JP2010159998A

JP2010159998A - Ｉｓａｒ試験装置

Info

Publication number: JP2010159998A
Application number: JP2009001079A
Authority: JP
Inventors: Tatsunori Tatehara; 立典舘原; Hiroshi Suwa; 啓諏訪
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-01-06
Filing date: 2009-01-06
Publication date: 2010-07-22

Abstract

【課題】実物目標を必要とせず、各種観測環境条件に基づいて実物反射信号に忠実な擬似の試験信号を生成することができる一方、相対運動、レーダ姿勢及び目標姿勢等の各種観測環境条件の変更のみで各種観測環境条件に沿った試験信号を生成することができるＩＳＡＲ試験装置を提供する。
【解決手段】ＩＳＡＲ試験装置は、模擬目標の情報及びＩＳＡＲ装置と模擬目標の相対位置情報を取り込む初期設定部と、ＩＳＡＲ装置から送信された送信電波を受信し、且つ受信した電波をダウンコンバートするとともにアナログ／デジタル変換する信号受信部と、アナログ／デジタル変換された受信した電波のレプリカ信号を作成し、レプリカ信号を信号遅延するとともにドップラ成分を付加する試験信号生成部と、試験信号をアップコンバートするとともにデジタル／アナログ変換を行い、且つＩＳＡＲ装置に送信電波を照射する試験信号送信部と、を備えた。
【選択図】図３

Description

この発明は、実機レーダ装置のレーダ画像を使用した訓練、ミッション研究、開発又は評価等に利用され、相対運動、レーダ姿勢及び目標姿勢等の各種観測環境条件に基づき、目標を実際の動きに近い動作で模擬することで、実物目標を必要とせず、実機レーダ装置に目標のレーダ画像を表示させる試験信号を生成するＩＳＡＲ試験装置に関するものである。

従来のＩＳＡＲ試験装置では、ＩＳＡＲ装置から送信された送信電波を受信し、受信した電波を検波し、信号遅延と位相回転を行って模擬目標を生成し、ＩＳＡＲ装置に対して送信電波を照射する。ここで、模擬目標の送信電力、信号遅延量、ドップラ周波数のそれぞれの値はレンジ−ドップラの２次元メッシュで格納している。（例えば、非特許文献１参照）
まず、受信機から受信した電波を検波し、位相情報（φとする）を取り出す。
送信電力、ドップラ周波数のそれぞれの値をレンジ−ドップラの２次元メッシュで格納して、送信電力Ａ、ドップラ周波数ｄ、パルス番号ｎ、レンジｒとすると、式（１）を適用することにより試験信号Ｔ（ｒ，ｎ）を生成している。
ＩＳＡＲ装置へ送信する試験信号は、取り出した位相情報φに生成した試験信号Ｔを式（２）のように付加した信号Ｉ（ｍ，ｎ）となる。なお、式（２）では試験信号Ｔはφｉｎｃに含まれる。

ＩＥＥＰｒｏｃ．ＲａｄａｒＳｏｎａｒＮａｖｉｇＶｏｌ．１４９，Ｎｏ．５Ｏｃｔｏｂｅｒ２００２（２４８−２５７頁）

しかし、従来のＩＳＡＲ試験装置は以上のように試験信号を生成しており、送信電力、ドップラ周波数のそれぞれの値をレンジ−ドップラの２次元メッシュで格納して試験信号を生成、目標を模擬する結果、メッシュ間のドップラ周波数については情報が格納されず近接のメッシュに該当するドップラ周波数に置き換わる結果、ＩＳＡＲ試験装置から送信した信号をＩＳＡＲ装置で受信し、ＩＳＡＲ画像に表示すると目標の表示に階層的なむらが生じる問題があった。

特にメッシュ間に反射面が存在した場合、その反射面が丸め込まれる結果、ＩＳＡＲ画像では表示位置がずれたり、複数反射面が存在する場合は反射面が埋もれたりして、ＩＳＡＲ画像の確認試験が困難となる問題があった。
また、２次元メッシュに送信電力、ドップラ周波数を予め格納する形式なため、現実には２次元メッシュに格納する送信電力、ドップラ周波数を別の手段で事前に算出し、格納しなければ試験信号を生成することが困難であるという問題点があった。

一方、ＩＳＡＲ試験装置がＩＳＡＲ信号処理、ＩＳＡＲ画像確認、画像照合等に用いられることを考えると、実物目標からの反射信号と同等の忠実な擬似の試験信号を生成することができることに加え、相対運動、レーダ姿勢及び目標姿勢等の各種観測環境条件の変更のみで各種観測環境条件に沿った試験信号を生成することが重要である。

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、実物目標を必要とせず、各種観測環境条件に基づいて実物反射信号に忠実な擬似の試験信号を生成することができる一方、相対運動、レーダ姿勢及び目標姿勢等の各種観測環境条件の変更のみで各種観測環境条件に沿った試験信号を生成することができるＩＳＡＲ試験装置を提供することを目的とする。

この発明に係るＩＳＡＲ試験装置は、模擬目標の情報及び逆合成開口レーダ（ＩｎｖｅｒｓｅＳｙｎｔｈｅｔｉｃＡｐｅｒｔｕｒｅＲａｄａｒ：以下、「ＩＳＡＲ」という。）装置と前記模擬目標の相対位置情報を取り込む初期設定部と、前記ＩＳＡＲ装置から送信された送信電波を受信し、且つ受信した電波をダウンコンバートするとともにアナログ／デジタル変換する信号受信部と、前記アナログ／デジタル変換された受信した電波のレプリカ信号を作成し、前記レプリカ信号を信号遅延するとともにドップラ成分を付加する試験信号生成部と、前記試験信号をアップコンバートするとともにデジタル／アナログ変換を行い、且つ前記ＩＳＡＲ装置に送信電波を照射する試験信号送信部と、を備えた。

この発明に係るＩＳＡＲ試験装置の効果は、模擬する目標を点目標の集合体とみなし、各点目標毎にレンジ、ドップラ周波数を時間関数として算出することで、従来よりも実物目標から反射される反射信号を忠実に模擬する試験信号を生成することができ、かつ、オペレータ操作に基づく相対運動、レーダ姿勢及び目標姿勢等の各種観測環境条件の変更のみで各種観測環境条件に合った試験信号を生成することが可能となることである。

この発明の実施の形態１に係るＩＳＡＲ試験装置の概略構成を示す図である。この発明の実施の形態１に係るＩＳＡＲ試験装置の動作原理を説明するための説明図である。この発明の実施の形態１に係るＩＳＡＲ試験装置のうち電波送受信型の機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係るＩＳＡＲ試験装置のうちデータ送受信型の機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係るメモリ消費削減型初期設定部の機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係るリアクションタイム軽減型初期設定部の機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係る電波受信型信号受信部の機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係るデータ受信型信号受信部の機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係る試験装置運動なし型試験信号生成部の機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係る試験装置運動あり型試験信号生成部の機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係る電波送信型試験信号送信部の機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係るデータ送信型試験信号送信部の機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係るフルシナリオ読込部の機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係るメモリ削減型シナリオ読込部の機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係る散乱係数算出型模擬目標設定部の機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係る散乱係数読込型模擬目標設定部の機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係る散乱係数設定型模擬目標設定部の機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係るメモリ削減型レプリカ信号遅延部の機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係るリアクションタイム軽減型レプリカ信号遅延部の機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係るメモリ削減型ドップラ成分生成部の機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係るリアクションタイム軽減型ドップラ成分生成部の機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係る外部装置接続型試験装置運動補償部の機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係るファイル読み取り型試験装置運動補償部の機能ブロック図である。

実施の形態１．
図１、図２はこの発明の実施の形態１に係るＩＳＡＲ試験装置の動作原理を説明するための説明図である。
以下では、まず、図２と図３とを用いて、本実施の形態１に係るＩＳＡＲ試験装置の動作原理を説明する。

送信開始からｎ番目のパルス送信時間をｔ_ｎとする。ここで、ｎ番目のパルス送信時間ｔ_ｎに関するレンジ時間τはτ＝ｔ−ｔ_ｎと表される。
中心周波数をｆ_ｃ、振幅をＥ_０、チャープ定数をα、目標が送信するときの初期位相をφ_０、送信開始からｎ番目のパルスの送信時間ｔ_ｎ、ｎ番目パルスの目標と自艦との距離ｒ_ｎとすると、図１のＡの箇所でＩＳＡＲ装置から送信される送信信号Ｅ_ｔｘ（ｔ）は式（３）と定義する。

次に、送信信号Ｅ_ｔｘ（ｔ）がＩＳＡＲ試験装置に到達するまでにｒ_ｎ／ｃ秒かかる。そこで、ＩＳＡＲ装置から送信された送信信号を図１のＢの箇所でＩＳＡＲ試験装置が受信したときの受信信号Ｅ_ｔｘｒｘ（ｔ）は式（４）で表される。

ＩＳＡＲ試験装置で受信した受信信号Ｅ_ｔｘｒｘに、測定した周波数が実際の中心周波数ｆ_ｃよりΔｆ_ｃだけ誤差があるとき、図１のＣの箇所で、式（５）で表されるダウンコンバート用参照信号Ｅ_ｌ（ｔ）を式（６）のようにミックスし、ＲＦ信号を変換したビデオ信号Ｅ_ｖｄ０（ｔ）は式（７）で表される。

図１のＤに示す箇所でＩＳＡＲ試験装置が受信したｎ番目のパルスについてｋ番目の点目標を送信する場合、ＩＳＡＲ試験装置とｋ番目の点目標との距離差を考慮して送信時刻を遅延させる必要がある。そのため遅延したビデオ信号は式（８）で表される。

ただし、離散信号の処理であることを踏まえ、ｄｔは式（９）で与えられる離散的な値とする。ここで、ＡＤｓｍｐはＡ／Ｄ変換時のサンプル間隔（秒／サンプル）とする。

図１のＤに示す箇所で、点目標毎のドップラ周波数ｆ_ｄ０ｋを艦船の動きを考慮した時間関数となるように点目標の信号を式（１０）で模擬する。ここで、ｒ_ｋ（ｔ_ｎ）は時刻ｔ_ｎにおける点目標ｋのレンジ方向の距離である。

ここでは、模擬目標の運動は回転運動であり、かつその回転軸が時刻変動であるという運動モデルに従うことを仮定する。すると、模擬目標の回転角速度ベクトルΩ（ｔ）は時刻ｔの関数となる。ここで、ω_ｒ、ω_ｐ、ω_ｙはそれぞれロール、ピッチ、ヨーの最大角速度である。また、Ｔ_ｒ、Ｔ_ｐ、Ｔ_ｙはそれぞれロール、ピッチ、ヨーの回転角速度周期である。また、ロール、ピッチ、ヨーの回転角速度が式（１１）のように余弦波状に変化することを想定する。

ｒ_ｋ（ｔ_ｎ）を算出するため、図２に示すとおり、模擬目標の運動の重心Ｐ_ｏのレンジを０と定義する。点目標の信号を式（１０）で模擬するので、点目標の運動に基づいてｒ_ｋ（ｔ_ｎ）を設定すれば良い。
Ｐ_ｏを模擬目標の運動（動揺）の重心位置とし、ＱをＩＳＡＲ装置の位置とし、Ｑを直線Ｐ_ｏＱの単位ベクトルＱ＝（Ｑ_１，Ｑ_２，Ｑ_３）とし、Ωを模擬運動の回転角速度ベクトルΩ＝（Ω_１，Ω_２，Ω_３）とし、ｐ_Ｏを模擬目標の運動（動揺）の重心位置ベクトルｐ_Ｏ＝（ｐ_Ｏ１，ｐ_Ｏ２，ｐ_Ｏ３）とし、ｐ_ｋを模擬点目標ｋの位置ベクトルｐ_ｋ＝（ｐ_ｋ１，ｐ_ｋ２、ｐ_ｋ３）とするとき、点目標ｋの速度ｖ_ｋ（ｔ）は式（１２）で表される。また、レーダ方向の速度ｖ_Ｑｋ（ｔ）は式（１３）で表される。

式（１３）より、時間毎の欺瞞点目標のレーダ方向の距離ｒ_ｋ（ｔ）は式（１４）で表される。但し、ｐ_ｋ（ｔ）は式（１５）から求められる値である。

図１のＦの箇所でＩＳＡＲ試験装置からＩＳＡＲ装置へ送信する試験信号を式（１６）のように定義する。また、処理時間による送信遅延時間をΔｔとすると、式（１０）および式（１６）よりＩＳＡＲ試験装置から送信する試験信号は式（１７）で定義される。

原理的には、上記で導いた式（４）、（８）、（９）、（１０）、（１７）の関係を用いて、ＩＳＡＲ装置から受信した信号に基づいたＩＳＡＲ試験信号を算出することが可能である。

図３は、この発明の実施の形態１に係るＩＳＡＲ試験装置の機能構成を示すブロック図である。
以下では、図３〜図２３を参照して、この発明の実施の形態１に係るＩＳＡＲ試験装置の機能構成および動作について説明する。
図３と図４において、１は初期設定部、２は信号受信部、３は試験信号生成部、４は試験信号送信部である。図３に示すＩＳＡＲ試験装置は受信アンテナ、受信機、送信機、送信アンテナを用いてＩＳＡＲ装置と信号を送受する。図４に示すＩＳＡＲ試験装置は、受信用ローカルエリアネットワーク（以下、「ＬＡＮ」と称す。）、送信用ＬＡＮを用いてＩＳＡＲ装置と信号を送受する。

初期設定部１として、メモリ消費を削減したメモリ消費削減型初期設定部とＩＳＡＲ装置から電波を受信し試験信号を送信するまでの時間を軽減するリアクションタイム軽減型初期設定部の２種類がある。

メモリ消費削減型初期設定部は、シナリオ読込部１１を備える。
リアクションタイム軽減型初期設定部はシナリオ読込部１１を備え、シナリオ読込部１１で読込んだ模擬目標の形状と動揺運動から模擬目標重心からの各点目標との距離を式（１８）を用いて算出し、算出した距離を時間に変換すると式（９）となる。

式（１２）、式（１３）を用いてドップラ速度を算出し、式（１４）を用いてドップラ速度を距離の時間関数に変換する。

信号受信部２として、受信アンテナを利用してＩＳＡＲ装置から送信された信号を受信する電波受信型信号受信部２ａと、ＬＡＮ通信を利用してＩＳＡＲ装置から送信された信号を受信するデータ受信型信号受信部２ｂの２種類がある。

電波受信型信号受信部２ａは、図７に示すように、受信アンテナから受信機を介して受信した信号を取り込む。このときの受信信号は式（４）となり、ＲＦ信号である受信信号に対して式（５）で表されるダウンコンバート用参照信号を式（６）のようにミックスして式（７）のようなビデオ信号に変換する。受信機で信号を受信する毎にＲＦ信号をビデオ信号に変換を行うため、試験信号送信後に信号受信部２での処理を実施する。受信機での信号受信タイムアウトまたはオペレータ操作により本システムを終了する。

データ受信型信号受信部２ｂは、図８に示すように、ＬＡＮを介してメッセージ受信により受信信号を取り込む。このときの受信信号は式（４）となり、ＲＦ信号である受信信号に対して式（５）で表されるダウンコンバート用参照信号を式（６）のようにミックスして式（７）のようなビデオ信号に変換する。受信信号をメッセージ受信する毎にＲＦ信号をビデオ信号に変換を行うため、試験信号送信後に信号受信部２での処理を実施する。受信信号のメッセージ受信タイムアウトまたはオペレータ操作により本システムを終了する。

試験信号生成部３として、試験装置を固定している土台が運動していない場合の試験装置運動なし型試験信号生成部３ａと、試験装置を固定している土台が運動している場合、この運動を補償する処理を行う試験装置運動あり型試験信号生成部３ｂの２種類がある。

試験装置運動なし型試験信号生成部３ａは、図９に示すように、信号受信部２で処理されたビデオ信号を基にしてレプリカ信号遅延部３１、ドップラ成分生成部３２、遅延レプリカ信号へのドップラ成分を付加するドップラ成分付加部３３での処理を点目標分繰り返す。試験信号加算部３４では、点目標毎に繰り返した処理結果を加算する。ここで、加算式は式（１７）で表される。

試験装置運動あり型試験信号生成部３ｂは、図１０に示すように、信号受信部２で処理されたビデオ信号を基にしてレプリカ信号遅延部３１、ドップラ成分生成部３２、遅延レプリカ信号へのドップラ成分を付加するドップラ成分付加部３３での処理を点目標分繰り返す。点目標毎に繰り返した処理結果を加算する。試験信号加算部３４では、点目標毎に繰り返した処理結果を加算する。ここで、加算式は式（１７）で表される。
試験装置運動補償部３５では、試験装置自体の運動による距離変化、ドップラ変化を補償する。

試験信号送信部４として、送信アンテナを利用してＩＳＡＲ装置へ試験信号を送信する電波送信型試験信号送信部４ａと、ＬＡＮ通信を利用してＩＳＡＲ装置へ試験信号を送信するデータ送信型試験信号送信部４ｂの２種類がある。

電波送信型試験信号送信部４ａは、図１１に示すように、試験信号生成部３で生成した試験信号をＤ／Ａ変換し、アップコンバート用参照信号とミックスして式（１９）のようにビデオ信号をＲＦ信号にアップコンバートする。

アップコンバート後のＲＦ信号を送信機を介してＩＳＡＲ装置へ送信する。送信後、ＩＳＡＲ装置から次に受信した受信信号に対応するため信号受信部２ａの処理を実施する。

データ送信型試験信号送信部４ｂは、図１２に示すように、試験信号生成部３で生成した試験信号をＤ／Ａ変換し、アップコンバート用参照信号とミックスして式（１９）のようにビデオ信号をＲＦ信号にアップコンバートする。アップコンバート後のＲＦ信号をＬＡＮ回線を介してＩＳＡＲ装置へメッセージ送信する。送信後、ＩＳＡＲ装置から次に受信した受信信号に対応するため信号受信部２ｂの処理を実施する。

シナリオ読込部１１として、模擬目標設定部１１１で設定した点目標を全て使用するフルシナリオ読込部１１ａと、模擬目標設定部１１１で設定した点目標の散乱係数が閾値以上の場合のみ点目標として使用するメモリ削減型シナリオ読込部１１ｂの２種類がある。

フルシナリオ読込部１１ａは、図１３に示すように、ジオメトリ読込部１１０で仮想ＩＳＡＲ装置と模擬目標重心の相対距離と方位及び相対速度をパラメータファイルから読み取り、模擬目標設定部１１１で各点目標の設定を行い、初期設定部１がメモリ消費削減型の場合は信号受信部２に移行し、リアクションタイム軽減型の場合は各点目標重心距離算出部１２に移行する。
メモリ削減型シナリオ読込部１１ｂは、図１４に示すように、ジオメトリ読込部１１０で仮想ＩＳＡＲ装置と模擬目標重心の相対距離と方位及び相対速度をパラメータファイルから読み取り、模擬目標設定部１１１で各点目標の設定を行い、各点目標の散乱係数が式（２０）で表す閾値以上の場合のみ点目標として使用し、初期設定部１がメモリ消費削減型の場合は信号受信部２に移行し、リアクションタイム軽減型の場合は各点目標重心距離算出部１２に移行する。

閾値＝最大振幅値−パラメータ値（２０）

ここで、最大振幅値は模擬目標設定部１１１で設定した各点目標の中で最大の散乱係数値を示す。パラメータ値はパラメータファイルから読み取った値を示す。

模擬目標設定部１１１として、散乱係数の算出方により散乱係数算出型模擬目標設定部１１１ａと、散乱係数読込型模擬目標設定部１１１ｂと、散乱係数読み込み型模擬目標設定部１１１ｃの３種類がある。

散乱係数算出型模擬目標設定部１１１ａは、図１５に示すように、パラメータファイルに設定されたＫ個の点目標と見なす模擬目標の形状を読み込み、次に模擬目標の運動（最大角速度、周期、初期位相）を読み込み、次にジオメトリと模擬目標の形状から点目標毎に散乱係数を算出し、シナリオ読込部１１がフルシナリオ読込部１１ａの場合は初期設定部１の形態比較処理に移行し、メモリ削減型シナリオ読込部１１ｂの場合は点目標選択部１１２に移行する。

散乱係数読込型模擬目標設定部１１１ｂは、図１６に示すように、パラメータファイルに設定されたＫ個の点目標と見なす模擬目標の形状を読み込み、次に模擬目標の運動（最大角速度、周期、初期位相）を読み込み、次にジオメトリと模擬目標形状毎に散乱係数データが格納されたデータベースからジオメトリと模擬目標の形状に合致した点目標毎の散乱係数データを抽出し、シナリオ読込部１１がフルシナリオ読込部１１ａの場合は初期設定部１の形態比較処理に移行し、メモリ削減型シナリオ読込部１１ｂの場合は点目標選択部１１２に移行する。

散乱係数設定型模擬目標設定部１１１ｃは、図１７に示すように、パラメータファイルに設定されたＫ個の点目標と見なす模擬目標の形状を読み込み、次に模擬目標の運動（最大角速度、周期、初期位相）を読み込み、次にオペレータが設定した点目標毎の散乱係数データが格納されたパラメータファイルから散乱係数を読み込み、シナリオ読込部１１がフルシナリオ読込部１１ａの場合は初期設定部１の形態比較処理に移行し、メモリ削減型シナリオ読込部１１ｂの場合は点目標選択部１１２に移行する。

レプリカ信号遅延部３１として、ＩＳＡＲ装置から電波を受信する毎に各点目標毎の目標重心からの距離を時間として算出するメモリ削減型レプリカ信号遅延部３１ａと、リアクションタイム軽減型初期設定部で算出した時間を使用するリアクションタイム軽減型レプリカ信号遅延部３１ｂの２種類がある。

メモリ削減型レプリカ信号遅延部３１ａは、図１８に示すように、シナリオ読込部１１で読込んだ模擬目標の形状と動揺運動から模擬目標重心からの各点目標の距離を式（１８）にて算出し、次に式（９）で算出した距離を時間に変換し、式（８）のように算出した時間分だけ受信信号を遅延させ、ドップラ成分生成部３２へ移行する。なお、メモリ削減型レプリカ信号遅延部３１ａを動作させるときは、メモリ消費削減型初期設定部１ａと組み合わせる。

リアクションタイム軽減型レプリカ信号遅延部３１ｂは、図１９に示すように、リアクションタイム軽減型初期設定部で算出した遅延時間分だけ式（８）のように受信信号を遅延させ、ドップラ成分生成部３２へ移行する。なお、リアクションタイム軽減型レプリカ信号遅延部３１ｂを動作させるときは、リアクションタイム軽減型初期設定部１ｂと組み合わせる。

ドップラ成分生成部３２として、レプリカ信号遅延部３１から目標毎の遅延電波を受信する毎にドップラ速度を算出し、ドップラ成分を生成するメモリ削減型ドップラ成分生成部３２ａと、リアクションタイム軽減型初期設定部１ｂで算出したドップラ速度による移動距離分の時間を使用するリアクションタイム軽減型ドップラ成分生成部３２ｂの２種類がある。

メモリ削減型ドップラ成分生成部３２ａは、図２０に示すように、シナリオ読込部１１で読込んだ模擬目標の形状と動揺運動から模擬目標重心からの各点目標との距離を式（１８）を用いて算出し、算出した距離を時間に変換すると式（９）となり、各点目標のドップラ速度の算出を式（１２）、式（１３）にて算出し、次に式（１４）で算出したドップラ速度を距離に変換し、式（１７）に代入することで点目標のドップラ成分を生成する。なお、メモリ削減型ドップラ成分生成部３２ａを動作させるときは、メモリ消費削減型初期設定部１ａと組み合わせる。

リアクションタイム軽減型ドップラ成分生成部３２ｂは、図２１に示すように、リアクションタイム軽減型初期設定部１ｂで算出したドップラ速度に相当する距離を、式（１７）に代入することで点目標のドップラ成分を生成する。なお、リアクションタイム軽減型ドップラ成分生成部３２ｂを動作させるときは、リアクションタイム軽減型初期設定部１ｂと組み合わせる。

試験装置運動補償部３５として、ＩＳＡＲ装置の方位を外部から取得し、距離補償と位相補償を行い、試験装置自体にかかる運動の補償を行う外部装置接続型試験装置運動補償部３５ａと、ＩＳＡＲ装置と試験装置の距離、方位とＩＳＡＲ装置の移動速度をパラメータファイルから取得し、距離補償と位相補償を行い、試験装置自体にかかる運動の補償を行うファイル読み取り型試験装置運動補償部３５ｂの２種類がある。

外部装置接続型試験装置運動補償部３５ａは、図２２に示すように、ＩＳＡＲ装置の方位を外部から取得し、試験装置自体にかかる運動を慣性計測装置（ＧＰＳ／ＩＭＵ）から取得し、試験装置自体の運動によるＩＳＡＲ装置方向の移動距離を算出し、算出した距離について距離補償を行い、位相補償を行い、試験信号送信部４へ移行する。

ファイル読み取り型試験装置運動補償部３５ｂは、図２３に示すように、ＩＳＡＲ装置と試験装置の距離、方位とＩＳＡＲ装置の移動速度をパラメータファイルから取得し、試験装置自体の運動によるＩＳＡＲ装置方向の移動距離を算出し、算出した距離について距離補償を行い、位相補償を行い、試験信号送信部４へ移行する。

以上のように、この発明によれば、模擬する目標を点目標の集合体とみなし、各点目標毎にレンジ、ドップラ周波数を時間関数として算出することで、従来よりも実物目標から反射される反射信号を忠実に模擬する試験信号を生成することができ、かつ、オペレータ操作に基づく相対運動、レーダ姿勢及び目標姿勢等の各種観測環境条件の変更のみで各種観測環境条件に合った試験信号を生成することが可能となる効果を奏する。

１初期設定部、２受信信号部、２ａ電波受信型信号受信部、２ｂデータ受信型信号受信部、３試験信号生成部、３ａ試験装置運度なし型試験信号生成部、３ｂ試験装置運動あり型試験信号生成部、４試験信号送信部、４ａ電波送信型試験信号送信部、４ｂデータ送信型試験信号送信部、１１シナリオ読込部、１１ａフルシナリオ読込部、１１ｂメモリ削減型シナリオ読込部、１２ドップラ速度算出部、１３速度距離変換部、３１レプリカ信号遅延部、３１ａメモリ削減型レプリカ信号遅延部、３１ｂリアクションタイム軽減型レプリカ信号遅延部、３２ドップラ成分生成部、３２ａメモリ削減型ドップラ成分生成部、３２ｂリアクションタイム軽減型ドップラ成分生成部、３３ドップラ成分付加部、３４試験信号加算部、３５試験装置運動補償部、３５ａ外部装置接続型試験装置運動補償部、３３ｂファイル読み取り型試験装置運動補償部、１１１模擬目標設定部、１１１ａ散乱係数算出型模擬目標設定部、１１１ｂ散乱係数読込型模擬目標設定部、１１１ｃ散乱係数設定型模擬目標設定部、１１２点目標選択部、１１３模擬目標運動算出部。３１０距離算出部、３１１距離時間変換部、３１２受信信号遅延部、３２０点目標ドップラ成分生成部。

Claims

模擬目標の情報及び逆合成開口レーダ（ＩｎｖｅｒｓｅＳｙｎｔｈｅｔｉｃＡｐｅｒｔｕｒｅＲａｄａｒ：以下、「ＩＳＡＲ」という。）装置と前記模擬目標の相対位置情報を取り込む初期設定部と、
前記ＩＳＡＲ装置から送信された送信電波を受信し、且つ受信した電波をダウンコンバートするとともにアナログ／デジタル変換する信号受信部と、
前記アナログ／デジタル変換された受信した電波のレプリカ信号を作成し、前記レプリカ信号を信号遅延するとともにドップラ成分を付加する試験信号生成部と、
前記試験信号をアップコンバートするとともにデジタル／アナログ変換を行い、且つ前記ＩＳＡＲ装置に送信電波を照射する試験信号送信部と、
を備えたことを特徴とするＩＳＡＲ試験装置。
前記初期設定部が、
前記模擬目標と前記ＩＳＡＲ装置の相対位置と、前記模擬目標の動揺運動及び送信電力とを取得するシナリオ読込部を備えたことを特徴とする請求項１に記載のＩＳＡＲ試験装置。
前記試験信号生成部が、
前記模擬目標の形状ポリゴンの各面の中心座標を点目標とみなし、すべての点目標について、受信した電波の信号からレプリカ信号を複製するとともに前記レプリカ信号を信号遅延するレプリカ信号遅延部と、
前記信号遅延されたレプリカ信号へ付加するドップラ成分を生成するドップラ成分生成部と、
前記信号遅延させたレプリカ信号に前記ドップラ成分を付加するドップラ成分付加部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のＩＳＡＲ試験装置。
前記レプリカ信号遅延部が、
各点目標について前記模擬目標の重心からの距離を算出する距離算出部と、
前記算出した距離を時間に変換する距離時間変換部と、
前記信号受信部で受信した信号から前記レプリカ信号を複製するとともに前記複製したレプリカ信号を前記算出した時間だけ遅延させる受信信号遅延部と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載のＩＳＡＲ試験装置。
前記ドップラ成分生成部が、
各点目標の位置と前記模擬目標の動揺運動から各点目標のドップラ速度を算出するドップラ速度算出部と、
算出したドップラ速度を距離に対応した時間に変換する速度距離変換部と、
前記時間に変換したドップラ速度と送信電力からドップラ成分を生成する点目標ドップラ成分生成部と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載のＩＳＡＲ試験装置。
前記信号受信部及び前記信号送信部が、受信用アンテナを１つ備え、前記受信アンテナを利用して前記ＩＳＡＲ装置から送信された信号を受信し、送信用アンテナを１つ備え、前記送信アンテナを利用して送信電波を前記ＩＳＡＲ装置へ照射することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のＩＳＡＲ試験装置。
前記信号受信部及び信号送信部が、受信用ＬＡＮ回線を１つ備え、前記受信用ＬＡＮ回線を利用して前記ＩＳＡＲ装置から送信された信号を受信し、送信用ＬＡＮ回線を１つ備え、前記送信用ＬＡＮ回線を利用して送信信号を前記ＩＳＡＲ装置へ伝送することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のＩＳＡＲ試験装置。
前記シナリオ読込部が、
前記模擬目標と前記ＩＳＡＲ装置の相対距離、前記ＩＳＡＲ装置から前記模擬目標への電波受信方位に関する情報を取得するジオメトリ読込部と、
前記模擬目標の情報を設定する模擬目標設定部と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載のＩＳＡＲ試験装置。
前記シナリオ読込部が、
前記模擬目標と前記ＩＳＡＲ装置の相対距離、前記ＩＳＡＲ装置から前記模擬目標への電波受信方位に関する情報を取得するジオメトリ読込部と、
前記模擬目標の情報を設定する模擬目標設定部と、
前記模擬目標設定部で設定した点目標の散乱係数が閾値以上の点目標だけを使用する点目標選択部と
を備えたことを特徴とする請求項２に記載のＩＳＡＲ試験装置。
前記模擬目標設定部が、
前記模擬目標の形状ポリゴンの各面の中心座標を保存したデータベースを読み取る処理部と、
前記模擬目標の動揺運動を読み取る処理部と、
各面の中心座標毎の送信電力を各点目標毎に算出する処理部と、
を備えたことを特徴とする請求項８または９に記載のＩＳＡＲ試験装置。
前記模擬目標設定部が、
前記模擬目標の形状ポリゴンの各面の中心座標を保存したデータベースを読み取る処理部と、
前記模擬目標の動揺運動を読み取る処理部と、
各面の中心座標毎の送信電力を各点目標毎にオペレータ設定に基づき設定する処理部と、
を備えたことを特徴とする請求項８または９に記載のＩＳＡＲ試験装置。
前記模擬目標設定部が、
前記模擬目標の形状ポリゴンの各面の中心座標を保存したデータベースを読み取る処理部と、
前記模擬目標の動揺運動を読み取る処理部と、
前記模擬目標と前記ＩＳＡＲ装置の位置と前記模擬目標各面の中心座標に対応した送信電力を格納したデータベースを有し、前記シナリオ読込部で読み取った模擬目標と前記ＩＳＡＲ装置の相対距離、前記ＩＳＡＲ装置から前記模擬目標への電波受信方位と、前記模擬目標の形状ポリゴンの両方に合致した送信電力データを前記データベースから抽出する処理部と、
を備えたことを特徴とする請求項８または９に記載のＩＳＡＲ試験装置。
前記初期設定部が、
模擬目標とＩＳＡＲ装置の相対位置と、模擬目標の動揺運動と送信電力を読み取るシナリオ読込部と、
各点目標について模擬目標の重心からの距離を算出する距離算出部と、
算出した距離を時間に変換する距離時間変換部と、
各点目標の位置と模擬目標の動揺運動から各点目標のドップラ速度を算出する点目標処理部と、
算出した距離を時間に変換する距離時間変換部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のＩＳＡＲ試験装置。
前記レプリカ信号遅延部が、
前記信号受信部で受信した信号を複製する処理部と、
各点目標について模擬目標の重心からの距離を時間変換した時間だけ遅延させる受信信号遅延部と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載のＩＳＡＲ試験装置。
前記ドップラ成分生成部が、
前記初期設定部で算出したドップラ速度の時間と送信電力から各点目標のドップラ成分を生成する点目標ドップラ成分生成部を備えたことを特徴とする請求項３に記載のＩＳＡＲ試験装置。
前記試験信号生成部が、
試験装置自体の運動による各点目標の距離変化、ドップラ変化を補償する試験装置運動補償部と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載のＩＳＡＲ試験装置。
前記試験装置運動補償部が、
外部とインターフェイスして前記ＩＳＡＲ装置の方位を取得する処理部と、
外部とインターフェイスして前記ＩＳＡＲ試験装置に掛かる運動成分を取得する処理部と、
前記ＩＳＡＲ試験装置自体の運動による前記ＩＳＡＲ装置方向の移動距離を算出する処理部と、
前記算出した移動距離について移動前の距離に戻す処理部と、
移動前の位相に戻す処理部と、
を備えたことを特徴とする請求項１６に記載のＩＳＡＲ試験装置。
前記試験装置運動補償部が、
前記ＩＳＡＲ装置と前記ＩＳＡＲ試験装置との距離、ＩＳＡＲ装置の方位、移動速度をオペレータ設定により取得する処理部と、
外部とインターフェイスして前記ＩＳＡＲ試験装置に掛かる運動成分を取得する処理部と、
前記ＩＳＡＲ試験装置自体の運動による前記ＩＳＡＲ装置方向の移動距離を算出する処理部と、
前記算出した移動距離について移動前の距離に戻す処理部と、
移動前の位相に戻す処理部と、
を備えたことを特徴とする請求項１６に記載のＩＳＡＲ試験装置。