われる
。
ウェーブ領域における、多大なバンド巾に渡って放射す
る。そのために、土の湿度の内容を測定するためには、
遠隔センサーをＬ−バンド周波数領域に一致させると有
利である。土の湿度が同定され、測定されたならば、こ
れは映像化されなければならない。これは、土の湿度レ
ベルのグラウンドマツプを作成することにより行われる
。
これを行なうには、二次元のグラウンド分析が必要とな
る。
る。
土の湿度の画像化を達成する一つの方法は、Ｃａｒｌ
Ｗｌｌｅｙ及び、Ｃｈａｒｌｅｓ Ｅｄｌｅｓｏｈｎに
認可され、本発明の被譲渡者に譲渡された“旧ｅｒｏｖ
ａｖｅＲａｄｌＯＩｅｔｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｐａｎｆ’
ｅａｍ Ｉｎ−Ｕｅｒｓｌｏｎ という名称の米国特
許Ｎｏ、４，７２４，４３９に記述されたシステムを採
用することである。本特許においては、ファンビーム・
インバージョンを使用して画像を再構成するマイクロウ
ェーブラジオメータが開示されている。走査ラジオメー
タは、アンテナの出力が、走査の方向に沿って得られた
シーンの映写であるように、シーンを通して機構的に走
査されるファンビームアンテナを利用する。走査運動は
、アンテナに結合され、コンピューターにより制御され
るモータにより与えられる。そのシーンを再構成するた
めに、コンピューターでは逆ラントン変換（Ｉｎｖｅｒ
ｓｅ Ｒａ−１ｄｏｎ Ｌｒａｎｓｆｏｕｎ）が採用さ
れる。
Ｗｌｌｅｙ及び、Ｃｈａｒｌｅｓ Ｅｄｌｅｓｏｈｎに
認可され、本発明の被譲渡者に譲渡された“旧ｅｒｏｖ
ａｖｅＲａｄｌＯＩｅｔｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｐａｎｆ’
ｅａｍ Ｉｎ−Ｕｅｒｓｌｏｎ という名称の米国特
許Ｎｏ、４，７２４，４３９に記述されたシステムを採
用することである。本特許においては、ファンビーム・
インバージョンを使用して画像を再構成するマイクロウ
ェーブラジオメータが開示されている。走査ラジオメー
タは、アンテナの出力が、走査の方向に沿って得られた
シーンの映写であるように、シーンを通して機構的に走
査されるファンビームアンテナを利用する。走査運動は
、アンテナに結合され、コンピューターにより制御され
るモータにより与えられる。そのシーンを再構成するた
めに、コンピューターでは逆ラントン変換（Ｉｎｖｅｒ
ｓｅ Ｒａ−１ｄｏｎ Ｌｒａｎｓｆｏｕｎ）が採用さ
れる。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上記の走査ラジオメータシステムは、素
晴らしく作動するのではあるが、デジタルコンピュータ
、及び信号プロセッサの発達により、運動パーツ、或い
はモータ、或いは同様のものを使用せずにマイクロウェ
ーブの映像化を達成するための手段が必要となった。
晴らしく作動するのではあるが、デジタルコンピュータ
、及び信号プロセッサの発達により、運動パーツ、或い
はモータ、或いは同様のものを使用せずにマイクロウェ
ーブの映像化を達成するための手段が必要となった。
（課題を解決するための手段及び作用）本発明は、上記
説明の走査ラジオメータシステムの代替策であり、ある
シーンより放射、或いは、反射される放射線、即ち電波
を受信するための、実質的に平行な複数のアンテナアレ
イ、及び複数のアンテナアレイに結合され、受信電波を
対応するデジタル信号に変換するＡ／Ｄ （アナログ／
デジタル）コンバータにより構成されるアパーチャ合成
ラジオメータを提供することにある。
説明の走査ラジオメータシステムの代替策であり、ある
シーンより放射、或いは、反射される放射線、即ち電波
を受信するための、実質的に平行な複数のアンテナアレ
イ、及び複数のアンテナアレイに結合され、受信電波を
対応するデジタル信号に変換するＡ／Ｄ （アナログ／
デジタル）コンバータにより構成されるアパーチャ合成
ラジオメータを提供することにある。
デジタル画像プロセッサは、シーンに相等する映像を供
給する、大きなアパーチャアンテナアレイを合成するた
めに、デジタル信号を処理し、合成するためのＡ／Ｄコ
ンバータに結合される。
給する、大きなアパーチャアンテナアレイを合成するた
めに、デジタル信号を処理し、合成するためのＡ／Ｄコ
ンバータに結合される。
デジタル画像プロセッサーは、各アンテナアレイに対し
て１セットのファンビーム信号を発生するためにアンテ
ナアレイの各々に結合される個々のデジタル・ビームフ
ォーマにより構成される。
て１セットのファンビーム信号を発生するためにアンテ
ナアレイの各々に結合される個々のデジタル・ビームフ
ォーマにより構成される。
ビームフォーマでは、シーンのクロストラック画像を形
成する。デジタル相関干渉器は、ファンビーム信号セッ
トをスポットビーム画像に変換するための個々のビーム
フォーマに結合される。
成する。デジタル相関干渉器は、ファンビーム信号セッ
トをスポットビーム画像に変換するための個々のビーム
フォーマに結合される。
デジタル干渉器は、ラジオメータが配置されるスペース
プラットフォームが、地球の表面に相対して移動するに
従い、地球の表面の所定の地点の画像より、ゆるやかに
変化するチャープ信号を生成するために、２セットのフ
ァンビーム信号より対応する対のファンビーム信号を相
関する。これは、シーンのトラック画像形成に沿って提
供する。
プラットフォームが、地球の表面に相対して移動するに
従い、地球の表面の所定の地点の画像より、ゆるやかに
変化するチャープ信号を生成するために、２セットのフ
ァンビーム信号より対応する対のファンビーム信号を相
関する。これは、シーンのトラック画像形成に沿って提
供する。
整合フィルタか、デジタル干渉器の出力からのゆるやか
に変化するチャープ信号を各々のファンビーム内のシー
ンの対応する画像ポイントに変換するために使用される
。
に変化するチャープ信号を各々のファンビーム内のシー
ンの対応する画像ポイントに変換するために使用される
。
個々のデジタル・ビームフォーマは、更に、ファンビー
ム信号サンドローブのレベルを減少させるために、デジ
タル放射信号の振幅に重みをうける振幅重み付回路によ
り構成される。同様に、データ変換回路が、デジタル信
号から１つ置きの主ローブを除去するために、振幅重み
付回路に結合される。これにより、デジタル信号の主ロ
ーブの巾が減少する。 個々のデジフル書ビームフォー
マは、各々、デジタル信号を、ファンビーム信号に変換
する高速フーリエ変換回路により構成される。高速フー
リエ変換回路は、一般的に、複数の平行、及び、カスケ
ード・バタフライ計算回路手段により実行される、時間
比例消滅（ｃｌｅｃｌｌＷａｔｉ。
ム信号サンドローブのレベルを減少させるために、デジ
タル放射信号の振幅に重みをうける振幅重み付回路によ
り構成される。同様に、データ変換回路が、デジタル信
号から１つ置きの主ローブを除去するために、振幅重み
付回路に結合される。これにより、デジタル信号の主ロ
ーブの巾が減少する。 個々のデジフル書ビームフォー
マは、各々、デジタル信号を、ファンビーム信号に変換
する高速フーリエ変換回路により構成される。高速フー
リエ変換回路は、一般的に、複数の平行、及び、カスケ
ード・バタフライ計算回路手段により実行される、時間
比例消滅（ｃｌｅｃｌｌＷａｔｉ。
ｎ−Ｉｎ−ｔｌｒＡｅ）アルゴリズムにより構成される
。
。
クロストラック解像度を得るために、多重ファンビーム
を同時に生成するデジタルビームフォーマ及び沿いトラ
ック、即ちアロング（ａｌｏｎｇ） トラック解像度
を得るための干渉器及び整合フィルタを採用し、それに
より、シーンのためのピクセルデータを生成することに
よって、本発明は、マイクロウェーブエネルギの遠隔感
知及び映像化を達成するデジタルアパーチャ合成ラジオ
メータを提供する。
を同時に生成するデジタルビームフォーマ及び沿いトラ
ック、即ちアロング（ａｌｏｎｇ） トラック解像度
を得るための干渉器及び整合フィルタを採用し、それに
より、シーンのためのピクセルデータを生成することに
よって、本発明は、マイクロウェーブエネルギの遠隔感
知及び映像化を達成するデジタルアパーチャ合成ラジオ
メータを提供する。
本発明は、同様に、画像をデジタル的に処理する方法を
提供する。この方法はあるシーンより放射され、或いは
、反射される電波を受信するステップにより構成される
。これは、複数の実質的に平行のアンテナアレイにより
行われる。次のステップは、受信電波を、対応するデジ
タル信号に変換することを含む。これは、複数のアンテ
ナアレイに結合されたＡ／Ｄコンバータにより行なわれ
る。最後に、この方法は、シーンに対応する画像を得る
ために、デジタル信号を処理し、合成することを含む。
提供する。この方法はあるシーンより放射され、或いは
、反射される電波を受信するステップにより構成される
。これは、複数の実質的に平行のアンテナアレイにより
行われる。次のステップは、受信電波を、対応するデジ
タル信号に変換することを含む。これは、複数のアンテ
ナアレイに結合されたＡ／Ｄコンバータにより行なわれ
る。最後に、この方法は、シーンに対応する画像を得る
ために、デジタル信号を処理し、合成することを含む。
これは、Ａ／Ｄコンバータに結合されたデジタル画像プ
ロセッサにより行なわれる。
ロセッサにより行なわれる。
この合成ステップは、一般的に、２つのアンテナアレイ
に結合された個々のデジタルビームフォーマにより行な
われるデジタル信号を処理し、合成すること及び、高速
フーリエ変換を利用して、各アンテナアレイに対して、
１セットのファンビーム信号の発生することを含む。こ
のステップにより、シーンのクロストラック画像が得ら
れる。
に結合された個々のデジタルビームフォーマにより行な
われるデジタル信号を処理し、合成すること及び、高速
フーリエ変換を利用して、各アンテナアレイに対して、
１セットのファンビーム信号の発生することを含む。こ
のステップにより、シーンのクロストラック画像が得ら
れる。
ビームフォーマよりのファンビーム信号対が、その後相
関される。このステップは、個々のビームフォーマに結
合されたデジタル干渉器により実行される。
関される。このステップは、個々のビームフォーマに結
合されたデジタル干渉器により実行される。
シーンに関する本発明のモーションによりこの処理ステ
ップは、ファンビーム内のポイントソース画像の各ファ
ンビーム信号対に対してゆるやかに変化するチャープ信
号を発生する。チャープ信号は、その後、デジタル干渉
器に結合された整合するフィルタにより処理され、各チ
ャープ信号を、シーン内で、対応するポイント画像輝度
に変換する。
ップは、ファンビーム内のポイントソース画像の各ファ
ンビーム信号対に対してゆるやかに変化するチャープ信
号を発生する。チャープ信号は、その後、デジタル干渉
器に結合された整合するフィルタにより処理され、各チ
ャープ信号を、シーン内で、対応するポイント画像輝度
に変換する。
（実施例）
第１図を参照すると、本発明に従った地球１１を軌道す
るスペースプラットフォームの操作環境で採用されるア
パーチャ合成ラジオメータ１０が示されている。アパー
チャ合成ラジオメータ１０は、各々が直線アレイアンテ
ナにより構成される、２つの直線能動的受信アンテナ１
２ａ、１２ｂにより構成される。画像プロセッサー１４
は、ラジオメータ１０の中央画像処理ユニットとして作
動するデジタルビーム形成プロセッサ、デジタル相関干
渉器、及び整合フィルタにより構成されるが、これ等に
ついては以下に説明する。
るスペースプラットフォームの操作環境で採用されるア
パーチャ合成ラジオメータ１０が示されている。アパー
チャ合成ラジオメータ１０は、各々が直線アレイアンテ
ナにより構成される、２つの直線能動的受信アンテナ１
２ａ、１２ｂにより構成される。画像プロセッサー１４
は、ラジオメータ１０の中央画像処理ユニットとして作
動するデジタルビーム形成プロセッサ、デジタル相関干
渉器、及び整合フィルタにより構成されるが、これ等に
ついては以下に説明する。
アンテナ１２は、これが、地球に相対するスペースプラ
ットフォームのトラベル方向（Ｖ）を横断する方向に向
いているので、シーンのクロストラック解像度を与える
ファンビーム１３を生成する。アロング（ａｌｏｎｇ
） ）ラック解像度は、干渉器、及び、整合フィルタの
組み合わせにより提供される。
ットフォームのトラベル方向（Ｖ）を横断する方向に向
いているので、シーンのクロストラック解像度を与える
ファンビーム１３を生成する。アロング（ａｌｏｎｇ
） ）ラック解像度は、干渉器、及び、整合フィルタの
組み合わせにより提供される。
第２図には本発明の合成アパーチャラジオメータ１０の
ブロックダイアグラムが示されている。
ブロックダイアグラムが示されている。
２つの直線能動的受信アンテナ１２ａ、１２ｂは、別個
のＡ／Ｄコンバータ１６により、画像プロセサ１４に結
合されている。画像プロセッサ１４には、出力がデジタ
ル相関干渉器２０に結合された２つのデジタルビーム形
成プロセッサ１８が含まれ、干渉器２０の出力はクロス
トラックピクセルの形で、ラジオメータ１０のデジタル
出力画像を供給する整合フィルタ２２に結合されている
。
のＡ／Ｄコンバータ１６により、画像プロセサ１４に結
合されている。画像プロセッサ１４には、出力がデジタ
ル相関干渉器２０に結合された２つのデジタルビーム形
成プロセッサ１８が含まれ、干渉器２０の出力はクロス
トラックピクセルの形で、ラジオメータ１０のデジタル
出力画像を供給する整合フィルタ２２に結合されている
。
第３図には、ラジオメータ１０のより詳細なダイアグラ
ムが示される。ここに示されているように、各々のアン
テナ１２のアンテナエレメントは、サンプルホールド回
路２４、及びアナログマルチプレクサ２６により、Ａ／
Ｄコンバータ回路２８に結合されている。このＡ／Ｄコ
ンバータ回路２８は、−平行セットの出力を各々のデジ
タルビーム形成プロセッサ１８に供給する。
ムが示される。ここに示されているように、各々のアン
テナ１２のアンテナエレメントは、サンプルホールド回
路２４、及びアナログマルチプレクサ２６により、Ａ／
Ｄコンバータ回路２８に結合されている。このＡ／Ｄコ
ンバータ回路２８は、−平行セットの出力を各々のデジ
タルビーム形成プロセッサ１８に供給する。
各々のデジタルビーム形成プロセッサ１８は、振幅重み
付、及びデータ変換回路３２により構成される。振幅重
み付、及び、データ変換回路は、高速フーリエ変換アル
ゴリズムをハードウェアの形で具現化するデジタルフー
リエ変換回路３４に結合されている。デジタルフーリエ
変換回路３４は、その際に受信されたデータの１２８ポ
イント高速フーリエ変換を実行するように適応される。
付、及びデータ変換回路３２により構成される。振幅重
み付、及び、データ変換回路は、高速フーリエ変換アル
ゴリズムをハードウェアの形で具現化するデジタルフー
リエ変換回路３４に結合されている。デジタルフーリエ
変換回路３４は、その際に受信されたデータの１２８ポ
イント高速フーリエ変換を実行するように適応される。
各々の高速フーリエ変換回路３４は、各々のデジタルビ
ーム形成プロセッサ１８よりの出力信号の大きさを調節
するために適応されるベクターマグニチュード回路３６
に結合されている。
ーム形成プロセッサ１８よりの出力信号の大きさを調節
するために適応されるベクターマグニチュード回路３６
に結合されている。
デジタルビーム形成プロセッサ１８の出力は、それ等の
主軸がスペースプラットフォームの方向と平行になった
１２８隣接平行ファンビームより受信された信号である
。
主軸がスペースプラットフォームの方向と平行になった
１２８隣接平行ファンビームより受信された信号である
。
各々のデジタル相関干渉器２０は、４個の２出力倍率器
４０．及び４個のローパスフィルタ４２により構成され
ている。各々のデジタルビーム形成プロセッサ１８より
のそれぞれの出力は、倍率器４０のそれぞれの第１及び
第２人力に結合されており、更に、各倍率器４０の出力
は、ローパスフィルタ４２に結合されている。整合フィ
ルタ２２は、出力が、整合フィルタ回路４８に結合され
たデジタル相関干渉器２０の出力に入力が結合されてい
る再順列回路４６により構成される。整合フィルタ回路
４８の出力は、シーンを表現する画像信号により構成さ
れる。
４０．及び４個のローパスフィルタ４２により構成され
ている。各々のデジタルビーム形成プロセッサ１８より
のそれぞれの出力は、倍率器４０のそれぞれの第１及び
第２人力に結合されており、更に、各倍率器４０の出力
は、ローパスフィルタ４２に結合されている。整合フィ
ルタ２２は、出力が、整合フィルタ回路４８に結合され
たデジタル相関干渉器２０の出力に入力が結合されてい
る再順列回路４６により構成される。整合フィルタ回路
４８の出力は、シーンを表現する画像信号により構成さ
れる。
アパーチャ合成ラジオメータの操作は以下のように行な
う。ここに説明される応用例は、約５００キロの高度で
地球を軌道し、地上に関して相対的速度を有するスペー
スプラットフォームより見た時の、土の湿度レベルを検
知し、映像化するものの例である。土の湿度測定のため
には、アンテナ１２は、２０メガヘルツのバンド中で、
１．４キロヘルツの周波数で作動するように設計されて
いる。
う。ここに説明される応用例は、約５００キロの高度で
地球を軌道し、地上に関して相対的速度を有するスペー
スプラットフォームより見た時の、土の湿度レベルを検
知し、映像化するものの例である。土の湿度測定のため
には、アンテナ１２は、２０メガヘルツのバンド中で、
１．４キロヘルツの周波数で作動するように設計されて
いる。
約５ｋｍＸ５ｋｍの空間的解像度を達成するためには、
２つのアンテナアレイ１２は、各々、３０メータのアレ
イの長さ及び３０メータの空間を有する。各々のアレイ
は、２５６の能動的受信エレメントより構成される。２
つのアレイは、約１２８の同時ファンビームを形成する
。
２つのアンテナアレイ１２は、各々、３０メータのアレ
イの長さ及び３０メータの空間を有する。各々のアレイ
は、２５６の能動的受信エレメントより構成される。２
つのアレイは、約１２８の同時ファンビームを形成する
。
画像プロセッサ１４は、アンテナアレイ１２により収集
されたデータを合成し、土の湿気レベルの画像を表示す
る。これを達成するために、デジタルビーム形成プロセ
ッサ１８は、高速フーリエ変換、及び干渉機能と、整合
フィルタを利用する多重ファンビームビーム形成を使用
して、２次元の地面解像度を達成する。
されたデータを合成し、土の湿気レベルの画像を表示す
る。これを達成するために、デジタルビーム形成プロセ
ッサ１８は、高速フーリエ変換、及び干渉機能と、整合
フィルタを利用する多重ファンビームビーム形成を使用
して、２次元の地面解像度を達成する。
ラジオメータ１０の走行方向に直交する地面のクロスト
ラック解像度は、多重ファンビームにより分析される。
ラック解像度は、多重ファンビームにより分析される。
個々のアンテナアレイ１２によって収集された信号のフ
ーリエ変換を得ることにより、視野の各々のポイントの
画像が得られる。これは、地面のクロストラックストリ
ップを一列のパッチに分解する（第１図参照）高速フー
リエ変換回路３４により達成される。各々のファンビー
ム１３のデジタル変換は、視野における、地面の各々の
延長されたバッチを表わす。このクロストラック解像度
を達成するために、１２８ポイント高速フ一リエ変換回
路３４が採用されている。
ーリエ変換を得ることにより、視野の各々のポイントの
画像が得られる。これは、地面のクロストラックストリ
ップを一列のパッチに分解する（第１図参照）高速フー
リエ変換回路３４により達成される。各々のファンビー
ム１３のデジタル変換は、視野における、地面の各々の
延長されたバッチを表わす。このクロストラック解像度
を達成するために、１２８ポイント高速フ一リエ変換回
路３４が採用されている。
シーンのアロングトラック解像度を達成するために、２
つのアンテナアレイ１２が、各々の対となるファンビー
ムのための相関干渉器として採用されている。各アンテ
ナアレイ１２は、これがお互いより物理的に分離してい
るので、地球上の特定ポイントよりの電波を、異なった
角度より受信する。このように、各ポイントよりのエネ
ルギは、異なったパスに従って、各アンテナアレイに進
行する。２つのアンテナアレイ１２の出力を相関させる
（多重化する）ことにより、２つのファンビームがお互
いに干渉する。ラジオメータプラットフォームの地面に
相対する運動により、エネルギーの到着の角度が変動す
ることになるが、これにより、相関干渉器２０の出力波
形のフェーズが変動することになる。
つのアンテナアレイ１２が、各々の対となるファンビー
ムのための相関干渉器として採用されている。各アンテ
ナアレイ１２は、これがお互いより物理的に分離してい
るので、地球上の特定ポイントよりの電波を、異なった
角度より受信する。このように、各ポイントよりのエネ
ルギは、異なったパスに従って、各アンテナアレイに進
行する。２つのアンテナアレイ１２の出力を相関させる
（多重化する）ことにより、２つのファンビームがお互
いに干渉する。ラジオメータプラットフォームの地面に
相対する運動により、エネルギーの到着の角度が変動す
ることになるが、これにより、相関干渉器２０の出力波
形のフェーズが変動することになる。
エネルギの到着の角度に関する位相変化は、どのポイン
トにおいても瞬間的、空間的周波数である。干渉器２０
は、調整された厚層波数が、いかなる特定のソースポイ
ント上を通過する時でも、これを検知する。
トにおいても瞬間的、空間的周波数である。干渉器２０
は、調整された厚層波数が、いかなる特定のソースポイ
ント上を通過する時でも、これを検知する。
であるから、地面に相対するラジオメータ］０の運動に
より、−性的にチャープ波形として知られている、明白
な厚層波数調整を、干渉器２０が知ることになる。各フ
ァンビーム１３内の連続的ポイントソースのために、干
渉器２０は、対応するロブヒストリを形成する。これ等
のロブヒストリの合計により、アロングトラック画像解
像度が得られるが、これは、干渉器２０が、ファンビー
ムの各々を、垂直方向に分割するからである。相関干渉
器２０の出力は、ファンビーム内の“スクランブルされ
た”画像である。スクランプリングの順序、或いはシー
ケンスは、アンテナアレイ１２の分離、及びスペース・
プラットフォームの地球に関する相対的運動により決定
される、ゆるやかに変化するチャ−ブ波型である。
より、−性的にチャープ波形として知られている、明白
な厚層波数調整を、干渉器２０が知ることになる。各フ
ァンビーム１３内の連続的ポイントソースのために、干
渉器２０は、対応するロブヒストリを形成する。これ等
のロブヒストリの合計により、アロングトラック画像解
像度が得られるが、これは、干渉器２０が、ファンビー
ムの各々を、垂直方向に分割するからである。相関干渉
器２０の出力は、ファンビーム内の“スクランブルされ
た”画像である。スクランプリングの順序、或いはシー
ケンスは、アンテナアレイ１２の分離、及びスペース・
プラットフォームの地球に関する相対的運動により決定
される、ゆるやかに変化するチャ−ブ波型である。
シーンのクロストラック、及びアロングトラック解像度
の双方を達成したら、完全な解像セルが整合フィルタ２
２によって干渉器２０の出力を逆スクランブルすること
により形成される。これが、各々のチャープ波型をある
ポイントに圧壊する。
の双方を達成したら、完全な解像セルが整合フィルタ２
２によって干渉器２０の出力を逆スクランブルすること
により形成される。これが、各々のチャープ波型をある
ポイントに圧壊する。
これ等のポイントの収集は、シーンのライン画像であり
、これは、一般の方法で、モニタに表示できる。 この
様にして、簡単に云えば、本発明は、ファンビーム１３
をクロストラック解像度のために、同時多重ファンビー
ムを供給するディジタルビームフォーマ１８により形成
することにより画像セルを形成する。ファンビームは、
干渉器２０゜及び整合フィルタ２２により相関される。
、これは、一般の方法で、モニタに表示できる。 この
様にして、簡単に云えば、本発明は、ファンビーム１３
をクロストラック解像度のために、同時多重ファンビー
ムを供給するディジタルビームフォーマ１８により形成
することにより画像セルを形成する。ファンビームは、
干渉器２０゜及び整合フィルタ２２により相関される。
各々のファンビーム１３のための干渉器出力信号は、フ
ァンビーム１３内の各々のポイントについてのロブヒス
トリの合計である。整合フィルタ２２は、干渉器出力信
号をシーンの映像に圧壊させ、アロングトラック解像度
を得る。
ァンビーム１３内の各々のポイントについてのロブヒス
トリの合計である。整合フィルタ２２は、干渉器出力信
号をシーンの映像に圧壊させ、アロングトラック解像度
を得る。
第３図によると、ラジオメータ１ｏの主要コンポーネン
トの各々の構造、及び操作がより詳細に説明されている
。各アンテナアレイ１２の各エレメントは、出力がアナ
ログマルチプレクサ２６に結合されているサンプルホー
ルド回路２４の入力に結合されている。マルチプレクサ
２６は、信号の平行セットを、対応する直列信号グルー
プに変換する。このタイプのマルチプレクサを使用する
と、ラジオメータ１０に必要な相互接続の数を大巾に減
少させる一方で、データレートを増加させる。
トの各々の構造、及び操作がより詳細に説明されている
。各アンテナアレイ１２の各エレメントは、出力がアナ
ログマルチプレクサ２６に結合されているサンプルホー
ルド回路２４の入力に結合されている。マルチプレクサ
２６は、信号の平行セットを、対応する直列信号グルー
プに変換する。このタイプのマルチプレクサを使用する
と、ラジオメータ１０に必要な相互接続の数を大巾に減
少させる一方で、データレートを増加させる。
Ａ／Ｄコンバータ回路２８は、その人力において、２０
メガヘルツレートで、２５６人力信号をサンプリングす
るＩＱタイプ・コンバータである。
メガヘルツレートで、２５６人力信号をサンプリングす
るＩＱタイプ・コンバータである。
マルチプレクサ２６は、２５６平行対ＩＱサンプルを、
６４０メガヘルツで８グループの３２平行ＩＱサンプル
に変換する。これら信号はコンバータ回路２８から直列
出力信号として供給される。
６４０メガヘルツで８グループの３２平行ＩＱサンプル
に変換する。これら信号はコンバータ回路２８から直列
出力信号として供給される。
第４図は、ラジオメータ１０に採用される振幅重み付、
及びデータ転換構造を表わしている。構造の詳細は、図
に明確に示されているので詳しくは論議しない。−性的
には、しかしながら、時間不変重み系数は、３２Ｘ２４
ビツトリードオンリメモリ６０にストアーされる。複数
の倍率器６２は信号を重み付けするために設けられ、こ
れに対して、複数の加算器６４は、データ転換を実行す
る。ＩＱ倍信号、８平行信号グループとして、振幅重み
付け、データ転換回路３２に供給される。
及びデータ転換構造を表わしている。構造の詳細は、図
に明確に示されているので詳しくは論議しない。−性的
には、しかしながら、時間不変重み系数は、３２Ｘ２４
ビツトリードオンリメモリ６０にストアーされる。複数
の倍率器６２は信号を重み付けするために設けられ、こ
れに対して、複数の加算器６４は、データ転換を実行す
る。ＩＱ倍信号、８平行信号グループとして、振幅重み
付け、データ転換回路３２に供給される。
第１と第５グループ、第２と第６グループ、第３と第７
グループ、及び第４と第８グループが重み付けされ、合
計される。結果的に、各サンプルが８ビツト値である、
４セットのＩＱ倍信号供給される。
グループ、及び第４と第８グループが重み付けされ、合
計される。結果的に、各サンプルが８ビツト値である、
４セットのＩＱ倍信号供給される。
振幅重み付け、所定の重み系数、例えばチャバイシエブ
（Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ ）重み系数等を各サンプル信号
に掛け合わせる倍率器６２により行なわれる。
（Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ ）重み系数等を各サンプル信号
に掛け合わせる倍率器６２により行なわれる。
これにより、ファンビーム１３に含まれるサイドロープ
レベルが減少される。しかしながら、こうした振幅重み
付により、好ましくない主ローブの巾の広がりが引きお
こされ、この主ローブ中広がりが、隣接する主ローブを
、高速フーリエ変換フィルタ出力にオーバーラツプさせ
る。この問題を緩和するために、データ転換回路６４は
、信号の２＝１データ転換を行なう。この２：１データ
転換は２５６ Ｉ Ｑ入力信号を半分に分割し、その後
、この両半分を合計し、１２８ＩＱサンプルを生成し、
このようにして、結果的に処理される信号より、一つ置
きのローブを除去する。これ等１２８サンプル上で、１
２８ポイント高速フーリエ変換を行なうことの結果は、
２５６ポイント高速フーリエ変換により生成された、オ
リジナルの２５６人力信号の一つ置きの主ローブを処理
することに等しい。
レベルが減少される。しかしながら、こうした振幅重み
付により、好ましくない主ローブの巾の広がりが引きお
こされ、この主ローブ中広がりが、隣接する主ローブを
、高速フーリエ変換フィルタ出力にオーバーラツプさせ
る。この問題を緩和するために、データ転換回路６４は
、信号の２＝１データ転換を行なう。この２：１データ
転換は２５６ Ｉ Ｑ入力信号を半分に分割し、その後
、この両半分を合計し、１２８ＩＱサンプルを生成し、
このようにして、結果的に処理される信号より、一つ置
きのローブを除去する。これ等１２８サンプル上で、１
２８ポイント高速フーリエ変換を行なうことの結果は、
２５６ポイント高速フーリエ変換により生成された、オ
リジナルの２５６人力信号の一つ置きの主ローブを処理
することに等しい。
振幅重み付をしないで、全てのサンプルは、時間領域に
おいて同振幅であり、これ等が、高速フーリエ変換回路
３４により、周波数領域に変換された場合には、これ等
は、例えば、６ｄ［３オクターブを有する主ローブ、及
び複数のサイドローブを有する。しかしながら、振幅重
み付を用いる場合、サンプルは、時間の領域においては
、三角形をした振幅形態を有し、周波数領域に変換され
た場合には、例えば、１８ｄＢオクターブを有する主ロ
ーブ、或いは複数の振幅の減少したサイドローブを何す
る。データ転換とは、簡単に言えば、主ローブのオーバ
ーラツプを除去するために、主ローブの振幅を挟め、増
加させることである。
おいて同振幅であり、これ等が、高速フーリエ変換回路
３４により、周波数領域に変換された場合には、これ等
は、例えば、６ｄ［３オクターブを有する主ローブ、及
び複数のサイドローブを有する。しかしながら、振幅重
み付を用いる場合、サンプルは、時間の領域においては
、三角形をした振幅形態を有し、周波数領域に変換され
た場合には、例えば、１８ｄＢオクターブを有する主ロ
ーブ、或いは複数の振幅の減少したサイドローブを何す
る。データ転換とは、簡単に言えば、主ローブのオーバ
ーラツプを除去するために、主ローブの振幅を挟め、増
加させることである。
第５図は、ビームフォーマ１８の高速フーリエ変換回路
３４の詳細なダイアグラムを示している。
３４の詳細なダイアグラムを示している。
この回路には、バタフライ・セルより構成され、更に、
バタフライ計算を実行する２つの平行セットの高速フー
リエ変換回路７２．７３が含まれる。
バタフライ計算を実行する２つの平行セットの高速フー
リエ変換回路７２．７３が含まれる。
各々の平行セットの第１バタフライセルの出力は、一つ
置きのセットの第２バタフライセルにクロス結合されて
いる。残りのセルは、図に示されるように、相互に連続
的に結合されている。この方式においては、合計７のバ
タフライ計算が実行される。
置きのセットの第２バタフライセルにクロス結合されて
いる。残りのセルは、図に示されるように、相互に連続
的に結合されている。この方式においては、合計７のバ
タフライ計算が実行される。
図示されているように、この形態では、時間に対しての
デシメーションインタイム（ｄｅｃｌｍａｔｌｏｎ−ｊ
ｎ−ｔｌｍｅ）アルゴリズムが実行される。この高速フ
ーリエ変換回路３４は、順送りされる２セットの７バタ
フライセルにより構成される。この２セットは、第１、
及び第２セルフ２ａ、７３ｂ、及び７３ｂ、７２ｂ間の
信号変換を例外として、平行して作動する。バタフライ
構造の仕様が第６図に示されている。各々のＩＱ入力信
号は、１つの信号が、マルチプレクサ８０ｂ以前に、遅
延素子８２ｂを通過する、分離したマルチプレクサ８０
ａ、８０ｂに結合されている。遅延されていないマルチ
プレクサ８０ａは、その後第２遅延素子８２ｂで遅延さ
れるのに対し、第２出力は、リードオンリメモリ８６よ
りの調整因子を、そのパスに沿って処理される信号に結
合する２人力倍率器８４を介して結合される。各々のチ
ャンネルの出力信号はクロス結合され、合計及び差信号
が、バタフライ・セルフ２ａの出力信号として加算器８
８゜９０より発生される。
デシメーションインタイム（ｄｅｃｌｍａｔｌｏｎ−ｊ
ｎ−ｔｌｍｅ）アルゴリズムが実行される。この高速フ
ーリエ変換回路３４は、順送りされる２セットの７バタ
フライセルにより構成される。この２セットは、第１、
及び第２セルフ２ａ、７３ｂ、及び７３ｂ、７２ｂ間の
信号変換を例外として、平行して作動する。バタフライ
構造の仕様が第６図に示されている。各々のＩＱ入力信
号は、１つの信号が、マルチプレクサ８０ｂ以前に、遅
延素子８２ｂを通過する、分離したマルチプレクサ８０
ａ、８０ｂに結合されている。遅延されていないマルチ
プレクサ８０ａは、その後第２遅延素子８２ｂで遅延さ
れるのに対し、第２出力は、リードオンリメモリ８６よ
りの調整因子を、そのパスに沿って処理される信号に結
合する２人力倍率器８４を介して結合される。各々のチ
ャンネルの出力信号はクロス結合され、合計及び差信号
が、バタフライ・セルフ２ａの出力信号として加算器８
８゜９０より発生される。
高速フーリエ変換回路３４は、その４つの出力チャンネ
ルを通して、１２８１Ｑフアンビーム値を連続的に生成
する。出力信号は、しかしながら、１ビツト逆の順序で
出現し、その結果として、ファンビーム値も同様に逆の
順序になる。この変形機構により導入される順列問題を
矯正するために、再順列回路部が、整合フィルタの直前
に供給され、これにより、ビットの逆になった出力は、
再び正常の順序に調整される。
ルを通して、１２８１Ｑフアンビーム値を連続的に生成
する。出力信号は、しかしながら、１ビツト逆の順序で
出現し、その結果として、ファンビーム値も同様に逆の
順序になる。この変形機構により導入される順列問題を
矯正するために、再順列回路部が、整合フィルタの直前
に供給され、これにより、ビットの逆になった出力は、
再び正常の順序に調整される。
この回路部については、後で詳細に説明する。
ビームフォーマ１８のベクターマグニチュード回路３６
が、第７図に詳細に示されている。ベクターマグニチュ
ード回路３６は、各々が第７図に示されるように、セル
ロジック９４により構成される４つの平行セルにより構
成される。第７図に示されているこのセルロジック９４
は、■及びＱ信号を受は取り、これ等の信号を比較回路
９８にルートずける、二個の２人力マルチプレクサ９６
ａ、９６ｂにより構成される。■及びＱ信号は、それか
ら、比較回路９８の出力により制御される第２セットの
クロス結合マルチプレクサ１００に供給され、その後に
、加算器１０２に供給される。
が、第７図に詳細に示されている。ベクターマグニチュ
ード回路３６は、各々が第７図に示されるように、セル
ロジック９４により構成される４つの平行セルにより構
成される。第７図に示されているこのセルロジック９４
は、■及びＱ信号を受は取り、これ等の信号を比較回路
９８にルートずける、二個の２人力マルチプレクサ９６
ａ、９６ｂにより構成される。■及びＱ信号は、それか
ら、比較回路９８の出力により制御される第２セットの
クロス結合マルチプレクサ１００に供給され、その後に
、加算器１０２に供給される。
加算器１０２は、人力信号を加算し、処理されている信
号の大きさを示す出力信号を出力する。
号の大きさを示す出力信号を出力する。
第３図に示されている干渉器２０には、倍率器４０、及
びローパスフィルタ４２より構成される、４個の平行チ
ャンネルが含まれる。ローパスフィルタ４２の詳細は、
第８図にも同様に示されている。ローパスフィルタ４２
は、信号値に、リード・オンリー・メモリ１１４にスト
アーされた所定値を掛け合わせるために用いられる２人
力倍率器１１０より構成される。２人力倍率器１１０の
出力は加算器１１２に結合される。この加算器１１２は
出力から入力へのフィードバック回路に結合されている
アキュミュレータ−１１６を有する。
びローパスフィルタ４２より構成される、４個の平行チ
ャンネルが含まれる。ローパスフィルタ４２の詳細は、
第８図にも同様に示されている。ローパスフィルタ４２
は、信号値に、リード・オンリー・メモリ１１４にスト
アーされた所定値を掛け合わせるために用いられる２人
力倍率器１１０より構成される。２人力倍率器１１０の
出力は加算器１１２に結合される。この加算器１１２は
出力から入力へのフィードバック回路に結合されている
アキュミュレータ−１１６を有する。
アキュミュレータ１１６は、３２Ｘ１０レジスタフアイ
ルより構成される。
ルより構成される。
ローパスフィルタ４２は、第１倍率器４０より受信され
た３２の信号を、次の３２の信号がこれ等に加算される
前に、記憶する。ロー・バス・フィルタ４２は、入力重
み付及び累積により行なわれる有限インパルス応答（Ｆ
ＩＲ）フィルタである。干渉器２０よりの出力信号はチ
ャープ信号を構成し、チャープ信号において出力は、パ
ース下で現われる３２の連続チャープ波形より成る。
た３２の信号を、次の３２の信号がこれ等に加算される
前に、記憶する。ロー・バス・フィルタ４２は、入力重
み付及び累積により行なわれる有限インパルス応答（Ｆ
ＩＲ）フィルタである。干渉器２０よりの出力信号はチ
ャープ信号を構成し、チャープ信号において出力は、パ
ース下で現われる３２の連続チャープ波形より成る。
ラジオメータ１０の整合フィルタ２２は、整合フィルタ
回路４８と同様、上記説明の再順列回路４６により構成
される。このフィルタは、処理された信号をシーンを表
わす一連の点に圧壊する特定チャープ波形を検知するよ
うに整合されている。
回路４８と同様、上記説明の再順列回路４６により構成
される。このフィルタは、処理された信号をシーンを表
わす一連の点に圧壊する特定チャープ波形を検知するよ
うに整合されている。
これは、当業者によく知られているような一般の方法で
達成される。
達成される。
上記の説明により、デジタルビーム形成、及び地球の表
面特性により放射、或いは反射されるマイクロウェーブ
エネルギーを映像化、及びデイスプレ能力のある干渉器
を採用する、アパーチャ合成ラジオメータのデザイン、
構造、及び操作について詳しく解説した。加えて、本発
明は、同様に、シーンの画像を供給するために、画像を
デジタル式に処理する方式についても考慮する。この技
術により、多重ファンビームが、同時に、かつ、費用効
率の良い方法で提供される。結果として、より多くの統
合時間、１２８のファクターが可能となり、その結果、
より高い感度が提供される。
面特性により放射、或いは反射されるマイクロウェーブ
エネルギーを映像化、及びデイスプレ能力のある干渉器
を採用する、アパーチャ合成ラジオメータのデザイン、
構造、及び操作について詳しく解説した。加えて、本発
明は、同様に、シーンの画像を供給するために、画像を
デジタル式に処理する方式についても考慮する。この技
術により、多重ファンビームが、同時に、かつ、費用効
率の良い方法で提供される。結果として、より多くの統
合時間、１２８のファクターが可能となり、その結果、
より高い感度が提供される。
本発明に従う一つの方式は、あるシーンより放射、゛或
いは、反射された電波を、複数の実質的に平行なアンテ
ナアレイにより受信するステップにより構成される。次
のステップは、受信された電波を、この複数のアンテナ
アレイに結合された、Ａ／Ｄコンバータ手段により、相
応するデジタル信号に変換する。最後に本方法は、シー
ンに相応する画像を、デジタルビームフォーマ、及びＡ
／Ｄコンバータに結合された相関干渉器、及び整合フィ
ルタにより供給するために、大規模アパーチャを処理、
及びデジタル式に合成することを行なう。合成ステップ
は、−性的に、デジタル信号を２つのアンテナアレイに
結合された、個別のデジタルビームフォーマにより処理
することより成る。
いは、反射された電波を、複数の実質的に平行なアンテ
ナアレイにより受信するステップにより構成される。次
のステップは、受信された電波を、この複数のアンテナ
アレイに結合された、Ａ／Ｄコンバータ手段により、相
応するデジタル信号に変換する。最後に本方法は、シー
ンに相応する画像を、デジタルビームフォーマ、及びＡ
／Ｄコンバータに結合された相関干渉器、及び整合フィ
ルタにより供給するために、大規模アパーチャを処理、
及びデジタル式に合成することを行なう。合成ステップ
は、−性的に、デジタル信号を２つのアンテナアレイに
結合された、個別のデジタルビームフォーマにより処理
することより成る。
シーンのクロストラック画像を得るために、各々のアン
テナアレイについて、１セットのファンビーム信号が生
成される。ビームフォーマの各々により供給されるファ
ンビーム信号セットは、その後、デジタル干渉器により
処理され、この２セットのファンビーム信号よりの、相
応するファンビーム信号対を相関する。この処理が、フ
ァンビーム信号の各対のためにチャープ信号を生成する
。
テナアレイについて、１セットのファンビーム信号が生
成される。ビームフォーマの各々により供給されるファ
ンビーム信号セットは、その後、デジタル干渉器により
処理され、この２セットのファンビーム信号よりの、相
応するファンビーム信号対を相関する。この処理が、フ
ァンビーム信号の各対のためにチャープ信号を生成する
。
チャープ信号は、その後、デジタル干渉器に結合された
整合フィルタにより処理され、各々のチャープ信号を、
そのシーンに対応する画像に変換し、結果的に、シーン
のアロングトラック画像を提供する。
整合フィルタにより処理され、各々のチャープ信号を、
そのシーンに対応する画像に変換し、結果的に、シーン
のアロングトラック画像を提供する。
本明細書を読むことにより、多数の他の方式が派生する
ことは明らかであるので、特に詳細には述べない。これ
等の方式については、本文のクレーム部分に招介しであ
る。
ことは明らかであるので、特に詳細には述べない。これ
等の方式については、本文のクレーム部分に招介しであ
る。
このようにして、遠隔に配置された画像システムより、
大気、及び、地球上の土の湿度の検知、及び映像化を提
供する、アパーチャ合成ラジオメータ、及び画像処理方
法について説明してきた。
大気、及び、地球上の土の湿度の検知、及び映像化を提
供する、アパーチャ合成ラジオメータ、及び画像処理方
法について説明してきた。
本発明は、しかしながら、地球、及び大気から発射され
る湿気レベルの検知、及びデイスプレーに限定されるも
のではない。大洋の温度、及び海面の荒れ具合い、及び
同様のもののｎ１定を含めて、本発明には無数の他の応
用がある。
る湿気レベルの検知、及びデイスプレーに限定されるも
のではない。大洋の温度、及び海面の荒れ具合い、及び
同様のもののｎ１定を含めて、本発明には無数の他の応
用がある。
結果として、上記説明の実施態様は、本発明の原理の応
用を表わす多数の特殊の実施態様を表わすもののいくつ
かを示したものにすぎないという事を理解すべきである
。当業者が、本発明の観点から離れずに、多数の他の応
用例を考案できるということは明白なことである。
用を表わす多数の特殊の実施態様を表わすもののいくつ
かを示したものにすぎないという事を理解すべきである
。当業者が、本発明の観点から離れずに、多数の他の応
用例を考案できるということは明白なことである。
第１図は本発明に従って作成され、地球の軌道を回るス
ペースプラットフォームに採用されている、アパーチャ
合成ラジオメータの操作環境を示す図、第２図は本発明
に従うアパーチャ合成ラジオメータのブロック図、第３
図は第２図のアパーチャ合成ラジオメータの詳細なブロ
ック図、第４図は第３図のアパーチャ合成ラジオメータ
の振幅重み付、及びデータ転換部分を示すブロック図、
第５図は多重、同時ファンビームを形成する、第３図の
アパーチャ合成ラジオメータの高速フーリエ変換回路の
回路図、第６図は第５図の高速フーリエ変換回路に採用
されている高速フーリエ変換バタフライ構造を示す図、
第７図は第３図のアパーチャ合成ラジオメータのベクタ
ー・マグニチュード部分を示す図、そして、第８図はア
パーチャ合成ラジオメータのデジタル相関干渉器回路の
回路図である。 １０・・・アパーチャ合成ラジオメータ、１２・・・受
信アンテナ、１４・・・画像プロセッサ、１６・・・Ａ
／Ｄコンバータ、１８・・・ビーム形成プロセッサ、２
０・・・干ル器、２２・・・整合フィルタ、２４・・・
サンプルホールド回路、２６・・・アナログマルチプレ
クサ、２８・・・Ａ／Ｄコンバータ、３２・・・振幅重
み付け及びデータ転換回路、３４・・・高速フーリエ変
換回路、３６・・・ベクターマグニチュード回路。 Ｆｉｇ ｌｂ 出願人代理人 弁理士 鈴 江 弐′彦ｉｇ
ペースプラットフォームに採用されている、アパーチャ
合成ラジオメータの操作環境を示す図、第２図は本発明
に従うアパーチャ合成ラジオメータのブロック図、第３
図は第２図のアパーチャ合成ラジオメータの詳細なブロ
ック図、第４図は第３図のアパーチャ合成ラジオメータ
の振幅重み付、及びデータ転換部分を示すブロック図、
第５図は多重、同時ファンビームを形成する、第３図の
アパーチャ合成ラジオメータの高速フーリエ変換回路の
回路図、第６図は第５図の高速フーリエ変換回路に採用
されている高速フーリエ変換バタフライ構造を示す図、
第７図は第３図のアパーチャ合成ラジオメータのベクタ
ー・マグニチュード部分を示す図、そして、第８図はア
パーチャ合成ラジオメータのデジタル相関干渉器回路の
回路図である。 １０・・・アパーチャ合成ラジオメータ、１２・・・受
信アンテナ、１４・・・画像プロセッサ、１６・・・Ａ
／Ｄコンバータ、１８・・・ビーム形成プロセッサ、２
０・・・干ル器、２２・・・整合フィルタ、２４・・・
サンプルホールド回路、２６・・・アナログマルチプレ
クサ、２８・・・Ａ／Ｄコンバータ、３２・・・振幅重
み付け及びデータ転換回路、３４・・・高速フーリエ変
換回路、３６・・・ベクターマグニチュード回路。 Ｆｉｇ ｌｂ 出願人代理人 弁理士 鈴 江 弐′彦ｉｇ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）あるシーンより放射、或いは、反射された放射線を
受信するための、実質的に平行な複数のアンテナアレイ
と、受信された放射線を、対応するデジタル信号に変換
するため、前記アンテナアレイに結合されたアナログ／
デジタル変換手段と、前記シーンに対応する画像を得る
ために、前記デジタル信号を処理し、合成するため、前
記アナログ／デジタル変換手段に結合されたデジタルビ
ーム形成手段と、 により構成されるアパーチャ合成ラジオメータ。 ２）実質的に平行な前記複数のアンテナアレイが、２つ
のアンテナアレイより構成される、請求項１記載のアパ
ーチャ合成ラジオメータ。 ３）前記デジタルビーム形成手段が、前記アンテナアレ
イにそれぞれ結合され、シーンのクロストラック画像を
得るために各々のアンテナアレイについて１セットのフ
ァンビーム信号を生成するためのデジタルビーム形成手
段と、前記ビーム形成手段に結合され、シーンのアロン
グトラック画像を得るためにファンビーム信号の各々の
対についてチャープ信号を生成するために２セットのフ
ァンビーム信号よりの対応するファンビーム信号対を相
関させるように、前記ビーム形成手段の各々から供給さ
れるファンビーム信号セットを処理するためのデジタル
干渉器手段と、前記デジタル干渉器手段に結合され、各
々のチャープ信号をシーンの対応する画像ポイントに変
換するためにチャープ信号を処理するための対応するフ
ィルタ手段とにより構成される請求項２に記載のアパー
チャ合成ラジオメータ。 ４）前記デジタルビーム成形手段の各々がデジタル信号
をファンビーム信号に変換するための高速フーリエ変換
手段により構成される、請求項３に記載のアパーチャ合
成ラジオメータ。 ５）前記デジタルビーム形成手段の各々が、ファンビー
ムシグナルサイドロープレベルを低下させるために、デ
ジタル信号に振幅重み付をする振幅重み付手段と、前記
振幅重み付手段に結合され、前記デジタル信号の主ロー
プ巾の拡大を低減するために前記デジタル信号より一つ
置きの主ロープを削除するためのデータ転換手段とによ
り構成される請求項４に記載のアパーチャ合成ラジオメ
ータ。 ６）前記高速フーリエ変換手段の各々が、複数の平行、
かつ、順送りされるバタフライ計算手段により実行され
る、デシメイションインタイムアルゴリズムにより構成
される、請求項４に記載のアパーチャ合成ラジオメータ
。 ７）高速フーリエ変換手段に結合され、この変換手段か
ら供給されるファンビーム信号の順序を逆転するための
再順列手段を更に含む、請求項６に記載のアパーチャ合
成ラジオメータ。 ８）前記アナログ／デジタル変換手段が、受信された放
射線信号からの複数の所定信号グループをサンプリング
するための複数のサンプルホールド回路と、前記サンプ
ルホールド回路にそれぞれに結合され、平行の放射線信
号グループを対応する直列放射線信号に変換するための
複数のアナログ・マルチプレクサと、前記複数のアナロ
グ・マルチプレクサにそれぞれ結合され、アナログ放射
線信号の直列グループを対応するデジタル信号に変換す
るための複数のアナログ／デジタルコンバータとにより
構成される請求項１に記載のアパーチャ合成ラジオメー
タ。 ９）前記デジタル干渉器手段が前記ビーム形成手段の各
々の対応する出力に結合され、受信信号を掛け合わせる
複数の倍率器と、これら複数の倍率器にそれぞれ結合さ
れた複数のロー・パス・フィルタとで構成される請求項
３に記載のアパーチャ合成ラジオメータ。 １０）前記ロー・パス・フィルタ所定セットの倍率器に
結合された、重み係数を記憶するリード・オンリー・メ
モリを含む第２倍率器より構成される、有限インパルス
応答ロー・パス・フィルタと、この倍率器に結合された
加算器と、前記加算器の出力より、その入力の１つに結
合されたアキュミュレータとにより構成される請求項９
に記載のアパーチャ合成ラジオメータ。 １１）あるシーンより放射され、或いは、反射される放
射線を、実質的に平行な複数のアンテナアレイにより受
信するステップと、 受信された放射線を、対応するデジタル信号に変換する
ステップと、 シーンに対応する画像を得るために前記デジタル信号を
処理し、合成するステップとを含むデジタル画像処理方
法。 １２）処理、及び、合成ステップがシーンのクロストラ
ック画像を得るために各々のアンテナアレイについて１
セットのフアンビーム信号を生成するステップと、 ２セットのファンビーム信号からの対応するファンビー
ム信号対を相関するためにファンビーム信号セットを処
理するステップと、シーンのアロングトラック画像を得
るためにファンビーム信号の各々の対についてチャープ
信号を生成するステップと、各々のチャープ信号をシー
ンの対応する画像ポイントに変換するためにチャープ信
号を整合平滑するステップとを含む請求項１１に記載の
方法。 １３）デジタル／信号を処理し、合成するステップが、
デジタル信号をファンビーム信号に変換するためにデジ
タル信号を高速フーリエ変換するステップを含む請求項
１２に記載の方法。 １４）デジタル信号を処理し、合成するステップがファ
ンビーム信号サイドロープレベルを低下させるためにデ
ジタル信号を振幅重み付けするステップと、デジタル信
号の主ロープの巾の拡大を低減させるためにデジタル信
号よりの一つ置きの主ローブを除去するために振幅重み
付け信号をデータ転換するステップとを含む請求項１３
に記載の方法。 １５）デジタル信号を処理し、合成するステップが、デ
シメーションインタイムアルゴリズムによって、デジタ
ル信号を処理し合成するステップを含む請求項１４に記
載の方法。 １６）デジタル信号を処理し、合成するステップが、高
速フーリエ変換ステップにより得られるファンビーム信
号の順序を逆転するステップを含む請求項１４に記載の
方法。 １７）前記変換ステップが、受信された放射線信号から
複数の所定信号グループをサンプリングするステップと
、平行放射線信号グループを対応する直列放射線信号グ
ループに変換するステップと、アナログ放射線信号の直
列グループを対応するデジタル信号に変換するステップ
を含む請求項１１に記載の方法。 １８）ファンビーム信号セットを処理するステップが信
号に夫々複数の倍数を掛けるステップと、掛け合わせら
れた信号をローパスフィルタリングするステップとを含
む請求項１２に記載の方法。 １９）実質的に平行な複数のアンテナアレイにより、あ
るシーンより放射、或いは、反射される放射線を受信す
るステップと、受信された放射線をその複数のアンテナ
アレイに結合されたアナログ／デジタルへ変換手段によ
り、対応するデジタル信号に変換するステップと、シー
ンに対応する画像をアナログ／デジタルへ変換手段に結
合されたデジタルビーム形成手段により得るためにデジ
タル信号を処理し、合成するステップとで成るデジタル
画像処理方法。 ２０）処理、合成ステップが、シーンのクロストラック
画像を得るために、各々のアンテナアレイについて、１
セットのファンビーム信号を生成するステップと、２セ
ットのファンビーム信号からの対応する対のファンビー
ム信号を相関するために、個別のビーム形成手段に結合
されたデジタル干渉器手段により、各々のビーム形成手
段により供給されるファンビーム信号セットを処理する
ステップと、シーンのアロングトラック画像を得るため
にファンビーム信号の各々の対について、チャープ信号
を生成するステップと、各々のチャープ信号をシーンの
対応する画像ポイントに変換するために、デジタル干渉
器手段に結合された、対応するフィルタ手段によりチャ
ープ信号を処理するステップとを含む請求項１９に記載
の方法。 ２１）デジタル信号を処理し、合成するステップが、デ
ジタル信号をファンビーム信号に変換するための高速フ
ーリエ変換手段によってデジタル信号を処理するステッ
プを含む請求項２０に記載の方法。 ２２）デジタル信号を処理し、合成するステップがファ
ンビーム信号サイドロープレベルを低減させるためにデ
ジタル信号を振幅重み付けするステップと、デジタル信
号の主ローブの巾の拡大を低減させるためにデジタル信
号より一つ置きの主ロープを除去するため振幅重み付さ
れた信号をデータ転換するステップとを含む請求項２１
に記載の方法。 ２３）デジタル信号を処理し、合成するステップが、平
行及び順送りされる複数のバタフライ計算手段より実行
されるデシメイションインタイムアルゴリズムによりデ
ジタル信号を処理し、合成するステップを含む請求項２
２に記載の方法。 ２４）デジタル信号を処理し、合成するステップが、高
速フーリエ変換手繰により供給されるファンビーム信号
の順序を逆転するステップを含む請求項２３に記載の方
法。 ２５）前記変換ステップが複数のサンプルホールド回路
により、受信された放射線信号より、複数の所定信号グ
ループをサンプリングするステップと、サンプルホール
ド回路の各々に結合された複数のアナログマルチプレク
サにより、平行信号グループを対応する直列信号グルー
プに変換するステップと、複数のアナログマルチプレク
サにそれぞれ結合された複数のアナログ／デジタルコン
バータにより、アナログ放射線信号の直列グループを対
応するデジタル信号に変換するステップとを含む請求項
１９に記載の方法。 ２６）デジタル干渉器により、ビーム形成手段の各々か
ら供給されるファンビーム信号セットを処理するステッ
プがビーム形成手段の各々の対応する出力に結合された
複数の倍率器により、そこで受信されたそれぞれの信号
を掛け合わせるステップと、複数の倍率器にそれぞれ結
合された複数のローパスフィルタにより、掛け合わされ
た信号を処理するステップとを含む請求項２０に記載の
方法。
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