JPH0410031B2 - - Google Patents
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- JPH0410031B2 JPH0410031B2 JP61257622A JP25762286A JPH0410031B2 JP H0410031 B2 JPH0410031 B2 JP H0410031B2 JP 61257622 A JP61257622 A JP 61257622A JP 25762286 A JP25762286 A JP 25762286A JP H0410031 B2 JPH0410031 B2 JP H0410031B2
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- Japan
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- receiver
- signal
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- amplifier
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- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はレーダ装置に関し、特にアンテナを
移動させることによつて生じるドツプラー効果を
利用して、角度分解能を向上させたレーダ装置に
関するものである。
移動させることによつて生じるドツプラー効果を
利用して、角度分解能を向上させたレーダ装置に
関するものである。
実アンテナの開口で決定される角度分解能より
高い角度分解能を実現する手法として、アンテナ
の移動によるドツプラー効果を利用する合成開口
法が広く知られている。合成開口法によるアジマ
ス圧縮の原理については文献F.T.ウラビイ，R.
K.モール，A.K.フアング，“マイクロウエイブ
リモート センシング（アクテイブ アンド パ
ツシブ）”，２巻，630頁〜745頁アデイソン−ウエ
ズレイ パブリツシング カンパニー（1982）
（F.T.Ulaby，R.K.Moore and A.K.Fung，
Microwave Remote sensing（Active and
Passive）”，vol.，pp630〜745，Addison−
Wesley Pubbishing Company（1982））に詳細に
述べられている。合成開口法を用いたレーダ装置
は、そのほとんどが航空機および人工衛星等の飛
翔体搭載用のものであるが、この原理は、アンテ
ナを移動させることにより、地上用にも応用可能
で、上記文献にもとづいて装置を構成するなら
ば、第２図に示すレーダ装置が構成できる。図に
おいて、１は移動アンテナ、３は送受切換器、４
は高周波増巾器（以下RFアンプと呼ぶ）、５はミ
キサー、６は中間周波増巾器（以下IFアンプと
呼ぶ）、８は位相検波器（以下PSDと呼ぶ）、９
はπ／２移相器、１０はビデオアンプ、１１は局
部発振器（以下STALOと呼ぶ）、１２はコヒー
レントオシレータ（以下COHOと呼ぶ）、１３は
送信器、１４はアンテナ駆動装置、１５はアナロ
グ／デジタル変換器（以下Ａ／Ｄと呼ぶ）、１６
は入力バツフアメモリ、１７はフアスト、フーリ
エトランスフオーム手段（以下FFTと呼ぶ）、１
８は自乗検波手段、１９は出力バツフアメモリ、
２０は表示器、２１は受信機、２２は信号処理装
置である。
高い角度分解能を実現する手法として、アンテナ
の移動によるドツプラー効果を利用する合成開口
法が広く知られている。合成開口法によるアジマ
ス圧縮の原理については文献F.T.ウラビイ，R.
K.モール，A.K.フアング，“マイクロウエイブ
リモート センシング（アクテイブ アンド パ
ツシブ）”，２巻，630頁〜745頁アデイソン−ウエ
ズレイ パブリツシング カンパニー（1982）
（F.T.Ulaby，R.K.Moore and A.K.Fung，
Microwave Remote sensing（Active and
Passive）”，vol.，pp630〜745，Addison−
Wesley Pubbishing Company（1982））に詳細に
述べられている。合成開口法を用いたレーダ装置
は、そのほとんどが航空機および人工衛星等の飛
翔体搭載用のものであるが、この原理は、アンテ
ナを移動させることにより、地上用にも応用可能
で、上記文献にもとづいて装置を構成するなら
ば、第２図に示すレーダ装置が構成できる。図に
おいて、１は移動アンテナ、３は送受切換器、４
は高周波増巾器（以下RFアンプと呼ぶ）、５はミ
キサー、６は中間周波増巾器（以下IFアンプと
呼ぶ）、８は位相検波器（以下PSDと呼ぶ）、９
はπ／２移相器、１０はビデオアンプ、１１は局
部発振器（以下STALOと呼ぶ）、１２はコヒー
レントオシレータ（以下COHOと呼ぶ）、１３は
送信器、１４はアンテナ駆動装置、１５はアナロ
グ／デジタル変換器（以下Ａ／Ｄと呼ぶ）、１６
は入力バツフアメモリ、１７はフアスト、フーリ
エトランスフオーム手段（以下FFTと呼ぶ）、１
８は自乗検波手段、１９は出力バツフアメモリ、
２０は表示器、２１は受信機、２２は信号処理装
置である。
また第３図は、この種のレーダ装置の動作原理
を説明するための図で、図中３０は目標である。
を説明するための図で、図中３０は目標である。
図に従つて、この種のレーダ装置の動作につい
て詳細に述べる。送信機１３で発生した送信パル
ス信号は送受切換器３を介してアンテナ１より目
標３０へ向けて放射される。目標で反射された信
号すなわちレーダエコーは、アンテナ１で受信さ
れ、送受切換器３を介して、受信機２１へ入力さ
れる。受信機２１内へ入力された受信信号はまず
RFアンプ４で増巾された後、ミキサー５で
STALO１１出力と混合され、中間周波へ変換さ
れる。さらにIFアンプ６で増巾し、PSD８で
COHO１２出力及びπ／２移相器９出力を用い
て、位相検波され、ビデオ信号に変換された後、
ビデオアンプ１０で、信号処理装置２２に適合す
るレベルまで増巾され、いわゆるＩ，Q2つのビ
デオ信号として出力される。このＩ，Q2つのビ
デオ信号は、信号処理装置２２に入力され、ま
ず、Ａ／Ｄ１５により、デイジタルビデオ信号に
変換され、入力バツフアメモリ１６に格納され
る。アンテナ駆動装置１４によつて、アンテナを
速度Ｖで移動させながら、必要なデータがそろう
まで上記動作を繰り返し、その後FFT１７によ
るアジマス圧縮を行う。
て詳細に述べる。送信機１３で発生した送信パル
ス信号は送受切換器３を介してアンテナ１より目
標３０へ向けて放射される。目標で反射された信
号すなわちレーダエコーは、アンテナ１で受信さ
れ、送受切換器３を介して、受信機２１へ入力さ
れる。受信機２１内へ入力された受信信号はまず
RFアンプ４で増巾された後、ミキサー５で
STALO１１出力と混合され、中間周波へ変換さ
れる。さらにIFアンプ６で増巾し、PSD８で
COHO１２出力及びπ／２移相器９出力を用い
て、位相検波され、ビデオ信号に変換された後、
ビデオアンプ１０で、信号処理装置２２に適合す
るレベルまで増巾され、いわゆるＩ，Q2つのビ
デオ信号として出力される。このＩ，Q2つのビ
デオ信号は、信号処理装置２２に入力され、ま
ず、Ａ／Ｄ１５により、デイジタルビデオ信号に
変換され、入力バツフアメモリ１６に格納され
る。アンテナ駆動装置１４によつて、アンテナを
速度Ｖで移動させながら、必要なデータがそろう
まで上記動作を繰り返し、その後FFT１７によ
るアジマス圧縮を行う。
ここで、アジマス圧縮の原理を簡単に述べる。
第３図に示すように、アンテナ駆動装置１４に
よるアンテナの可動距離をＬとし、アンテナ移動
速度をＶとすると、観測時間Ｔは、 Ｔ＝Ｌ／Ｖ ……(1) で与えられる。このとき、アンテナの進行方向と
アンテナから見た目標方向とのなす角をθとする
と、アンテナの移動により生じるドツプラー周波
数dは、送信波長λを用いて、 d＝2V cosθ／λ ……(2) となる。よつて、角度差Δθによつて生じるドツ
プラー周波数差Δdは、 Δd＝2V sinθ／λ・Δθ ……(3) であるから、FFTの周波数分解能Δ＝１／Ｔと
すると、このとき、角度分解能Δθは Δθ＝λ／2VT sinθ ＝λ／2L sinθ ……(4) となり、アンテナ開口長を2L sinθへ拡大したこ
とに相当する。
よるアンテナの可動距離をＬとし、アンテナ移動
速度をＶとすると、観測時間Ｔは、 Ｔ＝Ｌ／Ｖ ……(1) で与えられる。このとき、アンテナの進行方向と
アンテナから見た目標方向とのなす角をθとする
と、アンテナの移動により生じるドツプラー周波
数dは、送信波長λを用いて、 d＝2V cosθ／λ ……(2) となる。よつて、角度差Δθによつて生じるドツ
プラー周波数差Δdは、 Δd＝2V sinθ／λ・Δθ ……(3) であるから、FFTの周波数分解能Δ＝１／Ｔと
すると、このとき、角度分解能Δθは Δθ＝λ／2VT sinθ ＝λ／2L sinθ ……(4) となり、アンテナ開口長を2L sinθへ拡大したこ
とに相当する。
２式において、送信波長λ及びアンテナ移動速
度Ｖは、既知であるから、ドツプラー周波数d
を計測すれば、角度θが分解能Δθで求められる。
度Ｖは、既知であるから、ドツプラー周波数d
を計測すれば、角度θが分解能Δθで求められる。
以上のようにして、FFTを用いてアジマス圧
縮した結果は、そのドツプラー周波数すなわち角
度θ毎に自乗検波手段１８を用いて、電力に換算
され、出力バツフアメモリ１９に格納される。そ
の後表示器２０によりそれぞれの電力に応じた輝
度レベルに変換され表示される。
縮した結果は、そのドツプラー周波数すなわち角
度θ毎に自乗検波手段１８を用いて、電力に換算
され、出力バツフアメモリ１９に格納される。そ
の後表示器２０によりそれぞれの電力に応じた輝
度レベルに変換され表示される。
従来のこの種のレーダでは、上記のようにアジ
マス圧縮に当たつて、受信信号のドツプラー周波
数と角度が１対１に対応すること、すなわち目標
は静止していることを前提条件としていた。
マス圧縮に当たつて、受信信号のドツプラー周波
数と角度が１対１に対応すること、すなわち目標
は静止していることを前提条件としていた。
従来のレーダ装置は、上記のように角度分解能
を向上させるために、ドツプラー周波数dと角
度θが１対１に対応することを利用している。こ
のため、目標が移動している場合には、目標の移
動によるドツプラー効果が、アンテナの移動によ
るドツプラー効果に重畳されるため、目標の角度
算出に誤りを生じる。このため、移動目標の観測
はできないという問題点があつた。
を向上させるために、ドツプラー周波数dと角
度θが１対１に対応することを利用している。こ
のため、目標が移動している場合には、目標の移
動によるドツプラー効果が、アンテナの移動によ
るドツプラー効果に重畳されるため、目標の角度
算出に誤りを生じる。このため、移動目標の観測
はできないという問題点があつた。
この発明はこのような問題点を解消するために
なされたもので、目標が移動している場合でも、
実アンテナの開口で決定される角度分解能より高
い角度分解能で、目標を観測可能なレーダ装置を
得ることを目的とするものである。
なされたもので、目標が移動している場合でも、
実アンテナの開口で決定される角度分解能より高
い角度分解能で、目標を観測可能なレーダ装置を
得ることを目的とするものである。
この発明に係るレーダ装置は、固定アンテナと
このアンテナに接続された受信機を付加し、固定
アンテナで受信した信号のIF出力を移動アンテ
ナに接続された受信機のCOHO信号に代えて、
PSDのローカル信号として用いる構成としたも
のである。
このアンテナに接続された受信機を付加し、固定
アンテナで受信した信号のIF出力を移動アンテ
ナに接続された受信機のCOHO信号に代えて、
PSDのローカル信号として用いる構成としたも
のである。
この発明においては、新たに付加された固定ア
ンテナで受信した信号のIF出力を移動アンテナ
用受信機のPSD用ローカル信号として用いる構
成としたから、たとえ目標が移動していたとして
も、目標の移動によるドツプラー効果は、PSD
ですべてキヤンセルできる。このため、信号処理
装置では、目標の移動・静止にかかわらず常に静
止している場合と同様の処理で、角度分解能を向
上させることができる。
ンテナで受信した信号のIF出力を移動アンテナ
用受信機のPSD用ローカル信号として用いる構
成としたから、たとえ目標が移動していたとして
も、目標の移動によるドツプラー効果は、PSD
ですべてキヤンセルできる。このため、信号処理
装置では、目標の移動・静止にかかわらず常に静
止している場合と同様の処理で、角度分解能を向
上させることができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第１図は本発明の一実施例によるレーダ装置
を示すブロツク図であり、図において、２は固定
アンテナ、７は自動利得調整器（以下AGCと呼
ぶ）、２３は固定アンテナ用の受信機であり、他
の１〜２２は、従来の装置と同一の装置または手
段を示す。
る。第１図は本発明の一実施例によるレーダ装置
を示すブロツク図であり、図において、２は固定
アンテナ、７は自動利得調整器（以下AGCと呼
ぶ）、２３は固定アンテナ用の受信機であり、他
の１〜２２は、従来の装置と同一の装置または手
段を示す。
発振周波数IFのCOHO１２の出力と発振周波
数LOのSTALO１１の出力をミキサー５で混合
し、周波数LO＋IFの電波信号を作り、送信機１
３で増巾およびパルス変調し、送受切換器３を介
して、固定アンテナ２より目標へ向けて発射す
る。
数LOのSTALO１１の出力をミキサー５で混合
し、周波数LO＋IFの電波信号を作り、送信機１
３で増巾およびパルス変調し、送受切換器３を介
して、固定アンテナ２より目標へ向けて発射す
る。
今、目標の移動によるドツプラー周波数をTと
すると、目標で反射された周波数LO＋IF＋Tの
信号は、固定アンテナ２と移動アンテナ１とで同
時に受信される。固定アンテナ２で受信された信
号は、受信機２３へ入力され、RFアンプ４で増
巾された後、ミキサー５で周波数LOのSTALO１
１出力と混合され、周波数IF＋Tに変換され、
さらにIFアンプ６で増巾される。固定アンテナ
２側の受信機２３では、IFアンプ６の出力は、
AGC７で、その出力レベルが一定になるように
調整され、AGC７出力は、移動アンテナ１側の
受信機２１へ、PSD８のローカル信号として供
給される。一方、移動アンテナ側の受信機２１中
のRFアンプ４では、アンテナ１が移動している
ため、これによるドツプラー・シフトdが重畳さ
れ、その受信信号周波数は、LO＋IF＋T＋dと
なる。この受信信号は、RFアンプ４で増巾され
た後、ミキサー５で周波数LOのSTALO１１出力
と混合され、周波数IF＋T＋dに変換された後、
IFアンプ６で再び増巾される。IFアンプ６の出
力は、２つのPSD８により、受信機２３のAGC
７の出力をローカル信号として位相検波され、
Ｉ，Q2つのビデオ信号に変換され、ビデオアン
プ１０で増巾される。このとき、PSD８のロー
カル信号の周波数はIF＋Tであり、IFアンプ６
の出力信号の周波数はIF＋T＋dであるから、そ
のＩ，Q2つのビデオ信号の周波数は、２つの信
号の周波数差dに等しくなる。すなわち、目標が
静止している（T＝０）場合でも、移動している
（T≠０）の場合でも、この発明のレーダ装置で
は、その受信機２１のビデオアンプ１０の出力信
号のドツプラー周波数は常にアンテナ移動による
ドツプラー周波数dに一致し、Tと無関係になる
ため従来の装置で静止目標を観測した場合と同様
に角度分解能を向上させることができる。
すると、目標で反射された周波数LO＋IF＋Tの
信号は、固定アンテナ２と移動アンテナ１とで同
時に受信される。固定アンテナ２で受信された信
号は、受信機２３へ入力され、RFアンプ４で増
巾された後、ミキサー５で周波数LOのSTALO１
１出力と混合され、周波数IF＋Tに変換され、
さらにIFアンプ６で増巾される。固定アンテナ
２側の受信機２３では、IFアンプ６の出力は、
AGC７で、その出力レベルが一定になるように
調整され、AGC７出力は、移動アンテナ１側の
受信機２１へ、PSD８のローカル信号として供
給される。一方、移動アンテナ側の受信機２１中
のRFアンプ４では、アンテナ１が移動している
ため、これによるドツプラー・シフトdが重畳さ
れ、その受信信号周波数は、LO＋IF＋T＋dと
なる。この受信信号は、RFアンプ４で増巾され
た後、ミキサー５で周波数LOのSTALO１１出力
と混合され、周波数IF＋T＋dに変換された後、
IFアンプ６で再び増巾される。IFアンプ６の出
力は、２つのPSD８により、受信機２３のAGC
７の出力をローカル信号として位相検波され、
Ｉ，Q2つのビデオ信号に変換され、ビデオアン
プ１０で増巾される。このとき、PSD８のロー
カル信号の周波数はIF＋Tであり、IFアンプ６
の出力信号の周波数はIF＋T＋dであるから、そ
のＩ，Q2つのビデオ信号の周波数は、２つの信
号の周波数差dに等しくなる。すなわち、目標が
静止している（T＝０）場合でも、移動している
（T≠０）の場合でも、この発明のレーダ装置で
は、その受信機２１のビデオアンプ１０の出力信
号のドツプラー周波数は常にアンテナ移動による
ドツプラー周波数dに一致し、Tと無関係になる
ため従来の装置で静止目標を観測した場合と同様
に角度分解能を向上させることができる。
以上のように、この発明に係るレーダ装置によ
れば、新たに設けた固定アンテナ及びこれに接続
された受信機出力を移動アンテナ側の受信機の位
相検波用ローカル信号として用いることにより、
目標の静止または移動の状態にかかわらず、合成
開口法を用いて角度分解能を向上させることがで
きる。
れば、新たに設けた固定アンテナ及びこれに接続
された受信機出力を移動アンテナ側の受信機の位
相検波用ローカル信号として用いることにより、
目標の静止または移動の状態にかかわらず、合成
開口法を用いて角度分解能を向上させることがで
きる。
第１図はこの発明の一実施例によるレーダ装置
の構成を示すブロツク図、第２図は従来のアンテ
ナの移動によるドツプラー効果を利用したレーダ
装置の構成を示すブロツク図、第３図は合成開口
法の原理説明のための図である。 １は移動アンテナ、２は固定アンテナ、３は送
受切換器、４はRFアンプ、５はミキサー、６は
IFアンプ、７はAGC、８はPSD、９はπ／２移
相器、１０はビデオアンプ、１１はSTALO、１
２はCOHO、１３は送信機、１４はアンテナ駆
動装置、１５はＡ／Ｄ、１６は入力バツフアメモ
リ、１７はFFT、１８は自乗検波手段、１９は
出力バツフアメモリ、２０は表示器、２１，２３
は受信機、２２は信号処理装置。なお図中同一符
号は同一又は相当部分を示す。
の構成を示すブロツク図、第２図は従来のアンテ
ナの移動によるドツプラー効果を利用したレーダ
装置の構成を示すブロツク図、第３図は合成開口
法の原理説明のための図である。 １は移動アンテナ、２は固定アンテナ、３は送
受切換器、４はRFアンプ、５はミキサー、６は
IFアンプ、７はAGC、８はPSD、９はπ／２移
相器、１０はビデオアンプ、１１はSTALO、１
２はCOHO、１３は送信機、１４はアンテナ駆
動装置、１５はＡ／Ｄ、１６は入力バツフアメモ
リ、１７はFFT、１８は自乗検波手段、１９は
出力バツフアメモリ、２０は表示器、２１，２３
は受信機、２２は信号処理装置。なお図中同一符
号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アンテナ駆動手段により駆動される移動アン
テナ部と、該移動アンテナに接続され、該移動ア
ンテナにより受信された高周波信号を増幅検波す
る第１の受信機と、該受信機により位相検波した
信号をデイジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換手
段、該デイジタルデータをフーリエ変換する高速
フーリエ変換手段を具備する信号処理装置とを有
し、上記アンテナを移動させることによつて生ず
るドツプラー効果を利用して実アンテナの開口で
決定される角度分解能より高い角度分解能を得る
レーダ装置において、 固定アンテナ部と、該固定アンテナに接続さ
れ、上記第１の受信機と共通の局部発振器の出力
信号を使用する第２の受信機とを備え、上記第２
の受信機の中間周波増幅器の出力を上記第１の受
信機の位相検波器のローカル信号として用い、第
１の受信機の受信信号から目標の移動によるドツ
プラー周波数の変動成分を除去することを特徴と
するレーダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61257622A JPS63111487A (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | レ−ダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61257622A JPS63111487A (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | レ−ダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63111487A JPS63111487A (ja) | 1988-05-16 |
| JPH0410031B2 true JPH0410031B2 (ja) | 1992-02-24 |
Family
ID=17308814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61257622A Granted JPS63111487A (ja) | 1986-10-29 | 1986-10-29 | レ−ダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63111487A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4976968B2 (ja) * | 2007-09-20 | 2012-07-18 | 株式会社東芝 | レーダ装置 |
-
1986
- 1986-10-29 JP JP61257622A patent/JPS63111487A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63111487A (ja) | 1988-05-16 |
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