JP2982616B2 - レーダ装置 - Google Patents
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- G—PHYSICS
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- G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
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- G01S13/343—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using sawtooth modulation
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- G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、運搬装置等で運ばれ
てくる目標物の形状を検出するレーダ装置に関するもの
である。
てくる目標物の形状を検出するレーダ装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図１７は従来のレーダ装置の構成を示す
図であり、図中２５は送信機、２６は送信アンテナ、２
７は運搬手段、２８は受信アンテナ、２９はアンテナ駆
動機、３０は受信機、３１は表示器である。また、図１
８は従来のレーダ装置の動作説明図であり、１１は運搬
手段２７によって運搬される目標物、３２は送信ビー
ム、３３は送信ビーム３２と同じ形状で同じ方向の受信
ビームである。
図であり、図中２５は送信機、２６は送信アンテナ、２
７は運搬手段、２８は受信アンテナ、２９はアンテナ駆
動機、３０は受信機、３１は表示器である。また、図１
８は従来のレーダ装置の動作説明図であり、１１は運搬
手段２７によって運搬される目標物、３２は送信ビー
ム、３３は送信ビーム３２と同じ形状で同じ方向の受信
ビームである。
【０００３】次に動作について説明する。送信機２５
は、一定の送信周波数である連続波信号を発生し、送信
アンテナ２６はこの連続波信号を入力し、運搬手段２７
によって運ばれてくる目標物１１に向けて放射する。こ
の送信アンテナ２６は、目標物１１の形状を検出できる
ほどの高い角度分解能をもった狭ビームを形成すること
ができ、アンテナ駆動機２９によって、垂直方向にビー
ム幅と同じ間隔で送信ビーム３２を走査する。さらに、
目標物１１が、運搬手段２７により水平方向に、送信ビ
ーム３２の水平方向の広がりだけ移動する度に、送信ビ
ーム３２を順次垂直方向に走査することにより、目標物
１１全体からの反射信号を得る。
は、一定の送信周波数である連続波信号を発生し、送信
アンテナ２６はこの連続波信号を入力し、運搬手段２７
によって運ばれてくる目標物１１に向けて放射する。こ
の送信アンテナ２６は、目標物１１の形状を検出できる
ほどの高い角度分解能をもった狭ビームを形成すること
ができ、アンテナ駆動機２９によって、垂直方向にビー
ム幅と同じ間隔で送信ビーム３２を走査する。さらに、
目標物１１が、運搬手段２７により水平方向に、送信ビ
ーム３２の水平方向の広がりだけ移動する度に、送信ビ
ーム３２を順次垂直方向に走査することにより、目標物
１１全体からの反射信号を得る。
【０００４】次に、目標物１１からの反射信号は受信ア
ンテナ２８で受信され、受信機３０で増幅及び検波され
る。この受信アンテナ２８は、送信ビーム３２と同じ形
状で同じ方向に受信ビーム３３を形成することができ、
アンテナ駆動機２９によって送信ビーム３２と受信ビー
ム３３を同じ様に走査する。また、受信機３０はアンテ
ナ駆動機２９による送信ビーム走査と同じタイミングで
ビデオ信号を表示器３１に出力する。
ンテナ２８で受信され、受信機３０で増幅及び検波され
る。この受信アンテナ２８は、送信ビーム３２と同じ形
状で同じ方向に受信ビーム３３を形成することができ、
アンテナ駆動機２９によって送信ビーム３２と受信ビー
ム３３を同じ様に走査する。また、受信機３０はアンテ
ナ駆動機２９による送信ビーム走査と同じタイミングで
ビデオ信号を表示器３１に出力する。
【０００５】次に、表示器３１では、上記ビデオ信号を
入力し、さらに運搬手段２７から出力される移動距離及
びアンテナ駆動機２９から出力されるアンテナ角度を入
力する。そして、ビデオ信号を表示する際、水平方向の
座標は、目標物１１の移動距離によって算出され、垂直
方向の座標は、アンテナ角度によって算出される。この
ようにして、移動している目標物の形状を検出してい
る。
入力し、さらに運搬手段２７から出力される移動距離及
びアンテナ駆動機２９から出力されるアンテナ角度を入
力する。そして、ビデオ信号を表示する際、水平方向の
座標は、目標物１１の移動距離によって算出され、垂直
方向の座標は、アンテナ角度によって算出される。この
ようにして、移動している目標物の形状を検出してい
る。
【０００６】
【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、目標の形状を検出でき
るほどの高い角度分解能をもった狭ビームを形成する
際、ビーム幅とアンテナ開口径は反比例の関係にあるの
で、送信アンテナ及び受信アンテナの開口径が大きくな
るという課題があった。例として、波長＝３ｍｍの場
合、ビーム幅が０．１°であると、開口径は２．１ｍで
ある。
上のように構成されているので、目標の形状を検出でき
るほどの高い角度分解能をもった狭ビームを形成する
際、ビーム幅とアンテナ開口径は反比例の関係にあるの
で、送信アンテナ及び受信アンテナの開口径が大きくな
るという課題があった。例として、波長＝３ｍｍの場
合、ビーム幅が０．１°であると、開口径は２．１ｍで
ある。
【０００７】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、アンテナ開口径を小さくして、
ビームが広くなっても、目標物の運動によるドップラー
周波数の違いに着目した信号処理によって角度分解能を
向上させるためのレーダ装置を得ることを目的としてお
り、さらに所望の目標物を識別できる識別手段、並び
に、目標物の回転を容易にさせる運搬手段を提供するこ
とを目的とする。
ためになされたもので、アンテナ開口径を小さくして、
ビームが広くなっても、目標物の運動によるドップラー
周波数の違いに着目した信号処理によって角度分解能を
向上させるためのレーダ装置を得ることを目的としてお
り、さらに所望の目標物を識別できる識別手段、並び
に、目標物の回転を容易にさせる運搬手段を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係わるレーダ
装置は、所定の周波数帯域内で送信周波数を連続的に変
化させ、これを一定の送信周期で繰り返す連続波の送信
信号を発生させる送信機と、レンジ方向に目標物を分解
するレンジ圧縮器を設け、さらに運搬手段で目標物を回
転運動させ、この回転運動によって生じるドップラ周波
数を弁別し、クロスレンジ方向に目標物を分解するクロ
スレンジ圧縮器を設けたものである。
装置は、所定の周波数帯域内で送信周波数を連続的に変
化させ、これを一定の送信周期で繰り返す連続波の送信
信号を発生させる送信機と、レンジ方向に目標物を分解
するレンジ圧縮器を設け、さらに運搬手段で目標物を回
転運動させ、この回転運動によって生じるドップラ周波
数を弁別し、クロスレンジ方向に目標物を分解するクロ
スレンジ圧縮器を設けたものである。
【０００９】また、この発明に係わるレーダ装置は、所
定の周波数帯域内で送信周波数を階段状に変化させ、こ
れを一定の送信周期で繰り返す連続波の送信信号を発生
させる送信機と、レンジ方向に目標物を分解できるレン
ジ圧縮器を設け、さらに運搬手段で目標物を回転運動さ
せ、この回転運動によって生じるドップラ周波数を弁別
し、クロスレンジ方向に目標物を分解するクロスレンジ
圧縮器を設けたものである。
定の周波数帯域内で送信周波数を階段状に変化させ、こ
れを一定の送信周期で繰り返す連続波の送信信号を発生
させる送信機と、レンジ方向に目標物を分解できるレン
ジ圧縮器を設け、さらに運搬手段で目標物を回転運動さ
せ、この回転運動によって生じるドップラ周波数を弁別
し、クロスレンジ方向に目標物を分解するクロスレンジ
圧縮器を設けたものである。
【００１０】この発明に係わるレーダ装置は、上記クロ
スレンジ圧縮器から出力される画像データを、運搬手段
によって回転している目標の角速度に基づき、レンジ方
向の分解能と同一のスケールに変換して、目標物の形状
を表示する表示器を設けたものである。
スレンジ圧縮器から出力される画像データを、運搬手段
によって回転している目標の角速度に基づき、レンジ方
向の分解能と同一のスケールに変換して、目標物の形状
を表示する表示器を設けたものである。
【００１１】また、この発明に係わるレーダ装置は、所
望の目標物を識別するために、上記クロスレンジ圧縮器
から出力される画像データを、あらかじめ格納していた
データベースとマッチング処理を行う識別手段を設けた
ものである。
望の目標物を識別するために、上記クロスレンジ圧縮器
から出力される画像データを、あらかじめ格納していた
データベースとマッチング処理を行う識別手段を設けた
ものである。
【００１２】この発明に係わるレーダ装置は、目標物を
回転させるための運搬手段として、吊り下げ型の運搬台
に目標物を載せて移動させる移送装置と、目標物を移動
させる途中、送信ビーム内で運搬台と共に目標物を回転
させる回転装置を用いたものである。
回転させるための運搬手段として、吊り下げ型の運搬台
に目標物を載せて移動させる移送装置と、目標物を移動
させる途中、送信ビーム内で運搬台と共に目標物を回転
させる回転装置を用いたものである。
【００１３】また、この発明に係わるレーダ装置は、目
標物を回転させるための別の運搬手段として、板状の運
搬台に目標物を載せて移動させる移送装置と、目標物を
移動させる途中、上記送信ビームが目標物を覆うように
運搬台と共に目標物を上昇させ、回転させるリフト付回
転装置を用いたものである。
標物を回転させるための別の運搬手段として、板状の運
搬台に目標物を載せて移動させる移送装置と、目標物を
移動させる途中、上記送信ビームが目標物を覆うように
運搬台と共に目標物を上昇させ、回転させるリフト付回
転装置を用いたものである。
【００１４】
【作用】この発明においては、送信機で発生した所定の
周波数帯域をもった連続波の送信信号に対する目標物か
らの受信信号を、レンジ圧縮器で逆フーリエ変換するこ
とによりレンジ方向に目標物を分解し、さらにクロスレ
ンジ圧縮器では、運搬手段によって回転運動している目
標物のドップラ周波数は、回転中心からのクロスレンジ
方向の距離に比例しているため、このドップラ周波数を
弁別して、クロスレンジ方向に目標物を分解するような
信号処理によって高分解能化を図ることができるので、
アンテナ開口径を縮小することができる。
周波数帯域をもった連続波の送信信号に対する目標物か
らの受信信号を、レンジ圧縮器で逆フーリエ変換するこ
とによりレンジ方向に目標物を分解し、さらにクロスレ
ンジ圧縮器では、運搬手段によって回転運動している目
標物のドップラ周波数は、回転中心からのクロスレンジ
方向の距離に比例しているため、このドップラ周波数を
弁別して、クロスレンジ方向に目標物を分解するような
信号処理によって高分解能化を図ることができるので、
アンテナ開口径を縮小することができる。
【００１５】また、この発明においては、上記作用と同
様に、所定の周波数帯域で階段状に送信周波数が変化し
ている連続波の送信信号に対する目標物からの受信信号
を、レンジ圧縮器で逆フーリエ変換することによりレン
ジ方向に目標物を分解し、さらにクロスレンジ圧縮器で
は、運搬手段によって回転運動している目標物のドップ
ラ周波数は、回転中心からのクロスレンジ方向の距離に
比例しているため、このドップラ周波数を弁別して、ク
ロスレンジ方向に目標物を分解するような信号処理によ
って高分解能化を図ることができるので、アンテナ開口
径を縮小することができる。
様に、所定の周波数帯域で階段状に送信周波数が変化し
ている連続波の送信信号に対する目標物からの受信信号
を、レンジ圧縮器で逆フーリエ変換することによりレン
ジ方向に目標物を分解し、さらにクロスレンジ圧縮器で
は、運搬手段によって回転運動している目標物のドップ
ラ周波数は、回転中心からのクロスレンジ方向の距離に
比例しているため、このドップラ周波数を弁別して、ク
ロスレンジ方向に目標物を分解するような信号処理によ
って高分解能化を図ることができるので、アンテナ開口
径を縮小することができる。
【００１６】この発明においては、上記作用に加えて、
クロスレンジ圧縮器で作成される画像データのクロスレ
ンジ方向の分解能は、回転運動によって生じるドップラ
周波数に依存しているので、表示器では、運搬手段から
目標物の回転角速度を入力し、レンジ方向の分解能と同
一のスケール変換を行うことができる。
クロスレンジ圧縮器で作成される画像データのクロスレ
ンジ方向の分解能は、回転運動によって生じるドップラ
周波数に依存しているので、表示器では、運搬手段から
目標物の回転角速度を入力し、レンジ方向の分解能と同
一のスケール変換を行うことができる。
【００１７】また、この発明においては、上記作用に加
えて、クロスレンジ圧縮器から出力される画像データと
あらかじめ格納していたデータベースをマッチング処理
する識別手段を設けることにより、所望の目標物を識別
することができる。
えて、クロスレンジ圧縮器から出力される画像データと
あらかじめ格納していたデータベースをマッチング処理
する識別手段を設けることにより、所望の目標物を識別
することができる。
【００１８】この発明においては、上記作用に加えて、
吊り下げ型の運搬台で構成された移送装置にすることに
より、目標物以外の不要な反射信号を低減することがで
きる。
吊り下げ型の運搬台で構成された移送装置にすることに
より、目標物以外の不要な反射信号を低減することがで
きる。
【００１９】また、この発明において、上記作用に加え
て、目標物を持ち上げることができるように構成された
リフト付回転装置にすることにより、目標物以外の不要
な反射信号を低減し、さらに、目標物を回転させ易くす
ることができる。
て、目標物を持ち上げることができるように構成された
リフト付回転装置にすることにより、目標物以外の不要
な反射信号を低減し、さらに、目標物を回転させ易くす
ることができる。
【００２０】
実施例１．図１はこの発明の実施例１の構成を示す図
で、図中、１は送信機、２は送信アンテナ、３は運搬手
段、４は受信アンテナ、５は受信機、６はＡ／Ｄ変換
器、７は第１の二次元メモリ、８は目標物をレンジ方向
に分解するレンジ圧縮器、９は第２の二次元メモリ、１
０は目標物をクロスレンジ方向に分解するクロスレンジ
圧縮器である。また、図２は運搬手段３によって移動し
ている目標物に送信信号を放射している様子を上から観
た図であり、１１は目標物、１２は送信ビームである。
さらに、図３は送信信号の時間変化と、第１の二次元メ
モリ７に出力させるタイミングを示したものであり、図
４（ａ）（ｂ）は第１の二次元メモリ７及び第２の二次
元メモリ９の構成図である。そして、図５はクロスレン
ジ圧縮器１０の動作原理を説明するための図である。
で、図中、１は送信機、２は送信アンテナ、３は運搬手
段、４は受信アンテナ、５は受信機、６はＡ／Ｄ変換
器、７は第１の二次元メモリ、８は目標物をレンジ方向
に分解するレンジ圧縮器、９は第２の二次元メモリ、１
０は目標物をクロスレンジ方向に分解するクロスレンジ
圧縮器である。また、図２は運搬手段３によって移動し
ている目標物に送信信号を放射している様子を上から観
た図であり、１１は目標物、１２は送信ビームである。
さらに、図３は送信信号の時間変化と、第１の二次元メ
モリ７に出力させるタイミングを示したものであり、図
４（ａ）（ｂ）は第１の二次元メモリ７及び第２の二次
元メモリ９の構成図である。そして、図５はクロスレン
ジ圧縮器１０の動作原理を説明するための図である。
【００２１】次に動作について説明すると、送信機１
は、図３に示すように所定の周波数帯域内で送信周波数
を連続的に変化させ、これを一定の送信周期で繰り返す
連続波の送信信号を発生する。この時、Ａ／Ｄ変換器６
で受信信号をデジタル信号に変換する時間間隔を設定す
るために、各送信周期の送信信号を複数分割し、分割し
た送信周波数の番号をＩ、この送信周期の番号をＪとす
る。この送信信号は次式で表わすことができる。
は、図３に示すように所定の周波数帯域内で送信周波数
を連続的に変化させ、これを一定の送信周期で繰り返す
連続波の送信信号を発生する。この時、Ａ／Ｄ変換器６
で受信信号をデジタル信号に変換する時間間隔を設定す
るために、各送信周期の送信信号を複数分割し、分割し
た送信周波数の番号をＩ、この送信周期の番号をＪとす
る。この送信信号は次式で表わすことができる。
【００２２】
【数１】
【００２３】この送信信号は送信アンテナ２から運搬手
段３によって移動している目標物に放射される。図２に
おいて、運搬手段３は目標物１１を移動させ、さらに、
曲がっている部分を利用して、点Ａを回転中心として目
標物１１を回転させる。
段３によって移動している目標物に放射される。図２に
おいて、運搬手段３は目標物１１を移動させ、さらに、
曲がっている部分を利用して、点Ａを回転中心として目
標物１１を回転させる。
【００２４】次に、受信アンテナ４は送信ビーム１２と
同じ形状の受信ビームを形成し、目標物１１からの反射
信号を受信する。そして、受信アンテナ４から出力され
る受信信号は、受信機５に入力され、目標物の回転中心
と受信アンテナ４間の往復距離の電波伝搬時間だけ送信
信号を遅延させた信号をリファレンス信号として直交位
相検波することにより、数２のようなＩ／Ｑビデオ信号
に変換される。
同じ形状の受信ビームを形成し、目標物１１からの反射
信号を受信する。そして、受信アンテナ４から出力され
る受信信号は、受信機５に入力され、目標物の回転中心
と受信アンテナ４間の往復距離の電波伝搬時間だけ送信
信号を遅延させた信号をリファレンス信号として直交位
相検波することにより、数２のようなＩ／Ｑビデオ信号
に変換される。
【００２５】
【数２】
【００２６】次に、Ａ／Ｄ変換器６では、受信機５で変
換されたＩ／Ｑビデオ信号を入力し、送信機１で送信信
号に送信周波数の番号Ｉを割り振った時間間隔に従っ
て、Ｉ／Ｑビデオ信号をデジタル信号に変換し、第１の
二次元メモリ７に出力する。また、第１の二次元メモリ
７のＩ／Ｑビデオ信号の格納手順は、図４（ａ）に示す
通り、縦方向には、図３に示す送信周波数の番号Ｉに従
って、Ｉ／Ｑビデオ信号を格納していき、そして、横方
向には、送信周期の番号Ｊに従って格納していく。
換されたＩ／Ｑビデオ信号を入力し、送信機１で送信信
号に送信周波数の番号Ｉを割り振った時間間隔に従っ
て、Ｉ／Ｑビデオ信号をデジタル信号に変換し、第１の
二次元メモリ７に出力する。また、第１の二次元メモリ
７のＩ／Ｑビデオ信号の格納手順は、図４（ａ）に示す
通り、縦方向には、図３に示す送信周波数の番号Ｉに従
って、Ｉ／Ｑビデオ信号を格納していき、そして、横方
向には、送信周期の番号Ｊに従って格納していく。
【００２７】次に、レンジ圧縮器８では、第１の二次元
メモリ７に格納されたＩ方向のＩ／Ｑビデオ信号を送信
周期の番号毎に数３の示すような逆フーリエ変換を行う
ことにより、Ｉ方向に相当するレンジ方向に目標物１１
を分解し、第２の二次元メモリ９に格納する。そして、
逆フーリエ変換されたＩ／Ｑビデオ信号のレンジ方向の
番号をＫとすると、この第２の二次元メモリ９の格納手
順は、図４（ｂ）に示すように縦方向には、レンジ方向
の番号Ｋに従って、格納していき、横方向には、送信周
期の番号Ｊに従って格納していく。
メモリ７に格納されたＩ方向のＩ／Ｑビデオ信号を送信
周期の番号毎に数３の示すような逆フーリエ変換を行う
ことにより、Ｉ方向に相当するレンジ方向に目標物１１
を分解し、第２の二次元メモリ９に格納する。そして、
逆フーリエ変換されたＩ／Ｑビデオ信号のレンジ方向の
番号をＫとすると、この第２の二次元メモリ９の格納手
順は、図４（ｂ）に示すように縦方向には、レンジ方向
の番号Ｋに従って、格納していき、横方向には、送信周
期の番号Ｊに従って格納していく。
【００２８】
【数３】
【００２９】次に、クロスレンジ圧縮器１０では、第２
の二次元メモリ９に格納されたＩ／Ｑビデオ信号が入力
され、送信周期の番号方向にフーリエ変換を行い、クロ
スレンジ方向に目標物１１を分解し、振幅検波すること
により画像データを作成する。
の二次元メモリ９に格納されたＩ／Ｑビデオ信号が入力
され、送信周期の番号方向にフーリエ変換を行い、クロ
スレンジ方向に目標物１１を分解し、振幅検波すること
により画像データを作成する。
【００３０】ここで、目標物の回転運動とその回転運動
によって生じるドップラ周波数について図５を用いて説
明する。図において点Ａは回転中心であり、角速度ωで
回転しているものとすると、点Ａからクロスレンジ方向
にＸ離れた点のドップラ周波数は
によって生じるドップラ周波数について図５を用いて説
明する。図において点Ａは回転中心であり、角速度ωで
回転しているものとすると、点Ａからクロスレンジ方向
にＸ離れた点のドップラ周波数は
【００３１】
【数４】
【００３２】となり、ドップラ周波数は距離ｒに比例す
るので、数４に示すドップラ周波数の分解能Δｆｄを弁
別できるようなフーリエ変換を行うことにより、クロス
レンジ方向に目標物１１を分解することができる。この
ようにして、アンテナ開口径を大きくして、送信及び受
信ビームを狭ビームにしなくても、信号処理によって高
分解能化を図り、目標物１１の画像データを作成して、
形状を検出することができる。
るので、数４に示すドップラ周波数の分解能Δｆｄを弁
別できるようなフーリエ変換を行うことにより、クロス
レンジ方向に目標物１１を分解することができる。この
ようにして、アンテナ開口径を大きくして、送信及び受
信ビームを狭ビームにしなくても、信号処理によって高
分解能化を図り、目標物１１の画像データを作成して、
形状を検出することができる。
【００３３】実施例２．図６はこの発明の実施例２の構
成を示す図で、図中、２〜１０は上記実施例１のレーダ
装置と全く同一である。１３は送信機、１４はタイミン
グ発生器である。また、図７は送信信号の時間変化と、
送信周波数をステップさせるタイミングと、第１の二次
元メモリに出力させるタイミングを示したものである。
成を示す図で、図中、２〜１０は上記実施例１のレーダ
装置と全く同一である。１３は送信機、１４はタイミン
グ発生器である。また、図７は送信信号の時間変化と、
送信周波数をステップさせるタイミングと、第１の二次
元メモリに出力させるタイミングを示したものである。
【００３４】次に動作について説明すると、送信機１
は、図７に示すように所定の周波数帯域内で送信周波数
を階段状に変化させ、これを一定の送信周期で繰り返す
連続波の送信信号を発生する。この時、階段状に変化す
る送信周波数の番号をＩとし、この送信周期の番号をＪ
とする。この送信信号は数１で表すことができ、以下、
受信機５までの動作は上記実施例１のレーダ装置と同一
である。
は、図７に示すように所定の周波数帯域内で送信周波数
を階段状に変化させ、これを一定の送信周期で繰り返す
連続波の送信信号を発生する。この時、階段状に変化す
る送信周波数の番号をＩとし、この送信周期の番号をＪ
とする。この送信信号は数１で表すことができ、以下、
受信機５までの動作は上記実施例１のレーダ装置と同一
である。
【００３５】次に、Ａ／Ｄ変換器６では、受信機５で変
換されたＩ／Ｑビデオ信号を入力し、デジタル変換を行
い、タイミング発生器１４から出力されるタイミング信
号に従って、Ｉ／Ｑビデオ信号を第１の二次元メモリ７
に出力する。このタイミング発生器１４では、図７に示
すように、送信周波数をステップさせるタイミングに遅
延させて第１の二次元メモリ７に出力させるタイミング
を発生させており、この遅延時間は、送信機１３で送信
周波数をステップさせる際、送信周波数が安定する時間
とほぼ同等である。また、第１の二次元メモリ７のＩ／
Ｑビデオ信号の格納手順からクロスレンジ圧縮器１０ま
での動作は上記実施例１のレーダ装置と同一である。こ
のようにして、アンテナ開口径を大きくして、送信及び
受信ビームを狭ビームにしなくても、信号処理によって
高分解能化を図り、目標物１１の画像データを作成し
て、形状を検出することができる。
換されたＩ／Ｑビデオ信号を入力し、デジタル変換を行
い、タイミング発生器１４から出力されるタイミング信
号に従って、Ｉ／Ｑビデオ信号を第１の二次元メモリ７
に出力する。このタイミング発生器１４では、図７に示
すように、送信周波数をステップさせるタイミングに遅
延させて第１の二次元メモリ７に出力させるタイミング
を発生させており、この遅延時間は、送信機１３で送信
周波数をステップさせる際、送信周波数が安定する時間
とほぼ同等である。また、第１の二次元メモリ７のＩ／
Ｑビデオ信号の格納手順からクロスレンジ圧縮器１０ま
での動作は上記実施例１のレーダ装置と同一である。こ
のようにして、アンテナ開口径を大きくして、送信及び
受信ビームを狭ビームにしなくても、信号処理によって
高分解能化を図り、目標物１１の画像データを作成し
て、形状を検出することができる。
【００３６】実施例３．図８はこの発明の実施例３の構
成を示す図で、図中、２〜１０、１３〜１４は上記実施
例２のレーダ装置と全く同一のものであり、１５はクロ
スレンジ圧縮器１０で作成した画像データを表示する表
示器である。
成を示す図で、図中、２〜１０、１３〜１４は上記実施
例２のレーダ装置と全く同一のものであり、１５はクロ
スレンジ圧縮器１０で作成した画像データを表示する表
示器である。
【００３７】次に動作について説明すると、送信アンテ
ナ２〜クロスレンジ圧縮器１０、送信機１３〜タイミン
グ発生器１４は、上記実施例２のレーダ装置と全く同じ
動作を行い、クロスレンジ圧縮器１０で画像データを作
成する。そして、表示器１５では、クロスレンジ圧縮器
１０より出力される二次元の画像データ（レンジ方向×
クロスレンジ方向）を入力し、以下の方法で２方向のス
ケールを同一にして表示する。クロスレンジ圧縮器１０
から出力されるデータについては、レンジ方向は１画素
あたりｍの単位であり、クロスレンジ方向は１画素あた
りＨｚの単位であるので、数５に従いクロスレンジ方向
の単位をｍにし、スケールを同一にして表示する。この
時、目標の回転角速度情報は運搬手段３から入力する。
このようにして、レンジ−クロスレンジ方向に歪んだ画
像データをスケール変換することにより、分解能を同一
にすることができる。
ナ２〜クロスレンジ圧縮器１０、送信機１３〜タイミン
グ発生器１４は、上記実施例２のレーダ装置と全く同じ
動作を行い、クロスレンジ圧縮器１０で画像データを作
成する。そして、表示器１５では、クロスレンジ圧縮器
１０より出力される二次元の画像データ（レンジ方向×
クロスレンジ方向）を入力し、以下の方法で２方向のス
ケールを同一にして表示する。クロスレンジ圧縮器１０
から出力されるデータについては、レンジ方向は１画素
あたりｍの単位であり、クロスレンジ方向は１画素あた
りＨｚの単位であるので、数５に従いクロスレンジ方向
の単位をｍにし、スケールを同一にして表示する。この
時、目標の回転角速度情報は運搬手段３から入力する。
このようにして、レンジ−クロスレンジ方向に歪んだ画
像データをスケール変換することにより、分解能を同一
にすることができる。
【００３８】
【数５】
【００３９】実施例４．図９はこの発明の実施例４の構
成を示す図で、図中、２〜１０、１３〜１５は上記実施
例３のレーダ装置と全く同一のものであり、１６は識別
手段である。図１０は識別手段１６の構成を示す図であ
り、１７は所望の目標物の電波画像を参照データとして
格納しているデータベースであり、１８はクロスレンジ
圧縮器１０から出力される画像データと参照データの相
関処理を行う画像マッチング処理器である。
成を示す図で、図中、２〜１０、１３〜１５は上記実施
例３のレーダ装置と全く同一のものであり、１６は識別
手段である。図１０は識別手段１６の構成を示す図であ
り、１７は所望の目標物の電波画像を参照データとして
格納しているデータベースであり、１８はクロスレンジ
圧縮器１０から出力される画像データと参照データの相
関処理を行う画像マッチング処理器である。
【００４０】次に動作について説明すると、送信アンテ
ナ２〜クロスレンジ圧縮器１０、送信機１３〜表示器１
５は、上記実施例３のレーダ装置と全く同じ動作を行
い、クロスレンジ圧縮器１０で画像データを作成する。
そして、目標物を認識するに、識別手段１６では、所望
の目標物の電波画像をあらかじめデータベース１７に格
納しておき、画像マッチング処理器１８で、その電波画
像を参照データ及びクロスレンジ圧縮器１０で作成した
画像データを入力し、相関処理を行う。
ナ２〜クロスレンジ圧縮器１０、送信機１３〜表示器１
５は、上記実施例３のレーダ装置と全く同じ動作を行
い、クロスレンジ圧縮器１０で画像データを作成する。
そして、目標物を認識するに、識別手段１６では、所望
の目標物の電波画像をあらかじめデータベース１７に格
納しておき、画像マッチング処理器１８で、その電波画
像を参照データ及びクロスレンジ圧縮器１０で作成した
画像データを入力し、相関処理を行う。
【００４１】次に、図１１及び図１２を用いて、画像マ
ッチング処理器１８の動作を説明する。図１１におい
て、１９はクロスレンジ圧縮器１０で作成した画像デー
タであり、２０はデータベース１７に格納されている参
照データである。また、図１２は画像マッチング処理器
１８で行う相関処理を説明するための図である。図１１
において、画像データ及び参照データを数６とする。
ッチング処理器１８の動作を説明する。図１１におい
て、１９はクロスレンジ圧縮器１０で作成した画像デー
タであり、２０はデータベース１７に格納されている参
照データである。また、図１２は画像マッチング処理器
１８で行う相関処理を説明するための図である。図１１
において、画像データ及び参照データを数６とする。
【００４２】
【数６】
【００４３】この参照データをテンプレートとして、画
像データのレンジ、クロスレンジ方向共に、スライドさ
せていき、数７に示す算出式でマッチング結果を算出す
る。
像データのレンジ、クロスレンジ方向共に、スライドさ
せていき、数７に示す算出式でマッチング結果を算出す
る。
【００４４】
【数７】
【００４５】このとき、画像データｆ（ｉ，ｊ）と参照
データｇ（ｉ−ｓ，ｊ−ｔ）が完全に一致していれば、
マッチング結果＝１となり、つまり、マッチング結果が
大きい程画像データは参照データに似ている。このよう
にして、識別手段１６で画像データと参照データを相関
処理し、マッチング結果を算出することにより、目標物
１３を識別することができる。
データｇ（ｉ−ｓ，ｊ−ｔ）が完全に一致していれば、
マッチング結果＝１となり、つまり、マッチング結果が
大きい程画像データは参照データに似ている。このよう
にして、識別手段１６で画像データと参照データを相関
処理し、マッチング結果を算出することにより、目標物
１３を識別することができる。
【００４６】実施例５．次に、この発明の実施例５を図
について説明する。図１３は運搬手段の構成を示す図で
あり、図中、２１は目標物を運ぶための移送装置であ
り、２２は目標物を回転させる回転装置である。図１４
は運搬手段３の動作説明図である。
について説明する。図１３は運搬手段の構成を示す図で
あり、図中、２１は目標物を運ぶための移送装置であ
り、２２は目標物を回転させる回転装置である。図１４
は運搬手段３の動作説明図である。
【００４７】送信アンテナ２から出力される送信信号
は、上記実施例４と同一であり、回転装置２２の真下方
向に放射される。目標物１１は、反射電力の小さい吊り
下げ型の運搬台で構成された移送装置２１によって移動
する。そして、目標物１１が受信ビーム内に移動する
と、受信機５は目標物１１を検出し、停止させるような
制御信号を移送装置２１に出力する。さらに、移送装置
２１は、制御信号に従って、目標物１１を一旦停止させ
て、回転装置２２によって回転運動させる。このように
して、回転運動している目標物１１からの反射信号を受
信アンテナ４で受信し、実施例４と同一の信号処理を行
うことにより、目標物１１の形状を検出することができ
る。
は、上記実施例４と同一であり、回転装置２２の真下方
向に放射される。目標物１１は、反射電力の小さい吊り
下げ型の運搬台で構成された移送装置２１によって移動
する。そして、目標物１１が受信ビーム内に移動する
と、受信機５は目標物１１を検出し、停止させるような
制御信号を移送装置２１に出力する。さらに、移送装置
２１は、制御信号に従って、目標物１１を一旦停止させ
て、回転装置２２によって回転運動させる。このように
して、回転運動している目標物１１からの反射信号を受
信アンテナ４で受信し、実施例４と同一の信号処理を行
うことにより、目標物１１の形状を検出することができ
る。
【００４８】実施例６．この発明の実施例６を図につい
て説明する。図１５は運搬手段の構成を示す図であり、
図中、２３は目標物を運ぶための移送装置であり、２４
は目標物を一旦持ち上げ、回転させるリフト付回転装置
である。図１６は運搬手段３の動作説明図であり、
（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。
て説明する。図１５は運搬手段の構成を示す図であり、
図中、２３は目標物を運ぶための移送装置であり、２４
は目標物を一旦持ち上げ、回転させるリフト付回転装置
である。図１６は運搬手段３の動作説明図であり、
（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。
【００４９】送信アンテナ２から出力される送信信号
は、上記実施例４と同一であり、リフト付回転装置２４
の真上方向に放射される。この目標物１１は、移送装置
２２によって移動し、そして、受信ビーム内に移動する
と、受信機５は目標物１１を検出し、停止させるような
制御信号を移送装置２３に出力する。さらに、移送装置
２３は、制御信号に従って、目標物１１を一旦停止させ
て、リフト付回転装置２４によって移送装置２３からの
反射信号を低減するために目標物１１を持ち上げ、回転
運動させる。このようにして、回転運動している目標物
１１からの反射信号を受信アンテナ４で受信し、実施例
４と同一の信号処理を行うことにより、目標物１１の形
状を検出することができる。
は、上記実施例４と同一であり、リフト付回転装置２４
の真上方向に放射される。この目標物１１は、移送装置
２２によって移動し、そして、受信ビーム内に移動する
と、受信機５は目標物１１を検出し、停止させるような
制御信号を移送装置２３に出力する。さらに、移送装置
２３は、制御信号に従って、目標物１１を一旦停止させ
て、リフト付回転装置２４によって移送装置２３からの
反射信号を低減するために目標物１１を持ち上げ、回転
運動させる。このようにして、回転運動している目標物
１１からの反射信号を受信アンテナ４で受信し、実施例
４と同一の信号処理を行うことにより、目標物１１の形
状を検出することができる。
【００５０】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、上記信
号処理によって、目標物を分解できるので、目標物の形
状を検出できるほどの高い角度分解能をもった狭ビーム
を形成する必要がないため、アンテナ開口径を縮小する
ことができる。
号処理によって、目標物を分解できるので、目標物の形
状を検出できるほどの高い角度分解能をもった狭ビーム
を形成する必要がないため、アンテナ開口径を縮小する
ことができる。
【００５１】また、上記効果に加えて、送信周波数を階
段状に変化させることにより、連続的に変化させる場合
に比べて、より正確なチャープ信号が得られるので、レ
ンジ分解能を向上することができる。
段状に変化させることにより、連続的に変化させる場合
に比べて、より正確なチャープ信号が得られるので、レ
ンジ分解能を向上することができる。
【００５２】また、上記効果に加えて、クロスレンジ圧
縮器の後段に表示器を取り付け、運搬手段より目標物の
回転角速度を入力することにより、レンジ方向とクロス
レンジ方向の分解能を同一にして、目標の形状を表示す
ることができる。
縮器の後段に表示器を取り付け、運搬手段より目標物の
回転角速度を入力することにより、レンジ方向とクロス
レンジ方向の分解能を同一にして、目標の形状を表示す
ることができる。
【００５３】また、上記効果に加えて、クロスレンジ圧
縮器の後段に、識別手段を設け、所望の目標物の電波画
像をデータベースとして格納し、画像データと相関処理
することにより、目標物を識別することができる。
縮器の後段に、識別手段を設け、所望の目標物の電波画
像をデータベースとして格納し、画像データと相関処理
することにより、目標物を識別することができる。
【００５４】また、上記効果に加えて、吊り下げ型の運
搬台で構成された移送装置によることにより、目標物以
外の不要な反射信号を低減することができる。
搬台で構成された移送装置によることにより、目標物以
外の不要な反射信号を低減することができる。
【００５５】また、上記効果に加えて、目標物を持ち上
げることができるように構成されたリフト付回転装置に
することにより、目標物以外の不要な反射信号を低減
し、さらに目標物を回転させ易くすることができる。
げることができるように構成されたリフト付回転装置に
することにより、目標物以外の不要な反射信号を低減
し、さらに目標物を回転させ易くすることができる。
【図１】 この発明の実施例１を示す構成図である。
【図２】 この発明の実施例１の動作説明図である。
【図３】 この発明の実施例１の送信機の動作説明図で
ある。
ある。
【図４】 この発明の実施例１の第１の二次元メモリ及
び第２の二次元メモリを示す構成図である。
び第２の二次元メモリを示す構成図である。
【図５】 この発明の実施例１のクロスレンジ圧縮処理
機の動作説明図である。
機の動作説明図である。
【図６】 この発明の実施例２を示す構成図である。
【図７】 この発明の実施例２の送信機の動作説明図で
ある。
ある。
【図８】 この発明の実施例３を示す構成図である。
【図９】 この発明の実施例４を示す構成図である。
【図１０】 この発明の実施例４の識別手段を示す構成
図である。
図である。
【図１１】 この発明の実施例４の画像データ及び参照
データを示す構成図である。
データを示す構成図である。
【図１２】 この発明の実施例４の画像マッチング処理
器を示す動作説明図である。
器を示す動作説明図である。
【図１３】 この発明の実施例５を示すの運搬手段の構
成図である。
成図である。
【図１４】 この発明の実施例５の動作説明図である。
【図１５】 この発明の実施例を示す運搬手段の構成図
である。
である。
【図１６】 この発明の実施例６の動作説明図である。
【図１７】 従来のレーダ装置の構成図である。
【図１８】 従来のレーダ装置の動作説明図である。
１ 送信機、２ 送信アンテナ、３ 運搬手段、４ 受
信アンテナ、５ 受信機、６ Ａ／Ｄ変換器、７ 第１
の二次元メモリ、８ レンジ圧縮器、９ 第２の二次元
メモリ、１０ クロスレンジ圧縮器、１３ 送信機、
１４ タイミング発生器、１５ 表示器、１６ 識別手
段、１７ データベース、１８ 画像マッチング処理
器、２１ 移送装置、２２ 回転装置、２３ 移送装
置、２４ リフト付回転装置。
信アンテナ、５ 受信機、６ Ａ／Ｄ変換器、７ 第１
の二次元メモリ、８ レンジ圧縮器、９ 第２の二次元
メモリ、１０ クロスレンジ圧縮器、１３ 送信機、
１４ タイミング発生器、１５ 表示器、１６ 識別手
段、１７ データベース、１８ 画像マッチング処理
器、２１ 移送装置、２２ 回転装置、２３ 移送装
置、２４ リフト付回転装置。
Claims (6)
- 【請求項１】 所定の周波数帯域幅内で送信周波数を連
続的に変化させ、これを一定の送信周期で繰り返す連続
波の送信信号を発生する送信機と、上記送信機から出力
される送信信号を目標物に放射する送信アンテナと、上
記目標物を移動させると共に、上記送信アンテナの送信
ビーム内で目標物を回転運動させる運搬手段と、上記目
標物からの反射信号を受信する受信アンテナと、上記目
標物の回転中心と受信アンテナ間の往復距離の電波伝搬
時間だけ送信信号を遅延させた信号をリファレンス信号
として、受信アンテナから出力される受信信号を直交位
相検波することによりＩ／Ｑ（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ／Ｑｕ
ａｄｒａｔｕｒｅ）ビデオ信号に変換する受信機と、連
続的に変化した送信周波数を複数に分割するような時間
間隔で、上記受信機から出力されるＩ／Ｑビデオ信号を
デジタル変換するＡ／Ｄ変換器と、上記Ａ／Ｄ変換器に
よりデジタル変換する時間間隔で分割した送信周波数の
番号をＩとし、上記送信周期の番号をＪとしたとき、Ａ
／Ｄ変換器から出力されるＩ／Ｑビデオ信号をＩ及びＪ
の二次元に格納する第１の二次元メモリと、上記第１の
二次元メモリから出力されるＩ／Ｑビデオ信号をＩ方向
に逆フーリエ変換することにより目標物をレンジ方向に
分解するレンジ圧縮器と、上記レンジ圧縮器から出力さ
れる出力信号のレンジ方向の番号をＫとしたとき、レン
ジ圧縮器の出力信号をＫ及びＪの二次元に格納する第２
の二次元メモリと、上記第２の二次元メモリに格納され
たレンジ圧縮器の出力信号をＪ方向にフーリエ変換する
ことによって目標物をクロスレンジ方向に分解し、振幅
検波した後、画像データを作成するクロスレンジ圧縮器
とを備えたことを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項２】 所定の周波数帯域幅内で送信周波数を階
段状に変化させ、これを一定の送信周期で繰り返す連続
波の送信信号を発生する送信機と、上記送信機から出力
される送信信号を目標物に放射する送信アンテナと、上
記目標物を移動させると共に、上記送信アンテナの送信
ビーム内で目標物を回転運動させる運搬手段と、上記目
標物からの反射信号を受信する受信アンテナと、上記目
標物の回転中心と受信アンテナ間の往復距離の電波伝搬
時間だけ送信信号を遅延させた信号をリファレンス信号
として、受信アンテナから出力される受信信号を直交位
相検波することによりＩ／Ｑ（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ／Ｑｕ
ａｄｒａｔｕｒｅ）ビデオ信号に変換する受信機と、上
記受信機から出力されるＩ／Ｑビデオ信号をデジタル変
換するＡ／Ｄ変換器と、上記階段状に変化する送信周波
数の番号をＩとし、上記送信周期の番号をＪとしたと
き、上記Ａ／Ｄ変換器から出力されるＩ／Ｑビデオ信号
をＩ及びＪの二次元に格納する第１の二次元メモリと、
上記送信信号の送信周波数を変化させるタイミング信号
を送信機に出力すると共に、このタイミング信号に遅延
同期させた第１の二次元メモリにＩ／Ｑビデオ信号を格
納するタイミング信号をＡ／Ｄ変換器に出力するタイミ
ング発生器と、上記第１の二次元メモリから出力される
Ｉ／Ｑビデオ信号をＩ方向に逆フーリエ変換することに
より目標物をレンジ方向に分解するレンジ圧縮器と、上
記レンジ圧縮器から出力される出力信号のレンジ方向の
番号をＫとしたとき、レンジ圧縮器の出力信号をＫ及び
Ｊの二次元に格納する第２の二次元メモリと、上記第２
の二次元メモリに格納されたレンジ圧縮器の出力信号を
Ｊ方向にフーリエ変換することによって目標物をクロス
レンジ方向に分解し、振幅検波した後、画像データを作
成するクロスレンジ圧縮器とを備えたことを特徴とする
レーダ装置。 - 【請求項３】 上記目標物を移動させると共に、送信ア
ンテナの送信ビーム内で目標物を回転運動させ、さらに
回転角速度を出力する運搬手段と、クロスレンジ圧縮器
から出力される画像データを運搬手段から出力される回
転角速度に基づいて、クロスレンジ方向の分解能をレン
ジ方向の分解能と同一のスケールに変換して、目標を表
示する表示器を備えたことを特徴とする請求項１又は２
記載のレーダ装置。 - 【請求項４】 目標物を識別するために、所望の目標物
の電波画像を参照データとして格納しているデータベー
スと、クロスレンジ圧縮器から出力される画像データ及
び上記データベースの参照データを入力し、相関処理に
よりマッチング結果を算出し、所望の目標を識別する画
像マッチング処理器を用いたことを特徴とする請求項１
〜３いずれか記載のレーダ装置。 - 【請求項５】 運搬手段に吊り下げ型の運搬台に目標物
を載せて移動させる移送装置と、目標物を移動させる途
中、上記送信ビーム内で運搬台と共に目標物を回転させ
る回転装置を用いたことを特徴とする請求項１〜４いず
れか記載のレーダ装置。 - 【請求項６】 運搬手段に板状の運搬台に目標物を載せ
て移動させる移送装置と、目標物を移動させる途中、上
記送信ビームが目標物を覆うように運搬台と共に目標物
を上昇させ、回転させるリフト付回転装置を用いたこと
を特徴とする請求項１〜４いずれか記載のレーダ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6143448A JP2982616B2 (ja) | 1993-09-03 | 1994-06-24 | レーダ装置 |
| US08/297,798 US5485160A (en) | 1993-09-03 | 1994-08-30 | Radar-type object shape detector |
| NL9401440A NL195005C (nl) | 1993-09-03 | 1994-09-05 | Inrichting voor het detecteren van de vorm van een doel door middel van radar. |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22006693 | 1993-09-03 | ||
| JP5-220066 | 1993-09-03 | ||
| JP6143448A JP2982616B2 (ja) | 1993-09-03 | 1994-06-24 | レーダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07120548A JPH07120548A (ja) | 1995-05-12 |
| JP2982616B2 true JP2982616B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=26475175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6143448A Expired - Fee Related JP2982616B2 (ja) | 1993-09-03 | 1994-06-24 | レーダ装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5485160A (ja) |
| JP (1) | JP2982616B2 (ja) |
| NL (1) | NL195005C (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5943006A (en) * | 1996-10-25 | 1999-08-24 | Patrick E. Crane | RF image reconstruction and super resolution using fourier transform techniques |
| US6507804B1 (en) | 1997-10-14 | 2003-01-14 | Bently Nevada Corporation | Apparatus and method for compressing measurement data corelative to machine status |
| US6026348A (en) * | 1997-10-14 | 2000-02-15 | Bently Nevada Corporation | Apparatus and method for compressing measurement data correlative to machine status |
| US6987560B2 (en) * | 2003-05-30 | 2006-01-17 | The Boeing Company | Inverse synthetic aperture radar-based covert system for human identification |
| DE102004039742A1 (de) * | 2004-08-17 | 2006-02-23 | Robert Bosch Gmbh | Radarsensor |
| JP5284230B2 (ja) * | 2009-09-11 | 2013-09-11 | 株式会社東芝 | 気象レーダシステムとその信号処理方法 |
| DE102013103972B4 (de) * | 2013-04-19 | 2017-04-06 | Sick Ag | Objektlokalisierung auf einer Fördereinrichtung |
| EP3152587B1 (de) * | 2014-06-05 | 2020-04-08 | Conti Temic microelectronic GmbH | Radarsystem mit optimierter speicherung von zwischendaten |
| DE102014109402B4 (de) * | 2014-07-04 | 2017-06-14 | Sick Ag | Sensor für eine Rollenbahn und Verfahren zum Erkennen von auf einer Rollenbahn befindlichen Objekten |
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