JPH11218574A

JPH11218574A - レーダ装置

Info

Publication number: JPH11218574A
Application number: JP10021056A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Harasawa; 康弘原沢; Yoshihiro Chokai; 善裕鳥海
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-02-02
Filing date: 1998-02-02
Publication date: 1999-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ＤＢＳ処理を行うレーダにおいて、慣性セン
サで算出される自機速度に誤差により位相補償誤差が発
生して地形画像の品質が劣化する課題があった。【解決手段】周波数誤差補償手段を設けて、ＦＦＴ演
算器の処理結果からアンテナビーム毎に周波数ピークを
検出するピーク周波数検出手段と、アンテナビームの指
向方向を記憶しておくアンテナビーム指向角度メモリ
と、アンテナビーム指向角度メモリから転送されるアン
テナビームの指向方向に対応する周波数とピーク周波数
検出手段から転送される周波数が一致するように、ＦＦ
Ｔ演算器の処理データを周波数軸上で遷移させる周波数
シフト手段とを備えたもので、慣性センサの自機速度誤
差による地形画像の画質劣化を軽減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はレーダプラットフ
ォームの移動によって生じるドップラー効果を利用し
た、ＤＢＳ（ＤｏｐｐｌｅｒＢｅａｍＳｈａｒｐｅ
ｎｉｎｇ）技術により地形画像を得るレーダ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図８は、従来のレーダ装置を示す図であ
り、１は特定方向の空間に送信波を放射し、反射波を受
信するフェーズドアレーアンテナ、２はアレーアンテナ
モジュールの位相制御により上記フェーズドアレーアン
テナ１のビームの指向を制御するビーム制御器、３は表
示座標を決定し、上記ビーム制御器に対してビーム指向
角度を指示する表示座標算出器、５は送信波を発生する
励振器、４は上記フェーズドアレーアンテナ１ヘ上記励
振器５から信号を供給し、受信信号を受信検波部へ供給
するサーキュレータ、６は上記サーキュレータ４からの
受信信号をディジタルビデオ受信信号へと変換する受信
機、８はレーダプラットフォームの動揺を検出する慣性
センサ、７は目標とする地表点との距離変化を線形と仮
定して、表示座標決定時点での上記慣性センサ８からの
自機動揺データと上記表示座標算出器３からのビーム指
向角度データよりレンジビンをずらす周期を算出し、一
定周期間隔でレンジビンをずらす処理を行うレンジウォ
ーク補償手段、９は上記慣性センサ８からの自機動揺デ
ータと上記表示座標算出器３からのビーム指向角度デー
タから受信信号の位相変化量を実時間で算出する位相補
償データ発生器、１０は上記位相補償データ発生器９か
らの位相補償データを用いてビデオ受信信号の位相を補
正する位相補償手段、１１はビーム内の方位方向に対応
したドップラ周波数を検出するＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏ
ｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）演算器、１２は上記
ＦＦＴ演算器１１から出力されるデータから特定の周波
数の振幅を検出する振幅検出器、１３は上記振幅検出器
１２から出力されるデータを画像データに変換する画像
データ変換手段、１４は上記画像データ変換器１３から
出力される画像データを表示する表示器である。

【０００３】以下に従来のレーダ装置の動作について説
明する。ここでは簡単のため、レーダ搭載プラットフォ
ームである航空機と地表との関係を２次元平面に置き換
えて表すことにする。図９において速度ｖのレーダプラ
ットフォーム３０から、表示座標検出器３によって指示
された方位角φ₀ の目標とする地表点ｘに向けて、ビー
ム制御器２による位相制御によりフェーズドアレーアン
テナ１から波長λの送信波を放射し、地表面からの反射
波をフェーズドアレーアンテナ１で受信し、反射波はサ
ーキュレータ４を通り受信機６によってディジタルビデ
オ受信信号に変換される。観測開始時刻（ｔ＝０）にお
ける目標地点との距離をＲとし、ｔ秒後における目標地
点ｘとの距離をｒとする。機体が等速直線運動すると仮
定すれば、観測時間Ｔ内の目標との距離変化量は、慣性
センサ８からの速度データｖと、表示座標算出器３から
のビーム指向角度データを用いて計算することができ
る。レンジウォーク補償手段７はディジタルビデオ受信
信号に対して、所定のレンジ分解能、自機速度とビーム
指向角度から求められるレンジウォーク補償周期でレン
ジビンのずれの補正を行う。観測時刻ｔにおける目標地
点との距離ｒは、図９より次式で表わされる。

【０００４】

【数１】

【０００５】但し、φ₀ はアンテナビーム中心方位角、
φは地点ｘにおける方位角である。式（１）の右辺第一
項が右辺他項に比べて著しく大きな値を示すとすると、
δｒを式（２）のように表して、距離ｒの近似値ｒｆは
二項級数展開を用いて式（３）のように表すことができ
る。

【０００６】

【数２】

【０００７】位相補償手段１０は位相補償データ発生器
９で算出された位相変化量を用いてディジタルビデオ受
信信号に対して位相補正を行う。この位相補正量は、慣
性センサ８からの情報を用いて計算されるが、慣性セン
サ８で計測される自機速度に誤差Δｖが発生した場合、
目標地点ｘにおける受信信号の位相η（ｔ）は式
（４）、（５）より求められる。

【０００８】

【数３】

【０００９】但し、上式においては、ビームの中心のド
ップラ周波数が０になるように考慮している。式（５）
において、右辺第三項は無視することができて、式
（５）に式（４）を代入すると次式が得られる。

【００１０】

【数４】

【００１１】更に、ｆ、ｆ₀ をそれぞれ式（７）、
（８）のように定義して、微少項を無視すると、式
（６）は式（９）のように表される。

【００１２】

【数５】

【００１３】これより、目標地点ｘにおける再生画像関
数をｇ（ｆ）とすると、位相η（ｔ）を有する受信信号
ｈ（ｔ）は次式で表される。

【００１４】

【数６】

【００１５】但し、ｃは定数である。上式では、ビーム
の中心のドップラ周波数が０になるように推移された再
生画像ｇ（ｆ−ｆ₀ ）に、Δｖに基づいた誤差項が掛け
合わされており、自機速度計測誤差による周波数のずれ
が発生することがわかる。位相補償された受信信号は、
ＦＦＴ演算器１１によってビーム内の方位方向に対応し
たドップラ周波数が検出され、振幅検出器１２によって
特定の周波数の振幅を検出し、画像データ変換手段１３
によって映像化を行って表示器１４に高分解能なグラン
ドマップ画像を表示することが出来るが、慣性センサ８
の自機速度計測誤差に基づく周波数のずれの影響で、図
１０に示すように、ビーム幅に対応した周波数間隔毎に
影がついたような画像になる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従来のレーダ装置は以
上のように構成されているので、慣性センサで算出され
るプラットフォームの移動速度に誤差が含まれている場
合に、位相補償誤差が発生して画像の品質が劣化すると
いう課題がある。

【００１７】この発明は上記の課題を解消するためにな
されたもので、慣性センサが示す自機速度に誤差が含ま
れている場合、速度誤差に対応する周波数の補正を行う
ことで、位相補償誤差を低減して画像の品質を改善する
レーダ装置を得ることを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明のレーダ装置は、特定方向の空間に電
波を放射し、反射波を受信するアレーアンテナ、例えば
フェーズドアレーアンテナと、アンテナモジュールの位
相制御により、上記アレーアンテナのビームの指向を制
御するビーム制御器と、表示座標を決定し、上記ビーム
制御器に対してビーム指向角度を指示する表示座標算出
器と、送信波を発生する励振器と、上記アレーアンテナ
ヘ送信部から信号を供給し、受信信号を受信検波部へ供
給するサーキュレータと、受信信号をディジタルビデオ
受信信号へと変換する受信機と、レーダプラットフォー
ムの動揺を検出する慣性センサと、上記慣性センサから
の自機動揺データと上記表示座標算出器からのビーム指
向角度データにより、目標とする地表点との距離変化を
線形と仮定してレンジビンのずれる周期を算出し、一定
周期間隔でレンジビンをずらす処理を行うレンジウォー
ク補償手段と、上記慣性センサからの自機動揺データと
上記表示座標算出器からのビーム指向角度データによ
り、受信信号の位相変化量を実時間で算出する位相補償
データ発生器と、上記位相補償器からのデータを用いて
受信信号の位相を補正する位相補償手段と、ビーム内の
方位方向に対応したドップラ周波数を検出するＦＦＴ演
算器と、上記ＦＦＴ演算器の処理結果から上記慣性セン
サで算出した自機速度に含まれる速度誤差に対応した周
波数成分の補正を行う周波数誤差補償手段と、上記周波
数誤差補償手段から出力されるデータから特定の周波数
の振幅を検出する振幅検出器と、上記振幅検出器から出
力されるデータを画像データに変換する画像データ変換
手段と、上記画像データ変換手段から出力される画像デ
ータを表示する表示器と備えたことを特徴とする。

【００１９】また、第２の発明は、第１の発明のレーダ
装置の周波数誤差補償手段が、上記ＦＦＴ演算器の処理
結果からアンテナビーム毎に周波数ピークを検出するピ
ーク周波数検出手段と、アンテナビームの指向方向を記
憶しておくアンテナビーム指向角度メモリと、上記アン
テナビーム指向角度メモリから転送されるアンテナビー
ムの指向方向に対応する周波数と上記ピーク周波数検出
手段から転送される周波数が一致するように、上記ＦＦ
Ｔ演算器の処理データを周波数軸上で遷移させる周波数
シフト手段とを備えたことを特徴とする。

【００２０】また、第３の発明は、第１の発明のレーダ
装置の周波数誤差補償手段が、検索する周波数範囲を制
限するためのデータが格納された周波数検出ゲートメモ
リと、上記ＦＦＴ演算器の処理結果と上記周波数検出ゲ
ートメモリから転送されるデータに基づいて、アンテナ
ビーム毎に周波数ピークを検出するピーク周波数検出手
段と、アンテナビームの指向方向を記憶しておくアンテ
ナビーム指向角度メモリと、上記アンテナビーム指向角
度メモリから転送されるアンテナビームの指向方向に対
応する周波数と上記ピーク周波数検出手段から転送され
る周波数が一致するように、上記ＦＦＴ演算器の処理デ
ータを周波数軸上で遷移させる周波数シフト手段とを備
えたことを特徴とする。

【００２１】また、第４の発明は、第２又は第３の発明
のレーダ装置の周波数シフト手段において、検出した周
波数誤差に基づいて計算された補正値を、上記ＦＦＴ演
算器の入力信号に乗じることにより、周波数誤差を補償
するようにしたことを特徴とする。

【００２２】また、第５の発明のレーダ装置は、特定方
向の空間に電波を放射し、反射波を受信するアレーアン
テナと、アレーアンテナモジュールの位相制御により、
上記アレーアンテナのビームの指向を制御するビーム制
御器と、表示座標を決定し、上記ビーム制御器に対して
ビーム指向角度を指示する表示座標算出器と、送信波を
発生する励振器と、上記アレーアンテナヘ送信部から信
号を供給し、受信信号を受信検波部へ供給するサーキュ
レータと、受信信号をディジタルビデオ受信信号へと変
換する受信機と、レーダプラットフォームの動揺を検出
する慣性センサと、上記慣性センサからの自機動揺デー
タと上記表示座標算出器からのビーム指向角度データに
より、目標とする地表点との距離変化を線形と仮定して
レンジビンのずれる周期を算出し、一定周期間隔でレン
ジビンをずらす処理を行うレンジウォーク補償手段と、
上記慣性センサからの自機動揺データと上記表示座標算
出器からのビーム指向角度データにより、受信信号の位
相変化量を実時間で算出する位相補償データ発生器と、
上記位相補償器からのデータを用いて受信信号の位相を
補正する位相補償手段と、ビーム内の方位方向に対応し
たドップラ周波数を検出するＦＦＴ演算器と、上記ＦＦ
Ｔ演算器の処理結果から上記慣性センサで算出した自機
速度に含まれる速度誤差に対応した周波数成分の補正値
を計算し、該補正値を上記位相補償データ発生器へ転送
して自機速度誤差を補正する周波数補正値算出手段と、
上記周波数補正値算出手段の出力結果に基づいたデータ
をＦＦＴ演算した結果から、特定の周波数の振幅を検出
する振幅検出器と、上記振幅検出器から出力されるデー
タを画像データに変換する画像データ変換手段と、上記
画像データ変換手段から出力される画像データを表示す
る表示器とを備え、周波数補正値算出手段が、上記ＦＦ
Ｔ演算器の処理結果からアンテナビーム毎に周波数ピー
クを検出するピーク周波数検出手段と、アンテナビーム
の指向方向を記憶しておくアンテナビーム指向角度メモ
リと、上記アンテナビーム指向角度メモリから転送され
るアンテナビームの指向方向に対応する周波数と上記ピ
ーク周波数検出手段から転送される周波数との差周波数
を、自機速度の補正値に変換して上記位相補償データ発
生器に転送する補正値変換手段とを備えたことを特徴と
する。

【００２３】また、第６の発明は、第５の発明のレーダ
装置の周波数補正値算出手段において、周波数補正値算
出手段が、検索する周波数範囲を制限するためのデータ
が格納された周波数検出ゲートメモリと、上記ＦＦＴ演
算器の処理結果と上記周波数検出ゲートメモリから転送
されるデータに基づいて、アンテナビーム毎に周波数ピ
ークを検出するピーク周波数検出手段と、アンテナビー
ムの指向方向を記憶しておくアンテナビーム指向角度メ
モリと、上記アンテナビーム指向角度メモリから転送さ
れるアンテナビームの指向方向に対応する周波数と上記
ピーク周波数検出手段から転送される周波数との差周波
数を、自機速度の補正値に変換して上記位相補償データ
発生器に転送する補正値変換手段とを備えたことを特徴
とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
レーダ装置の実施の形態１〜３を示す共通の構成図であ
る。図において、１〜１４は従来のレーダ装置と同一で
ある。２０はＦＦＴ演算器１１の出力結果を入力して周
波数誤差の補正を行う周波数誤差補償手段である。図２
はこの発明の実施の形態１における周波数誤差補償手段
２０の内部構成を示す図である。図において、２１ａは
ピーク周波数検出手段、２２ａは周波数シフト手段、２
３ａはアンテナビーム指向角度メモリである。図３はこ
の発明の実施の形態１の動作を説明する図である。図に
おいて、４０はアンテナビームパターン、４１はＦＦＴ
による離散フーリエ変換の出力信号である。

【００２５】以下、図１〜３を参照して、本発明の実施
の形態１について説明する。実施の形態１の特徴は、周
波数誤差補償手段２０において、慣性センサ８における
自機速度誤差によって生じるＦＦＴ演算器１１の処理結
果の周波数ズレに対してそれを補正する点であり、これ
らの動作を中心に説明する。

【００２６】ＦＦＴ演算器１１の処理結果は、ピーク周
波数検出手段２１ａに転送される。この離散フーリエ変
換処理結果は、慣性センサ８の自機速度誤差による誤差
を含んでいるため、図３に示すようにアンテナビームの
中心方位に対応する周波数に対してΔｆだけピークがず
れているため、表示器１４の出力結果である画像の画質
劣化を誘発する。そこで、ピーク周波数検出手段２１ａ
では、ＦＦＴ演算器１１の出力データにおけるピーク強
度を示す周波数を検出する。ピークサーチの方法は、二
分法や微係数を利用する方法等何でも構わない。アンテ
ナビーム指向角度メモリ２３ａには、アンテナビームを
指向した方位が逐次格納される。周波数シフト手段２２
ａでは、アンテナビーム指向角度メモリ２３ａから転送
されるビームの中心方位に対応する周波数ｆｂを算出
し、これとピーク周波数検出手段２１ａから転送される
周波数ｆｐとを比較し、これらが一致するように処理デ
ータを周波数軸上でシフトさせる。周波数誤差Δｆは、
次式で求められ、この絶対値である｜Δｆ｜に相当する
分だけ周波数が格納されているデータ列をシフトさせれ
ばよい。 Δｆ＝ｆｂ−ｆｐ（１１）

【００２７】また、上記周波数誤差Δｆを用いて計算さ
れる補正値ｅｘｐ［−ｊ２πΔｆ］を、ＦＦＴ演算器の
入力信号に乗じることによって、ＦＦＴ演算結果を周波
数軸上でシフトさせても構わない。

【００２８】以上のように、本発明の実施の形態１で
は、自機速度の計測誤差により発生する周波数誤差をＦ
ＦＴ演算器１１の出力データから計算し、誤差量に対応
した分だけＦＦＴ演算器１１の出力データに対して周波
数シフトを施すことにより、表示画像の画質が改善され
たレーダ装置を得ることができる。

【００２９】実施の形態２．図１はこの発明のレーダ装
置の実施の形態１〜３を示す共通の構成図である。図に
おいて、１〜１４は従来のレーダ装置と同一である。２
０はＦＦＴ演算器１１の出力結果を入力して周波数誤差
の補正を行う周波数誤差補償手段である。図４はこの発
明の実施の形態２における周波数誤差補償手段２０の内
部構成を示す図である。図において、２１ｂはピーク周
波数検出手段、２２ｂは周波数シフト手段、２３ｂはア
ンテナビーム指向角度メモリ、２４ａは周波数検出ゲー
トメモリである。

【００３０】以下、図１、４を参照して、本発明の実施
の形態２について説明する。実施の形態２の特徴は、周
波数誤差補償手段２０において、慣性センサ８における
自機速度誤差によって生じるＦＦＴ演算器１１の処理結
果の周波数ズレに対してそれを補正する点に加えて、強
度のピークを示す周波数を検出する際に周波数範囲のゲ
ートを設けた点であり、これらの動作を中心に説明す
る。

【００３１】周波数シフト手段２２ｂ、アンテナビーム
指向角度メモリ２３ｂの動作は、実施の形態１と同様で
あるので省略する。一般に、ＦＦＴのポイント数が多く
なる程、検索する周波数単位が細かくなり、それだけピ
ークを示す周波数値を検出するための演算負荷が大きく
なる。特に、本発明のようなレーダ装置の場合、実時間
で各処理を行うことが要求されているため、極力演算負
荷を低減することが重要になる。そこで、過去の観測結
果等から予め周波数誤差の程度を把握しておき、その周
波数範囲を力バーできるゲートを計算して周波数検出ゲ
ートメモリに記憶しておく。ピーク周波数検出手段２１
ｂは、この周波数ゲートを入力して、その範囲でのみピ
ーク検出を行う。

【００３２】また、実施の形態１と同様に、上記周波数
誤差Δｆを用いて計算される補正値ｅｘｐ［−ｊ２πΔ
ｆ］を、ＦＦＴ演算器の入力信号に乗じることによっ
て、ＦＦＴ演算結果を周波数軸上でシフトさせても構わ
ない。

【００３３】以上のように、本発明の実施の形態２で
は、自機速度の計測誤差により発生する周波数誤差をＦ
ＦＴ演算器１１の出力データから計算し、誤差量に対応
した分だけＦＦＴ演算器１１の出力データに対して周波
数シフトを施すことにより、表示画像の画質が改善され
たレーダ装置を得ることができる。また、ピーク周波数
検出において周波数ゲートを設けることにより、演算負
荷を軽減できる。

【００３４】実施の形態３．図５はこの発明のレーダ装
置の実施の形態３を示す構成図である。図において、１
〜１４は従来のレーダ装置と同一である。２５はＦＦＴ
演算器１１の出力結果を入力して周波数誤差の補正値を
計算する周波数補正値算出手段、２６は入力される補正
値を反映させた新たな位相補償データを生成する位相補
償データ発生器である。図６はこの発明の実施の形態３
における周波数補正値算出手段２５の内部構成を示す図
である。図において、２１ｃはピーク周波数検出手段、
２３ｃはアンテナビーム指向角度メモリ、２７ａは補正
値変換手段である。

【００３５】以下、図５、６を参照して、本発明の実施
の形態３について説明する。実施の形態３の特徴は、周
波数補正値算出手段２５において、慣性センサ８におけ
る自機速度誤差によって生じるＦＦＴ演算器１１の処理
結果の周波数誤差を求めた後、この周波数誤差を補正す
べき自機速度誤差に変換して補正値を求め、受信信号の
補償を行うようにした点であり、これらの動作を中心に
説明する。

【００３６】ピーク周波数検出手段２１ｃ、アンテナビ
ーム指向角度メモリ２３ｃの動作は、実施の形態１と同
様であるので省略する。補正値変換手段２７ａでは、ピ
ーク周波数検出手段２１ｃ及びアンテナビーム指向角度
メモリ２３ｃからデータが転送され、強度ピーク値を示
す周波数ｆｐとビーム指向方位に対応する周波数ｆｂを
用いて、式（１１）から周波数誤差Δｆが計算される。
このΔｆを利用して、自機速度誤差Δｖを式（１２）に
従って計算する。

【００３７】

【数７】

【００３８】上式により求められたΔｖは、位相補償デ
ータ発生器２６に転送され、式（１３）に示すｖｎを新
たな自機速度として用いて位相補償データを生成する。ｖｎ＝ｖ＋Δｖ（１３）

【００３９】以上のように、本発明の実施の形態３で
は、自機速度の計測誤差により発生する周波数誤差をＦ
ＦＴ演算器１１の出力データから計算し、この周波数誤
差を自機速度誤差に変換した後、位相補償データ生成時
に使用する自機速度に付加することにより、表示画像の
画質が改善されたレーダ装置を得ることができる。

【００４０】実施の形態４．図７はこの発明のレーダ装
置の実施の形態４を示す構成図である。図において、１
〜１４は従来のレーダ装置と同一である。２１ｄ、２３
ｄはそれぞれピーク周波数検出手段、アンテナビーム指
向角度メモリであり、実施の形態１と同様の動作するも
のである。２７ｂは補正値変換手段であり、実施の形態
３と同様の動作するものである。２４ｂは周波数検出ゲ
ートメモリであり、実施の形態２と同様の動作するもの
である。

【００４１】実施の形態４の特徴は、実施の形態３の周
波数補正値算出手段２５ｂにおいて、周波数検出ゲート
メモリ２４ｂを新たに設けた点であり、動作については
実施の形態１〜３と同様であるので、ここでは説明を省
略する。

【００４２】以上のように、本発明の実施の形態４で
は、自機速度の計測誤差により発生する周波数誤差をＦ
ＦＴ演算器１１の出力データから計算し、この周波数誤
差を自機速度誤差に変換した後、位相補償データ生成時
に使用する自機速度に付加することにより、表示画像の
画質が改善されたレーダ装置を得ることができる。ま
た、ピーク周波数検出において周波数ゲートを設けるこ
とにより、演算負荷を軽減できる。

【００４３】なお、以上の実施例の説明においては、移
動プラットフォームと地表との位置関係を２次元平面に
置き換えて記述したが、本発明のレーダ装置は、実際の
３次元空間においても同様に動作する。

【００４４】

【発明の効果】以上のように第１及び第２の発明のレー
ダ装置によれば、第１の発明のレーダ装置の周波数誤差
補償手段において、自機速度の計測誤差により発生する
周波数誤差をＦＦＴ演算結果の出力データから計算し、
誤差量に対応した分だけＦＦＴ演算処理結果のデータに
対して周波数シフトを施すよう動作するため、表示画像
の画質が改善されたレーダ装置を得ることができる。

【００４５】また、第１及び第３の発明のレーダ装置に
よれば、第１の発明のレーダ装置の周波数誤差補償手段
において、自機速度の計測誤差により発生する周波数誤
差をＦＦＴ演算結果の出力データから計算し、誤差量に
対応した分だけＦＦＴ演算器処理結果のデータに対して
周波数シフトを施すことにより、表示画像の画質が改善
されたレーダ装置を得ることができる。また、ピーク周
波数検出において周波数ゲートを設けることにより、演
算負荷を軽減することができる。

【００４６】また、第４の発明のレーダ装置によれば、
第２又は第３の発明のレーダ装置の周波数シフト手段に
おいて、自機速度の計測誤差により発生する周波数誤差
をＦＦＴ演算結果の出力データから計算し、誤差量に対
応した補正項を数値的に求めてＦＦＴ演算器の入力信号
に乗ずることにより、ＦＦＴ演算処理結果のデータに周
波数シフトを施すよう動作するため、表示画像の画質が
改善されたレーダ装置を得ることができる。

【００４７】また、第５の発明のレーダ装置によれば、
自機速度の計測誤差により発生する周波数誤差をＦＦＴ
演算結果の出力データから計算し、この周波数誤差を自
機速度誤差に変換した後、位相補償データ生成時に使用
する自機速度に付加することにより、表示画像の画質が
改善されたレーダ装置を得ることができる。

【００４８】また、第６の発明のレーダ装置によれば、
自機速度の計測誤差により発生する周波数誤差をＦＦＴ
演算結果の出力データから計算し、この周波数誤差を自
機速度誤差に変換した後、位相補償データ生成時に使用
する自機速度に付加することにより、表示画像の画質が
改善されたレーダ装置を得ることができる。また、ピー
ク周波数検出において周波数ゲートを設けることによ
り、演算負荷を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１〜３を示す共通の構
成図である。

【図２】この発明の実施の形態１を説明するブロック
図である。

【図３】この発明の実施の形態１、２を説明する図で
ある。

【図４】この発明の実施の形態２を説明するブロック
図である。

【図５】この発明の実施の形態３を示す構成図であ
る。

【図６】この発明の実施の形態３を説明するブロック
図である。

【図７】この発明の実施の形態４を説明するブロック
図である。

【図８】従来のレーダ装置を示す構成図である。

【図９】従来のレーダ装置を説明する図である。

【図１０】従来のレーダ装置を説明する図である。

【符号の説明】

１アレーアンテナ、２ビーム制御器、３表示座標
算出器、４サーキュレータ、５励振器、６受信
機、７レンジウォーク補償手段、８慣性センサ、
９、２６位相補償データ発生器、１０位相補償手
段、１１ＦＦＴ演算器、１２振幅検出器、１３画
像データ変換手段、１４表示器、２０、２０ａ、２０
ｂ周波数誤差補償手段、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２
１ｄピーク周波数検出手段、２２ａ、２２ｂ周波数
シフト手段、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄアンテ
ナビーム指向角度メモリ、２４ａ、２４ｂ周波数検出
ゲートメモリ、２５、２５ａ、２５ｂ周波数補正値算
出手段、２７、２７ａ、２７ｂ補正値変換手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＤＢＳ（ＤｏｐｐｌｅｒＢｅａｍＳ
ｈａｒｐｅｎｉｎｇ）により地表のマップ画像を表示す
る処理を有するレーダであって、特定方向の空間に電波を放射し、反射波を受信するアレ
ーアンテナと、アレーアンテナモジュールの位相制御に
より、上記アレーアンテナのビームの指向を制御するビ
ーム制御器と、表示座標を決定し、上記ビーム制御器に
対してビーム指向角度を指示する表示座標算出器と、送
信波を発生する励振器と、受信信号をディジタルビデオ
受信信号へと変換する受信機と、レーダプラットフォー
ムの動揺を検出する慣性センサと、上記慣性センサから
の自機動揺データと上記表示座標算出器からのビーム指
向角度データにより、目標とする地表点との距離変化を
線形と仮定してレンジビンのずれる周期を算出し、一定
周期間隔でレンジビンをずらす処理を行うレンジウォー
ク補償手段と、上記慣性センサからの自機動揺データと
上記表示座標算出器からのビーム指向角度データによ
り、受信信号の位相変化量を実時間で算出する位相補償
データ発生器と、上記位相補償器からのデータを用いて
受信信号の位相を補正する位相補償手段と、ビーム内の
方位方向に対応したドップラ周波数を検出するＦＦＴ
（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）演
算器と、上記ＦＦＴ演算器の処理結果から上記慣性セン
サで算出した自機速度に含まれる速度誤差に対応した周
波数成分の補正を行う周波数誤差補償手段と、上記周波
数誤差補償手段から出力されるデータから特定の周波数
の振幅を検出する振幅検出器と、上記振幅検出器から出
力されるデータを画像データに変換する画像データ変換
手段と、上記画像データ変換手段から出力される画像デ
ータを表示する表示器と、を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】上記周波数誤差補償手段は、上記ＦＦＴ演算器の処理結果からアンテナビーム毎に周
波数ピークを検出するピーク周波数検出手段と、アンテ
ナビームの指向方向を記憶しておくアンテナビーム指向
角度メモリと、上記アンテナビーム指向角度メモリから
転送されるアンテナビームの指向方向に対応する周波数
と上記ピーク周波数検出手段から転送される周波数が一
致するように、上記ＦＦＴ演算器の処理データを周波数
軸上で遷移させる周波数シフト手段と、を備えたことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項３】上記周波数誤差補償手段は、検索する周波数範囲を制限するためのデータが格納され
た周波数検出ゲートメモリと、上記ＦＦＴ演算器の処理
結果と上記周波数検出ゲートメモリから転送されるデー
タに基づいて、アンテナビーム毎に周波数ピークを検出
するピーク周波数検出手段と、アンテナビームの指向方
向を記憶しておくアンテナビーム指向角度メモリと、上
記アンテナビーム指向角度メモリから転送されるアンテ
ナビームの指向方向に対応する周波数と上記ピーク周波
数検出手段から転送される周波数が一致するように、上
記ＦＦＴ演算器の処理データを周波数軸上で遷移させる
周波数シフト手段と、を備えたことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項４】上記周波数シフト手段において、検出した周波数誤差に基づいて計算された補正値を、上
記ＦＦＴ演算器の入力信号に乗じることにより、周波数
誤差を補償するようにしたことを特徴とする請求項２又
は３記載のレーダ装置。
【請求項５】ＤＢＳ（ＤｏｐｐｌｅｒＢｅａｍＳ
ｈａｒｐｅｎｉｎｇ）により地表のマップ画像を表示す
る処理を有するレーダであって、特定方向の空間に電波を放射し、反射波を受信するアレ
ーアンテナと、アレーアンテナモジュールの位相制御に
より、上記アレーアンテナのビームの指向を制御するビ
ーム制御器と、表示座標を決定し、上記ビーム制御器に
対してビーム指向角度を指示する表示座標算出器と、送
信波を発生する励振器と、受信信号をディジタルビデオ
受信信号へと変換する受信機と、レーダプラットフォー
ムの動揺を検出する慣性センサと、上記慣性センサから
の自機動揺データと上記表示座標算出器からのビーム指
向角度データにより、目標とする地表点との距離変化を
線形と仮定してレンジビンのずれる周期を算出し、一定
周期間隔でレンジビンをずらす処理を行うレンジウォー
ク補償手段と、上記慣性センサからの自機動揺データと
上記表示座標算出器からのビーム指向角度データによ
り、受信信号の位相変化量を実時間で算出する位相補償
データ発生器と、上記位相補償器からのデータを用いて
受信信号の位相を補正する位相補償手段と、ビーム内の
方位方向に対応したドップラ周波数を検出するＦＦＴ演
算器と、上記ＦＦＴ演算器の処理結果から上記慣性セン
サで算出した自機速度に含まれる速度誤差に対応した周
波数成分の補正値を計算し、該補正値を上記位相補償デ
ータ発生器へ転送して自機速度誤差を補正する周波数補
正値算出手段と、上記周波数補正値算出手段の出力結果
に基づいたデータをＦＦＴ演算した結果から、特定の周
波数の振幅を検出する振幅検出器と、上記振幅検出器か
ら出力されるデータを画像データに変換する画像データ
変換手段と、上記両像データ変換手段から出力される画
像データを表示する表示器とを備え、周波数補正値算出手段は、上記ＦＦＴ演算器の処理結果
からアンテナビーム毎に周波数ピークを検出するピーク
周波数検出手段と、アンテナビームの指向方向を記憶し
ておくアンテナビーム指向角度メモリと、上記アンテナ
ビーム指向角度メモリから転送されるアンテナビームの
指向方向に対応する周波数と上記ピーク周波数検出手段
から転送される周波数との差周波数を、自機速度の補正
値に変換して上記位相補償データ発生器に転送する補正
値変換手段と、を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項６】ＤＢＳ（ＤｏｐｐｌｅｒＢｅａｍＳ
ｈａｒｐｅｎｉｎｇ）により地表のマップ画像を表示す
る処理を有するレーダであって、特定方向の空間に電波を放射し、反射波を受信するアレ
ーアンテナと、アレーアンテナモジュールの位相制御に
より、上記アレーアンテナのビームの指向を制御するビ
ーム制御器と、表示座標を決定し、上記ビーム制御器に
対してビーム指向角度を指示する表示座標算出器と、送
信波を発生する励振器と、受信信号をディジタルビデオ
受信信号へと変換する受信機と、レーダプラットフォー
ムの動揺を検出する慣性センサと、上記慣性センサから
の自機動揺データと上記表示座標算出器からのビーム指
向角度データにより、目標とする地表点との距離変化を
線形と仮定してレンジビンのずれる周期を算出し、一定
周期間隔でレンジビンをずらす処理を行うレンジウォー
ク補償手段と、上記慣性センサからの自機動揺データと
上記表示座標算出器からのビーム指向角度データによ
り、受信信号の位相変化量を実時間で算出する位相補償
データ発生器と、上記位相補償器からのデータを用いて
受信信号の位相を補正する位相補償手段と、ビーム内の
方位方向に対応したドップラ周波数を検出するＦＦＴ演
算器と、上記ＦＦＴ演算器の処理結果から上記慣性セン
サで算出した自機速度に含まれる速度誤差に対応した周
波数成分の補正値を計算し、該補正値を上記位相補償デ
ータ発生器へ転送して自機速度誤差を補正する周波数補
正値算出手段と、上記周波数補正値算出手段の出力結果
に基づいたデータをＦＦＴ演算した結果から、特定の周
波数の振幅を検出する振幅検出器と、上記振幅検出器か
ら出力されるデータを画像データに変換する画像データ
変換手段と、上記画像データ変換手段から出力される画
像データを表示する表示器とを備え、周波数補正値算出
手段は、検索する周波数範囲を制限するためのデータが
格納された周波数検出ゲートメモリと、上記ＦＦＴ演算
器の処理結果と上記周波数検出ゲートメモリから転送さ
れるデータに基づいて、アンテナビーム毎に周波数ピー
クを検出するピーク周波数検出手段と、アンテナビーム
の指向方向を記憶しておくアンテナビーム指向角度メモ
リと、上記アンテナビーム指向角度メモリから転送され
るアンテナビームの指向方向に対応する周波数と上記ピ
ーク周波数検出手段から転送される周波数との差周波数
を、自機速度の補正値に変換して上記位相補償データ発
生器に転送する補正値変換手段と、を備えたことを特徴
とする請求項５記載のレーダ装置。