JP2001281332A - 合成開口レーダ装置および目標画像再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パルスの搬送周波数変化量によって決まる分
解能以上の解像度で、目標散乱点の検出が可能な合成開
口レーダ装置を得る。 【解決手段】 目標の画像の各クロスレンジ成分につい
てのレンジ方向のデータ列をフーリエ変換して周波数デ
ータを生成する周波数変換手段１２と、その周波数デー
タに対して、サイドローブ抑圧処理を実行して目標画像
を再生する画像再生手段１３ａとを備え、レンジ圧縮に
よって生成されるサイドローブを抑圧して、目標画像が
レンジ方向に広がって解像度が劣化するのを改善するこ
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、目標に対して搬
送波周波数が時間と共に変化するパルスを送信し、目標
が反射したパルス信号から目標画像を再生する合成開口
レーダ装置および目標画像再生方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１０は例えば（Ａｉｒｂｏｒｎｅ Ｐ
ｕｌｓｅｄ Ｄｏｐｐｌｅｒ Ｒａｄａｒ Ｓｅｃｏｎ
ｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｇｕｙ Ｍｏｒｒｉｓ ａｎｄ
Ｌｉｎｄａ Ｈａｒｋｎｅｓｓ，Ａｒｔｅｃｈ Ｈｏｕ
ｓｅ，１９９７）に示された従来の合成開口レーダ装置
を示す構成図であり、図において、１はパルス信号を出
力する送信機、２は後述の制御回路４から出力された周
波数制御信号に基づいて時間と共に周波数を変化させた
信号を出力する局部発振器、３は送信機１に対してトリ
ガ信号を発生するパルス変調器である。制御回路４は局
部発振器２に対する周波数制御信号を出力する。５は送
受信を切換える送受切換器、６は送受切換器５を介して
送信機１から出力されるパルス信号を目標に対して送信
し、また、目標から反射されたパルス信号を受信するア
ンテナ、７はアンテナ６により受信されたパルス信号を
入力して受信信号を出力する受信機、８は受信機７から
出力された受信信号を各パルス毎にレンジ圧縮するレン
ジ圧縮手段、９はレンジ圧縮された各パルスの受信信号
をストアするメモリ、１０はレンジ圧縮された複数のパ
ルスの受信信号をメモリ９から読み出し、これらに対し
てクロスレンジ圧縮を行い、目標の画像を再生するクロ
スレンジ圧縮手段である。なお、１１ｂは上述のレンジ
圧縮手段８とメモリ９とクロスレンジ圧縮手段１０とか
らなる信号処理器である。

【０００３】次に動作について説明する。図３はレンジ
圧縮およびクロスレンジ圧縮の処理を示す説明図であ
り、図４はクロスレンジ圧縮手段が構成する受信信号の
２次元配置を示す説明図である。図１０と共に図３およ
び図４を参照しながら動作について説明する。制御回路
４は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、時間と共に搬
送波周波数がリニアに変化するように、周波数制御信号
を制御して、局部発振器２に出力する。局部発振器２
は、制御回路４から出力される周波数制御信号に基づい
て搬送波周波数を設定した信号を出力する。時間ｔにお
ける信号の搬送波周波数ｆ（ｔ）は、周波数初期値をｆ
_０、周波数変化率をｈとして、下記の式（１）に基づい
て設定される。 ｆ（ｔ）＝ｆ_０＋ｈｔ （１）

【０００４】送信機１は、局部発振器２の出力信号を増
幅し、パルス変調器３から出力される送信トリガ信号に
同期してパルス信号を生成して出力する。送信機１から
出力されたパルス信号は、送受切換器５を介してアンテ
ナ６に給電され、アンテナ６より目標に放射される。次
いでアンテナ６は、目標から反射されたパルス信号を受
信し、送受切換器５を介して受信機７に出力する。パル
ス信号は受信機７においてビデオ信号に周波数変換され
た後、位相検波およびディジタル変換され、受信信号と
して信号処理器１１ｂに出力される。

【０００５】信号処理器１１ｂのレンジ圧縮手段８で
は、各パルス毎に受信機７から入力された受信信号に対
して、図３（ｃ）、（ｄ）に示すような特性を持つ信号
を用いて畳込み演算を行う。これにより受信信号は図３
（ｅ）に示すように、パルスの搬送周波数変化量Δｆの
逆数１／Δｆに相当するパルス幅にレンジ圧縮される。
このレンジ圧縮後の受信信号には、図３（ｅ）に示すよ
うに、レンジ方向の目標の振幅分布を表すメインローブ
と、そのサイドローブが生成される。

【０００６】レンジ圧縮手段８によりレンジ圧縮された
各パルスの受信信号は、メモリ９にストアされる。クロ
スレンジ圧縮手段１０は、レンジ圧縮された複数のパル
スの受信信号をメモリ９から読み出し、図４に示すよう
にそれらの受信信号を２次元に配置する。次にクロスレ
ンジ圧縮手段１０は、レンジ方向に下記の式（２）で間
隔ΔＲが与えられるセル毎に、複数のパルスの受信信号
に対して、図３（ｃ）、（ｄ）に示したような特性を持
つ信号を用いて畳込み演算を行う。ここで、ｃは光速を
表す。 ΔＲ＝ｃ／（２Δｆ） （２） これによって受信信号はクロスレンジ方向に圧縮され
て、目標の画像が再生される。以上のようにして、観測
対象となる目標に対して搬送波周波数が時間と共に変化
するパルス信号を送信し、反射されたパルス信号から目
標の画像を再生することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の合成開口レーダ
装置は以上のように構成されているので、レンジ圧縮に
よって生成されるサイドローブにより、目標画像がレン
ジ方向に広がり、解像度が劣化するという課題があっ
た。

【０００８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、レンジ圧縮によって生成されるサ
イドローブにより、目標画像がレンジ方向に広がり、解
像度が劣化するのを改善する合成開口レーダ装置および
目標画像再生方法を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る合成開口
レーダ装置は、各クロスレンジ成分についてのレンジ方
向のデータ列をフーリエ変換して周波数データを生成す
る周波数変換手段と、その周波数データに対して、サイ
ドローブ抑圧処理を実行して目標画像を再生する画像再
生手段とを備えたものである。

【００１０】この発明に係る合成開口レーダ装置は、画
像再生手段において、周波数データの共分散行列を算出
する共分散行列算出手段と、その共分散行列に対して小
行列を構成して、小行列に対して移動平均処理を実行し
て平均共分散行列を算出する移動平均手段と、その平均
共分散行列の固有値解析を行い固有値を求める固有値解
析手段と、その固有値の累積を計算し、その累積値に基
づいてその平均共分散行列が特異であるか否かを判定す
る判定手段と、その平均共分散行列が特異であると判定
された場合に、移動平均手段における移動平均処理に用
いる小行列の次数を１つ繰り下げて実行させる小行列次
数変更手段と、その平均共分散行列が特異でないと判定
された場合に、その平均共分散行列の逆行列を算出する
逆行列算出手段と、その逆行列を用いて目標のレンジ方
向のレンジプロフィールを生成し、目標画像を再生する
レンジプロフィール生成手段とを備えたものである。

【００１１】この発明に係る合成開口レーダ装置は、判
定手段により平均共分散行列が特異であると判定された
場合に、固有値解析手段により求められた固有値から最
小固有値を求め、その最小固有値に基づいてその電力を
設定した疑似雑音を生成し、移動平均手段により算出さ
れた平均共分散行列にその疑似雑音を付加する疑似雑音
生成手段を備えたものである。

【００１２】この発明に係る目標画像再生方法は、各ク
ロスレンジ成分についてのレンジ方向のデータ列をフー
リエ変換して周波数データを生成する周波数変換工程
と、その周波数データの共分散行列を算出する共分散行
列算出工程と、その共分散行列に対して小行列を構成し
て、小行列に対して移動平均処理を実行して平均共分散
行列を算出する移動平均工程と、その平均共分散行列の
固有値解析を行い固有値を求める固有値解析工程と、そ
の固有値の累積を計算し、累積値に基づいてその平均共
分散行列が特異であるか否かを判定する判定工程と、そ
の平均共分散行列が特異であると判定された場合に、移
動平均工程における移動平均処理に用いる小行列の次数
を１つ繰り下げて実行させる小行列次数変更工程と、そ
の平均共分散行列が特異でないと判定された場合に、そ
の平均共分散行列の逆行列を算出する逆行列算出工程
と、その逆行列を用いて目標のレンジ方向のレンジプロ
フィールを生成し、目標画像を再生するレンジプロフィ
ール生成工程とを備えたものである。

【００１３】この発明に係る目標画像再生方法は、判定
工程により平均共分散行列が特異であると判定された場
合に、固有値解析工程により求められた固有値から最小
固有値を求め、その最小固有値に基づいてその電力を設
定した疑似雑音を生成し、移動平均工程により算出され
た平均共分散行列にその疑似雑音を付加する疑似雑音生
成工程を備えたものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による合
成開口レーダ装置を示す構成図であり、図において、１
はパルス信号を出力する送信機（送信手段）、２は後述
の制御回路４から出力された周波数制御信号に基づいて
時間と共に周波数を変化させた信号を出力する局部発振
器、３は送信機１に対してトリガ信号を発生するパルス
変調器である。制御回路４は局部発振器２に対する周波
数制御信号を出力する。５は送受信を切換える送受切換
器、６は送受切換器５を介して送信機１から出力される
パルス信号を目標に対して送信し、また、目標から反射
されたパルス信号を受信するアンテナ、７はアンテナ６
により受信されたパルス信号を入力して受信信号を出力
する受信機（受信手段）、８は受信機７から出力された
受信信号を各パルス毎にレンジ圧縮するレンジ圧縮手
段、９はレンジ圧縮された各パルスの受信信号をストア
するメモリ、１０はレンジ圧縮された複数のパルスの受
信信号をメモリ９から読み出し、これらに対してクロス
レンジ圧縮を行い、目標の画像を再生するクロスレンジ
圧縮手段である。以上、従来の技術と同一の構成であ
る。

【００１５】１２はクロスレンジ圧縮手段１０によりク
ロスレンジ圧縮された各クロスレンジ成分についてのレ
ンジ方向のデータ列をフーリエ変換して周波数データを
生成する周波数変換手段（周波数変換工程）、１３ａは
周波数変換手段１２により得られた周波数データに対し
て、サイドローブ抑圧処理を実行して目標画像を再生す
る画像再生手段である。なお、１１ａは上述のレンジ圧
縮手段８とメモリ９とクロスレンジ圧縮手段１０と周波
数変換手段１２と画像再生手段１３ａとからなる信号処
理器（信号処理手段）である。

【００１６】図２は画像再生手段の詳細を示す構成図で
あり、図において、１４は周波数変換手段１２から出力
された周波数データの相互相関図を要素とする共分散行
列を算出する共分散行列算出手段（共分散行列算出工
程）、１５は共分散行列算出手段１４により算出された
共分散行列の一部から小行列を構成し、それらの小行列
に対して移動平均処理を実行して平均共分散行列を算出
する移動平均手段（移動平均工程）である。１６は移動
平均手段１５により算出された平均共分散行列の固有値
解析を行い、固有値を求める固有値解析手段（固有値解
析工程）、１７ａは固有値解析手段１６により求められ
た固有値の累積を計算し、その累積値に基づいて移動平
均手段１５により算出された平均共分散行列が特異であ
るか否かを判定する判定手段（判定工程）である。１８
は判定手段１７ａにより平均共分散行列が特異であると
判定された場合に、移動平均手段１５における移動平均
処理に用いる小行列の次数を１つ繰り下げて実行させる
小行列次数変更手段（小行列次数変更工程）、１９は判
定手段１７ａにより平均共分散行列が特異でないと判定
された場合に、その平均共分散行列の逆行列を算出する
逆行列算出手段（逆行列算出工程）である。２０は逆行
列算出手段１９により算出された逆行列を用いて目標の
レンジ方向のレンジプロフィールを生成し、目標画像を
再生するレンジプロフィール生成手段（レンジプロフィ
ール生成工程）である。

【００１７】次に動作について説明する。図３はレンジ
圧縮およびクロスレンジ圧縮の処理を示す説明図であ
り、図４はクロスレンジ圧縮手段が構成する受信信号の
２次元配置を示す説明図である。図１と共に図３および
図４を参照しながら動作について説明する。制御回路４
は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、時間と共に搬送
波周波数がリニアに変化するように、周波数制御信号を
制御して、局部発振器２に出力する。局部発振器２は、
制御回路４から出力される周波数制御信号に基づいて搬
送波周波数を設定した信号を出力する。時間ｔにおける
信号の搬送波周波数ｆ（ｔ）は、周波数初期値をｆ_０、
周波数変化率をｈとして、下記の式（１）に基づいて設
定される。 ｆ（ｔ）＝ｆ_０＋ｈｔ （１）

【００１８】送信機１は、局部発振器２の出力信号を増
幅し、パルス変調器３から出力される送信トリガ信号に
同期してパルス信号を生成して出力する。送信機１から
出力されたパルス信号は、送受切換器５を介してアンテ
ナ６に給電され、アンテナ６より目標に放射される。次
いでアンテナ６は、目標から反射されたパルス信号を受
信し、送受切換器５を介して受信機７に出力する。パル
ス信号は受信機７においてビデオ信号に周波数変換され
た後、位相検波およびディジタル変換され、受信信号と
して信号処理器１１ａに出力される。

【００１９】信号処理器１１ａのレンジ圧縮手段８で
は、各パルス毎に受信機７から入力された受信信号に対
して、図３（ｃ）、（ｄ）に示すような特性を持つ信号
を用いて畳込み演算を行う。これにより受信信号は図３
（ｅ）に示すように、パルスの搬送周波数変化量Δｆの
逆数１／Δｆに相当するパルス幅にレンジ圧縮される。
このレンジ圧縮後の受信信号には、図３（ｅ）に示すよ
うに、レンジ方向の目標の振幅分布を表すメインローブ
と、そのサイドローブが生成される。

【００２０】レンジ圧縮手段８によりレンジ圧縮された
各パルスの受信信号は、メモリ９にストアされる。クロ
スレンジ圧縮手段１０は、レンジ圧縮された複数のパル
スの受信信号をメモリ９から読み出し、図４に示すよう
にそれらの受信信号を２次元に配置する。次にクロスレ
ンジ圧縮手段１０は、レンジ方向に下記の式（２）で間
隔ΔＲが与えられるセル毎に、複数のパルスの受信信号
に対して、図３（ｃ）、（ｄ）に示したような特性を持
つ信号を用いて畳込み演算を行う。ここで、ｃは光速を
表す。 ΔＲ＝ｃ／（２Δｆ） （２） これによって受信信号はクロスレンジ方向に圧縮され
る。

【００２１】図５は周波数変換手段により構成されるデ
ータ列を示す説明図であり、次に周波数変換手段１２
は、この図５に示すように、クロスレンジ圧縮手段１０
により得られた目標画像のクロスレンジ方向の各成分
（ｘ_１，ｘ_２，…，ｘ_Ｎ）に対して、それぞれレンジ方
向の各成分（ｙ_１，ｙ_２，…，ｙ_Ｍ）のデータ列を構成
し、これらのデータに対して高速フーリエ変換を行い、
周波数データ（ｚ_１，ｚ_２，…，ｚ_Ｍ）に変換して画像
再生手段１３ａに出力する。

【００２２】共分散行列算出手段１４は、周波数変換手
段１２により出力された周波数データに対して、下記の
式（３）で定義される共分散行列Ｒを算出する。ここ
で、＊は共役複素数を表す。

【数１】

【００２３】図６は共分散行列および小行列を示す説明
図であり、図において、２１は共分散行列、２２は小行
列である。次に移動平均手段１５は、この図６に示すよ
うに、共分散行列算出手段１４から出力された共分散行
列２１の対角項に沿って、次数Ｍ_０の小行列２２を構成
する。さらに、移動平均手段１５は、共分散行列２１か
ら取り出したＬ個の小行列Ｒ_ｌを用いて、下記の式
（４）で定義される平均共分散行列Ｒａを算出する。

【数２】

【００２４】次いで固有値解析手段１６は、平均共分散
行列Ｒａの固有値解析を実行し、得られたＭ_０個の固有
値λ_ｉ（ｉ＝１，２，…，Ｍ_０）を判定手段１７ａに出
力する。判定手段１７ａは、下記の式（５）で示される
行列式｜Ｒａ｜を計算する。

【数３】

【００２５】図７は判定手段による小行列次数変更処理
を示すフローチャートであり、判定手段１７ａは、この
図７に示すフローチャートに従って、行列式｜Ｒａ｜が
零の場合、平均共分散行列Ｒａは特異であると判定し、
図２に示すように小行列次数変更手段１８に対して、小
行列次数変更指令を出力する。小行列次数変更手段１８
は、判定手段１７ａから小行列次数変更指令を入力した
場合、移動平均手段１５に対して小行列の次数を１つ繰
り下げた（Ｍ_０−１）に変更して、移動平均処理を再度
実行させる。また、行列式｜Ｒａ｜が零でない場合、判
定手段１７ａは平均共分散行列Ｒａが特異でないと判定
し、逆行列算出手段１９は、平均共分散行列Ｒａの逆行
列Ｒａ^―１を計算する。

【００２６】レンジプロフィール生成手段２０は、逆行
列算出手段１９から出力された平均共分散行列Ｒａの逆
行列Ｒａ^―１と、下記の式（６）で与えられるモードベ
クトルａ（ｒ）から、下記の式（７）で与えられる目標
のレンジ方向のレンジプロフィールＰ（ｒ）を計算す
る。ここで、ｒはレンジ、Ｆ_０はパルスの搬送波周波数
の中心値をｆ_ｃとして下記の式（８）で与えられる初期
値、ΔＦは目標画像のレンジ方向のセル数をＭとして下
記の式（９）で与えられるステップ値、Ｈは複素共役転
置、Ｔはベクトルの転置をそれぞれ表す。

【数４】

【００２７】図８はレンジプロフィールにおけるサイド
ローブの抑圧効果を示す説明図であり、レンジプロフィ
ール生成手段２０から出力されるレンジプロフィール
と、レンジ圧縮手段８で受信信号に対して行われたレン
ジ圧縮の結果を示したものである。この図８で分かるよ
うに、レンジプロフィール生成手段２０は、レンジ圧縮
によって生成されるサイドローブを抑圧してレンジプロ
フィールを生成することができる。レンジプロフィール
生成手段２０は、クロスレンジの各成分に対して、レン
ジプロフィールを生成し、これらのレンジプロフィール
から目標画像を再生する。

【００２８】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、レンジ圧縮によって生成されるサイドローブを抑圧
して、目標画像がレンジ方向に広がって解像度が劣化す
るのを改善することができる。

【００２９】実施の形態２．図９はこの発明の実施の形
態２による画像再生手段の詳細を示す構成図であり、図
において、１３ｂは画像再生手段、２３は判定手段１７
ｂにより平均共分散行列が特異であると判定された場合
に、固有値解析手段１６により求められた固有値から最
小固有値を求め、その最小固有値に基づいてその電力を
設定した疑似雑音を生成し、移動平均手段１５により算
出された平均共分散行列にその疑似雑音を付加する疑似
雑音生成手段（疑似雑音生成工程）である。その他の構
成は図２と同一なのでその重複する説明を省略する。

【００３０】次に動作について説明する。 判定手段１
７ｂにより平均共分散行列Ｒａが特異であると判定され
た場合に、疑似雑音生成手段２３は、固有値解析手段１
６により得られた固有値λ_ｉから最小固有値λ_ｍｉｎを
求め、下記の式（１０）で示されるように、疑似雑音λ
_ｍｉｎＩを付加した平均共分散行列Ｒａを新たな平均共
分散行列として、固有値解析手段１６に出力する。ここ
で、Ｉは平均共分散行列と同次数の単位行列を表す。 Ｒａ←Ｒａ＋λ_ｍｉｎＩ （１０）

【００３１】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、平均共分散行列が特異となり、逆行列の計算が困難
となるのを改善し、判定手段１７ｂで行われる小行列次
数変更のループ処理の収束を速めることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、各ク
ロスレンジ成分についてのレンジ方向のデータ列をフー
リエ変換して周波数データを生成する周波数変換手段
と、その周波数データに対して、サイドローブ抑圧処理
を実行して目標画像を再生する画像再生手段とを備える
ように構成したので、レンジ圧縮によって生成されるサ
イドローブを抑圧して、目標画像がレンジ方向に広がっ
て解像度が劣化するのを改善することができる効果が得
られる。

【００３３】また、この発明によれば、画像再生手段に
おいて、周波数データの共分散行列を算出する共分散行
列算出手段と、その共分散行列に対して小行列を構成し
て、小行列に対して移動平均処理を実行して平均共分散
行列を算出する移動平均手段と、その平均共分散行列の
固有値解析を行い固有値を求める固有値解析手段と、そ
の固有値の累積を計算し、その累積値に基づいてその平
均共分散行列が特異であるか否かを判定する判定手段
と、その平均共分散行列が特異であると判定された場合
に、移動平均手段における移動平均処理に用いる小行列
の次数を１つ繰り下げて実行させる小行列次数変更手段
と、その平均共分散行列が特異でないと判定された場合
に、その平均共分散行列の逆行列を算出する逆行列算出
手段と、その逆行列を用いて目標のレンジ方向のレンジ
プロフィールを生成し、目標画像を再生するレンジプロ
フィール生成手段とを備えるように構成したので、レン
ジ圧縮によって生成されるサイドローブを抑圧して、目
標画像がレンジ方向に広がって解像度が劣化するのを確
実に改善することができる効果が得られる。

【００３４】さらに、この発明によれば、判定手段によ
り平均共分散行列が特異であると判定された場合に、固
有値解析手段により求められた固有値から最小固有値を
求め、その最小固有値に基づいてその電力を設定した疑
似雑音を生成し、移動平均手段により算出された平均共
分散行列にその疑似雑音を付加する疑似雑音生成手段を
備えるように構成したので、レンジ圧縮によって生成さ
れるサイドローブを抑圧して、目標画像がレンジ方向に
広がって解像度が劣化するのを確実に迅速に改善するこ
とができる効果が得られる。

【００３５】さらに、この発明によれば、各クロスレン
ジ成分についてのレンジ方向のデータ列をフーリエ変換
して周波数データを生成する周波数変換工程と、その周
波数データの共分散行列を算出する共分散行列算出工程
と、その共分散行列に対して小行列を構成して、小行列
に対して移動平均処理を実行して平均共分散行列を算出
する移動平均工程と、その平均共分散行列の固有値解析
を行い固有値を求める固有値解析工程と、その固有値の
累積を計算し、累積値に基づいてその平均共分散行列が
特異であるか否かを判定する判定工程と、その平均共分
散行列が特異であると判定された場合に、移動平均工程
における移動平均処理に用いる小行列の次数を１つ繰り
下げて実行させる小行列次数変更工程と、その平均共分
散行列が特異でないと判定された場合に、その平均共分
散行列の逆行列を算出する逆行列算出工程と、その逆行
列を用いて目標のレンジ方向のレンジプロフィールを生
成し、目標画像を再生するレンジプロフィール生成工程
とを備えるように構成したので、レンジ圧縮によって生
成されるサイドローブを抑圧して、目標画像がレンジ方
向に広がって解像度が劣化するのを確実に改善すること
ができる効果が得られる。

【００３６】さらに、この発明によれば、判定工程によ
り平均共分散行列が特異であると判定された場合に、固
有値解析工程により求められた固有値から最小固有値を
求め、その最小固有値に基づいてその電力を設定した疑
似雑音を生成し、移動平均工程により算出された平均共
分散行列にその疑似雑音を付加する疑似雑音生成工程を
備えるように構成したので、レンジ圧縮によって生成さ
れるサイドローブを抑圧して、目標画像がレンジ方向に
広がって解像度が劣化するのを確実に迅速に改善するこ
とができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による合成開口レー
ダ装置を示す構成図である。

【図２】 画像再生手段の詳細を示す構成図である。

【図３】 レンジ圧縮およびクロスレンジ圧縮の処理を
示す説明図である。

【図４】 クロスレンジ圧縮手段が構成する受信信号の
２次元配置を示す説明図である。

【図５】 周波数変換手段により構成されるデータ列を
示す説明図である。

【図６】 共分散行列および小行列を示す説明図であ
る。

【図７】 判定手段による小行列次数変更処理を示すフ
ローチャートである。

【図８】 レンジプロフィールにおけるサイドローブの
抑圧効果を示す説明図である。

【図９】 この発明の実施の形態２による画像再生手段
の詳細を示す構成図である。

【図１０】 従来の合成開口レーダ装置を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

１ 送信機（送信手段）、２ 局部発振器、３ パルス
変調器、４ 制御回路、５ 送受切換器、６ アンテ
ナ、７ 受信機（受信手段）、８ レンジ圧縮手段、９
メモリ、１０ クロスレンジ圧縮手段、１１ａ 信号
処理器（信号処理手段）、１２ 周波数変換手段（周波
数変換工程）、１３ａ，１３ｂ 画像再生手段、１４
共分散行列算出手段（共分散行列算出工程）、１５ 移
動平均手段（移動平均工程）、１６ 固有値解析手段
（固有値解析工程）、１７ａ，１７ｂ判定手段（判定工
程）、１８ 小行列次数変更手段（小行列次数変更工
程）、１９ 逆行列算出手段（逆行列算出工程）、２０
レンジプロフィール生成手段（レンジプロフィール生
成工程）、２１ 共分散行列、２２ 小行列、２３ 疑
似雑音生成手段（疑似雑音生成工程）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目標に対して搬送波周波数が時間と共に
   変化するパルス信号を送信する送信手段と、上記目標が
   反射したパルス信号を受信する受信手段と、上記受信手
   段により受信されたパルス信号に基づいて上記目標への
   パルス信号の送信方向についてのレンジ成分と、その送
   信方向に直交する方向についてのクロスレンジ成分とで
   構成される画像信号を生成する信号処理手段とを備えた
   合成開口レーダ装置において、各クロスレンジ成分につ
   いてのレンジ方向のデータ列をフーリエ変換して周波数
   データを生成する周波数変換手段と、上記周波数変換手
   段により得られた周波数データに対して、サイドローブ
   抑圧処理を実行して目標画像を再生する画像再生手段と
   を備えたことを特徴とする合成開口レーダ装置。
2. 【請求項２】 画像再生手段は、周波数データの共分散
   行列を算出する共分散行列算出手段と、上記共分散行列
   算出手段により算出された共分散行列に対して小行列を
   構成して、それらの小行列に対して移動平均処理を実行
   して平均共分散行列を算出する移動平均手段と、上記移
   動平均手段により算出された平均共分散行列の固有値解
   析を行い固有値を求める固有値解析手段と、上記固有値
   解析手段により求められた固有値の累積を計算し、その
   累積値に基づいて上記移動平均手段により算出された平
   均共分散行列が特異であるか否かを判定する判定手段
   と、上記判定手段によりその平均共分散行列が特異であ
   ると判定された場合に、上記移動平均手段における移動
   平均処理に用いる小行列の次数を１つ繰り下げて実行さ
   せる小行列次数変更手段と、上記判定手段によりその平
   均共分散行列が特異でないと判定された場合に、その平
   均共分散行列の逆行列を算出する逆行列算出手段と、上
   記逆行列算出手段により算出された逆行列を用いて目標
   のレンジ方向のレンジプロフィールを生成し、目標画像
   を再生するレンジプロフィール生成手段とを備えたこと
   を特徴とする請求項１記載の合成開口レーダ装置。
3. 【請求項３】 判定手段により平均共分散行列が特異で
   あると判定された場合に、固有値解析手段により求めら
   れた固有値から最小固有値を求め、その最小固有値に基
   づいてその電力を設定した疑似雑音を生成し、移動平均
   手段により算出された平均共分散行列にその疑似雑音を
   付加する疑似雑音生成手段を備えたことを特徴とする請
   求項２記載の合成開口レーダ装置。
4. 【請求項４】 目標に対して搬送波周波数が時間と共に
   変化するパルス信号を送信して、その目標が反射したパ
   ルス信号を受信し、そのパルス信号に基づいてその目標
   へのパルス信号の送信方向についてのレンジ成分と、そ
   の送信方向に直交する方向についてのクロスレンジ成分
   とからなる画像を再生する目標画像再生方法において、
   各クロスレンジ成分についてのレンジ方向のデータ列を
   フーリエ変換して周波数データを生成する周波数変換工
   程と、上記周波数変換工程により得られた周波数データ
   の共分散行列を算出する共分散行列算出工程と、上記共
   分散行列算出工程により算出された共分散行列に対して
   小行列を構成して、それらの小行列に対して移動平均処
   理を実行して平均共分散行列を算出する移動平均工程
   と、上記移動平均工程により算出された平均共分散行列
   の固有値解析を行い固有値を求める固有値解析工程と、
   上記固有値解析工程により求められた固有値の累積を計
   算し、その累積値に基づいて上記移動平均工程により算
   出された平均共分散行列が特異であるか否かを判定する
   判定工程と、上記判定工程によりその平均共分散行列が
   特異であると判定された場合に、上記移動平均工程にお
   ける移動平均処理に用いる小行列の次数を１つ繰り下げ
   て実行させる小行列次数変更工程と、上記判定工程によ
   りその平均共分散行列が特異でないと判定された場合
   に、その平均共分散行列の逆行列を算出する逆行列算出
   工程と、上記逆行列算出工程により算出された逆行列を
   用いて目標のレンジ方向のレンジプロフィールを生成
   し、目標画像を再生するレンジプロフィール生成工程と
   を備えたことを特徴とする目標画像再生方法。
5. 【請求項５】 判定工程により平均共分散行列が特異で
   あると判定された場合に、固有値解析工程により求めら
   れた固有値から最小固有値を求め、その最小固有値に基
   づいてその電力を設定した疑似雑音を生成し、移動平均
   工程により算出された平均共分散行列にその疑似雑音を
   付加する疑似雑音生成工程を備えたことを特徴とする請
   求項４記載の目標画像再生方法。