JPH044557B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH044557B2
JPH044557B2 JP58077349A JP7734983A JPH044557B2 JP H044557 B2 JPH044557 B2 JP H044557B2 JP 58077349 A JP58077349 A JP 58077349A JP 7734983 A JP7734983 A JP 7734983A JP H044557 B2 JPH044557 B2 JP H044557B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
moving target
azimuth
interferometer
phase
clutter
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
Application number
JP58077349A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58223078A (ja
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Publication of JPS58223078A publication Critical patent/JPS58223078A/ja
Publication of JPH044557B2 publication Critical patent/JPH044557B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S13/00Systems 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
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G5/00Elevating or traversing control systems for guns
    • F41G5/14Elevating or traversing control systems for guns for vehicle-borne guns
    • F41G5/18Tracking systems for guns on aircraft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G9/00Systems for controlling missiles or projectiles, not provided for elsewhere
    • F41G9/002Systems for controlling missiles or projectiles, not provided for elsewhere for guiding a craft to a correct firing position
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S13/00Systems 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
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G01S13/9021SAR image post-processing techniques
    • G01S13/9029SAR image post-processing techniques specially adapted for moving target detection within a single SAR image or within multiple SAR images taken at the same time

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレーダ制御式攻撃システム、そして特
にアンテナ感知による方位角測定上の不明瞭な主
ビームクラツタ効果を改善するとともに、固定標
的、クラツタ、及び移動標的の合成開口レーダデ
イスプレーを同時に実行し、相対距離及び方位角
技術を用いた正確な指令誘導型−兵器投射(ウエ
ポンデリバリー)を可能にする方法及び装置に関
するものである。本発明は固定標的に対する砲撃
のために、現存のレーダシステムに関連装備する
こともできる。
移動中の地上標的から反射されたレーダ信号
は、アンテナ照準線の方向に沿つた標的速度成分
に基づく付加的なドツプラ周波数シフトに起因し
て、その直近における地上散乱によるものとはか
なり異なったドツプラ周波数を持つことが知られ
ている。合成開口レーダディスプレーは各散乱体
をその信号強度に比例した強度において距離対方
位角座標枠内に作図し、方位角はドツプラ周波数
に従つて計測され、標的の半径方向移動に基づく
付加的なドツプラ周波数成分を有する移動標的は
レーダデイスプレー上で不正確にしか方位角を設
定されない場合が多い。結果としてのドツプラシ
フトが充分に大きい場合、たとえばそれが作図中
の地上クラツタの周波数範囲を上回る場合には標
的は完全には表示できないものとなる。
現存の空輸型−移動標的指示(AMTI)レー
ダシステムは運動により誘起される方位誤差の存
在を認識し、これについてはアンテナ感知による
方位角測定値対ドツプラ周波数を用いるととも
に、この関係が基本的に固定標的及びクラツタの
ための直線として作図されるものとの認識に立つ
て補正しようとするものである。この直線作図に
おける不連続性は適合する閾値の要求に支配され
るものであつて、移動標的として認識され、同一
のアンテナ感知方位角において、ドツプラ周波数
により直線として投影される。この投影により動
揺するドツプラ変化はデイスプレー装置上におい
て識別された移動標的の方位を再設定し、それが
知覚された環境との関連において出現するように
用いられる。このアンテナ感知方位角は兵器誘導
のための方位設定値として用いられる。
しかしながら、このような技術は兵器誘導のた
めに必要な表示位置、並びに方位角測定値におい
て、なお実質的な誤差を含むものである。実際
上、移動標的の総合ドツプラ周波数は主ビームの
クラツタ周波数スペクトルの範囲内で低下するこ
とが多く、このような場合、移動標的信号を受け
入れるドツプラフイルタは主ビーム内のすべての
異なった方位角から生ずる静止クラツタの信号を
も受け入れる。標的ドツプラフイルタにおけるこ
のクラツタ信号の存在は移動標的の方位角測定に
おける重大な誤差を生ずることになる。また、ア
ンテナ感知による方位角測定の誤差は位置再指定
表示において対応する誤差を生じることが明らか
である。
これらの従来技術は標的ドツプラフイタ内に出
現する信号を有する不明瞭な主ビームクラツタ点
により方位角測定精度の低下を来すものである。
実用上、この誤差は正確なレーダ誘導による兵器
投射において、多くの場合黙認されるが、表示目
的にとつて好ましいものとはいえない。
したがつて、本発明の基本目的は、現存のシス
テムに関して上述した制約及び欠点を克服するこ
とである。
本発明の特定の目的は、アンテナ感知による方
位角測定値に含まれた不明瞭な主ビームクラツタ
効果を改善するための方法及び装置を提供するこ
とである。
本発明の別の目的は、固定標的と、クラツタ及
び移動標的の合成開口レーダによる同時的な像表
示を行い、相対距離及び方位角技術を用いて正確
な指令誘導攻撃を行うようにするための方法及び
装置を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、移動標的及び誤つ
たクラツタのパツチ(斑点)による照準外れ位置
に基づく誤差であり、表示された再指定位置及び
方位角の精度におけるきわめて重要な第2の命令
相誤差の効果を軽減するための方法及び装置を提
供することである。
その他の目的は、以下の詳細な説明及び本発明
の実施において明らかになるであろう。
前述した目的、並びに以下の好ましい実施例の
詳細な説明、もしくは本発明の実施において明ら
かになるであろうその他の目的及び利点は、本発
明の次のような特徴により実現されるものであ
る。すなわち、本発明の方法及び装置は干渉計ア
ンテナ及び距離対方位角デイスプレー装置を有す
るAMTI合成開口レーダシステムとの関連にお
いて、アンテナ感知による方位角測定値に含まれ
る不明瞭な主ビームクラツタの効果を軽減し、固
定標的とクラツタ及び移動標的の合成開口レーダ
による同時的な像表示を提供することにより、相
対距離及び方位角技術を用いた正確な指令誘導型
−兵器投射を可能にするための構成を含んでい
る。
本発明の技術によれば、干渉計アンテナの電気
的照準に関して半径方向の速度成分を有する移動
標的の方位角は、移動標的の半径方向速度成分
Vmを測定し、その移動標的について観察された
総合ドツプラ周波数を−2Vm/λ(λはレーダシス テムの動作波長である)だけシフトさせてその移
動標的がその直近におけるクラツタの周波数に対
応する周波数を有するドツプラセル内に収まるよ
うにし、静止クラツタ及び固定標的から受信され
た信号において挿入(インタリーブ)された干渉
計測定値から得られたデータを、ドツプラ周波数
対干渉計方位角として作図し、さらに前記静止ク
ラツタ及び固定標的について作図されたドツプラ
周波数対干渉計方位角から、移動標的の直近にお
けるクラツタの電気的なアンテナ照準に関する方
位角を取り出すことにより改良された精度で測定
されるものである。取り出された方位角情報は、
距離対方位角デイスプレー装置上に移動標的を正
確に位置づけるべく用いられる。
空対地攻撃における典型的な戦略においてはミ
サイル、すなわち滑空爆弾はほぼ垂直な終局軌道
の開始にあたつて慣性又は無線位置制御を用いた
中間弾道誘導技術により操作される。終局誘導段
階においては、合成開口レーダ及び信号処理装置
に関連して干渉計アンテナシステムが用いられ、
兵器と、オペレータにより指定された地上標的と
の間の相対距離及び方位角の測定が高分解能のリ
アルタイム合成開口レーダ地表マツプデイスプレ
ー装置上において行われることを可能にするもの
である。
兵器システムが標的領域上に接近したとき、正
確な兵器投下を行うためには正確な標的位置情報
が必要である。第1図は通常の技術による標的位
置の誤指定問題を示す図である。第1図に示す通
り、レーダ照準線に沿つて半径方向速度Vmで移
動中の標的は実際の位置11を有し、その運動に
基づいて受信レーダ信号に付加的なドツプラ周波
数成分を与えるものである。図においてVは航空
機の水平速度であり、θは航空機速度ベクトルと
アンテナ照準方向との間の方位角である(俯角の
効果は通常の合成開口レーダ動作においては無視
し得るほど小さいためここには含まない)。本発
明の技術によらない場合、アンテナ感知による方
位角測定値を用いる移動標的の表示位置再指定手
段は総じて標的角度測定において位置13から反
射されたクラツタ信号の存在に基づき、その真の
位置11を固定する上での誤差を生じやすい。こ
の干渉計法で測定された方位角はこの誤差源に基
づき、正確な兵器投下のためには一般的に許容さ
れないものである。
第2図は従来の合成開口レーダ/干渉計技術を
用いた相対距離及び方位角処理技術を示す基本ブ
ロツク線図である。航空機から攻撃兵器への指令
誘導チヤネルは相対距離及び方位角分離
(azimuth separation)をゼロに近づけることに
より攻撃兵器が標的に命中するようにその攻撃兵
器の軌道を指令するに必要な情報を提供するもの
である。このような指令誘導送信のデコード操作
に加えて攻撃兵器もまた応答機を支持しており、
これによつて航空機レーダからの質問信号に応答
する強力な信号を航空機レーダに折返し供給し、
指定された地上標的に関する攻撃兵器の相対距離
及び方位角の正確な測定を可能にするものであ
る。
第2図に示された通り、反射されたレーダ信号
は干渉計アンテナ14により受信される。このア
ンテナは個々に励振される右側及び左側部分を有
する。受信機15及び17は運動補償ユニツト1
9などを用いることにより、航空機運動により生
じた受信信号の振幅の変動及び位相ずれを調整す
るように設計されている。送信機18は干渉計ア
ンテナ14を介して送信されるレーダ送信信号を
発生するものである。補償された受信信号は復
調、サンプリング及びデイジタル変換され、さら
に主及び補助ドツプラプロセツサ21及び23に
伝達される。これらのドツプラプロセツサにおい
ては、デイジタル信号処理技術により2つの等価
なドツプラフイルタバンクが生成される。これら
の技術を実行するための1つの典型的な装置とし
ては、たとえばアメリカ合衆国のフローテイング
ポイント システム インコーポレイテツドよ
り製造販売されているモデル番号FPS 120Bのベ
クトルアレープロセツサを用いることができる。
オペレータによりデイスプレー装置上で指定され
た何らかの距離/ドツプラ標的セルは主及び補助
ドツプラプロセツサ21,23において電気的に
分離される。すなわち、特定の標的セルは各個の
標的セルを検査し、標的のための特定の振幅及び
周波数閾値要求が適合したか否かを判定すること
により分離される。この閾値要求は風による樹木
の動きなどの現象からの誤指示を除去するため、
1〜2フイート/秒程度までの速度許容量を含む
ことができる。さらに、振幅の閾値もまた確立さ
れるが、これは平均セルクラツタレベルに関して
典型的には10dB(S:N≒3:1)程度の値であ
り、その識別はきわめて容易である。
標的セルは合成開口レーダ(SAR)及びドツ
プラ技術を用いることにより前記のごとくデイス
プレイ装置上に表示されるものである。SARは
地表の極めて小さな分解能領域から発せられる信
号を識別する。これらの分解能領域は典型的には
約20×20フイートの正方形である。ドツプラ周波
数技術を利用して、距離及び交差距離の値は二次
元像を形成すべく用いられる。
標的のドツプラ周波数はベクトル加減算の原理
を用いることにより、地表散乱体によるクラツタ
のドツプラ周波数から識別される。ベクトル減算
を用いることにより、クラツタに基づく成分は効
果的に除去されるため、無視することができる。
この原理は本発明の構成においては、後述する通
り、第5図により最もよく示されている。
主及び補助ドツプラプロセツサ21,23にお
いて電気的に分離された標的セルの信号は、それ
らのプロセツサから位相検出器25に導かれ、こ
こでアンテナ照準(ボアサイト)に関する標的方
位角を判定すべく干渉計位相比較が行われる。す
なわち、基本的な干渉計は正確な角度測定のため
に狭いビーム幅を得る目的で、いわゆる干渉計距
離だけ互いに分離した2個の独立したアンテナを
含んでいる。各瞬間において、標的に関し二つの
特定位置を占める2個のアンテナ要素により受信
された信号間の位相差は、周知の通り傾角または
方位角を提供する。しかしながら、本発明の基本
的な干渉計構造は、3個のアンテナ要素、すなわ
ち左、右及び中央要素を用いるものであり、これ
については後に詳述する。同様に、攻撃兵器の応
答機リターン信号は同一のパルス繰返し周波数に
おける地表応答信号を含んでおり、これらは受信
機15及び17から、応答機リターン信号プロセ
ツサ27及び29を介して導かれる。位相検出器
31におけるこれら出力の位相比較は攻撃兵器の
干渉計方位角を発生する。位相検出機能は前記モ
デル番号FPS 120Bのベクトルアレープロセツサ
によつても行われる。位相検出器25及び31か
らの出力のコンパレータ33による比較は、兵器
誘導のために用いられるべき標的−対−攻撃兵器
の相対方位角の範囲を可能にするものである。同
様に、主ドツプラプロセツサ21及び応答機リタ
ーン信号プロセツサ27からの標的距離出力のた
めのコンパレータ35による比較は、兵器誘導の
ための必要な相対距離測定値を提供するものであ
る。応答機リターン信号の処理及び比較技術は、
たとえばアメリカ合衆国のNorden/DECにより
製造販売されているPDP11−34M型汎用デイジ
タルプロセツサにより実行することができる。
本発明によれば、移動中の地上標的からの受信
信号はその直近における地上散乱体からのものと
は顕著に異なつたドツプラ周波数を有するのであ
る。これは航空機への照準線又は見通し線(line
of sight)に沿つた標的速度成分により生じた付
加的なドツプラ周波数シフトに基づくものであ
る。合成開口レーダデイスプレーは、距離対方位
角座標枠内においてその信号強度に比例した強度
で各散乱体(scatterer)を作図し、その場合、
方位角はドツプラ周波数に従つてスケール設定
(倍率掛け)されるため、移動標的はデイスプレ
ー上において不正確な方位をもつて位置設定さ
れ、そのドラシフトがたとえば作図中の地上クラ
ツタの周波数範囲を越えるほど大きい場合には、
表示不完全となる事態も生じてくる。このような
移動標的に対して兵器誘導を行うためにはデイス
プレー装置上に移動標的を正確に再指定し、これ
によつてその周辺環境との関連において観察でき
るようにする。これは第一義的にその距離、及び
アンテナ感知による方位角が測定されることを要
求する。これらのことを行う技術は第3A図及び
第3B図に示した原理図から最もよく理解され
る。これらは航空機のレーダビームが第1図に示
す右向に地上を照射する場合について示すもので
ある。第3A図は距離対方位角のデイスプレーを
示しており、さらに地上散乱体のドツプラシフト
増加方向を指示している。航空機に向かつて正の
半径方向速度で相対的に移動する標的はその直近
における地上クラツタのものより大きいドツプラ
シフトを有し、これが標的と地上クラツタの識別
を可能にする。したがつて、その表示位置は距離
においては正確となるが、その観察された方位角
は正確な点Xから左側にずれた点Yに寄ることと
なる。移動標的を識別するということは各距離区
分(range bin)を順次検査すること、及びアン
テナ感知による方位角−対−ドツプラセル数(周
波数)の各値を最もよく結ぶ直線を判定すること
からなつている。距離区分のサンプリングは20n
秒間隔または他の測定可能な所望の時間間隔にお
いて行うことができる。地上クラツタまたは静止
不連続体の測定はこの線に沿つて落ち込み、一方
ドツプラ周波数がその直近におけるクラツタから
のものとは相違する移動標的の測定はその線から
外に落ち込む。このような点は第3B図において
点A′として描かれ、これは第3A図のデイスプ
レー図における点Yに対応する。なお、ドツプラ
周波数は前述した通り、ベクトル減算を用いて判
定される。
各ドツプラセルを試験することにより直線(所
定の振幅及び周波数の閾値要求の範囲内)の外に
打ち込んだ点は移動標的として認識されることが
できる。このような閾値要求は微風による樹木の
動きなどの現象から生じる誤指示を除去するた
め、約0.3〜0.6m/sec(1〜2ft/sec)の速度許
容誤差を含んでいる。振幅の閾値は典型的には平
均セルクラツタレベルに関して約10dbの値とし
て確立され、これはノイズなどに基づく誤指示を
防止するものである。標的位置の再指定を行う手
段は、半径方向運動に基づくその付加的なドツプ
ラ周波数のために、デイスプレー装置上において
移動標的の誤差的な変位を生じた周波数として
(Δf)1−(Δf)2を指定するとともに、に、点Z対
し−[(Δf)1−(Δf)2]だけ変位させた点Yをデイ
スプレー装置上に再配置することからなるもので
ある。さらに、兵器誘導のため、標的の位置設定
に対して割当てられた方位角は、干渉計アンテナ
により測定された移動標的の明らかな方位角
(Δθ)1となる。このようにして1または2以上の
移動標的が表示目的のために再配置され、連続し
た合成アレーにわたる距離及び方位角内で追跡さ
れる。
しかしながら、このような技術は移動標的の総
合ドツプラ周波数が主ビームクラツタ周波数スペ
クトル内に落ち込むとき、兵器誘導のための表示
位置及び方位角測定における実質的な誤差を生じ
やすいものである。このような場合、移動標的信
号を含むドツプラセルはさらに静止クラツタから
の信号をも含んでいるが、それは主ビーム内の完
全に異なつた方位角から出たものである。これは
第3B図においてビーム照準に関する方位角
(Δθ)2いて位置指定された点C′として示されてい
る。移動標的のドツプラフイルタ内におけるみか
けのクラツタ信号は第3B図において正確な方位
角として仮定された(Δθ)3ではなく、(Δθ)1で示
すような移動標的方位角の不正確な測定値をもた
らすことになる。このタイプの誤差は正確なレー
ダ誘導攻撃にとつて看過できない誤差であり、さ
らに表示目的のためにも受け容れがたいものであ
る。本発明の1つの目的は、アンテナの電気的な
照準線に関する移動標的の方位角の正確な測定を
可能にするものである。このアンテナ照準線に対
しては、正確な兵器誘導のために攻撃兵器と標的
との相対的な方位角測定値が参照される。本発明
は電子的な能動型または受動型の兵器システムに
関連して適用できるとともに、標準的な多くの型
のレーダ誘導システムと併用して移動標的または
静止標的に対する種々の型の攻撃兵器を正確に発
射又は投下できるようにするものである。
この技術は標的が移動していない場合には、そ
の標的のドツプラセルを正確に判定することによ
り達せられ、これにより正確な干渉計方位角デー
タが取り出される。この技術を実施するために必
要な設備は、高速のフーリエ変換または不連続な
フーリエ変換を実行することができる何らかの多
数の汎用プロセツサを含むことができる。当業者
にとつては自明であるが、この設備は特定の工場
でなければ得られないというものではない。さら
に、この設備は正確な移動標的の方位角を設定し
得るだけでなく、移動標的表示の正確な再配置を
も可能にするものである。これらの効果は以下に
述べるクラツタ除去技術を用いた正確な標的半径
方向速度の測定を実行することにより達せられ
る。標的の半径方向速度Vmの正確な測定値が得
られると、観察された移動標的の総合ドツプラ周
波数(Δf)1から2Vm/λを引くことにより、移動し ていない標的の周波数(Δf)3を得ることができ
る(第3B参照)。静止クラツタについてのドツ
プラ周波数対干渉計方位角の作図直線からは、移
動標的の方位角(Δθ)3を得ることができる。こ
の方位角は移動しない標的ドツプラ周波数に対応
するものである。さらに、これによつて導き出さ
れた周波数(Δf)3は移動標的信号が表示のため
その中に再配置されるべきドツプラセルを特定す
るものであり、したがつて、移動標的表示はその
周囲環境に正確に対応して出現する。
クラツタの取消しを行い、かつ標的の半径方向
速度の正確な測定を行うための手段は第4図にお
いて航空機が図示のように、速度Vで進行する場
合の3つの連続した位置におけるアンテナシステ
ムとして示されている。ノーデンカンパニイより
製造販売されたモデルAN/APQ−156からなり、
ネービー/グラマン コーポレイシヨンのA−
6E重攻撃機に搭載された機械的ジンバル機構に
よる水平化アンテナシステムは本発明を実施する
上で、好ましく用いることができる。さらに、エ
マーソン エレクトリツク カンパニイによつて
製造販売されているRARFアンテナなどの電子
操縦アンテナシステムもまた、好ましく用いるこ
とができる。信号の受信は互いに等間隔の(距離
dだけ離れた)L、M及びRとして図に明示した
(精密に整合したアンテナパターンを有する)3
個所の位相中心において行われることができ、位
相中心からの送信はM点で一致する。図示の態様
において信号の受信は1回当たり2つの位相中心
より多い個所では生じず、したがつて、第2図に
おいては2チヤンネル受信機及びプロセツサシス
テムが適用される。第4図においてアンテナの電
気的照準の方向は共直線(コリニア)位相中心
L、M及びRを通る直線と直交するものとして示
されている。これらの点は現実の照準方向に対し
て機械的に安定化されたアンテナシステムの現実
の位相中心であり、したがつて、L、M及びRは
サイドルツキング、すなわち側方監視用アンテナ
(side−looking antenna)システムの現実の位相
中心を照準方向に直交した面内に投影したものと
なる。Mからの送信及びL(またはM)における
受信は、照準の付近におけるすべての折返し(リ
ターン)のために、2点間の中央における等価的
な単一の2路(ツーウエイ)位相中心に対応する
ものである。アンテナが航空機とともに進行する
場合、図示の3つのアンテナ位置でのL、M及び
Rにおける受信はいずれも照準線方向と整列した
3個所の2路位相中心(“+”として示す)を生
ずる。パルス繰返し周波数(prf)はVを航空機
速度とした場合に2Vsinθ/dに等しくなり、航
空機速度及び照準角に応答して変化し、この正確
な整列状態を生ずる(これは第4図から明らかで
ある)。したがつて、照準線に沿つた静止散乱体
から受信された3個の信号は運動補償後の位相に
おいて等しい振幅を有する。これは運動補償が航
空機運動に基づく位相中心の半径方向の前進を補
正するからである。典型的な機上装備型航空機運
動補償ユニツトとしてはリツトン インダストリ
ーズより製造販売されているASN92ユニツトを
用いることができる。
同様に、近接半径方向速度(クロージングラジ
アルベロシティー)Vmにより移動する照準に沿
つた3個の連続した位相中心(運動補償後)にお
いて受信された標的からの信号は、バルス間にお
いて(時間的にΔT=1/PRFだけ分離してい
る) φ=4π/λVm(ΔT)=4π/λVm/PRF=2πd/λVm/
Vsinθ(1) だけ位相が進むことになる。ここにλ=レーダ動
作波長である。
したがつて、φの正確な測定はVsinθ、λ及び
dが既知である場合において、Vmの判定を可能
にするものである。このベクトル図は第5図に示
されており、ここにA及びBはそれぞれ標的及び
クラツタの振幅を示し、A1、A2及びA3は3つの
アンテナ位置において受信された信号に対応する
標的+クラツタの3個の複素ベクトルである。
A1及びA2(またはA2及びA3)間の直接位相角
測定はクラツタの存在によりφの誤差程度が高い
測定を結果することになる。しかしながら、ベク
トル減算Δ1=A2−A1及びΔ2=A3−A2を遂行す
ることにより、クラツタの振幅が除去され、Δ1
及びΔ2間の位相角δはクラツタが存在しない場
合のパルス間移動の位相進みφに等しいものとし
て認識される。
本発明の技術に従つて移動標的速度Vmを導き
出すと2Vm/−λが表示された移動標的信号をシフト するための周波数を表わすことになり、これによ
つて標的信号は移動標的の直近におけるクラツタ
の周波数を有するセル内に存在することとなる。
第3B図を参照して周波数シフト2Vm/−λを判定 すると、移動標的が(Δf)1から(Δf)3まで正確
に再配置され、移動標的の直近におけるクラツタ
の真の方位角(Δθ)3が割り当てられる。このよ
うにして誤ったクラツタパツチの効果が排除され
る。
第5図における3個のベクトルA1、A2及びA3
はこの発明に関連して3個のパルスリターンに制
限されるものではないが、3つのコヒーレント
型、すなわち位相固定式積分処理のベクトル和を
表わしている。これは第6C図においてアンテナ
を連続的な前進位置において示すものである。第
6A図はたとえば送信位相中心位置M1〜M17か
らの17パルスの送信を示している。第6B図は、
受容れ可能な照準線LOS1、LOS3、LOS5を示し
ており、利用可能なパルス三重効果(すなわち
L1、L2、R3:L3、M4、R5:L5、M6、R7等)
を生ずるものである。第6B図の3列(3アレ
ー)における信号のコヒーレント積分及びドツプ
ラ処理から形成された距離/トツプラマツプは、
3アレーにおける点の数が所望の分解能に従つて
確立されたドツプラフイルタ帯域幅要求によつて
決定された場合において、移動標的の検出及び正
確な方位角測定のために用いることができる。セ
ル−バイ−セル方式において、第1のマツプを第
2のマツプからベクトル減算した値は移動標的と
して規定された閾値を上回るすべての未消去留数
(uncancelled residues)を指示しており、一方、
第3のマツプから第2のマツプをベクトル減算し
た値はすべての移動速度、及びこれらに対応する
真の方位角を判定するために要求される付加的な
情報を、前述した本発明の技術によつて提供する
ものである。第6C図から明らかな通り、R1及
びL1、R3及びL3から同時に受信することにより
挿入された干渉計測定は、静止した地上クラツタ
及び固定標的において実行されることができ、こ
れによつて本発明の技術を実施する場合の基本と
してすでに示したような干渉計方位角対ドツプラ
周波数の作図(直線)を行うために必要なデータ
を提供するものである。必要なデータ情報の作図
表示は、二次元デイスプレーとして周知の技術を
用いることにより達せられる。二次元デイスプレ
ーの形成においては、距離及び交差距離の値が効
果的に用いられる。同一の干渉計データは指令誘
導式兵器投射を実施するための基本でもある像表
示を目的として処理することができる。前述した
概念において作図し、固定標的及びクラツタを干
渉計測し、かつクラツタ抑制型の移動標的方向及
び方位角を測定することは同時発生データを用い
ることにより実行することができる。本発明にお
ける重要な特徴は、このように測定された移動標
的の方位角がアンテナの基準干渉計フレーム内に
位置し、したがつて、絶対方位角測定システムに
関連する何らかの角度誤差原因に左右されること
なく、誘導兵器に関する相対方位角測定によくな
じむということである。
この発明において究極的な精度を達成しようと
すれば、Vsinθ及びVcosθの高精度な評価を要求
するものである。この場合、Vsinθ及びVcosθは
それぞれアンテナの電気的照準線に直交及び平行
した航空機速度成分である。前者、すなわち直交
速度成分Vsinθを用いない場合には、方位角の再
配置誤差が発生し、後者、すなわち平行成分
Vcosθを用いない場合には入力信号に対して不完
全な運動補償しか行われないため、移動標的速度
の算出における対応した誤差を生じ、したがつ
て、不完全なクラツタ除去に基づく劣悪な標的速
度計算しか行えないことになる。航空機における
十分な精度を有するこれらの速度成分の唯一の供
給源はレーダデータベースにおけるもののみであ
る。これらの測定は本発明の別の新規な特徴を表
わしている。したがつて、Vsinθはクラツタ方位
角対ドツプラ周波数の直線の勾配から得られる。
すなわちdθ/df=−λ/2Vsinθ(第3B図参照)
だからである。dθ/dfの最良の計算を行うために
は、処理されるすべての距離区分について作図さ
れた方位角対ドツプラ周波数の勾配が平均化され
る。このようにして判定されたVsinθの値はさら
にprf制御及び移動標的速度算出のために用いら
れる。正確なVcosθの評価を行うためには、シス
テムは常套的な機上慣性検出器から得られた
Vcosθの最良の算出値から開始される。この値が
合成アレーの積分時間にわたつて一定と考えられ
る値−ΔVの誤差を持つている場合、すべての距
離区分にわたつて形成された周波数軸切片
(frequency axis intercepts)遮断の平均値が、
未補償の照準ドツプラ周波数(Δ)0を生ずること
になる。逆にアンテナ照準線に沿つて算出された
航空機速度成分を連続的に補正すべく周波数バイ
アスを適用することができ、これによつて照準方
向における完全な運動補償を維持することができ
る。このような手順を経てVcosθを算出すると、
パルス繰返し間隔後において各受信要素に対して
運動補償用位相補正値として適用されるべき検出
された経路長(パスレングス)の変化は Vcosθ×1/PRF=Vcosθ(1/2Vsinθ)=d/2cot
θ(2) となり、これは照準線方向(第4C図)に沿つた
経路長変化を正確に表わし、したがつて、航空機
運動のための完全な位相補償を提供するものであ
る。
運動補償手段はブラツトホーム運動の効果に基
づく受信信号の位相変動を補償するようにした
種々のシステムを含むことができる。また、距離
変化、標的断面積、送信損失及び天候条件などを
補償するために種々のゲイン制御システムが装備
される。ビーム安定化技術はジンバル型または電
子走査型アンテナシステムのいずれかを適用すべ
く付加されることができる。
一般に移動標的及び誤つたクラツタパツチの方
位設定は、レーダの実効ビーム幅内において電気
的照準に関連するいずれかの位置で行われる(前
述のことは照準に関する記述のみである)。すべ
ての受信信号の運動補償は照準線に沿つた焦点を
参照するため、このような照準外れ(オフボアサ
イト)標的及びクラツタ信号に対して小さな位相
誤差が付与され、いずれも移動標的の速度評価誤
差につながるφにおける不完全なクラツタ除去及
び誤差を生ずるものである。不完全なクラツタ除
去は自然の地形や植物から生ずるクラツタに対し
ては無視し得る程度の効果を有し、その効果は不
明瞭なクラツタ点内に比較的大きい不連続な反射
体が入つた場合にはきわめて重要なものとなる。
電気的照準に関して角度Δθに設定された散乱体
について描かれた第8図を参照すると、予測され
た送信通路及び実際の送信通路の間の2方向路の
長さの差に基づいて生じる位相誤差は E=−(2π/λ)[dcosθ(1−cosΔθ)] (3) のようになる。ここにEは標的の照準外れ位相誤
差または誤クラツタパツチを意味するものであ
る。移動標的及び照準外れの誤クラツタパツチの
両方に対し、この誤差は第5図の標的及びクラツ
タベクトルをそれらの信号に関して時計方向(負
方向)に回転させるものである。これは第7図に
示す通りであり、この場合のEm及びEcはそれら
の照準外れに基づいて式(3)により表現された移動
標的及びクラツタ位相の誤差であり、φはクラツ
タランダム開始位相である。
本発明の別の特徴によれば、標的及びクラツタ
パツチの照準外れに基づく位相誤差の実質的に有
害な効果を除去し、これによつて本発明のシステ
ムの精度を高めることができるようになつてい
る。第3B図から明らかな通り、過誤クラツタパ
ツチの照準外れ位置はそのドツプラ周波数が移動
標的のドツプラ周波数に等しい静止クラツタの干
渉計方位角(Δθ)2を持つものとして示されてい
る。したがつて、式(3)は第7図におけるEcの算
出を許容するものである。それぞれexp(jEc)及
びexp(2jEc)だけ第7図のベクトルA2及びA3を
回転させると、A′2=A2exp(jEc)及びA′3=
A3exp(jEc)という平行した2つのクラツタベク
トルが形成される。その結果、Δ′1=A′2−A1及
びΔ′2=A′3−A′2という2つのベクトル式からク
ラツタを消去して、移動標的位相φ′=φ−Em+
Ecを生成するものである。式(1)においてVmを求
めるべく所望のφの値を得るためには、Emが算
出されなければならない。ただしEcは既知であ
るものとする。このEmの算出は式(3)から行われ
る。ここに移動標的の照準外れ方位角Δθmは、
挿入された干渉計測定から得られたものである。
干渉計については Δθm=sin-1[λBm/4πd] (4) ここにBmはアンテナの左右セグメント間におけ
る干渉計位相ずれの測定値であり、2dは対応す
る位相間隔である。
干渉計を、方位角測定のために本発明との関連
において使用する場合と、通常の手段との関連に
おいて使用する場合との間の相違を認識すること
は重要である。通常の手段との関連において用い
る場合、誤クラツタパツチのリターン信号は減衰
されないで角度測定回路内に入り、したがつて、
実質的な方位角測定誤差を生じるものであり、こ
れは正確な兵器投射にとつて好ましいものではな
い。しかしながら、本発明との関連において用い
る場合には、クラツタの有害な効果が見かけ上完
全に除去され、不正確な干渉計測定は照準外れ移
動標的に対する第2段階命令の小誤差を無視し得
る程度まで減少すべく用いられる。この第2命令
はアンテナの照準方向に沿つた単一の運動補償を
提供するために必要なものである。
測定されたφがゼロに近く、モジューロ±2π
であるような標的速度において、第5図における
引算によつて形成されたベクトルΔ1及びΔ2は十
分に小さなものとなり、したがつて、システム温
度ノイズ誤差が重なるようになり、実用には適さ
なくなる。標的信号の振幅に関する比率Δ1及び
Δ2への実際的な制限として−10dbをセツトする
と、これらのいわゆる“盲目速度”が速度スペク
トルの約10%を占めることになる。この特徴はク
ラツタ消去方式の一般的な典型であり、本発明の
有用性を制限するものではない。このことは特に
半径方向の標的速度成分が移動中の航空機位置の
変化に基づいて一定して変化する場合であれば、
これによつて“盲目速度”に基づく移動体速度測
定データにおいて考慮すべき損失は瞬間的なもの
であると認識すべきである。
本発明を具体化したシステムの動作は第9図の
ブロツク線図により図解されている。コヒーレン
ト送信機41において発生した電磁エネルギーパ
ルスはマイクロ波スイツチング及び送受信切換ユ
ニツト42を介して三相中心アンテナ40の移送
間中心から放射される。第4図の空間図は、航空
機が水平速度Vで飛行するときの3相三中心アン
テナの信号状態を示すものである。このアンテナ
はその電気的照準が地上の固定焦点に対して安定
化するように制御される。固定標的及び移動標的
から反射された信号は三相中心アンテナの全てに
受信されることができる。パルスが要求されたパ
ルス繰返し周波数(fr=2Vsinθ/d)において連
続的に送信されると、マイクロ波スイツチング及
び送受信切換ユニツト42は受信した信号をその
受信位相中心において第6D図に記述されたフオ
ーマツトに従つて受信機44及び45に供給する
ものである。したがつて、L1及びR1を指定する
信号であるオンパルス1はそれぞれ受信機44及
び45に伝達され、M2を指定する信号であるオ
ンパルス2は受信機44に、また、L3及びR3を
指定する信号であるオンパルス3はそれぞれ受信
機44及び45に、更に、M4を指定する信号で
あるオンパルス4は受信機44という具合に、順
次各パルスが対応する受信機に供給される。励振
器及び周波数合成器43からの基準信号は送信信
号と同期して受信機44及び45に供給され、全
ての標的信号を四象限に関連するI及びQドツプ
ラシフト成分に復調する。これらのドツプラシフ
ト成分は受信機からの瞬間アナログ信号ベクトル
の実数及び虚数部を表わすものである。これらの
アナログ信号成分はシステムに要求される距離分
解能によつて決定されたサンプリング速度におい
てA/D変換器46及び48によりデイジタル化
される。コヒーレント積分周期にわたる、パルス
からパルスにかけての対応する抜き取りが地上の
同一範囲のインクリメントを表わすように、各パ
ルスリターンのA/Dサンプリングの開始を正確
にタイミング設定することは、慣性誘導システム
50からの指令により誘導入力の基本として汎用
コンピュータ49から引き出される。これらのデ
イジタル化サンプルはパルス型においてバルクメ
モリ47にストアされる。その結果、アンテナ位
相中心の並進及び回転運動のための運動補正式が
演算され、アンテナ位相中心と所定の地上焦点と
の間の二路照準線変位の変化について汎用コンピ
ュータ49で実行した演算における時間順序に従
つて運動補償ユニツト51内にストアされる。こ
れは汎用コンピュータ49において追跡され、シ
ステムが最も精密に評価した照準線によつて行わ
れる。データが集められる種々の時間シーケンス
の終端において、運動補償ユニツト51にストア
された補正値は、その種々の時間シーケンスにお
ける各パルスの各距離サンプルに対する二路運動
補償の位相補正を反映するベクトル回転の形にお
いて、バルクメモリ47にストアされた時間シー
ケンスに対して適用される。運動補償の後、デー
タはバルクメモリ47から読み出され(新たなデ
ータが入つてくる時)各距離区分における方位分
解能のために必要なフーリエ変換におけるデイジ
タル信号のフイルタに用いられる。説明の便宜
上、第6B図は各々信号処理の後において距離及
びドツプラ解像マツプを生成することができる三
列の8点シーケンスを表わしている。このマツプ
から第5図に示された解析手順に基づく移動標的
の検出及び再配置が、処理された分解能セル毎に
達成される(一般に分解能の要求に応じて長くし
たシーケンスが用いられる)。したがつて、バル
クメモリ47から読み出された運動補償済シーケ
ンスはFFTプロセツサ52,53及び54に入
力される。これらのプロセツサは各距離区分にお
いて3つのシーケンスの各々に対し方位角分解、
コヒーレント積分ベクトル和を生ずるように、高
速のフーリエ変換デイジタル処理を実行するもの
である。その結果、(そして第6D図の表に続い
て)第4のシーケンス、R1、R3、R5……R15が
バルクメモリ47から読み出されてFFTプロセ
ツサ55に入力される。このプロセツサは3個の
他のシーケンスにおいて実行された処理と類似し
たデイジタル信号処理を行うものである。第1及
び第4のプロセツサ、すなわちFFTプロセツサ
52及び55において発生した距離/ドツプラマ
ツプはクラツタマツプ/干渉計角度発生器56に
おいて積分され、走査変換器64にストアされ、
この走査変換器64内で発生した速成ビデオ信号
を加算され、映像強度のために倍率を設定した
後、CRTデイスプレー装置66に入力され、こ
れにより標的領域の像表示が形成される。更に、
FFTプロセツサ52及び55により処理された
距離/ドツプラマツプは時間的に一致したパルス
シーケンスを発生するので、各距離/ドツプラセ
ルにおけるそれぞれのベクトルの電気位相の比較
を行うことにより、周知の干渉計原理(第(4)式参
照)に従つた各解像セルの方位角を生成すること
ができる。このようにして獲得された方位角デー
タはLOS及び交差LOS速度コンピュータ59に
入力され、このコンピュータはそれぞれ必要な最
少自乗法回帰技術(squares regression
techniques)を用いて照準線速度(Vcosθ)及び
交差照準線速度(Vsinθ)の正確な計算を行うも
のである。これにより正確な運動補償及びprf制
御が行われる。更に、移動標的を含む距離/ドツ
プラセルは第3B図に関して先に述べた通り
LOS及び交差LOS速度コンピュータ59におい
て識別される。FFTプロセツサ52,53及び
54により生成された距離及びドツプラ解像マツ
プは、本発明に従つてクラツタ除去を行うことが
できる形態になつており、これは第5図により単
一の移動標的についてのベクトル図として示され
ており、この構成により移動標的及び干渉誤差ク
ラツタ点の照準設定外れを適当に補正するための
速度及び方位角位置が判断される。LOS及び交
差LOSコンピユータ59により判定された移動
標的を含む各距離/ドツプラ分解能セルはクラツ
タ照準外れ位相補正器57及び58に対して識別
される。同じドツプラフイルタ中に存在する誤差
クラツタパツチ(Δf)1の照準外れ方位角位置
(Δf)2(第3B図参照)も同様に識別された移動
標的を提供するものである。このように識別され
たクラツタセルの各々について照準外れ位相補正
値Ecが、クラツタ照準外れ位相補正値57及び
58において式(3)から演算される。この場合、干
渉計照準支持角をθとし、汎用コンピュータ49
から導出された定数をλ及びdとする。識別され
た全ての移動標的分解能セルについて第7図に示
されたベクトルA2及びA3を含むFFTプロセツサ
53及び54の出力は、本発明によりクラツタ照
準外れ位相補正器57及び58において判定され
た位相外れEcに従つて適当に回転させられる。
これによりクラツタベクトルB(第7図)は互い
に平行する。
全ての距離/ドツプラ分解能ベクトルA′2=
A2exp(jEc)を含むクラツタ照準外れ位相補正器
57の出力(移動標的を含むセルを表わす)はベ
クトルA1(第7図)を表わすFFTプロセツサ52
からの対応する出力と関連してベクトル減算器6
0に入力され、これにより各移動標的のためのベ
クトル減算Δ′1=A′2−A1が実行される。同様に、
クラツタ照準外れ位相補正器57及び58の出力
はベクトル減算器61に入力され、ここで各識別
された移動標的分解能セルについてベクトルΔ′2
=A′3−A′2が演算される。この場合、A′3=
A3exp(jEc)とする。ベクトル減算器60及び6
1の出力は位相検出器62に入力される。この位
相検出器62は各移動標的セルについて移動標的
位相φ′=φ−Em+Ecを算出する。ここにφは式
(1)において注記した通り、移動標的速度の所望の
測定値であるものとする。したがつて、φの解を
求めるためには、移動標的の照準外れ位置に基づ
く運動補償位相補正値Emが既知でなければなら
ない。すなわち、Emの適当な測定値はLOS及び
交差LOS速度コンピュータ59から獲得され、
第3B図において干渉計測定値(Δf)1として示
されている。したがつて、式(3)の解は汎用コンピ
ュータ49から得られたΔθ=(Δθ)1、d、θ及び
λについて移動標的方位設定器63内に供給され
る。ここに移動標的位相角φは移動標的方位設定
器63において判定される。この場合、位相検出
器62からφ′が入力され照準外れ位相補正値を
Em及びEcとし、Ecの値はクラツタ照準外れ位相
補正器57からLOS及び交差LOS速度コンピュ
ータ59を介して移動標的方位設定器63に供給
されるものとする。各識別された移動標的につい
ての移動標的速度Vmは移動標的設定器63にお
いて式(1)を用いて計算される。この場合、航空機
交差照準線速度VsinθはLOS及び交差LOS速度コ
ンピュータ59から入力されるものとする。この
発明の技術に従つて移動標的設定器63において
計算された値2Vm/λは、各移動標的についてLOS 及び交差LOS速度コンピュータ59から伝達さ
れるデータに基づく(Δf)3(第3B図参照)及び
(Δθ)3の判定を行うようにするものである。これ
らの値はそれぞれ標的が移動していない場合の標
的ドツプラ周波数を表わすものであり、これによ
つてデイスプレー装置上の標的表示がクラツタ効
果による悪影響を受けない周囲環境及び干渉計方
位角を伴う正確な距離/ドツプラ表示として形成
されるようになる。決定されたドツプラ周波数
(Δf)3は走査変換器64に入力され、これにより
移動標的をCRTデイスプレー65上に正確に再
配置するものである。更に、各移動標的につい
て、値(Δθ)3は兵器誘導に用いられるべき移動
標的方位角を表わすものである。この発明による
新規の方法に従つた方位角測定値はアンテナの電
気的照準線に関する移動標的の方位角を表わすも
のであり、これに対して兵器に装備された応答機
の位置に関する干渉計方位角測定値(2つの外側
位相中心を用いる)が比較され、これによりジン
バル機構の読み出しや、アンテナ照準合わせ及び
航空機誘導誤差などのような大きい角度測定誤差
の有無にかかわらず、相対距離及び相対方位角−
兵器誘導が可能となる。この機構は絶対角度測定
システムと普通に併用されるものである。
上記の測定工程は連続的な処理の中の一段階で
あり、データがバルクメモリ47から読み出され
ると、そのメモリには新たなデータが供給され、
妥当な時間シーケンスの終端において分解能要求
に従つた次の処理が行われる。更に、アンテナ4
0を位置決めし、コヒーレント送信機41のprf
制御を行い、また、マイクロ波スイツチング及び
送受信切換ユニツト42におけるアンテナ位相中
心の切換えを行うための制御信号は汎用コンピュ
ータ送信及びサブルーチンシーケンスの開始など
のような全タスク管理はレーダーデータプロセツ
サ66により実行される。
第9図に示された全ての送信、受信及び処理用
ユニツトは一般的に市場で入手することが可能で
あり、本発明の実施において当業者によつて適当
に組込まれるものである。更に、第9図において
個々に示した多くの機能単位は具体的には種々の
態様で結合されるであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に関連する標的誤指定問題を示
す線図、第2図は従来技術に従つた相対距離及び
角度処理レーダーシステムのブロツク線図、第3
A図は標的位置指定誤差を指示する移動標的の距
離対方位角を表示する合成開口レーダデイスプレ
ー装置を示す線図、第3B図はアンテナ測定によ
る方位角対ドツプラ周波数を示す図、第4図はブ
ラツトフオームの飛行経路に沿つた三点における
アンテナ照準方向に関する多信号送信及び受信点
を示す線図、第5図はアンテナ照準線に沿つて設
定された標的及びクラツタ信号のベクトル図、第
6A,B及びC図はプラツトフオームの飛行経路
に沿つた複数の間隔位置におけるアンテナ照準方
向に関する多信号送信及び受信点を示す図、第6
D図は二台のレーダ受信機を介して信号を誘導す
る手順を示す図表、第7図は照準外れ位置におけ
る標的及びクラツタから反射された信号のベクト
ル図、第8図は照準移動により補償された経路長
さに関する照準外れ散乱体の経路長さの差を示す
図、第9図は本発明の具体的実施例を示すブロツ
ク線図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 干渉計アンテナ及び距離対方位角デイスプレ
    ー装置を有するAMTI合成開口レーダシステム
    との関連において用いる方法であつて、前記干渉
    計アンテナの電気的照準に関する半径方向速度成
    分を有する移動標的の方位角を改善された精度に
    おいて測定するために、 (a) 前記移動標的の半径方向速度成分Vmを測定
    する段階と、 (b) λをレーダシステムの動作波長とした場合に
    おいて、−2Vm/λだけ前記移動標的に関して観 察された総合ドツプラ周波数をシフトさせるこ
    とにより前記移動標的がその移動標的の間近に
    おけるクラツタのドツプラ周波数に対応する周
    波数を有するドツプラセル内に位置するように
    処理する段階と、 (c) 静止クラツタ及び固定標的から受信された信
    号においてインタリーブされた干渉計測定デー
    タを、ドツプラ周波数対干渉計方位角として作
    図する段階、及び (d) 前記静止クラツタ及び固定標的について作図
    されたドツプラ周波数対干渉計方位角の関係か
    ら、移動標的の間近におけるクラツタに関する
    電気的なアンテナ照準に関する方位角を得る段
    階、 からなることを特徴とする合成開口レーダシステ
    ムによる移動標的の方位角測定方法。 2 前記移動標的の方位角測定方法がさらに、シ
    フトされたドツプラ周波数及び獲得された方位角
    に従つて距離対方位角デイスプレー装置上に移動
    標的を位置決めする段階を含むことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 前記移動標的の方位角測定方法がさらに受信
    信号における、AMTIレーダ搭載航空機の運動
    に基づいた位相変動を補償する段階を含むことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 4 前記移動標的の方位角測定方法がさらに受信
    信号における、AMTIレーダ搭載航空機の運動
    に基づいた位相変動を補償する段階を含むことを
    特徴とする特許請求の範囲第2項記載の方法。 5 前記移動標的の方位角測定方法がさらに移動
    標的の照準外れ及び静止クラツタに基づく第2命
    令相の誤差を軽減する段階を含むことを特徴とす
    る特許請求の範囲第3項記載の方法。 6 前記移動標的の方位角測定方法がさらに移動
    標的の照準外れ及び静止クラツタに基づく第2命
    令相の誤差を軽減する段階を含むことを特徴とす
    る特許請求の範囲第4項記載の方法。 7 前記航空機運動を補償する段階が受信信号を
    パルス−ツー−パルス基準に基づいて補正するた
    めにアンテナ照準方向に平行した航空機速度
    Vcosθの成分を正確に判定するものであることを
    特徴とする特許請求の範囲第3項記載の方法。 8 前記航空機運動を補償する段階が受信信号を
    パルス−ツー−パルス基準に基づいて補正するた
    めにアンテナ照準方向に平行した航空機速度
    Vcosθの成分を正確に判定するものであることを
    特徴とする特許請求の範囲第4項記載の方法。 9 移動標的の半径方向速度成分Vmを測定する
    段階が (a) アンテナ照準方向に直交した航空機速度成分
    Vsinθを、処理された距離区分の各々について
    個々に作図されたドツプラ周波数対干渉計方位
    角の勾配を平均化することにより得られた合成
    図から評価する段階と、 (b) 移動標的から受信された信号間における位置
    進みφを判定する段階及び干渉計アンテナの位
    相中心間の距離をdとして φ=2πd/λVm/Vsinθ よりVmの値を算出する段階 を含むことを特徴とする特許請求の範囲第7項記
    載の方法。 10 移動標的の半径方向速度成分Vmを測定す
    る段階が (a) 処理された距離区分の各々について個々に作
    図されたドツプラ周波数対干渉計方位角の勾配
    を平均化することにより得られた合成値から、
    アンテナ照準方向Vsinθに直交した航空機速度
    成分を評価する段階と、 (b) 移動標的から受信された信号間における位相
    進みφを判定する段階、及び (c) 干渉計アンテナの位相中心間の距離をdとし
    て φ=2xd/λVm/Vsinθ からVmの値を算出する段階 を含むことを特徴とする特許請求の範囲第8項記
    載の方法。 11 特許請求の範囲第9項記載の方法がさらに
    移動標的及び静止クラッタの照準外れに基づく第
    2命令相誤差を軽減する段階を含み、この第2命
    令相誤差を軽減する段階が、 (a) 移動標的と同じドツプラフイルタ中に存在す
    る静止クラツタについて、Δθcが移動標的に等
    しいドツプラ周波数を有する静止クラツタの干
    渉計方位角であるものとして式 Ec=−(2π/λ)[dcotθ(1−cosΔθc)] より照準外れ位相補正値Ecを評価する段階と、 (b) Δθmを、インタリーブされた干渉計測定値
    より、式 Δθm=sin-1[λBm/4πd] において判定し、この場合においてBmがアン
    テナの左右セグメント間における測定された干
    渉計位相ずれであるものとして、式 Em=−(2π/λ)[dcotθ(1−cosΔθm)] より、移動標的の標準外れ位相補正値Emを評
    価する段階と. (c) 前記照準外れ移動標的から受信された信号間
    における位相進みφ′を判定する段階と、 (d) 式φ′=φ−Em+Ecから φの値を算出する段階、及び (e) 式φ=2πd/λVm/Vsinθより Vmの値を判定するために前記算出されたφ
    の値を用いる段階 からなることを特徴とする特許請求の範囲第9項
    記載の方法。 12 前記方法がさらに移動標的及び静止クラツ
    タの照準外れ位置に基づく第2の命令相誤差を軽
    減する段階を含み、前記第2の命令相誤差を軽減
    する段階が、 (a) 移動標的と同じドツプラフイルタ中に存在す
    る静止クラツタについて、Δθcが移動標的に等
    しいドツプラ周波数を有する静止クラツタの干
    渉計方位角であるものとして、式 Ec=−(2π/λ)[dcotθ(1−cosΔθc)] より照準外れ位相補正値Ecを評価する段階と、 (b) Δθmをインタリーブされた干渉計測定値で
    あつて式 Δθm=sin-1[λBm/4πd] より判定し、この場合においてBmがアンテナ
    の左右セグメント間における測定された干渉計
    位相ずれであるものとして、式 Em=−(2π/λ)[dcotθ(1−cosΔθm)] より、移動標的の照準外れ位相補正値Emを評
    価する段階と、 (c) 前記照準外れ移動標的からの受信信号間にお
    ける位相進みφ′を判定する段階と、 (d) 式φ′=φ−Em+Ecから φの値を算出する段階、及び (e) 式φ=2πd/λVm/Vsinθより Vmの値を判定するために前記算出されたφ
    の値を用いる段階 からなることを特徴とする特許請求の範囲第10
    項記載の方法。 13 2チヤンネル受信機及び処理システムの入
    力に接続された3相中心干渉計アンテナ並びに前
    記2チヤンネル受信機及び処理システムの出力に
    接続された距離対方位角のためのリアルタイムデ
    イスプレー装置を含むAMTI合成開口レーダシ
    ステムと結合して用いられる信号処理装置であつ
    て、干渉計アンテナの電気的照準に関する半径方
    向速度成分を有する移動標的方位角を正確に測定
    するために、 (a) AMTIレーダ搭載航空機の運動に基づく受
    信信号の位相変動を補償するために受信信号を
    パルス−ツー−パルス基準で補償すべくアンテ
    ナ照準方向に平行した航空機速度成分Vcosθを
    正確に測定する手段を有する位相変動補償手段
    と、 (b) 移動標的の半径方向速度成分Vmを測定する
    ための手段であつて (1) 処理された距離区分の各々について個々に
    作図されたドツプラ周波数対干渉計方位角の
    各勾配を平均化することにより得られた合成
    図からアンテナ照準方向に直交した航空機速
    度成分Vsinθを評価するための手段と、 (2) 移動標的からの受信信号間における位相進
    みφを判定するための手段、及び (3) レーダの動作波長をλとし、干渉計アンテ
    ナの位相中心間の距離をdとして、式 φ=2πd/λVm/Vsinθ からVmの値を算出するための手段 からなる半径方向速度成分Vmを測定するため
    の手段と、 (c) 移動標的について観察された総合ドツプラ周
    波数を−2Vm/λだけシフトさせることにより前 記移動標的をその間近におけるクラツタの周波
    数に対応する周波数を有するドツプラセル内に
    位置させるための手段と、 (d) 静止クラッタ及び固定標的から受信された信
    号においてインターリーブされた干渉計測定デ
    ータをドツプラ周波数対干渉計方位角として作
    図するための手段、及び (c) 前記静止クラツタ及び固定標的についての前
    記作図されたドツプラ周波数対干渉計方位角か
    ら前記移動標的の間近におけるクラツタに関す
    る電気的照準に関する方位角を取り出すための
    手段、 を備えたことを特徴とするAMTI合成開口レー
    ダシステムによる方位角測定のための信号処理装
    置。 14 前記信号処理装置がさらに移動標的及び静
    止クラツタの照準外れ位置設定に基づく第2の命
    令相誤差を軽減するための手段を備え、前記第2
    命令相誤差を軽減するための手段が (a) ドツプラ周波数が移動標的のドツプラ周波数
    に等しい静止クラツタの干渉計方位角をΔθcと
    して式 Ec=−(2π/λ)[dcotθ(1−cosΔθc)] より照準外れ位相補正値Ecを、移動標的と同
    一のドツプラフイルタ内に存在する静止クラツ
    タのために評価するための手段と、 (b) Δθmがインタリーブされた干渉計測定値よ
    り、式 Δθm=sin-1[λBm/4πd] において決定される場合において、Bmをアン
    テナの左右セグメント間の測定された干渉計位
    相ずれとして、式 Em=−(2π/λ)[dcotθ(1−cosΔθm)] より、移動標的の照準外れ位相補正値Emを評
    価するための手段と、 (c) 照準外れ移動標的から受信された信号間の位
    相進みφ′を判定するための手段と、 (d) 式φ′=φ−Em+Ecからφの値を算出するた
    めの手段、及び (e) 前記算出されたφの値を用いて式 φ=2πd/λVm/Vsinθより Vmの値を判定するための手段 からなることを特徴とする特許請求の範囲第13
    項記載の装置。 15 前記信号処理装置がさらに前記シフトされ
    たドツプラ周波数及び獲得された方位角情報に従
    つて移動標的を前記距離対方位角デイスプレー装
    置上に位置づけるための手段を含むことを特徴と
    する特許請求の範囲第14項記載の装置。
JP58077349A 1982-04-30 1983-04-30 合成開口レーダシステムによる移動標的の方位角測定方法及び方位角測定のための信号処理装置 Granted JPS58223078A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US373806 1982-04-30
US06/373,806 US4549184A (en) 1981-06-09 1982-04-30 Moving target ordnance control

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58223078A JPS58223078A (ja) 1983-12-24
JPH044557B2 true JPH044557B2 (ja) 1992-01-28

Family

ID=23473953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58077349A Granted JPS58223078A (ja) 1982-04-30 1983-04-30 合成開口レーダシステムによる移動標的の方位角測定方法及び方位角測定のための信号処理装置

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4549184A (ja)
EP (1) EP0093603B1 (ja)
JP (1) JPS58223078A (ja)
AU (1) AU566403B2 (ja)
CA (1) CA1212167A (ja)
DE (1) DE3378850D1 (ja)
GR (1) GR78534B (ja)
IL (1) IL68434A (ja)
NO (1) NO161763C (ja)

Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4825213A (en) * 1981-05-15 1989-04-25 Grumman Aerospace Corporation Simultaneous triple aperture radar
US5818383A (en) * 1981-11-27 1998-10-06 Northrop Grumman Corporation Interferometric moving vehicle imaging apparatus and method
US4546355A (en) * 1982-06-17 1985-10-08 Grumman Aerospace Corporation Range/azimuth/elevation ship imaging for ordnance control
US4563686A (en) * 1982-06-17 1986-01-07 Grumman Aerospace Corporation Range/doppler ship imaging for ordnance control
US4546354A (en) * 1982-06-17 1985-10-08 Grumman Aerospace Corporation Range/azimuth ship imaging for ordnance control
JPS60249074A (ja) * 1984-05-24 1985-12-09 Fujitsu Ltd 飛翔体航跡推定方式
AU632280B2 (en) * 1985-07-02 1992-12-24 Gec-Marconi Limited A synthetic aperture radar
US5563601A (en) * 1985-08-16 1996-10-08 Northrop Grumman Corporation. Two-port synthetic aperature radar system for radar detection of targets
US4723124A (en) * 1986-03-21 1988-02-02 Grumman Aerospace Corporation Extended SAR imaging capability for ship classification
US4717916A (en) * 1986-05-16 1988-01-05 Holodyne Ltd., 1986 High resolution imaging doppler interferometer
DE3708138A1 (de) * 1987-03-13 1989-12-21 Dassault Electronique Verfahren zur winkelunterscheidung durch ein radar
US4829306A (en) * 1987-08-31 1989-05-09 Norges Teknisk-Naturvitenskapelige Forskningsråd System for detection of objects with given, known characteristics against a background
US5017921A (en) * 1989-12-13 1991-05-21 Grumman Aerospace Corporation Radar system and a method for operating a radar system
US5170171A (en) * 1991-09-19 1992-12-08 Environmental Research Institute Of Michigan Three dimensional interferometric synthetic aperture radar terrain mapping employing altitude measurement
US5260709A (en) * 1991-12-19 1993-11-09 Hughes Aircraft Company Autonomous precision weapon delivery using synthetic array radar
US5241313A (en) * 1992-09-03 1993-08-31 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Angle-of-arrival measurement via time doppler shift
US5748140A (en) 1996-03-28 1998-05-05 Hughes Electronics System for tracking radar targets in background clutter
RU2205423C2 (ru) * 1998-07-07 2003-05-27 Тамбовское высшее военное авиационное инженерное училище Способ и устройство селекции движущихся наземных целей в трехканальной цифровой рса
US7952511B1 (en) * 1999-04-07 2011-05-31 Geer James L Method and apparatus for the detection of objects using electromagnetic wave attenuation patterns
DE10038912A1 (de) * 2000-08-09 2002-02-21 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Repositionierung von Bewegtzielen in SAR-Bildern
US6970577B2 (en) * 2000-12-19 2005-11-29 Lockheed Martin Corporation Fast fourier transform correlation tracking algorithm with background correction
US6598828B2 (en) * 2001-03-05 2003-07-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Integral data acquisition capacity
GB2430722B (en) * 2001-09-26 2007-08-22 Mbda Uk Ltd A guidance system
US6856279B2 (en) * 2002-05-13 2005-02-15 Honeywell International Inc. Methods and apparatus for determining an interferometric angle to a target in body coordinates
DE10328279B3 (de) * 2003-06-23 2004-08-26 Eads Deutschland Gmbh Verfahren zur Signalauswertung in einem SAR/MTI-Pulsradarsystem
US6982668B1 (en) * 2003-09-30 2006-01-03 Sandia Corporation Tangential velocity measurement using interferometric MTI radar
CN1318855C (zh) * 2003-09-30 2007-05-30 清华大学 用于机载雷达目标检测中最优处理的最优权值估计方法
US7501948B2 (en) 2004-09-29 2009-03-10 Lone Star Ip Holdings, Lp Interrogation system employing prior knowledge about an object to discern an identity thereof
US7068215B2 (en) * 2004-10-08 2006-06-27 Raytheon Company Reducing antenna boresight error
GB2425905B (en) * 2005-05-07 2009-09-30 Sula Systems Ltd Method for resolving ambiguity in the detection and location of moving targets in synthetic aperture radar
US7395156B2 (en) * 2005-06-23 2008-07-01 Raytheon Company System and method for geo-registration with global positioning and inertial navigation
US7474262B2 (en) * 2005-07-01 2009-01-06 Delphi Technologies, Inc. Digital beamforming for an electronically scanned radar system
US7456780B1 (en) * 2006-07-26 2008-11-25 Science Applications International Corporation Method and system for developing and using an image reconstruction algorithm for detecting and imaging moving targets
RU2415402C1 (ru) * 2006-12-06 2011-03-27 Кирсен Текнолоджиз Корпорейшн Система и способ для обнаружения опасных объектов и веществ
RU2329520C1 (ru) * 2007-01-31 2008-07-20 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон - научно-исследовательский институт радиостроения" Устройство селекции маловысотных воздушных и наземных целей в бортовой радиолокационной станции
JP5029060B2 (ja) * 2007-02-23 2012-09-19 日本電気株式会社 合成開口レーダおよび合成開口レーダ画像再生処理方法
JP5247077B2 (ja) * 2007-07-11 2013-07-24 三菱電機株式会社 移動目標検出装置
RU2367974C2 (ru) * 2007-08-17 2009-09-20 Открытое акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" Способ определения нерадиальной проекции скорости движущейся цели
US7999726B2 (en) * 2008-01-11 2011-08-16 Raytheon Company Antenna pointing bias estimation using radar imaging
JP5664869B2 (ja) * 2009-03-31 2015-02-04 日本電気株式会社 測定装置、測定システム、測定方法、及びプログラム
WO2011121338A1 (en) * 2010-04-01 2011-10-06 Bae Systems Plc Projectile detection system
US9035774B2 (en) * 2011-04-11 2015-05-19 Lone Star Ip Holdings, Lp Interrogator and system employing the same
US10809365B2 (en) * 2014-08-25 2020-10-20 Texas Instruments Incorporated Vibration parameters monitoring using FMCW radar
US10222175B2 (en) * 2016-08-09 2019-03-05 Gonzalo Couce Robot/drone multi-projectile launcher
CN106843281B (zh) * 2017-03-09 2019-07-12 北京航天控制仪器研究所 一种智能精确空降空投系统
US11578956B1 (en) 2017-11-01 2023-02-14 Northrop Grumman Systems Corporation Detecting body spin on a projectile
US11092686B2 (en) * 2018-09-19 2021-08-17 Steradian Semiconductors Private Limited Method, apparatus and device for doppler compensation in a time switched MIMO radar system
US11125869B2 (en) * 2018-10-16 2021-09-21 Infineon Technologies Ag Estimating angle of human target using mmWave radar
US11846700B2 (en) * 2020-10-01 2023-12-19 Texas Instruments Incorporated On-field phase calibration
CN116348781A (zh) 2020-10-01 2023-06-27 德州仪器公司 现场相位校准
CN114726426B (zh) * 2021-01-04 2025-07-15 Oppo广东移动通信有限公司 到达角的确定方法、装置、存储介质及电子设备
CN113687328A (zh) * 2021-09-14 2021-11-23 上海无线电设备研究所 一种弹载武器地面目标高分辨一维距离像识别方法
GB2617173B (en) 2022-03-31 2024-11-20 Iceye Oy Detecting and suppressing ambiguities in synthetic aperture radar data and images
CN116045736B (zh) * 2022-07-26 2025-09-05 河北汉光重工有限责任公司 一种移动式仿真靶标的全自动报靶系统

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3178711A (en) * 1959-08-06 1965-04-13 North American Aviation Inc High resolution scanning radar
US3223997A (en) * 1963-06-14 1965-12-14 James O Clark Doppler correction in a frequency diversity frequency jittered pulse doppler radar by means of digital phase computation
US3903525A (en) * 1965-06-21 1975-09-02 Hughes Aircraft Co Doppler radar system with optimized signal processing
US3346859A (en) * 1965-06-21 1967-10-10 Hughes Aircraft Co Mainlobe doppler clutter return compensator for moving platform radar
US3737900A (en) * 1967-09-25 1973-06-05 Rockwell International Corp Digital doppler processor
US3768096A (en) * 1968-09-30 1973-10-23 North American Rockwell Focusing control of synthetic aperture processing for sidelooking radar
US3683373A (en) * 1970-01-21 1972-08-08 Motorola Inc Solid state display of range and azimuth information
US3972041A (en) * 1971-03-17 1976-07-27 International Telephone And Telegraph Corporation Adaptive clutter velocity cancellation system for pulsed digital MTI system
US3735400A (en) * 1971-11-23 1973-05-22 Us Air Force Amti radar clutter cancelling method and apparatus
US4034370A (en) * 1972-08-23 1977-07-05 Westinghouse Electric Corporation Second order motion compensator for high resolution radar
US4204210A (en) * 1972-09-15 1980-05-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Synthetic array radar command air launched missile system
GB1481414A (en) * 1973-08-21 1977-07-27 Emi Ltd Radar apparatus
US3962704A (en) * 1974-05-31 1976-06-08 Hughes Aircraft Company Moving target indicator clutter tracker
US4086590A (en) * 1975-03-27 1978-04-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Method and apparatus for improving the slowly moving target detection capability of an AMTI synthetic aperture radar
US4217583A (en) * 1975-05-30 1980-08-12 Raytheon Company Moving target indicator (MTI) radar systems
US3993994A (en) * 1975-06-27 1976-11-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Adaptive clutter cancellation for synthetic aperture AMTI radar
US4244036A (en) * 1978-12-21 1981-01-06 Westinghouse Electric Corp. Electronic stabilization for displaced phase center systems
JPS56100372A (en) * 1979-12-28 1981-08-12 Ibm Movinggtarget detector

Also Published As

Publication number Publication date
AU566403B2 (en) 1987-10-22
NO161763B (no) 1989-06-12
GR78534B (ja) 1984-09-27
IL68434A (en) 1987-02-27
JPS58223078A (ja) 1983-12-24
DE3378850D1 (en) 1989-02-09
EP0093603A1 (en) 1983-11-09
NO161763C (no) 1989-09-20
EP0093603B1 (en) 1989-01-04
AU1389083A (en) 1983-11-03
CA1212167A (en) 1986-09-30
NO831538L (no) 1983-10-31
US4549184A (en) 1985-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH044557B2 (ja)
EP0100141B1 (en) Range/doppler ship imagine for ordnance control
US4825213A (en) Simultaneous triple aperture radar
US4546354A (en) Range/azimuth ship imaging for ordnance control
US6114984A (en) Interferometric doppler guidance system
US7479920B2 (en) Obstacle and terrain avoidance sensor
US5867119A (en) Precision height measuring device
US4489322A (en) Radar calibration using direct measurement equipment and oblique photometry
US4370656A (en) Use of bistatic radar system for determining distance between airborne aircraft
KR102176025B1 (ko) 환경 검출을 위한 차량 레이더
US10191150B2 (en) High precision radar to track aerial targets
JPH045157B2 (ja)
EP1904870A2 (en) A method of generating accurate estimates of azimuth and elevation angles of a target for a phased-phased array rotating radar
NO178415B (no) Fremgangsmåte og system for passiv avstandsbestemmelse
CN106526583B (zh) 一种基于天线方向图信息的地面运动目标定位方法
JP2009510487A (ja) 干渉レーダ・システムにおいて高品質位相角測定値を識別する方法及びシステム
US7999726B2 (en) Antenna pointing bias estimation using radar imaging
JP2009510487A5 (ja)
US5579011A (en) Simultaneous triple aperture radar
US6741202B1 (en) Techniques for 3-dimensional synthetic aperture radar
Klein et al. Radar-aided navigation system for small drones in GPS-denied environments
US7136014B2 (en) System and method for estimating the azimuth pointing angle of a moving monopulse antenna
Arnold et al. Improving Elevation Angle Resolution with a 77 GHz FMCW Bistatic Radar
JP2002535662A (ja) 干渉型レーダー測定方法
JP2002071795A (ja) 目標捕捉・追尾用レーダ装置