JPS6064281A - 合成開口レ−ダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、合成開口レーダ装置に関する。

人工衛星や航空機等の飛翔体（プラットフォーム）に搭
載したサイドルノキングレーダから移動プラットフォー
ムの側方の地上に電波を発射し、移動しながらこの反射
波を受信して合成するととにより、比較的小さい開口の
アンテナで実効的に大開口のアンテナを合成することが
出来る合成開口レーダ（以下、ＳＡＲという）はよく知
られている。

第１図は移動プラットフォームに搭載したザイドルノキ
ングレーダによりＳＡＲを実現する動作の原理を示す動
作斜視図である。所望の目的によシ予め設定される特定
の航路、寸たは軌道りを速度■で移動する人工衛星、航
空機等の移動グラノドフオームは、地上からｈの高度に
あるＡ点で、搭載する小開口のサイドルノキングレーダ
アンテナから一定時間間隔で送信パルスを放射する。こ
の送信パルスはビーム幅βの広がりで進行方向■・と直
角方向に放射され、地上の面ＫＭ　Ｊ３　ＣＤ　Ｆ、か
らの反射波となってサイドルノキングレーダで受信され
る。

この反射波は、移動プラットフォームが速度Ｖで移動し
ている開広々に人力され、地上を距離ＢＣの幅で進行方
向りと平行な線形、石′間を観測しながら各時点での受
信信号として振幅情報と位相情報が記録される。たとえ
ば、移動のプラントフオームから方向角φ、距離比にあ
る点目標Ｐは、移動プラットフォームの進行線り上の点
Ｇで送信パルスの照射を受け終る。

点目標Ｐからの反射波は送信パルスを放射している間受
信され、その受信信号は距離情報とともに絶えず変化す
る相対速度に対応する位相情報を含み、この受信信号を
処理することによってこれら点目標の集合を画像情報と
して出力するものである。送信パルスは通常距離分解能
を向上させる為にＲＦ電波を一定の変化率で周波数変調
するリニアＦＭパルスを利用している。このリニアＩ”
　Ｍは距離分解能の向上の為にＳ　Ａ　１１．で一般的
に利用されているパルス圧縮技術の一部であり、このパ
ルス圧縮技術は、送信パルスのピーク値出力を増大する
代りに、パルス幅を長くしてこれにリニアＦＭを加えて
占有帯域幅を広くし、短いパルスと等価な分解能合得る
もので、画像処理のレンジ圧縮においては周波数対遅延
時間特性が逆な分散型遅延線を介して信号が一点に集め
られ尖鋭なパルスとして出力する。

移動プラットフォームは速度■で予め設定された進行線
りを移動しながら、次々に相対方位が変化する情報をサ
イトルソキングレーダにより取得するが、このときサイ
トルソキングレーダは進行方向のある位置で送信パルス
を放射し目標からの反射波を受信する。一定時間後、次
の位置でまたパルスを送信し、このようにして次々に各
位置で取得した距離、相対速度すなわち方位情報を含む
受信信号を、位相情報に含まれる位相量の変化に対応さ
せて合成することにより、長い開口径を有するアンテナ
を用いた場合と実効的に同じ効果が得られるＳＡＲとし
ての機能を持たせることが出来る。

ＳＡＲの場合、飛翔体の進行方向（方位方向）の分解能
、すなわち、方位分解能δａは、アンテナ方位方向寸法
をＤａとすると、次式で示される。

また、飛翔体の進行方向と垂直の方向（距離方向）の分
解能、すなわち、距離分解能δｒは、レーダ信号の帯域
幅を△ｆ、入射角をφとすると、次式％式％ ここで、Ｃは光速である。

従来、ＳＡＲの受信機出力のアナログ信号をディジタル
化する際の量子化に関しては、特定の量子化ピント数で
の量子化が考えられてきた。し力）し、ＳＡＲを人工衛
星に搭載した場合、１つの地上受信局から人工衛星が見
える時間（その地上受信局でＳ　Ａ　Ｒ信号を受信する
ことができる時間）が限られるため、地上受信局の裏側
で収集した５Ａｌｔデータなどは、−視、人工衛星内の
データ記録再生系に蓄え、人工衛星が地上受信局を見通
せる位置に来た時、データ記録再生系からデータを送り
出す操作が必要である。しかしながら、ある周波数帯域
内のＳ　Ａ　ｌｔ倍信号大きな量子化ビットと 数で量子化すｔ吟−夕景が増大し、一般に人工衛星に搭
載可能な記憶容量の小さなデータ記録再生系では、小さ
な映像対象面に関する情報しか記録できない。また、デ
ータ量を小さくするために小さな量子化ピノ］・数で量
子化すると量子化誤差が増大し、画質の劣化が生じる欠
点があり、データ量と画質の間のこのような相反する問
題点を解決するだめの制御機能を持った装置はなかった
。

本発明は、画像情報範囲及びその受信アナログ信号をデ
ィジタル化する際の量子化段階数を搭載コンピュータで
制御し、かつ汎用性を高めるため内蔵プログラムの一部
を変えることにより前述のデータ量と画質との間の相反
する問題に対して合理的な制御を行なうことができる装
置を提供するものである。

本発明は、衛星搭載のため限られたブータ記録容量を有
効に使用するためＳＡＲの画伯とデータ量に関し、極め
て柔軟性の高いＳ　Ａ　Ｉ（、／ステムを構成すること
を目的とする。

本発明による装置の主要部は、ディジタル化装置（前置
増幅部、標本化部、量子化部）、制御装置（搭載コンピ
ュータを含む）、データ記録再生装置より構成される。

量子化部の量子化ビット数はあらかじめ搭載コンピュー
タに内蔵されたプロダラムにより適切に制御できる。デ
ータ記録再生装置は、制御装置からの制御信号により、
量子化されたＳＡＲディジクル信号を自動的に記録再生
する。また、搭載コンピュータの内蔵プログラムの一部
を地上局からのコマンドにより変えることが可能であり
、これにより、汎用性が高まり、需要に応じたデータ量
と両質問の合理的な制御が可能である。

次に本発明の実施例について第２図を参照して説明する
。制御装置内の搭載コンピュータは複数のプログラムを
内蔵しており、画像情報範囲と画質の要求に応じて、内
蔵プログラムを選択可能である。たとえば、地上局の裏
側で画像情報が必要な場合、第３図のように地球を周回
する毎に画像情報範囲を自動的に変え、１１周すること
により画質がよく広範囲な情報を得るだめのプログラム
や周回毎に同じ画像情報範囲を撮り続けるプログラムな
ど、需要に応じて内蔵することが可能である。

送信タイミング及び送信期間を内蔵プログラムにより制
御された受信アナログ信号１は、ディジタによりそのス
ケーリングが指定される前置増幅部２で信号レベルのス
ケーリングを行ない最も効率的に量子化を行なうだめの
準備を行なう。次に制御装置からの制御信号６を受けた
標本化部５にて前置増幅部２の出力を標本化した後、量
子化部７において制御装置からの制御信号８により量子
化が行われる。その際、量子化段階数は内蔵プログラム
により任意の値に設定可能である。量子化されたＳＡＲ
ディジタル信号９は、データ記録再生装置１０に入力さ
れ、データの記録と再生が搭載コ／ピ一一夕からのデー
タ記録再生装置制御信号１１の制御により自動的に行な
われる。ここで４．１２および１５はモニタ信号であり
、１３は５ＡＩＩ送受信機系の送受信を制御する送受信
制御信号である。

このように内蔵プログラムにより制御することによって
データ量と両質問の合理的で柔軟性に富んだ制御を行な
う。

また、搭載コンビー−りに内蔵されているプログラムは
、衛星が地上局から見える範囲内で、コマンドによる外
部制御信号１４により変えることが可能である。これに
より多くの需要に対応することが可能になり汎用性を高
めることができる。

本発明による装置は、以上説明したように搭載コンピー
タの内蔵プログラムにより画像情報範囲と量子化段階数
を自動的に制御し、さらに需要に応じて、この内蔵プロ
グラムを変えることができ、Ｓ　Ａ　Ｒのデータ量と画
質の間の合理的な制御が可能であり、極めて柔軟性に富
んだＳ　Ａ　Ｒ／ステムの構成を可能にしたものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は合成開口レーダ（Ｓ　Ａ　Ｒ）の原理を説明す
るだめの図、第２図と第３図は本発明の一実施例を示す
ブロック図と説明図である。 １・・・・ＳＡ几アナログ信号、２・・・・・・前置増
幅部、３・・・前置増幅部制御信号、４・・・　モニタ
信号、５・　標本化部、６　・・標本化部制御信号、７
・・・・量子化部、８・・・・量子化部制御信号、９・
・・・　ＳＡＲディンタル信号、】０　・・データ記録
再生装置、１１・・　データ記録再生装置制御信号、１
２・・・モニタ信号、１３・・・・送受信制御信号、１
４・・　外部制御信号、１５・・・・・モニタ信号。 特許出願人　宇宙開発事業団 第１図 第２図 ］マント−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 人工衛星などの飛翔体に搭載された合成開口レーダにお
   いて、画像情報範囲及びその受信アナログ信号の量子化
   段階数が、飛翔体に搭載されたコンピュータに内蔵され
   、その内容が地上からのコマンドにより変えられるプロ
   グラムに従って自動的に制御され、得られたデータが自
   動的に言己録再生されることを特徴とする合成量ロレー
   タ゛装置。