JPH0449915B2 - - Google Patents

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JPH0449915B2
JPH0449915B2 JP59195530A JP19553084A JPH0449915B2 JP H0449915 B2 JPH0449915 B2 JP H0449915B2 JP 59195530 A JP59195530 A JP 59195530A JP 19553084 A JP19553084 A JP 19553084A JP H0449915 B2 JPH0449915 B2 JP H0449915B2
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JP
Japan
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phase
phase compensation
calculator
synthetic aperture
interpolator
Prior art date
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JP59195530A
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Japanese (ja)
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JPS6173080A (en
Inventor
Takahiko Fujisaka
Yoshimasa Oohashi
Tomomasa Kondo
Tetsuo Kirimoto
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS6173080A publication Critical patent/JPS6173080A/en
Publication of JPH0449915B2 publication Critical patent/JPH0449915B2/ja
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    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、航空機等の飛しよう体に塔載さ
れ、地表あるいは海面の映像を得る合成開口レー
ダの位相補償装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a phase compensation device for a synthetic aperture radar mounted on a flying object such as an aircraft to obtain images of the ground or sea surface.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第2図は従来の合成開口レーダの構成を示すブ
ロツク図、第3図は、第2図の合成開口レーダの
原理を説明するための図である。各図において、
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はパルス圧縮装置、6はレン
ジゲート装置、7はアジマス圧縮装置、8は表示
装置、9は位相補償装置、10は位置計算装置、
11は慣性航法装置、12は信号処理装置、13
は飛しよう体、14は飛しよう体13の進行方
向、15はアンテナ・フツトプリント、16は観
測セル、17はレンジ方向、18はアジマス方
向、イは送信信号、ロは受信信号である。また、
sは位相補償前のビデオ信号、Sは位相補償後の
ビデオ信号、Aは飛しよう体13の位置座標を示
す。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a conventional synthetic aperture radar, and FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of the synthetic aperture radar shown in FIG. In each figure,
1 is an antenna, 2 is a circulator, 3 is a transmitter, 4 is a receiver, 5 is a pulse compression device, 6 is a range gate device, 7 is an azimuth compression device, 8 is a display device, 9 is a phase compensation device, 10 is a position computing device,
11 is an inertial navigation device, 12 is a signal processing device, 13
14 is the traveling direction of the flying object 13, 15 is the antenna footprint, 16 is the observation cell, 17 is the range direction, 18 is the azimuth direction, A is the transmitted signal, and B is the received signal. Also,
s indicates the video signal before phase compensation, S indicates the video signal after phase compensation, and A indicates the position coordinates of the flying object 13.

次に、上記第2図に示す従来の合成開口レーダ
の動作について説明する。送信機3で発生した送
信パルスは、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、受信信号口と
して再びアンテナ1によつて受信される。受信信
号口はサーキユレータ2を介して受信機4へ入力
される。受信機4は、高周波の受信信号口を増幅
及び位相検波し、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、距離分野能を高め
るためにパルス圧縮装置5に入力され、パルス圧
縮が行われる。このパルス圧縮後のビデオ信号
は、レンジゲート装置6に入力され、レンジ・ビ
ンごとに区切られる。この時、分解可能な最小距
離差ΔRは、 ΔR=Cτ/2 ……(1) で示される。ここで、Cは光速、τはパルス圧縮
後のパルス幅である。
Next, the operation of the conventional synthetic aperture radar shown in FIG. 2 will be explained. Transmission pulses generated by the transmitter 3 are radiated via the circulator 2 and the antenna 1 as a transmission signal A toward the ground or sea surface. The radiated transmission signal A is reflected by a target on the ground or sea surface and is received again by the antenna 1 as a receiving signal port. The reception signal port is input to the receiver 4 via the circulator 2. The receiver 4 amplifies and phase-detects the high-frequency reception signal, and converts it into a baseband video signal. This video signal is input to a pulse compression device 5 and subjected to pulse compression in order to enhance the distance field capability. This pulse-compressed video signal is input to the range gate device 6 and divided into range bins. At this time, the minimum resolvable distance difference ΔR is expressed as ΔR=Cτ/2 (1). Here, C is the speed of light and τ is the pulse width after pulse compression.

レンジゲート装置6の出力するビデオ信号s
は、位相補償装置9へ入力され、気流又はマヌー
バ等による機体動揺によつて生じる位相の不規則
変動が補償される。この時、慣性航法装置11に
よりレーダ・プラツトフオーム、すなわち飛しよ
う体13の3軸(x,y,zの各軸)方向の速度
を計測し、その計測結果を位置計算装置10によ
つて積分することにより飛しよう体13の瞬時位
置を求め、これに基づいて、位相補償装置9によ
り位相補償量が計算されて位相補償が行われる。
位相補償後のビデオ信号Sは、アジマス圧縮装置
7に入力され、このアジマス圧縮装置7によりア
ジマス方向18の角度分解能を高めるための処理
(アジマス圧縮)が行われる。すなわちレーダ・
プラツトフオームである飛しよう体13の移動に
より、スクイント角θ0にある観測セル16からの
受信信号口に生じるドツプラー周波数fdは、 fd=2v/λcosθ0 ……(2) で表わされる。ここで、vは飛しよう体13の飛
行速度、λは送信波長である。この時、合成開口
時間をT1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。この時の観測可能な最小角度差(角度分
解能)Δθは、 Δθ=λ/(2vsinθ0TI) ……(4) となり、アジマス分解能を向上させることができ
る。
Video signal s output from range gate device 6
is input to the phase compensator 9, and irregular fluctuations in the phase caused by air currents, maneuvers, etc., are compensated for. At this time, the inertial navigation device 11 measures the velocity of the radar platform, that is, the flying object 13, in the three-axis (x, y, and z axes) directions, and the measurement results are transmitted to the position calculation device 10. By integrating, the instantaneous position of the flying object 13 is obtained, and based on this, the phase compensation amount is calculated by the phase compensation device 9, and phase compensation is performed.
The video signal S after phase compensation is input to the azimuth compression device 7, and the azimuth compression device 7 performs processing (azimuth compression) for increasing the angular resolution in the azimuth direction 18. In other words, radar
Due to the movement of the flying object 13, which is a platform, the Doppler frequency f d generated at the receiving signal port from the observation cell 16 at the squint angle θ 0 is expressed as f d = 2v/λ cos θ 0 (2) . Here, v is the flight speed of the flying object 13, and λ is the transmission wavelength. At this time, when the synthetic aperture time is T1 , the minimum measurable Doppler frequency difference Δf d is Δf d =1/T I (3). The minimum observable angular difference (angular resolution) Δθ at this time is Δθ=λ/(2vsinθ 0 T I ) (4), and the azimuth resolution can be improved.

以上の様にしてレンジ方向17及びアジマス方
向18の両方向で高分解能化されたビデオ信号
は、レーダ画像として表示装置8でデイスプレ上
に表示される。この時、レーダ画像の分解能、す
なわち観測セル16の大きさは、アジマス方向1
8については角度分解能Δθが一定であり、レン
ジ方向17については距離分解能ΔRが一定とな
る。この時のアジマス分解能は、位相補償装置9
における位相補償精度に依存する。
The video signal whose resolution has been increased in both the range direction 17 and the azimuth direction 18 as described above is displayed on the display device 8 as a radar image. At this time, the resolution of the radar image, that is, the size of the observation cell 16 is 1 in the azimuth direction.
8, the angular resolution Δθ is constant, and for the range direction 17, the distance resolution ΔR is constant. The azimuth resolution at this time is the phase compensator 9
It depends on the phase compensation accuracy in .

第4図及び第5図は、それぞれ第2図の合成開
口レーダにおける位相補償装置の構成を示すブロ
ツク図である。まず、第4図に示す位相補償装置
9について説明する。距離計算器20では、第2
図に示す位置計算装置10により求めた送信パル
スごとの飛しよう体13の位置座標A(ax
(nΔt)),ay(nΔt),az(nΔt))と、基準座標設

器21により設定された基準座標(pix,piy,piz
を用いて、送信パルスごとの飛しよう体13と位
相補償基準点との距離Ri(nΔt)を下記第()
式より計算する。ただし、nは送信パルス番号を
表わし、Δtはパルス繰返し周期を表わし、iは
レンジゲート番号を表わす。また、コヒーレント
積分数をNとすると、n=0,1,…,N−1と
なり、レンジ方向17の観測セル16の数をと
すると、i=1,2,…,となる。これによ
り、上記距離Ri(nΔt)は、 Ri(nΔt)=√(ixx())2+(iy
y())2+(izz())2……(
) n=0,1,2,…,N−1 i=1,2,…, となる。上記の計算結果は、位相計算器22に入
力され、下記第()式の計算を行うことにより
位相φi(nΔt)が計算され、基準信号発生器23
へ入力される。
4 and 5 are block diagrams showing the configuration of the phase compensation device in the synthetic aperture radar of FIG. 2, respectively. First, the phase compensation device 9 shown in FIG. 4 will be explained. In the distance calculator 20, the second
The position coordinates A (a x
(nΔt)), a y (nΔt), a z (nΔt)) and the reference coordinates (p ix , p iy , p iz ) set by the reference coordinate setter 21
Using , the distance R i (nΔt) between the flying object 13 and the phase compensation reference point for each transmitted pulse is calculated as follows ().
Calculate from the formula. However, n represents the transmission pulse number, Δt represents the pulse repetition period, and i represents the range gate number. Further, if the number of coherent integrals is N, then n=0, 1, . As a result, the above distance R i (nΔt) becomes R i (nΔt)=√( ixx ()) 2 + ( iy
y ()) 2 + ( izz ()) 2 ... (
) n=0,1,2,...,N-1 i=1,2,..., The above calculation result is input to the phase calculator 22, and the phase φ i (nΔt) is calculated by calculating the following equation (), and the reference signal generator 23
is input to.

φi(nΔt)=4π/λRi(nΔt)……() n=0,1,2,…,N−1 i=1,2,…, 基準信号発生器23では、下記第()式によ
り基準信号Refi(nΔt)を算出し、乗算器24によ
りビデオ信号sと基準信号Refi(nΔt)との積をと
り、この様にして位相補償が行われる。
φ i (nΔt)=4π/λR i (nΔt)...() n=0, 1, 2,..., N-1 i=1, 2,..., In the reference signal generator 23, the following equation () is used. The reference signal R efi (nΔt) is calculated by the multiplier 24, and the multiplier 24 multiplies the video signal s and the reference signal R efi (nΔt), thereby performing phase compensation.

Refi(nΔt)=exp(−jφi(nΔt) ……() n=0,1,2,…,N−1 i=1,2,…, 上記()式において、jは純虚数(√−1)
を表わす。この種の位相補償計算において、この
位相補償の計算に要する時間の大部分は上記第
()式の距離の計算に費やされる。
R efi (nΔt)=exp(−jφ i (nΔt) ...() n=0,1,2,...,N-1 i=1,2,..., In the above formula (), j is a pure imaginary number ( √−1)
represents. In this type of phase compensation calculation, most of the time required for the phase compensation calculation is spent in calculating the distance in equation () above.

次に、第5図に示す位相補償装置9について説
明する。分割数設定器26において、あらかじめ
与えられた値に分割数Lを設定し、送信パルスご
との飛しよう体13の位相座標A(ax(nΔt)),ay
(nΔt),az(nΔt))n=0,1,2,…から、K
=N/L個ごとにL+1個の座標値(ax(lKΔt),
ay(lKΔt),az(lKΔt)1=0,1,…,Lを選ぶ
様に距離計算器20を制御する。距離計算器20
では、上記L+1個の飛しよう体13の位置座標
Aと、基準座標設定器21により設定されたI個
の位相補償基準点の座標(pix,piy,piz)i=1,
2,…,Iを用いて、2点間の相対距離Ri
(lKΔt)を下記第()式により計算する。
Next, the phase compensation device 9 shown in FIG. 5 will be explained. In the division number setter 26, the division number L is set to a predetermined value, and the phase coordinates A (a x (nΔt)), a y of the flying object 13 for each transmission pulse are set.
(nΔt), a z (nΔt)) from n=0, 1, 2,..., K
= L+1 coordinate values for every N/L pieces (a x (lKΔt),
The distance calculator 20 is controlled to select a y (lKΔt), a z (lKΔt)1=0, 1, . . . , L. distance calculator 20
Then, the position coordinates A of the L+1 flying objects 13 and the coordinates (p ix , p iy , p iz ) of the I phase compensation reference points set by the reference coordinate setter 21 i=1,
2,...,I, the relative distance R i between two points
(lKΔt) is calculated using the following equation ().

Ri(lKΔt)=√(ixx())2+(i
y
y(1))2+(izz())2
…() l=0,1,2,…,L i=1,2,…,I これによつて、平方根の計算は、第4図に示す
構成の場合の約1/Kに減少させることができ
る。位相計算器22では、上記計算結果の相対距
離Ri(lKΔt)より、下記第()式を用いて位相
φi(lKΔt)を求め、その結果を補間器25へ入力
する。
R i (lKΔt) = √( ixx ()) 2 + ( i
y
y (1)) 2 + ( izz ()) 2
...() l=0,1,2,...,L i=1,2,...,I This reduces the square root calculation to about 1/K of the configuration shown in Figure 4. I can do it. The phase calculator 22 calculates the phase φ i (lKΔt) from the relative distance R i (lKΔt) of the calculation result using the following equation (), and inputs the result to the interpolator 25 .

φi(lKΔt)=−4π/λRi(lKΔt) ……() l=0,1,2,…,L i=1,2,…,I 補間器25では、各位相φi(lKΔt)とφi((l+
1)KΔt)とを用いて、この間の送信パルスごと
の位相φi(lKΔt+kΔt)を下記第()式により
計算する。
φ i (lKΔt) = −4π/λR i (lKΔt) ... () l=0, 1, 2, ..., Li = 1, 2, ..., I In the interpolator 25, each phase φ i (lKΔt) and φ i ((l+
1) Using KΔt), the phase φ i (lKΔt+kΔt) of each transmission pulse during this period is calculated by the following equation ().

φi(lKΔt+kΔt)=φi(lKΔt)+k/K
{φi((l+1)KΔt)−φi(lKΔt)}……() k=1,2,…,K−1 l=0,1,2,…,L−1 i=1,2,…,I この様にしてI×N個の位相φi(nΔt)n=0,
1,…,N−1、i=1,2,3…,Iがすべて
求められ、その結果を用いて、基準信号発生器2
3で上記()式により基準信号Refi(nΔt)が算
出され、乗算器24によりビデオ信号sとの積が
とられる。この時の位相補償精度は、上記第
()式の補間精度に依存する。
φ i (lKΔt+kΔt)=φ i (lKΔt)+k/K
i ((l+1)KΔt)−φ i (lKΔt)}...() k=1,2,...,K-1 l=0,1,2,...,L-1 i=1,2, ...,I In this way, I×N phases φ i (nΔt)n=0,
1,...,N-1, i=1,2,3...,I are all obtained, and using the results, the reference signal generator 2
3, the reference signal R efi (nΔt) is calculated using the above equation (), and multiplier 24 multiplies it with the video signal s. The phase compensation accuracy at this time depends on the interpolation accuracy of the above equation ().

〔発明が解決し様とする問題点〕[Problems that the invention is expected to solve]

上記の様な従来の合成開口レーダにおける位相
補償装置において、第4図に示す構成の位相補償
装置9では、送信パルスごとに距離Ri(nΔt)i
=1,2,…,I、n=0,1,2,…,N−1
を計算しているためにその位相補償精度は高い
が、位相補償の計算に要する時間が非常に大きく
なるという問題点があつた。一方、第5図に示す
構成の位相補償装置9では、上記()式で補間
区間(KΔt)中の飛しよう体13の動きを等速直
線運動するものと仮定しているため、飛しよう体
13の動揺が激しい場合には補間による位相の計
算精度は著しく劣化する。この様に第5図に示す
構成の位相補償装置9は、上記第4図に示す構成
の位相補償装置9と比較して、位相補償の計算に
要する時間は短縮することができるが、その位相
補償精度が劣るという問題点があつた。
In the phase compensation device in the conventional synthetic aperture radar as described above, in the phase compensation device 9 having the configuration shown in FIG. 4, the distance R i (nΔt)i
=1,2,...,I, n=0,1,2,...,N-1
Although the phase compensation accuracy is high because it calculates , there is a problem that the time required to calculate the phase compensation becomes very long. On the other hand, in the phase compensator 9 having the configuration shown in FIG. When the oscillation of 13 is severe, the accuracy of phase calculation by interpolation deteriorates significantly. As described above, the phase compensation device 9 having the configuration shown in FIG. There was a problem that the compensation accuracy was poor.

この発明は、かかる問題点を解決するためにな
されたもので、位相補償誤差推定器と分割数自動
設定器を用いることにより、必要な位相補償精度
を保ちながら、位相補償の計算に要する時間を短
縮することができる合成開口レーダの位相補償装
置を得ることを目的とするものである。
This invention was made to solve these problems, and by using a phase compensation error estimator and an automatic division number setter, the required phase compensation accuracy can be maintained while reducing the time required to calculate phase compensation. The object of the present invention is to obtain a phase compensation device for a synthetic aperture radar that can be shortened.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係る合成開口レーダの位相補償装置
は、飛しよう体の距離及び位相を計算するための
距離計算器並びに位相計算器と、この位相計算結
果より位相補償誤差を推定する位相補償誤差推定
器と、この推定結果に基づいて、距離計算点数を
調整するための分割数自動設定器を備えたもので
ある。
A phase compensation device for a synthetic aperture radar according to the present invention includes a distance calculator and a phase calculator for calculating the distance and phase of a flying object, and a phase compensation error estimator for estimating a phase compensation error from the result of the phase calculation. The system is equipped with an automatic division number setting device for adjusting the number of distance calculation points based on this estimation result.

〔作用〕[Effect]

この発明の合成開口レーダの位相補償装置にお
いては、位相補償誤差推定器を用いて位相補償誤
差を推定し、この位相補償誤差があらかじめ与え
られた許容誤差以下になる様に分割数自動設定器
を制御し、飛しよう体の動揺の程度に応じて分割
数を自動設定し、これにより、必要な位相補償精
度を保ちながら、位相補償の計算に要する時間を
縮小することを可能にする。
In the phase compensation device for a synthetic aperture radar of the present invention, a phase compensation error estimator is used to estimate a phase compensation error, and an automatic division number setting device is installed so that this phase compensation error becomes less than a predetermined tolerance. The number of divisions is automatically set according to the degree of oscillation of the flying object, thereby making it possible to reduce the time required to calculate phase compensation while maintaining the necessary phase compensation accuracy.

〔実施例〕〔Example〕

第1図はこの発明の一実施例である合成開口レ
ーダにおける位相補償装置の構成を示すブロツク
図である。図において、9は位相補償装置、20
は距離計算器、21は基準座標設定器、22は位
相計算器、23は基準信号発生器、24は乗算
器、25は補間器、27は位相補償誤差推定器、
28は分割自動設定器、29はスイツチである。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a phase compensation device in a synthetic aperture radar which is an embodiment of the present invention. In the figure, 9 is a phase compensator, 20
is a distance calculator, 21 is a reference coordinate setter, 22 is a phase calculator, 23 is a reference signal generator, 24 is a multiplier, 25 is an interpolator, 27 is a phase compensation error estimator,
28 is a division automatic setting device, and 29 is a switch.

次に、上記第1図に示すこの発明の一実施例で
ある位相補償装置9の動作について説明する。一
般に、この種の合成開口レーダでは、コヒーレン
ト積分数をNとして、通常2のべき乗が選ばれ
る。ここでは説明を簡単にするため、N=256の
場合について述べる。分割数自動設定器28で、
L=2,K=N/L=128が設定され、距離計算
器20で、上記第()式を用いて相対距離Ri
(lKΔt)、すなわちRi(0),Ri(128Δt),Ri
(256Δt)の各ゲート当りL+1=3個の距離計
算が行われる。位相計算器22では、上記結果よ
り3個の位相φi(0),φi(128Δt),φi(256Δt
)が
上記第()式により計算される。そして、この
結果は位相補償誤差推定器27へ入力され、下記
第()式により位相補償誤差ei,pが推定される。
Next, the operation of the phase compensation device 9, which is an embodiment of the present invention shown in FIG. 1, will be described. Generally, in this type of synthetic aperture radar, the number of coherent integrals is N, and a power of 2 is usually selected. Here, to simplify the explanation, a case where N=256 will be described. With the division number automatic setting device 28,
L=2, K=N/L=128 are set, and the distance calculator 20 calculates the relative distance R i using the above equation ().
(lKΔt), i.e. R i (0), R i (128Δt), R i
L+1=3 distance calculations are performed for each gate of (256Δt). The phase calculator 22 calculates three phases φ i (0), φ i (128Δt), φ i (256Δt
) is calculated by the above equation (). Then, this result is input to the phase compensation error estimator 27, and the phase compensation error e i,p is estimated using the following equation ().

ei,p=1/8(φi(0)−2φi(128Δt) +φi(256Δt)) ……() この時、位相補償誤差ei,pが許容誤差の範囲内
であれば、位相補償誤差推定器27によりスイツ
チ29を切り換えることによつて、位相計算器2
2と補間器25とを接続し位相計算器22の出力
を補間器25へ入力し、上記第5図に示す構成の
位相補償装置9の場合と同様に処理され、位相補
償を完了する。しかるに、位相補償誤差ei,pが許
容誤差の範囲外であれば、位相補償誤差推定器2
7によりスイツチ29を切り換えることによつ
て、位相計算器22と補間器25との接続が断た
れ、分割数自動設定器28により再分割及び距
離、位相、位相補償誤差の再計算が実施される。
すなわち、Lを2倍(L=2L)し、つまりL=
4、K=64として距離計算及び位相計算をやり直
す。この時求めるのは、各ゲート当り5個の距離
Ri(0),Ri(64Δt),Ri(128Δt),Ri(192Δt)
,Ri
(256Δt)と、5個の位相φi(0),φi(64Δt),
φi
(128Δt),φi(192Δt),φi(256Δt)であるが、

に計算済みの3個の距離及位相Ri(0),Ri
(128Δt),Ri(256Δt),φi(0),φi(128Δt)
,φi
(256Δt)、については再計算をする必要がない。
ここで求めた5個の位相により、位相補償誤差
ei,lを下記第()式により推定する。
e i,p = 1/8 (φ i (0) − 2φ i (128Δt) +φ i (256Δt)) ... () At this time, if the phase compensation error e i,p is within the tolerance range, By switching the switch 29 by the phase compensation error estimator 27, the phase calculator 2
2 and an interpolator 25 are connected, and the output of the phase calculator 22 is inputted to the interpolator 25, where it is processed in the same manner as in the case of the phase compensation device 9 having the configuration shown in FIG. 5, and the phase compensation is completed. However, if the phase compensation error e i,p is outside the tolerance range, the phase compensation error estimator 2
By switching the switch 29 at 7, the connection between the phase calculator 22 and the interpolator 25 is cut off, and the automatic division number setting device 28 performs re-division and re-calculation of the distance, phase, and phase compensation error. .
That is, double L (L=2L), that is, L=
4. Redo the distance calculation and phase calculation with K=64. At this time, we need 5 distances for each gate.
R i (0), R i (64Δt), R i (128Δt), R i (192Δt)
, R i
(256Δt), five phases φ i (0), φ i (64Δt),
φi
(128Δt), φ i (192Δt), φ i (256Δt),
Three distances and phases R i (0), R i that have already been calculated
(128Δt), R i (256Δt), φ i (0), φ i (128Δt)
, φ i
(256Δt), there is no need to recalculate.
The phase compensation error is determined by the five phases obtained here.
E i , l are estimated using the following equation ().

ei,l=1/8(φi(64(l−1)Δt)−2
φi(64lΔt)+φi(64(l+1)Δt))……() l=1,2,3 位相補償誤差ei,l(l=1,2,3)がすべて許
容誤差の範囲内であれば、位相計算器22の出力
を補間器25へ入力し、上記した様に位相補償を
完了する。また、位相補償誤差ei,l(l=1,2,
3)のいずれかが許容誤差の範囲外であれば、再
びLを2倍して上記と同様の過程を繰り返す。一
般に、分割数をLとする時、位相補償誤差ei,l
下記第()式により推定する。
e i,l = 1/8(φ i (64(l-1)Δt)−2
φ i (64lΔt) + φ i (64(l+1)Δt))...() l=1,2,3 Phase compensation error e i,l (l=1,2,3) is all within the tolerance range If so, the output of the phase calculator 22 is input to the interpolator 25, and phase compensation is completed as described above. Also, the phase compensation error e i,l (l=1, 2,
If any of 3) is outside the allowable error range, L is doubled again and the same process as above is repeated. Generally, when the number of divisions is L, the phase compensation error e i,l is estimated by the following equation ().

ei,l=1/8(φi((l−1)KΔt)−2φi (lKΔt)+φi((l+1)KΔt)) ……() l=1,2,…L−1 K=N/L 〔発明の効果〕 この発明は以上説明したとおり、合成開口レー
ダの位相補償装置において、位相補償誤差推定器
と分割数自動設定器とを組み合わせて用いること
により、航空機等の飛しよう体の動揺の程度に応
じて、分割数を自動設定することを可能としたの
で、この種の従来の位相補償装置と比べて、必要
な位相補償精度を保ちながら、位相補償に要する
計算時間を著しく短縮することができるという優
れた効果を奏するものである。
e i,l = 1/8(φ i ((l-1)KΔt)−2φ i (lKΔt)+φ i ((l+1)KΔt)) ...() l=1,2,...L-1 K= N/L [Effects of the Invention] As explained above, the present invention uses a combination of a phase compensation error estimator and an automatic division number setting device in a phase compensation device for a synthetic aperture radar to improve the performance of flying objects such as aircraft. Since it is possible to automatically set the number of divisions according to the degree of fluctuation of the This has the excellent effect of being able to shorten the length.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例である合成開口レ
ーダにおける位相補償装置の構成を示すブロツク
図、第2図は従来の合成開口レーダの構成を示す
ブロツク図、第3図は、第2図の合成開口レーダ
の原理を説明するための図、第4図及び第5図
は、それぞれ第2図の合成開口レーダにおける位
相補償装置の構成を示すブロツク図である。 図において、9……位相補償装置、20……距
離計算器、21……基準座標設定器、22……位
相計算器、23……基準信号発生器、24……乗
算器、25……補間器、27……位相補償誤差推
定器、28……分割数自動設定器、29……スイ
ツチである。なお、各図中、同一符号は同一、又
は相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a phase compensation device in a synthetic aperture radar which is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a conventional synthetic aperture radar, and FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a conventional synthetic aperture radar. 4 and 5 are block diagrams showing the configuration of the phase compensation device in the synthetic aperture radar of FIG. 2, respectively. In the figure, 9... phase compensation device, 20... distance calculator, 21... reference coordinate setter, 22... phase calculator, 23... reference signal generator, 24... multiplier, 25... interpolation 27...phase compensation error estimator, 28...automatic division number setting device, 29...switch. In each figure, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 航空機等の飛しよう体に搭載され、送信機で
発生した高周波パルス信号をアンテナから観測対
象に向けて放射し、この観測対象で反射された信
号を再び前記アンテナで受信し、これを受信機に
より増幅・位相検波・A/D変換し、パルス圧縮
装置とレンジゲート装置と位相補償装置と位置計
算装置とアジマス圧縮装置から成る信号処理装置
によつてレンジ及びアジマスの両方向について高
分解能化することによつて、地表あるいは海面の
レーダ映像を得る合成開口レーダ装置における機
体動揺の影響を補償するための前記位相補償装置
において、合成開口長の両端における飛しよう体
の位置座標と位相基準点の座標よりこれらの距離
及び位相を計算する距離計算器並びに位相計算器
と、この位相計算器の出力から位相補償誤差を推
定し、推定された誤差があらかじめ設定された許
容値を越えている場合は、これに接続された分割
数自動設定器にたいして合成開口長を再分割する
ことを指示し、誤差が許容値以下の場合は、前記
位相計算器と補間器との間のスイツチを接続状態
に設定する位相補償誤差推定器と、前記位相計算
器によつて求めた位相量からパルスヒツトごとの
位相量を補間により求める補間器と、この補間器
により求めた位相から位相補償のための基準信号
を発生する基準信号発生器と、この基準信号と前
記レンジゲート装置から出力される信号との積を
求める乗算器を備えたことを特徴とする合成開口
レーダの位相補償装置。
1 Mounted on a flying object such as an aircraft, a high-frequency pulse signal generated by a transmitter is emitted from an antenna toward an observation target, and the signal reflected by this observation target is received by the antenna again, and this is transmitted to a receiver. Amplification, phase detection, and A/D conversion are carried out by a signal processing device consisting of a pulse compression device, a range gate device, a phase compensation device, a position calculation device, and an azimuth compression device to achieve high resolution in both range and azimuth directions. In the phase compensation device for compensating for the influence of aircraft vibration in a synthetic aperture radar device that obtains radar images of the ground or sea surface, the position coordinates of the flying object and the coordinates of the phase reference point at both ends of the synthetic aperture length are determined. A distance calculator and a phase calculator that calculate these distances and phases, and estimate the phase compensation error from the output of this phase calculator, and if the estimated error exceeds a preset tolerance value, Instructs the automatic division number setting device connected to this to redivide the synthetic aperture length, and if the error is less than a tolerance value, sets the switch between the phase calculator and interpolator to the connected state. a phase compensation error estimator; an interpolator that interpolates the phase amount for each pulse hit from the phase amount determined by the phase calculator; and a reference signal for phase compensation is generated from the phase determined by the interpolator. 1. A phase compensation device for a synthetic aperture radar, comprising a reference signal generator and a multiplier for calculating the product of the reference signal and a signal output from the range gate device.
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