JPH045155B2 - - Google Patents
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- JPH045155B2 JPH045155B2 JP58110029A JP11002983A JPH045155B2 JP H045155 B2 JPH045155 B2 JP H045155B2 JP 58110029 A JP58110029 A JP 58110029A JP 11002983 A JP11002983 A JP 11002983A JP H045155 B2 JPH045155 B2 JP H045155B2
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/66—Radar-tracking systems; Analogous systems
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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- G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
- G01S13/904—SAR modes
- G01S13/9092—SAR modes combined with monopulse techniques
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- Remote Sensing (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (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
定すれば海の状態に応じた横揺れ、縦揺れ、及び
振れ運動の影響下に並進中の船に関するリアルタ
イム高分解能の合成開口レーダ(SAR)イメー
ジを航空機の機上プラツトフオームより発生する
ための方法及び装置に関するものである。
定すれば海の状態に応じた横揺れ、縦揺れ、及び
振れ運動の影響下に並進中の船に関するリアルタ
イム高分解能の合成開口レーダ(SAR)イメー
ジを航空機の機上プラツトフオームより発生する
ための方法及び装置に関するものである。
機上デイスプレーにおける高分解能の船舶イメ
ージはスタンドオフ指令誘導によるウエポンデリ
バリー(weapon delivery)のために、その船舶
の特定部分に標的を絞ることを可能にするもので
ある。この場合において、本発明は地上標的エリ
アのリアルタイム高分解能イメージを発生すると
ともに、前記デイスプレーにおいて表示された標
的エリア内において指示された単一の非放射性静
止または移動標的セルの距離及び方位角を正確に
測定及び追跡することにより、SAR搭載航空機
から前記標的に対する空対地ミサイル又は滑空爆
弾を正確に投射(デリバリー)できるようにしす
るための機上SARシステムに関するものである。
上記の機能を達成するためのシステムは、すでに
ソルボールズ及びウオルター J.スメレツクによ
つて出願された1982年4月30日付米国特許願第
373806号において「移動標的用兵器制御
(“moving Target Ordnance Control”)」と題
して開示されたものである。
ージはスタンドオフ指令誘導によるウエポンデリ
バリー(weapon delivery)のために、その船舶
の特定部分に標的を絞ることを可能にするもので
ある。この場合において、本発明は地上標的エリ
アのリアルタイム高分解能イメージを発生すると
ともに、前記デイスプレーにおいて表示された標
的エリア内において指示された単一の非放射性静
止または移動標的セルの距離及び方位角を正確に
測定及び追跡することにより、SAR搭載航空機
から前記標的に対する空対地ミサイル又は滑空爆
弾を正確に投射(デリバリー)できるようにしす
るための機上SARシステムに関するものである。
上記の機能を達成するためのシステムは、すでに
ソルボールズ及びウオルター J.スメレツクによ
つて出願された1982年4月30日付米国特許願第
373806号において「移動標的用兵器制御
(“moving Target Ordnance Control”)」と題
して開示されたものである。
前記ボールズ及びスメレツクによる米国出願に
よれば、ミサイルまたは滑空爆弾は慣性または無
線位置設定式中期コース誘導技術によりほぼ垂直
な終極軌道の出発点にもたらせる。終極誘導相に
おいて、干渉計アンテナシステムは合成開口レー
ダおよび関連した信号処理設備とともに用いら
れ、これによつて高分解能リアルタイム合成開口
レーダの地表マツプデイスプレー上でオペレータ
が指示する地上標的と攻撃兵器との間の相対距離
および方位角の測定を行うことができる。航空機
から攻撃兵器への指令誘導チヤネルは、このセン
サーにより引き出された情報を用いることによ
り、攻撃兵器の軌道を操作して前記相対距離およ
び方位角の分離がゼロとなるように駆動して攻撃
兵器が標的に衝突するように指令するものであ
る。
よれば、ミサイルまたは滑空爆弾は慣性または無
線位置設定式中期コース誘導技術によりほぼ垂直
な終極軌道の出発点にもたらせる。終極誘導相に
おいて、干渉計アンテナシステムは合成開口レー
ダおよび関連した信号処理設備とともに用いら
れ、これによつて高分解能リアルタイム合成開口
レーダの地表マツプデイスプレー上でオペレータ
が指示する地上標的と攻撃兵器との間の相対距離
および方位角の測定を行うことができる。航空機
から攻撃兵器への指令誘導チヤネルは、このセン
サーにより引き出された情報を用いることによ
り、攻撃兵器の軌道を操作して前記相対距離およ
び方位角の分離がゼロとなるように駆動して攻撃
兵器が標的に衝突するように指令するものであ
る。
近年の技術によれば、SARイメージの発生は
航空機が一定の土地の上を飛行するとき、航空機
運動に基づく一定範囲の周波数勾配が生ずるとい
う事実に基づくものである。隣接ドツプラフイル
タバンクを介して特定の時間間隔に亘る一定範囲
の小インクリメントから受信された積分信号の処
理は航空機運動に基づいて要求されるすべてのこ
のような入来信号の適当な位相補正を加えた後、
方位次元において分散した密度の高い散乱体の中
から返送された信号の分解を可能にするものであ
る。至近間隔の隣接した距離間隔から受信された
信号の同様な処理は、距離対方位座標枠内におい
てシステムの分解限度によりすべての散乱体(ス
キヤツタ)から受信された信号のCRTへの強度
プロツトの形成を可能にするものである。さら
に、そのように形成されたマツプ内で分解能セル
(分解能要素)を指定することは、そのセルの方
位角の干渉計によ測定値を前述した攻撃兵器の指
令誘導のために用いることができるようにするも
のである。距離方向における分解能は、送信パル
ス幅および受信信号のサンプリング率の正確度に
応じて定まる。また、交差−距離(クロスレン
ジ)もしくは方位角の方向における分解能は、航
空機交差−見通し線速度の認識及びその見通し線
の焦点に関する回転速度の測定値に応じて定まる
ものであり、これによつてドツプラフイルタの帯
域幅及びフイルタ間隔が所望の方位角分解能にお
いてプリセツトされる。さらに、導入された人為
的な距離およびドツプラ信号を地上標的ビデオと
混合することによつて引き出されたデイスプレー
上のカーソル配置より形成されたマツプ内におい
て、何らかの分解能セルを指定すると、これはそ
のカーソルによつて認識される標的セルの方位角
における干渉計測定値を前述した兵器指令誘導の
ために用いられるようにすることを意味する。兵
器衝突精度の要求は、距離及び方位角における標
的追跡が、投入すべき点への兵器誘導中におい
て、連続配置された開口を通じて実行されるべき
ことを示唆する。これは距離/ドツプラマツプ上
のカーソル位置を、それが指定された標的上にと
どまり、その標的の距離及び干渉計方位角が連続
的に認識されるように駆動することが要求され
る。このようなカーソル追跡は、航空機が一定の
地上領域に関して位置を変化するときの、機上セ
ンサーによる誘導用測定値に基づいて達成され
る。
航空機が一定の土地の上を飛行するとき、航空機
運動に基づく一定範囲の周波数勾配が生ずるとい
う事実に基づくものである。隣接ドツプラフイル
タバンクを介して特定の時間間隔に亘る一定範囲
の小インクリメントから受信された積分信号の処
理は航空機運動に基づいて要求されるすべてのこ
のような入来信号の適当な位相補正を加えた後、
方位次元において分散した密度の高い散乱体の中
から返送された信号の分解を可能にするものであ
る。至近間隔の隣接した距離間隔から受信された
信号の同様な処理は、距離対方位座標枠内におい
てシステムの分解限度によりすべての散乱体(ス
キヤツタ)から受信された信号のCRTへの強度
プロツトの形成を可能にするものである。さら
に、そのように形成されたマツプ内で分解能セル
(分解能要素)を指定することは、そのセルの方
位角の干渉計によ測定値を前述した攻撃兵器の指
令誘導のために用いることができるようにするも
のである。距離方向における分解能は、送信パル
ス幅および受信信号のサンプリング率の正確度に
応じて定まる。また、交差−距離(クロスレン
ジ)もしくは方位角の方向における分解能は、航
空機交差−見通し線速度の認識及びその見通し線
の焦点に関する回転速度の測定値に応じて定まる
ものであり、これによつてドツプラフイルタの帯
域幅及びフイルタ間隔が所望の方位角分解能にお
いてプリセツトされる。さらに、導入された人為
的な距離およびドツプラ信号を地上標的ビデオと
混合することによつて引き出されたデイスプレー
上のカーソル配置より形成されたマツプ内におい
て、何らかの分解能セルを指定すると、これはそ
のカーソルによつて認識される標的セルの方位角
における干渉計測定値を前述した兵器指令誘導の
ために用いられるようにすることを意味する。兵
器衝突精度の要求は、距離及び方位角における標
的追跡が、投入すべき点への兵器誘導中におい
て、連続配置された開口を通じて実行されるべき
ことを示唆する。これは距離/ドツプラマツプ上
のカーソル位置を、それが指定された標的上にと
どまり、その標的の距離及び干渉計方位角が連続
的に認識されるように駆動することが要求され
る。このようなカーソル追跡は、航空機が一定の
地上領域に関して位置を変化するときの、機上セ
ンサーによる誘導用測定値に基づいて達成され
る。
しかしながら、海の状態に応じた横揺れ、縦揺
れ及び触れを生じている船舶の場合、与えられた
距離枠内への復帰信号の総合周波数勾配は実質上
船舶運動による電波散乱によつて決定され、航空
機運動のみに基づくものとは際立つて相違するも
のである。さらに、後に比較的詳しく述べる通
り、海の状態に応じた船舶の回転運動は厳密な意
味で距離/ドツプラ船舶イメージにおける歪みを
生じ、したがつて、船舶認識能力及びここに述べ
たような相対距離及び方位誘導技術を用いて指示
された船舶標的セルに対するスタンドオフ指令式
兵器誘導の成功率を顕著に損減することになる。
れ及び触れを生じている船舶の場合、与えられた
距離枠内への復帰信号の総合周波数勾配は実質上
船舶運動による電波散乱によつて決定され、航空
機運動のみに基づくものとは際立つて相違するも
のである。さらに、後に比較的詳しく述べる通
り、海の状態に応じた船舶の回転運動は厳密な意
味で距離/ドツプラ船舶イメージにおける歪みを
生じ、したがつて、船舶認識能力及びここに述べ
たような相対距離及び方位誘導技術を用いて指示
された船舶標的セルに対するスタンドオフ指令式
兵器誘導の成功率を顕著に損減することになる。
以上の見地において、航空機運動のみに基づく
周波数勾配を用いた周知技術は、海の状態に影響
されながら並進する船舶のSARイメージを、機
上プラツトフオームからリアルタイム及び高分解
能において発生させるためには不都合であること
が理解されよう。
周波数勾配を用いた周知技術は、海の状態に影響
されながら並進する船舶のSARイメージを、機
上プラツトフオームからリアルタイム及び高分解
能において発生させるためには不都合であること
が理解されよう。
したがつて、本発明の総括的な目的は、現存の
システムに関する前述した制約及び欠点を克服す
ることである。
システムに関する前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、海の状態に影響を受け
ている船舶の合成開口レーダイメージを高分解能
において表示するための方法および装置を提供す
ることである。
ている船舶の合成開口レーダイメージを高分解能
において表示するための方法および装置を提供す
ることである。
本発明の別の目的は、船舶を表わす表示画像に
おけるすでに述べた所定の交差−距離(又は方
位)分解能を実現するために、航空機及び船舶の
回転速度に応じた交差−見通し線相対速度を測定
する方法及び装置を提供することである。
おけるすでに述べた所定の交差−距離(又は方
位)分解能を実現するために、航空機及び船舶の
回転速度に応じた交差−見通し線相対速度を測定
する方法及び装置を提供することである。
本発明のいま一つの目的は、ドツプラ処理され
た距離抜取りデータから得られた干渉計方位角測
定値に基づいて、船舶の縮尺されたSAR高分解
能距離/交差−距離(方位)イメージを形成する
ことにより、海の状態を伴つたその船舶の回転運
動に基づく距離/ドツプラ船舶の固有の歪みを除
去するための方法及び装置を提供することであ
る。これにより船舶標的の特定の距離/方位分解
能セルのカーソル設定及び追跡を許容し、前記標
的に対してスタンドオフ指令誘導によるウエポン
デリバリーを実施することができる。
た距離抜取りデータから得られた干渉計方位角測
定値に基づいて、船舶の縮尺されたSAR高分解
能距離/交差−距離(方位)イメージを形成する
ことにより、海の状態を伴つたその船舶の回転運
動に基づく距離/ドツプラ船舶の固有の歪みを除
去するための方法及び装置を提供することであ
る。これにより船舶標的の特定の距離/方位分解
能セルのカーソル設定及び追跡を許容し、前記標
的に対してスタンドオフ指令誘導によるウエポン
デリバリーを実施することができる。
前述しなかつた他の目的を含むすべての目的及
び利益は好ましい実施例に関する以下の詳細な説
明、もしくは本発明の実施において明確になるで
あろう。略述すれば、本発明は干渉計アンテナお
よび距離方位角デイスプレー装置を有する機上合
成開口レーダシステムとの関連において、海の状
態に影響されている船舶標的の改良された方位分
解能を有する距離/方位イメージを形成するため
の方法及び装置を指向するものである。
び利益は好ましい実施例に関する以下の詳細な説
明、もしくは本発明の実施において明確になるで
あろう。略述すれば、本発明は干渉計アンテナお
よび距離方位角デイスプレー装置を有する機上合
成開口レーダシステムとの関連において、海の状
態に影響されている船舶標的の改良された方位分
解能を有する距離/方位イメージを形成するため
の方法及び装置を指向するものである。
本発明の技術によれば、海の状態に影響された
船舶標的の改良された方位分解能を有する距離/
方位イメージは、船舶標的を含む散乱体から受信
した信号を処理することにより船舶に関するレー
ダ搭載の交差−見通し線速度を生ずる総合ドツプ
ラ値を算出するとともに、その算出された交差見
通し線相対速度から所定のシステムパラメータの
値を決定することにより形成される。この所定の
システムパラメータとは距離/方位イメージを形
成する場合に、連続したコヒーレント(同調的)
な積分間隔において予知的に用いられるものであ
る。
船舶標的の改良された方位分解能を有する距離/
方位イメージは、船舶標的を含む散乱体から受信
した信号を処理することにより船舶に関するレー
ダ搭載の交差−見通し線速度を生ずる総合ドツプ
ラ値を算出するとともに、その算出された交差見
通し線相対速度から所定のシステムパラメータの
値を決定することにより形成される。この所定の
システムパラメータとは距離/方位イメージを形
成する場合に、連続したコヒーレント(同調的)
な積分間隔において予知的に用いられるものであ
る。
本発明を理解する背景として、まず、最近の技
術及びその問題点について簡単に述べる。
術及びその問題点について簡単に述べる。
第1図を参照すると、そこには航空機及び地上
標的の幾何学的関係から合成開口レーダの距離/
ドツプラ像を形成する態様が示されている。図か
ら明らかな通り、SAR像は航空機が一定地域の
上空を飛行するとき、ドツプラシフトに基づく一
定距離内の周波数グルジエント(周波数の傾き)
が形成され、それが水平に飛行する場合、Vを航
空機速度、f及びをそれぞれ焦点Fに関し傾斜
平面内において測定されたドツプラシフト周波数
及び方位角とし、さらにλをレーダシステムの動
動波長としてdf/d=−2Vsinθ/λにより与
えられる。すでに述べた通り、周波数グラジエン
トぱ完全に航空機運動に基づくものである。
標的の幾何学的関係から合成開口レーダの距離/
ドツプラ像を形成する態様が示されている。図か
ら明らかな通り、SAR像は航空機が一定地域の
上空を飛行するとき、ドツプラシフトに基づく一
定距離内の周波数グルジエント(周波数の傾き)
が形成され、それが水平に飛行する場合、Vを航
空機速度、f及びをそれぞれ焦点Fに関し傾斜
平面内において測定されたドツプラシフト周波数
及び方位角とし、さらにλをレーダシステムの動
動波長としてdf/d=−2Vsinθ/λにより与
えられる。すでに述べた通り、周波数グラジエン
トぱ完全に航空機運動に基づくものである。
次に第2図を参照すると、距離/ドツプラ船舶
像、すなわち距離/方位船舶像の形成に関与する
航空機及び船舶標的の幾何学的及び動的関係が図
示されている。図から明らかな通り、Vyyは(水
平)交差見通し線速度、すなわち−Vsinθであ
り、Vzzは前記Vyyと、点Fで示した船舶の回転
追跡点(又は追尾点)の中心に向かうレーダ見通
し線の双方に対して直角な航空機速度成分であ
る。ここにVzz方向に平行な軸のまわりにおける
船舶の回転Wzzは、焦点Fに近接した船舶散乱体
に関する機上SARの総合見通し線の回転に影響
することが理解されであろう。これはさきに航空
機の交差−見通し線速度Vyyによつて厳密に判定
されたものである。このデータを処理して船舶の
実際的な縮尺像を生成するためには、まず航空機
の運動だけでなく、船舶の運動を含む総合的なド
ツプラ周波数グラジエントにおいて、フイルタ帯
域幅と周波数分離をセツトする必要がある。船舶
の回転は通常は不明であるからイメージ分解能を
固定することはできず、その結果、ドツプラ次元
に沿つた像縮尺率は未知であり、したがつて船舶
を分類しようとする場合に重大な誤りを生ずる場
合がある。また、表示された船舶像にはかなりの
歪みを生ずるが、これは船舶回転の瞬時値Wzz及
びWyy(Vyyに平行)に基づくものである。
像、すなわち距離/方位船舶像の形成に関与する
航空機及び船舶標的の幾何学的及び動的関係が図
示されている。図から明らかな通り、Vyyは(水
平)交差見通し線速度、すなわち−Vsinθであ
り、Vzzは前記Vyyと、点Fで示した船舶の回転
追跡点(又は追尾点)の中心に向かうレーダ見通
し線の双方に対して直角な航空機速度成分であ
る。ここにVzz方向に平行な軸のまわりにおける
船舶の回転Wzzは、焦点Fに近接した船舶散乱体
に関する機上SARの総合見通し線の回転に影響
することが理解されであろう。これはさきに航空
機の交差−見通し線速度Vyyによつて厳密に判定
されたものである。このデータを処理して船舶の
実際的な縮尺像を生成するためには、まず航空機
の運動だけでなく、船舶の運動を含む総合的なド
ツプラ周波数グラジエントにおいて、フイルタ帯
域幅と周波数分離をセツトする必要がある。船舶
の回転は通常は不明であるからイメージ分解能を
固定することはできず、その結果、ドツプラ次元
に沿つた像縮尺率は未知であり、したがつて船舶
を分類しようとする場合に重大な誤りを生ずる場
合がある。また、表示された船舶像にはかなりの
歪みを生ずるが、これは船舶回転の瞬時値Wzz及
びWyy(Vyyに平行)に基づくものである。
第3A図は船舶の回転が航空機運動に基づく回
転より大きいものとした場合、その船舶回転速度
を−Wzz及びWyyとして仮想船舶像を代表する距
離/ドツプラ像の固有の歪みを示している。同様
に第3B図はWzzの符号が逆転した場合の距離/
ドツプラ表示における固有の歪みを示すものであ
る。この像は歪みを生じているだけでなく、ドツ
プラ方向に沿つて反転されたことに留意すべきで
ある。さらに、距離/ドツプラ像表示はWyy及び
Wzzにより指示された基本的な船舶回転速度にお
いて開口から開口へとすでに変化したものである
から、カーソルを開口から開口へと妥当なドツプ
ラフイルタ中に連続的に導入して指定された船舶
標的の分解能セルを連続的に追跡することは不可
能である。しかしながら、このような分解能セル
の連続追跡は、標的セルのドツプラ周波数がすで
に変化していて予知できないという性質を考慮す
れば、動的な地上標的への兵器投入と同様、完璧
な指令兵器誘導を実施するために必要なことであ
る。
転より大きいものとした場合、その船舶回転速度
を−Wzz及びWyyとして仮想船舶像を代表する距
離/ドツプラ像の固有の歪みを示している。同様
に第3B図はWzzの符号が逆転した場合の距離/
ドツプラ表示における固有の歪みを示すものであ
る。この像は歪みを生じているだけでなく、ドツ
プラ方向に沿つて反転されたことに留意すべきで
ある。さらに、距離/ドツプラ像表示はWyy及び
Wzzにより指示された基本的な船舶回転速度にお
いて開口から開口へとすでに変化したものである
から、カーソルを開口から開口へと妥当なドツプ
ラフイルタ中に連続的に導入して指定された船舶
標的の分解能セルを連続的に追跡することは不可
能である。しかしながら、このような分解能セル
の連続追跡は、標的セルのドツプラ周波数がすで
に変化していて予知できないという性質を考慮す
れば、動的な地上標的への兵器投入と同様、完璧
な指令兵器誘導を実施するために必要なことであ
る。
以上述べたことから明らかな通り、海の状態に
応じた船舶の回転運動は距離/ドツプラ船舶像に
おける重大な歪みを生じ、したがつて、ここに概
説したような相対距離及び方位誘導技術を用いた
船舶識別能力、並びに指定された船舶標的セルへ
のスタンドオフ指令型兵器誘導の成功率を大きく
低下させるものである。
応じた船舶の回転運動は距離/ドツプラ船舶像に
おける重大な歪みを生じ、したがつて、ここに概
説したような相対距離及び方位誘導技術を用いた
船舶識別能力、並びに指定された船舶標的セルへ
のスタンドオフ指令型兵器誘導の成功率を大きく
低下させるものである。
第4図は本発明の技術に従つて、船舶回転運動
の存在下において種々の距離区分(range bin)
に亘り等しいドツプラグラジエントを形成する態
様を示すものである。図から明らかな通り、レー
ダ見通し線はRLpsで示され、距離区分RB1、
RB2、RB3及びRB4は説明の便宜上、船舶標的
から反射された信号の距離サンプリングにより生
じたものとする。船舶の回転運動は互いに直交し
た2つの軸a及びbに関する回転に分解される。
これら2軸はまた図の通り、レーダ見通し線RLps
に直交するものである。
の存在下において種々の距離区分(range bin)
に亘り等しいドツプラグラジエントを形成する態
様を示すものである。図から明らかな通り、レー
ダ見通し線はRLpsで示され、距離区分RB1、
RB2、RB3及びRB4は説明の便宜上、船舶標的
から反射された信号の距離サンプリングにより生
じたものとする。船舶の回転運動は互いに直交し
た2つの軸a及びbに関する回転に分解される。
これら2軸はまた図の通り、レーダ見通し線RLps
に直交するものである。
船舶の表面輪郭が傾角(elevation)において
は顕著な変化を有しない場合、“b”軸のまわり
の回転は各距離区分において交差見通し線次元
(方位)の関数としてのドツプラグラジエントを
生ずる。このドツプラグラジエントは各距離区分
ごとに一定の傾きを有し、傾きの大きさは仮定さ
れた回転速度に比例する。“a”軸のまわりの回
転は各距離区分を通じて一定のドツプラシフトを
生ずるが、そのドツプラシフトは回転軸“a”か
らその距離区分までの距離に応じて、距離区分か
ら距離区分にかけて直線的に変化する。したがつ
て、総合的に観察される効果は、これら2つの回
転の合成に基づくものである。第2図の用語にお
いて各距離区分内のドツプラグラジエントは次の
ように表わされる。
は顕著な変化を有しない場合、“b”軸のまわり
の回転は各距離区分において交差見通し線次元
(方位)の関数としてのドツプラグラジエントを
生ずる。このドツプラグラジエントは各距離区分
ごとに一定の傾きを有し、傾きの大きさは仮定さ
れた回転速度に比例する。“a”軸のまわりの回
転は各距離区分を通じて一定のドツプラシフトを
生ずるが、そのドツプラシフトは回転軸“a”か
らその距離区分までの距離に応じて、距離区分か
ら距離区分にかけて直線的に変化する。したがつ
て、総合的に観察される効果は、これら2つの回
転の合成に基づくものである。第2図の用語にお
いて各距離区分内のドツプラグラジエントは次の
ように表わされる。
fd=2/λ(Vyy+WzzRp)、 (1)
ここにfdはドツプラシフト、Rpは傾斜距離すな
わち、傾斜面に沿つた直距離(slant range)、そ
してΔθは焦点Fにおいて設定された見通し線に
関する方位角である。定義として次式が得られ
る。
わち、傾斜面に沿つた直距離(slant range)、そ
してΔθは焦点Fにおいて設定された見通し線に
関する方位角である。定義として次式が得られ
る。
V′yy≡Vyy+WzzRp、 (2)
ここにV′yyは航空機及び船舶の並進運動に基づ
く総合水平交差見通し線速度であり、式(1)は次の
ように書き換えられる。
く総合水平交差見通し線速度であり、式(1)は次の
ように書き換えられる。
=(λ/2V′yy)fd、 (3)
この式は与えられた距離区分におけるドツプラ
シフト及び方位角の直線関係を示すものである。
シフト及び方位角の直線関係を示すものである。
与えられた距離区分における角ドツプラフイル
タについて得られた干渉計測定による方位角
対フイルタドツプラ周波数fdの関係を作図するこ
とにより、最小二乗法による回帰適合
(regression fit)が点から点(又はその直近)を
結ぶ最も妥当な直線を決定するために実行されう
る。したがつて、式(3)より見通し線の勾配または
傾きMはλ/2V′yyの測定値であり、これによつ
て船舶の回転を含む総合ドツプラ効果に基づく交
差見通し線速度V′yyが判定され、その値からすで
に述べた方位分解能dazと、SARコヒーレントレ
ント積分時間T、並びにドツプラーフイルタ帯域
幅及び間隔が確定される。
タについて得られた干渉計測定による方位角
対フイルタドツプラ周波数fdの関係を作図するこ
とにより、最小二乗法による回帰適合
(regression fit)が点から点(又はその直近)を
結ぶ最も妥当な直線を決定するために実行されう
る。したがつて、式(3)より見通し線の勾配または
傾きMはλ/2V′yyの測定値であり、これによつ
て船舶の回転を含む総合ドツプラ効果に基づく交
差見通し線速度V′yyが判定され、その値からすで
に述べた方位分解能dazと、SARコヒーレントレ
ント積分時間T、並びにドツプラーフイルタ帯域
幅及び間隔が確定される。
距離区分r内のすべてのドツプラ/方位角測定
点に対する最適合直線の勾配Mrは、重み付けさ
れた最小二乗法回帰直線のための標準式から見出
される。すなわち、 Mr=(Σwi)Σ(wifiθi)−(Σwifi)(ΣwiΔθi)
/(Σwi)(Σwifi2)−〔Σwifi〕2(4) ここにfi及びθiはそれぞれi番目の座標対をな
すドツプラ周波数及び干渉計方位角であり、wiは
i番目フイルタにおける信号パワーに比例した相
対重み係数である。
点に対する最適合直線の勾配Mrは、重み付けさ
れた最小二乗法回帰直線のための標準式から見出
される。すなわち、 Mr=(Σwi)Σ(wifiθi)−(Σwifi)(ΣwiΔθi)
/(Σwi)(Σwifi2)−〔Σwifi〕2(4) ここにfi及びθiはそれぞれi番目の座標対をな
すドツプラ周波数及び干渉計方位角であり、wiは
i番目フイルタにおける信号パワーに比例した相
対重み係数である。
改良された傾きの計算はすべての距離区分(r
=1、2、3…、R)に亘つて得られた傾きの値
を平滑化(平均化)することにより得られる。こ
れは通常のシステムノイズがある種の剰余勾配の
不確定性を生ずるものと考えられるからである。
したがつて、平滑化された傾きの計算値Mは次式
より得られることになる。
=1、2、3…、R)に亘つて得られた傾きの値
を平滑化(平均化)することにより得られる。こ
れは通常のシステムノイズがある種の剰余勾配の
不確定性を生ずるものと考えられるからである。
したがつて、平滑化された傾きの計算値Mは次式
より得られることになる。
M=M1+M2+M3…MR/R、 (5)
式(3)よりドツプラ周波数はパラメータMを通じ
て方位角に関連するため、指定された方位分解能
についてのBW(及び間隔)が得られる。すなわ
ち BW=|(1/M)(θ)res|、 (6) ここに(θ)resは所望の方位角分解能である。
またdaz=R(θ)resであるからdazを所望の交差距
離分解能と置けば、 BW=|daz/MRO|・ (7) さらに、整合したSAR積分時間Tは次の通り
である。
て方位角に関連するため、指定された方位分解能
についてのBW(及び間隔)が得られる。すなわ
ち BW=|(1/M)(θ)res|、 (6) ここに(θ)resは所望の方位角分解能である。
またdaz=R(θ)resであるからdazを所望の交差距
離分解能と置けば、 BW=|daz/MRO|・ (7) さらに、整合したSAR積分時間Tは次の通り
である。
T=1/BW (8)
積分時間、フイルタ帯域幅及び間隔は形成され
るべき次の開口のために用いられる。データはそ
れが集められ、直後において表示されるべく準備
される公程に続く開口間隔内で処理される。表示
された像は縮尺された距離及び交差距離(方位)
座標内において両次元に沿つて指定された分解能
を有する。
るべき次の開口のために用いられる。データはそ
れが集められ、直後において表示されるべく準備
される公程に続く開口間隔内で処理される。表示
された像は縮尺された距離及び交差距離(方位)
座標内において両次元に沿つて指定された分解能
を有する。
SAR搭載航空機及び船舶標的が双方とも並進
する場合、アンテナ照準戦の設定機構を方位(交
差距離)及び傾斜距離の両方向において操縦する
ことにより、合成開口間隔中において標的への正
確な照準合わせ及び必要な測定安全性を確保する
ことが望ましい。方位操縦命令は慣性誘導手法に
より得られた航空機誘導測定値に基づいて形成さ
れる。この誘導測定値には増分命令が加えられ、
これによつて基本的な船舶散乱体に関する干渉計
的方位角測定値の平均値が照準線に関しゼロに維
持される。この場合、船舶は連続した開口を通じ
て追跡され、アンテナ照準線は船舶の回転中心に
向けられているものとする。
する場合、アンテナ照準戦の設定機構を方位(交
差距離)及び傾斜距離の両方向において操縦する
ことにより、合成開口間隔中において標的への正
確な照準合わせ及び必要な測定安全性を確保する
ことが望ましい。方位操縦命令は慣性誘導手法に
より得られた航空機誘導測定値に基づいて形成さ
れる。この誘導測定値には増分命令が加えられ、
これによつて基本的な船舶散乱体に関する干渉計
的方位角測定値の平均値が照準線に関しゼロに維
持される。この場合、船舶は連続した開口を通じ
て追跡され、アンテナ照準線は船舶の回転中心に
向けられているものとする。
同様に、運動補償用位相補正が入来信号に対し
パルス−ツー−パルス手法において適用される。
これは慣性検出器により引出された航空機航行測
定値に基づくものであり、すべての基本的な船舶
散乱体からの平均ドツプラ周波数が開口から開口
にかけてゼロに維持されるという要求に従うもの
である。
パルス−ツー−パルス手法において適用される。
これは慣性検出器により引出された航空機航行測
定値に基づくものであり、すべての基本的な船舶
散乱体からの平均ドツプラ周波数が開口から開口
にかけてゼロに維持されるという要求に従うもの
である。
したがつて、時間の関数としての運動補償位相
変化は航空機と船舶標的との間の相対変位速度、
すなわち距離速度であり、船舶標的に対する俯角
又は傾角η(第2図参照)を制御すべく用いられ
る。このようにして引き出された相対距離速度は
さらに1つのパルスから次のパルスにかけての距
離サンプリングの開始を制御することにより、1
つのパルスから次のパルスへの対応する距離サン
プルを同一の距離増分に対応させるために用いら
れる。これはコヒーレント積分間隔に亘る所望の
距離分解能、及び最大処理ゲインを得るために要
求されることである。
変化は航空機と船舶標的との間の相対変位速度、
すなわち距離速度であり、船舶標的に対する俯角
又は傾角η(第2図参照)を制御すべく用いられ
る。このようにして引き出された相対距離速度は
さらに1つのパルスから次のパルスにかけての距
離サンプリングの開始を制御することにより、1
つのパルスから次のパルスへの対応する距離サン
プルを同一の距離増分に対応させるために用いら
れる。これはコヒーレント積分間隔に亘る所望の
距離分解能、及び最大処理ゲインを得るために要
求されることである。
高分解能の距離/方位船舶像の発生は指定され
た標的セルを構成する特定の分解能セルの像内に
おけるカーソルの位置決め配置を許容するもので
ある。きわめて高精度な兵器指令誘導を実施する
ためには連続的な像を通じてカーソル位置の追跡
を行うことにより、最初に指定された分解能セル
上に連続的に重ねられるようにしなければならな
い。
た標的セルを構成する特定の分解能セルの像内に
おけるカーソルの位置決め配置を許容するもので
ある。きわめて高精度な兵器指令誘導を実施する
ためには連続的な像を通じてカーソル位置の追跡
を行うことにより、最初に指定された分解能セル
上に連続的に重ねられるようにしなければならな
い。
第5図を参照すると、船舶の振れ運動をカーソ
ル補正を公式を決定する幾何学が示されている。
ここに示す通り、点Pは距離(y)対方位(x)
座標枠内における仮想標的セルを表わしている。
時間経過に伴つて、標的セルPのカーソル追跡は
通常は開口から開口への航空機及び船舶の間の相
対的な並進に基づいて、SAR搭載航空機を基準
とする、その指定された距離/方位位置において
達成される。しかしながら、船舶回転成分Wzzの
効果は基本的には船舶の振れ運動によつてもたら
され、最初はP点においてカーソルの下側に位置
する船舶の先端に近い標的セルが時間経過ととも
にカーソルに関して回転するものとして現れ、こ
れによつて重大なカーソルのずれを生じ、その結
果、兵器投下誤差を生ずるものである。
ル補正を公式を決定する幾何学が示されている。
ここに示す通り、点Pは距離(y)対方位(x)
座標枠内における仮想標的セルを表わしている。
時間経過に伴つて、標的セルPのカーソル追跡は
通常は開口から開口への航空機及び船舶の間の相
対的な並進に基づいて、SAR搭載航空機を基準
とする、その指定された距離/方位位置において
達成される。しかしながら、船舶回転成分Wzzの
効果は基本的には船舶の振れ運動によつてもたら
され、最初はP点においてカーソルの下側に位置
する船舶の先端に近い標的セルが時間経過ととも
にカーソルに関して回転するものとして現れ、こ
れによつて重大なカーソルのずれを生じ、その結
果、兵器投下誤差を生ずるものである。
カーソル位置には付加的な追跡補正が行われ、
船舶回転成分Wzzがすでに述べたV′yyのための回
帰的解放から学習されることを認識することによ
り、この積極的な誤差源を除去するものである。
時間の増分変化dtの関数としての角φとdφにお
ける変化は次の式から与えられる。この場合、φ
は指定された標的セルの初期位置により測定され
る。すなわち、 dφ=∫Wzzdt、 (9) さらに、 ds=r dφ、 (10) dy=−ds cosφ、 (11) そして dx=ds sinφ、 (12) ここに cosφ=x/r、 (13) そして sinφ=y/r、 (14) (9)式から(14)式を結合すると、 dy=−x∫Wzzdt、 (15) そして dx=y∫Wzzdt、 (16) 式(15)及び(16)はそれぞれ時間増分dtの後
における距離及び方位の補正を示すものである。
この場合、距離y及び方位xからなる初期標的セ
ル位置は船舶の回転中心に関するものである。式
(15)及び(16)に用いられるべきWzzの値は式
(2)から得られるここにV′yyはVyy及びRpが判明し
たものとして処理された距離/ドツプラ/方位測
定値の実体に対する回帰法から得られたものであ
る。カーソルの補正は開口−開口手法を基礎とし
て形成される。ここにdtはさきの補正以来のコヒ
ーレント積分間隔を表わしている。
船舶回転成分Wzzがすでに述べたV′yyのための回
帰的解放から学習されることを認識することによ
り、この積極的な誤差源を除去するものである。
時間の増分変化dtの関数としての角φとdφにお
ける変化は次の式から与えられる。この場合、φ
は指定された標的セルの初期位置により測定され
る。すなわち、 dφ=∫Wzzdt、 (9) さらに、 ds=r dφ、 (10) dy=−ds cosφ、 (11) そして dx=ds sinφ、 (12) ここに cosφ=x/r、 (13) そして sinφ=y/r、 (14) (9)式から(14)式を結合すると、 dy=−x∫Wzzdt、 (15) そして dx=y∫Wzzdt、 (16) 式(15)及び(16)はそれぞれ時間増分dtの後
における距離及び方位の補正を示すものである。
この場合、距離y及び方位xからなる初期標的セ
ル位置は船舶の回転中心に関するものである。式
(15)及び(16)に用いられるべきWzzの値は式
(2)から得られるここにV′yyはVyy及びRpが判明し
たものとして処理された距離/ドツプラ/方位測
定値の実体に対する回帰法から得られたものであ
る。カーソルの補正は開口−開口手法を基礎とし
て形成される。ここにdtはさきの補正以来のコヒ
ーレント積分間隔を表わしている。
船舶のマストからなどのように種々の傾角を有
する船舶散乱体からの有意味な帰還信号は、それ
らの付加的なドツプラ影響速度に基づく干渉計方
位角対ドツプラ周波数のデータに適合した直線か
らかなりの程度分散したデータ点を生ずる。そし
て、前記ドツプラ影響速度は第4図において軸
“a”のまわりの船舶回転によつてもたらせる。
これは本発明の究極的な目標に到達するために不
可欠な交差見通し線速度V′yyの回帰的解法の精度
をかなり低下させるものと考えられる。このよう
な効果はすべての入手可能なデータ点から形成さ
れた最小二乗法適合線に関して指定された閾値領
域の外側におけるデータ点を排除するとともに、
このような排除後のデータに最適合処理を施すこ
とにより極小化することができる。傾角干渉計が
システム中に装備されるならば、方位けでなく傾
角測定もまたその排除処理における付加的な判別
式として用いられる。
する船舶散乱体からの有意味な帰還信号は、それ
らの付加的なドツプラ影響速度に基づく干渉計方
位角対ドツプラ周波数のデータに適合した直線か
らかなりの程度分散したデータ点を生ずる。そし
て、前記ドツプラ影響速度は第4図において軸
“a”のまわりの船舶回転によつてもたらせる。
これは本発明の究極的な目標に到達するために不
可欠な交差見通し線速度V′yyの回帰的解法の精度
をかなり低下させるものと考えられる。このよう
な効果はすべての入手可能なデータ点から形成さ
れた最小二乗法適合線に関して指定された閾値領
域の外側におけるデータ点を排除するとともに、
このような排除後のデータに最適合処理を施すこ
とにより極小化することができる。傾角干渉計が
システム中に装備されるならば、方位けでなく傾
角測定もまたその排除処理における付加的な判別
式として用いられる。
海面反射等によるノイズ信号に関しては、本発
明等の高分解能映像システムにおいて、分解能セ
ルはきわめて小さく、典型的には10×10ft又は6
×6ftである。また、なんらかの干渉又はノイズ
(海洋条件から発せられるクラツタ信号)は、対
象信号と同じドツプラ周波数を持つにちがいない
というのが一般的に知られた原理である。したが
つて、各セルが小面積であれば、同一周波数にお
いて受信されたクラツタはきわめて小さくなるた
め、無視できる。これは高い信号/ノイズ比が達
せられることを意味している。
明等の高分解能映像システムにおいて、分解能セ
ルはきわめて小さく、典型的には10×10ft又は6
×6ftである。また、なんらかの干渉又はノイズ
(海洋条件から発せられるクラツタ信号)は、対
象信号と同じドツプラ周波数を持つにちがいない
というのが一般的に知られた原理である。したが
つて、各セルが小面積であれば、同一周波数にお
いて受信されたクラツタはきわめて小さくなるた
め、無視できる。これは高い信号/ノイズ比が達
せられることを意味している。
ここで干渉計を用いた方位角対フイルタドツプ
ラ周波数の対応関係についてのモノパルス技術に
よる一般的測定法を(1962年、アメリカ合衆国の
マクグローヒル社より発行されたメリルI、スコ
ルミツク著「レーダシステム序説」に基づいて)
説明する。単一パルスによる、いわゆるモノパル
ス技術は2又はそれ以上の同時ビームを用いたも
のである。いくつかのアンテナ位置における振幅
の差は角度誤差に比例している。到達角(一座標
において)は、2個のセパレートアンテナから得
られた信号間の位相差を比較することにより決定
することができる。振幅比較トラツカーのアンテ
ナと同様、位相比較システムにおいて用いられる
アンテナは軸線からずれていない。アンテナの
個々の照準線は互いに平行して空間中の同じボリ
ユームを照射する(フアーフイールド)放射線を
生ずる。標的エコー信号の振幅は基本的には各ア
ンテナビームから得られたものと同一であるが、
位相は異なつている。
ラ周波数の対応関係についてのモノパルス技術に
よる一般的測定法を(1962年、アメリカ合衆国の
マクグローヒル社より発行されたメリルI、スコ
ルミツク著「レーダシステム序説」に基づいて)
説明する。単一パルスによる、いわゆるモノパル
ス技術は2又はそれ以上の同時ビームを用いたも
のである。いくつかのアンテナ位置における振幅
の差は角度誤差に比例している。到達角(一座標
において)は、2個のセパレートアンテナから得
られた信号間の位相差を比較することにより決定
することができる。振幅比較トラツカーのアンテ
ナと同様、位相比較システムにおいて用いられる
アンテナは軸線からずれていない。アンテナの
個々の照準線は互いに平行して空間中の同じボリ
ユームを照射する(フアーフイールド)放射線を
生ずる。標的エコー信号の振幅は基本的には各ア
ンテナビームから得られたものと同一であるが、
位相は異なつている。
高周波干渉計のセパレートアンテナから得られ
た信号間の位相関係を比較することからなる到達
角の測定は、電波星の位置の正確な測定のために
電波宇宙測定法によつて広く用いられている。電
波宇宙測定において用いられるような干渉計は受
動型であり、そのエネルギー源は標的それ自体か
ら放射されるものである。位相情報を用いて動作
する追跡レーダは能動型干渉計と同様であり、干
渉計レーダと呼ばれるべきものである。それはま
た、同時−位相比較レーダ、又は位相比較モノパ
ルスとも呼ばれている。ここでは後者の用語を用
いることとする。
た信号間の位相関係を比較することからなる到達
角の測定は、電波星の位置の正確な測定のために
電波宇宙測定法によつて広く用いられている。電
波宇宙測定において用いられるような干渉計は受
動型であり、そのエネルギー源は標的それ自体か
ら放射されるものである。位相情報を用いて動作
する追跡レーダは能動型干渉計と同様であり、干
渉計レーダと呼ばれるべきものである。それはま
た、同時−位相比較レーダ、又は位相比較モノパ
ルスとも呼ばれている。ここでは後者の用語を用
いることとする。
第7図に示すように、2個のアンテナは距離d
だけ分離している。標的までの距離はRであり、
アンテナ間隔dとの比較において極めて大きいも
のとする。標的への見通し線は2個のアンテナを
結ぶ線の直角二等分線に対して角度θをなしてい
る。アンテナ(1)から標的までの距離は、 R1=R+d/2sinθ そして、アンテナ(2)から標的までの距離は、 R2=R−d/2sinθ 2アンテナにおけるエコー信号間の位相差はおよ
そ Δφ=2π/λdsinθ ここに、θがsinθθという小角度であれば、位
相差は角度誤差の直線的な関数となり、サーボ制
御ループを介してアンテナを位置決めするために
用いることができる。
だけ分離している。標的までの距離はRであり、
アンテナ間隔dとの比較において極めて大きいも
のとする。標的への見通し線は2個のアンテナを
結ぶ線の直角二等分線に対して角度θをなしてい
る。アンテナ(1)から標的までの距離は、 R1=R+d/2sinθ そして、アンテナ(2)から標的までの距離は、 R2=R−d/2sinθ 2アンテナにおけるエコー信号間の位相差はおよ
そ Δφ=2π/λdsinθ ここに、θがsinθθという小角度であれば、位
相差は角度誤差の直線的な関数となり、サーボ制
御ループを介してアンテナを位置決めするために
用いることができる。
位相比較モノパルスレーダの初期のバージヨン
においては、角度誤差は角アンテナに接続された
受信機の出力間の位相差を測定することにより決
定されていた。アンテナの一つからの出力は、送
信のために用いられるとともに、距離情報を提供
するためにも用いられていた。このような構成に
よれば、所望の開口照射を達成し、かつアンテナ
照準を維持することは困難であつた。レーダオペ
レーシレヨンのより満足すべき方法は、RFにお
ける和及び差パターンを形成するとともに、信号
を通常の振幅比較モノパルスレーダにおける場合
と同様に処理することからなつている。
においては、角度誤差は角アンテナに接続された
受信機の出力間の位相差を測定することにより決
定されていた。アンテナの一つからの出力は、送
信のために用いられるとともに、距離情報を提供
するためにも用いられていた。このような構成に
よれば、所望の開口照射を達成し、かつアンテナ
照準を維持することは困難であつた。レーダオペ
レーシレヨンのより満足すべき方法は、RFにお
ける和及び差パターンを形成するとともに、信号
を通常の振幅比較モノパルスレーダにおける場合
と同様に処理することからなつている。
ミサイル誘導のために適用されるような位相比
較原理の一つの具体化において、2個の固定アン
テナにおける信号間の位相差は、アームの一方に
配置されたサーボ制御型移相器によつて測定され
る。サーボループは2チヤネル間の位相差がゼロ
になるまでのその移相器を調整する。ゼロ信号を
形成すべく導入されなければならない相シフト量
は角度誤差の測定値である。
較原理の一つの具体化において、2個の固定アン
テナにおける信号間の位相差は、アームの一方に
配置されたサーボ制御型移相器によつて測定され
る。サーボループは2チヤネル間の位相差がゼロ
になるまでのその移相器を調整する。ゼロ信号を
形成すべく導入されなければならない相シフト量
は角度誤差の測定値である。
位相及び振幅比較原理は4アンテナビームでは
なく、2アンテナビームによつて二次元角度追跡
を発生するために単一レーダ中に結合することが
できる。一平面内の角度情報(方位角)は位相比
較モノパルス方式におけると同様、2個の並置セ
パレートアンテナにより得られる。この場合、ビ
ームの一つは上向きにわずかに傾けられるが、他
方のビームはわずかに下向きに傾けられ、これに
よつて傾角における振幅比較モノパルスのために
必要な傾きを達成する。したがつて、アンテナパ
ターンの水平投影成分は位相比較方式のパターン
であり、垂直投影成分は振幅比較方式のパターン
である。
なく、2アンテナビームによつて二次元角度追跡
を発生するために単一レーダ中に結合することが
できる。一平面内の角度情報(方位角)は位相比
較モノパルス方式におけると同様、2個の並置セ
パレートアンテナにより得られる。この場合、ビ
ームの一つは上向きにわずかに傾けられるが、他
方のビームはわずかに下向きに傾けられ、これに
よつて傾角における振幅比較モノパルスのために
必要な傾きを達成する。したがつて、アンテナパ
ターンの水平投影成分は位相比較方式のパターン
であり、垂直投影成分は振幅比較方式のパターン
である。
振幅比較モノパルストラツカー及び位相比較モ
ノパルストラツカーは、いずれも二つのアンテナ
ビームを(一つの座標追跡について)採用する。
二つのシステムによつて得られた測定値は同一で
はなく、アンテナビームの特性をもた異なつたも
のになる。振幅比較モノパルス方式において、二
つのビームはオフセツト状態、すなわちわずかに
異なつた方向を有する。このパターン型は並置さ
れた2個のフイードホーン(2座標データに対し
ては4個のフイードホーン)を備えた1個の反射
デイツシユを用いることにより発生される。フイ
ードは並置方式でよいため、それらは半波長まで
近接させることができる。このような近接間隔に
より、2個のフイードにおいて受信された信号間
の位相差は無視し得るほど小さくなる。振幅比較
方式における2アンテナ出力間の何等かの振幅差
は、振幅の差に基づくものであり、位相差に基づ
くものではない。他方、位相比較モノパルス方式
においては、振幅差には関知せず、位相差のみが
測定され、したがつて、アンテナビームはオフセ
ツト配置されず、空間中の共通ボリユームを照射
するように指向配置される。2以上のフイードに
より、単一の反射器を照射して空間中の同一ボリ
ユームを照射する各独立したアンテナパターンを
発生させることは困難であるため、セパレート型
のアンテナが必要とされる。
ノパルストラツカーは、いずれも二つのアンテナ
ビームを(一つの座標追跡について)採用する。
二つのシステムによつて得られた測定値は同一で
はなく、アンテナビームの特性をもた異なつたも
のになる。振幅比較モノパルス方式において、二
つのビームはオフセツト状態、すなわちわずかに
異なつた方向を有する。このパターン型は並置さ
れた2個のフイードホーン(2座標データに対し
ては4個のフイードホーン)を備えた1個の反射
デイツシユを用いることにより発生される。フイ
ードは並置方式でよいため、それらは半波長まで
近接させることができる。このような近接間隔に
より、2個のフイードにおいて受信された信号間
の位相差は無視し得るほど小さくなる。振幅比較
方式における2アンテナ出力間の何等かの振幅差
は、振幅の差に基づくものであり、位相差に基づ
くものではない。他方、位相比較モノパルス方式
においては、振幅差には関知せず、位相差のみが
測定され、したがつて、アンテナビームはオフセ
ツト配置されず、空間中の共通ボリユームを照射
するように指向配置される。2以上のフイードに
より、単一の反射器を照射して空間中の同一ボリ
ユームを照射する各独立したアンテナパターンを
発生させることは困難であるため、セパレート型
のアンテナが必要とされる。
位相比較モノパルス原理に基づく追跡レーダは
以上により確立され、かつ動作するものである
が、この技術は他の角度追跡法などのように広く
用いられているものではない。和信号は比較的高
いサイドローブを有するが、これはセパレートア
ンテナの位相中心間の分離間隔が大きいからであ
る。(これらの高サイドローブは調相アレイにお
いて生成されたものと同様のグレーテイングロー
ブ(grating lobes)よるものである。)この高サ
イドローブの問題は、アンテナ開口を重複させる
ことにより減少し得る。反射器アンテナによれ
ば、これは角度感応性及びアンテナ利得の損失を
もたらすものである。
以上により確立され、かつ動作するものである
が、この技術は他の角度追跡法などのように広く
用いられているものではない。和信号は比較的高
いサイドローブを有するが、これはセパレートア
ンテナの位相中心間の分離間隔が大きいからであ
る。(これらの高サイドローブは調相アレイにお
いて生成されたものと同様のグレーテイングロー
ブ(grating lobes)よるものである。)この高サ
イドローブの問題は、アンテナ開口を重複させる
ことにより減少し得る。反射器アンテナによれ
ば、これは角度感応性及びアンテナ利得の損失を
もたらすものである。
第6図を参照すると、本発明を実施すべく用い
られたシステムの好ましい実施例のブロツク線図
が示されている、ここに示す通り、エキサイタ/
周波数合成器12において引き出された基準信号
からコヒーレント送信機11において発生した電
磁エネルギーパルスは送信アンテナ9から放射さ
れて海面上を航行する船舶標的に向けられる。船
舶標的から反射した信号は2つの分離した受信要
素(アンテナ素子)からなる干渉計アンテナ10
によつて受信される。このアンテナの共通照準方
向は送信アンテナ9の照準方向に対応する。送信
信号と同調したエキサイタ/周波数合成器12か
らの基準信号は受信機13及び14に加えられ、
干渉計アンテナ素子によつて受信されたこれらの
標的信号が、四象限内のI及びQからなるドツプ
ラシフト成分に復調される。これらのドツプラシ
フト成分はそれぞれ受信機から得られた瞬時アナ
ログ信号ベクトルにおける実数部及び虚数部であ
る。これらのアナログ信号成分はシステム距離分
解能の要求によつて決定されるサンプリング速度
において、A/D変換器15及び16によりデイ
ジタル化される。これらのデイジタルサンプルは
2つの干渉計アンテナ素子により個々に受信され
た信号を表わすものであり、パルスツーパルス法
(pulse−to−pulse basis)においてバルクメモ
リー19にストアされる。同時に、アンテナ位相
中心の並進及び回転運動、並びに船舶並進運動の
ための運動補償値が演算され、運動補償ユニツト
20内にストアされる。この演算及びストアのタ
イムシーケンスはアンテナ位相中心と船舶の回転
追跡点の中心との2路見通し線変位の変化を汎用
コンピユータ17において計算するプロセスに従
うものである。この態様は距離/方位角マツプ発
生器23において決定されるすべての船舶散乱体
の平均ドツプラ値をゼロとするように意図されて
いる。
られたシステムの好ましい実施例のブロツク線図
が示されている、ここに示す通り、エキサイタ/
周波数合成器12において引き出された基準信号
からコヒーレント送信機11において発生した電
磁エネルギーパルスは送信アンテナ9から放射さ
れて海面上を航行する船舶標的に向けられる。船
舶標的から反射した信号は2つの分離した受信要
素(アンテナ素子)からなる干渉計アンテナ10
によつて受信される。このアンテナの共通照準方
向は送信アンテナ9の照準方向に対応する。送信
信号と同調したエキサイタ/周波数合成器12か
らの基準信号は受信機13及び14に加えられ、
干渉計アンテナ素子によつて受信されたこれらの
標的信号が、四象限内のI及びQからなるドツプ
ラシフト成分に復調される。これらのドツプラシ
フト成分はそれぞれ受信機から得られた瞬時アナ
ログ信号ベクトルにおける実数部及び虚数部であ
る。これらのアナログ信号成分はシステム距離分
解能の要求によつて決定されるサンプリング速度
において、A/D変換器15及び16によりデイ
ジタル化される。これらのデイジタルサンプルは
2つの干渉計アンテナ素子により個々に受信され
た信号を表わすものであり、パルスツーパルス法
(pulse−to−pulse basis)においてバルクメモ
リー19にストアされる。同時に、アンテナ位相
中心の並進及び回転運動、並びに船舶並進運動の
ための運動補償値が演算され、運動補償ユニツト
20内にストアされる。この演算及びストアのタ
イムシーケンスはアンテナ位相中心と船舶の回転
追跡点の中心との2路見通し線変位の変化を汎用
コンピユータ17において計算するプロセスに従
うものである。この態様は距離/方位角マツプ発
生器23において決定されるすべての船舶散乱体
の平均ドツプラ値をゼロとするように意図されて
いる。
データが収集されるコヒーレント積分間隔の終
端において、運動補償ユニツト20にストアされ
た補正値はベクトル回転の形においてバルクメモ
リー19にストアされたタイムシーケンスに加え
られる。このベクトル回転はそのコヒーレント積
分間隔を通じて干渉計の2部分に受信された2つ
のシーケンス代表信号の各パルスにおける、各距
離サンプルに対して行われる2路運動補償用位相
補正を表わしている。運動補償の後、データはバ
ルクメモリー19から(新しいデータが入れられ
た場合に)読み出され、そのデイジタル信号をフ
ーリエ変換処理して各距離区分において所望の方
位分解能を提供するに必要なフイルタ処理を発生
するものである。このフイルタ処理はFFTプロ
セツサ21及び22において実行される。これら
のプロセツサは高速フーリエ変換デイジタル処理
を行つて、各距離区分の各ドツプラフイルタにお
いて方位分解されたコヒーレント合成ベクトル和
を生成するものである。FFTプロセツサ21及
び22において発生した距離/ドツプラマツプは
距離/方位角マツプ発生器23に供給される。こ
のマツプ発生器23ではセル−バイ−セル法
(cell−by−cell)概念において2つのマツプ中で
対応する距離/ドツプラセル間の位相比較が行わ
れる。これは2つのマツプのどの分解能セルにつ
いても行われる。これにより、周知の干渉計原理
に従つてこのような各分解能セルにおいて受信さ
れた信号の干渉計方位角を発生するものである。
すなわち、=sin-1[(λ/2πd′)φ]であり、
ここには方位角を、dは干渉計基準間隔すな
わち、2個の受信アンテナ素子の中心間隔であ
り、正確な角度測定のための狭いビーム幅を得る
ように、設定された距離を意味し、そして、φは
測定された電気的位相を意味するこれらのセルの
うち、ベクトル振幅が指定された閾値を上回るも
ののみが干渉計位相比較に用いられ、これによつ
て表示像における余分な輝点(方位誤配置)を除
去するものである。したがつて、そのような比較
的弱い信号により表示は生じない。そのように形
成された船舶標的の距離/方位マツプはスキヤン
コンバータ25にストアされ、ここで、このコン
バータ25で発生したカーソルビデオ信号を加え
られ、さらに、船舶標的を像表示するための
CRTデイスプレー26に入力するに先立つて像
強度を調整される。
端において、運動補償ユニツト20にストアされ
た補正値はベクトル回転の形においてバルクメモ
リー19にストアされたタイムシーケンスに加え
られる。このベクトル回転はそのコヒーレント積
分間隔を通じて干渉計の2部分に受信された2つ
のシーケンス代表信号の各パルスにおける、各距
離サンプルに対して行われる2路運動補償用位相
補正を表わしている。運動補償の後、データはバ
ルクメモリー19から(新しいデータが入れられ
た場合に)読み出され、そのデイジタル信号をフ
ーリエ変換処理して各距離区分において所望の方
位分解能を提供するに必要なフイルタ処理を発生
するものである。このフイルタ処理はFFTプロ
セツサ21及び22において実行される。これら
のプロセツサは高速フーリエ変換デイジタル処理
を行つて、各距離区分の各ドツプラフイルタにお
いて方位分解されたコヒーレント合成ベクトル和
を生成するものである。FFTプロセツサ21及
び22において発生した距離/ドツプラマツプは
距離/方位角マツプ発生器23に供給される。こ
のマツプ発生器23ではセル−バイ−セル法
(cell−by−cell)概念において2つのマツプ中で
対応する距離/ドツプラセル間の位相比較が行わ
れる。これは2つのマツプのどの分解能セルにつ
いても行われる。これにより、周知の干渉計原理
に従つてこのような各分解能セルにおいて受信さ
れた信号の干渉計方位角を発生するものである。
すなわち、=sin-1[(λ/2πd′)φ]であり、
ここには方位角を、dは干渉計基準間隔すな
わち、2個の受信アンテナ素子の中心間隔であ
り、正確な角度測定のための狭いビーム幅を得る
ように、設定された距離を意味し、そして、φは
測定された電気的位相を意味するこれらのセルの
うち、ベクトル振幅が指定された閾値を上回るも
ののみが干渉計位相比較に用いられ、これによつ
て表示像における余分な輝点(方位誤配置)を除
去するものである。したがつて、そのような比較
的弱い信号により表示は生じない。そのように形
成された船舶標的の距離/方位マツプはスキヤン
コンバータ25にストアされ、ここで、このコン
バータ25で発生したカーソルビデオ信号を加え
られ、さらに、船舶標的を像表示するための
CRTデイスプレー26に入力するに先立つて像
強度を調整される。
さらに、距離/方位角マツプ発生器23におい
て発生した距離/方位マトリクスは、交差LOS
(Line−of−sight;見通し線)速度コンピユータ
24に入力される。速度コンピユータ24内にお
いては各距離区分内で重み付けされた最小二乗直
線回帰法による適合直線が形成される。これは本
発明の原理に従つたものであり、式(4)によつて示
された通りである。このような各距離区分におけ
る方位角/ドツプラ分布Mrの勾配が形成され、
さらに、式(5)に従つたすべての距離区分に亘る平
均化を行うことにより改良された計算値Mが得ら
れる。この計算された傾きの値Mは汎用コンピユ
ータ17に入力され、これによつて式(7)及び(8)に
従つたフイルタ帯域幅(及び周波数分離)BW、
並びに積分時間Tが確立される。これは連続した
コヒーレント積分間隔における指定された方位分
解能の形成を統括するものである。
て発生した距離/方位マトリクスは、交差LOS
(Line−of−sight;見通し線)速度コンピユータ
24に入力される。速度コンピユータ24内にお
いては各距離区分内で重み付けされた最小二乗直
線回帰法による適合直線が形成される。これは本
発明の原理に従つたものであり、式(4)によつて示
された通りである。このような各距離区分におけ
る方位角/ドツプラ分布Mrの勾配が形成され、
さらに、式(5)に従つたすべての距離区分に亘る平
均化を行うことにより改良された計算値Mが得ら
れる。この計算された傾きの値Mは汎用コンピユ
ータ17に入力され、これによつて式(7)及び(8)に
従つたフイルタ帯域幅(及び周波数分離)BW、
並びに積分時間Tが確立される。これは連続した
コヒーレント積分間隔における指定された方位分
解能の形成を統括するものである。
アンテナ方位操縦命令は、慣性誘導システム1
8から入力された航空機誘導データ及び距離/方
位角マツプ発生器23によつて供給される種々の
船舶散乱体からの干渉計方位角測定値の平均値に
基づいて汎用コンピユータ17において発生され
る。この場合、全干渉計方位角の平均値は連続的
な開口を通じて汎用コンピユータ17における追
跡フイルタにより平滑化され、ゼロに維持され
る。運動補償のために汎用コンピユータ17で計
算された航空機及び船舶間の相対的並進運動に基
づくパルスツーパルス型2方向見通し線移動の変
化は、A/D変換器15及び16における距離サ
ンプリングの開始のための正確なタイミングを制
御する役目を果たし、これによつてコヒーレント
積分間隔に亘るパルスツーパルス型の対応サンプ
ルが船舶の等しい距離増分を表わすことになる。
8から入力された航空機誘導データ及び距離/方
位角マツプ発生器23によつて供給される種々の
船舶散乱体からの干渉計方位角測定値の平均値に
基づいて汎用コンピユータ17において発生され
る。この場合、全干渉計方位角の平均値は連続的
な開口を通じて汎用コンピユータ17における追
跡フイルタにより平滑化され、ゼロに維持され
る。運動補償のために汎用コンピユータ17で計
算された航空機及び船舶間の相対的並進運動に基
づくパルスツーパルス型2方向見通し線移動の変
化は、A/D変換器15及び16における距離サ
ンプリングの開始のための正確なタイミングを制
御する役目を果たし、これによつてコヒーレント
積分間隔に亘るパルスツーパルス型の対応サンプ
ルが船舶の等しい距離増分を表わすことになる。
船舶像の所望の分解能セルに対するカーソル配
置は汎用コンピユータ17を通じてオペレータが
ビデオ信号を指定することにより達せられ、スキ
ヤンコンバータ25に加えられる。ウエポンデリ
バリー装置の指定された船舶標的分解能セルのカ
ーソル追跡は汎用コンピユータ17によつて制御
される。これは航空機及び船舶間の並進運動に対
し、その航行法から導き出された時間とともに変
化する標的セル距離及び方位角を演算することで
あり、その場合、区回転速度Wzzにおいて付加的
な距離及び方位補正を式(15)及び(16)に従つ
てdy及びdxとし、これらを演算してスキヤンコ
ンバータ25に加えるものとする。Wzzの算出は
汎用コンピユータ17において式(2)により行われ
る。ここにV′yyは交差LOS速度コンピユタ24に
おける回帰解法から算定され、Vyy及びRpは汎用
コンピユータ17において航空機慣性測定値及び
距離ドツプラ/方位マツプ発生器23から得られ
た船舶標的の追跡データを基本にして決定され
る。
置は汎用コンピユータ17を通じてオペレータが
ビデオ信号を指定することにより達せられ、スキ
ヤンコンバータ25に加えられる。ウエポンデリ
バリー装置の指定された船舶標的分解能セルのカ
ーソル追跡は汎用コンピユータ17によつて制御
される。これは航空機及び船舶間の並進運動に対
し、その航行法から導き出された時間とともに変
化する標的セル距離及び方位角を演算することで
あり、その場合、区回転速度Wzzにおいて付加的
な距離及び方位補正を式(15)及び(16)に従つ
てdy及びdxとし、これらを演算してスキヤンコ
ンバータ25に加えるものとする。Wzzの算出は
汎用コンピユータ17において式(2)により行われ
る。ここにV′yyは交差LOS速度コンピユタ24に
おける回帰解法から算定され、Vyy及びRpは汎用
コンピユータ17において航空機慣性測定値及び
距離ドツプラ/方位マツプ発生器23から得られ
た船舶標的の追跡データを基本にして決定され
る。
アンテナ9及び10を位置決めするとともに、
コヒーレント送信機11のパルス繰返し周波数
prfを制御するための制御信号は、汎用コンピユ
ータ17から取り出される。データ伝送及びサブ
ルーチンシーケンスの開始などのようなすべての
タスク管理はレーダデータプロセツサ27によつ
て実行される。
コヒーレント送信機11のパルス繰返し周波数
prfを制御するための制御信号は、汎用コンピユ
ータ17から取り出される。データ伝送及びサブ
ルーチンシーケンスの開始などのようなすべての
タスク管理はレーダデータプロセツサ27によつ
て実行される。
送信アンテナ及び受信アンテナは、第6図のブ
ロツク線図においてはセパレータ型として示した
が、これらの送信及び受信機能は単一の開口アン
テナに結合することができる。ブロツク線図中の
すべての要素は市場的に入手するか、当業者が製
造することにより本発明の実施例中に組み入れる
ことができる。また、第6図において個々に示し
た機能素子の多くは設計段階において経済的に結
合することができる。
ロツク線図においてはセパレータ型として示した
が、これらの送信及び受信機能は単一の開口アン
テナに結合することができる。ブロツク線図中の
すべての要素は市場的に入手するか、当業者が製
造することにより本発明の実施例中に組み入れる
ことができる。また、第6図において個々に示し
た機能素子の多くは設計段階において経済的に結
合することができる。
第1図は合成開口レーダの距離/ドツプラ像の
形成にかかわる航空機及び地上標的の幾何学的関
係を示す図、第2図は距離/ドツプラ、すなわち
距離/方位船舶像の形成にかかわる航空機及び船
舶標的の幾何学的及び動的関係を示す図、第3A
図は第2図の場合と同様、回転速度を−Wzz及び
+Wyyと仮定した場合の距離/ドツプラ船舶像に
おいて生ずる固有の歪みを示す図、第3B図は第
2図の場合と同様、回転速度を+Wzz及び−Wyy
と仮定した場合の距離/ドツプラ船舶像において
生ずる固有の歪みを示す図、第4図は船舶の回転
運動が存在する場合において種々の距離区分に亘
る等しいドツプラに亘つて等しいドツプラグラジ
エントが形成される態様を示す図、第5図は船舶
の振れ運動に対するカーソル補正を行う場合の幾
何学を示す図、第6図は本発明の具体的実施例を
示すブロツク線図、第7図は位相比較モノパルス
レーダにおける波面の位相関係を示す線図であ
る。 V……航空機速度、θp……方位角、F……標点
焦点、Rp……傾斜距離、Wzz,Wyy……船舶回転
成分、ηp……傾角。
形成にかかわる航空機及び地上標的の幾何学的関
係を示す図、第2図は距離/ドツプラ、すなわち
距離/方位船舶像の形成にかかわる航空機及び船
舶標的の幾何学的及び動的関係を示す図、第3A
図は第2図の場合と同様、回転速度を−Wzz及び
+Wyyと仮定した場合の距離/ドツプラ船舶像に
おいて生ずる固有の歪みを示す図、第3B図は第
2図の場合と同様、回転速度を+Wzz及び−Wyy
と仮定した場合の距離/ドツプラ船舶像において
生ずる固有の歪みを示す図、第4図は船舶の回転
運動が存在する場合において種々の距離区分に亘
る等しいドツプラに亘つて等しいドツプラグラジ
エントが形成される態様を示す図、第5図は船舶
の振れ運動に対するカーソル補正を行う場合の幾
何学を示す図、第6図は本発明の具体的実施例を
示すブロツク線図、第7図は位相比較モノパルス
レーダにおける波面の位相関係を示す線図であ
る。 V……航空機速度、θp……方位角、F……標点
焦点、Rp……傾斜距離、Wzz,Wyy……船舶回転
成分、ηp……傾角。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 干渉計アンテナ及び距離対方位角表示装置を
有する機上搭載型合成開口レーダシステムに関連
して海洋条件の影響下にある船舶標的の尺度付け
された距離/方位像を形成するための方法であつ
て、 (a) 前記干渉計アンテナの見通し線の指定操作を
行うことにより船舶標的へのレーダ照射を提供
する段階と、 (b) コヒーレント積分間隔に跨がる周期のパルス
毎に対応するサンプルが、船舶標的の等しい距
離インクリメントに対応するように距離サンプ
リング時間を制御する段階と、 (c) レーダ搭載航空機及び前記船舶の各運動に基
づいてそれぞれ受信された信号の位相変動を補
償する段階と、 (d) 各距離区分における各ドツプラフイルタ毎に
前記補償された受信信号を干渉計を用いて測定
する段階と、 (e) 各距離区分において各ドツプラフイルタ毎に
測定されたデータを、干渉計方位角−対−フイ
ルタドツプラ周波数として作図する段階と、 (f) 各距離区分毎の方位角ドツプラ分布における
前記作図されたデータ点に対し、重み付けされ
た最小二乗直線回帰法による直線を適合させる
段階と、 (g) 各距離区分毎の方位角ドツプラ分布に適合し
た前記直線の傾斜を判定する段階と、 (h) すべての距離区分にわたつて判定された前記
傾斜値の平均を求める段階、及び (i) 前記平均化された傾斜値から、距離/方位像
の形成における連続したコヒーレント積分間隔
中で予想的に用いるための合成開口レーダ積分
時間及びドツプラフイルタ帯域幅と間隔を含む
予想的システムパラメータの値を決定する段階 を含むことを特徴とする合成開口レーダシステム
による船舶標的距離/方位像を形成するための方
法。 2 前記方法がさらに、 (a) 前記船舶標的の形成された距離/方位像を距
離対方位角表示の上に表示する段階と、 (b) 前記表示された船舶標的像について割り当て
られた距離/方位分解能セルを予め設定する段
階、及び (c) 前記割り当てられた船舶標的の分解能セルを
開口から開口にかけて追跡する段階 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 前記方法がさらに、前記割り当てられた距
離/方位分解能セルを予め設定するカーソル位置
に対し、船舶の回転追跡点の中心に関する航空機
の水平交差見通し線速度、及びレーダ見通し線の
双方に直角な軸のまわりにおける船舶の回転を補
償すべく追跡補正を適用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。 4 前記方法がさらに、各距離区分についての方
位角/ドツプラ分布のすべての受入れ可能なデー
タ点から形成された最小二乗適合位置の周囲にお
いて、指定されたスレツシホールド帯域の外側に
位置するデータ点を排除する段階、及びその排除
後においてデータに再適合処理を行う段階を含む
ことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の方
法。 5 干渉計アンテナ及び距離対方位角表示装置を
有する機上搭載型合成開口レーダシステムに関連
して海洋条件の影響下にある船舶標的の距離/方
位像を改良された方位分解能において形成するた
めの方法であつて、 (a) 前記船舶標的を含む散乱体から受信した信号
を処理して船舶に対するレーダ搭載航空機の総
合ドツプラ効果による交差見通し線速度を評価
する段階と、 (b) 前記評価された交差見通し線相対速度から前
記距離/方位像における連続したコヒーレント
積分間隔において予想的に用いられるべき所定
のシステムパラメータの値を決定する段階と、 (c) 前記距離対方位角表示装置上に、前記船舶標
的について形成された距離/方位像を表示する
段階と、 (d) 前記船舶標的の表示像における割り当てられ
た距離/方位分解能セルを予め設定する段階
と、 (e) 前記割り当てられた標的分解能セルの距離及
び干渉計測定による方位を開口毎に追跡する段
階と、 (f) 前記レーダ搭載航空機及び船舶の各運動に基
づいて受信された信号の位相変動を補償する段
階と、 (g) 前記干渉計アンテナの見通し線の指定を行う
ことにより前記船舶標的のレーダ照射を実行す
る段階と、 (h) 前記コヒーレント積分間隔に跨がつてパルス
毎に対応する距離サンプルが船舶標的の同様な
距離インクリメントに対応するように、前記距
離サンプリング時間を制御する段階と、 (i) 前記割り当てられた距離/方位分解能セルの
先行的設定用カーソルに対し前記船舶の回転追
跡点の中心に関する航空機の水平交差見通し線
速度、及びレーダ見通し線の双方に直角な軸の
まわりにおける船舶回転を補償するための追跡
補正を開口から開口にかけて適用する段階、及
び (j) 前記補償された受信信号を処理するために 各距離区分内における各ドツプラフイルタ
毎に補償された受信信号を干渉計により測定
し、 各距離区分内における各ドツプラ周波数に
ついての前記測定データを干渉計方位角対フ
イルタドツプラ周波数として作図し、 各距離区分毎の方位角/ドツプラ分布にお
ける作図されたデータ点に対し直線適合を形
成し、 各距離区分毎の方位角/ドツプラ分布に対
する直線適合の傾斜を決定し、 すべての距離区分にわたつて形成された傾
斜値を平均化し、さらに 船舶に対するレーダ搭載航空機の総合ドツ
プラ効果による交差見通し線速度の評価を、
前記平均化された傾斜値から獲得する とい
う具体的処理を施す段階を含むことを特徴とする
合成開口レーダシステムによる船舶標的の距離/
方位像を形成するための方法。 6 干渉計アンテナ及び距離対方位角表示装置を
有する機上搭載型合成開口レーダシステムに関連
して海洋条件の影響下にある船舶標的の距離/方
位像を改良された方位分解能において形成するた
めの方法であつて、 (a) 前記船舶標的を含む散乱体から受信した信号
を処理して船舶に対するレーダ搭載航空機の総
合ドツプラ効果による交差見通し線速度を評価
する段階と、 (b) 前記評価された交差見通し線相対速度から前
記距離/方位像における連続したコヒーレント
積分間隔において予想的に用いられるべき所定
のシステムパラメータの値を決定する段階と、 (c) 前記距離対方位角表示装置上に、前記船舶標
的について形成された距離/方位像を表示する
段階と、 (d) 前記船舶標的の表示像における割り当てられ
た距離/方位分解能セルを予め設定する段階
と、 (e) 前記割り当てられた標的分解能セルの距離及
び干渉計測定による方位を開口毎に追跡する段
階と、 (f) 前記レーダ搭載航空機及び船舶の各運動に基
づいて受信された信号の位相変動を補償する段
階と、 (g) 前記干渉計アンテナの見通し線の指定を行う
ことにより前記船舶標的のレーダ照射を実行す
る段階と、 (h) 前記コヒーレント積分間隔に跨がつてパルス
毎に対応する距離サンプルが船舶標的の同様な
距離インクリメントに対応するように、前記距
離サンプリング時間を制御する段階と、 (i) 前記割り当てられた距離/方位分解能セルの
先行的設定用カーソルに対し、前記船舶の回転
追跡点の中心に関する航空機の水平交差見通し
線速度、及びレーダ見通し線の双方に直角な軸
のまわりにおける船舶回転を補償するための追
跡補正を開口から開口にかけて適用する段階、
及び (j) 前記補償された受信信号を処理するために 各距離区分内における各ドツプラフイルタ
毎に補償された受信信号を干渉計により測定
し、 各距離区分内における各ドツプラ周波数に
ついての前記測定データを干渉計方位角対フ
イルタドツプラ周波数として作図し、 各距離区分毎の方位角/ドツプラ分布にお
ける作図されたデータ点に対し直線適合を形
成し、 各距離区分毎の方位角/ドツプラ分布に対
する直線適合の傾斜を決定し、 すべての距離区分にわたつて形成された傾
斜値を平均化し、 船舶に対するレーダ搭載航空機の総合ドツ
プラ効果による交差見通し線速度の評価を、
前記平均化された傾斜値から獲得し、さらに 各距離区分毎の方位角/ドツプラ分布に関
するすべての受入れ可能なデータ点から形成
された直線適合の周囲において、所定のスレ
シホールド帯域の外側に位置するデータ点を
排除すると共に、その排除後のデータに再適
合処理を加える という具体的処理を施す段階 を含むことを特徴とする合成開口レーダシステム
による船舶標的の距離/方位像を形成するための
方法。 7 2チヤンネル受信機兼ドツプラ処理システム
の入力に機能的に接続された2セクシヨン干渉計
アンテナ、及び前記2チヤンネル受信機兼ドツプ
ラ処理システムの出力に機能的に接続された距離
対方位角表示装置を有する機上搭載型合成開口レ
ーダシステムにおいて用いられるための、海洋条
件の影響下にある船舶標的の尺度付けされた距
離/方位像を改良された方位分解能において形成
するための像信号処理装置であつて、 (a) 前記干渉計アンテナの見通し線の指定操作を
行うことにより船舶標的へのレーダ照射を提供
する手段と、 (b) コヒーレント積分間隔に跨がる周期のパルス
毎に対応するサンプルが、船舶標的の等しい距
離インクリメントに対応するように距離サンプ
リング時間を制御する手段と、 (c) レーダ搭載航空機及び前記船舶の各運動に基
づいてそれぞれ受信された信号の位相変動を補
償する手段と、 (d) 各距離区分における各ドツプラフイルタ毎に
前記補償された受信信号を干渉計を用いて測定
する手段と、 (e) 複合的機能を果たすための手段であつて、 各距離区分において各ドツプラフイルタ毎
に測定されたデータを、干渉計方位角−対−
フイルタドツプラ周波数として作図する段階
と、 各距離区分毎の方位角ドツプラ分布におけ
る前記作図されたデータ点に対し、重み付け
された最小二乗直線回帰法による直線を適合
させる段階と、 各距離区分毎の方位角ドツプラ分布に適合し
た前記直線の傾斜を判定する段階と、 すべての距離区分にわたつて判定された前
記傾斜値の平均を求める段階、及び 前記平均化された傾斜値から、距離/方位
像の形成における連続したコヒーレント積分
間隔中で予想的に用いるための合成開口レー
ダ積分時間、及びドツプラフイルタ帯域幅と
間隔を含む予想的システムパラメータの値を
決定する段階 を実施するための手段と、 (g) 前記船舶標的に関して形成された距離/方位
像を距離対方位表示装置上に表示するための手
段と、 (h) 前記船舶標的の表示像について割り当てられ
た距離/方位分解能セルを予め設定するための
手段と、 (i) 前記船舶標的の割り当てられた分解能セルを
開口毎に追跡すると共に、前記割り当てられた
距離/方位分解能セルを予め設定するためのカ
ーソル位置に対し、船舶の回転追跡点の中心に
関する航空機水平交差見通し線速度、及びレー
ダ見通し線の双方に直角な軸のまわりにおける
船舶の回転を補償するための追跡補正を開口毎
に適用するための手段 を備えたことを特徴とする合成開口レーダシステ
ムによる船舶標的の距離/方位像を形成するため
の像信号処理装置。
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