JP2003028955A - 合成開口レーダ装置 - Google Patents
合成開口レーダ装置Info
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- JP2003028955A JP2003028955A JP2001211240A JP2001211240A JP2003028955A JP 2003028955 A JP2003028955 A JP 2003028955A JP 2001211240 A JP2001211240 A JP 2001211240A JP 2001211240 A JP2001211240 A JP 2001211240A JP 2003028955 A JP2003028955 A JP 2003028955A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 合成開口レーダ装置において、位相差のとり
方をスペックル雑音の影響のない形式にすることにより
誤警報確率を低くする。 【解決手段】 移動プラットフォームに搭載した送受信
局と、上記送受信局から得られる受信信号列をレンジ圧
縮するレンジ圧縮手段と、上記レンジ圧縮手段によって
圧縮された受信信号列から複数のルックを生成するルッ
ク生成手段と、上記ルック生成手段によって生成された
ルックから複数の小領域を切り出す小領域切り出し手段
と、上記小領域切り出し手段により切り出された小領域
に対応する領域に対して上記ルック生成手段によって生
成された複数のルックのルック間位相差を算出する位相
差算出手段と、上記位相差算出手段の出力によって観測
領域の移動目標を検出する位相差利用移動目標検出手段
とを有する。
方をスペックル雑音の影響のない形式にすることにより
誤警報確率を低くする。 【解決手段】 移動プラットフォームに搭載した送受信
局と、上記送受信局から得られる受信信号列をレンジ圧
縮するレンジ圧縮手段と、上記レンジ圧縮手段によって
圧縮された受信信号列から複数のルックを生成するルッ
ク生成手段と、上記ルック生成手段によって生成された
ルックから複数の小領域を切り出す小領域切り出し手段
と、上記小領域切り出し手段により切り出された小領域
に対応する領域に対して上記ルック生成手段によって生
成された複数のルックのルック間位相差を算出する位相
差算出手段と、上記位相差算出手段の出力によって観測
領域の移動目標を検出する位相差利用移動目標検出手段
とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、航空機や衛星な
どの移動体に搭載する合成開口レーダ装置に係わり、車
両や船舶などの移動目標を検出してその位置を測定する
合成開口レーダ装置に関するものである。
どの移動体に搭載する合成開口レーダ装置に係わり、車
両や船舶などの移動目標を検出してその位置を測定する
合成開口レーダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のアンテナの開口を一つしかもたな
い干渉型合成開口レーダ装置としては、例えば特開平１
０−２３２２８２号公報に記載される図１０に示すよう
なものがあった。図１０はこの干渉型合成開口レーダ装
置の構成を示したもので、１は観測領域に対して電波を
送信し、その反射波を受信する送受信アンテナ、２は送
受信アンテナ１に対して高周波信号を供給し、送受信ア
ンテナ１で受信した信号を増幅・復調する送受信機、３
は送受信機２の出力信号のレンジ分解能を改善するパル
ス圧縮装置、４はパルス圧縮装置３によって得られた受
信信号列を複数の開口に対応させて分割する開口分割装
置、５ａおよび５ｂは開口分割装置４によって得られた
受信信号をアジマス圧縮して合成開口レーダ画像を生成
するアジマス圧縮装置である。６はアジマス圧縮装置５
ａおよび５ｂによって得られた二つの合成開口レーダ画
像の位置合わせを行うレジストレーション装置、７は二
つの合成開口レーダ画像の位相差をとる加算器であり、
８は合成開口レーダ画像の虚数部分と実数部分とから振
幅を得る検波回路である。１０はレジストレーション装
置６と加算器７と検波回路８とから構成された干渉回路
である。
い干渉型合成開口レーダ装置としては、例えば特開平１
０−２３２２８２号公報に記載される図１０に示すよう
なものがあった。図１０はこの干渉型合成開口レーダ装
置の構成を示したもので、１は観測領域に対して電波を
送信し、その反射波を受信する送受信アンテナ、２は送
受信アンテナ１に対して高周波信号を供給し、送受信ア
ンテナ１で受信した信号を増幅・復調する送受信機、３
は送受信機２の出力信号のレンジ分解能を改善するパル
ス圧縮装置、４はパルス圧縮装置３によって得られた受
信信号列を複数の開口に対応させて分割する開口分割装
置、５ａおよび５ｂは開口分割装置４によって得られた
受信信号をアジマス圧縮して合成開口レーダ画像を生成
するアジマス圧縮装置である。６はアジマス圧縮装置５
ａおよび５ｂによって得られた二つの合成開口レーダ画
像の位置合わせを行うレジストレーション装置、７は二
つの合成開口レーダ画像の位相差をとる加算器であり、
８は合成開口レーダ画像の虚数部分と実数部分とから振
幅を得る検波回路である。１０はレジストレーション装
置６と加算器７と検波回路８とから構成された干渉回路
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のアンテナの開口
を一つしかもたない干渉型合成開口レーダ装置では、そ
れぞれの画素ごとの位相差から移動目標を検出する手法
をもちいていた。しかし、雑音のために特開平１０−２
３２２８２号公報に記載される次の式（１）が成立しな
いことが多く、誤警報確率が高くなりこの手法は有効で
はない。この雑音はスペックル雑音とよばれ、これによ
って出力のパワーは１分解能セルごとにゆらぎ、パワー
の確率分布は指数分布となる。つまり、式（１）の、は
指数分布でゆらぐ。
を一つしかもたない干渉型合成開口レーダ装置では、そ
れぞれの画素ごとの位相差から移動目標を検出する手法
をもちいていた。しかし、雑音のために特開平１０−２
３２２８２号公報に記載される次の式（１）が成立しな
いことが多く、誤警報確率が高くなりこの手法は有効で
はない。この雑音はスペックル雑音とよばれ、これによ
って出力のパワーは１分解能セルごとにゆらぎ、パワー
の確率分布は指数分布となる。つまり、式（１）の、は
指数分布でゆらぐ。
【０００４】
【数１】
【０００５】ここで、
ｓ：検波回路８の出力信号、
Ａ1 ，Ａ2：２つの画像における目標のエコーの強度で
ほぼ等しいと仮定している。 ｒ0：合成開口中心点から目標までの距離、 φ1：開口１で観測して得られた画像の目標の位相、 φ2：開口２で観測して得られた画像の目標の位相、 ｕ：プラットフォームの速度、 ｖ：目標の速度、 θ：目標速度ｖがＬＯＳ（Line of Sight）となす角、 Ｂ：ベースライン長、 λ：送信波長、 Ａ：開口長、 である。
ほぼ等しいと仮定している。 ｒ0：合成開口中心点から目標までの距離、 φ1：開口１で観測して得られた画像の目標の位相、 φ2：開口２で観測して得られた画像の目標の位相、 ｕ：プラットフォームの速度、 ｖ：目標の速度、 θ：目標速度ｖがＬＯＳ（Line of Sight）となす角、 Ｂ：ベースライン長、 λ：送信波長、 Ａ：開口長、 である。
【０００６】また特開平１０−２３２２８２号公報では
画像上において、一つの散乱点が他の散乱点に与える影
響を考慮していないため、これも誤警報確率を高くする
原因となっている。
画像上において、一つの散乱点が他の散乱点に与える影
響を考慮していないため、これも誤警報確率を高くする
原因となっている。
【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、位相差のとり方をスペックル雑
音の影響のない形式にすることにより誤警報確率を低く
することを第一の目的とする。また、画素ごとの位相差
でなく小領域ごとの位相差に着目することにより誤警報
確率を低くすることを第二の目的とする。さらに、小領
域におけるルック間の相対相関値を用いることにより誤
警報確率を低くすることを第三の目的とする。ここで、
合成開口長をN区間に分け、各区間ごとに相関処理を施
してN個の画像を生成し、それらをインコヒーレントに
加えあわせてスペックルを低減させる処理をマルチルッ
ク処理と呼び、このN個の画像の内のそれぞれをルック
と呼ぶ。
ためになされたもので、位相差のとり方をスペックル雑
音の影響のない形式にすることにより誤警報確率を低く
することを第一の目的とする。また、画素ごとの位相差
でなく小領域ごとの位相差に着目することにより誤警報
確率を低くすることを第二の目的とする。さらに、小領
域におけるルック間の相対相関値を用いることにより誤
警報確率を低くすることを第三の目的とする。ここで、
合成開口長をN区間に分け、各区間ごとに相関処理を施
してN個の画像を生成し、それらをインコヒーレントに
加えあわせてスペックルを低減させる処理をマルチルッ
ク処理と呼び、このN個の画像の内のそれぞれをルック
と呼ぶ。
【０００８】
【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、移動プラットフォームに搭載され、移動
目標の存在する観測領域に対して電波を送信し、移動目
標によって反射された電波を受信する送受信局と、上記
送受信局から得られる受信信号列をレンジ圧縮するレン
ジ圧縮手段と、上記レンジ圧縮手段によって圧縮された
受信信号列から複数のルックを生成するルック生成手段
と、上記ルック生成手段によって生成されたルックから
複数の小領域を切り出す小領域切り出し手段と、上記小
領域切り出し手段により切り出された小領域に対応する
領域に対して上記ルック生成手段によって生成された複
数のルックのルック間位相差を算出する位相差算出手段
と、上記位相差算出手段の出力によって観測領域の移動
目標を検出する位相差利用移動目標検出手段とを有する
ものである。また、上記位相差利用移動目標検出手段
は、上記位相差算出手段の出力から平面近似誤差を算出
する平面近似誤差算出手段を有するものである。
レーダ装置は、移動プラットフォームに搭載され、移動
目標の存在する観測領域に対して電波を送信し、移動目
標によって反射された電波を受信する送受信局と、上記
送受信局から得られる受信信号列をレンジ圧縮するレン
ジ圧縮手段と、上記レンジ圧縮手段によって圧縮された
受信信号列から複数のルックを生成するルック生成手段
と、上記ルック生成手段によって生成されたルックから
複数の小領域を切り出す小領域切り出し手段と、上記小
領域切り出し手段により切り出された小領域に対応する
領域に対して上記ルック生成手段によって生成された複
数のルックのルック間位相差を算出する位相差算出手段
と、上記位相差算出手段の出力によって観測領域の移動
目標を検出する位相差利用移動目標検出手段とを有する
ものである。また、上記位相差利用移動目標検出手段
は、上記位相差算出手段の出力から平面近似誤差を算出
する平面近似誤差算出手段を有するものである。
【０００９】さらにまた、移動プラットフォームに搭載
され、移動目標の存在する観測領域に対して電波を送信
し、移動目標によって反射された電波を受信する送受信
局と、上記送受信局から得られる受信信号列をレンジ圧
縮するレンジ圧縮手段と、上記レンジ圧縮手段によって
圧縮された受信信号列から複数のルックを生成するルッ
ク生成手段と、上記ルック生成手段によって生成された
ルックから複数の小領域を切り出す小領域切り出し手段
と、上記小領域切り出し手段により切り出された小領域
に対応する領域の上記ルック生成手段によって生成され
た複数のルックの相対相関値を算出する相対相関値算出
手段と、上記相対相関値算出手段の出力によって観測領
域の移動目標を検出する相対相関値利用移動目標検出手
段とを有するものである。
され、移動目標の存在する観測領域に対して電波を送信
し、移動目標によって反射された電波を受信する送受信
局と、上記送受信局から得られる受信信号列をレンジ圧
縮するレンジ圧縮手段と、上記レンジ圧縮手段によって
圧縮された受信信号列から複数のルックを生成するルッ
ク生成手段と、上記ルック生成手段によって生成された
ルックから複数の小領域を切り出す小領域切り出し手段
と、上記小領域切り出し手段により切り出された小領域
に対応する領域の上記ルック生成手段によって生成され
た複数のルックの相対相関値を算出する相対相関値算出
手段と、上記相対相関値算出手段の出力によって観測領
域の移動目標を検出する相対相関値利用移動目標検出手
段とを有するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１における合成開口レーダ装置の構成図であ
る。図１において、１は観測領域に対して電波を送信
し、その反射波を受信する送受信アンテナ、２は送受信
アンテナ１に対して高周波信号を供給し、送受信アンテ
ナ１で受信した信号を増幅・復調する送受信機である。
送受信アンテナ１と送受信機２とで、送受信局１４を構
成し、送受信局１４は移動プラットホームに搭載されて
いる。３は送受信機２の出力信号のレンジ分解能を改善
するパルス圧縮装置で、送受信機２の受信信号列をレン
ジ圧縮するレンジ圧縮手段である。５はアジマス圧縮手
段、１６はフーリエ変換手段、１７は信号分割手段、１
８ａ、１８ｂは逆フーリエ変換手段である。アジマス圧
縮手段５と、フーリエ変換手段１６と、信号分割手段１
７と、逆フーリエ変換手段１８ａ、１８ｂとで、ルック
生成手段１５を構成している。
実施の形態１における合成開口レーダ装置の構成図であ
る。図１において、１は観測領域に対して電波を送信
し、その反射波を受信する送受信アンテナ、２は送受信
アンテナ１に対して高周波信号を供給し、送受信アンテ
ナ１で受信した信号を増幅・復調する送受信機である。
送受信アンテナ１と送受信機２とで、送受信局１４を構
成し、送受信局１４は移動プラットホームに搭載されて
いる。３は送受信機２の出力信号のレンジ分解能を改善
するパルス圧縮装置で、送受信機２の受信信号列をレン
ジ圧縮するレンジ圧縮手段である。５はアジマス圧縮手
段、１６はフーリエ変換手段、１７は信号分割手段、１
８ａ、１８ｂは逆フーリエ変換手段である。アジマス圧
縮手段５と、フーリエ変換手段１６と、信号分割手段１
７と、逆フーリエ変換手段１８ａ、１８ｂとで、ルック
生成手段１５を構成している。
【００１１】１１は逆フーリエ変換手段１８ａ、１８ｂ
によって得られた複数の合成開口レーダ画像の平均画像
から一定値以上の輝度をもつ小領域を切り出す小領域切
り出し手段、１２は小領域切り出し手段１１によって切
り出された小領域に対応する領域に対して、ルック生成
手段１５によって生成された複数のルックのルック間位
相差を算出する位相差算出手段、１３は位相差算出手段
１２によって算出された小領域の位相差からその小領域
に移動目標が含まれるかどうかを判定する位相差利用移
動目標検出手段である。この発明においてルック生成手
段１５はこのような構成に限定されるものではなく、要
は複数のルックを生成できる機能があればよい。同様に
送受信局１４はこのような構成に限定されるものではな
く、要はビームを送受信できる機能があればよい。
によって得られた複数の合成開口レーダ画像の平均画像
から一定値以上の輝度をもつ小領域を切り出す小領域切
り出し手段、１２は小領域切り出し手段１１によって切
り出された小領域に対応する領域に対して、ルック生成
手段１５によって生成された複数のルックのルック間位
相差を算出する位相差算出手段、１３は位相差算出手段
１２によって算出された小領域の位相差からその小領域
に移動目標が含まれるかどうかを判定する位相差利用移
動目標検出手段である。この発明においてルック生成手
段１５はこのような構成に限定されるものではなく、要
は複数のルックを生成できる機能があればよい。同様に
送受信局１４はこのような構成に限定されるものではな
く、要はビームを送受信できる機能があればよい。
【００１２】次に実施の形態１における合成開口レーダ
装置の動作を説明する。図１の装置において、送受信機
２で発生した高周波パルスは、送受信アンテナ１を通し
て移動目標の存在する観測領域へ照射され、その反射波
であるエコーが送受信アンテナ１により受信される。送
受信機２は、受信したエコーを増幅・復調し、パルス圧
縮手段３であるレンジ圧縮手段は、レンジ圧縮してレン
ジ分解能を改善する。ここで、パルス圧縮とは、ある変
調を施された広パルス幅信号を相関処理によって狭パル
ス幅信号に変換する処理をいい、この処理によってレン
ジ方向の分解能が高まる。
装置の動作を説明する。図１の装置において、送受信機
２で発生した高周波パルスは、送受信アンテナ１を通し
て移動目標の存在する観測領域へ照射され、その反射波
であるエコーが送受信アンテナ１により受信される。送
受信機２は、受信したエコーを増幅・復調し、パルス圧
縮手段３であるレンジ圧縮手段は、レンジ圧縮してレン
ジ分解能を改善する。ここで、パルス圧縮とは、ある変
調を施された広パルス幅信号を相関処理によって狭パル
ス幅信号に変換する処理をいい、この処理によってレン
ジ方向の分解能が高まる。
【００１３】ルック生成手段１５は、アジマス圧縮装置
５によって受信信号列をアジマス圧縮し、アジマス圧縮
装置５によってアジマス圧縮された受信信号列を、フー
リエ変換手段１６によって周波数領域に変換し、フーリ
エ変換手段１６によって周波数領域に変換された受信信
号列を信号分割装置１７によって複数の周波数帯域に分
割し、信号分割装置１７によって分割された受信信号列
を逆フーリエ変換手段１８によって、それぞれ独立に時
間領域に変換することにより、一つの景色に対して複数
の複素画像（ルック）を生成する。ここで、アジマス圧
縮とはプラットホームの移動に伴い発生するドップラ周
波数の時間変化を利用して、これと共役なリファレンス
信号とのマッチドフィルタによりアジマス分解能を改善
する処理を言う。これらの動作は従来の装置と同様であ
るので詳細な説明は省略する。
５によって受信信号列をアジマス圧縮し、アジマス圧縮
装置５によってアジマス圧縮された受信信号列を、フー
リエ変換手段１６によって周波数領域に変換し、フーリ
エ変換手段１６によって周波数領域に変換された受信信
号列を信号分割装置１７によって複数の周波数帯域に分
割し、信号分割装置１７によって分割された受信信号列
を逆フーリエ変換手段１８によって、それぞれ独立に時
間領域に変換することにより、一つの景色に対して複数
の複素画像（ルック）を生成する。ここで、アジマス圧
縮とはプラットホームの移動に伴い発生するドップラ周
波数の時間変化を利用して、これと共役なリファレンス
信号とのマッチドフィルタによりアジマス分解能を改善
する処理を言う。これらの動作は従来の装置と同様であ
るので詳細な説明は省略する。
【００１４】小領域切り出し手段１１はルック生成手段
１５によって生成された複数の複素画像の平均画像から
周辺より輝度の高い部分を多くもつ領域を切り出す。そ
の手順は図３のように表され、輝度閾値決定においてCA
CFAR（Cell Averaging Constant False Alarm R
ate）とよばれる手法を応用したものをもちいている。
図３で、 ＮA：切り出す小領域のアジマス方向のセル数（画素
数） ＮR：切り出す小領域のレンジ方向のセル数（画素数） の意味である。
１５によって生成された複数の複素画像の平均画像から
周辺より輝度の高い部分を多くもつ領域を切り出す。そ
の手順は図３のように表され、輝度閾値決定においてCA
CFAR（Cell Averaging Constant False Alarm R
ate）とよばれる手法を応用したものをもちいている。
図３で、 ＮA：切り出す小領域のアジマス方向のセル数（画素
数） ＮR：切り出す小領域のレンジ方向のセル数（画素数） の意味である。
【００１５】つまり、図４に示されるようなマスクを用
いてリファレンスセル２１の平均値によって注目セル２
２に対する輝度閾値を決定し、小領域内に輝度閾値を超
えるセルを多く持つ領域を切り出す。この小領域の大き
さとガードセル２３の大きさは目標移動による画像上で
の目標のぼけの大きさ以上になるように十分大きくとっ
た方がよい。ぼけの大きさの最大値は対象とする目標の
速度から推定することができる。通常のCA CFARは図４
と異なり１次元である。また、対象とする目標が数セル
の大きさであるのでガードセルの大きさも数セルとな
る。なお、図４で ｎｒＡ：アジマス方向のリファレンスセル数（画素数） ｎｒＲ：レンジ方向のリファレンスセル数（画素数） ｎｇＡ：アジマス方向のガードセル数（画素数） ｎｇＲ：レンジ方向のガードセル数（画素数） の意味である。
いてリファレンスセル２１の平均値によって注目セル２
２に対する輝度閾値を決定し、小領域内に輝度閾値を超
えるセルを多く持つ領域を切り出す。この小領域の大き
さとガードセル２３の大きさは目標移動による画像上で
の目標のぼけの大きさ以上になるように十分大きくとっ
た方がよい。ぼけの大きさの最大値は対象とする目標の
速度から推定することができる。通常のCA CFARは図４
と異なり１次元である。また、対象とする目標が数セル
の大きさであるのでガードセルの大きさも数セルとな
る。なお、図４で ｎｒＡ：アジマス方向のリファレンスセル数（画素数） ｎｒＲ：レンジ方向のリファレンスセル数（画素数） ｎｇＡ：アジマス方向のガードセル数（画素数） ｎｇＲ：レンジ方向のガードセル数（画素数） の意味である。
【００１６】位相差算出手段１２は小領域切り出し手段
１１によって切り出された小領域におけるルック間の位
相差を求める。位相差は次の式（２）を用いて求める。
式（１）と異なり、式（２）の位相差は振幅の揺らぎに
依存しない。
１１によって切り出された小領域におけるルック間の位
相差を求める。位相差は次の式（２）を用いて求める。
式（１）と異なり、式（２）の位相差は振幅の揺らぎに
依存しない。
【００１７】
【数２】
【００１８】ここで、
ｓ：ルック間の位相差、
Ａ'1 ，Ａ'2：２つの画像（ルック）における目標のエ
コーの強度、 φ'1：逆フーリェ変換手段１８ａによって得られた画像
の目標の位相、 φ'2：逆フーリェ変換手段１８ｂによって得られた画像
の目標の位相、 Ａ'：Ａ'1に対するＡ'2のエコーの強度比 である。
コーの強度、 φ'1：逆フーリェ変換手段１８ａによって得られた画像
の目標の位相、 φ'2：逆フーリェ変換手段１８ｂによって得られた画像
の目標の位相、 Ａ'：Ａ'1に対するＡ'2のエコーの強度比 である。
【００１９】位相差利用移動目標検出手段１３は位相差
算出手段１１によって得られた小領域の位相差情報から
移動目標がこの領域内に含まれるかどうかを判定する。
以上のように合成開口レーダ装置を構成したので、位相
差のとり方をスペックル雑音の影響のない形式にするこ
とができ、誤警報確率を低くすることができる。また、
画素ごとの位相差でなくＡijごとの位相差に着目するこ
とにより、誤警報確率を低くすることができる。
算出手段１１によって得られた小領域の位相差情報から
移動目標がこの領域内に含まれるかどうかを判定する。
以上のように合成開口レーダ装置を構成したので、位相
差のとり方をスペックル雑音の影響のない形式にするこ
とができ、誤警報確率を低くすることができる。また、
画素ごとの位相差でなくＡijごとの位相差に着目するこ
とにより、誤警報確率を低くすることができる。
【００２０】実施の形態２．実施の形態２では、位相差
算出手段１２によって得られた小領域の位相差情報から
移動目標がこの領域内に含まれるかどうかを判定する他
の手法を示すものである。その手順は図５のように表さ
れる。ここで、 ｎＡ：Ａijのアジマス方向のセル数（画素数） ｎＲ：Ａijのレンジ方向のセル数（画素数） である。このように、位相差利用移動目標検出手段は、
位相差算出手段１２の出力から平面近似誤差を算出する
ものである。
算出手段１２によって得られた小領域の位相差情報から
移動目標がこの領域内に含まれるかどうかを判定する他
の手法を示すものである。その手順は図５のように表さ
れる。ここで、 ｎＡ：Ａijのアジマス方向のセル数（画素数） ｎＲ：Ａijのレンジ方向のセル数（画素数） である。このように、位相差利用移動目標検出手段は、
位相差算出手段１２の出力から平面近似誤差を算出する
ものである。
【００２１】一つの散乱点を考えた場合、その点が移動
していないときの位相差（phase）とゲイン（magnitud
e）はそれぞれ図６、図８のようになる。また、移動し
ているときの位相差（phase）とゲイン（magnitude）は
それぞれ図７、図９のようになる。ゲインは移動してい
ないときと比べて移動しているときには拡がりをもって
いることが分かる。位相差は移動していないときと比べ
て移動しているときにはなだらかな変化をもつ部分が生
じることがわかる。したがってこれらの特徴から移動し
ている散乱点周辺の位相差は空間的になだらかな平面と
なることが分かるので、ある小領域内において位相差が
空間的に平面で近似できる部分を多くもつ場合、この領
域に移動目標が含まれるものとして検出してやることが
できる。このように画素ごとの位相差ではなく領域の位
相差に着目してやることで誤警報確率を低下させること
ができる。
していないときの位相差（phase）とゲイン（magnitud
e）はそれぞれ図６、図８のようになる。また、移動し
ているときの位相差（phase）とゲイン（magnitude）は
それぞれ図７、図９のようになる。ゲインは移動してい
ないときと比べて移動しているときには拡がりをもって
いることが分かる。位相差は移動していないときと比べ
て移動しているときにはなだらかな変化をもつ部分が生
じることがわかる。したがってこれらの特徴から移動し
ている散乱点周辺の位相差は空間的になだらかな平面と
なることが分かるので、ある小領域内において位相差が
空間的に平面で近似できる部分を多くもつ場合、この領
域に移動目標が含まれるものとして検出してやることが
できる。このように画素ごとの位相差ではなく領域の位
相差に着目してやることで誤警報確率を低下させること
ができる。
【００２２】なお、図６〜図９で、横軸と縦軸は次の意
味である。 azimuth time: t#A：アジマス時間｛（プラットホーム
の位置）＝ｕ×t#A｝ magnitude ：ゲイン：数式（２）における｜Ａ'1| phase：位相差：数式（２）における φ'1−φ'2 の意味である。
味である。 azimuth time: t#A：アジマス時間｛（プラットホーム
の位置）＝ｕ×t#A｝ magnitude ：ゲイン：数式（２）における｜Ａ'1| phase：位相差：数式（２）における φ'1−φ'2 の意味である。
【００２３】実施の形態３．図２はこの発明の実施の形
態３による合成開口レーダ装置を示す構成図である。図
において、１９は相対相関値算出手段である。２０は相
対相関値利用移動目標検出手段である。その他の構成要
素は図１のものと同様または同等のものであるから、説
明を省略する。次に、図２を参照にして、実施の形態３
における合成開口レーダ装置の動作を説明する。図２に
おいて、送受信アンテナ１から小領域切り出し手段１１
までの動作は図２に示す実施の形態１の動作と同様であ
るから、説明を省略する。
態３による合成開口レーダ装置を示す構成図である。図
において、１９は相対相関値算出手段である。２０は相
対相関値利用移動目標検出手段である。その他の構成要
素は図１のものと同様または同等のものであるから、説
明を省略する。次に、図２を参照にして、実施の形態３
における合成開口レーダ装置の動作を説明する。図２に
おいて、送受信アンテナ１から小領域切り出し手段１１
までの動作は図２に示す実施の形態１の動作と同様であ
るから、説明を省略する。
【００２４】相対相関値算出手段１９は小領域切り出し
手段１１で切り出された小領域におけるルック同士をア
ジマス方向にx'、レンジ方向y'にずらし、その相関値を
算出する。これを、のすべての場合について繰り返す。 ここで、Ｘ：アジマス方向にすらす範囲、 Ｙ：レンジ方向にずらす範囲、 の意味である。相対相関値利用移動目標検出手段２０は
相対相関値算出手段１９によって算出された相関値が最
大となるx'、y'を求め、、が閾値以上であれば、その小
領域は移動目標を含むものとして検出する。目標が移動
していない場合、理想的にはx'、y'は０である。しかし
目標が移動している場合、ルック間の時間差によって
x'、y'は０でなくなる。このように合成開口レーダ装置
によれば、小領域におけるルック間の相対相関値を用い
ることにより誤警報確率を低くすることができる。
手段１１で切り出された小領域におけるルック同士をア
ジマス方向にx'、レンジ方向y'にずらし、その相関値を
算出する。これを、のすべての場合について繰り返す。 ここで、Ｘ：アジマス方向にすらす範囲、 Ｙ：レンジ方向にずらす範囲、 の意味である。相対相関値利用移動目標検出手段２０は
相対相関値算出手段１９によって算出された相関値が最
大となるx'、y'を求め、、が閾値以上であれば、その小
領域は移動目標を含むものとして検出する。目標が移動
していない場合、理想的にはx'、y'は０である。しかし
目標が移動している場合、ルック間の時間差によって
x'、y'は０でなくなる。このように合成開口レーダ装置
によれば、小領域におけるルック間の相対相関値を用い
ることにより誤警報確率を低くすることができる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の合成開
口レーダ装置によれば、移動プラットフォームに搭載さ
れ、移動目標の存在する観測領域に対して電波を送信
し、移動目標によって反射された電波を受信する送受信
局と、上記送受信局から得られる受信信号列をレンジ圧
縮するレンジ圧縮手段と、上記レンジ圧縮手段によって
圧縮された受信信号列から複数のルックを生成するルッ
ク生成手段と、上記ルック生成手段によって生成された
ルックから複数の小領域を切り出す小領域切り出し手段
と、上記小領域切り出し手段により切り出された小領域
に対応する領域に対して上記ルック生成手段によって生
成された複数のルックのルック間位相差を算出する位相
差算出手段と、上記位相差算出手段の出力によって観測
領域の移動目標を検出する位相差利用移動目標検出手段
とを有するので、位相差のとり方をスペックル雑音の影
響のない形式にすることができ、誤警報確率を低くする
ことができる
口レーダ装置によれば、移動プラットフォームに搭載さ
れ、移動目標の存在する観測領域に対して電波を送信
し、移動目標によって反射された電波を受信する送受信
局と、上記送受信局から得られる受信信号列をレンジ圧
縮するレンジ圧縮手段と、上記レンジ圧縮手段によって
圧縮された受信信号列から複数のルックを生成するルッ
ク生成手段と、上記ルック生成手段によって生成された
ルックから複数の小領域を切り出す小領域切り出し手段
と、上記小領域切り出し手段により切り出された小領域
に対応する領域に対して上記ルック生成手段によって生
成された複数のルックのルック間位相差を算出する位相
差算出手段と、上記位相差算出手段の出力によって観測
領域の移動目標を検出する位相差利用移動目標検出手段
とを有するので、位相差のとり方をスペックル雑音の影
響のない形式にすることができ、誤警報確率を低くする
ことができる
【００２６】また、移動プラットフォームに搭載され、
移動目標の存在する観測領域に対して電波を送信し、移
動目標によって反射された電波を受信する送受信局と、
上記送受信局から得られる受信信号列をレンジ圧縮する
レンジ圧縮手段と、上記レンジ圧縮手段によって圧縮さ
れた受信信号列から複数のルックを生成するルック生成
手段と、上記ルック生成手段によって生成されたルック
から複数の小領域を切り出す小領域切り出し手段と、上
記小領域切り出し手段により切り出された小領域に対応
する領域の上記ルック生成手段によって生成された複数
のルックの相対相関値を算出する相対相関値算出手段
と、上記相対相関値算出手段の出力によって観測領域の
移動目標を検出する相対相関値利用移動目標検出手段と
を有するので、小領域におけるルック間の相対相関値を
用いることにより誤警報確率を低くすることができる。
移動目標の存在する観測領域に対して電波を送信し、移
動目標によって反射された電波を受信する送受信局と、
上記送受信局から得られる受信信号列をレンジ圧縮する
レンジ圧縮手段と、上記レンジ圧縮手段によって圧縮さ
れた受信信号列から複数のルックを生成するルック生成
手段と、上記ルック生成手段によって生成されたルック
から複数の小領域を切り出す小領域切り出し手段と、上
記小領域切り出し手段により切り出された小領域に対応
する領域の上記ルック生成手段によって生成された複数
のルックの相対相関値を算出する相対相関値算出手段
と、上記相対相関値算出手段の出力によって観測領域の
移動目標を検出する相対相関値利用移動目標検出手段と
を有するので、小領域におけるルック間の相対相関値を
用いることにより誤警報確率を低くすることができる。
【図１】 この発明の実施の形態１における合成開口レ
ーダ装置を示す構成図である。
ーダ装置を示す構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態３による合成開口レー
ダ装置を示す構成図である。
ダ装置を示す構成図である。
【図３】 小領域切り出し手法を説明するフローチャー
トである。
トである。
【図４】 小領域切り出しを説明する図である。
【図５】 この発明の実施の形態２における移動目標が
領域内に含まれるか否かを判定する手法を示す図であ
る。
領域内に含まれるか否かを判定する手法を示す図であ
る。
【図６】 目標が移動していないときの位相差を説明す
る図である。
る図である。
【図７】 目標が移動しているときの位相差を説明する
図である。
図である。
【図８】 目標が移動していないときのゲインを説明す
る図である。
る図である。
【図９】 目標が移動しているときのゲインを説明する
図である。
図である。
【図１０】 従来の干渉型合成開口レーダ装置を示す構
成図である。
成図である。
１ 送受信アンテナ ２ 送受信機
３ パルス圧縮装置 ４ 開口分割装
置 ５,５ａ,５ｂ アジマス圧縮装置 ６ レジストレ
ーション装置 ７ 加算器 ８ 検波回路 １０ 干渉回路 １１ 小領域切
り出し手段 １２ 位相差算出手段 １３ 位相差利
用移動目標検出手段 １４ 送受信局 １５ ルック生
成手段 １６ フーリエ変換手段 １７ 信号分割
手段 １８ａ,１８ｂ 逆フーリエ変換手段 １９ 相対相
関値算出手段 ２０ 相対相関値利用移動目標算出手段 ２１ リファ
レンスセル ２２ 注目セル ２３ ガード
セル。
置 ５,５ａ,５ｂ アジマス圧縮装置 ６ レジストレ
ーション装置 ７ 加算器 ８ 検波回路 １０ 干渉回路 １１ 小領域切
り出し手段 １２ 位相差算出手段 １３ 位相差利
用移動目標検出手段 １４ 送受信局 １５ ルック生
成手段 １６ フーリエ変換手段 １７ 信号分割
手段 １８ａ,１８ｂ 逆フーリエ変換手段 １９ 相対相
関値算出手段 ２０ 相対相関値利用移動目標算出手段 ２１ リファ
レンスセル ２２ 注目セル ２３ ガード
セル。
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フロントページの続き
(72)発明者 西口 憲一
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三
菱電機株式会社内
Ｆターム(参考） 5J070 AB01 AC01 AC17 AE01 AE02
AF06 AF08 AH04 AH12 AH35
AH50 AK13 AK22
Claims (3)
- 【請求項１】 移動プラットフォームに搭載され、移動
目標の存在する観測領域に対して電波を送信し、移動目
標によって反射された電波を受信する送受信局と、上記
送受信局から得られる受信信号列をレンジ圧縮するレン
ジ圧縮手段と、上記レンジ圧縮手段によって圧縮された
受信信号列から複数のルックを生成するルック生成手段
と、上記ルック生成手段によって生成されたルックから
複数の小領域を切り出す小領域切り出し手段と、上記小
領域切り出し手段により切り出された小領域に対応する
領域に対して上記ルック生成手段によって生成された複
数のルックのルック間位相差を算出する位相差算出手段
と、上記位相差算出手段の出力によって観測領域の移動
目標を検出する位相差利用移動目標検出手段とを有する
合成開口レーダ装置。 - 【請求項２】 上記位相差利用移動目標検出手段は、上
記位相差算出手段の出力から平面近似誤差を算出する平
面近似誤差算出手段を有する請求項１記載の合成開口レ
ーダ装置。 - 【請求項３】 移動プラットフォームに搭載され、移動
目標の存在する観測領域に対して電波を送信し、移動目
標によって反射された電波を受信する送受信局と、上記
送受信局から得られる受信信号列をレンジ圧縮するレン
ジ圧縮手段と、上記レンジ圧縮手段によって圧縮された
受信信号列から複数のルックを生成するルック生成手段
と、上記ルック生成手段によって生成されたルックから
複数の小領域を切り出す小領域切り出し手段と、上記小
領域切り出し手段により切り出された小領域に対応する
領域の上記ルック生成手段によって生成された複数のル
ックの相対相関値を算出する相対相関値算出手段と、上
記相対相関値算出手段の出力によって観測領域の移動目
標を検出する相対相関値利用移動目標検出手段とを有す
る合成開口レーダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001211240A JP2003028955A (ja) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | 合成開口レーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001211240A JP2003028955A (ja) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | 合成開口レーダ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003028955A true JP2003028955A (ja) | 2003-01-29 |
Family
ID=19046591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001211240A Pending JP2003028955A (ja) | 2001-07-11 | 2001-07-11 | 合成開口レーダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003028955A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009110096A1 (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-11 | 独立行政法人海洋研究開発機構 | 合成開口処理システム及び合成開口処理方法 |
| WO2018207234A1 (ja) * | 2017-05-08 | 2018-11-15 | 三菱電機株式会社 | 目標検出装置及び目標検出方法 |
-
2001
- 2001-07-11 JP JP2001211240A patent/JP2003028955A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009110096A1 (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-11 | 独立行政法人海洋研究開発機構 | 合成開口処理システム及び合成開口処理方法 |
| US8421669B2 (en) | 2008-03-07 | 2013-04-16 | Japan Agency For Marine-Earth Science And Technology | Synthetic aperture processing system and synthetc aperture processing method |
| JP5182676B2 (ja) * | 2008-03-07 | 2013-04-17 | 独立行政法人海洋研究開発機構 | 合成開口処理システム及び合成開口処理方法 |
| WO2018207234A1 (ja) * | 2017-05-08 | 2018-11-15 | 三菱電機株式会社 | 目標検出装置及び目標検出方法 |
| WO2018207444A1 (ja) * | 2017-05-08 | 2018-11-15 | 三菱電機株式会社 | 目標検出装置及び目標検出方法 |
| JPWO2018207444A1 (ja) * | 2017-05-08 | 2019-11-07 | 三菱電機株式会社 | 目標検出装置及び目標検出方法 |
| US11231486B2 (en) | 2017-05-08 | 2022-01-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Target detection device and target detection method |
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