JP2003302466A - 合成開口レーダーのアンテナパターン補正方法 - Google Patents
合成開口レーダーのアンテナパターン補正方法Info
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- JP2003302466A JP2003302466A JP2002109251A JP2002109251A JP2003302466A JP 2003302466 A JP2003302466 A JP 2003302466A JP 2002109251 A JP2002109251 A JP 2002109251A JP 2002109251 A JP2002109251 A JP 2002109251A JP 2003302466 A JP2003302466 A JP 2003302466A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 地表面高度が大きく変化するエリアであって
も、アンテナパターンを正しく補正して、後方散乱係数
をより正確に得られる合成開口レーダーのアンテナパタ
ーン補正方法を提供すること。 【解決手段】 飛翔体に搭載され、インターフェロメト
リ機能を有した合成開口レーダーにおいて、インターフ
ェロメトリ処理によって観測点の高度を求め、その高度
情報を用いて真のアンテナ入射角を求めることで、アン
テナゲインの補正を行って、地表面高度の変化によるア
ンテナパターンを補正する。インターフェロメトリ処理
を、高度約１万ｍを飛行する航空機の機体の両側部に取
り付けた２基のアンテナによって行ってもよい。ポラリ
メトリ処理を、ＬバンドとＸバンドの各周波数で偏波を
利用して行ってもよい。
も、アンテナパターンを正しく補正して、後方散乱係数
をより正確に得られる合成開口レーダーのアンテナパタ
ーン補正方法を提供すること。 【解決手段】 飛翔体に搭載され、インターフェロメト
リ機能を有した合成開口レーダーにおいて、インターフ
ェロメトリ処理によって観測点の高度を求め、その高度
情報を用いて真のアンテナ入射角を求めることで、アン
テナゲインの補正を行って、地表面高度の変化によるア
ンテナパターンを補正する。インターフェロメトリ処理
を、高度約１万ｍを飛行する航空機の機体の両側部に取
り付けた２基のアンテナによって行ってもよい。ポラリ
メトリ処理を、ＬバンドとＸバンドの各周波数で偏波を
利用して行ってもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、航空機等の飛翔体
に搭載された合成開口レーダーのアンテナパターンを補
正する方法に関する。
に搭載された合成開口レーダーのアンテナパターンを補
正する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】衛星に搭載された合成開口レーダーで
は、地表面の観測エリアにおける入射角変化は数度以内
であるので、観測点に位置する対象物の入射角特性等は
大きな問題にはならない。一方、航空機に搭載された合
成開口レーダーは、分解能が高いことから地表面の詳細
な観測が可能であり、火山噴火、地震等による地殻変動
モニタ、土砂災害エリアの同定等多くの利用分野があ
る。そのためには、後方散乱係数を正確に求める必要が
ある。
は、地表面の観測エリアにおける入射角変化は数度以内
であるので、観測点に位置する対象物の入射角特性等は
大きな問題にはならない。一方、航空機に搭載された合
成開口レーダーは、分解能が高いことから地表面の詳細
な観測が可能であり、火山噴火、地震等による地殻変動
モニタ、土砂災害エリアの同定等多くの利用分野があ
る。そのためには、後方散乱係数を正確に求める必要が
ある。
【０００３】ところが、飛行高度が１２ｋｍ程度の航空
機搭載合成開口レーダーにおいては、観測幅を１５ｋｍ
程度確保しようとすると、入射角は３０度から６１度と
なり変化が大きい。そのために用いられるアンテナはレ
ンジ方向に広い指向性をもち、電波の強度が距離の２乗
に比例することを相殺するコセカント２乗パターンを用
いることが多い。しかし、アンテナと地表のジオメトリ
ーが正確でないと、アンテナパターンを正しく補正でき
ず、間違った後方散乱係数を得ることになってしまう。
これは、山岳域など、地表面高度が大きく変化するエリ
アを観測する場合に顕著に現れる。
機搭載合成開口レーダーにおいては、観測幅を１５ｋｍ
程度確保しようとすると、入射角は３０度から６１度と
なり変化が大きい。そのために用いられるアンテナはレ
ンジ方向に広い指向性をもち、電波の強度が距離の２乗
に比例することを相殺するコセカント２乗パターンを用
いることが多い。しかし、アンテナと地表のジオメトリ
ーが正確でないと、アンテナパターンを正しく補正でき
ず、間違った後方散乱係数を得ることになってしまう。
これは、山岳域など、地表面高度が大きく変化するエリ
アを観測する場合に顕著に現れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、地
表面高度が大きく変化するエリアであっても、アンテナ
パターンを正しく補正して、後方散乱係数をより正確に
得られる合成開口レーダーのアンテナパターン補正方法
を提供することを課題とする。
表面高度が大きく変化するエリアであっても、アンテナ
パターンを正しく補正して、後方散乱係数をより正確に
得られる合成開口レーダーのアンテナパターン補正方法
を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の構成を備える。すなわち、飛翔体に搭
載され、インターフェロメトリ機能を有した合成開口レ
ーダーにおいて、インターフェロメトリ処理によって観
測点の高度を求め、その高度情報を用いて真のアンテナ
入射角を求めることで、アンテナゲインの補正を行っ
て、地表面高度の変化によるアンテナパターンを補正す
ることを特徴とする。
に、本発明は次の構成を備える。すなわち、飛翔体に搭
載され、インターフェロメトリ機能を有した合成開口レ
ーダーにおいて、インターフェロメトリ処理によって観
測点の高度を求め、その高度情報を用いて真のアンテナ
入射角を求めることで、アンテナゲインの補正を行っ
て、地表面高度の変化によるアンテナパターンを補正す
ることを特徴とする。
【０００６】ここで、飛翔体を、高度約１万ｍを飛行す
る航空機として、安全で利便性の高い観測に寄与させて
もよい。
る航空機として、安全で利便性の高い観測に寄与させて
もよい。
【０００７】インターフェロメトリ処理を、航空機の機
体の両側部に取り付けられた２基のアンテナによって行
って、観測点の高度情報を簡易に得ることに寄与させて
もよい。
体の両側部に取り付けられた２基のアンテナによって行
って、観測点の高度情報を簡易に得ることに寄与させて
もよい。
【０００８】合成開口レーダーを、ＬバンドとＸバンド
の２周波を備え各周波数で偏波を利用したポラリメトリ
機能を有するもので構成して、データ処理の容易さに寄
与させてもよい。
の２周波を備え各周波数で偏波を利用したポラリメトリ
機能を有するもので構成して、データ処理の容易さに寄
与させてもよい。
【０００９】アンテナパターンの補正を、後方散乱係数
の補正に連携させて、観測対象物に関する高精度のデー
タ処理に寄与させてもよい。
の補正に連携させて、観測対象物に関する高精度のデー
タ処理に寄与させてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、図面を基に本発明の実施
形態を説明する。なお、ここでは、飛翔体として、航空
機を挙げて説明するが、気球や低高度を飛行する衛星等
にも適用可能である。
形態を説明する。なお、ここでは、飛翔体として、航空
機を挙げて説明するが、気球や低高度を飛行する衛星等
にも適用可能である。
【００１１】一般に、電波を用いたレーダーで高い解像
度を得るためには、大きなアンテナと時間的に短いパル
ス波を用いる必要がある。例えば、Ｘバンドの電波で１
２，０００ｍの高度から地上の１．５ｍの物体を識別す
るためには、径が２５０ｍ以上の巨大なアンテナが必要
になる。そのため、アジマス方向に比較的幅広いビーム
を照射しながら飛行して、アンテナの開口面を実効的に
大きく合成することにより、航空機に搭載した小型のア
ンテナでも仮想的に大きなアンテナを用いた場合と同様
の効果を得るようにした。この合成開口レーダーによっ
て得た対象物の後方散乱係数は、測定対象の表面及び表
面に近い内部の状態や、物質の特性を検知するのに有効
な物理量である。
度を得るためには、大きなアンテナと時間的に短いパル
ス波を用いる必要がある。例えば、Ｘバンドの電波で１
２，０００ｍの高度から地上の１．５ｍの物体を識別す
るためには、径が２５０ｍ以上の巨大なアンテナが必要
になる。そのため、アジマス方向に比較的幅広いビーム
を照射しながら飛行して、アンテナの開口面を実効的に
大きく合成することにより、航空機に搭載した小型のア
ンテナでも仮想的に大きなアンテナを用いた場合と同様
の効果を得るようにした。この合成開口レーダーによっ
て得た対象物の後方散乱係数は、測定対象の表面及び表
面に近い内部の状態や、物質の特性を検知するのに有効
な物理量である。
【００１２】本発明者らが開発した航空機搭載３次元合
成開口レーダー（Ｐｉ−ＳＡＲ）は、平行及び交差の全
ての偏波の組合せでデータを取得するポラリメトリ機能
や、主従２基のアンテナで電波を受信して観測点の高度
情報を取得できるインターフェロメトリ（トポグラフィ
ック・マッピンング）機能を備え、地表分解能１．５
ｍ、高さ方向分解能２ｍを実現する。このレーダーは、
ＬバンドとＸバンドとの２周波合成開口レーダで構成さ
れ、それぞれの周波数で偏波を利用したポラリメトリ機
能があり、更に、Ｘバンドでは主従２基のアンテナによ
るインターフェロメトリ機能により地形の高さを含む３
次元の画像を取得できるものである。
成開口レーダー（Ｐｉ−ＳＡＲ）は、平行及び交差の全
ての偏波の組合せでデータを取得するポラリメトリ機能
や、主従２基のアンテナで電波を受信して観測点の高度
情報を取得できるインターフェロメトリ（トポグラフィ
ック・マッピンング）機能を備え、地表分解能１．５
ｍ、高さ方向分解能２ｍを実現する。このレーダーは、
ＬバンドとＸバンドとの２周波合成開口レーダで構成さ
れ、それぞれの周波数で偏波を利用したポラリメトリ機
能があり、更に、Ｘバンドでは主従２基のアンテナによ
るインターフェロメトリ機能により地形の高さを含む３
次元の画像を取得できるものである。
【００１３】図１は、Ｘバンドレーダーのブロック図で
ある。送信信号は、Ｘバンドで１００ＭＨｚ、Ｌバンド
で５０ＭＨｚのチャープ信号としてアンテナに給電され
地表に向けて送信される。地表面で反射された電波は、
アンテナから受信機内で位相を保存したまま、受信利得
等を適正に処理されて、Ａ／Ｄ変換される。このデータ
は、航空機の姿勢等の補助データと共にレコーダで記録
される。テープに記録されたデータは読み出し用のヘッ
ドで即時に読み出され、実時間処理装置に送られる。実
時間処理装置はＸ、Ｌバンドの任意の偏波について処理
を行い、画面上に表示される。Ｌバンドのシステムで
は、従アンテナがなく、またデータレコーダが１台であ
ることを除けば、Ｘバンドの場合とほぼ同様である。
ある。送信信号は、Ｘバンドで１００ＭＨｚ、Ｌバンド
で５０ＭＨｚのチャープ信号としてアンテナに給電され
地表に向けて送信される。地表面で反射された電波は、
アンテナから受信機内で位相を保存したまま、受信利得
等を適正に処理されて、Ａ／Ｄ変換される。このデータ
は、航空機の姿勢等の補助データと共にレコーダで記録
される。テープに記録されたデータは読み出し用のヘッ
ドで即時に読み出され、実時間処理装置に送られる。実
時間処理装置はＸ、Ｌバンドの任意の偏波について処理
を行い、画面上に表示される。Ｌバンドのシステムで
は、従アンテナがなく、またデータレコーダが１台であ
ることを除けば、Ｘバンドの場合とほぼ同様である。
【０００１４】ポラリメトリ機能に関しては、電波の電
界の振動方向が垂直方向と水平方向に偏った２種類の偏
波を送信および受信する機能を有する。樹木や人工構造
物などの多くの対象物は、その形状や性質によって異な
った偏波面の回転を示すので、送信電波の偏波と受信電
波の偏波の組み合わせを変えて観測することによって、
散乱係数だけでなく対象物の偏波に関する全ての情報を
得ることができる。そのため、地上の植生や土地利用の
詳細な分類や、海上の波浪の詳細な観測などに特に有効
である。
界の振動方向が垂直方向と水平方向に偏った２種類の偏
波を送信および受信する機能を有する。樹木や人工構造
物などの多くの対象物は、その形状や性質によって異な
った偏波面の回転を示すので、送信電波の偏波と受信電
波の偏波の組み合わせを変えて観測することによって、
散乱係数だけでなく対象物の偏波に関する全ての情報を
得ることができる。そのため、地上の植生や土地利用の
詳細な分類や、海上の波浪の詳細な観測などに特に有効
である。
【００１５】なお、マイクロ波（Ｘ、Ｌ、Ｃバンドな
ど）の偏波特性を用いて、地表の対象物の後方散乱特性
を分析するには、偏波シグネチャ図が有効である。この
偏波シグネチャ図は、送受信アンテナの偏波状態を規定
する偏波楕円のパラメータを変えた場合に、後方散乱係
数がどのように変化するかを３次元的に表示するもので
あり、観測対象物の形状や配置などを反映させることが
できる。偏波シグネチャ図で代表される偏波シグネチャ
の形状特徴による後方散乱係数の偏波特性を分析して分
類すると、観測対象物の性質や特徴を解明することがで
きる。
ど）の偏波特性を用いて、地表の対象物の後方散乱特性
を分析するには、偏波シグネチャ図が有効である。この
偏波シグネチャ図は、送受信アンテナの偏波状態を規定
する偏波楕円のパラメータを変えた場合に、後方散乱係
数がどのように変化するかを３次元的に表示するもので
あり、観測対象物の形状や配置などを反映させることが
できる。偏波シグネチャ図で代表される偏波シグネチャ
の形状特徴による後方散乱係数の偏波特性を分析して分
類すると、観測対象物の性質や特徴を解明することがで
きる。
【００１６】インターフェロメトリ機能に関しては、対
象物から反射された電波を、空間的に離れて配設された
２基のアンテナで受信し、それらの受信信号の間の位相
差から、三角測量に類似する原理により対象物の方位や
距離を得る機能を有する。本実施例では、航空機の機体
の両側部にそれぞれアンテナを取り付けて、インターフ
ェロメトリ処理を行なって、地表の高さ方向を含めた３
次元的な画像を得る。
象物から反射された電波を、空間的に離れて配設された
２基のアンテナで受信し、それらの受信信号の間の位相
差から、三角測量に類似する原理により対象物の方位や
距離を得る機能を有する。本実施例では、航空機の機体
の両側部にそれぞれアンテナを取り付けて、インターフ
ェロメトリ処理を行なって、地表の高さ方向を含めた３
次元的な画像を得る。
【００１７】このような合成開口レーダーは、地形や、
地質、植生、波浪や海氷などの海洋現象、土壌水分や積
雪などの水文過程等の定量的観測、古環境の解明などを
介した森林破壊、砂漠化、土壌破壊、地球温暖化等の地
球環境問題の対処、更には、火山噴火や、洪水、地震な
どの自然災害、海洋油汚染や船舶の難破などの事故のモ
ニター等に有用に用いられ得る。特に、開口合成やパル
ス圧縮等の信号処理を施すことにより、非常に高い分解
能を得られると共に、マイクロ波を用いているために、
雲などの天候や昼夜を問わず映像を取得できる利点があ
る。また、航空機に搭載したので、観測ごとに分解能、
観測幅、入射角等、最適なパラメータを選択した観測が
可能で、観測幅を抑えれば衛星搭載型の約１０分の１以
下程度の高い分解能での観測も可能である。また、衛星
が数日に一度程度、毎回ほぼ決まったコース、ほぼ決ま
った方向からデータを取得するのに対し、航空機は、迅
速にかつさまざまな方向からの観測も可能あり、例えば
災害などの場合には、毎日あるいは一日に何度も観測す
るといった機動的な観測が可能である。
地質、植生、波浪や海氷などの海洋現象、土壌水分や積
雪などの水文過程等の定量的観測、古環境の解明などを
介した森林破壊、砂漠化、土壌破壊、地球温暖化等の地
球環境問題の対処、更には、火山噴火や、洪水、地震な
どの自然災害、海洋油汚染や船舶の難破などの事故のモ
ニター等に有用に用いられ得る。特に、開口合成やパル
ス圧縮等の信号処理を施すことにより、非常に高い分解
能を得られると共に、マイクロ波を用いているために、
雲などの天候や昼夜を問わず映像を取得できる利点があ
る。また、航空機に搭載したので、観測ごとに分解能、
観測幅、入射角等、最適なパラメータを選択した観測が
可能で、観測幅を抑えれば衛星搭載型の約１０分の１以
下程度の高い分解能での観測も可能である。また、衛星
が数日に一度程度、毎回ほぼ決まったコース、ほぼ決ま
った方向からデータを取得するのに対し、航空機は、迅
速にかつさまざまな方向からの観測も可能あり、例えば
災害などの場合には、毎日あるいは一日に何度も観測す
るといった機動的な観測が可能である。
【００１８】本発明者らが開発した航空機搭載合成開口
レーダーは、シングルパスでのインターフェロメトリ処
理機能を備えることで、地表観測点の高度情報を得るこ
とができる。この高度情報を用いると、アンテナと地表
のジオメトリーを正確に計算することができ、アンテナ
パターンの適正化が可能である。これに伴い、正確な後
方散乱係数を得ることができる。なお、高度は、約１０
ｍ四方のエリアでの平均値を用いている。
レーダーは、シングルパスでのインターフェロメトリ処
理機能を備えることで、地表観測点の高度情報を得るこ
とができる。この高度情報を用いると、アンテナと地表
のジオメトリーを正確に計算することができ、アンテナ
パターンの適正化が可能である。これに伴い、正確な後
方散乱係数を得ることができる。なお、高度は、約１０
ｍ四方のエリアでの平均値を用いている。
【００１９】本実施例では、地表面高度が大きく変化す
るエリアとして、富士山の北側斜面を選んで観測を行っ
た。観測した地表高度は、約１４００ｍから３５００ｍ
と急峻に変化している。航空機の飛行速度は、２２０ｍ
／ｓであり、高度は、１２，０００ｍ、観測エリアは、
航空機の飛行方向に６ｋｍ、レンジ方向に４ｋｍ（グラ
ンド投影時）である。
るエリアとして、富士山の北側斜面を選んで観測を行っ
た。観測した地表高度は、約１４００ｍから３５００ｍ
と急峻に変化している。航空機の飛行速度は、２２０ｍ
／ｓであり、高度は、１２，０００ｍ、観測エリアは、
航空機の飛行方向に６ｋｍ、レンジ方向に４ｋｍ（グラ
ンド投影時）である。
【００２０】一般的な合成開口レーダー再生処理の流れ
と同様に、レンジ圧縮処理後にアンテナパターンを含め
たラジオメトリック処理を施し、その後、動揺補正を行
い、最後にアジマス圧縮を行った。この場合のレンジア
ンテナパターン補正は、図２に示すアンテナパターンの
ジオメトリーのように、観測エリアの平均高度（ｈ）の
みを考慮したものとなっている。しかし、図示のよう
に、一般的には地表面高度が変化している場合、同一ス
ラントレンジでの入射角がθ１からθ２へと変化してし
まう。
と同様に、レンジ圧縮処理後にアンテナパターンを含め
たラジオメトリック処理を施し、その後、動揺補正を行
い、最後にアジマス圧縮を行った。この場合のレンジア
ンテナパターン補正は、図２に示すアンテナパターンの
ジオメトリーのように、観測エリアの平均高度（ｈ）の
みを考慮したものとなっている。しかし、図示のよう
に、一般的には地表面高度が変化している場合、同一ス
ラントレンジでの入射角がθ１からθ２へと変化してし
まう。
【００２１】合成開口レーダーの標準的観測高度（Ｈ）
である１２，０００ｍにおいて、スラントレンジ距離を
一定とした場合の地表面高度の変化による観測対象物へ
の入射角の変化を図３に示す。図３からわかるように、
地表面高度を０ｍと仮定して処理を施したエリアの実際
の高度が１，０００ｍであった場合、入射角は３０度か
ら３７度に変化してしまう。その結果、この差によるア
ンテナゲインの違いが補正誤差となって現れる。
である１２，０００ｍにおいて、スラントレンジ距離を
一定とした場合の地表面高度の変化による観測対象物へ
の入射角の変化を図３に示す。図３からわかるように、
地表面高度を０ｍと仮定して処理を施したエリアの実際
の高度が１，０００ｍであった場合、入射角は３０度か
ら３７度に変化してしまう。その結果、この差によるア
ンテナゲインの違いが補正誤差となって現れる。
【００２２】アンテナパターンの補正を行うには、各観
測地点の地表高度データが必要である。そのため、始め
にインターフェロメトリ処理によって各点の高度を求め
る。その高度情報を用いて、各点（ピクセル）ごとの真
の入射角（θ２）を求め、θ１とθ２それぞれのアンテ
ナゲインをテーブルから読み取ることによって、送受そ
れぞれのゲイン差の補正を行なう。なお、レンジアンテ
ナパターンはコカセント２乗に近く設計してある。
測地点の地表高度データが必要である。そのため、始め
にインターフェロメトリ処理によって各点の高度を求め
る。その高度情報を用いて、各点（ピクセル）ごとの真
の入射角（θ２）を求め、θ１とθ２それぞれのアンテ
ナゲインをテーブルから読み取ることによって、送受そ
れぞれのゲイン差の補正を行なう。なお、レンジアンテ
ナパターンはコカセント２乗に近く設計してある。
【００２３】今回観測対象とした富士山北側斜面の画像
で、中央付近の入射角は補正前が４０度、補正後が４７
度程度となった。このときのアンテナロール角は６０度
で設定してあり、４０度では４７度に比べアンテナゲイ
ンが低いためゲインを増加させる方向で補正されてい
る。つまり、後方散乱係数は、実際より高く計算されて
しまう。
で、中央付近の入射角は補正前が４０度、補正後が４７
度程度となった。このときのアンテナロール角は６０度
で設定してあり、４０度では４７度に比べアンテナゲイ
ンが低いためゲインを増加させる方向で補正されてい
る。つまり、後方散乱係数は、実際より高く計算されて
しまう。
【００２４】図４に、地表面高度を考慮する前後のアン
テナパターンとスラント距離の関係、並びにその差を示
す。一番手前では約３．４ｄＢの差があることがわか
る。図４で示したグラフは、１基のアンテナゲインの差
であり、実際には送受信共に補正しなければならない。
つまり補正量はおおよそ上記の２倍になる。
テナパターンとスラント距離の関係、並びにその差を示
す。一番手前では約３．４ｄＢの差があることがわか
る。図４で示したグラフは、１基のアンテナゲインの差
であり、実際には送受信共に補正しなければならない。
つまり補正量はおおよそ上記の２倍になる。
【００２５】このようにして補正を施した画像を図５に
示す。また、その図の横向きの線の断面での補正前後の
反射係数も同時に示す。この例での補正値は左右で３ｄ
Ｂ、山頂付近ではほぼ０ｄＢであることがわかる。同様
の補正を各編波、Ｌバンドのデータに対しても施した。
また、異なる観測パスについても同様の補正を行ったと
ころ、アンテナのロール角と入射角の関係から多い場合
は１０ｄＢ以上の補正となった画像データも存在した。
なお、図５において、航空機は画像の右から左へ飛行
し、電波は上から下に照射されていて、画像の大きさ
は、航空機の飛行方向に６ｋｍ、レンジ方向に４ｋｍと
なっている。インターフェロメトリで求めた１４００ｍ
から２００ｍ間隔の等高線を付記してある。また、富士
山の傾斜を考慮した後方散乱係数を調べると、補正後の
値はＵ１ａｂｙらのまとめたＨａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ
Ｒａｄａｒ ＳｃａｔｔｅｒｉｎｇＳｔａｔｉｓｔｉｃ
ｓ ｆoｒ Ｔｅｒｒａｉｎの裸地・砂利等の散乱係数
と良い一致が見られた。
示す。また、その図の横向きの線の断面での補正前後の
反射係数も同時に示す。この例での補正値は左右で３ｄ
Ｂ、山頂付近ではほぼ０ｄＢであることがわかる。同様
の補正を各編波、Ｌバンドのデータに対しても施した。
また、異なる観測パスについても同様の補正を行ったと
ころ、アンテナのロール角と入射角の関係から多い場合
は１０ｄＢ以上の補正となった画像データも存在した。
なお、図５において、航空機は画像の右から左へ飛行
し、電波は上から下に照射されていて、画像の大きさ
は、航空機の飛行方向に６ｋｍ、レンジ方向に４ｋｍと
なっている。インターフェロメトリで求めた１４００ｍ
から２００ｍ間隔の等高線を付記してある。また、富士
山の傾斜を考慮した後方散乱係数を調べると、補正後の
値はＵ１ａｂｙらのまとめたＨａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ
Ｒａｄａｒ ＳｃａｔｔｅｒｉｎｇＳｔａｔｉｓｔｉｃ
ｓ ｆoｒ Ｔｅｒｒａｉｎの裸地・砂利等の散乱係数
と良い一致が見られた。
【００２６】
【発明の効果】本発明の合成開口レーダーのアンテナパ
ターン補正方法は、上述の構成を備えることによって、
次の効果を奏する。すなわち、請求項１に記載の補正方
法によると、インターフェロメトリ処理によって得た観
測点の高度を用いて、真のアンテナ入射角を求め、アン
テナゲインの補正を行うことができるので、地表面高度
が大きく変化するエリアであっても、地表面高度の変化
によるアンテナパターンを正しく補正して、後方散乱係
数をより正確に得ることができる。特に、求値処理が自
己完結している利点がある。
ターン補正方法は、上述の構成を備えることによって、
次の効果を奏する。すなわち、請求項１に記載の補正方
法によると、インターフェロメトリ処理によって得た観
測点の高度を用いて、真のアンテナ入射角を求め、アン
テナゲインの補正を行うことができるので、地表面高度
が大きく変化するエリアであっても、地表面高度の変化
によるアンテナパターンを正しく補正して、後方散乱係
数をより正確に得ることができる。特に、求値処理が自
己完結している利点がある。
【００２７】請求項２に記載の補正方法によると、高度
約１万ｍを飛行する航空機を利用するので、火山の噴火
時等においても安全にかつ簡易に観測を行うことができ
る。
約１万ｍを飛行する航空機を利用するので、火山の噴火
時等においても安全にかつ簡易に観測を行うことができ
る。
【００２８】請求項３に記載の補正方法によると、航空
機の機体に取り付けた２基のアンテナでインターフェロ
メトリ処理を行うので、簡易に観測点の高度情報を得る
ことができる。
機の機体に取り付けた２基のアンテナでインターフェロ
メトリ処理を行うので、簡易に観測点の高度情報を得る
ことができる。
【００２９】請求項４に記載の補正方法によると、Ｌバ
ンドとＸバンドの２周波の全ての偏波（ポラリメトリ）
に対して簡易に補正処理を行うので、偏波間での後方散
乱係数の比較も容易に行える。
ンドとＸバンドの２周波の全ての偏波（ポラリメトリ）
に対して簡易に補正処理を行うので、偏波間での後方散
乱係数の比較も容易に行える。
【００３０】請求項５に記載の補正方法によると、アン
テナパターンの補正が後方散乱係数の補正に連携される
ので、観測対象物に関する様々な解析を精度良く行うこ
とができる。
テナパターンの補正が後方散乱係数の補正に連携される
ので、観測対象物に関する様々な解析を精度良く行うこ
とができる。
【図１】Ｘバンドレーダーのブロック図
【図２】アンテナパターンのジオメトリーを示す説明図
【図３】スラントレンジ距離を一定とした場合における
地表面高度変化による観測対象物への入射角変化を示す
グラフ
地表面高度変化による観測対象物への入射角変化を示す
グラフ
【図４】地表面高度を考慮する前後のアンテナパターン
とスラント距離の関係、並びにその差を示すグラフ
とスラント距離の関係、並びにその差を示すグラフ
【図５】アンテナパターン補正を施した画像、並びにそ
の図の横向きの線の断面での補正前後の反射係数を示す
グラフ
の図の横向きの線の断面での補正前後の反射係数を示す
グラフ
Claims (5)
- 【請求項１】飛翔体に搭載され、インターフェロメトリ
機能を有した合成開口レーダーにおいて、 インターフェロメトリ処理によって観測点の高度を求
め、 その高度情報を用いて真のアンテナ入射角を求めること
で、アンテナゲインの補正を行って、 地表面高度の変化によるアンテナパターンを補正するこ
とを特徴とする合成開口レーダーのアンテナパターン補
正方法。 - 【請求項２】飛翔体が、高度約１万ｍを飛行する航空機
である請求項１に記載の合成開口レーダーのアンテナパ
ターン補正方法。 - 【請求項３】インターフェロメトリ処理が、航空機の機
体の両側部に取り付けられた２基のアンテナによって行
われる請求項２に記載の合成開口レーダーのアンテナパ
ターン補正方法。 - 【請求項４】合成開口レーダーが、ＬバンドとＸバンド
の２周波を備え、 各周波数で偏波を利用したポラリメトリ機能を有する請
求項１ないし３に記載の合成開口レーダーのアンテナパ
ターン補正方法。 - 【請求項５】アンテナパターンの補正値が、後方散乱係
数の補正に連携している請求項１ないし４に記載の合成
開口レーダーのアンテナパターン補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002109251A JP3660989B2 (ja) | 2002-04-11 | 2002-04-11 | 合成開口レーダーのアンテナパターン補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002109251A JP3660989B2 (ja) | 2002-04-11 | 2002-04-11 | 合成開口レーダーのアンテナパターン補正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003302466A true JP2003302466A (ja) | 2003-10-24 |
| JP3660989B2 JP3660989B2 (ja) | 2005-06-15 |
Family
ID=29392766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002109251A Expired - Lifetime JP3660989B2 (ja) | 2002-04-11 | 2002-04-11 | 合成開口レーダーのアンテナパターン補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3660989B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009294210A (ja) * | 2008-06-03 | 2009-12-17 | Astrium Gmbh | 探査対象地表面からの高度が変動するアクティブ型側方監視センサの動作を最適化する方法 |
| JP2011185834A (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-22 | Nikko Tankai Kk | Ｓａｒデータ処理方法及びｓａｒデータ処理システム |
| EP2755046A1 (en) * | 2013-01-14 | 2014-07-16 | Honeywell International Inc. | System and method for autotilting a ground-mapping radar |
| KR102095966B1 (ko) * | 2018-12-28 | 2020-04-01 | 한국항공우주연구원 | Ｓａｒ 안테나 패턴 보상 방법 |
| CN112444783A (zh) * | 2019-09-05 | 2021-03-05 | 中国科学院光电研究院 | 基于自然均匀目标的合成孔径雷达在轨快速定标方法 |
| CN113687313A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-11-23 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种基于双反射面天线的星载x+s双频sar系统 |
-
2002
- 2002-04-11 JP JP2002109251A patent/JP3660989B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| CN112444783B (zh) * | 2019-09-05 | 2024-05-24 | 中国科学院光电研究院 | 基于自然均匀目标的合成孔径雷达在轨快速定标方法 |
| CN113687313A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-11-23 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种基于双反射面天线的星载x+s双频sar系统 |
| CN113687313B (zh) * | 2021-07-20 | 2023-12-29 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种基于双反射面天线的星载x+s双频sar系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3660989B2 (ja) | 2005-06-15 |
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