JPH0641972B2 - レ−ダ信号処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は航空機に搭載され，地上のマッピングを行うレ
ーダの信号処理，その中でもビデオ信号のサンプリング
の制御を行う装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に航空機搭載用マッピングレーダは，送信した電波
の地上からの反射波の時間差を利用して地上位置の分解
を行っている。第２図は航空機より地上に電波を送信
し，地上のマッピングを行っている様子を表している。
(8)は航空機レーダ，(9)はレーダビームである。いま航
空機レーダ(8)より地上に向けてレーダビーム(9)を送信
したとする。すると地上から反射してくる反射波は地上
の点の距離によって到達時間が異なる。すなわち第２図
におけるＡ点はＢ点よりも航空機レーダ(8)に近いため
到達時間が短くなる。この差により地上のＡ点からＢ点
までの分解を行う。この際距離分解能は送信パルス幅で
決まるので，ディジタル処理でマッピングを行う場合は
反射波のビデオ信号を最小分解能であるパルス幅で一定
サンプリングしていた。つまりサンプリング間隔は一定
であった。

第３図はサンプリング間隔一定の場合のサンプル点と地
上位置の関係を示している。(10)は送信電波の到達時間
と地上のＡ点からＢ点方向への距離との関係を示す曲線
で，(11)は航空機レーダから送信された電波が点Ａで反
射されて到達する時間ｔＡ，(12)は同様に点Ｂで反射さ
れて到達する時間ｔＢである。図の曲線(10)より電波の
到達時間と地上のＡ点からの距離の関係は非線形である
ことがわかる。一般に受信機出力のビデオ信号をサンプ
ルする場合，サンプリング間隔は一定である。第４図に
サンプリング間隔一定のサンプルタイミング図を示す。
(13)はサンプリングパルスである。このように等間隔で
サンプリングすると，第３図からわかるように地上から
の反射波データは非線形な地上での値になってしまう。
従ってデータの間隔が不等間隔になるので，歪みのない
画像データとするためにはデータが等間隔になるよう補
正する必要がある。従来このデータ補正は，データ収集
後データを一定間隔となるよう分割し，中間点となるデ
ータは周囲のデータを使った内挿演算により求めること
で実現していた。

従来，ビデオデータをサンプリングし格納記憶する装置
として第５図に示すようなレーダ信号処理装置が提案さ
れている。図において(1)は反射波を受信してビデオ信
号に変換する受信部，(2)はビデオ信号をサンプリン
グ，量子化してディジタルビデオ信号に変換するＡ／Ｄ
変換部，(3)はディジタルビデオ信号を格納記憶するビ
デオメモリ部，(4)は上記Ａ／Ｄ変換部(2)に変換信号，
即ちサンプリングパルスを送るカウンタ部，(7)は上記
カウンタ部(4)の初期値設定，及び全体の制御を行う制
御演算部である。地上からの反射波データをビデオメモ
リ部(3)に格納記憶させるためには以下のようにする。
まず受信部(1)において反射波を受信しビデオ信号に変
換し，このビデオ信号をＡ／Ｄ変換部(2)においてディ
ジタルビデオに変換する。この際カウンタ部(4)は制御
演算部(7)によって設定された初期値をもとにして一定
間隔の変換信号を出力しており，Ａ／Ｄ変換部(2)はこ
の変換信号のタイミングでディジタルビデオ信号を出力
している。このようにしてサンプリング，量子化された
ビデオ信号は制御演算部(7)の制御によりビデオメモリ
部(3)へ格納記憶される。以上によりビデオメモリ部(3)
に格納されたデータは，データ間隔を一定にするため制
御演算部(7)の制御により補正処理がなされる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のレーダ信号処理装置では，ビデオ信号をサンプリ
ングする際にサンプル間隔を一定としていたため地上の
対応する点は一定間隔にならなかった。このため一旦メ
モリ内へ格納してから取得データの間隔が一定になるよ
うな補正処理を行う必要があり，これに伴う処理時間の
増大，誤差の発生等の問題点があった。

この発明はこのような問題点を解決するためになされた
もので，データ取得後のデータ間隔補正処理をなくすこ
とにより，補正処理に伴う誤差の解消及び全体の信号処
理の高速化を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るレーダ信号処理装置は，サンプリング間
隔を任意にするためのタイミングレジスタと，タイミン
グレジスタの値を時間とともに増減させるための制御信
号を格納するタイミング制御メモリを設けたものであ
る。

〔作 用〕

この発明においては，サンプリング間隔を計算し，それ
をタイミングレジスタの初期値と制御信号とに分けて制
御信号のみをタイミング制御メモリにあらかじめ格納し
ておき，この制御信号を読み出してタイミングレジスタ
の値を時間とともに変化させながら，その値をカウンタ
部に設定し，Ａ／Ｄ変換信号を発生する。

〔実施例〕

第１図はこの発明によるレーダ信号処理装置の一実施例
を示すブロック図である。(1)は反射波を受信してビデ
オ信号に変換する受信部，(2)はビデオ信号をサンプリ
ング，量子化してディジタルビデオ信号に変換するＡ／
Ｄ変換部，(3)はディジタルビデオ信号を格納記憶する
ビデオメモリ部，(4)は上記Ａ／Ｄ変換部(2)に変換信
号，即ちサンプリングパルスを送るカウンタ部，(5)は
上記カウンタ部(4)の初期値を与えるタイミングレジス
タ，(6)は上記タイミングレジスタ(5)の値を時間ととも
に増減させるための制御信号を格納するタイミング制御
メモリ，(7)はサンプリング間隔を計算し，タイミング
レジスタ(4)の制御信号に変換し，タイミング制御メモ
リに設定する機能，及び全体の制御を行う制御演算部で
ある。(1)，(2)，(3)，(4)，(7)は第５図で説明したも
のと同一のものである。

本装置により地上からの受信波をビデオメモリ部へ格納
する手順は以下のようになる。まず受信部(1)でレーダ
の地上からの反射波を受信しビデオ信号に変換する。次
に変換された上記ビデオ信号をＡ／Ｄ変換部(2)でサン
プリング，量子化してさらにディジタルビデオ信号に変
換するが，この際にサンプル間隔が問題となる。サンプ
リング間隔が一定の場合第３図に示した通り送信波の到
達時間とそれに対応する地上の地点が線形関係にないた
め，データ取得後データ間隔を一定にする補正処理を必
要とする。本発明では、サンプリング間隔を各サンプル
ごとに変化させることによりこの問題を解消している。
つまりビデオ信号をサンプリングする場合，そのサンプ
リング位置が地上の等間隔の位置に対応するように，航
空機の高度，速度，姿勢などの情報及びアンテナの方向
等の情報によりサンプリング間隔を計算してＡ／Ｄ変換
部(2)へ変換信号を供給している。第６図はサンプリン
グ間隔可変のサンプル間隔可変の場合のサンプル点と地
上位置の関係を示した図，第７図はサンプリング間隔可
変のサンプルタイミング図である。第３図，第４図と同
様，(10)は送信電波の到達時間と地上のＡ点からＢ点方
向への距離との関係を示す曲線，(11)は航空機レーダか
ら送信された電波が点Ａで反射されて到達する時間ｔ
Ａ，(12)は同様に点Ｂで反射されて到達する時間ｔＢ，
(13)はサンプリングパルスである。第６図に示すような
サンプリング間隔でサンプリングを行うと，第５図に示
すようにサンプル値に対する地上の点，即ちＡ，Ｂ上の
各点の間隔は一定となる。

以上に述べたような変換信号，即ちサンプリングパルス
の供給は以下のようにして行う。まず送信タイミングご
とに制御演算部(7)において１送信分サンプリング間隔
に対応するカウンタ部(4)の設定値を航空機の各種情
報，レーダの各種情報を利用して計算しておく。次にこ
の設定値を初期値とその後の時間変化に伴う設定値の変
化に分離し，さらにその設定値の変化量を制御信号，即
ち増減識別信号１ビットとカウンタ有無信号１ビットに
変換しタイミング制御メモリ(6)に格納しておく。設定
値の変化量はとなり合うサンプル間では高々１クロック
分であるのでカウント有無信号は１ビットで十分であ
る。以上のようにして１送信分の制御信号をタイミング
制御メモリ(6)に格納した後，サンプリングパルス(13)
を発生する。最初のサンプリングパルス(13)の発生はタ
イミングレジスタ(5)に制御演算部(7)によって計算され
たカウンタ部(4)の初期値を設定することによって行わ
れる。２番目以降のサンプリングパルス(13)は前のサン
プリングパルス(13)を発生は，カウンタ部(4)が動作し
ている間にカウンタ部(4)への次の設定値をタイミング
制御メモリ(6)から１ワード制御信号を読み出しタイミ
ングレジスタ(5)の値を更新しておき，カウンタ部(4)が
カウント終了後サンプリングパルス(13)を発生すると同
時に新しい設定値をタイミングレジスタ(5)から読み込
み再びカウントを続けることによって行われる。このよ
うな動作を１送信分繰り返し行い第７図に示したような
サンプリングパルスが発生される。実際には以上に述べ
た１送信分の動作を何回か繰り返すことにより画像デー
タとして必要な分のディジタルビデオがビデオメモリ部
(3)に格納される設定値の計算は航空機の状態，アンテ
ナ方向の変化に応じて適時行うものとする。

〔発明の効果〕

以上述べたようにこの発明によれば，マッピングを行う
際にデータ取得後の補正処理が不要となるので，全体の
処理を高速化でき，かつ補正処理に伴う誤差を無くすこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すレーダ信号処理装置
のブロック図，第２図は航空機に搭載したレーダで地上
のマッピングを行っている様子を示す図、第３図はサン
プリング間隔一定のサンプル点と地上位置の関係を示す
図，第４図はサンプリング間隔一定のサンプルタイミン
グ図，第５図は従来ののレーダ信号処理装置のブロック
図，第６図はサンプリング間隔可変のサンプル点と地上
位置の関係を示す図，第７図はサンプリング間隔可変の
サンプルタイミングを示す。 図において，(1)は受信部，(2)はＡ／Ｄ変換部，(3)は
ビデオメモリ部，(4)はカウンタ部，(5)はタイミングレ
ジスタ，(6)はタイミング制御メモリ，(7)は制御演算部
である。 なお，図中同一符号は同一，又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送信波を上空から地上へ所定角度をもって
   送信し、地上からの反射波を受信するレーダに設けら
   れ、上記送信波に対する地上からの反射波を順次受信
   し、反射波到達時間と地上の送信波反射点間の距離とが
   非線形の関係にある受信データをサンプリング、量子化
   してディジタル信号処理を行うレーダ信号処理装置にお
   いて、上記送信波に対する地上からの反射波を受信して
   ビデオ信号に変換する受信部と、上記受信部から出力さ
   れたビデオ信号をサンプリングしディジタルビデオ信号
   に変換するＡ／Ｄ変換部と、上記Ａ／Ｄ変換部より出力
   されたディジタルビデオ信号を格納，記憶するビデオメ
   モリ部と、上記Ａ／Ｄ変換部に変換信号を送るカウンタ
   部と、上記カウンタ部に初期値を与えるタイミングレジ
   スタと、上記タイミングレジスタの値を増減させるため
   の制御信号を格納するタイミング制御メモリと、上記ビ
   デオ信号のサンプリング位置が地上の等間隔の位置に対
   応するようにサンプリング間隔を計算してその計算値を
   初期値と時間変化に伴う設定値の変化量に分離し、上記
   設定値の変化量を制御信号として上記タイミング制御メ
   モリに格納するとともに上記初期値を上記タイミングレ
   ジスタに設定する制御演算部とを備えることを特徴とす
   るレーダ信号処理装置。