JPS61124881A - 合成開口レ−ダ送受信装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、人口衛星または航空機に搭載きれる合成開口
レーダの送受信装置に関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする問題点）合成
開口レーダは、レーダと測定対象との相対速度を利用し
、一連の大量のデータを系統的の処理することによって
、測定対称の二次元映像を高い分解能で作ることが可能
なレーダである。電波センサの分解能は一般は光学セン
サに比べて劣るが、この合成開口レーダは特殊な処理に
より光学センサと同程度の分解能を有するので、リモー
トセンザとして最近注目を集めつつある。

合成開口レーダの方位方向（合成開口レーダの移動方向
）の分解能δａは、方位方向のアンテナ長をＤとすれば δａ■Ｄ／２　　　　　　　　　　　　　　　　　（１
）で与えられる。一方距離方向（電波照射方　向）の分
解能Ｓｒは次式で表わされる。

ここで、Ｃは光速、θは地表への電波の入射角、Δｆは
送信チャープパルス信号の帯域幅を表わす。

（１）式かられかるように、方位分解能は、方位方向の
アンテナ長りで決定きれ、アンテナ長りを変えない限り
一定である。一方距離分解能も、信号帯域幅Δｆ及び電
波の発射角（オフナディア角）したがって地表への電波
入射角θを変えなければ、一定となる０通常のシステム
では両方向の分解能を一致きせるのが望ましい。ところ
で立体視は地質判読に不可決な高度情報などを知る上で
重要であり、そのためには地表への電波入射角θ可変の
合成開口レーダの実現が要請きれる。しかしながら、（
２）式から判るように距離分解能δｒは電波入射角θに
依存して変化するので、電波入射角θを変えても８ｒと
εａとが常に等しくなる合成開口レーダは実現されてい
なかった。

そこで、本発明の目的は、オフナディア角を変化させた
場合にも距離分解能を一定にしうる合成開口レーダ送受
信装置の提供にある。

（問題点を解決するための手段） 前述の問題点を解決するために本発明が提供する手段は
、基準周波数を発生する周波数発生部と、前記基準周波
数をパルス変調して高周波パルスを生じるパルス変調部
と、前記高周波パルスをチャープ変調してチャープパル
スを発生するチャープパルス変調部と、前記チャープパ
ルスを更に高い周波数に変換して増幅する送信部と、こ
の送信部の出力を空間に放射し反射波を受け受信信号と
して出力するアンテナと、前記受信信号を増幅し検波す
る受信部とが備えてある合成開口レーダ送受信装置であ
って、前記チャープパルス変調部が、前記高周波パルス
を周波数変換する第１のミキサと、この第１のミキサの
出力を受ける第１の非線形チャープフィルタと、この第
１の非線形チャープフィルタの出力を周波数変換する第
２のミキサと、この第２の出力を受け前記チャープパル
スを生ずる第２の非線形チャープフィルタとからなるこ
とを特徴とする。

（実施例） 以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明す
る。

第１図は本発明の一実施例のブロック図である６周波数
発生部１は、９０皿２のＣＶ（連続波）信号１０１１約
１．２ＧＨＺの局発信号１２１及び約１．３ＧＨｚの局
発信号１２２を発生する。パルス変調部２はＣ賀信号１
０１をパルス変調して高周波パルス１０２を発生する。

チャープパルス変調部３は高周波パルス１０２をチャー
プ変調してチャープパルス１０３を発生する。送信部４
はアップコンバータと高出力増幅器とからなる。　アッ
プコンバータは、チャープパルス１０３と局発信号１２
１とを混合し、チャープパルス１０３を送信周波数番こ
変換した高周波チャープ信号を生じる。高出力増幅器は
、その高周波チャープ信号を増幅し、癲受分波部５を介
してアンテナ６に送出する。対象物から反射し、アンテ
ナ６で受信され、アンテナ６から出力きれる受信信号は
、送受分波部５を介して受信信号１０５として受信部７
へ導かれる。受信部７は受信倍信号１０５を増幅した後
に周波数発生部１からの局発信号１２２により検波し、
１．Ｑビデオ信号１０６として信号処理装置へ送出する
。

チャープパルス１０３の発生についてさらに詳しく述べ
る。パルス変調部２は、そのＣｗ信号１０１の一部をゲ
ート回路で切り出し、高周波（ＲＦ）パルス１０２を作
成する。高周波パルス１０２のパルス幅へＴは、　チャ
ープパルス１０３の所要信号帯域幅をΔωとすると、２
／Δ丁がΔω／２πに比べて相当程度大きくなるように
選ぶのが望ましい、第２図は帯域可変チャープパルス変
調部３を示すブロック図である。高周波パルス１０２は
入力端子１１に印加される。このパルス１０２は、電圧
制御発振器（ＶＣＯ＞１２からの角周波数ω、の信号１
１２とミキサ１３で混合きれ周波数変換（アップコンバ
ージョン）きれた後に第１のチャープフィルタ１４を通
過し、ミキサ１５でＶＣＯ１２からの信号１１２と再び
混合され周波数変換（ダウンコンバージョン）された後
に　第２のチャープフィルタ１６を通過する。　ここで
、２個のチャープフィルタ１４．１６の位相はφ、（ω
）、φ１（ω）はいずれも周波数の３乗に比例するよう
に作られている。すなわち φ１（ω）＝φａ”ａｌ　（１）　＋ｉ）、　ω１４ｃ
、　ω”　　　　　　（３）−１（ω）＝≠ｂ”ａｎ（
ω＋ω、）＋ｂｌ（ω＋ω、）１十〇μω◆ω、）”　
　　　　（４） である、但し、φａｙ　ＣＡ　ｂ＋ａｔ＋ｔ）、ｅｃｓ
ｅａ＊ｅｂ＊ｓｅｍは定数である。チャープ変調部３全
体の位相特性−（ω）はφ１（ω）＋φ８（ω）で与え
られる。したがって、遅延特性で（ω）は次式で与えら
れる。

−τ＝ｄφ／ｄω ＝ａｔ”ａｍ”２ｂｌω、＋３ｃ、ωｌ１１＋２ω（ｂ
ｔ＋ｂｎ＋３ｃｍω、）＋３ｃｍ＞”（ｃｔ＋ｃｔ）　
　　　（５）さらに、チャープフィルタの定数ＣＩ　＋
　ｃｍはｃ％−ｃ。

＝０となるように選んであるので、（５）式の最終項は
零である。したがって、遅延時間τをきらに微分して得
られる遅延傾斜βは、 となる、（５）式においてｃ、＋ｃ、＝０であるから、
遅延時間τは角周波数ωの一次関数であり、チャープパ
ルス変調部３はリニア・チャープ特性を示す。

さらに（６）式から明らかなように、その遅延傾斜βを
ＶＣＯ１２の発振濁液数ω、に比例して変えることがで
きる。したがって、チャープパルス幅Δτを一定とすれ
ば、ω、を変えることにより帯域幅Δωを変えることが
できる。そして、Δω：２πΔｆであるから、（２）式
においてｓｉｎθの変動を補償するだけΔｆが変えられ
、距離方向分解能δｒを一定にできる。

リニア・チャープパルスを発生させるには、今まで述べ
てきた第２図の方式の他にｖＣＯとＰＬＬ（位相ロック
ループ）技術を用いたアクティブ方式が考えられる。ア
クティブ方式は帯域の変更が容易という利点はあるが、
一方ｖＣＯの直線性、ランプ（Ｒａｍｐ）電圧の直線性
などに問題があり、厳密なチャープ特性が要求される合
成開口レーダには不適当である。これに対して本実施例
は示すチャープパルス変調部３の場合にはチャープ特性
の直線性は２個のチャープフィルタ１４．１６の特性に
ょうてほぼ決まり、これらのチャープフィルタは受動素
子であるぷら良好な直線性を比較的容易に実現しうる。

特番こ弾性表面波を応用したチャープフィルタは、極め
て優れたチャープ特性を実現できるので、オフナディア
角ひいては電波入射角θを変えても（２）式のＳｒを一
定にするようにΔｆを正確に制御するという本発明の目
的に最も適したデバイスである。

以上の実施例においてω。を発生きせる信号源はＶＣＯ
１２であったが、ω３は必ずしも連続的に変える必要は
なく離散的に変え得れば充分な場合が大部分である。　
この場合には角周波数ω１の信号源として複数の固定信
号源例えば一つの高安定水晶発振器から逓倍により複数
の高周波信号を取り出す構成にすればω１を極めて高安
定にできる。

（発明の効果） 本発明によれば、以上に詳しく説明したように、オフナ
ディア角を変化させた場合にも距離分解能を一定にし得
る合成開口レーダ送受信装置が提供できる。そこで、本
発明装置を用いれば、方位方向及び距離方向の分解能を
一致きせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
その実施例で用いる可変帯域チャープパルス変調部のブ
ロック図である。 １・・・周波数発生部、２・・・パルス変調部、３・・
・チャープパルス変調部、４・・・送信部、５・・・送
受分波部、６・・・アンテナ、７・・・受信部、１２・
・・電圧制御発振器、１３、１５・・・ミキサ、１４．
１６・・・チャープフィルタ。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基準周波数を発生する周波数発生部と、前記基準周波数
   をパルス変調して高周波パルスを生じるパルス変調部と
   、前記高周波パルスをチャープ変調してチャープパルス
   を発生するチャープパルス変調部と、前記チャープパル
   スを更に高い周波数に変換して増幅する送信部と、この
   送信部の出力を空間に放射し反射波を受け受信信号とし
   て出力するアンテナと、前記受信信号を増幅し検波する
   受信部とが備えてある合成開口レーダ送受信装置におい
   て、前記チャープパルス変調部は、前記高周波パルスを
   周波数変換する第１のミキサと、この第１のミキサの出
   力を受ける第１の非線形チャープフィルタと、この第１
   の非線形チャープフィルタの出力を周波数変換する第２
   のミキサと、この第２のミキサの出力を受け前記チャー
   プパルスを生ずる第２の非線形チャープフィルタとから
   なることを特徴とする合成開口レーダ送受信装置。