JP2017049208A - ポラリメトリｓａｒ装置および観測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置規模と観測データの増加を抑えて、ポラリメトリＳＡＲ観測と移動体検出を同時に実現する。【解決手段】 送信信号を送信パルス毎にＨ偏波送信とＶ偏波送信に切り替え、Ｈ偏波アンテナとＶ偏波アンテナの、少なくともいずれか片方の偏波アンテナのΣ／Δアンテナが受信するΔ信号と他方の偏波アンテナが受信するΣ信号を送信パルス毎に切り替える。送信パルスに対応して、Σ／Δアンテナが受信するΔ信号と他方のアンテナが受信するΣ信号を受信した第１の観測データ列を得る。また、送信パルスに対応して、Σ／Δアンテナが受信するΣ信号を受信した第２の観測データ列を得る。第１の観測データ列と第２の観測データ列からポラリメトリ観測に用いるデータと移動体検出に用いるデータとを選別し、それぞれからポラリメトリＳＡＲ画像と移動体検出画像を生成する。【選択図】 図２

Description

本発明は、合成開口レーダ（ＳＡＲ：Synthetic Aperture Radar）を使用したポラリメトリＳＡＲ装置および観測方法に関し、特に、ポラリメトリＳＡＲ観測と移動体検出観測を行うポラリメトリＳＡＲ装置および観測方法に関する。

人工衛星や航空機等の飛翔体を利用したリモートセンシングの分野では、地表の状態を撮像するためのセンサとして、マイクロ波を用いた合成開口レーダ（ＳＡＲ）が使用されている。合成開口レーダは、飛翔体に搭載したアンテナの移動によるドップラー効果を活用することにより、仮想的に大きな開口を合成したアンテナとして高解像度を得ることができるレーダである。なお、センシングする対象となる「地表」には「海面」を含むものとする。

ＳＡＲのデータ解析においてポラリメトリ（偏波解析）は、異なる偏波の組合せの送受信レーダ情報を用いて観測対象の特性を計測する技術である。電波の偏波は地表の状況により固有変化をして反射する。この性質を用い、偏波の異なる２つの電波で地表面を観測し、それぞれの場合の反射信号を測定して対象を詳細に識別することができる。近年、この電波の偏波情報を活用したポラリメトリＳＡＲ観測が着目されている。

ポラリメトリＳＡＲ観測ではＳＡＲから送信する電波の偏波を送信パルス毎に水平偏波（Ｈ偏波)と垂直偏波（Ｖ偏波)に交互に切り替え、地表からの反射波を受信する際には、Ｈ偏波とＶ偏波を同時に受信する。これにより、4種類の偏波の組合せ(Ｈ偏波送信・Ｈ偏波受信、Ｈ偏波送信・Ｖ偏波受信、Ｖ偏波送信・Ｈ偏波受信、Ｖ偏波送信・Ｖ偏波受信)の観測データを取得することができる。

つまり、Ｈ偏波を送信した際に受信するＨ偏波とＶ偏波の観測データを、それぞれＨ偏波送信・Ｈ偏波受信、Ｈ偏波送信・Ｖ偏波受信と表わす。そして、Ｖ偏波を送信した際に受信するＨ偏波とＶ偏波の観測データを、それぞれＶ偏波送信・Ｈ偏波受信、Ｖ偏波送信・Ｖ偏波受信と表わす。なお、Ｈ偏波送信・Ｈ偏波受信をＨ−Ｈ、Ｈ偏波送信・Ｖ偏波受信をＨ−Ｖ、Ｖ偏波送信・Ｈ偏波受信をＶ−Ｈ、Ｖ偏波送信・Ｖ偏波受信をＶ−Ｖとも表記する。

地表からの反射は表面状態の違いにより偏波の特性が変わるため、ポラリメトリＳＡＲ観測を行うことで、表面状態の違いを評価して、観測データから画像をそれぞれ生成することができる。特に、4種類の偏波組合せの内、Ｈ−ＶとＶ−Ｈはほぼ同じ観測データであるため、他の偏波組合せ（Ｈ−Ｈ、Ｖ−Ｖ）との３種類の観測データから生成した画像に各々、赤・青・緑の３種類を割り当てて、疑似カラーの画像を生成することができる。この疑似カラー画像によりポラリメトリＳＡＲ観測での識別能力が格段に上がっている。

このようなポラリメトリＳＡＲ観測に関する先行技術文献として特許文献１がある。特許文献１は、ターゲットに応じて鮮明な画像を再生可能なポラリメトリＳＡＲの画像処理装置の発明を開示する。特許文献１が開示する技術は、送信波の偏波面の角度Ａと受信波の偏波面の角度Ｂを変化させることによって、ターゲットを最も鮮明に映す送信波および受信波の偏波面の角度で画像を再生するように構成している。

ここで、特許文献１等による背景技術としてのポラリメトリＳＡＲ装置の構成例および観測データの出力例を図１５と図１６を参照して説明する。

図１５は、背景技術におけるポラリメトリＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。

ポラリメトリＳＡＲ装置５００は、Ｈ偏波アンテナ５１１、Ｖ偏波アンテナ５１２、サーキュレータ５２１、５２２、スイッチ５３０、送信機５４０、２台の受信機５５１、５５２、制御器５６０、記録部５７０および画像処理装置５８０を含む構成である。

Ｈ偏波アンテナ５１１はＨ偏波の送受信を行う。Ｖ偏波アンテナ５１２はＶ偏波の送受信を行う。サーキュレータ５２１、５２２は、Ｈ偏波アンテナ５１１とＶ偏波アンテナ５１２に対応し、各々について送信と受信を切り替える。

送信機５４０は送信信号を出力する。

受信機５５１はＨ偏波アンテナ５１１の受信信号を受信し、受信機５５２はＶ偏波アンテナ５１２の受信信号を受信する。

制御器５６０は、送信偏波の切り替え用のＰＲＩ（Pulse Repetition Interval：パルス繰返し間隔）トリガの出力を行うと共に各機器を制御する。

スイッチ５３０はＰＲＩトリガにより送信パルス毎に送信偏波を切り替える。なお、制御器５６０からのＰＲＩトリガは、送信機や受信機にも供給されるが煩雑になることを避けるため、図示を省略している。

記録部５７０は、受信機５５１、５５２が出力するデータを観測データとして記録する。画像処理装置５８０は観測データからポラリメトリＳＡＲ画像を生成して出力する。

図１６は、スイッチ５３０の動作に応じて受信機５５１から出力される観測データ列１と受信機５５２から出力される観測データ列２の組合せを示す図である。

上記の構成において、図１６に示すように、受信機５５１からは、ＰＲＩ毎にＨ−ＨとＶ−Ｈの観測データが交互に出力される（観測データ列１）。つまり、Ｈ偏波アンテナ５１１から送信したＨ偏波送信の際にＨ偏波アンテナ５１１で受信したＨ偏波信号のＨ−Ｈ、Ｖ偏波アンテナ５１２から送信したＶ偏波送信の際にＨ偏波アンテナ５１１で受信したＨ偏波信号のＶ−Ｈである。

そして、受信機５５２からは、図１６に示すように、ＰＲＩ毎にＨ−ＶとＶ−Ｖの観測データが交互に出力される（観測データ列２）。これは、Ｈ偏波アンテナ５１１から送信したＨ偏波送信の際にＶ偏波アンテナ５１２で受信したＶ偏波信号のＨ−Ｖ、Ｖ偏波アンテナ５１２から送信したＶ偏波送信の際にＶ偏波アンテナ５１２で受信したＶ偏波信号のＶ−Ｖである。

これらの観測データを記録部５７０で記録し、画像処理装置５８０において、前述のとおり、Ｈ−ＶまたはＶ−Ｈ、およびＨ−ＨとＶ−Ｖの３種類の観測データから疑似カラーＳＡＲ画像を生成する。

一方、ＳＡＲによる移動体検出（ＭＴＩ：Moving Target Indicator）についても、近年、研究がなされている。

移動体検出でよく使用されるのは、２台のアンテナを用いた方式である。この方式では、ＳＡＲを搭載した航空機または衛星の進行方向に２台のアンテナを並べて、１台のアンテナから送信を行い、２台のアンテナで同時に受信を行う。これにより、受信された観測データはわずかな時間差観測を行ったのと同じことになり、アロングトラック干渉ＳＡＲ（ＡＴＩ：Along Track Interferometry）やＤＰＣＡ（Displaced Phase Center Antenna）等の技術により、地表の移動体の検出やその速度を計測することができる。

図１７は、背景技術における移動体検出機能を有するＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。

この移動体検出機能を有するポラリメトリＳＡＲ装置５０１は、ＭＴＩアンテナ（Ｆ）５１３とＭＴＩアンテナ（Ａ）５１４が航空機または衛星の進行方向に並べられている。ここで、Ｆは前方（Forward）に設置、Ａは後方（Afterward）に設置を意味する。

その他の構成として、サーキュレータ５２３、送信機５４１、２台の受信機５５３、５５４、制御器５６１、記録部５７１および画像処理装置５８１を含む。

サーキュレータ５２３は、ＭＴＩアンテナ（Ｆ）５１３に対する送信と受信を切り替える。

図１８は、移動体検出機能を有するＳＡＲ装置５０１の受信機５５１から出力される観測データ列１と受信機５５２から出力される観測データ列２の組合せを示す図である。

受信機５５３からは、観測データ列１として、ＭＴＩアンテナ（Ｆ）５１３から送信し、ＭＴＩアンテナ（Ｆ）５１３で受信した観測データ（Ｆ−Ｆと表記）がＰＲＩ毎に出力される。また、受信機５５４からは、観測データ列２として、ＭＴＩアンテナ（Ｆ）５１３から送信し、ＭＴＩアンテナ（Ａ）５１４で受信した観測データ（Ｆ−Ａと表記）がＰＲＩ毎に出力される。

観測データ列１および観測データ列２を記録部５７１で記録し、画像処理装置５８１で移動体検出画像を生成する。Ｆ−Ｆの観測データ列１から生成される観測画像データと、Ｆ−Ａの観測データ列２から生成される観測画像データでは時間差があるため、移動体検出を行うことができる。

ＳＡＲを用いて移動体検出を行う技術に関する先行技術文献として特許文献２がある。特許文献２は、複数の偏波を用いた合成開口レーダ（ＳＡＲ）方式により高い分解能で観測するレーダ装置において、低速移動目標を検出するレーダ装置に関する発明を開示する。特許文献２では、人工の固定目標、人工の移動目標、自然の固定目標および自然の移動目標からのレーダエコーに対してアジマス圧縮処理等をして、自然の移動目標と人工の移動目標からのレーダエコーを取り出す。そして、人工の移動目標からのレーダエコーは自然の移動目標からのレーダエコーより遥かに強いことを利用して、自然の移動目標の中から人工の移動目標を検出するように構成している。

特開２００８−０１４７３５号公報 特開２００４−２１９２９２号公報

ポラリメトリＳＡＲ観測機能と移動体検出機能はそれぞれが異なる観測データを必要とするため、同時に実現しようとした場合、各々単独の機能のＳＡＲに比べて装置の規模と記録・処理する観測データが増加するという課題があった。

図１９は、ポラリメトリＳＡＲ観測機能と移動体検出機能を同時に実現しようとした場合の背景技術におけるポラリメトリＳＡＲ装置の構成例を示すブロック図である。また、図２０は、このポラリメトリＳＡＲ装置におけるスイッチの動作と観測データの組合せを示す図である。

ポラリメトリＳＡＲ観測機能と移動体検出機能を同時に実現するポラリメトリＳＡＲ装置５０２は、図１５に示すポラリメトリＳＡＲ装置５００の構成に、点線で囲った網掛部分の移動体検出機能の構成が追加されている。つまり、アンテナの枚数が２枚増加して４枚に、受信機の数も２台増加して４台になり、装置のハードウェア規模が増加している。加えて、受信機が倍増しているため、図２０に示すように、発生する観測データも２倍に増加している。

また、特許文献１が開示する発明も、特許文献２が開示する発明も、ポラリメトリＳＡＲ観測機能と移動体検出機能を同時に実現しようとするものではない。

本発明は、装置の規模と記録・処理する観測データの増加を抑えて、ポラリメトリＳＡＲ観測機能と移動体検出機能を同時に実現することができるポラリメトリＳＡＲ装置および観測方法を提供する。

上記の目的を実現するために、本発明の一形態であるポラリメトリＳＡＲ装置は、合成開口レーダ（ＳＡＲ：Synthetic Aperture Radar）のアンテナであって、少なくともいずれか片方が、２分割されたアンテナ面が進行方向に前後に配置されたΣ／Δアンテナである、Ｈ偏波送受信を行うＨ偏波アンテナとＶ偏波送受信を行うＶ偏波アンテナと、送信信号を送信パルス毎にＨ偏波送信とＶ偏波送信に切り替える第１のスイッチと、前記Ｈ偏波アンテナと前記Ｖ偏波アンテナのいずれか片方の前記Σ／Δアンテナである第１の偏波アンテナが受信する差（Δ）信号と他方の第２の偏波アンテナが受信する和（Σ）信号を前記送信パルス毎に切り替える第２のスイッチと、前記送信パルスを前記第１のスイッチと前記第２のスイッチに同期して出力する制御手段と、前記第１の偏波アンテナが受信するΔ信号と前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信し、第１の観測データ列を出力する第１の受信機と、前記第１の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信し、第２の観測データ列を出力する第２の受信機と、前記第１の観測データ列と前記第２の観測データ列からポラリメトリ観測に用いる第１のデータと移動体検出に用いる第２データとを選別し、該第１のデータからポラリメトリＳＡＲ画像を生成し、該第２のデータから移動体検出画像を生成する画像処理手段と、を含むことを特徴とする。

また、本発明の他の形態である観測方法は、合成開口レーダ（ＳＡＲ：Synthetic Aperture Radar）のアンテナであって、少なくともいずれか片方が、２分割されたアンテナ面が進行方向に前後に配置されたΣ／Δアンテナである、Ｈ偏波送受信を行うＨ偏波アンテナとＶ偏波送受信を行うＶ偏波アンテナに、送信信号を、第１のスイッチで送信パルス毎にＨ偏波送信とＶ偏波送信に切り替えて供給し、前記Ｈ偏波アンテナと前記Ｖ偏波アンテナのいずれか片方の前記Σ／Δアンテナである第１の偏波アンテナが受信する差（Δ）信号と他方の第２の偏波アンテナが受信する和（Σ）信号を、第２のスイッチで送信パルス毎に切り替え、前記送信パルスを前記第１のスイッチと前記第２のスイッチに同期して出力し、前記第１の偏波アンテナが受信するΔ信号と前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して第１の観測データ列を出力し、前記第１の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して第２の観測データ列を出力し、前記第１の観測データ列と前記第２の観測データ列からポラリメトリ観測に用いる第１のデータと移動体検出に用いる第２データとを選別し、該第１のデータからポラリメトリＳＡＲ画像を生成し、該第２のデータから移動体検出画像を生成することを特徴とする。

本発明は、装置の規模と記録・処理する観測データの増加を抑えて、ポラリメトリＳＡＲ観測機能と移動体検出機能を同時に実現することができる。

本発明で使用するΣ／Δアンテナの原理構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置の動作を示すフロー図である。 本発明の第２の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置の画像処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置の動作を示すフロー図である。 本発明の第２の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置における観測データの組合せを示す図である。 本発明の第３の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置における観測データの組合せを示す図である。 本発明の第４の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置における観測データの組合せを示す図である。 本発明の第５の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第６の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置における観測データの組合せを示す図である。 本発明の第７の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置における観測データの組合せを示す図である。 背景技術におけるポラリメトリＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。 図１５のポラリメトリＳＡＲ装置のスイッチの動作に応じて出力される観測データ列１と観測データ列２の組合せを示す図である。 背景技術における移動体検出機能を有するＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。 図１７の移動体検出機能を有するＳＡＲ装置のスイッチの動作に応じて出力される観測データ列１と観測データ列２の組合せを示す図である。 ポラリメトリＳＡＲ観測機能と移動体検出機能を同時に実現しようとした場合の背景技術におけるポラリメトリＳＡＲ装置の構成例を示すブロック図である。 図１９のポラリメトリＳＡＲ装置のスイッチの動作と観測データの組合せを示す図である。

ポラリメトリＳＡＲ観測のほとんどの用途が、ポラリメトリＳＡＲ画像を疑似カラー画像として出力することにある。次のような技術的特徴を考慮することにより、本発明では、装置の規模と記録・処理する観測データの増加を抑えて、ポラリメトリＳＡＲ観測機能と移動体検出機能を同時に実現するＳＡＲ装置を実現する。

上記を実現するための構成の一つとして、移動体検出のための観測データを取得する構成として、縦または横に２分割された２つのアンテナ面を有するΣ／Δアンテナを用いる。

本発明では、Σ／Δアンテナを、２分割されたアンテナ面が進行方向に前後に配置されるようにして使用する（図１の原理構成参照）。

進行方向前面のアンテナ面をアンテナ面（Ｆ）、その後方のアンテナ面をアンテナ面（Ａ）と称する。信号の送信時は、両方のアンテナ面を用いた和信号（Σ信号＝Ｆ＋Ａ）を送信し、受信に際しては、和信号（Σ信号）と差信号（Δ信号＝Ｆ−Ａ）をそれぞれ受信する。以降の説明において、和信号を単にΣまたはΣ信号、差信号を単にΔまたはΔ信号と表記することもある。

このようなΣ／Δアンテナを用いることにより、Σ送信・Σ受信（Σ−Σ）とΣ送信・Δ受信（Σ−Δ）の２種類の観測データが得られる。そして、これらの２種類の観測データの和と差を取ることで時間差観測を行った２枚の観測画像データを生成することができ、移動体検出を行うことができる。

そして、Ｈ偏波アンテナまたはＶ偏波アンテナの少なくともいずれか片方をΣ／Δアンテナとすればよい。

さらに、Σ／Δアンテナが受信したΔ信号と他方の偏波アンテナが受信したΣ信号の２種類の受信信号を送信パルス毎に切り替えて出力するスイッチを具備する。

例えば、Ｖ偏波アンテナをΣ／Δアンテナとした場合、受信に際して、Ｈ偏波受信Σ信号とＶ偏波受信Δ信号を上記のスイッチで切り替える。これにより、２回の送信パルスを１セットとして、Ｈ偏波Σ送信・Ｈ偏波Σ受信（ＨΣ−ＨΣ）、Ｈ偏波Σ送信・Ｖ偏波Σ受信（ＨΣ−ＶΣ）、Ｖ偏波Σ送信・Ｖ偏波Δ受信（ＶΣ−ＶΔ）、Ｖ偏波Σ送信・Ｖ偏波Σ受信（ＶΣ−ＶΣ）の観測データが得られる。

そして、これらの観測データをポラリメトリＳＡＲ画像生成用のデータと移動体検出画像生成用のデータとして使う。

例えば、ＨΣ−ＨΣ、ＨΣ−ＶΣ、ＶΣ−ＶΣの観測データがポラリメトリＳＡＲ画像生成用のデータとして使われる。また、ＶΣ−ＶΣ、ＶΣ−ＶΔの観測データは、それぞれがＶ偏波アンテナΣ信号受信データ、Ｖ偏波アンテナΔ信号受信データとして、移動体検出画像生成用のデータとして使われる。

本発明を実施するための形態について以下に図面を参照して詳細に説明する。

なお、実施の形態は例示であり、開示の装置及び方法は、以下の実施の形態の構成には限定されない。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置の構成を説明する。

図２は、本発明の第１の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。

第１の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置１０は、Ｈ偏波アンテナ１１１、Ｖ偏波アンテナ１１２、第１のスイッチ１２１、第２のスイッチ１２２、第１の受信機１３１、第２の受信機１３２、制御手段１４０および画像処理手段１５０を備える。

Ｈ偏波アンテナ１１１とＶ偏波アンテナ１１２は、合成開口レーダ（ＳＡＲ：Synthetic Aperture Radar）のアンテナであって、少なくともいずれか片方がΣ／Δアンテナである、Ｈ偏波送受信とＶ偏波送受信をそれぞれ行うアンテナである。

なお、Σ／Δアンテナは、上述したように、進行方向に沿って前後に分割された２枚のアンテナ（ＦとＡ）を備え、送信時はＦ＋Ａの和（Σ）信号を送信し、受信時はＦ＋ＡのΣ信号およびＦ−Ａの差（Δ）信号のそれぞれを受信するアンテナである。

第１のスイッチ１２１は、送信信号を送信パルス毎にＨ偏波送信とＶ偏波送信に切り替える。

第２のスイッチ１２２は、Ｈ偏波アンテナ１１１とＶ偏波アンテナ１１２のいずれか片方のΣ／Δアンテナである第１の偏波アンテナが受信する差（Δ）信号と他方の第２の偏波アンテナが受信する和（Σ）信号を前記送信パルス毎に切り替える。図２においては、Ｖ偏波アンテナ１１２がΣ／Δアンテナとして示されており、Ｖ偏波アンテナ１１２が第１の偏波アンテナでＨ偏波アンテナ１１１が第２の偏波アンテナに相当する。

制御手段１４０は、送信パルスを第１のスイッチ１２１と第２のスイッチ１２２に同期して出力する。

第１の受信機１３１は、第１の偏波アンテナ（Ｖ偏波アンテナ１１２）が受信するΔ信号と第２の偏波アンテナ（Ｈ偏波アンテナ１１１）が受信するΣ信号を送信パルスに対応して受信し、第１の観測データ列を出力する。

第２の受信機１３２は、第１の偏波アンテナ（Ｖ偏波アンテナ１１２）が受信するΣ信号を送信パルスに対応して受信し、第２の観測データ列を出力する。

画像処理手段１５０は、第１の観測データ列と第２の観測データ列からポラリメトリ観測に用いる第１のデータと移動体検出に用いる第２データとを選別する。そして、該第１のデータからポラリメトリＳＡＲ画像を生成し、該第２のデータから移動体検出画像を生成する。

上記のように構成された第１の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置の動作を説明する。

図３は、本発明の第１の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置の動作を示すフロー図である。

合成開口レーダ（ＳＡＲ）のアンテナであって、Ｈ偏波送受信を行うＨ偏波アンテナとＶ偏波送受信を行うＶ偏波アンテナに、送信信号を、第１のスイッチで送信パルス毎にＨ偏波送信とＶ偏波送信に切り替えて供給する（Ｓ１０１）。ここで、Ｈ偏波アンテナとＶ偏波アンテナの少なくともいずれか片方が、２分割されたアンテナ面が進行方向に前後に配置されたΣ／Δアンテナである。

Ｈ偏波アンテナとＶ偏波アンテナのいずれか片方のΣ／Δアンテナである第１の偏波アンテナが受信する差（Δ）信号と他方の第２の偏波アンテナが受信する和（Σ）信号を、第２のスイッチで送信パルス毎に切り替える（Ｓ１０２）。

送信パルスを第１のスイッチと第２のスイッチに同期して出力する（Ｓ１０３）。

第１の偏波アンテナ（Σ／Δアンテナ）が受信するΔ信号と第２の偏波アンテナが受信するΣ信号を送信パルスに対応して受信して第１の観測データ列を出力する（Ｓ１０４）。

第１の偏波アンテナ（Σ／Δアンテナ）が受信するΣ信号を送信パルスに対応して受信して第２の観測データ列を出力する（Ｓ１０５）。

第１の観測データ列と第２の観測データ列からポラリメトリ観測に用いる第１のデータと移動体検出に用いる第２のデータとを選別する（Ｓ１０６）。

第１のデータからポラリメトリＳＡＲ画像を生成し、第２のデータから移動体検出画像を生成する（Ｓ１０７）。

このように、本実施形態では、Σ／Δアンテナである第１の偏波アンテナが受信するΔ信号と第２の偏波アンテナが受信するΣ信号を、第２のスイッチで送信パルス毎に切り替えて第１の観測データ列を得る構成になっている。また、第２の観測データ列は、第１の偏波アンテナ（Σ／Δアンテナ）が受信するΣ信号を送信パルスに対応して得る構成になっている。

例えば、Ｖ偏波アンテナをΣ／Δアンテナである第１の偏波アンテナとし、Ｈ偏波アンテナを第２の偏波アンテナとした場合、次の観測データ列を得る。

第１の観測データ列としてＨ偏波Σ送信・Ｈ偏波Σ受信データ（ＨΣ−ＨΣ）とＶ偏波Σ送信・Ｖ偏波Δ受信データ（ＶΣ−ＶΔ）を得る。また、第２の観測データ列としてＨ偏波Σ送信・Ｖ偏波Σ受信データ（ＨΣ−ＶΣ）とＶ偏波Σ送信・Ｖ偏波Σ受信データ（ＶΣ−ＶΣ）を得る。

これらの取得データから、ＨΣ−ＨΣ、ＨΣ−ＶΣ、ＶΣ−ＶΣを選別してポラリメトリＳＡＲ画像を生成することができる。また、ＶΣ−ＶΣ、ＶΣ−ＶΔを選別して、それぞれがＶ偏波アンテナΣ信号受信データ、Ｖ偏波アンテナΔ信号受信データとして、移動体検出画像を生成することができる。

また、Ｈ偏波アンテナを第１の偏波アンテナとし、Ｖ偏波アンテナを第２の偏波アンテナとした場合でも、同様にポラリメトリＳＡＲ観測データと移動体検出観測データを得ることができる。

この場合は、第１の観測データ列としてＶ偏波Σ送信・Ｖ偏波Σ受信データ（ＶΣ−ＶΣ）とＨ偏波Σ送信・Ｈ偏波Δ受信データ（ＨΣ−ＨΔ）を得る。また、第２の観測データ列としてＶ偏波Σ送信・Ｈ偏波Σ受信データ（ＶΣ−ＨΣ）とＨ偏波Σ送信・Ｈ偏波Σ受信データ（ＨΣ−ＨΣ）を得る。

これらの取得データから、ＶΣ−ＶΣ、ＶΣ−ＨΣ、ＨΣ−ＨΣを選別してポラリメトリＳＡＲ画像を生成することができる。また、ＨΣ−ＨΣ、ＨΣ−ＨΔを選別して、それぞれがＨ偏波アンテナΣ信号受信データ、Ｈ偏波アンテナΔ信号受信データとして、移動体検出画像を生成することができる。

このように、本実施形態ではＨ偏波アンテナとＶ偏波アンテナの少なくともいずれか片方をΣ／Δアンテナとすることで、ポラリメトリＳＡＲ観測に必要なデータと移動体検出に必要なデータの両方を取得することができる。そのために必要な追加構成としては、Σ／Δアンテナが受信するΔ信号と他方のアンテナが受信するΣ信号を切り替えるスイッチを設ける程度でよい。取得したポラリメトリＳＡＲ観測に必要なデータと移動体検出に必要なデータは適宜選別して使用されるので、ポラリメトリＳＡＲ観測と移動体検出観測を同時に実施する場合であっても、全体の観測データ量が増加することはない。そのため、図１９に示した構成と比べて、アンテナ数や受信機数の増加を抑え、しかも観測データの増加も抑えることができる。

以上に説明したように、本実施形態では、装置の規模と記録・処理する観測データの増加を抑えて、ポラリメトリＳＡＲ観測機能と移動体検出機能を同時に実現することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。

図４は、本発明の第２の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。

第２の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置２０は、Ｈ偏波アンテナ２１１とＶ偏波アンテナ２１２、スイッチ２２１、スイッチ２２２、受信機２３１、受信機２３２、送信機２４０を備える。更に、ポラリメトリＳＡＲ装置２０は、制御部２５０、画像処理装置２６０、記録部２７０およびサーキュレータ２８１を備える。

Ｈ偏波アンテナ２１１とＶ偏波アンテナ２１２は、Ｈ偏波送受信とＶ偏波送受信をそれぞれ行う合成開口レーダ（ＳＡＲ）のアンテナであって、本実施形態ではＶ偏波アンテナ２１２をΣ／Δアンテナとしている。

なお、Σ／Δアンテナは、前述したように、進行方向に沿って前後に分割された２枚のアンテナ（ＦとＡ）を備え、送信時はＦ＋ＡのΣ信号を送信し、受信時はＦ＋ＡのΣ信号およびＦ−ＡのΔ信号のそれぞれを受信するアンテナである。

スイッチ２２１は、送信機２４０が出力する送信信号をＰＲＩトリガにより送信パルス毎にＨ偏波送信とＶ偏波送信に切り替える。

スイッチ２２２は、Σ／ΔアンテナであるＶ偏波アンテナ２１２が受信するΔ信号とＨ偏波アンテナ２１１が受信するΣ信号をＰＲＩトリガにより送信パルス毎に切り替える。

サーキュレータ２８１は、各アンテナに対する信号の送信と受信を切り替える。

制御部２５０は、送信偏波の切り替え用のＰＲＩトリガの出力を行うと共に各機器を制御する。制御部２５０は、ＰＲＩトリガをスイッチ２２１とスイッチ２２２に同期して出力する。なお、制御部２５０からのＰＲＩトリガは、送信機２４０や受信機２３１、２３２にも供給されるが煩雑になることを避けるため、図示を省略している。

さらに、制御部２５０は、スイッチ２２１が出力する送信偏波種別とスイッチ２２２が出力する受信偏波種別が同一になるように制御する。つまり、スイッチ２２１でＨ偏波が送信されるときにはスイッチ２２２でＨ偏波が受信されるように、また、スイッチ２２１でＶ偏波が送信されるときにはスイッチ２２２でＶ偏波が受信されるように制御する。

記録部２７０は、受信した観測データを記録すると同時に画像処理部２６０に転送する。

画像処理装置２６０の構成を図５に示す。

図５は、ポラリメトリＳＡＲ装置２０の画像処理装置２６０の構成を示すブロック図である。

画像処理装置２６０は、分離処理２６１、ポラリメトリＳＡＲ画像処理２６２および移動体検出処理２６３を行う３つの機能部で構成されている。分離処理２６１では、後述する組み合わせの観測データを含む観測データ列１と観測データ列２を入力し、ポラリメトリ観測データ列と移動体検出（ＭＴＩ）観測データ列に振り分ける。ポラリメトリＳＡＲ画像処理２６２では、振り分けられたポラリメトリ観測データ列に基づいてポラリメトリＳＡＲ画像を生成する。そして、移動体検出処理２６３では、振り分けられたＭＴＩ観測データ列に基づいて移動体検出画像を生成する。

上記の構成で、ポラリメトリＳＡＲ装置２０は次のように動作する。

図６は、第２の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置の動作を示すフロー図である。

送信機２４０で発生した送信信号は、スイッチ２２１で送信パルス毎にＨ偏波送信とＶ偏波送信が切り替えられ、対応するサーキュレータ２８１を通してＨ偏波アンテナ２１１とＶ偏波アンテナ（Σ／Δアンテナ）２１２から交互に送信される（Ｓ２０１）。

地表からの反射信号は２台のアンテナで、Ｈ偏波アンテナ２１１によりＨ偏波のΣ信号（ＨΣ）が、Ｖ偏波アンテナ（Σ／Δアンテナ）２１２によりＶ偏波のΣ信号（ＶΣ）とＶ偏波のΔ信号（ＶΔ）、の計３種類の信号として受信される。

このうち、ＨΣとＶΔはスイッチ２２２で送信パルス毎に切り替えられて受信機２３１で受信される（Ｓ２０２）。そして、ＶΣは送信パルス毎にそのまま受信機２３２で受信される（Ｓ２０３）。

このとき、制御部２５０は、ＰＲＩトリガをスイッチ２２１とスイッチ２２２に同期して出力し、かつ、スイッチ２２１が出力する送信偏波種別とスイッチ２２２が出力する受信偏波種別が同一になるように制御する（Ｓ２０４）。

受信した信号は、受信機２３１、受信機２３２でデジタル化され、それぞれ観測データ列１、観測データ列２として出力される（Ｓ２０５）。

観測データ列１、観測データ列２を記録部２７０に入力し、記録部２７０で記録する。記録された観測データ列１、観測データ列２を画像処理装置２６０に転送する（Ｓ２０６）。

画像処理装置２６０では、前述した分離処理２６１により、入力した観測データ列１、観測データ列２からポラリメトリ観測に用いるポラリメトリ観測データ列と移動体検出（ＭＴＩ）に用いるＭＴＩ観測データ列とに振り分ける（Ｓ２０７）。

振り分けられたポラリメトリ観測データ列に基づいてポラリメトリＳＡＲ画像処理２６２でポラリメトリＳＡＲ画像を生成し、振り分けられたＭＴＩ観測データ列に基づいて移動体検出処理２６３で移動体検出画像を生成する（Ｓ２０７）。

次に、ポラリメトリＳＡＲ装置２０における観測データについて説明する。

図７は、第２の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置における観測データの組合せを示す図である。

図７の上段は、受信機２３１から出力される観測データ列１と受信機２３２から出力される観測データ列２のデータ内容を、ＰＲＩトリガによる送信パルス毎のスイッチ２２１とスイッチ２２２の切り替え状態と対応させて示している。なお、本図において、スイッチ２２１はスイッチ１、スイッチ２２２はスイッチ２として示されている。

また、図７の中段および下段は、入力した観測データ列１と観測データ列２が画像処理装置２６０の分離処理２６１により振り分けられた、ポラリメトリ観測データ列（中段）とＭＴＩ観測データ列（下段）の内容をそれぞれ示している。

図７の上段に示した観測データ列１と観測データ列２は次のように構成される。

まず、スイッチ１でＰＲＩトリガ毎（送信パルス毎）に送信偏波がＨ偏波とＶ偏波に交互に切り替えられる。送信時の信号はアンテナの全面から送出されるので、何れの場合もΣ信号である。

また、スイッチ２ではＰＲＩトリガ毎（送信パルス毎）に受信偏波がＨ偏波とＶ偏波に交互に切り替えられる。この偏波種別の切り替えは、スイッチ１による切り替えの送信偏波種別と同一になるように制御される。スイッチ２には、Ｈ偏波アンテナ２１１の受信信号ＨΣとＶ偏波アンテナ（Σ／Δアンテナ）２１２の受信信号ＶΔが入力し、ＰＲＩトリガ毎に切り替えられて受信機２３１に入力する。これは、観測データ列１として出力される。

また、Ｖ偏波アンテナ（Σ／Δアンテナ）２１２の受信信号ＶΣは、ＰＲＩトリガ毎にそのまま受信機２３２に入力する。これは、観測データ列２として出力される。

したがって、ＰＲＩトリガ毎に次のようなデータが観測データとして得られる。

ＰＲＩ＃１では、スイッチ１、スイッチ２は、それぞれＨΣ送信、ＨΣ受信になっているので、観測データ列１ではＨΣ送信・ＨΣ受信（ＨΣ−ＨΣ）が、観測データ列２ではＨΣ送信・ＶΣ受信（ＨΣ−ＶΣ）が得られる。

ＰＲＩ＃２では、スイッチ１、スイッチ２は、それぞれＶΣ送信、ＶΔ受信になっているので、観測データ列１ではＶΣ送信・ＶΔ受信（ＶΣ−ＶΔ）が、観測データ列２ではＶΣ送信・ＶΣ受信（ＶΣ−ＶΣ）が得られる。

そして、この２つの送信パルスを１セットとした上記の観測データが繰り返し受信される。つまり、観測データ列１ではＨΣ−ＨΣとＶΣ−ＶΔが交互に出現し、観測データ列２ではＨΣ−ＶΣとＶΣ−ＶΣが交互に出現する。

次に、上記の観測データ列１と観測データ列２が画像処理装置２６０の分離処理２６１により、ポラリメトリ観測データとＭＴＩ観測データに振り分けられる。それぞれの観測データは次のように構成される。

まず、図７中段のポラリメトリ観測データとしては、観測データ列１のＨΣ−ＨΣと観測データ列２のＨΣ−ＶΣ、ＶΣ−ＶΣが使われる。そして、観測データ列１のＶΣ−ＶΔは使われない。

また、図７下段のＭＴＩ観測データとしては、観測データ列１のＶΣ−ＶΔと観測データ列２のＶΣ−ＶΣが使われる。そして、観測データ列１のＨΣ−ＨΣと観測データ列２のＨΣ−ＶΣは使われない。

ポラリメトリ観測データのＨΣ−ＨΣ、ＨΣ−ＶΣ、ＶΣ−ＶΣは、ポラリメトリＳＡＲ画像処理２６２により処理されてポラリメトリＳＡＲ画像となる。

ＭＴＩ観測データのＶΣ−ＶΔ、ＶΣ−ＶΣは、それぞれがＶ偏波アンテナΔ信号受信データ、Ｖ偏波アンテナΣ信号受信データとして、移動体検出処理２６３により処理されて移動体検出画像となる。

このように、本実施形態では、Ｖ偏波アンテナ２１２をΣ／Δアンテナとし、スイッチ２２２でＨ偏波アンテナ２１１の受信Σ信号とＶ偏波アンテナの受信Δ信号を送信パルス毎に切り替えて観測データ列１を得るように構成した。また、Ｖ偏波アンテナの受信Σ信号は送信パルス毎にそのまま観測データ列２を得るように構成した。また、本実施形態では、スイッチ２２１で切り替える送信信号の偏波種別とスイッチ２２２で切り替える受信信号の偏波種別が同一になるように制御している。その結果、ＨΣ−ＨΣ、ＶΣ−ＶΔ、ＨΣ−ＶΣ、ＶΣ−ＶΣの４種類の観測データを得ることができる。

これらの観測データはポラリメトリ観測データ（ＨΣ−ＨΣ、ＨΣ−ＶΣ、ＶΣ−ＶΣ）とＭＴＩ観測データ（ＶΣ−ＶΔ、ＶΣ−ＶΣ）に振り分けられて、それぞれポラリメトリＳＡＲ画像と移動体検出画像が生成される。

図４乃至７は、Ｖ偏波アンテナをΣ／Δアンテナとして説明したが、本実施形態はＨ偏波アンテナをΣ／Δアンテナとした場合でも同じ効果が得られる。

その場合は、観測データ列１としてＶΣ−ＶΣ、ＨΣ−ＨΔが得られ、観測データ列２としてＶΣ−ＨΣ、ＨΣ−ＨΣが得られる。そして、ＶΣ−ＶΣ、ＶΣ−ＨΣ、ＨΣ−ＨΣを選別してポラリメトリ観測データとし、また、ＨΣ−ＨΣ、ＨΣ−ＨΔを選別して、それぞれをＨ偏波アンテナΣ信号受信データ、Ｈ偏波アンテナΔ信号受信データとして、ＭＴＩ観測データとすれば良い。

なお、上記の説明では、Ｈ偏波送信とＶ偏波送信の切り替えを行うスイッチ２２１を送信機２４０の外部に設置する形態とした。しかし、送信機２４０の中に偏波切り替えスイッチを含めて、高出力増幅を行う前に送信偏波の切り替えを行い、切り替え後の送信偏波の各々の高出力増幅を行うように構成してもよい。この場合、制御部２５０からのＰＲＩトリガは送信機２４０に供給される。

また、ポラリメトリＳＡＲ装置の一部として構成される画像処理装置２６０は、観測データ列１と観測データ列２が供給される限りにおいて、他の装置から切り離して地上に設置するように構成しても良い。

このように、本実施形態ではＨ偏波アンテナまたはＶ偏波アンテナをΣ／Δアンテナとすることで、ポラリメトリＳＡＲ観測に必要なデータと移動体検出に必要なデータの両方を取得することができる。そのために必要な追加構成としては、Σ／Δアンテナが受信するΔ信号と他方のアンテナが受信するΣ信号を切り替えるスイッチを設ける程度でよい。取得したポラリメトリＳＡＲ観測に必要なデータと移動体検出に必要なデータは画像処理装置の分離処理により選別されるので、ポラリメトリＳＡＲ観測と移動体検出観測を同時に実施する場合であっても、全体の観測データ量が増加することはない。そのため、図１９に示した構成と比べて、アンテナ数や受信機数の増加を抑え、しかも観測データの増加も抑えることができる。

以上に説明したように、本実施形態では、装置の規模と記録・処理する観測データの増加を抑えて、ポラリメトリＳＡＲ観測機能と移動体検出機能を同時に実現することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。

図８は、本発明の第３の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。

第３の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置３０は、図４に示した第２の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置２０において、Ｈ偏波アンテナもΣ／Δアンテナとした構成になっている。つまり、Ｈ偏波アンテナ３１１とＶ偏波アンテナ３１２の両方をΣ／Δアンテナとして構成されている。

本実施形態では、受信信号としてＨ偏波受信Σ信号（ＨΣ）、Ｈ偏波受信Δ信号（ＨΔ）、Ｖ偏波受信Σ信号（ＶΣ）、Ｖ偏波受信Δ信号（ＶΔ）の４種類の信号が得られる。

その他の構成は、図４に示した第２の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置２０の構成と同じである。ただし、スイッチ２２２は、Ｖ偏波アンテナ３１２の受信Σ信号（ＶΣ）とＨ偏波アンテナ３１１の受信Δ信号（ＨΔ）を切り替えて、受信機２３２に観測データを供給するように構成されている。そして、Ｈ偏波アンテナ３１１の受信Σ信号（ＨΣ）は受信機２３１に供給されるように構成されている。

なお、本実施形態では、Ｖ偏波受信Δ信号（ＶΔ）を使わないように構成する。

以上のように構成することで、図９に示す観測データの組合せが得られる。

図９の上段に示した観測データ列１と観測データ列２は次のように構成される。

なお、図９におけるスイッチ１とスイッチ２は、それぞれ図８に示すスイッチ２２１とスイッチ２２２に対応しているものとする。

まず、スイッチ１でＰＲＩトリガ毎（送信パルス毎）に送信偏波がＨ偏波とＶ偏波に交互に切り替えられる。送信時の信号はアンテナの全面から送出されるので、何れの場合もΣ信号である。

また、スイッチ２ではＰＲＩトリガ毎（送信パルス毎）に受信偏波がＨ偏波とＶ偏波に交互に切り替えられる。この偏波種別の切り替えは、スイッチ１による切り替えの送信偏波種別と同一になるように制御される。

スイッチ２には、Ｈ偏波アンテナ３１１の受信Δ信号（ＨΔ）とＶ偏波アンテナ３１２の受信Σ信号（ＶΣ）が入力し、ＰＲＩトリガ毎に切り替えられて受信機２３２に入力する。これは、観測データ列２として出力される。

また、Ｈ偏波アンテナ３１１の受信Σ信号（ＨΣ）は、ＰＲＩトリガ毎にそのまま受信機２３１に入力する。これは、観測データ列１として出力される。

したがって、ＰＲＩトリガ毎に次のようなデータが観測データとして得られる。

ＰＲＩ＃１では、スイッチ１、スイッチ２は、それぞれＨΣ送信、ＨΔ受信になっているので、観測データ列１ではＨΣ送信・ＨΣ受信（ＨΣ−ＨΣ）が、観測データ列２ではＨΣ送信・ＨΔ受信（ＨΣ−ＨΔ）が得られる。

ＰＲＩ＃２では、スイッチ１、スイッチ２は、それぞれＶΣ送信、ＶΣ受信になっているので、観測データ列１ではＶΣ送信・ＨΣ受信（ＶΣ−ＨΣ）が、観測データ列２ではＶΣ送信・ＶΣ受信（ＶΣ−ＶΣ）が得られる。

そして、この２つの送信パルスを１セットとした上記の観測データが繰り返し受信される。つまり、観測データ列１ではＨΣ−ＨΣとＶΣ−ＨΣが交互に出現し、観測データ列２ではＨΣ−ＨΔとＶΣ−ＶΣが交互に出現する。

次に、上記の観測データ列１と観測データ列２が画像処理装置２６０の分離処理２６１により、ポラリメトリ観測データとＭＴＩ観測データに振り分けられる。それぞれの観測データは次のように構成される。

まず、図９中段のポラリメトリ観測データとしては、観測データ列１のＨΣ−ＨΣ、ＶΣ−ＨΣと観測データ列２のＶΣ−ＶΣが使われる。そして、観測データ列２のＨΣ−ＨΔは使われない。

また、図９下段のＭＴＩ観測データとしては、観測データ列１のＨΣ−ＨΣ、と観測データ列２のＨΣ−ＨΔが使われる。そして、観測データ列１のＶΣ−ＨΣと観測データ列２のＶΣ−ＶΣは使われない。

ポラリメトリ観測データのＨΣ−ＨΣ、ＶΣ−ＨΣ、ＶΣ−ＶΣは、ポラリメトリＳＡＲ画像処理２６２により処理されてポラリメトリＳＡＲ画像となる。

ＭＴＩ観測データのＨΣ−ＨΣ、ＨΣ−ＨΔは、それぞれがＨ偏波アンテナΣ信号受信データ、Ｈ偏波アンテナΔ信号受信データとして、移動体検出処理２６３により処理されて移動体検出画像となる。

なお、本実施形態においても、第３の実施形態と同様に送信機２４０の中に偏波切り替えスイッチを含めるように構成しても良い。また、画像処理装置２６０を他の装置から切り離して地上に設置するように構成しても良い。

以上のように、本実施形態でも、装置の規模と記録・処理する観測データの増加を抑えて、ポラリメトリＳＡＲ観測機能と移動体検出機能を同時に実現することができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態を説明する。

図１０は、本発明の第４の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。

第４の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置４０は、図８に示した第３の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置３０において、Ｖ偏波アンテナ３１２が出力する受信Δ信号（ＶΔ）も使用する構成になっている。そして、第４の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置４０は、スイッチ２−２としてスイッチ２２３を更に備える。スイッチ２２３は、Ｖ偏波アンテナ３１２の受信Δ信号（ＶΔ）とＨ偏波アンテナ３１１の受信Σ信号（ＨΣ）を切り替えて、受信機２３１に観測データを供給するように構成されている。なお、スイッチ２２２はスイッチ２−１として位置づけて説明する。

本実施形態では、スイッチ２２２またはスイッチ２２３を固定に設定して、Ｈ偏波アンテナ３１１が出力する受信Δ信号（ＨΔ）またはＶ偏波アンテナ３１２が出力する受信Δ信号（ＶΔ）を選択して使用できる構成になっている。

第４の実施形態で得られる観測データの組合せについて図１１を参照して説明する。

図１１の上段は、スイッチ２２２（スイッチ２−１）をＶΣに固定した場合の観測データである。この場合は、Ｈ偏波アンテナ３１１が出力するＨΔを使用しない構成である。従って、この場合のポラリメトリＳＡＲ装置４０の構成は、図４に示した第２の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置２０と等価の構成となる。つまり、図７に示したものと同じ観測データが得られる。

図１１の下段は、スイッチ２２３（スイッチ２−２）をＨΣに固定した場合の観測データである。この場合は、Ｖ偏波アンテナ３１２が出力するＶΔを使用しない構成である。従って、この場合のポラリメトリＳＡＲ装置４０の構成は、図８に示した第３の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置３０と等価の構成となる。つまり、図９に示したものと同じ観測データが得られる。

このように、第４の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置４０は、観測対象に応じて偏波種別を切り替えた観測データを得ることができる。

なお、本実施形態においても、第３の実施形態と同様に送信機２４０の中に偏波切り替えスイッチを含めるように構成しても良い。また、画像処理装置２６０を他の装置から切り離して地上に設置するように構成しても良い。

このように、本実施形態ではＨ偏波アンテナとＶ偏波アンテナの両方をΣ／Δアンテナとすることで、ポラリメトリＳＡＲ観測に必要なデータと移動体検出に必要なデータの両方を取得することができる。しかも、観測対象の特性に応じた偏波種別の切り替えを柔軟に行うことができる。そのために必要な追加構成としては、片方のΣ／Δアンテナが受信するΔ信号と他方のΣ／Δアンテナが受信するΣ信号を切り替えるスイッチを２組設ける程度でよい。取得したポラリメトリＳＡＲ観測に必要なデータと移動体検出に必要なデータは画像処理装置の分離処理により選別されるので、ポラリメトリＳＡＲ観測と移動体検出観測を同時に実施する場合であっても、全体の観測データ量が増加することはない。そのため、図１９に示した構成と比べて、アンテナ数や受信機数の増加を抑え、しかも観測データの増加も抑えることができる。

以上のように、本実施形態でも、装置の規模と記録・処理する観測データの増加を抑えて、ポラリメトリＳＡＲ観測機能と移動体検出機能を同時に実現することができる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態を説明する。

図１２は、本発明の第５の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。

第５の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置５０は、使用するＨ偏波アンテナとＶ偏波アンテナをＨ／Ｖ偏波共用Σ／Δアンテナ４１０とした構成になっている。その他の構成は、図４に示した第２の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置２０の構成と同じである。

Ｈ／Ｖ偏波共用Σ／Δアンテナ４１０は、送信時はＨ偏波またはＶ偏波を送信し、受信時はＨ偏波およびＶ偏波のΣ信号とΔ信号を受信する。つまり、送信時はスイッチ２２１で切り替えられたＨ偏波またはＶ偏波のΣ信号が送信される。そして、受信信号としてＨ偏波受信Σ信号（ＨΣ）、Ｈ偏波受信Δ信号（ＨΔ）、Ｖ偏波受信Σ信号（ＶΣ）、Ｖ偏波受信Δ信号（ＶΔ）の４種類の信号が得られる。

本実施形態では、ＨΔを終端して使わないように構成している。そして、図４に示した第２の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置２０の構成と同様に、受信したＨΣとＶΔをスイッチ２２２で切り替えて観測データ列１を得るように構成している。

以上のように構成することで、図７に示した観測データの組合せと同じデータが得られる。

また、図１２では受信したＨΔを終端して使わないように構成したが、受信したＶΔを使わないように構成してもかまわない。この場合は、図８の第３の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置３０のように、受信したＶΣと受信したＨΔをスイッチ２２２で切り替えて観測データ列２を得るように構成すれば良い。

なお、本実施形態においても、第３の実施形態と同様に送信機２４０の中に偏波切り替えスイッチを含めるように構成しても良い。また、画像処理装置２６０を他の装置から切り離して地上に設置するように構成しても良い。

このように、本実施形態ではＨ偏波アンテナとＶ偏波アンテナを１つのＨ／Ｖ偏波共用Σ／Δアンテナとすることで、ポラリメトリＳＡＲ観測に必要なデータと移動体検出に必要なデータの両方を取得することができる。そのために必要な追加構成としては、片方の偏波で受信するΔ信号と他方の偏波で受信するΣ信号を切り替えるスイッチを設ける程度でよい。取得したポラリメトリＳＡＲ観測に必要なデータと移動体検出に必要なデータは画像処理装置の分離処理により選別されるので、ポラリメトリＳＡＲ観測と移動体検出観測を同時に実施する場合であっても、全体の観測データ量が増加することはない。そのため、図１９に示した構成と比べて、アンテナ数や受信機数の増加を抑え、しかも観測データの増加も抑えることができる。

以上のように、本実施形態でも、装置の規模と記録・処理する観測データの増加を抑えて、ポラリメトリＳＡＲ観測機能と移動体検出機能を同時に実現することができる。

（第６の実施形態）
第６の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置の構成は図４に示した第２の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置２０の構成と同じである。

本実施形態では、制御部２５０がスイッチ２２１とスイッチ２２２の切り替え動作を、第２の実施形態における切り替え動作の１．５倍の速さで行うようにした点において相違している。そして、スイッチ２２１の送信偏波種別をＨ偏波、Ｖ偏波、Ｖ偏波とし、同期して動作するスイッチ２２２の受信偏波種別をＨ偏波、Ｈ偏波、Ｖ偏波としている。つまり、３つの送信パルスを１セットとして、１番目と３番目の送信パルスにおいては送信偏波種別と受信偏波種別を同一にし、２番目の送信パルスにおいてはそれらが逆になるように制御する。

このように構成した第６の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置における観測データの組合せを図１３に示す。

第６の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置では、３つの送信パルスを１セットとして、観測データ列１ではＨΣ−ＨΣ、ＶΣ−ＨΣ、ＶΣ−ＶΔが、観測データ列２ではＨΣ−ＶΣ、ＶΣ−ＶΣ、ＶΣ−ＶΣが繰り返し受信される（図１３上段参照）。

本実施形態において、ポラリメトリ観測データは、図１３中段に示すように、観測データ列１からＨΣ−ＨΣ、ＶΣ−ＨΣ、そして観測データ列２からＨΣ−ＶΣ、ＶΣ−ＶΣの４種類の観測データを得ることができる。

なお、ＭＴＩ観測データは、図１３下段に示すように、図７の場合と同じくＶΣ−ＶΔ、ＶΣ−ＶΣを得る。

本実施形態では観測データ量が第２の実施形態に比べて１．５倍になるが、より精度の高いデータ解析が可能になる。

このように、本実施形態では第２の実施形態と同様に、Ｈ偏波アンテナまたはＶ偏波アンテナをΣ／Δアンテナとすることで、ポラリメトリＳＡＲ観測に必要なデータと移動体検出に必要なデータの両方を取得することができる。そのために必要な追加構成としては、Σ／Δアンテナが受信するΔ信号と他方のアンテナが受信するΣ信号を切り替えるスイッチを設ける程度でよい。また、取得したポラリメトリＳＡＲ観測に必要なデータと移動体検出に必要なデータは画像処理装置の分離処理により選別される。従って、観測データ量は第２の実施形態に比べて１．５倍になるが、ポラリメトリＳＡＲ観測データと移動体検出観測データを個別に取得する構成に比べれば、全体の観測データ量の増加を抑えることができる。そのため、図１９に示した構成と比べて、アンテナ数や受信機数の増加を抑え、しかも観測データの増加も抑えることができる。

本実施形態でも、装置の規模と記録・処理する観測データの増加を抑えて、ポラリメトリＳＡＲ観測機能と移動体検出機能を同時に実現することができる。

（第７の実施形態）
上述した各実施形態はポラリメトリＳＡＲ観測機能と移動体検出機能を同時に実現するための構成である。しかし、同じ構成でポラリメトリＳＡＲ観測または移動体検出を個別に実施することもできる。

図２の第１の実施形態と図４の第２の実施形態の構成を参照して説明する。

例えば、移動体検出を行わずにポラリメトリＳＡＲ観測だけを行う場合は、図２の第２のスイッチ１２２や図４のスイッチ２２２の切り替えは行わず、Σ／Δアンテナの受信Δ信号を通すことなく他方のアンテナの受信Σ信号のみに固定すれば良い。

また、ポラリメトリＳＡＲ観測を行わずに移動体検出だけを行う場合は、図２の第２のスイッチ１２２や図４のスイッチ２２２の切り替えを行うことなく、Σ／Δアンテナの受信Δ信号のみを通すように制御すればよい。なお、この場合、図２の第１のスイッチ１２１や図４のスイッチ２２１を切り替えることなく、Σ／Δアンテナが送信する偏波種別に固定するようにしても良い。

このような各スイッチの切り替え制御は、図示しない外部からの制御指示に基づいて図２の制御手段１５０や図４の制御部２５０が実行すればよい。

図１４は、この第７の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置における観測データの組合せを示す図である。示されている観測データは、Ｖ偏波アンテナをΣ／Δアンテナとした場合のものである。なお、図１４におけるスイッチ１は、図２の第１のスイッチ１２１や図４のスイッチ２２１に対応し、スイッチ２は、図２の第２のスイッチ１２２や図４のスイッチ２２２に対応する。

図１４上段は、ポラリメトリＳＡＲ観測を単独で実行する場合のスイッチの切り替え／固定状態と、対応して取得する観測データの内容を示している。つまり、スイッチ２がＨΣ受信に固定されている。その結果、スイッチ１の切り替えに応じたＨΣ−ＨΣ、ＨΣ−ＶΣ、ＶΣ−ＨΣ、ＶΣ−ＶΣの４種類の観測データをポラリメトリＳＡＲ観測に使用することができる。

図１４中段は、移動体検出を単独で実行する場合のスイッチの切り替え／固定状態と、対応して取得する観測データの内容を示している。つまり、スイッチ２がＶΔ受信に固定されている。

図１４下段は、移動体検出を単独で実行する場合であって、図１４中段の状態からさらにスイッチ１をＶ偏波送信に固定した場合に取得できる観測データの内容を示している。この場合は、送信パルス毎にＭＴＩ観測データのＶΣ−ＶΔ、ＶΣ−ＶΣを得ることができる。

これにより、画像処理装置の演算能力が限られる場合などに、同一の装置で観測運用を切り替えて実施することができる。例えば、高分解能で実施するポラリメトリＳＡＲ観測と、高分解能で実施する移動体検出観測と、低分解能で実施する移動体検出およびポラリメトリＳＡＲ観測の同時観測を切り替える観測運用が可能となる。

また、ポラリメトリＳＡＲ観測で疑似カラー画像を出すだけでなく、４種類の偏波の組み合わせの観測データを必要とする高度な解析が必要となる場合にも対応することができる。

上述のように、本発明の実施形態のポラリメトリＳＡＲ装置は、アンテナの少なくとも片方をΣ／Δアンテナとし、Σ／Δアンテナが受信するΔ信号と他方のアンテナが受信するΣ信号を切り替えるスイッチを設ける程度の構成追加でよい。そのため、装置規模の増加はほとんどないと言える。また、ポラリメトリＳＡＲ観測と移動体検出観測を同時に実施する場合であっても、全体の観測データ量が増加することはない。そのため、観測データを航空機や衛星から地上に伝送する場合でも、データの伝送に必要な時間を増大させることなくポラリメトリＳＡＲ観測と移動体検出観測を同時に実施することができる。

以上に説明したように、本実施形態では、装置の規模と記録・処理する観測データの増加を抑えて、ポラリメトリＳＡＲ観測機能と移動体検出機能を同時に実現することができる。

なお、上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１） 合成開口レーダ（ＳＡＲ：Synthetic Aperture Radar）のアンテナであって、少なくともいずれか片方が、２分割されたアンテナ面が進行方向に前後に配置されたΣ／Δアンテナである、Ｈ偏波送受信を行うＨ偏波アンテナとＶ偏波送受信を行うＶ偏波アンテナと、
送信信号を送信パルス毎にＨ偏波送信とＶ偏波送信に切り替える第１のスイッチと、
前記Ｈ偏波アンテナと前記Ｖ偏波アンテナのいずれか片方の前記Σ／Δアンテナである第１の偏波アンテナが受信する差（Δ）信号と他方の第２の偏波アンテナが受信する和（Σ）信号を前記送信パルス毎に切り替える第２のスイッチと、
前記送信パルスを前記第１のスイッチと前記第２のスイッチに同期して出力する制御手段と、
前記第１の偏波アンテナが受信するΔ信号と前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信し、第１の観測データ列を出力する第１の受信機と、
前記第１の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信し、第２の観測データ列を出力する第２の受信機と、
前記第１の観測データ列と前記第２の観測データ列からポラリメトリ観測に用いる第１のデータと移動体検出に用いる第２データとを選別し、該第１のデータからポラリメトリＳＡＲ画像を生成し、該第２のデータから移動体検出画像を生成する画像処理手段と、
を備えることを特徴とするポラリメトリＳＡＲ装置。
（付記２） 前記第１の偏波アンテナを前記Ｖ偏波アンテナ、前記第２の偏波アンテナを前記Ｈ偏波アンテナとした場合、
前記制御手段は、２回の前記送信パルスを１セットとして、前記第１のスイッチが出力する送信偏波種別と前記第２のスイッチが出力する受信偏波種別を前記送信パルス毎に同一にして、Ｈ偏波Σ信号送信・Ｈ偏波Σ信号受信（ＨΣ−ＨΣ）、Ｖ偏波Σ信号送信・Ｖ偏波Δ信号受信（ＶΣ−ＶΔ）を前記第１の観測データとして、Ｈ偏波Σ信号送信・Ｖ偏波Σ信号受信（ＨΣ−ＶΣ）、Ｖ偏波Σ信号送信・Ｖ偏波Σ信号受信（ＶΣ−ＶΣ）を前記第２の観測データとして得られるように制御し、
前記画像処理手段は、ＨΣ−ＨΣ、ＨΣ−ＶΣ、ＶΣ−ＶΣの観測データを前記第１のデータとして選別してポラリメトリＳＡＲ画像を生成し、ＶΣ−ＶΔ、ＶΣ−ＶΣの観測データを前記第２のデータとして選別して移動体検出画像を生成する
ことを特徴とする付記１に記載のポラリメトリＳＡＲ装置。
（付記３） 前記第２の偏波アンテナも前記Σ／Δアンテナであって、前記第２のスイッチは、該第２の偏波アンテナが受信するΔ信号と前記第１の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルス毎に切り替え、前記第１の受信機は、前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して前記第１の観測データ列を出力し、前記第２の受信機は、前記第１の偏波アンテナが受信するΣ信号と前記第２の偏波アンテナが受信するΔ信号を前記送信パルスに対応して受信して前記第２の観測データ列を出力することを特徴とする付記１に記載のポラリメトリＳＡＲ装置。
（付記４） 前記第１の偏波アンテナを前記Ｖ偏波アンテナ、前記第２の偏波アンテナを前記Ｈ偏波アンテナとした場合、
前記制御手段は、２回の前記送信パルスを１セットとして、前記第１のスイッチが出力する送信偏波種別と前記第２のスイッチが出力する受信偏波種別を前記送信パルス毎に同一にして、Ｈ偏波Σ信号送信・Ｈ偏波Σ信号受信（ＨΣ−ＨΣ）、Ｖ偏波Σ信号送信・Ｈ偏波Σ信号受信（ＶΣ−ＨΣ）を前記第１の観測データとして、Ｈ偏波Σ信号送信・Ｈ偏波Δ信号受信（ＨΣ−ＨΔ）、Ｖ偏波Σ信号送信・Ｖ偏波Σ信号受信（ＶΣ−ＶΣ）を前記第２の観測データとして得られるように制御し、
前記画像処理手段は、ＨΣ−ＨΣ、ＶΣ−ＨΣ、ＶΣ−ＶΣの観測データを前記第１のデータとして選別してポラリメトリＳＡＲ画像を生成し、ＨΣ−ＨΔ、ＨΣ−ＨΣの観測データを前記第２のデータとして選別して移動体検出画像を生成する
ことを特徴とする付記３に記載のポラリメトリＳＡＲ装置。
（付記５） 前記第１の偏波アンテナが受信するΔ信号と前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルス毎に切り替える第３のスイッチを更に備え、
前記制御手段は、前記第２のスイッチと前記第３のスイッチのいずれかのスイッチの切り替えをΣ信号に固定する制御を行い、
前記第２のスイッチの切り替えがΣ信号に固定された場合、前記第１の受信機は、前記第１の偏波アンテナが受信するΔ信号と前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して前記第１の観測データ列を出力し、前記第２の受信機は、前記第１の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して前記第２の観測データ列を出力し、
前記第３のスイッチの切り替えがΣ信号に固定された場合、前記第１の受信機は、前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して前記第１の観測データ列を出力し、前記第２の受信機は、前記第１の偏波アンテナが受信するΣ信号と前記第２の偏波アンテナが受信するΔ信号を前記送信パルスに対応して受信して前記第２の観測データ列を出力する
ことを特徴とする付記３に記載のポラリメトリＳＡＲ装置。
（付記６） 前記Ｈ偏波アンテナと前記Ｖ偏波アンテナをＨ／Ｖ偏波共用Σ／Δアンテナで構成し、該Ｈ／Ｖ偏波共用Σ／Δアンテナが受信するＨ偏波とＶ偏波のそれぞれのΣ信号とΔ信号のうち、いずれか片方の第１の偏波で受信するΣ信号とΔ信号、および他方の第２の偏波で受信するΣ信号を使用して、
前記第２のスイッチは、前記第１の偏波で受信するΔ信号と前記第２の偏波で受信するΣ信号を前記送信パルス毎に切り替え、
前記第１の受信機は、前記第１の偏波で受信するΔ信号と前記第２の偏波で受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して第１の観測データ列を出力し、
第２の受信機は、前記第２の偏波で受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して第２の観測データ列を出力する
ことを特徴とする付記１に記載のポラリメトリＳＡＲ装置。
（付記７） 前記制御手段は、３回の前記送信パルスを１セットとして、該１セットのうちの１回目と３回目の前記送信パルスのときは前記第１のスイッチが出力する送信偏波種別と前記第２のスイッチが出力する受信偏波種別を同一にし、２回目の前記送信パルスのときは前記第１のスイッチが出力する送信偏波種別と前記第２のスイッチが出力する受信偏波種別を逆にする制御を行い、
前記画像処理手段は、ＨΣ−ＨΣ、ＶΣ−ＨΣ、ＨΣ−ＶΣ、ＶΣ−ＶΣの観測データを前記第１のデータとして選別してポラリメトリＳＡＲ画像を生成する
ことを特徴とする付記１に記載のポラリメトリＳＡＲ装置。
（付記８） 前記制御手段は、前記第２のスイッチの出力を、前記第１の偏波アンテナが受信するΔ信号または前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号のいずれかに固定する制御を行い、
前記画像処理手段は、前記第２のスイッチの出力が前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号に固定されている場合は前記第１の観測データ列と前記第２の観測データ列からポラリメトリＳＡＲ画像を生成し、前記第２のスイッチの出力が前記第１の偏波アンテナが受信するΔ信号に固定されている場合は前記第１の観測データ列と前記第２の観測データ列から移動体検出画像を生成する
ことを特徴とする付記１、３、６のいずれかの付記に記載のポラリメトリＳＡＲ装置。
（付記９） 前記制御手段は、前記第２のスイッチの出力を前記第１の偏波アンテナが受信するΔ信号に固定したとき、前記第１のスイッチをＨ偏波送信またはＶ偏波送信のいずれかに固定することを特徴とする付記８に記載のポラリメトリＳＡＲ装置。
（付記１０） 合成開口レーダ（ＳＡＲ：Synthetic Aperture Radar）のアンテナであって、少なくともいずれか片方が、２分割されたアンテナ面が進行方向に前後に配置されたΣ／Δアンテナである、Ｈ偏波送受信を行うＨ偏波アンテナとＶ偏波送受信を行うＶ偏波アンテナに、送信信号を、第１のスイッチで送信パルス毎にＨ偏波送信とＶ偏波送信に切り替えて供給し、
前記Ｈ偏波アンテナと前記Ｖ偏波アンテナのいずれか片方の前記Σ／Δアンテナである第１の偏波アンテナが受信する差（Δ）信号と他方の第２の偏波アンテナが受信する和（Σ）信号を、第２のスイッチで送信パルス毎に切り替え、
前記送信パルスを前記第１のスイッチと前記第２のスイッチに同期して出力し、
前記第１の偏波アンテナが受信するΔ信号と前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して第１の観測データ列を出力し、
前記第１の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して第２の観測データ列を出力し、
前記第１の観測データ列と前記第２の観測データ列からポラリメトリ観測に用いる第１のデータと移動体検出に用いる第２データとを選別し、
該第１のデータからポラリメトリＳＡＲ画像を生成し、該第２のデータから移動体検出画像を生成する
ことを特徴とする観測方法。
（付記１１） 前記第１の偏波アンテナを前記Ｖ偏波アンテナ、前記第２の偏波アンテナを前記Ｈ偏波アンテナとした場合、
２回の前記送信パルスを１セットとして、前記第１のスイッチが出力する送信偏波種別と前記第２のスイッチが出力する受信偏波種別を前記送信パルス毎に同一にして、Ｈ偏波Σ信号送信・Ｈ偏波Σ信号受信（ＨΣ−ＨΣ）、Ｖ偏波Σ信号送信・Ｖ偏波Δ信号受信（ＶΣ−ＶΔ）を前記第１の観測データとして、Ｈ偏波Σ信号送信・Ｖ偏波Σ信号受信（ＨΣ−ＶΣ）、Ｖ偏波Σ信号送信・Ｖ偏波Σ信号受信（ＶΣ−ＶΣ）を前記第２の観測データとして得られるように制御し、
ＨΣ−ＨΣ、ＨΣ−ＶΣ、ＶΣ−ＶΣの観測データを前記第１のデータとして選別してポラリメトリＳＡＲ画像を生成し、ＶΣ−ＶΔ、ＶΣ−ＶΣの観測データを前記第２のデータとして選別して移動体検出画像を生成する
ことを特徴とする付記１０に記載の観測方法。
（付記１２） 前記第２の偏波アンテナも前記Σ／Δアンテナであって、
該第２の偏波アンテナが受信するΔ信号と前記第１の偏波アンテナが受信するΣ信号を、前記第２のスイッチで前記送信パルス毎に切り替え、
前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して前記第１の観測データ列を出力し、
前記第１の偏波アンテナが受信するΣ信号と前記第２の偏波アンテナが受信するΔ信号を前記送信パルスに対応して受信して前記第２の観測データ列を出力する
ことを特徴とする付記１０に記載の観測方法。
（付記１３） 前記第１の偏波アンテナを前記Ｖ偏波アンテナ、前記第２の偏波アンテナを前記Ｈ偏波アンテナとした場合、
２回の前記送信パルスを１セットとして、前記第１のスイッチが出力する送信偏波種別と前記第２のスイッチが出力する受信偏波種別を前記送信パルス毎に同一にして、Ｈ偏波Σ信号送信・Ｈ偏波Σ信号受信（ＨΣ−ＨΣ）、Ｖ偏波Σ信号送信・Ｈ偏波Σ信号受信（ＶΣ−ＨΣ）を前記第１の観測データとして、Ｈ偏波Σ信号送信・Ｈ偏波Δ信号受信（ＨΣ−ＨΔ）、Ｖ偏波Σ信号送信・Ｖ偏波Σ信号受信（ＶΣ−ＶΣ）を前記第２の観測データとして得られるように制御し、
ＨΣ−ＨΣ、ＶΣ−ＨΣ、ＶΣ−ＶΣの観測データを前記第１のデータとして選別してポラリメトリＳＡＲ画像を生成し、ＨΣ−ＨΔ、ＨΣ−ＨΣの観測データを前記第２のデータとして選別して移動体検出画像を生成する
ことを特徴とする付記１２に記載の観測方法。
（付記１４） 前記第１の偏波アンテナが受信するΔ信号と前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルス毎に第３のスイッチで切り替え、
前記第２のスイッチと前記第３のスイッチのいずれかのスイッチの切り替えをΣ信号に固定する制御を行い、
前記第２のスイッチの切り替えがΣ信号に固定された場合、前記第１の偏波アンテナが受信するΔ信号と前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して前記第１の観測データ列を出力し、前記第１の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して前記第２の観測データ列を出力し、
前記第３のスイッチの切り替えがΣ信号に固定された場合、前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して前記第１の観測データ列を出力し、前記第１の偏波アンテナが受信するΣ信号と前記第２の偏波アンテナが受信するΔ信号を前記送信パルスに対応して受信して前記第２の観測データ列を出力する
ことを特徴とする付記１２に記載の観測方法。
（付記１５） 前記Ｈ偏波アンテナと前記Ｖ偏波アンテナをＨ／Ｖ偏波共用Σ／Δアンテナで構成し、該Ｈ／Ｖ偏波共用Σ／Δアンテナが受信するＨ偏波とＶ偏波のそれぞれのΣ信号とΔ信号のうち、いずれか片方の第１の偏波で受信するΣ信号とΔ信号、および他方の第２の偏波で受信するΣ信号を使用して、
前記第１の偏波で受信するΔ信号と前記第２の偏波で受信するΣ信号を前記送信パルス毎に前記第２のスイッチで切り替え、
前記第１の偏波で受信するΔ信号と前記第２の偏波で受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して第１の観測データ列を出力し、
前記第２の偏波で受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して第２の観測データ列を出力する
ことを特徴とする付記１０に記載の観測方法。
（付記１６） ３回の前記送信パルスを１セットとして、該１セットのうちの１回目と３回目の前記送信パルスのときは前記第１のスイッチが出力する送信偏波種別と前記第２のスイッチが出力する受信偏波種別を同一にし、２回目の前記送信パルスのときは前記第１のスイッチが出力する送信偏波種別と前記第２のスイッチが出力する受信偏波種別を逆にする制御を行い、
ＨΣ−ＨΣ、ＶΣ−ＨΣ、ＨΣ−ＶΣ、ＶΣ−ＶΣの観測データを前記第１のデータとして選別してポラリメトリＳＡＲ画像を生成する
ことを特徴とする付記１０に記載の観測方法。
（付記１７） 前記第２のスイッチの出力を、前記第１の偏波アンテナが受信するΔ信号または前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号のいずれかに固定する制御を行い、
前記第２のスイッチの出力が前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号に固定されている場合は前記第１の観測データ列と前記第２の観測データ列からポラリメトリＳＡＲ画像を生成し、
前記第２のスイッチの出力が前記第１の偏波アンテナが受信するΔ信号に固定されている場合は前記第１の観測データ列と前記第２の観測データ列から移動体検出画像を生成する
ことを特徴とする付記１０、１２、１５のいずれかの付記に記載の観測方法。
（付記１８） 前記第２のスイッチの出力を前記第１の偏波アンテナが受信するΔ信号に固定したとき、前記第１のスイッチをＨ偏波送信またはＶ偏波送信のいずれかに固定することを特徴とする付記１７に記載の観測方法。

１０、２０、３０、４０、５０ ポラリメトリＳＡＲ装置
１１１、２１１、３１１ Ｈ偏波アンテナ
１１２、２１２、３１２ Ｖ偏波アンテナ
１２１ 第１のスイッチ
１２２ 第２のスイッチ
１３１ 第１の受信機
１３２ 第２の受信機
１４０ 制御手段
１５０ 画像処理手段
２２１、２２２、２２３ スイッチ
２３１、２３２ 受信機
２４０ 送信機
２５０ 制御部
２６０ 画像処理装置
２６１ 分離処理
２６２ ポラリメトリＳＡＲ画像処理
２６３ 移動体検出処理
２７０ 記録部
２８１ サーキュレータ
４１０ Ｈ／Ｖ偏波共用Σ／Δアンテナ
５００、５０１、５０２ ポラリメトリＳＡＲ装置
５１１ Ｈ偏波アンテナ
５１２ Ｖ偏波アンテナ
５１３ ＭＴＩアンテナ（Ｆ）
５１４ ＭＴＩアンテナ（Ａ）
５２１、５２２、５２３ サーキュレータ
５３０ スイッチ
５４０、５４１ 送信機
５５１、５５２、５５３、５５４ 受信機
５６０、５６１ 制御器
５７０、５７１ 記録部
５８０、５８１ 画像処理装置

Claims (10)

1. 合成開口レーダ（ＳＡＲ：Synthetic Aperture Radar）のアンテナであって、少なくともいずれか片方が、２分割されたアンテナ面が進行方向に前後に配置されたΣ／Δアンテナである、Ｈ偏波送受信を行うＨ偏波アンテナとＶ偏波送受信を行うＶ偏波アンテナと、
   送信信号を送信パルス毎にＨ偏波送信とＶ偏波送信に切り替える第１のスイッチと、
   前記Ｈ偏波アンテナと前記Ｖ偏波アンテナのいずれか片方の前記Σ／Δアンテナである第１の偏波アンテナが受信する差（Δ）信号と他方の第２の偏波アンテナが受信する和（Σ）信号を前記送信パルス毎に切り替える第２のスイッチと、
   前記送信パルスを前記第１のスイッチと前記第２のスイッチに同期して出力する制御手段と、
   前記第１の偏波アンテナが受信するΔ信号と前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信し、第１の観測データ列を出力する第１の受信機と、
   前記第１の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信し、第２の観測データ列を出力する第２の受信機と、
   前記第１の観測データ列と前記第２の観測データ列からポラリメトリ観測に用いる第１のデータと移動体検出に用いる第２データとを選別し、該第１のデータからポラリメトリＳＡＲ画像を生成し、該第２のデータから移動体検出画像を生成する画像処理手段と、
   を備えることを特徴とするポラリメトリＳＡＲ装置。
2. 前記第１の偏波アンテナを前記Ｖ偏波アンテナ、前記第２の偏波アンテナを前記Ｈ偏波アンテナとした場合、
   前記制御手段は、２回の前記送信パルスを１セットとして、前記第１のスイッチが出力する送信偏波種別と前記第２のスイッチが出力する受信偏波種別を前記送信パルス毎に同一にして、Ｈ偏波Σ信号送信・Ｈ偏波Σ信号受信（ＨΣ−ＨΣ）、Ｖ偏波Σ信号送信・Ｖ偏波Δ信号受信（ＶΣ−ＶΔ）を前記第１の観測データとして、Ｈ偏波Σ信号送信・Ｖ偏波Σ信号受信（ＨΣ−ＶΣ）、Ｖ偏波Σ信号送信・Ｖ偏波Σ信号受信（ＶΣ−ＶΣ）を前記第２の観測データとして得られるように制御し、
   前記画像処理手段は、ＨΣ−ＨΣ、ＨΣ−ＶΣ、ＶΣ−ＶΣの観測データを前記第１のデータとして選別してポラリメトリＳＡＲ画像を生成し、ＶΣ−ＶΔ、ＶΣ−ＶΣの観測データを前記第２のデータとして選別して移動体検出画像を生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載のポラリメトリＳＡＲ装置。
3. 前記第２の偏波アンテナも前記Σ／Δアンテナであって、前記第２のスイッチは、該第２の偏波アンテナが受信するΔ信号と前記第１の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルス毎に切り替え、前記第１の受信機は、前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して前記第１の観測データ列を出力し、前記第２の受信機は、前記第１の偏波アンテナが受信するΣ信号と前記第２の偏波アンテナが受信するΔ信号を前記送信パルスに対応して受信して前記第２の観測データ列を出力することを特徴とする請求項１に記載のポラリメトリＳＡＲ装置。
4. 前記第１の偏波アンテナを前記Ｖ偏波アンテナ、前記第２の偏波アンテナを前記Ｈ偏波アンテナとした場合、
   前記制御手段は、２回の前記送信パルスを１セットとして、前記第１のスイッチが出力する送信偏波種別と前記第２のスイッチが出力する受信偏波種別を前記送信パルス毎に同一にして、Ｈ偏波Σ信号送信・Ｈ偏波Σ信号受信（ＨΣ−ＨΣ）、Ｖ偏波Σ信号送信・Ｈ偏波Σ信号受信（ＶΣ−ＨΣ）を前記第１の観測データとして、Ｈ偏波Σ信号送信・Ｈ偏波Δ信号受信（ＨΣ−ＨΔ）、Ｖ偏波Σ信号送信・Ｖ偏波Σ信号受信（ＶΣ−ＶΣ）を前記第２の観測データとして得られるように制御し、
   前記画像処理手段は、ＨΣ−ＨΣ、ＶΣ−ＨΣ、ＶΣ−ＶΣの観測データを前記第１のデータとして選別してポラリメトリＳＡＲ画像を生成し、ＨΣ−ＨΔ、ＨΣ−ＨΣの観測データを前記第２のデータとして選別して移動体検出画像を生成する
   ことを特徴とする請求項３に記載のポラリメトリＳＡＲ装置。
5. 前記第１の偏波アンテナが受信するΔ信号と前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルス毎に切り替える第３のスイッチを更に備え、
   前記制御手段は、前記第２のスイッチと前記第３のスイッチのいずれかのスイッチの切り替えをΣ信号に固定する制御を行い、
   前記第２のスイッチの切り替えがΣ信号に固定された場合、前記第１の受信機は、前記第１の偏波アンテナが受信するΔ信号と前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して前記第１の観測データ列を出力し、前記第２の受信機は、前記第１の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して前記第２の観測データ列を出力し、
   前記第３のスイッチの切り替えがΣ信号に固定された場合、前記第１の受信機は、前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して前記第１の観測データ列を出力し、前記第２の受信機は、前記第１の偏波アンテナが受信するΣ信号と前記第２の偏波アンテナが受信するΔ信号を前記送信パルスに対応して受信して前記第２の観測データ列を出力する
   ことを特徴とする請求項３に記載のポラリメトリＳＡＲ装置。
6. 前記Ｈ偏波アンテナと前記Ｖ偏波アンテナをＨ／Ｖ偏波共用Σ／Δアンテナで構成し、該Ｈ／Ｖ偏波共用Σ／Δアンテナが受信するＨ偏波とＶ偏波のそれぞれのΣ信号とΔ信号のうち、いずれか片方の第１の偏波で受信するΣ信号とΔ信号、および他方の第２の偏波で受信するΣ信号を使用して、
   前記第２のスイッチは、前記第１の偏波で受信するΔ信号と前記第２の偏波で受信するΣ信号を前記送信パルス毎に切り替え、
   前記第１の受信機は、前記第１の偏波で受信するΔ信号と前記第２の偏波で受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して第１の観測データ列を出力し、
   第２の受信機は、前記第２の偏波で受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して第２の観測データ列を出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載のポラリメトリＳＡＲ装置。
7. 前記制御手段は、３回の前記送信パルスを１セットとして、該１セットのうちの１回目と３回目の前記送信パルスのときは前記第１のスイッチが出力する送信偏波種別と前記第２のスイッチが出力する受信偏波種別を同一にし、２回目の前記送信パルスのときは前記第１のスイッチが出力する送信偏波種別と前記第２のスイッチが出力する受信偏波種別を逆にする制御を行い、
   前記画像処理手段は、ＨΣ−ＨΣ、ＶΣ−ＨΣ、ＨΣ−ＶΣ、ＶΣ−ＶΣの観測データを前記第１のデータとして選別してポラリメトリＳＡＲ画像を生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載のポラリメトリＳＡＲ装置。
8. 前記制御手段は、前記第２のスイッチの出力を、前記第１の偏波アンテナが受信するΔ信号または前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号のいずれかに固定する制御を行い、
   前記画像処理手段は、前記第２のスイッチの出力が前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号に固定されている場合は前記第１の観測データ列と前記第２の観測データ列からポラリメトリＳＡＲ画像を生成し、前記第２のスイッチの出力が前記第１の偏波アンテナが受信するΔ信号に固定されている場合は前記第１の観測データ列と前記第２の観測データ列から移動体検出画像を生成する
   ことを特徴とする請求項１、３、６のいずれかの付記に記載のポラリメトリＳＡＲ装置。
9. 前記制御手段は、前記第２のスイッチの出力を前記第１の偏波アンテナが受信するΔ信号に固定したとき、前記第１のスイッチをＨ偏波送信またはＶ偏波送信のいずれかに固定することを特徴とする請求項８に記載のポラリメトリＳＡＲ装置。
10. 合成開口レーダ（ＳＡＲ：Synthetic Aperture Radar）のアンテナであって、少なくともいずれか片方が、２分割されたアンテナ面が進行方向に前後に配置されたΣ／Δアンテナである、Ｈ偏波送受信を行うＨ偏波アンテナとＶ偏波送受信を行うＶ偏波アンテナに、送信信号を、第１のスイッチで送信パルス毎にＨ偏波送信とＶ偏波送信に切り替えて供給し、
    前記Ｈ偏波アンテナと前記Ｖ偏波アンテナのいずれか片方の前記Σ／Δアンテナである第１の偏波アンテナが受信する差（Δ）信号と他方の第２の偏波アンテナが受信する和（Σ）信号を、第２のスイッチで送信パルス毎に切り替え、
    前記送信パルスを前記第１のスイッチと前記第２のスイッチに同期して出力し、
    前記第１の偏波アンテナが受信するΔ信号と前記第２の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して第１の観測データ列を出力し、
    前記第１の偏波アンテナが受信するΣ信号を前記送信パルスに対応して受信して第２の観測データ列を出力し、
    前記第１の観測データ列と前記第２の観測データ列からポラリメトリ観測に用いる第１のデータと移動体検出に用いる第２データとを選別し、
    該第１のデータからポラリメトリＳＡＲ画像を生成し、該第２のデータから移動体検出画像を生成する
    ことを特徴とする観測方法。

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