JP2019090629A

JP2019090629A - 二次元走査型合成開口レーダー

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Publication number: JP2019090629A
Application number: JP2017217856A
Authority: JP
Inventors: 西野　有; Tamotsu Nishino; 有西野
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Priority date: 2017-11-11
Filing date: 2017-11-11
Publication date: 2019-06-13

Abstract

【課題】地中レーダーは、電磁波を地中深く伝達させるために低周波数の電磁波を用いる必要があり、対象物の解像度が低い。【解決手段】レーダーを搭載した飛行体を用いて、飛行方向と直交する方向に対して合成開口を行うことで２次元の合成開口を行い、低周波数のレーダーでも高い解像度を得る。また、飛行経路の間隔を不均一にすることで、所望の方向以外の利得が大きくなることを防ぐ。【選択図】図２

Description

本発明は、使用する周波数が低く、解像度が高い、二次元走査型合成開口レーダーに関するものである。

地中レーダーは、埋設物探査の他、地下インフラの埋設工事における先行埋設物の検知や、構造物、土壌、岩盤内の水分検査等に用いられる。一方、電磁波を地中深く伝達させるためには、波長の長い、低周波数の電磁波を用いる必要があり、対象物の解像度が低いという問題がある。

合成開口レーダーは、人工衛星や航空機に搭載して、遠距離から高い解像度を得るレーダー方式であり、低周波数の電磁波を用いたレーダーに適用することで、高い解像度が得られる。しかし、レーダーの移動方向に関してはアンテナ開口を合成することで解像度を高めることができるが、直交する方向に関しては電磁波の送信時間幅（パルス幅）を狭くしたり、周波数を変化させるなど、広い周波数帯域幅や、高い周波数の電磁波が必要であり、地中レーダーに適用することが困難である。

近年、ヘリコプタータイプの小型無人機が実用化され、それにカメラ等の撮影機器を搭載して地上の画像を撮影することで、広範囲に高い解像度の画像を得ることが可能となった。この技術はレーダーの搭載にも適用できる。

しかし、無人機の飛行方向と直交する方向の解像度が電磁波の送信時間幅や、掃引する周波数帯域幅で決まるため、地中深くまで到達する低い周波数での利用が難しい。

一方で、飛行方向と直交する方向に合成開口技術を適用する場合は、飛行経路の間隔を電磁波の波長の半分以下にしないと、複数の方向に対して大きな利得が得られるため、対象物の位置を特定することができず、現実的でない。

更に、合成開口技術を適用する場合は、レーダーからの電磁波を地上の広い範囲に放射する必要があるが、その為には十分高い高度を取る必要があるが、その場合は必要な電力も多くなり、他の電波機器への干渉が増大する。

大内和夫著「レーダの基礎」コロナ社２０１７年

特開平５−９３７７８号公報

非特許文献１の９章で紹介されている地中レーダーは、地面にほぼ接地した距離で地中に電磁波を放射し、その反射を計測している。地面から離れると、電磁波の放射方向が広くなり、目標の解像度は低くなる。

特許文献１、あるいは非特許文献１の８章で紹介されている合成開口レーダーは、離れた場所から、高い解像度を得る技術であるが、基本的には高速な飛行体を用い、１次元の移動方向に対して合成開口を行い、飛行方向と直交する方向は、短パルス波あるはチャープパルス波の反射により計測している。このため、広い周波数帯域幅が必要で、装置が複雑になる。

解決しようとする問題点は、高い場所から地中を計測することで、計測の効率を高めることである。

また、レーダーを搭載した飛行体を用いて、合成開口を行う際に、飛行方向と直交する方向に対しても合成開口を行う際の欠点である、複数の方向に対して大きな利得が得られてしまう現象、を解消することである。

本発明は、レーダーを搭載した飛行体を用いて、２次元平面内で合成開口することで、地上から離れていても高い解像度を保ったまま、計測効率を高めたことを特徴とする。

また、飛行方向と直交する方向に対して合成開口を行う際に、飛行経路の間隔を電磁波の波長の半分以上になっても、所望の方向以外の利得が大きくなることを防ぐために、飛行経路の間隔を不均一にすることを特徴とする。

また、本発明はレーダーを搭載した飛行体を用いて合成開口を行う際に、少ない放射電力で、大きな合成開口面を得るために、電磁波の放射方向を変化させることを特徴とする。

また、本発明はレーダーを搭載した飛行体を用いて合成開口を行う際に、飛行前に地上のGPS受信機の位置と、その近傍に置いたGPS受信機を備えた飛行体の位置を校正してから、測定を行うことで合成開口に必要な高い位置精度を保持することを特徴とする。

本発明のレーダーは、レーダーを搭載する飛行体の飛行経路を２次元とし、繰り返しの飛行経路の間隔を不均一にすることで、合成開口処理後の利得が所望の方向以外で大きくなることを防ぐという利点がある。

また、本発明のレーダーは、低い高度で電磁波の放射方向を変化させることで、少ない放射電力で、大きな合成開口面を得、ひいては高い解像度を得ることができるという利点がある。

図１は実施例１のレーダーと地上の被検知エリアを示した概略図である。図２は実施例１のレーダーの飛行経路を示した概略図である。図３は実施例１のレーダーの飛行経路に沿った合成開口の説明図である。図４は実施例１のレーダーの飛行経路と被検知エリアを示した説明図である。図５は実施例１のレーダーの飛行経路に沿った合成開口の利得の説明図である。図６は実施例２のレーダーの飛行経路の間隔を不均一にした場合の説明図である。図７は実施例２のレーダーの飛行経路の間隔を不均一にした場合の合成開口の利得の説明図である。図８は実施例３のレーダーの飛行経路の高さを変化した場合の説明図である。図９は実施例４のレーダーの飛行経路の高さと方向を変化した場合の説明図である。図１０は実施例５のレーダーの飛行経路の方向を変化させ、2回走査した場合の説明図である。図１１は実施例６のレーダーと地上の被検知エリアを示した概略図である。図１２は実施例６のレーダーの飛行経路と被検知エリアを示した説明図である。図１３は実施例７のレーダーの飛行速度とアンテナの回転速度を最適化した場合の被検知エリアを示した説明図である。図１４は実施例８のレーダーと被検知エリアを示した概略図である。図１５は実施例９のレーダーと被検知エリアを示した概略図である。図１６は実施例１０のレーダーと被検知エリアを示した概略図である。図１７は実施例１のレーダーの構成を示した説明図である。図１８は実施例６のレーダーの構成を示した説明図である。図１９は実施例１から８までのレーダーのデータを処理する設備の構成を示した説明図である。図２０は実施例１から７までの計算機の処理の手順を示した説明図である。

飛行方向と直交する方向に対して合成開口を行う際に、飛行経路の間隔を電磁波の波長の半分以上になっても、所望の方向以外の利得が大きくなることを防ぐという目的を、飛行経路を変更することで実現した。

また、少ない放射電力で、高い解像度を得るという目的を、電波の放射方向を時々刻々と変えることで実現した。

図１は、本発明装置の実施例１のレーダーと地上の被検知エリアを示した概略図であって、１０１はレーダーを搭載した無人機、１０２、１０３、１０４は無人機１０１に搭載されたレーダーから放射された電磁波を十分強く受けることで、その場に存在する物体を検知され得る被検知エリアである。

無人機１０１に搭載されたレーダーは地上方向に向けて短時間の電磁波を繰り返し放射し、その反射波を受信する。無人機１０１は、電磁波を放射する送信機と送信用アンテナ、電磁波を受信する受信機と受信用アンテナ、受信した電磁波を記録する記録部を備え、あらかじめ決められた飛行経路に沿って飛行する。地上で電磁波を受ける範囲は、被検知エリア１０２、被検知エリア１０３、被検知エリア１０４の順に、無人機１０１の飛行経路に沿って移動する。

図２は、本発明装置の実施例１のレーダーの飛行経路を示した概略図であって、２０１はレーダーを搭載した無人機、２０２は無人機２０１の飛行経路、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８、２１９、２２０、２２１は地上の被検知エリアである。

無人機２０１は、飛行経路２０２に沿って飛行し、地上に向けて電磁波を放射する。飛行経路２０２は直線で飛行した後、折り返し、直前の飛行経路から若干はなれた直線を逆方向に飛行する経路である。被検知エリア２１０〜２１５は折り返す前の被検知エリア、被検知エリア２１６〜２２１は、折り返した後の被検知エリアである。被検知エリア２１０〜２１５で覆われる被検知エリアと、被検知エリア２１６〜２２１で覆われる被検知エリアは半分以上が重なるように飛行経路２０２は計画されることが望ましい。これにより、被検知エリアのどの地点も、少なくとも2つ以上の直線の飛行経路から電磁波を受けることができ、少なくとも折り返す前後の直線部分の間隔以上の合成開口径のアンテナ径に相当する解像度が得られる。

図３は、本発明装置の実施例１のレーダーの飛行経路に沿った合成開口の説明図であって、３０１は飛行経路の直線部をu軸とした際の時刻ｔ１での無人機の位置、３０２〜３０９も同様に時刻ｔ２から時刻ｔ９までのu軸上の無人機の位置、３２０は地上の位置P、３２１は地上の位置Q、３３１は時刻ｔ１の無人機の位置３０１と地上の位置Pとの距離、３３２〜３３９は同様に時刻ｔ２から時刻ｔ９の無人機の位置と、地上の点Pとの距離、３４１は時刻ｔ１の無人機の位置３０１と地上の位置Qとの距離、３４２〜３４９は同様に時刻ｔ２から時刻ｔ９の無人機の位置と、地上の点Qとの距離である。

距離３３１〜３３９に応じて、受信した電磁波の位相を調整して加算することで、地上の点Pからの反射波に対するレーダーの利得を最大にすることができる。例えば、距離３３１〜３３９の中で最も短いものが距離３３３の場合、距離３３２と距離３３３の差をＬとすると、時刻ｔ２の位置３０２から放射された電磁波が地上のP点３２０で反射し、再び時刻ｔ２の位置３０２で受信される時間は、時刻ｔ３の位置３０３から放射された電磁波が地上のP点３２０で反射し、再び時刻ｔ３の位置３０３で受信される時間に比べて以下の数式１であらわされる△T（ｔ２）の２倍だけ遅れる。ここでCは光速である。従って、周波数をｆとすると電磁波の位相としては数式２であらわされる角度△θ（ｔ２）だけ遅れる。そこで、時刻ｔ３の位置３０３から放射された電磁波が地上のP点３２０で反射し、再び時刻ｔ３の位置３０３で受信した信号と、時刻ｔ２の位置３０２から放射された電磁波が地上のP点３２０で反射し、再び時刻ｔ２の位置３０２で受信される受信した信号の位相を△θ（ｔ２）戻した信号（時間的に早くした信号）を加算することで、地上のP点３２０で反射した電磁波の振幅を大きくし、かつ他の点で反射した電磁波の振幅を抑圧することができる。同様な信号処理を無人機の位置、３０１、３０４〜３０９で行うことで、地上のP点３２０で反射した電磁波の振幅をさらに大きくし、かつ他の点で反射した電磁波の振幅をさらに抑圧することができる。

数式１

数式２

同様に、距離３４１〜３４９の距離の差を用いて、地上のP点３２０で行った処理を行うことで、地上のＱ点３２１で反射した電磁波の振幅を大きくすることができる。

図４は、本発明装置の実施例１のレーダーの飛行経路と被検知エリアを示した説明図であって、４０１は無人機が測定開始の位置にあるときの地上の被検知エリア、４０２は検知開始から最初にＹ軸方向へ直進する飛行経路、４０３は直線の飛行経路４０２からＸ方向へ決められた距離だけ離れて折り返すため飛行経路、４０４は、折り返すための飛行経路４０３で飛行経路４０２からＸ方向へ決められた距離だけ離れてＹ軸方向を負の方向へ飛行する飛行経路、４０５は直線の飛行経路４０４からＸ方向へ決められた距離だけ離れて折り返すため飛行経路、４０６は、折り返すための飛行経路４０５で飛行経路４０４からＸ方向へ決められた距離だけ離れてＹ軸方向へ飛行する飛行経路、４０７は直線の飛行経路４０６からＸ方向へ決められた距離だけ離れて折り返すため飛行経路、４０８は、折り返すための飛行経路４０７で飛行経路４０６からＸ方向へ決められた距離だけ離れてＹ軸方向を負の方向へ飛行する飛行経路、４０９は無人機が検知終了の位置にあるときの地上の被検知エリア、４１０は無人機が飛行経路４０２にあるときの地上の被検知エリア、４１１は無人機が飛行経路４０４にあるときの地上の被検知エリア、４１２は無人機が飛行経路４０６にあるときの地上の被検知エリア、４１３は無人機が飛行経路４０８にあるときの地上の被検知エリア、４２０は飛行経路４０２と飛行経路４０４の間隔ｄ、４２１は飛行経路４０４と飛行経路４０６の間隔ｄ、４２２は飛行経路４０６と飛行経路４０８の間隔ｄである。

無人機に搭載されたレーダーからの電磁波は検知開始時に被検知エリア４０１に放射される。無人機が飛行経路４０２に沿って移動しながら電磁波を放射するため、被検知エリア４１０のすべての範囲でレーダーからの電磁波を受け、その範囲にある物体は電磁波を反射することで検知される。次に、無人機は折り返す飛行経路４０３を経て飛行経路４０２からＸ方向へ間隔４２０（ｄ）離れた飛行経路４０４に沿って移動し電磁波を放射するため、被検知エリア４１１のすべての範囲でレーダーからの電磁波を受け、その範囲にある物体は電磁波を反射することで検知される。同様に無人機が飛行経路４０６、飛行経路４０８に沿って移動することで、被検知エリア４１２、被検知エリア４１３にある物体は電磁波を反射することで検知される。

図５は、本発明の実施例１のレーダーの飛行経路に沿った合成開口の利得の説明図であって、５０１は合成開口の利得、５０２は合成開口による電磁波を受信するＸ軸の方向（角度）、５０３は電磁波を受信する方向と合成開口の利得の関係、５０４は合成開口の目標となるＸ軸の方向Ｓｏ、５０５はグレーティングローブの発生する方向の間Ｓｇである。

図３で説明したように地上の一点からの反射波の振幅を大きくし、他の地点からの反射波の振幅を抑圧する場合、Y軸方向では観測点の間隔を十分狭くできるが、X軸方向では図４のｄの間隔を狭くすると飛行時間が長くなり、現実的でない。ｄが波長に比べて大きい場合、数式２で示すLが大きくなることから、地上でわずかに離れた別の地点でも、高い利得が得られてしまい、複数の方向からの反射波の振幅が大きくなってしまうグレーティングローブという現象が存在する。

この時、複数の周波数の電磁波を使用すると、周波数毎にＳｇが異なるため、ＳｏとＳｏにＳｇの整数倍を加えた方向も異なり、したがって合成開口の目標となるＸ軸の方向Ｓｏからの反射波を識別できる。この時、異なる周波数は多ければ多いほどよく、また、周波数を時間的に変化させる方法でもよい。

図６は、本発明装置の実施例２のレーダーの飛行経路の間隔を不均一にした場合の説明図であって、６０１は無人機が測定開始の位置にあるときの地上の被検知エリア、６０２は検知開始から最初にＹ軸方向へ直進する飛行経路、６０３は直線の飛行経路６０２からＸ方向へ決められた距離だけ離れて折り返すため飛行経路、６０４は折り返すための飛行経路６０３で飛行経路６０２からＸ方向へ決められた距離だけ離れてＹ軸方向を負の方向へ飛行する飛行経路、６０５は直線の飛行経路６０４からＸ方向へ決められた距離だけ離れて折り返すため飛行経路、６０６は、折り返すための飛行経路６０５で飛行経路６０４からＸ方向へ決められた距離だけ離れてＹ軸方向へ飛行する飛行経路、６０７は直線の飛行経路６０６からＸ方向へ決められた距離だけ離れて折り返すため飛行経路、６０８は、折り返すための飛行経路６０７で飛行経路６０６からＸ方向へ決められた距離だけ離れてＹ軸方向を負の方向へ飛行する飛行経路、６０９は無人機が検知終了の位置にあるときの地上の被検知エリア、６１０は無人機が飛行経路６０２にあるときの地上の被検知エリア、６１１は無人機が飛行経路６０４にあるときの地上の被検知エリア、６１２は無人機が飛行経路６０６にあるときの地上の被検知エリア、６１３は無人機が飛行経路６０８にあるときの地上の被検知エリア、６２０は飛行経路６０２と飛行経路６０４の間隔ｄ１、６２１は飛行経路６０４と飛行経路６０６の間隔ｄ２、６２２は飛行経路６０６と飛行経路６０８の間隔ｄ３である。

図４の場合と同様に、無人機に搭載されたレーダーからの電磁波は検知開始時に被検知エリア６０１に放射される。無人機が飛行経路６０２に沿って移動しながら電磁波を放射するため、被検知エリア６１０のすべての範囲でレーダーからの電磁波を受け、その範囲にある物体は電磁波を反射することで検知される。次に、無人機は折り返す飛行経路６０３を経て飛行経路６０２からＸ方向へ間隔６２０（ｄ１）離れた飛行経路６０４に沿って移動し電磁波を放射するため、被検知エリア６１１のすべての範囲でレーダーからの電磁波を受け、その範囲にある物体は電磁波を反射することで検知される。同様に無人機が飛行経路６０６、飛行経路６０８に沿って移動することで、被検知エリア６１２、被検知エリア６１３にある物体は電磁波を反射することで検知される。

図７は、本発明の実施例２のレーダーの飛行経路の間隔を不均一にした場合の合成開口の利得の説明図であって、７０１は合成開口の利得、７０２は合成開口による電磁波を受信する方向、７０３は電磁波を受信する方向と合成開口の利得の関係、７０４は合成開口の目標となるＸ軸の方向Ｓｏ、７０５はグレーティングローブの発生する方向の間Ｓｇ、７１０は一番利得の大きいグレーティングローブの利得、７１１はSo方向の利得、７１２はSo方向の利得７１１と一番利得の大きいグレーティングローブの利得７１０の差である。

図６のように飛行した場合は、目標となるＸ軸の方向Ｓｏに対する数式２のLの値が各観測点で異なるため、図７のようにグレーティングローブの利得は小さくなる。

図８は、本発明装置の実施例３のレーダーの飛行経路の高さを変化した場合の説明図であって、８０１は無人機が測定開始の位置にあるときの地上の被検知エリア、８０２は検知開始から最初にＹ軸方向へ直進する飛行経路、８０３は直線の飛行経路８０２からＸ方向へ決められた距離だけ離れて折り返すため飛行経路、８０４は、折り返すための飛行経路８０３で飛行経路８０２からＸ方向へ決められた距離だけ離れてＹ軸方向を負の方向へ飛行する飛行経路、８０５は直線の飛行経路８０４からＸ方向へ決められた距離だけ離れて折り返すため飛行経路、８０６は、折り返すための飛行経路８０５で飛行経路８０４からＸ方向へ決められた距離だけ離れてＹ軸方向へ飛行する飛行経路、８０７は直線の飛行経路８０６からＸ方向へ決められた距離だけ離れて折り返すため飛行経路、８０８は、折り返すための飛行経路８０７で飛行経路８０６からＸ方向へ決められた距離だけ離れてＹ軸方向を負の方向へ飛行する飛行経路、８０９は無人機が検知終了の位置にあるときの地上の被検知エリア、８１０は無人機が飛行経路８０２にあるときの地上の被検知エリア、８１１は無人機が飛行経路８０４にあるときの地上の被検知エリア、８１２は無人機が飛行経路８０６にあるときの地上の被検知エリア、８１３は無人機が飛行経路８０８にあるときの地上の被検知エリア、８２０は飛行経路８０２と飛行経路８０４の間隔ｄ１、８２１は飛行経路８０４と飛行経路８０６の間隔ｄ２、８２２は飛行経路８０６と飛行経路８０８の間隔ｄ３、８３０は折り返すため飛行経路８０３上で飛行高度を飛行経路８０２より下げる位置、８３１は折り返すため飛行経路８０５上で飛行高度を飛行経路８０２より上げる位置、８３２は折り返すため飛行経路８０７上で飛行高度を飛行経路８０２と同じ高さまで下げる位置である。

このように飛行した場合も、目標となるＸ軸の方向Ｓｏに対する数式２のLの値が各観測点で異なることに加え、高度も不均一になることで更にLが変化するため、グレーティングローブの利得はさらに小さくなる。

図９は、本発明装置の実施例４のレーダーの飛行経路の高さと方向を変化した場合の説明図であって、９０１は無人機が測定開始の位置にあるときの地上の被検知エリア、９０２は検知開始から最初にＹ軸方向へ直進する飛行経路、９０３は直線の飛行経路９０２から方向を変えて折り返すため飛行経路、９０４は、折り返すための飛行経路９０３で飛行経路９０２から方向を変えて直進する飛行経路、９０５は直線の飛行経路９０４から方向を変えて折り返すための飛行経路、９０６は、折り返すための飛行経路９０５で飛行経路９０４から方向を変えて直進する飛行経路、９０７は直線の飛行経路９０６から方向を変えて折り返すため飛行経路、９０８は、折り返すための飛行経路９０７で飛行経路９０６から方向を変えて直進する飛行経路、９０９は無人機が検知終了の位置にあるときの地上の被検知エリア、９１０は無人機が飛行経路９０２にあるときの地上の被検知エリア、９１１は無人機が飛行経路９０４にあるときの地上の被検知エリア、９１２は無人機が飛行経路９０６にあるときの地上の被検知エリア、９１３は無人機が飛行経路９０８にあるときの地上の被検知エリア、９３０は折り返すため飛行経路９０３上で飛行高度を飛行経路９０２より下げる位置、９３１は折り返すため飛行経路９０５上で飛行高度を飛行経路９０２より上げる位置、９３２は折り返すため飛行経路９０７上で飛行高度を飛行経路９０２と同じ高さまで下げる位置である。

このように飛行した場合、折り返すため飛行経路９０３、９０５、９０７での折り返す角度が１８０度ではないため、Yの値が異なるX軸上でのLの値が異なる。従って、目標となるＸ軸の方向Ｓｏに対する数式２のLの値が各観測点で異なることに加え、高度も不均一になることで更にLが変化するため、グレーティングローブの利得はさらに小さくなる。

図１０は、本発明装置の実施例５のレーダーの飛行経路の方向を変化させ、２回走査した場合の説明図であって、１００１は無人機のＹ軸方向に沿った測定開始の位置、１００２はＹ軸方向に飛行し、途中で３回折り返したあと、Ｘ軸方向に沿った測定の開始位置、１００３はＸ軸方向に飛行し、途中で３回折り返したあとの測定終了の位置、１０１０は測定開始の位置１００１から最初に折り返した際に移動したＸ軸方向の間隔ｄ１、１０１１は測定開始の位置１００１から2回目に折り返した際に移動したＸ軸方向の間隔ｄ２、、１０１２は測定開始の位置１００１から３回目に折り返した際に移動したＸ軸方向の間隔ｄ３、１０１４はＸ軸方向に沿った測定開始の位置１００２から最初に折り返した際に移動したＹ軸方向の間隔ｄ４、１０１５はＸ軸方向に沿った測定開始の位置１００２から２回目に折り返した際に移動したＹ軸方向の間隔ｄ５、１０１６はＸ軸方向に沿った測定開始の位置１００２から３回目に折り返した際に移動したＹ軸方向の間隔ｄ６である。

このように飛行した場合、Ｙ軸方向に沿って測定した際の受信信号だけでなく、Ｘ軸方向に沿って測定した際の受信信号を用いて合成開口を行うことができるため、グレーティングローブはほとんど発生しない。

図１１は、本発明装置の実施例６のレーダーと地上の被検知エリアを示した概略図であって、１１０１はレーダーを搭載した無人機、１１０２、１１０３は被検知エリアである。

無人機１１０１に搭載されたレーダーは地上方向に向けて短時間の電磁波を繰り返し放射し、その反射波を受信する。無人機１１０１は、電磁波を放射する送信機と送信用アンテナ、電磁波を受信する受信用アンテナ、送信用アンテナと受信用アンテナを同時に鉛直方向に対して回転させる回転装置、受信した電磁波を記録する記録部を備え、あらかじめ決められた飛行経路に沿って飛行しながら、アンテナの方向を鉛直方向に対して回転させる。アンテナは鉛直方向から角度を付けて装着されており、地上で電磁波を受ける被検知エリアは、無人機の下を回転する。被検知エリア１１０２、被検知エリア１１０３は、無人機１１０１の飛行経路に沿って回転しながら移動する。

図１２は、本発明装置の実施例６のレーダーの飛行経路と被検知エリアを示した説明図であって、１２０１はレーダーを搭載した無人機、１２０２は無人機１２０１の飛行経路、１２１０は時刻Ｔｏの無人機１２０１の位置、１２１１は時刻Ｔｏ＋△Ｔ秒後の無人機１２０１の位置、１２１２は時刻Ｔｏ＋２△Ｔ秒後の無人機１２０１の位置、１２１３は時刻Ｔｏ＋３△Ｔ秒後の無人機１２０１の位置、１２１４は時刻Ｔｏ＋４△Ｔ秒後の無人機１２０１の位置、１２１５は時刻Ｔｏ＋５△Ｔ秒後の無人機１２０１の位置、１２１６は時刻Ｔｏ＋６△Ｔ秒後の無人機１２０１の位置、１２１７は時刻Ｔｏ＋７△Ｔ秒後の無人機１２０１の位置、１２１８は時刻Ｔｏ＋８△Ｔ秒後の無人機１２０１の位置、１２２０は時刻Ｔｏの被検知エリア、１２２１は時刻Ｔｏ＋△Ｔ秒後の被検知エリア、１２２２は時刻Ｔｏ＋２△Ｔ秒後の被検知エリア、１２２３は時刻Ｔｏ＋３△Ｔ秒後の被検知エリア、１２２４は時刻Ｔｏ＋４△Ｔ秒後の被検知エリア、１２２５は時刻Ｔｏ＋５△Ｔ秒後の被検知エリア、１２２６は時刻Ｔｏ＋６△Ｔ秒後の被検知エリア、１２２７は時刻Ｔｏ＋７△Ｔ秒後の被検知エリア、１２２８は時刻Ｔｏ＋８△Ｔ秒後の被検知エリア、１２３０は無人機１２０１の折り返す飛行経路である。

無人機１２０１に搭載されたレーダーはその送信用アンテナと受信用アンテナを鉛直方向から角度を付けて装着し、かつ鉛直方向に対して回転させる機能を有しているため、時刻Ｔｏに飛行経路上の位置１２１０にいるが、被検知エリア１２２０は位置１２１０の真下ではなく、進行方向の‐１８０度の方向にある。△Ｔ秒後に無人機１２０１は飛行経路上の位置１２１１に達するが、アンテナ方向が△Ｔ秒間で時計回りに４５度回転するため、被検知エリア１２２１は位置１２１１の進行方向から時計回りで‐１３５度の方向に移動する。同様に２△Ｔ秒後に位置１２１２の進行方向から時計回りで‐９０度の方向に移動する。このように無人機１２０１が、位置１２１３、１２１４、１２１５、１２１６、１２１７と飛行経路を進むと、電磁波を受けるエリアは、被検知エリア１２２２，１２２３，１２２４，１２２５，１２２６，１２２７と移動し、位置１２２８で、進行方向の‐１８０度の方向の被検知エリア１２２８となる。また、図に点線で示すように時刻Toの△Ｔ秒前、２△Ｔ秒前、３△Ｔ秒前、４△Ｔ秒前の被検知エリアも、被検知エリア１２２４，１２２５，１２２６，１２２７を飛行経路に沿って平行移動したエリアとなる。

この実施例６では、△T秒間に４５度回転することで説明しているが、実際には無人機１２０１の速度や高度、アンテナの電磁波の放射角度に応じて、最適な値とするのが望ましい。

このように飛行することで、1つの飛行経路でも、アンテナを固定した場合に比べてより広いエリアを検知することが可能となり、低い高度で飛行し、電磁波を放射した一瞬一瞬での被検知エリアが狭くても、全体としての合成開口のエリアを広くとることが可能で、その結果として目標に対する解像度を高くできる。

図１３は、本発明装置の実施例７のレーダーの飛行経路と被検知エリアを示した説明図であって、１３０１はレーダーを搭載した無人機、１３０２は無人機１３０１の飛行経路、１３１０は時刻Ｔｏの無人機１３０１の位置、１３１１は時刻Ｔｏ＋△Ｔ秒後の無人機１３０１の位置、１３１２は時刻Ｔｏ＋２△Ｔ秒後の無人機１３０１の位置、１３１３は時刻Ｔｏ＋３△Ｔ秒後の無人機１３０１の位置、１３１４は時刻Ｔｏ＋４△Ｔ秒後の無人機１３０１の位置、１３１５は時刻Ｔｏ＋５△Ｔ秒後の無人機１３０１の位置、１３１６は時刻Ｔｏ＋６△Ｔ秒後の無人機１３０１の位置、１３１７は時刻Ｔｏ＋７△Ｔ秒後の無人機１３０１の位置、１３１８は時刻Ｔｏ＋８△Ｔ秒後の無人機１３０１の位置、１３２０は時刻Ｔｏの被検知エリア、１３２１は時刻Ｔｏ＋△Ｔ秒後の被検知エリア、１３２２は時刻Ｔｏ＋２△Ｔ秒後の被検知エリア、１３２３は時刻Ｔｏ＋３△Ｔ秒後の被検知エリア、１３２４は時刻Ｔｏ＋４△Ｔ秒後の被検知エリア、１３２５は時刻Ｔｏ＋５△Ｔ秒後の被検知エリア、１３２６は時刻Ｔｏ＋６△Ｔ秒後の被検知エリア、１３２７は時刻Ｔｏ＋７△Ｔ秒後の被検知エリア、１３２８は時刻Ｔｏ＋８△Ｔ秒後の被検知エリア、１３３０は無人機１３０１の折り返す飛行経路である。

実施例７では、無人機１３０１の飛行速度を場所ごとに変化させており、時間△T秒間にレーダーが移動する距離が各時刻で異なる。例えば、時刻Tｏから時刻Ｔｏ＋△Ｔの間に進む距離は短く、時刻Ｔｏ＋＋４△Ｔ秒後まで徐々に速度を上げている。その後、時刻Ｔｏ＋８△Ｔ秒後まで徐々に速度を落としている。そのため、実施例６で見られるような被検知エリアの隙間がなくなり、検知するための情報が不足する地上の個所が少なくなる。

また、ここでは無人機の速度を変化させているが、アンテナの回転速度を変化させることでも同様な効果が得られる。

実施例６、実施例７ではアンテナを回転させる必要があるが、無人機に回転機構を備えて回転機構にレーダー装置を搭載する方式でも、無人機自体を回転する方式でもよい。

また、実施例６、実施例７では鉛直方向に対してアンテナを回転させているが、他の方向に対して回転させることで、より広いエリアを検知することも可能である。

図１４は、本発明装置の実施例８のレーダーと被検知エリアを示した概略図であって、１４０１はレーダーの電磁波を送信する無人機、１４０２はレーダーの電磁波を受信する無人機、１４０３は被検知エリア、１４０４は地上の目標位置、１４０５は無人機１４０１に搭載されたレーダーから放射された電磁波が地上の点１４０４で反射し、無人機１４０２に搭載されたレーダーで受ける際の距離、１４０６は無人機１４０１に搭載されたレーダーから放射された電磁波を、無人機１４０２に搭載されたレーダーで直接受ける際の距離、１４１０は距離１４０６と距離１４０５の位相差が位置１４０４と同じ地上の位置をつないだ曲線のうち位置１４０４を通る曲線、１４１１、１４１２は距離１４０６と距離１４０５の位相差が位置１４０４と同じ地上の位置をつないだ曲線のうち位置１４０４を通らない曲線である。

無人機１４０１と無人機１４０２の位置から、目標の位置１４０４を決めると、距離１４０６と距離１４０５の位相差が計算できる。被検知エリア１４０３内で、計算された位相差を生じさせる地上の点は、目標の位置１４０４を通る曲線１４１０、および目標の位置１４０４を通らない曲線１４１１、１４１２があるが、無人機１４０１、１４０２が移動すると曲線１４１０、１４１１、１４１２は位置１４０４を通りつつ、間隔や方向が変化する。従って、広い範囲で無人機１４０１と無人機１４０２が飛行し様々な角度から位置１４０４に電磁波を放射し、その反射波を受けることができれば、大きな合成開口を得つつ、特定の目標に関する利得を上げることができる。

実施例８では、レーダーの電磁波を送信する無人機が１台、レーダーの電磁波を受信する無人機が１台ずつ飛行する例であるが、それぞれ複数台を飛行させることも可能であり、その場合はレーダーの送信する周波数をそれぞれ異なるものとし、一方で、電磁波を受信する無人機は、すべての送信周波数の周波数を同時に受信することで、より精度の高い合成開口を得ることができる。また、このとき、ある規則に従って各無人機の電磁波の周波数を切り替えることで、さらに精度の高い合成開口を得ることができる。

図１５は、本発明装置の実施例９のレーダーと被検知エリアを示した概略図であって、１５０１はレーダーの電磁波を送信する無人機、１５０２はレーダーの電磁波を受信する地上機、１５０３は被検知エリア、１５０４は地上の目標位置、１５０５は無人機１５０１に搭載されたレーダーから放射された電磁波が地上の点１５０４で反射し、地上機１５０２に搭載されたレーダーで受ける際の距離、１５０６は無人機１５０１に搭載されたレーダーから放射された電磁波を、地上機１５０２に搭載されたレーダーで直接受ける際の距離である。

動作の仕組みは実施例８と同じであるが、レーダーの電磁波を受信する地上機１５０２は大きくても良いため、受信したデータを保存し、解析することが容易となる。

また、地上機１５０２に複数の受信アンテナを搭載し、それぞれの受信アンテナで受信した信号の位相を変えて合成することで、受信アンテナの向きを変えずに、被検知エリア１５０３の位置を移動させることが可能である。また、位相を変える操作を、計算機上で行うことで、複数の被検知エリアを得ることができ、そのため複数の離れた位置を飛行している各無人機から放射される電磁波をそれぞれの無人機に対して最も効率の高い被検知エリアを作り、かつ同時に受信することができる。

図１６は、本発明装置の実施例１０のレーダーと被検知エリアを示した概略図であって、１６０１はレーダーの電磁波を送信する地上機、１６０２はレーダーの電磁波を受信する無人機、１６０３は被検知エリア、１６０４は地上の目標位置、１６０５は地上機１６０１に搭載されたレーダーから放射された電磁波が地上の点１６０４で反射し、無人機１６０２に搭載されたレーダーで受ける際の距離、１６０６は地上機１６０１に搭載されたレーダーから放射された電磁波を、無人機１６０２に搭載されたレーダーで直接受ける際の距離である。

動作の仕組みは実施例８と同じであるが、レーダーの電磁波を送信する地上機１６０２は大きくても良いため、大電力の電磁波を送信することが容易であり、被検知エリアを大きくすることが可能となる。

図１７は、本発明装置の実施例１のレーダーの構成を示した説明図であって、１７０１は制御装置、１７０２は発信器、１７０３はレーダー送信機、１７０４はレーダー送信アンテナ、１７０５はレーダー受信アンテナ、１７０６はレーダー受信機、１７０７はＡＤ変換器、１７０８はＡＤ変換器、１７０９は無人機の位置検出器、１７１０は記録装置、１７１１はデータ送信機、１７１２はデータ送信アンテナである。

制御装置１７０１の指示で、発信器１７０２からの信号と同じ周波数の電磁波をレーダー信号送信器１７０３が作成し、レーダー送信アンテナ１７０４から放射する。地上からの反射波はレーダー受信アンテナ１７０５で受け、レーダー受信機１７０６で受信する。受信した信号はＡＤ変換器１７０７で振幅と位相をデジタル化する。また、レーダー送信機で作成した電磁波の一部もＡＤ変換器１７０８で振幅と位相をデジタル化する。デジタル化された送信信号と受信信号は、位置検出器１７０９で検出された無人機の位置の情報と共に記録装置１７１０に記録される。記録装置１７１０に記録された信号は制御装置１７０１の指示によりデータ送信機に送られ、データ送信１７１２から送信される。

図１８は、本発明装置の実施例６のレーダーの構成を示した説明図であって、１８０１は制御装置、１８０２は発信器、１８０３はレーダー送信機、１８０４はレーダー送信アンテナ、１８０５はレーダー受信アンテナ、１８０６はレーダー受信機、１８０７はＡＤ変換器、１８０８はＡＤ変換器、１８０９は無人機の位置検出器、１８１０は記録装置、１８１１はデータ送信機、１８１２はデータ送信アンテナ、１８２０はアンテナ回転装置、１８２１はアンテナ方向検出装置である。

制御装置１８０１の指示で、発信器１８０２からの信号と同じ周波数の電磁波をレーダー信号送信器１８０３が作成し、レーダー送信アンテナ１８０４から放射する。地上からの反射波はレーダー受信アンテナ１８０５で受け、レーダー受信機１８０６で受信される。レーダー送信アンテナ１８０４と、レーダー受信アンテナ１８０５を、同一の方向を向いて搭載し、またアンテナ回転装置１８２０により、鉛直方向に対して回転し、受信した信号はＡＤ変換器１８０７で振幅と位相をデジタル化する。また、レーダー送信機で作成した電磁波の一部もＡＤ変換器１８０８で振幅と位相をデジタル化する。デジタル化された送信信号と受信信号は、位置検出器１８０９で検出された無人機の位置の情報と、アンテナ方向検出装置１８２１で検出されたアンテナ方向の情報と共に記録装置１８１０に記録される。記録装置１８１０に記録された信号は制御装置１８０１の指示によりデータ送信機に送られ、データ送信１８１２から送信される。

図１９は、本発明装置の実施例１から８までのレーダーのデータを処理する設備の構成を示した説明図であって、１９０１はデータ受信アンテナ、１９０２はデータ受信機、１９０３は復号装置、１９０４は計算機、１９０５は表示器である。

無人機のデータ送信機から送信されたデータをデータ受信アンテナ１９０１を介して、データ受信機１９０２で受信し、復号装置１９０３でデジタル化する。デジタル化した受信信号を計算機１９０４で計算し、結果を表示器１９０５で表示する。

実施例８、９のレーダーのデータを処理する設備の構成では、データ受信アンテナ１９０１を介して、データ受信機１９０２が不要でデジタル化した受信信号を、そのまま計算機１９０４に入力する。

図２０は、本発明装置の実施例１から７までの計算機の処理の手順を示した説明図であって、２００１〜２００９は計算機の処理の手順である。

手順２００１は地上の目標の座標を設定する手順であり、地表面のすべての点からの反射波の強度を求める場合には、それらのすべての点に関して以下の手順を行う。また、深さが異なる点からの反射波の強度を求める場合も、それらのすべての点に関して以下の手順を行う。手順２００２は飛行した無人機の位置をレーダーの位置座標として設定する。基本的には、飛行経路上で電磁波を放射した位置のすべてで、以下の処置を行う。無人機の位置座標と、レーダーのアンテナの位置座標が異なる場合には、正しいアンテナの位置座標になるよう補正する。手順２００３は手順２００１で設定した地上の目標の座標と、手順２００２で設定したレーダーの位置座標の間の距離を計算する。手順２００４は手順２００３で得られた距離から位相変化分を計算し、受信信号の位相からその２倍の値を差し引いて受信信号の位相とする。位相変化分は、レーダーが放射する電磁波の周波数の１波長の長さを３６０度として計算する。手順２００５はレーダー送信アンテナのアンテナパターン（放射パターン）と、レーダー受信アンテナのアンテナパターンと、手順２００２で設定したレーダーの位置にレーダーがいたときのアンテナの方向から、手順２００１で設定した目標の座標の方向のアンテナ利得を計算する。手順２００６は手順２００４で得られた受信信号と、手順２００５で得られたアンテナ利得を乗算し受信信号とする。手順２００７はすべてのレーダーの位置座標に関して手順２００６で得られた受信信号の和を取る。手順２００８は上記の手順を必要な地上の目標のすべてに対して行う。手順２００９は地表面のすべての点からの受信信号を出力する。

上記の手順では地表面の高さ方向の座標はあらかじめわかっているもの、あるいは固定したものとして記載しているが、地表の平面の各位置でもっとも反射が早い高さを地表の座標としてもよい。その場合は、十分高さの高い部分から上記処理の手順を実施することで地表面を知ることができる。

上記の手順では無人機の位置は正確であることを想定しているが、実際は誤差が生じる。その誤差を、パラメータを含む関数で表し、測定結果と実際の地上の形状に合うようにパラメータを調整することで、無人機の位置の精度を高め、それにより、地中の目標物の精度を上げることができる。

埋設物探査の他、地下インフラの埋設工事における先行埋設物の検知や、構造物、土壌、岩盤内の水分検査等に用いられる地中レーダーにおいて、低周波数の電磁波を用いることで電磁波を地中深く伝達させ、かつ高い解像度を得ることができる。また、省電力化のため、少ない電力の電磁波を低い高度で放射しても、広い合成開口を実現し、したがって高い解像度を得ることができる。

１０１無人機、
１０２被検知エリア
１０３被検知エリア
１０４被検知エリア

２０１無人機、
２０２飛行経路、
２１０被検知エリア、
２１１被検知エリア
２１２被検知エリア
２１３被検知エリア
２１４被検知エリア
２１５被検知エリア
２１６被検知エリア
２１７被検知エリア
２１８被検知エリア
２１９被検知エリア
２２０被検知エリア
２２１被検知エリア

３０１時刻ｔ１の無人機の位置
３０２時刻ｔ２の無人機の位置
３０３時刻ｔ３の無人機の位置
３０４時刻ｔ４の無人機の位置
３０５時刻ｔ５の無人機の位置
３０６時刻ｔ６の無人機の位置
３０７時刻ｔ７の無人機の位置
３０８時刻ｔ８の無人機の位置
３０９時刻ｔ９の無人機の位置、
３２０地上の位置P、
３２１地上の位置Q、
３３１時刻ｔ１の無人機の位置と地上の位置Pとの距離
３３２時刻ｔ２の無人機の位置と地上の位置Pとの距離
３３３時刻ｔ３の無人機の位置と地上の位置Pとの距離
３３４時刻ｔ４の無人機の位置と地上の位置Pとの距離
３３５時刻ｔ５の無人機の位置と地上の位置Pとの距離
３３６時刻ｔ６の無人機の位置と地上の位置Pとの距離
３３７時刻ｔ７の無人機の位置と地上の位置Pとの距離
３３８時刻ｔ８の無人機の位置と地上の位置Pとの距離
３３９時刻ｔ９の無人機の位置と地上の位置Pとの距離
３４１時刻ｔ１の無人機の位置と地上の位置Qとの距離
３４２時刻ｔ２の無人機の位置と地上の位置Qとの距離
３４３時刻ｔ３の無人機の位置と地上の位置Qとの距離
３４４時刻ｔ４の無人機の位置と地上の位置Qとの距離
３４５時刻ｔ５の無人機の位置と地上の位置Qとの距離
３４６時刻ｔ６の無人機の位置と地上の位置Qとの距離
３４７時刻ｔ７の無人機の位置と地上の位置Qとの距離
３４８時刻ｔ８の無人機の位置と地上の位置Qとの距離
３４９時刻ｔ９の無人機の位置と地上の位置Qとの距離

４０１被検知エリア
４０２飛行経路
４０３飛行経路
４０４飛行経路
４０５飛行経路
４０６飛行経路
４０７飛行経路
４０８飛行経路
４０９被検知エリア
４１０被検知エリア
４１１被検知エリア
４１２被検知エリア
４１３被検知エリア
４２０間隔ｄ
４２１間隔ｄ
４２２間隔ｄ

５０１合成開口の利得、
５０２合成開口による電磁波を受信する方向、
５０３電磁波を受信する方向と合成開口の利得の関係、
５０４合成開口の目標となるＸ軸の方向Ｓｏ、
５０５グレーティングローブの発生する方向の間Ｓｇ

６０１被検知エリア
６０２飛行経路
６０３飛行経路
６０４飛行経路
６０５飛行経路
６０６飛行経路
６０７飛行経路
６０８飛行経路
６０９被検知エリア
６１０被検知エリア
６１１被検知エリア
６１２被検知エリア
６１３被検知エリア
６２０間隔ｄ１
６２１間隔ｄ２
６２２間隔ｄ３

７０１合成開口の利得
７０２合成開口による電磁波を受信する方向
７０３電磁波を受信する方向と合成開口の利得の関係
７０４合成開口の目標となるＸ軸の方向Ｓｏ
７０５グレーティングローブの発生する方向の間Ｓｇ
７１０一番利得の大きいグレーティングローブの利得
７１１ So方向の利得
７１２ So方向の利得と一番利得の大きいグレーティングローブの利得の差

８０１被検知エリア
８０２飛行経路
８０３飛行経路
８０４飛行経路
８０５飛行経路
８０６飛行経路
８０７飛行経路
８０８飛行経路
８０９被検知エリア
８１０被検知エリア
８１１被検知エリア
８１２被検知エリア
８１３被検知エリア
８２０間隔ｄ１、
８２１間隔ｄ２、
８２２間隔ｄ３、
８３０飛行高度を下げる位置、
８３１飛行高度を上げる位置、
８３２飛行高度を下げる位置

９０１被検知エリア
９０２飛行経路
９０３飛行経路
９０４飛行経路
９０５飛行経路
９０６飛行経路
９０７飛行経路
９０８飛行経路
９０９被検知エリア
９１０被検知エリア
９１１被検知エリア
９１２被検知エリア
９１３被検知エリア
９３０飛行高度を下げる位置
９３１飛行高度を上げる位置
９３２飛行高度を下げる位置

１００１Ｙ軸方向に沿った測定開始の位置、
１００２Ｘ軸方向に沿った測定の開始位置、
１００３測定終了の位置、
１０１０間隔ｄ１
１０１１間隔ｄ２
１０１２間隔ｄ３
１０１４間隔ｄ４
１０１５間隔ｄ５
１０１６間隔ｄ６

１１０１無人機、
１１０２被検知エリア
１１０３被検知エリア

１２０１無人機、
１２０２飛行経路
１２１０時刻Ｔｏの無人機の位置
１２１１時刻Ｔｏ＋△Ｔ秒後の無人機の位置
１２１２時刻Ｔｏ＋２△Ｔ秒後の無人機の位置
１２１３時刻Ｔｏ＋３△Ｔ秒後の無人機の位置
１２１４時刻Ｔｏ＋４△Ｔ秒後の無人機の位置
１２１５時刻Ｔｏ＋５△Ｔ秒後の無人機の位置
１２１６時刻Ｔｏ＋６△Ｔ秒後の無人機の位置
１２１７時刻Ｔｏ＋７△Ｔ秒後の無人機の位置
１２１８時刻Ｔｏ＋８△Ｔ秒後の無人機の位置
１２２０時刻Ｔｏの被検知エリア
１２２１時刻Ｔｏ＋△Ｔ秒後の被検知エリア
１２２２時刻Ｔｏ＋２△Ｔ秒後の被検知エリア
１２２３時刻Ｔｏ＋３△Ｔ秒後の被検知エリア
１２２４時刻Ｔｏ＋４△Ｔ秒後の被検知エリア
１２２５時刻Ｔｏ＋５△Ｔ秒後の被検知エリア
１２２６時刻Ｔｏ＋６△Ｔ秒後の被検知エリア
１２２７時刻Ｔｏ＋７△Ｔ秒後の被検知エリア
１２２８時刻Ｔｏ＋８△Ｔ秒後の被検知エリア
１２３０飛行経路

１３０１無人機
１３０２飛行経路
１３１０時刻Ｔｏの無人機の位置
１３１１時刻Ｔｏ＋△Ｔ秒後の無人機の位置
１３１３時刻Ｔｏ＋２△Ｔ秒後の無人機の位置
１３１３時刻Ｔｏ＋３△Ｔ秒後の無人機の位置
１３１４時刻Ｔｏ＋４△Ｔ秒後の無人機の位置
１３１５時刻Ｔｏ＋５△Ｔ秒後の無人機の位置
１３１６時刻Ｔｏ＋６△Ｔ秒後の無人機の位置
１３１７時刻Ｔｏ＋７△Ｔ秒後の無人機の位置
１３１８時刻Ｔｏ＋８△Ｔ秒後の無人機の位置
１３２０時刻Ｔｏの被検知エリア
１３２１時刻Ｔｏ＋△Ｔ秒後の被検知エリア
１３２２時刻Ｔｏ＋２△Ｔ秒後の被検知エリア
１３２３時刻Ｔｏ＋３△Ｔ秒後の被検知エリア
１３２４時刻Ｔｏ＋４△Ｔ秒後の被検知エリア
１３２５時刻Ｔｏ＋５△Ｔ秒後の被検知エリア
１３２６時刻Ｔｏ＋６△Ｔ秒後の被検知エリア
１３２７時刻Ｔｏ＋７△Ｔ秒後の被検知エリア
１３２８時刻Ｔｏ＋８△Ｔ秒後の被検知エリア
１３３０飛行経路

１４０１無人機
１４０２無人機
１４０３被検知エリア
１４０４地上の目標位置
１４０５距離
１４０６距離
１４１０曲線
１４１１曲線
１４１２曲線

１５０１無人機
１５０２地上機
１５０３被検知エリア
１５０４地上の目標位置
１５０５距離
１５０６距離

１６０１無人機
１６０２地上機
１６０３被検知エリア
１６０４地上の目標位置
１６０５距離
１６０６距離

１７０１制御装置
１７０２発信器
１７０３レーダー送信機
１７０４レーダー送信アンテナ
１７０５レーダー受信アンテナ
１７０６レーダー受信機
１７０７ＡＤ変換器
１７０８ＡＤ変換器
１７０９位置検出器
１７１０記録装置
１７１１データ送信機
１７１２データ送信アンテナ

１８０１制御装置
１８０２発信器
１８０３レーダー送信機
１８０４レーダー送信アンテナ
１８０５レーダー受信アンテナ
１８０６レーダー受信機
１８０７ＡＤ変換器
１８０８ＡＤ変換器
１８０９位置検出器
１８１０記録装置
１８１１データ送信機、
１８１２データ送信アンテナ
１８２０アンテナ回転装置、
１８２１アンテナ方向検出装置

１９０１データ受信アンテナ
１９０２データ受信機
１９０３復号装置
１９０４計算機
１９０５表示器

２００１計算機の処理の手順
２００２計算機の処理の手順
２００３計算機の処理の手順
２００４計算機の処理の手順
２００５計算機の処理の手順
２００６計算機の処理の手順
２００７計算機の処理の手順
２００８計算機の処理の手順
２００９計算機の処理の手順

Claims

飛行体と、当該飛行体に合成開口レーダーを搭載したレーダー装置において、レーダー装置を測定するエリアの上空で少なくとも1回以上往復飛行させることで、2つの方向で合成開口を行うことを特徴とするレーダー装置。
飛行体と、当該飛行体に合成開口レーダーを搭載したレーダー装置において、レーダー装置を測定するエリアの上空で少なくとも２回以上往復飛行させ、その複数の往復路の間隔を異なるものとしたことを特徴とするレーダー装置。
飛行体の往復の飛行経路で、往路と復路を意図的に並行でない方向とすることを特徴とする請求項１、および請求項２のレーダー装置。
飛行体の飛行経路を渦状とすることを特徴とする請求項１、請求項２、および請求項３のレーダー装置。
飛行体の往復の飛行経路で、2つ以上の高さで飛行することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、および請求項４のレーダー装置。
飛行体に搭載した合成開口レーダーを鉛直方向から斜めに取り付け、かつ鉛直方向に対して回転させながらレーダー波を送受信することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、および請求項５のレーダー装置。
飛行体に搭載した合成開口レーダーの周波数として、少なくとも２つの異なる周波数を用いることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、および請求項６のレーダー装置。
合成開口レーダーを搭載した飛行体を少なくとも２つ以上用いたことを特徴とする請求項７のレーダー装置。
合成開口レーダーの送信部のみを搭載した少なくとも1つ以上の飛行体と、合成開口レーダーの受信部のみを搭載した少なくとも1つ以上の飛行体とからなる請求項８のレーダー装置。
合成開口レーダーの送信部のみを搭載した少なくとも1つ以上の飛行体と、合成開口レーダーの受信部のみを搭載した地上装置とからなる請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、および請求項８のレーダー装置。
合成開口レーダーの受信部のみを搭載した少なくとも1つ以上の飛行体と、合成開口レーダーの送信部のみを搭載した地上装置とからなる請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、および請求項８のレーダー装置。
合成開口レーダーを搭載した少なくとも1つ以上の飛行体と、合成開口レーダーを搭載した地上装置とからなる請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、および請求項８のレーダー装置。
飛行前に地上のGPS受信機の近傍で、当該GPS受信機からの相対位置がわかっている場所にGPS受信機を搭載した飛行体を置き、飛行体のGPS受信機の位置情報を、わかっている先の相対位置の差を用いて補正する機能を有する請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１、および請求項１２のレーダー装置。
実際の飛行経路と、計算で用いた飛行経路の差を、パラメータを含む関数で表し、飛行後に、地上のあらかじめわかっている目標の実際の位置と計算で求めた位置が最も小さくなるようにパラメータを調整することで、精度の高い飛行経路を得、その飛行経路を用いて、再度合成開口を行うことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、および請求項１３のレーダー装置。