JP2000046941A - 複数の反射レーダ波による画像合成方法およびこれを利用した航空機搭載用画像レーダ装置 - Google Patents
複数の反射レーダ波による画像合成方法およびこれを利用した航空機搭載用画像レーダ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 飛行方向の前方に対する距離方向には高い分
解能を有する共に、飛行方向に直交する方向についても
高い分解能を有し、且つ全体的に小型化を可能とした信
頼性の複数の反射レーダ波による画像合成方法およびこ
れを利用した高い航空機搭載用画像レーダを提供するこ
と。 【解決手段】 単一の送信アンテナ２と、複数の独立し
た受信アンテナ５1 ，５2 と、二次元の位相合成を同時
に行う計算機１０とを備え、受信結果を位相合成して、
二次元の画像情報を得るようにしたもの。航空機１に搭
載し、飛行方向前方の情報を、高分解能の画像情報とし
て出力する複数の受信アンテナ５1 ，５2の位相合成を
用いた航空機搭載用画像レーダ装置である。
解能を有する共に、飛行方向に直交する方向についても
高い分解能を有し、且つ全体的に小型化を可能とした信
頼性の複数の反射レーダ波による画像合成方法およびこ
れを利用した高い航空機搭載用画像レーダを提供するこ
と。 【解決手段】 単一の送信アンテナ２と、複数の独立し
た受信アンテナ５1 ，５2 と、二次元の位相合成を同時
に行う計算機１０とを備え、受信結果を位相合成して、
二次元の画像情報を得るようにしたもの。航空機１に搭
載し、飛行方向前方の情報を、高分解能の画像情報とし
て出力する複数の受信アンテナ５1 ，５2の位相合成を
用いた航空機搭載用画像レーダ装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の反射レーダ
波による画像合成方法およびこれを利用した航空機搭載
用画像レーダ装置に係り、特に、航空機の飛行方向の前
方の情報を捕捉し高分解能の画像情報として出力する複
数の反射レーダ波による画像合成方法およびこれを利用
した航空機搭載用画像レーダ装置に関する。
波による画像合成方法およびこれを利用した航空機搭載
用画像レーダ装置に係り、特に、航空機の飛行方向の前
方の情報を捕捉し高分解能の画像情報として出力する複
数の反射レーダ波による画像合成方法およびこれを利用
した航空機搭載用画像レーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】航空機用のレーダには、従来よりその使
用目的に応じて種々の方式のものが開発されている。そ
して、いずれの方式のものであっても、共通的な課題と
して、如何に分解能を向上させるかがある。
用目的に応じて種々の方式のものが開発されている。そ
して、いずれの方式のものであっても、共通的な課題と
して、如何に分解能を向上させるかがある。
【０００３】航空機用のレーダで分解能を向上させる方
法としては、従来よりパルスドップラー方式がある。こ
れは、周波数変調をかけたパルス波を用いる方式であ
り、距離方向に高い分解能を得られる点に特徴を有す
る。
法としては、従来よりパルスドップラー方式がある。こ
れは、周波数変調をかけたパルス波を用いる方式であ
り、距離方向に高い分解能を得られる点に特徴を有す
る。
【０００４】又、航空機に搭載する高分解能の画像レー
ダとしては、合成開口レーダ（ＳＡレーダ又はＳＡＲ）
が、従来より一般に知られている。更に、小型化を意図
したものとして、複数のアレイ状アンテナを備えたフェ
ーズドアレイ型レーダがある。
ダとしては、合成開口レーダ（ＳＡレーダ又はＳＡＲ）
が、従来より一般に知られている。更に、小型化を意図
したものとして、複数のアレイ状アンテナを備えたフェ
ーズドアレイ型レーダがある。
【０００５】このフェーズドアレイ型レーダは、アンテ
ナ部を独立の小ユニットで構成し、信号の位相合成技術
を使って、アンテナの指向方向を高速に変化させるレー
ダ装置である。
ナ部を独立の小ユニットで構成し、信号の位相合成技術
を使って、アンテナの指向方向を高速に変化させるレー
ダ装置である。
【０００６】更に又、上述したフェーズドアレイ型レー
ダの発展型として、翼の構造体をアンテナと一体とした
コンフォーマルアンテナを利用したレーダ装置が提案さ
れている。そして、このレーダ装置にあっては、アンテ
ナの開口長の問題はなくなり、空間的分解能は高められ
ることが確認されている。
ダの発展型として、翼の構造体をアンテナと一体とした
コンフォーマルアンテナを利用したレーダ装置が提案さ
れている。そして、このレーダ装置にあっては、アンテ
ナの開口長の問題はなくなり、空間的分解能は高められ
ることが確認されている。
【０００７】一方、フェーズドアレイ型レーダの範疇に
近いもので、電波情報の位相合成による画像化装置があ
り、太陽電波ヘリオグラフというレーダ装置が開発され
ている（例えば、参考論文：「Ｔhe Ｎobeyama Ｒadio
heliograph」、中島，他、Ｐroceedings of ＩＥＥＥ、
82、705-713 、1994）。この太陽電波ヘリオグラフなる
電波情報の画像化装置は、上記参考論文でも明らかのよ
うに、太陽の発生する電波を複数のＴ字型に配置したア
ンテナで受信し、二次元の位相合成を同時に行って、秒
１０画像の太陽像を表示することを可能とした装置であ
る。
近いもので、電波情報の位相合成による画像化装置があ
り、太陽電波ヘリオグラフというレーダ装置が開発され
ている（例えば、参考論文：「Ｔhe Ｎobeyama Ｒadio
heliograph」、中島，他、Ｐroceedings of ＩＥＥＥ、
82、705-713 、1994）。この太陽電波ヘリオグラフなる
電波情報の画像化装置は、上記参考論文でも明らかのよ
うに、太陽の発生する電波を複数のＴ字型に配置したア
ンテナで受信し、二次元の位相合成を同時に行って、秒
１０画像の太陽像を表示することを可能とした装置であ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
従来例にあって、まず、パルスドップラー方式の場合、
距離方向には高い分解能を得られるが、前方の距離方向
に直交する方向の分解能は、アンテナビーム幅で決定さ
れることから、それ以上の分解能向上は望めない、とい
う不都合があった。
従来例にあって、まず、パルスドップラー方式の場合、
距離方向には高い分解能を得られるが、前方の距離方向
に直交する方向の分解能は、アンテナビーム幅で決定さ
れることから、それ以上の分解能向上は望めない、とい
う不都合があった。
【０００９】即ち、送信アンテナから出力したパルス波
は、物体に当たって反射し、又、受信アンテナには、ア
ンテナから等距離の物体からの反射が複合して入力す
る。この場合、受信アンテナが一つの場合には、アンテ
ナビームＢは、その広がりがアンテナの形状および大き
さ（開口長さ）で決まるため、図９に示すように、アン
テナビームＡ1 内の等距離にある複数の物体（等距離タ
ーゲット）Ｋ1 ，Ｋ2 の反射波は一つにまとまって分離
することができない。
は、物体に当たって反射し、又、受信アンテナには、ア
ンテナから等距離の物体からの反射が複合して入力す
る。この場合、受信アンテナが一つの場合には、アンテ
ナビームＢは、その広がりがアンテナの形状および大き
さ（開口長さ）で決まるため、図９に示すように、アン
テナビームＡ1 内の等距離にある複数の物体（等距離タ
ーゲット）Ｋ1 ，Ｋ2 の反射波は一つにまとまって分離
することができない。
【００１０】又、前方の距離方向に対しては、平地では
等距離ターゲットは存在しない（図１０中の線分Ｐ2 参
照）が、当該図１０に示すように山等の凹凸がある山岳
地帯等の場合には、時には前方の距離方向に対しても等
距離物体Ｋ1 ，Ｋ2 が存在し、当該等距離物体Ｋ1 ，Ｋ
2 の分離ができなくなる、という不都合が生じる。
等距離ターゲットは存在しない（図１０中の線分Ｐ2 参
照）が、当該図１０に示すように山等の凹凸がある山岳
地帯等の場合には、時には前方の距離方向に対しても等
距離物体Ｋ1 ，Ｋ2 が存在し、当該等距離物体Ｋ1 ，Ｋ
2 の分離ができなくなる、という不都合が生じる。
【００１１】一方、高分解能の画像レーダといわれる合
成開口レーダ（ＳＡレーダ又はＳＡＲ）は、航空機と地
上の対象物との相対運動の変化に伴うドップラー効果を
使用するため、相対運動の変化が生じない領域である前
方と後方は見られないという欠点を有する。
成開口レーダ（ＳＡレーダ又はＳＡＲ）は、航空機と地
上の対象物との相対運動の変化に伴うドップラー効果を
使用するため、相対運動の変化が生じない領域である前
方と後方は見られないという欠点を有する。
【００１２】更に、複数のアレイ状アンテナの受信信号
の合成を行うフェーズドアレイ型レーダは、アンテナ部
を独立の小ユニットで構成していることからアンテナ全
体の開口長は小さく、これがため分解能は低い。
の合成を行うフェーズドアレイ型レーダは、アンテナ部
を独立の小ユニットで構成していることからアンテナ全
体の開口長は小さく、これがため分解能は低い。
【００１３】又、フェーズドアレイ型レーダの発展型で
あるコンフォーマルアンテナを利用したレーダ装置にあ
っては、アンテナの開口長の問題はなくなるものの、原
理的に、位相の合成パラメータを変化させてビームをス
キャンするため、１画面分のデータ作成には時間がかか
り、連続的な前方全域監視には不向なものとなってい
る。このため、航空機の前方を高分解能で連続監視する
ための手法としては、例えばボーイング社のＡＷＡＣＳ
のように、実開口の大きいアンテナを用られているのが
現状である。
あるコンフォーマルアンテナを利用したレーダ装置にあ
っては、アンテナの開口長の問題はなくなるものの、原
理的に、位相の合成パラメータを変化させてビームをス
キャンするため、１画面分のデータ作成には時間がかか
り、連続的な前方全域監視には不向なものとなってい
る。このため、航空機の前方を高分解能で連続監視する
ための手法としては、例えばボーイング社のＡＷＡＣＳ
のように、実開口の大きいアンテナを用られているのが
現状である。
【００１４】しかしながら、この実開口の大きいアンテ
ナを用いるという手法にあっては、空気抵抗が大きくな
り、又重量も増すことから、航空機用としては開発方向
が逆行しており、必ずしも良好なものとはなっていな
い。
ナを用いるという手法にあっては、空気抵抗が大きくな
り、又重量も増すことから、航空機用としては開発方向
が逆行しており、必ずしも良好なものとはなっていな
い。
【００１５】又、前述した太陽電波ヘリオグラフなる電
波情報の画像化装置は、自身では電波を発射せず、固定
設置される点で、航空機用としては不向きなものとなっ
ている。
波情報の画像化装置は、自身では電波を発射せず、固定
設置される点で、航空機用としては不向きなものとなっ
ている。
【００１６】
【発明の目的】本発明は、上記従来例の有する不都合を
改善し、とくに、飛行方向の前方に対する距離方向には
高い分解能を有する共に、飛行方向に直交する方向につ
いても高い分解能を有し、且つ全体的に小型化を可能と
した信頼性の高い航空機搭載用画像レーダを提供するこ
とを、その目的とする。
改善し、とくに、飛行方向の前方に対する距離方向には
高い分解能を有する共に、飛行方向に直交する方向につ
いても高い分解能を有し、且つ全体的に小型化を可能と
した信頼性の高い航空機搭載用画像レーダを提供するこ
とを、その目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、航空機から飛行方向に向
けて発射されたレーダ波の反射波を受信する少なくとも
一方と他方の二つの受信アンテナを所定間隔を隔てて設
けると共に、この複数の受信アンテナで得られる情報を
画像合成し、これに基づいて反射物の位置を特定する複
数のレーダ反射波による画像合成方法において、まず、
各受信アンテナで捕捉される一又は二以上の反射波から
各受信アンテナ毎に反射物までの距離を演算する（第１
の工程）。
め、請求項１記載の発明では、航空機から飛行方向に向
けて発射されたレーダ波の反射波を受信する少なくとも
一方と他方の二つの受信アンテナを所定間隔を隔てて設
けると共に、この複数の受信アンテナで得られる情報を
画像合成し、これに基づいて反射物の位置を特定する複
数のレーダ反射波による画像合成方法において、まず、
各受信アンテナで捕捉される一又は二以上の反射波から
各受信アンテナ毎に反射物までの距離を演算する（第１
の工程）。
【００１８】次に、受信アンテナ毎に予め特定される指
向性（アンテナビーム）の方位角の範囲内で且つ当該受
信アンテナを中心点として各受信アンテナ毎に得られる
半円弧状の反射物位置曲線を算定する（第２の工程）。
この第２の工程および前述した第１の工程で得られるア
ンテナビーム内の各反射物位置曲線を当該各受信アンテ
ナの向き及び離間距離を基準として共通の座標上にて画
像合成する（第３の工程）。
向性（アンテナビーム）の方位角の範囲内で且つ当該受
信アンテナを中心点として各受信アンテナ毎に得られる
半円弧状の反射物位置曲線を算定する（第２の工程）。
この第２の工程および前述した第１の工程で得られるア
ンテナビーム内の各反射物位置曲線を当該各受信アンテ
ナの向き及び離間距離を基準として共通の座標上にて画
像合成する（第３の工程）。
【００１９】そして、この第３の工程で特定される合成
画像上で前述した各半円弧状の反射物位置曲線の交点の
位置を実際上の反射物の位置として特定しその位置情報
を合成画像情報と共に出力する（第４の工程）、という
構成を備えている。
画像上で前述した各半円弧状の反射物位置曲線の交点の
位置を実際上の反射物の位置として特定しその位置情報
を合成画像情報と共に出力する（第４の工程）、という
構成を備えている。
【００２０】このため、この請求項１記載の発明では、
通常の特性を備えた受信アンテナであっても、少なくと
も二つの受信アンテナを所定間隔を隔てて装備すること
により、同一ターゲットからの反射レーダ波を受信アン
テナ毎に捕捉し所定の反射物位置曲線を受信アンテナ毎
に算定すると共にこれを合成することが可能となり、こ
のため、その交点をもって反射物たるターゲットの位置
を合成画像情報として特定することができ、このため、
各受信アンテナでは不可能であった複数のターゲットの
分離捕捉が可能となる。
通常の特性を備えた受信アンテナであっても、少なくと
も二つの受信アンテナを所定間隔を隔てて装備すること
により、同一ターゲットからの反射レーダ波を受信アン
テナ毎に捕捉し所定の反射物位置曲線を受信アンテナ毎
に算定すると共にこれを合成することが可能となり、こ
のため、その交点をもって反射物たるターゲットの位置
を合成画像情報として特定することができ、このため、
各受信アンテナでは不可能であった複数のターゲットの
分離捕捉が可能となる。
【００２１】請求項２記載の発明では、航空機に搭載さ
れ飛行方向に向けて所定の探索用電波を出力するレーダ
用の送信アンテナおよび送信機と、前記送信アンテナか
ら出力される探索用電波の反射波を受信する複数組の受
信アンテナおよび受信機とを備えている。そして、前述
した複数の受信アンテナを所定間隔を隔てて航空機に装
備すると共に、この複数の受信アンテナで捕捉される反
射情報を画像合成し且つこれを反射物の位置情報を含む
二次元の合成画像データとして出力する画像合成処理機
を装備する、という構成を備えている。
れ飛行方向に向けて所定の探索用電波を出力するレーダ
用の送信アンテナおよび送信機と、前記送信アンテナか
ら出力される探索用電波の反射波を受信する複数組の受
信アンテナおよび受信機とを備えている。そして、前述
した複数の受信アンテナを所定間隔を隔てて航空機に装
備すると共に、この複数の受信アンテナで捕捉される反
射情報を画像合成し且つこれを反射物の位置情報を含む
二次元の合成画像データとして出力する画像合成処理機
を装備する、という構成を備えている。
【００２２】このため、この請求項２記載の発明では、
前述した請求項１記載の発明と同等の機能を有するほ
か、受信アンテナの数を三組以上装備して二次元合成画
像データの精度を更なる向上を図ることが可能となり、
受信アンテナ相互間の間隔を大きく設定することにより
反射物たる複数ターゲットからの反射波の時間的なずれ
を更に大きくすることができ、かかる点において受信ア
ンテナの開口寸法を大きく変えることなく分解能（複数
ターゲットの分離識別力）を更に向上させることができ
る。
前述した請求項１記載の発明と同等の機能を有するほ
か、受信アンテナの数を三組以上装備して二次元合成画
像データの精度を更なる向上を図ることが可能となり、
受信アンテナ相互間の間隔を大きく設定することにより
反射物たる複数ターゲットからの反射波の時間的なずれ
を更に大きくすることができ、かかる点において受信ア
ンテナの開口寸法を大きく変えることなく分解能（複数
ターゲットの分離識別力）を更に向上させることができ
る。
【００２３】請求項３記載の発明では、前述した請求項
２記載の航空機搭載用画像レーダ装置において、画像合
成処理機が、通信ケーブル中の信号伝搬の遅れを含む受
信アンテナの位置による信号遅延を補正する信号遅延補
正機能と、受信信号の相関計算を行う相関計算機能と、
これら各機能が稼働して得られる補正情報に基づいて二
次元ＦＦＴ処理を行い距離方向と方位方向の各反射情報
を含む二次元の合成画像データを形成し出力する二次元
ＦＦＴ処理演算機能とを備えている、という構成を採っ
ている。
２記載の航空機搭載用画像レーダ装置において、画像合
成処理機が、通信ケーブル中の信号伝搬の遅れを含む受
信アンテナの位置による信号遅延を補正する信号遅延補
正機能と、受信信号の相関計算を行う相関計算機能と、
これら各機能が稼働して得られる補正情報に基づいて二
次元ＦＦＴ処理を行い距離方向と方位方向の各反射情報
を含む二次元の合成画像データを形成し出力する二次元
ＦＦＴ処理演算機能とを備えている、という構成を採っ
ている。
【００２４】このため、この請求項３記載の発明では、
前述した請求項２記載の発明と同等に機能するほか、受
信データの位相処理では画像合成処理機によるデータの
二次元ＦＦＴ処理演算機能によって例えば１秒間に数画
像の高頻度での画像情報の取得を行うことができ、デー
タの高速処理によって複数ターゲットの分離識別をより
迅速化することができる。
前述した請求項２記載の発明と同等に機能するほか、受
信データの位相処理では画像合成処理機によるデータの
二次元ＦＦＴ処理演算機能によって例えば１秒間に数画
像の高頻度での画像情報の取得を行うことができ、デー
タの高速処理によって複数ターゲットの分離識別をより
迅速化することができる。
【００２５】請求項４記載の発明では、前述した請求項
２又は３記載の航空機搭載用画像レーダ装置において、
前述した送信アンテナを機体部分に装備すると共に、前
述した複数の受信アンテナを左右主翼の所定箇所に分け
て且つ所定間隔を隔てて装備する、という構成を採って
いる。このため、この請求項４記載の発明では、前述し
た請求項２又は３記載の発明と同等に機能するほか、受
信アンテナを左右主翼に分けて装備したので、ターゲッ
トを左右の大きく異なった位置から捕捉し得るので、飛
行方向成分の横方向の分離精度をより一層高めた合成画
像高い合成画像を得ることができる。
２又は３記載の航空機搭載用画像レーダ装置において、
前述した送信アンテナを機体部分に装備すると共に、前
述した複数の受信アンテナを左右主翼の所定箇所に分け
て且つ所定間隔を隔てて装備する、という構成を採って
いる。このため、この請求項４記載の発明では、前述し
た請求項２又は３記載の発明と同等に機能するほか、受
信アンテナを左右主翼に分けて装備したので、ターゲッ
トを左右の大きく異なった位置から捕捉し得るので、飛
行方向成分の横方向の分離精度をより一層高めた合成画
像高い合成画像を得ることができる。
【００２６】請求項５記載の発明では、前述した請求項
２又は３記載の航空機搭載用画像レーダ装置において、
前述した送信アンテナを機体の機首部分に装備すると共
に、前述した受信アンテナを機体の所定箇所に分けて且
つ所定間隔を隔てて装備する、という構成を採ってい
る。このため、この請求項５記載の発明では、前述した
請求項２又は３記載の発明と同等に機能するほか、受信
アンテナを機体の所定箇所に分けて且つ所定間隔を隔て
て装備したので、ターゲットに対する飛行方向成分の分
離精度をより一層高めた合成画像高い合成画像を得るこ
とができる。
２又は３記載の航空機搭載用画像レーダ装置において、
前述した送信アンテナを機体の機首部分に装備すると共
に、前述した受信アンテナを機体の所定箇所に分けて且
つ所定間隔を隔てて装備する、という構成を採ってい
る。このため、この請求項５記載の発明では、前述した
請求項２又は３記載の発明と同等に機能するほか、受信
アンテナを機体の所定箇所に分けて且つ所定間隔を隔て
て装備したので、ターゲットに対する飛行方向成分の分
離精度をより一層高めた合成画像高い合成画像を得るこ
とができる。
【００２７】請求項６記載の発明では、前述した請求項
２又は３記載の航空機搭載用画像レーダ装置において、
前述した送信アンテナを機体の機首部分に装備すると共
に、前述した受信アンテナを左右主翼の所定箇所に分け
て且つ所定間隔を隔てて装備する、という構成を採って
いる。このため、この請求項６記載の発明でも、前述し
た請求項４記載の発明とほぼ同等の機能を有するほか、
情報処理に際して送信アンテナと受信アンテナとの位置
関係を単純化することができて都合がよい。
２又は３記載の航空機搭載用画像レーダ装置において、
前述した送信アンテナを機体の機首部分に装備すると共
に、前述した受信アンテナを左右主翼の所定箇所に分け
て且つ所定間隔を隔てて装備する、という構成を採って
いる。このため、この請求項６記載の発明でも、前述し
た請求項４記載の発明とほぼ同等の機能を有するほか、
情報処理に際して送信アンテナと受信アンテナとの位置
関係を単純化することができて都合がよい。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を、
図１乃至図８に基づいて説明する。
図１乃至図８に基づいて説明する。
【００２９】（構 成）最初に、本実施形態の構成につ
いて説明する。図１は本実施形態における信号処理系の
ブロック図である。また、図２は図１に開示した各構成
部分を航空機に搭載した場合の各構成部分の装備箇所の
例を示す説明図である。
いて説明する。図１は本実施形態における信号処理系の
ブロック図である。また、図２は図１に開示した各構成
部分を航空機に搭載した場合の各構成部分の装備箇所の
例を示す説明図である。
【００３０】この図１ないし図２において、符号１は航
空機の機体を示す。この機体１の機首１Ａには、飛行方
向に向けて所定の探索用電波を出力するレーダ用の送信
アンテナが装備されている。この送信アンテナ２には、
所定の周波数で当該送信アンテナ２を励振する送信機３
が併設されている。この送信機３および送信アンテナ２
からは、周波数変調をかけたパルス波をレーダ波として
機体１の前方に発信するように構成されている。
空機の機体を示す。この機体１の機首１Ａには、飛行方
向に向けて所定の探索用電波を出力するレーダ用の送信
アンテナが装備されている。この送信アンテナ２には、
所定の周波数で当該送信アンテナ２を励振する送信機３
が併設されている。この送信機３および送信アンテナ２
からは、周波数変調をかけたパルス波をレーダ波として
機体１の前方に発信するように構成されている。
【００３１】また、本実施形態にあっては、図２に示す
ように、機体１の進行方向に対して横向きの方向に、所
定のアンテナビーム（指向特性）を備えた受信アンテナ
５1，５2 が並べて配置されている。具体的には、機体
１の左の主翼１Ｅに一方の受信アンテナ５1 が装備さ
れ、機体１の右の主翼１Ｆに他方の受信アンテナ５2 が
装備されている。この各受信アンテナ５1 ，５2 は、そ
れぞれ独立して作動し、地上からの反射レーダ波を相互
に独立して受信し得るようになっている。
ように、機体１の進行方向に対して横向きの方向に、所
定のアンテナビーム（指向特性）を備えた受信アンテナ
５1，５2 が並べて配置されている。具体的には、機体
１の左の主翼１Ｅに一方の受信アンテナ５1 が装備さ
れ、機体１の右の主翼１Ｆに他方の受信アンテナ５2 が
装備されている。この各受信アンテナ５1 ，５2 は、そ
れぞれ独立して作動し、地上からの反射レーダ波を相互
に独立して受信し得るようになっている。
【００３２】ここで、符号２Ａ0 は送信アンテナ２の送
信ビームを示す。又、符号５Ａ1 ，５Ａ2 は各受信アン
テナ５1 ，５2 の送信ビームを示す。この各受信アンテ
ナ５1 ，５2 には、受信した反射レーダ波を所定の電気
信号に変換する受信機６1 ，６2 がそれぞれ併設されて
いる。
信ビームを示す。又、符号５Ａ1 ，５Ａ2 は各受信アン
テナ５1 ，５2 の送信ビームを示す。この各受信アンテ
ナ５1 ，５2 には、受信した反射レーダ波を所定の電気
信号に変換する受信機６1 ，６2 がそれぞれ併設されて
いる。
【００３３】更に、前述した機体１には、複数の受信ア
ンテナ５1 ，５2 で捕捉され受信機６1 ，６2 から出力
されるレーダ波の反射情報（方位と距離）を合成して画
像データとして出力する画像合成処理機（位相合成処理
部を含む）１０が装備されている。この画像合成処理機
１０には、前述した各受信機６1 ，６2 からの出力信号
がＡ／Ｄ変換器７1 ，７2 を介して入力されるようにな
っている。この各Ａ／Ｄ変換器７1 ，７2 は、それぞれ
入力信号をデジタル信号に変換し、取得信号の位相を保
持しつつ、前述した画像合成処理機１０に送り込む。
ンテナ５1 ，５2 で捕捉され受信機６1 ，６2 から出力
されるレーダ波の反射情報（方位と距離）を合成して画
像データとして出力する画像合成処理機（位相合成処理
部を含む）１０が装備されている。この画像合成処理機
１０には、前述した各受信機６1 ，６2 からの出力信号
がＡ／Ｄ変換器７1 ，７2 を介して入力されるようにな
っている。この各Ａ／Ｄ変換器７1 ，７2 は、それぞれ
入力信号をデジタル信号に変換し、取得信号の位相を保
持しつつ、前述した画像合成処理機１０に送り込む。
【００３４】ここで、図１乃至図２では、受信アンテナ
５1 ，５2 ，受信機６1 ，６2 およびＡ／Ｄ変換器
７1 ，７2 から成る受信系８1 ，８2 を二組装備した場
合を例示したが、この受信系については、図３に示すよ
うに三組以上の受信系８1 ，８2，８3 ，・・・８n を
装備したものであってもよい。
５1 ，５2 ，受信機６1 ，６2 およびＡ／Ｄ変換器
７1 ，７2 から成る受信系８1 ，８2 を二組装備した場
合を例示したが、この受信系については、図３に示すよ
うに三組以上の受信系８1 ，８2，８3 ，・・・８n を
装備したものであってもよい。
【００３５】又、前述した画像合成処理機１０は、本実
施形態にあっては、送信機２及び各受信機６1 ，６2 の
各々から画像合成処理機１０に至るまでの通信ケーブル
中の信号伝搬の遅れ及び受信アンテナの位置による信号
の遅延を補正する信号遅延補正機能と、各受信機６1 ，
６2 で得られる受信信号の相関計算を行う相関計算機能
と、これら各機能が稼働して得られる補正情報に基づい
て二次元ＦＦＴ処理を行い距離方向と方位方向の二次元
の画像情報を出力する二次元ＦＦＴ処理演算機能とを備
えている。
施形態にあっては、送信機２及び各受信機６1 ，６2 の
各々から画像合成処理機１０に至るまでの通信ケーブル
中の信号伝搬の遅れ及び受信アンテナの位置による信号
の遅延を補正する信号遅延補正機能と、各受信機６1 ，
６2 で得られる受信信号の相関計算を行う相関計算機能
と、これら各機能が稼働して得られる補正情報に基づい
て二次元ＦＦＴ処理を行い距離方向と方位方向の二次元
の画像情報を出力する二次元ＦＦＴ処理演算機能とを備
えている。
【００３６】尚、受信される二つの信号遅延の補正は、
信号遅延補正回路部１１で実行される。又、各受信機６
1 ，６2 で得られる受信信号の相関計算は、受信機間相
関計算部１２で行われる。更に、上述した各機能が稼働
して得られる補正情報に基づいて二次元ＦＦＴ処理を行
いこれによって距離方向と方位方向の二次元の画像情報
を形成する二次元ＦＦＴ処理演算は二次元ＦＦＴ処理部
１３で実行される。
信号遅延補正回路部１１で実行される。又、各受信機６
1 ，６2 で得られる受信信号の相関計算は、受信機間相
関計算部１２で行われる。更に、上述した各機能が稼働
して得られる補正情報に基づいて二次元ＦＦＴ処理を行
いこれによって距離方向と方位方向の二次元の画像情報
を形成する二次元ＦＦＴ処理演算は二次元ＦＦＴ処理部
１３で実行される。
【００３７】更に、各受信機６1 ，６2 に対応して、Ａ
／Ｄ変換部７1 ，７2 が装備されている。この各Ａ／Ｄ
変換部７1 ，７2 は、それぞれ入力信号をデジタル信号
に変換し、取得信号の位相を保持しつつ、これを前述し
た画像合成処理機１０に送り込む。
／Ｄ変換部７1 ，７2 が装備されている。この各Ａ／Ｄ
変換部７1 ，７2 は、それぞれ入力信号をデジタル信号
に変換し、取得信号の位相を保持しつつ、これを前述し
た画像合成処理機１０に送り込む。
【００３８】この場合、画像合成処理機１０内では、前
述した送信アンテナ２から航空機の飛行方向に向けて発
射されたレーダ波の反射波を受信する一方と他方の二つ
の受信アンテナ５1 ，５2 （所定間隔を隔てて機体１に
装備しされている）で得られる情報を画像合成し、これ
に基づいて反射物の位置を特定するように信号処理が成
されるようになっている。
述した送信アンテナ２から航空機の飛行方向に向けて発
射されたレーダ波の反射波を受信する一方と他方の二つ
の受信アンテナ５1 ，５2 （所定間隔を隔てて機体１に
装備しされている）で得られる情報を画像合成し、これ
に基づいて反射物の位置を特定するように信号処理が成
されるようになっている。
【００３９】そして、画像合成処理機１０内では、以下
に示す手順によって信号処理が実行されるようになって
いる。
に示す手順によって信号処理が実行されるようになって
いる。
【００４０】まず、第１の工程では、各受信アンテナ５
1 ，５2 で捕捉される一又は二以上の反射レーダ波から
各受信アンテナ５1 ，５2 毎に反射物までの距離が演算
される。次に、第２の工程では、前述した受信アンテナ
５1 ，５2 毎に予め特定される指向性（アンテナビー
ム）５Ａ1 ，５Ａ2 の方位角の範囲内で且つ当該受信ア
ンテナ５1 ，５2 を中心点として各受信アンテナ５1 ，
５2 毎に得られる円弧状の反射物位置曲線（図４におけ
るＳL0，ＳL3，ＳL4）を算定する。
1 ，５2 で捕捉される一又は二以上の反射レーダ波から
各受信アンテナ５1 ，５2 毎に反射物までの距離が演算
される。次に、第２の工程では、前述した受信アンテナ
５1 ，５2 毎に予め特定される指向性（アンテナビー
ム）５Ａ1 ，５Ａ2 の方位角の範囲内で且つ当該受信ア
ンテナ５1 ，５2 を中心点として各受信アンテナ５1 ，
５2 毎に得られる円弧状の反射物位置曲線（図４におけ
るＳL0，ＳL3，ＳL4）を算定する。
【００４１】又、第３の工程では、前述した第２の工程
および前述した第１の工程で得られるアンテナビーム５
Ａ1 ，５Ａ2 内の各反射物位置曲線ＳL0，ＳL3，ＳL4を
当該各受信アンテナ５1 ，５2 の向き及び離間距離を基
準として共通の座標上にて画像合成する。そして、第４
の工程では、前述した第３の工程で特定される合成画像
上で各円弧状の反射物位置曲線ＳL0，ＳL3，ＳL4が交差
して生じる交点の位置を実際上の反射物Ｋ3 ，Ｋ4 の位
置として特定しその位置情報を合成画像情報と共に出力
し、前述したように航空機の操縦室等に装備された画像
表示装置等に送り込む。
および前述した第１の工程で得られるアンテナビーム５
Ａ1 ，５Ａ2 内の各反射物位置曲線ＳL0，ＳL3，ＳL4を
当該各受信アンテナ５1 ，５2 の向き及び離間距離を基
準として共通の座標上にて画像合成する。そして、第４
の工程では、前述した第３の工程で特定される合成画像
上で各円弧状の反射物位置曲線ＳL0，ＳL3，ＳL4が交差
して生じる交点の位置を実際上の反射物Ｋ3 ，Ｋ4 の位
置として特定しその位置情報を合成画像情報と共に出力
し、前述したように航空機の操縦室等に装備された画像
表示装置等に送り込む。
【００４２】（動 作）次に、上記実施形態における装
置の全体的な動作を説明する。
置の全体的な動作を説明する。
【００４３】前述した送信アンテナ２から出力されるレ
ーダ波（パルス波）は、物体に当たって反射する。そし
て、受信アンテナ５1 （又は５2 ）にあっては、当該受
信アンテナ５1 （又は５2 ）から等距離にある複数の物
体については、複合した状態で受信される。
ーダ波（パルス波）は、物体に当たって反射する。そし
て、受信アンテナ５1 （又は５2 ）にあっては、当該受
信アンテナ５1 （又は５2 ）から等距離にある複数の物
体については、複合した状態で受信される。
【００４４】この場合は、前述した従来例における図９
の場合と同等となる。即ち、受信アンテナが一方の受信
アンテナ５1 のみ（一つ）の場合であることから、等距
離に位置する二つの物体Ｋ1 ，Ｋ 2については分離がで
きず、物体が前述したように複合して一つの物体の如く
捕捉される。この場合の分解能は、従来より知られてい
るようにアンテナのビーム幅（実開口幅）によって決定
する。
の場合と同等となる。即ち、受信アンテナが一方の受信
アンテナ５1 のみ（一つ）の場合であることから、等距
離に位置する二つの物体Ｋ1 ，Ｋ 2については分離がで
きず、物体が前述したように複合して一つの物体の如く
捕捉される。この場合の分解能は、従来より知られてい
るようにアンテナのビーム幅（実開口幅）によって決定
する。
【００４５】また、前述した従来例における図１０に示
すように山等の凹凸がある場合も、受信アンテナが一方
の受信アンテナ５1 のみ（一つ）の場合であることか
ら、距離方向であっても上方からの探索であるため等距
離物体Ｋ3 ，Ｋ4 の分離ができなくなる。
すように山等の凹凸がある場合も、受信アンテナが一方
の受信アンテナ５1 のみ（一つ）の場合であることか
ら、距離方向であっても上方からの探索であるため等距
離物体Ｋ3 ，Ｋ4 の分離ができなくなる。
【００４６】一方、受信アンテナが、図４に示すように
受信アンテナ５1 ，５2 に如く複数ある場合には、物体
との相対位置は受信アンテナ５1 ，５2 毎に微妙に異な
る。この相対位置の変化は、受信信号のパターンの変化
になるので、受信信号の比較により、ビーム幅の中にあ
る複数の物体の分離識別が可能になる。
受信アンテナ５1 ，５2 に如く複数ある場合には、物体
との相対位置は受信アンテナ５1 ，５2 毎に微妙に異な
る。この相対位置の変化は、受信信号のパターンの変化
になるので、受信信号の比較により、ビーム幅の中にあ
る複数の物体の分離識別が可能になる。
【００４７】これを更に詳述する。
【００４８】図５（Ａ）は、図４に示すように受信アン
テナ５1 で捕捉した複数の物体（ターゲット）Ｋ3 ，Ｋ
4 の反射レーダ波と送信レーダ波との位置関係を一次元
座標上に示したものである。この場合、記号Ｐ2 は送信
レーダ波を示し、記号Ｒ1 ，Ｒ2 は反射レーダ波を示
す。この反射信号Ｒ1 ，Ｒ2 は、複数の物体Ｋ3 ，Ｋ4
の位置を示す。この場合、複数の物体Ｋ3 ，Ｋ4 は、こ
の図５（Ａ）から明らかのように受信アンテナ５1 から
同一の距離に位置するため、分離することができない。
テナ５1 で捕捉した複数の物体（ターゲット）Ｋ3 ，Ｋ
4 の反射レーダ波と送信レーダ波との位置関係を一次元
座標上に示したものである。この場合、記号Ｐ2 は送信
レーダ波を示し、記号Ｒ1 ，Ｒ2 は反射レーダ波を示
す。この反射信号Ｒ1 ，Ｒ2 は、複数の物体Ｋ3 ，Ｋ4
の位置を示す。この場合、複数の物体Ｋ3 ，Ｋ4 は、こ
の図５（Ａ）から明らかのように受信アンテナ５1 から
同一の距離に位置するため、分離することができない。
【００４９】又、図５（Ｂ）は、反射信号Ｒ1 ，Ｒ2 を
受信アンテナ５1 の指向特性（アンテナビーム），即ち
ビーム幅（実開口幅）に合わせて、平面的に図示した場
合を示す。このビーム幅（実開口幅）及び距離方向の表
示データは、本実施形態にあっては図１におけるメモリ
１０Ａに予め記憶されている。この図５（Ｂ）では、物
体Ｋ3 ，Ｋ4 が受信アンテナ５1 を中心とした円弧状線
分ＲL0上の位置（受信アンテナ５1 からの距離が同じ位
置は円弧状曲線となる）にある場合が示されている。
受信アンテナ５1 の指向特性（アンテナビーム），即ち
ビーム幅（実開口幅）に合わせて、平面的に図示した場
合を示す。このビーム幅（実開口幅）及び距離方向の表
示データは、本実施形態にあっては図１におけるメモリ
１０Ａに予め記憶されている。この図５（Ｂ）では、物
体Ｋ3 ，Ｋ4 が受信アンテナ５1 を中心とした円弧状線
分ＲL0上の位置（受信アンテナ５1 からの距離が同じ位
置は円弧状曲線となる）にある場合が示されている。
【００５０】即ち、この円弧状線分ＲL0上の位置は前述
した図５（Ａ）における反射レーダ波の信号Ｒ1 ，Ｒ2
の位置と同等なものとなっており、図５（Ａ）の受信ア
ンテナ５1 からみて、複数の物体Ｋ3 ，Ｋ4 は、ビーム
幅（実開口幅）内でかつ同一の距離に位置する（円弧状
線分ＲL0上にある）ことから、分離することができな
い。又、この場合の二次元の画像情報も、所定のタイミ
ングで前述したメモリ１０Ａに一時的に記憶されるよう
になっている。
した図５（Ａ）における反射レーダ波の信号Ｒ1 ，Ｒ2
の位置と同等なものとなっており、図５（Ａ）の受信ア
ンテナ５1 からみて、複数の物体Ｋ3 ，Ｋ4 は、ビーム
幅（実開口幅）内でかつ同一の距離に位置する（円弧状
線分ＲL0上にある）ことから、分離することができな
い。又、この場合の二次元の画像情報も、所定のタイミ
ングで前述したメモリ１０Ａに一時的に記憶されるよう
になっている。
【００５１】図６（Ａ）は、受信アンテナ５2 で捕捉し
た複数の物体（ターゲット）Ｋ3 ，Ｋ4 の反射レーダ波
と送信レーダ波との位置関係を一次元座標上に示したも
のである。この場合、物体Ｋ3 ，Ｋ4 の位置は、後述す
る図６（Ｂ）で明らかにように、受信アンテナ５2 の位
置からみると距離方向に相違がある。ここで、記号Ｐ2
は送信レーダ波を示し、記号Ｒ1 ，Ｒ2 は反射レーダ波
を示す。この反射信号Ｒ1 ，Ｒ2 は、複数の物体（ター
ゲット）Ｋ3 ，Ｋ4 の位置を示す。
た複数の物体（ターゲット）Ｋ3 ，Ｋ4 の反射レーダ波
と送信レーダ波との位置関係を一次元座標上に示したも
のである。この場合、物体Ｋ3 ，Ｋ4 の位置は、後述す
る図６（Ｂ）で明らかにように、受信アンテナ５2 の位
置からみると距離方向に相違がある。ここで、記号Ｐ2
は送信レーダ波を示し、記号Ｒ1 ，Ｒ2 は反射レーダ波
を示す。この反射信号Ｒ1 ，Ｒ2 は、複数の物体（ター
ゲット）Ｋ3 ，Ｋ4 の位置を示す。
【００５２】そして、この複数の物体Ｋ3 ，Ｋ4 は、受
信アンテナ５2 から明らかに異なった距離に位置するた
め、図６（Ａ）に示すように、極く自然に二つの受信信
号として分離して捕捉される。即ち、受信アンテナ５2
で捕捉した複数の物体Ｋ3 ，Ｋ4 の反射レーダ波の信号
Ｒ1 ，Ｒ2 は、距離方向の信号位置を示す。
信アンテナ５2 から明らかに異なった距離に位置するた
め、図６（Ａ）に示すように、極く自然に二つの受信信
号として分離して捕捉される。即ち、受信アンテナ５2
で捕捉した複数の物体Ｋ3 ，Ｋ4 の反射レーダ波の信号
Ｒ1 ，Ｒ2 は、距離方向の信号位置を示す。
【００５３】又、図６（Ｂ）では、物体Ｋ3 ，Ｋ4 が受
信アンテナ５2 を中心とした円弧状線分ＲL3，ＲL4上の
位置（受信アンテナ５2 からの距離が異なる）にある場
合が示されている。即ち、この円弧状線分ＲL3，ＲL4の
位置は、前述した図６（Ａ）における反射レーダ波
Ｒ1 ，Ｒ2 の位置と同等なものとなっており、図６
（Ａ）に示すように受信アンテナ５2 からみて、複数の
物体Ｋ3 ，Ｋ4 は、ビーム幅（実開口幅）内でかつ異な
った距離に位置するため、上述したように極く容易に分
離される。
信アンテナ５2 を中心とした円弧状線分ＲL3，ＲL4上の
位置（受信アンテナ５2 からの距離が異なる）にある場
合が示されている。即ち、この円弧状線分ＲL3，ＲL4の
位置は、前述した図６（Ａ）における反射レーダ波
Ｒ1 ，Ｒ2 の位置と同等なものとなっており、図６
（Ａ）に示すように受信アンテナ５2 からみて、複数の
物体Ｋ3 ，Ｋ4 は、ビーム幅（実開口幅）内でかつ異な
った距離に位置するため、上述したように極く容易に分
離される。
【００５４】又、この場合の二次元の画像情報も、所定
のタイミングで前述したメモリ１０Ａに一時的に記憶さ
れるようになっている。
のタイミングで前述したメモリ１０Ａに一時的に記憶さ
れるようになっている。
【００５５】図７は、受信アンテナ５1 ，５2 で得られ
且つ前述した図５（Ｂ），図６（Ｂ）にて分析した二次
元の画像情報をメモリ１０Ａから呼び出して重ね合わせ
た場合を示す。かかる演算は、画像合成処理機１０で実
行される。
且つ前述した図５（Ｂ），図６（Ｂ）にて分析した二次
元の画像情報をメモリ１０Ａから呼び出して重ね合わせ
た場合を示す。かかる演算は、画像合成処理機１０で実
行される。
【００５６】この図７において、円弧状線分ＲL0は、一
方の受信アンテナ５1 で得られる物体Ｋ3 ，Ｋ4 の位置
情報を示す。又、円弧状線分ＲL1，ＲL2は、他方の受信
アンテナ５2 で得られる物体Ｋ3 ，Ｋ4 の位置情報を示
す。
方の受信アンテナ５1 で得られる物体Ｋ3 ，Ｋ4 の位置
情報を示す。又、円弧状線分ＲL1，ＲL2は、他方の受信
アンテナ５2 で得られる物体Ｋ3 ，Ｋ4 の位置情報を示
す。
【００５７】この三つの位置情報を示す曲線ＲL0，
ＲL1，ＲL2は、一方と他方の受信アンテナ５1 ，５2 が
所定間隔隔てて装備されていることから、必ず交差す
る。この交差点が幾何学上明らかに物体Ｋ3 ，Ｋ4 の位
置情報を示す。かかる位置情報（物体Ｋ3 ，Ｋ4 の厳密
な位置情報）は、送信アンテナ２と受信アンテナ５1 ，
５2 の位置関係や各受信アンテナ５1 ，５2 のビーム幅
（実開口幅），更には各受信アンテナ５1 ，５2 で捕捉
された距離方向の位置情報等に基づいて画像合成処理機
１０で高速演算され特定される。
ＲL1，ＲL2は、一方と他方の受信アンテナ５1 ，５2 が
所定間隔隔てて装備されていることから、必ず交差す
る。この交差点が幾何学上明らかに物体Ｋ3 ，Ｋ4 の位
置情報を示す。かかる位置情報（物体Ｋ3 ，Ｋ4 の厳密
な位置情報）は、送信アンテナ２と受信アンテナ５1 ，
５2 の位置関係や各受信アンテナ５1 ，５2 のビーム幅
（実開口幅），更には各受信アンテナ５1 ，５2 で捕捉
された距離方向の位置情報等に基づいて画像合成処理機
１０で高速演算され特定される。
【００５８】そして、この場合の演算結果は、前述した
メモリ１０Ａに一時的に記憶されるほか、予め操縦席等
に装備されたレーダ画像表示装置に向けて出力され、所
定の信号処理されて表示されるようになっている。
メモリ１０Ａに一時的に記憶されるほか、予め操縦席等
に装備されたレーダ画像表示装置に向けて出力され、所
定の信号処理されて表示されるようになっている。
【００５９】このため、かかる手法で演算された物体Ｋ
3 ，Ｋ4 の方位位置情報は、理論的には、例えば送信ア
ンテナ２の中心点を中心として機体１に機首１Ａの延設
方向に向けて且つ指向性角度が０度に近い状態の鋭いレ
ーダ波を発射して物体Ｋ3 ，Ｋ4 を捕捉したのとほぼ同
等の方位位置精度を得ることができる。
3 ，Ｋ4 の方位位置情報は、理論的には、例えば送信ア
ンテナ２の中心点を中心として機体１に機首１Ａの延設
方向に向けて且つ指向性角度が０度に近い状態の鋭いレ
ーダ波を発射して物体Ｋ3 ，Ｋ4 を捕捉したのとほぼ同
等の方位位置精度を得ることができる。
【００６０】実際上は、種々の物理的な条件があってか
かる演算精度（即ち、指向性角度が０度に近い鋭い指向
性を得る）は得にくいが、等価的にはビーム幅の極端に
小さいアンテナでスキャンしたのと同様の効果を得られ
るということとなり、実開口幅よりも高い方位分解能を
確実に実現することができる。即ち、本実施形態の方式
によるレーダを用いることで、従来は困難であった飛行
方向前方の例えば１〔ｍ〕単位の高分解能のレーダ画像
を、１〔Ｈｚ〕以上の高頻度で取得することができるよ
うになった。
かる演算精度（即ち、指向性角度が０度に近い鋭い指向
性を得る）は得にくいが、等価的にはビーム幅の極端に
小さいアンテナでスキャンしたのと同様の効果を得られ
るということとなり、実開口幅よりも高い方位分解能を
確実に実現することができる。即ち、本実施形態の方式
によるレーダを用いることで、従来は困難であった飛行
方向前方の例えば１〔ｍ〕単位の高分解能のレーダ画像
を、１〔Ｈｚ〕以上の高頻度で取得することができるよ
うになった。
【００６１】このように、上記実施形態によると、複数
の受信アンテナを機体の進行方向の成分と、進行方向横
向きの成分を持たせて配置する事で、距離方向の地面の
凹凸（山岳地帯と平地の如きもの）と、方位方向の平面
的広がりの情報を同時に得る事ができる。そして、横軸
を方位方向、縦軸を距離方向として表示すれば、機体前
方の様子を二次元画像として見ることができる。又、受
信信号の比較および地上点の識別は、受信アンテナ相互
間の相関情報を二次元ＦＦＴする手法を採ることによ
り、高頻度での計算ができる。
の受信アンテナを機体の進行方向の成分と、進行方向横
向きの成分を持たせて配置する事で、距離方向の地面の
凹凸（山岳地帯と平地の如きもの）と、方位方向の平面
的広がりの情報を同時に得る事ができる。そして、横軸
を方位方向、縦軸を距離方向として表示すれば、機体前
方の様子を二次元画像として見ることができる。又、受
信信号の比較および地上点の識別は、受信アンテナ相互
間の相関情報を二次元ＦＦＴする手法を採ることによ
り、高頻度での計算ができる。
【００６２】このように、本実施形態によると、従来は
困難であった飛行方向の前方の１〔ｍ〕単位の高分解能
レーダ画像を、１〔Ｈｚ〕以上の高頻度で取得する事が
可能になる。このため、悪天候時に起こり易い航法ミス
や勘違いによる着陸進入時の山腹への衝突事故等を回避
するために必要な情報を、画像で的確に得られることか
ら、直感的に前方の状況把握ができるようになり、操縦
士の負荷軽減が可能となり、そのための設備も比較的小
さいものとなるという利点がある。
困難であった飛行方向の前方の１〔ｍ〕単位の高分解能
レーダ画像を、１〔Ｈｚ〕以上の高頻度で取得する事が
可能になる。このため、悪天候時に起こり易い航法ミス
や勘違いによる着陸進入時の山腹への衝突事故等を回避
するために必要な情報を、画像で的確に得られることか
ら、直感的に前方の状況把握ができるようになり、操縦
士の負荷軽減が可能となり、そのための設備も比較的小
さいものとなるという利点がある。
【００６３】ここで、上記実施形態にあっては、送信ア
ンテナを機体の先端部（機首）に装備した場合を例示し
たが、必要に応じて機首以外の場所に装備してもよい。
また、複数の受信アンテナについては左右の翼部分以外
に例えば機体１の胴体部分に装備してもよい。
ンテナを機体の先端部（機首）に装備した場合を例示し
たが、必要に応じて機首以外の場所に装備してもよい。
また、複数の受信アンテナについては左右の翼部分以外
に例えば機体１の胴体部分に装備してもよい。
【００６４】図８に他の実施形態を示す。この図８に示
す他の実施形態は、受信アンテナを機体１の胴部分の下
面側および翼部分の下面側の各々に合計１２個装備した
場合の例を示す。この場合、胴部分の下面側には、長手
方向に沿って六箇所に所定間隔を隔てて受信アンテナ
（胴体下受信アンテナ）１５1 ，１５2 ，１５3 ，１５
4 ，１５5，１５6 が装備されている。又、翼部分の下
面側には、翼の左右の長手方向に沿って、それぞれ三箇
所に所定間隔を隔てて受信アンテナ（翼下受信アンテ
ナ）１６1 ，１６2 ，１６3 ，１６4 ，１６5 ，１６6
が装備されている。
す他の実施形態は、受信アンテナを機体１の胴部分の下
面側および翼部分の下面側の各々に合計１２個装備した
場合の例を示す。この場合、胴部分の下面側には、長手
方向に沿って六箇所に所定間隔を隔てて受信アンテナ
（胴体下受信アンテナ）１５1 ，１５2 ，１５3 ，１５
4 ，１５5，１５6 が装備されている。又、翼部分の下
面側には、翼の左右の長手方向に沿って、それぞれ三箇
所に所定間隔を隔てて受信アンテナ（翼下受信アンテ
ナ）１６1 ，１６2 ，１６3 ，１６4 ，１６5 ，１６6
が装備されている。
【００６５】そして、これにより、例えば、胴体下受信
アンテナ１５1 〜１５6 の場合は、離れた距離の組み合
わせにかかる受信アンテナの受信信号を位相合成して画
面表示すると、進行方向成分の分離精度をより一層高め
た合成画像を得ることができる。又、同様に翼下受信ア
ンテナ１６1 〜１６6 の内の離れた距離の受信アンテナ
の受信信号を位相合成して画面表示すると、進行方向成
分の横方向の分離精度をより一層高めた合成画像高い合
成画像を得ることができる。
アンテナ１５1 〜１５6 の場合は、離れた距離の組み合
わせにかかる受信アンテナの受信信号を位相合成して画
面表示すると、進行方向成分の分離精度をより一層高め
た合成画像を得ることができる。又、同様に翼下受信ア
ンテナ１６1 〜１６6 の内の離れた距離の受信アンテナ
の受信信号を位相合成して画面表示すると、進行方向成
分の横方向の分離精度をより一層高めた合成画像高い合
成画像を得ることができる。
【００６６】ここで、胴体下受信アンテナおよび翼下受
信アンテナの数については、特に限定するものではな
い。又、相互間に位置情報が特定されていることを前提
として配置関係については自由に変えてもよい。又、受
信アンテナを機体構造と一体化したり、ポッドで吊り下
げたものであってもよい。更に、レーダの送信部を、他
の目的のレーダ（気象レーダや、火器管制レーダ）と兼
用してもよい。
信アンテナの数については、特に限定するものではな
い。又、相互間に位置情報が特定されていることを前提
として配置関係については自由に変えてもよい。又、受
信アンテナを機体構造と一体化したり、ポッドで吊り下
げたものであってもよい。更に、レーダの送信部を、他
の目的のレーダ（気象レーダや、火器管制レーダ）と兼
用してもよい。
【００６７】
【発明の効果】以上のように本発明によると、従来より
使用されている通常の受信アンテナであっても、これを
複数装備して前述したように所定の位相合成画像を得る
ことにより、レーダ波で捕捉した物体の分離精度（装置
の分解能）を大きく向上させることができ、とくに、飛
行方向の前方の距離方向および飛行方向に直交する方向
についても高い分解能を得ることができ、更に特別の開
口の大きい大型の受信アンテナを使用することなく分解
能の向上を図り得るので、合成開口の大きい従来型のも
のに比較して全体的に小型化が可能となり且つ複数の受
信アンテナで物体を捕捉するように構成されているの
で、信頼性を高めることができるという従来にない優れ
た航空機搭載用画像レーダを提供することができる。
使用されている通常の受信アンテナであっても、これを
複数装備して前述したように所定の位相合成画像を得る
ことにより、レーダ波で捕捉した物体の分離精度（装置
の分解能）を大きく向上させることができ、とくに、飛
行方向の前方の距離方向および飛行方向に直交する方向
についても高い分解能を得ることができ、更に特別の開
口の大きい大型の受信アンテナを使用することなく分解
能の向上を図り得るので、合成開口の大きい従来型のも
のに比較して全体的に小型化が可能となり且つ複数の受
信アンテナで物体を捕捉するように構成されているの
で、信頼性を高めることができるという従来にない優れ
た航空機搭載用画像レーダを提供することができる。
【図１】本発明の一実施形態における信号処理系を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】図１に開示した各構成を航空機に搭載した場合
の当該各構成部分の装備箇所の例を示す説明図である。
の当該各構成部分の装備箇所の例を示す説明図である。
【図３】図１に開示した実施形態で受信アンテナを三組
以上をした場合の例を示す説明図である。
以上をした場合の例を示す説明図である。
【図４】図１に開示した実施形態における二つの受信ア
ンテナの受信ビームに例を示す説明図である。
ンテナの受信ビームに例を示す説明図である。
【図５】図４において一方の受信アンテナの動作例を示
す図で、図５（Ａ）は二物体を分離捕捉出来ない場合の
反射レーダ波の例を示す説明図、図５（Ｂ）は図５
（Ａ）の実際の位置関係と一方の受信アンテナの受信ビ
ームとの関係を示す説明図である。
す図で、図５（Ａ）は二物体を分離捕捉出来ない場合の
反射レーダ波の例を示す説明図、図５（Ｂ）は図５
（Ａ）の実際の位置関係と一方の受信アンテナの受信ビ
ームとの関係を示す説明図である。
【図６】図４において他方の受信アンテナの動作例を示
す図で、図６（Ａ）は二物体を分離することができる場
合の反射レーダ波の例を示す説明図、図６（Ｂ）は図６
（Ａ）の実際の位置関係と他方の受信アンテナの受信ビ
ームとの関係を示す説明図である。
す図で、図６（Ａ）は二物体を分離することができる場
合の反射レーダ波の例を示す説明図、図６（Ｂ）は図６
（Ａ）の実際の位置関係と他方の受信アンテナの受信ビ
ームとの関係を示す説明図である。
【図７】図１に開示した実施形態の動作例を示す図で、
図５（Ｂ）と図５（Ｂ）で開示したものを位相合成した
結果を示す説明図である。
図５（Ｂ）と図５（Ｂ）で開示したものを位相合成した
結果を示す説明図である。
【図８】他の実施形態の例を示す説明図である。
【図９】従来例における受信アンテナの作動状態を示す
説明図である。
説明図である。
【図１０】他の従来例における受信アンテナの作動状態
を示す説明図である。
を示す説明図である。
１ 機体 ２ 送信アンテナ ２Ａ0 送信ビーム ３ 送信機 ５1 ，５2 ，５3 〜５n ，１５1 ，１５2 ，１５3 〜１
５6 ，１６1 ，１６2，１６3 〜１６6 受信アンテナ ５Ａ1 ，５Ａ2 受信ビーム ６1 ，６2 ，６3 〜６n 受信機 ７1 ，７2 ，７3 〜７n Ａ／Ｄ変換器 ８1 ，８2 ，８3 〜８n 受信系 １０ 画像合成処理機 １０Ａ メモリ（情報記憶部） １１ 信号遅延補正回路部 １２ 受信機間相関計算部 １３ 二次元ＦＦＴ処理部 Ｋ3 ，Ｋ4 物体（ターゲット）
５6 ，１６1 ，１６2，１６3 〜１６6 受信アンテナ ５Ａ1 ，５Ａ2 受信ビーム ６1 ，６2 ，６3 〜６n 受信機 ７1 ，７2 ，７3 〜７n Ａ／Ｄ変換器 ８1 ，８2 ，８3 〜８n 受信系 １０ 画像合成処理機 １０Ａ メモリ（情報記憶部） １１ 信号遅延補正回路部 １２ 受信機間相関計算部 １３ 二次元ＦＦＴ処理部 Ｋ3 ，Ｋ4 物体（ターゲット）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J070 AB07 AC01 AC02 AC13 AD06 AE07 AF06 AH04 AH31 AH35 AJ10 AJ13 AK04 AK22 AK40 BG01
Claims (6)
- 【請求項１】 航空機から飛行方向に向けて発射された
レーダ波の反射波を受信する少なくとも一方と他方の二
つの受信アンテナを所定間隔を隔てて設けると共に、こ
の複数の受信アンテナで得られる情報を画像合成し、こ
れに基づいて反射物の位置を特定する複数のレーダ反射
波による画像合成方法であって、 前記各受信アンテナで捕捉される一又は二以上の反射波
から各受信アンテナ毎に反射物までの距離を演算する第
１の工程と、前記受信アンテナ毎に予め特定されるアン
テナビームの方位角の範囲内で且つ当該受信アンテナを
中心点として各受信アンテナ毎に得られる半円弧状の反
射物位置曲線を算定する第２の工程と、この第２の工程
および前記第１の工程で得られるアンテナビーム内の各
反射物位置曲線を当該各受信アンテナの向き及び離間距
離を基準として共通の座標上にて画像合成する第３の工
程と、この第３の工程で特定される合成画像上で前記各
半円弧状の反射物位置曲線の交点の位置を実際上の反射
物の位置として特定しその位置情報を合成画像情報と共
に出力する第４の工程とを備えていることを特徴とした
複数の反射レーダ波による画像合成方法。 - 【請求項２】 航空機に搭載され飛行方向に向けて所定
の探索用電波を出力するレーダ用の送信アンテナおよび
送信機と、前記送信アンテナから出力される探索用電波
の反射波を受信する複数組の受信アンテナおよび受信機
とを備え、 前記複数の受信アンテナを所定間隔を隔てて前記航空機
に装備すると共に、この複数の受信アンテナで捕捉され
る反射情報を画像合成し且つこれを反射物の位置情報を
含む二次元の合成画像データとして出力する画像合成処
理機を装備したことを特徴とする航空機搭載用画像レー
ダ装置。 - 【請求項３】 前記画像合成処理機が、通信ケーブル中
の信号伝搬の遅れを含む受信アンテナの位置による信号
遅延を補正する信号遅延補正機能と、受信信号の相関計
算を行う相関計算機能と、これら各機能が稼働して得ら
れる補正情報に基づいて二次元ＦＦＴ処理を行い距離方
向と方位方向の各反射情報を含む二次元の合成画像デー
タを形成し出力する二次元ＦＦＴ処理演算機能とを備え
ていることを特徴とした請求項２記載の航空機搭載用画
像レーダ装置。 - 【請求項４】前記送信アンテナを機体部分に装備すると
共に、前記複数の受信アンテナを左右主翼の所定箇所に
分けて且つ所定間隔を隔てて装備したことを特徴とする
請求項２又は３記載の航空機搭載用画像レーダ装置。 - 【請求項５】前記送信アンテナを機体の機首部分に装備
すると共に、前記受信アンテナを機体の所定箇所に分け
て且つ所定間隔を隔てて装備したことを特徴とする請求
項２又は３記載の航空機搭載用画像レーダ装置。 - 【請求項６】前記送信アンテナを機体の機首部分に装備
すると共に、前記受信アンテナを左右主翼の所定箇所に
分けて且つ所定間隔を隔てて装備したことを特徴とする
請求項１又は２記載の航空機搭載用画像レーダ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21810298A JP3586569B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 複数の反射レーダ波による画像合成方法およびこれを利用した航空機搭載用画像レーダ装置 |
| US09/363,705 US6166677A (en) | 1998-07-31 | 1999-07-29 | Image synthesizing method using a plurality of reflection radar waves and aircraft image radar apparatus using the method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21810298A JP3586569B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 複数の反射レーダ波による画像合成方法およびこれを利用した航空機搭載用画像レーダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000046941A true JP2000046941A (ja) | 2000-02-18 |
| JP3586569B2 JP3586569B2 (ja) | 2004-11-10 |
Family
ID=16714673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21810298A Expired - Fee Related JP3586569B2 (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 複数の反射レーダ波による画像合成方法およびこれを利用した航空機搭載用画像レーダ装置 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP3586569B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2006177907A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Nec Corp | 干渉型レーダー |
| US7436348B2 (en) | 2005-03-31 | 2008-10-14 | Nec Corporation | Interferometer-type radar |
| JP2019509481A (ja) * | 2016-03-07 | 2019-04-04 | レイセオン カンパニー | 屈曲する部分を具備する単一プラットフォームにおけるジオロケーション |
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| DE19902008C2 (de) * | 1999-01-21 | 2001-04-12 | Daimler Chrysler Ag | Anordnung zur interferometrischen Radarmessung nach dem ROSAR-Prinzip |
| DE10120536C2 (de) * | 2001-04-26 | 2003-12-24 | Eads Deutschland Gmbh | Radarsystem zur aktiven Hinderniswarnung und Abbildung der Erdoberfläche |
| US6664917B2 (en) * | 2002-01-17 | 2003-12-16 | The Boeing Company | Synthetic aperture, interferometric, down-looking, imaging, radar system |
| US7755533B2 (en) * | 2006-11-01 | 2010-07-13 | Imsar Llc | Interferometric switched beam radar apparatus and method |
| JP2010032497A (ja) * | 2008-07-02 | 2010-02-12 | Toshiba Corp | レーダ装置とその受信ビーム形成方法 |
| WO2014007686A1 (en) * | 2012-07-03 | 2014-01-09 | Saab Ab | A method for determining a direction to a signal-emitting object |
| RU2534224C1 (ru) * | 2013-04-25 | 2014-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" | Способ измерения координат элементов земной поверхности в бортовой четырехканальной доплеровской рлс |
| RU2569843C1 (ru) * | 2014-11-25 | 2015-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" | Способ формирования трехмерного изображения земной поверхности в бортовой доплеровской рлс с линейной антенной решеткой |
| RU2572357C1 (ru) * | 2014-11-25 | 2016-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" | Способ формирования трехмерного изображения земной поверхности в бортовой четырехканальной доплеровской рлс |
| RU2590900C1 (ru) * | 2015-06-16 | 2016-07-10 | Борис Григорьевич Татарский | Способ получения детального радиолокационного изображения ограниченного участка земной поверхности |
| RU2703996C2 (ru) * | 2019-03-26 | 2019-10-23 | Акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" | Способ локации целей в передних зонах обзора бортовых радиолокационных станций двухпозиционной радиолокационной системы |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5818383A (en) * | 1981-11-27 | 1998-10-06 | Northrop Grumman Corporation | Interferometric moving vehicle imaging apparatus and method |
| JPH04120838A (ja) * | 1990-09-11 | 1992-04-21 | Nec Corp | パケットアドレス変換回路 |
| US5170170A (en) * | 1991-08-13 | 1992-12-08 | State University Of New York | Radiation imaging utilizing data reconstruction to provide transforms which accurately reflect wave propagation characteristics |
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| US5394151A (en) * | 1993-09-30 | 1995-02-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Apparatus and method for producing three-dimensional images |
| JP3688018B2 (ja) * | 1995-06-30 | 2005-08-24 | 沖電気工業株式会社 | パケット処理装置のメモリ回路 |
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| US5659318A (en) * | 1996-05-31 | 1997-08-19 | California Institute Of Technology | Interferometric SAR processor for elevation |
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-
1998
- 1998-07-31 JP JP21810298A patent/JP3586569B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-07-29 US US09/363,705 patent/US6166677A/en not_active Expired - Fee Related
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