JP2701673B2 - 合成開口レーダ装置 - Google Patents

合成開口レーダ装置

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JP2701673B2
JP2701673B2 JP4243568A JP24356892A JP2701673B2 JP 2701673 B2 JP2701673 B2 JP 2701673B2 JP 4243568 A JP4243568 A JP 4243568A JP 24356892 A JP24356892 A JP 24356892A JP 2701673 B2 JP2701673 B2 JP 2701673B2
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誠司 菅沼
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、表示器に表示された
地形地物から所望の目標を取り込む時の目標の指示(取
込み)精度を向上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】図5は従来の高分解能レーダ装置の構成
を示す図であり、図中1は送信機、2は送受切換器、3
はアンテナ、4は受信機、5はレンジ圧縮器、6は慣性
航法装置、7はクロスレンジ圧縮器、8は表示器、9は
表示器8に表示された目標を取り込む制御器、10は最
大値検出器である。
【0003】次に動作について説明する。送信機1で
は、一定のパルス繰返し周期を持ち、周波数変調を施し
た送信パルス信号が発生され、送受切換器2を介して、
アンテナ3から目標に向けて放射される。そして、目標
からの反射信号はアンテナ3で受信され、受信機4で増
幅及び位相検波されて、ビデオ信号に変換される。さら
にビデオ信号はレンジ圧縮器5に入力され、送信機1で
行った周波数変調に対応したリファレンスデータを用い
てパルス圧縮され、目標はレンジ方向に高分解能化され
る。次いで、クロスレンジ圧縮器7では、慣性航法装置
6で検出される自機の運動に基づき、レンジ圧縮器5の
出力信号に含まれる自機の運動に起因する位相変化及び
距離変化を補正した後に周波数分析を行い、目標をクロ
スレンジ方向に高分解能化する。このようにしてレンジ
方向及びクロスレンジ方向に高分解能化されたビデオ信
号は表示器8に出力され、表示される。
【0004】次いで制御器9では、表示器8に表示され
たビデオ信号から所望の目標を取り込むために表示器上
の目標指示シンボルをその目標点へ移動させ、設定す
る。そしてこのような操作によって取り込まれた目標点
の距離R0 及び周波数F0 は以下の式により方位角θA0
及び高低角θE0に変換され、距離R0 と共に最大値検出
器10に出力される。
【0005】
【数1】
【0006】最大値検出器10では、入力した目標点の
距離R0 、方位角θA0及び高低角θE0の近傍のビデオ信
号をクロスレンジ圧縮器7から入力し、その中から振幅
値が最大であるビデオ信号を検出し、そのビデオ信号が
存在する距離R1 、方位角θA1及び高低角θE1を出力す
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の高分解能レーダ
装置は以上のように構成されているので、表示器に表示
された地形地物から所望の目標点を取り込む際、送信機
から送信パルス信号が放射されてから操作員が目標指示
シンボルを所望の目標点に設定するまでの間に、自機が
移動するので、目標の指示(取込み)精度が悪いという
課題があった。
【0008】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、送信機から送信パルス信号が放射
されてから操作員が目標指示シンボルを所望の目標点に
設定するまでの間に、自機の移動量を算出し、目標指示
シンボルで設定したビデオ信号の距離、方位角及び高低
角を補正することにより、目標の指示(取込み)精度を
向上できる合成開口レーダ装置を得ることを目的とす
る。
【0009】また、この発明は、目標指示シンボルで設
定されたビデオ信号の距離、方位角及び高低角の近傍に
おいて、このビデオ信号の振幅を重みとしてレンジ方向
及びクロスレンジ方向の重み付け平均値を算出すること
により、広がりのある目標の重み付け平均距離及び重み
付け平均周波数を検出できる合成開口レーダ装置を得る
ことを目的とする。
【0010】さらに、この発明は、目標指示シンボルで
設定されたビデオ信号の距離の近傍において、距離方向
に広がっているビデオ信号の振幅値から距離方向の誤差
を算出することができる合成開口レーダ装置を得ること
を目的とする。
【0011】また、この発明は、最大値検出器で出力さ
れたビデオ信号の距離、方位角及び高低角におけるビデ
オ信号をモノパルス演算し、角度誤差を算出することが
できる合成開口レーダ装置を得ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる合成開
口レーダ装置は、航法慣性装置より自機の移動情報を入
力して、送信機から送信パルス信号が放射されてから操
作員が目標指示シンボルを所望の目標点に設定するまで
の間に、自機の移動量を算出し、目標指示シンボルの近
傍でビデオ信号の最大値が存在する距離、方位角及び高
低角を補正する自機移動補正器を設けたものである。
【0013】またこの発明に係わる合成開口レーダ装置
は、上記自機移動補正器に加え、ビデオ信号の広がりを
検出し、ビデオ信号の振幅を重みとしてレンジ方向及び
クロスレンジ方向の重み付け平均値を算出する重み付け
平均算出器を設けたものである。
【0014】さらにこの発明に係わる合成開口レーダ装
置は、上記自機移動補正器に加え、ビデオ信号の距離方
向の広がりを検出し、ビデオ信号の振幅値から距離方向
の誤差を算出する距離補償器を設けたものである。
【0015】またこの発明に係わる合成開口レーダ装置
は、上記自機移動補正器に加え、モノパルス演算を行う
ため和信号(Σ)、方位角方向の差信号(ΔAZ)及び高
低角方向の差信号(ΔEL)を出力するモノパルスアンテ
ナを設け、最大値検出器から出力される距離、方位角及
び高低角における、上記ビデオ信号を入力し、モノパル
ス演算を行うことにより角度誤差を算出する方位角高低
角補償器を設けたものである。
【0016】
【作用】この発明においては、自機の移動情報を入力
し、送信機から送信パルス信号が放射されてから操作員
が目標指示シンボルを所望の目標点に設定するまでの間
に、自機の移動量を算出し、目標指示シンボルの近傍で
ビデオ信号の最大値が存在する距離、方位角及び高低角
を補正する。
【0017】またこの発明は検出された最大振幅のビデ
オ信号に基づいて、ビデオ信号の広がりを検出し、クロ
スレンジ圧縮器からこの広がりのビデオ信号を入力し
て、ビデオ信号の振幅を重みとしてレンジ方向及びクロ
スレンジ方向の重み付け平均値を算出することにより、
広がりのある目標の重み付け平均距離及び重み付け平均
周波数を検出する。
【0018】さらにこの発明は、検出された最大振幅の
ビデオ信号に基づいて、ビデオ信号の距離方向の広がり
を検出し、クロスレンジ圧縮器から出力される振幅最大
のビデオ信号及び隣り合い且つ振幅の大きい方のビデオ
信号の計二つのビデオ信号を入力して、距離方向の誤差
を算出する。
【0019】またこの発明においては、検出された最大
振幅のビデオ信号が存在する距離、方位角及び高低角に
基づきクロスレンジ圧縮器からΣ,ΔAZ、ΔELのビデオ
信号を入力し、モノパルス演算を行うことにより、角度
誤差を算出する。
【0020】
【実施例】
実施例1 図1はこの発明の実施例1の構成を示す図で、図中、1
1は自機移動補正器である。
【0021】次に動作を図1を用いて説明する。図1に
おいて1〜10は従来の合成開口レーダ装置の構成と全
く同一であり、同じ動作を行う。制御器9では、表示器
8に表示されたビデオ信号から所望の目標点を取り込む
ために表示器上の目標指示シンボルをその目標点へ移動
させ、設定する。この操作により取り込まれた目標点の
距離R0 、方位角θA0及び高低角θE0を最大値検出器1
0に出力する。最大値検出器10では、入力した目標点
の距離R0 、方位角θA0及び高低角θE0の近傍のビデオ
信号をクロスレンジ圧縮器7から入力し、その中から振
幅値が最大であるビデオ信号を検出し、そのビデオ信号
が存在する距離R1 、方位角θA1及び高低角θE1を出力
する。この時、送信機1から送信パルス信号が放射され
てから操作員が目標指示シンボルを所望の目標点に設定
するまでに自機の移動により距離R1 、方位角θA1及び
高低角θE1に誤差が生じる。そこで自機移動補正器11
では、慣性航法装置6により検出される自機の運動に基
づいて、自機の移動量を検出し、さらに、移動した距
離、方位角及び高低角をそれぞれΔR、ΔθA 、ΔθE
とすると、
【0022】
【数2】
【0023】と算出することにより、自機の移動による
誤差を補正することができる。
【0024】実施例2 次に、この発明の実施例2を図について説明する。図2
はこの発明の実施例2の構成を示す図で、図中、12は
重み付け平均算出器である。
【0025】次に動作を図2を用いて説明する。図2に
おいて1〜11はこの発明の実施例1に示す合成開口レ
ーダ装置の構成と全く同一であり、同じ動作を行なう。
重み付け平均算出器12では、最大値検出器10で得ら
れた最大振幅であるビデオ信号の振幅値に対して、広が
りのある目標を抽出するために適したスレッショルドレ
ベルを設定し、そのレベルよりも大きい振幅をもったビ
デオ信号をクロスレンジ圧縮器7から入力する。このよ
うにして、ビデオ信号の広がりを検出し、広がりのある
目標を抽出することができる。そして、このビデオ信号
がレンジ方向及びクロスレンジ方向にそれぞれR1 1〜R
N 1 、F1 1〜RM 1 と広がり、振幅値がそれぞれAr1
rN、AF1〜AFMであるとすると、
【0026】
【数3】
【0027】と算出することにより、重み付け平均距離
2 及び重み付け平均周波数F2 となる基準点を検出す
ることができる。さらに従来の合成開口レーダ装置の制
御器9と同じ式”数1”を用いて算出し、自機移動補正
器10に出力される。
【0028】実施例3 次に、この発明の実施例3を図について説明する。図3
はこの発明の実施例3の構成を示す図で、図中、13は
距離補償器である。
【0029】次に動作を図3を用いて説明する。図3に
おいて1〜11はこの発明の実施例1に示した高分解能
レーダ装置の構成と全く同一であり、同じ動作を行な
う。距離補償器13では、最大値検出器10で得られた
最大振幅であるビデオ信号及び隣り合い且つ振幅の大き
い方のビデオ信号の計二つのビデオ信号をクロスレンジ
圧縮器7から入力する。(それぞれの振幅をA1 ,A2
とする。)そして、
【0030】
【数4】
【0031】と算出することにより、距離方向の誤差を
求め、補償処理を行う。このようにして、このビデオ振
幅の真の最大値が存在する距離R3 、方位角θA3及び高
低角θE3を算出することができ、自機移動補正器10に
出力される。
【0032】実施例4 次に、この発明の実施例4を図について説明する。図4
はこの発明の実施例4の構成を示す図で、図中、14は
モノパルスアンテナ、15は方位角高低角補償器であ
る。
【0033】次に動作を図4を用いて説明する。図4に
おいて1〜11はこの発明の実施例1に示された高分解
能レーダ装置の構成と全く同一であり、同じ動作を行な
う。モノパルスアンテナ14は、周知のとおり、和信号
(Σ)、方位角と方向の差信号(ΔAZ)及び高低角方向
の差信号(ΔEL)の受信信号を出力する。方位角高低角
補償器15では、最大値検出器10で得られた最大振幅
であるビデオ信号が存在する距離、方位角及び高低角に
基づき、各々のクロスレンジ圧縮器7からΣ,ΔAz及び
ΔELのビデオ信号を入力する。そして、以下の式に従
い、方位角及び高低角それぞれΣとΔAZ、ΣとΔELの比
を算出いわゆるモノパルス演算を行うことにより角度誤
差を算出し、誤差の補償処理を行い、自機移動補正器1
1に出力する。
【0034】
【数5】
【0035】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、自機の
運動に基づき、自機の移動量を算出できる自機移動補正
器を設けることにより、送信機で送信パルス信号を放射
してから制御器で目標指示シンボルを所望の目標点に設
定するまでの時間における自機の移動量を算出し、目標
の距離、方位角及び高低角を補正できる。
【0036】またこの発明は、最大振幅検出器に重み付
け平均算出器を設けることにより、ビデオ信号の広がり
を検出し、ビデオ信号の振幅を重みとしてレンジ方向及
びクロスレンジ方向の重み付け平均値を算出することが
でき、広がりのある目標の反射特性が偏っているような
目標に対し、有効な基準点を検出することができる。
【0037】またこの発明は、最大振幅検出器に距離補
償器を設けることにより、ビデオ信号を距離方向に切り
出し、ビデオ振幅から距離方向の誤差を算出することに
より目標の距離を分解能以上の精度で推定することがで
きる。
【0038】またこの発明は、モノパルスアンテナ及び
最大振幅検出器に方位角高低角補償器を設けることによ
り、方位角方向及び高低角方向各々に対しモノパルス演
算を行い、算出される角度誤差に基づいて、目標の方位
角と高低角を各々の方向の分解能以上の精度で推定する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示す構成図である。
【図2】この発明の実施例2を示す構成図である。
【図3】この発明の実施例3を示す構成図である。
【図4】この発明の実施例4を示す構成図である。
【図5】従来の合成開口レーダ装置の構成図である。
【符号の説明】
11 自機移動補正器 12 重み付け平均算出器 13 距離補償器 14 モノパルスアンテナ 15 方位角高低角補償器

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一定のパルス繰返し周期で周波数変調を
    施した送信パルス信号を発生する送信機と、上記送信パ
    ルス信号を目標に向けて放射すると共に目標からの反射
    信号を受信するアンテナと、送受信回路を切り換える送
    受切換器と、受信信号を増幅及び位相検波してビデオ信
    号を得る受信機と、上記周波数変調に対応したリファレ
    ンスデータを用いて上記ビデオ信号をパルス圧縮するレ
    ンジ圧縮器と、自機の運動を検出する慣性航法装置と、
    上記レンジ圧縮器の出力信号に含まれる自機の運動に起
    因する位相変化及び距離変化を補正した後に周波数分析
    を行うクロスレンジ圧縮器と、このクロスレンジ圧縮器
    の出力信号を検波し、表示する表示器と、この表示器上
    に表示された目標を指示するために用いる目標指示シン
    ボルを移動させると共に目標指示シンボルの距離、方位
    角及び高低角を出力する制御器と、この目標指示シンボ
    ルの距離、方位角及び高低角の近傍における上記クロス
    レンジ圧縮器の出力信号の最大値を検出すると共にこの
    最大値が存在する距離、方位角及び高低角を出力する最
    大値検出器と、上記クロスレンジ圧縮器の出力信号の最
    大値が存在する距離、方位角及び高低角を入力し、上記
    送信機で送信パルス信号を放射してから制御器で目標を
    指示するまでの時間における自機の移動を補正し、目標
    を指示した時点での目標の距離、方位角及び高低角を出
    力する自機移動補正器を備えたことを特徴とする合成開
    口レーダ装置。
  2. 【請求項2】 上記最大値検出器が出力する距離、方位
    角及び高低角の近傍における上記クロスレンジ圧縮器の
    出力信号を入力し、この出力信号の振幅を重みとしてレ
    ンジ方向及びクロスレンジ方向の重み付け平均値を算出
    することにより基準点を抽出し、さらにこの基準点から
    距離、方位角及び高低角を算出し、出力する重み付け平
    均値算出器を備えたことを特徴とする請求項第1項記載
    の合成開口レーダ装置。
  3. 【請求項3】 上記最大値検出器が出力する距離、方位
    角及び高低角の近傍における上記クロスレンジ圧縮器の
    出力信号を入力し、目標距離とこの出力信号の最大値が
    存在する距離との誤差を算出し、この誤差を補正した距
    離を方位角及び高低角と共に出力する距離補償器を備え
    たことを特徴とする請求項第1項記載の合成開口レーダ
    装置。
  4. 【請求項4】 上記アンテナとして用いられ、和信号、
    方位角方向の差信号及び高低角方向の差信号を出力する
    モノパルスアンテナと、各々の信号に設けられた上記受
    信機、上記レンジ圧縮器及び上記クロスレンジ圧縮器
    と、上記和信号のクロスレンジ圧縮器の後段に設けられ
    た上記最大値検出器が出力する距離、方位角及び高低角
    における上記クロスレンジ圧縮器の出力信号を入力し、
    モノパルス演算を行うことにより目標の方位角及び高低
    角と上記最大値検出器が出力する方位角及び高低角との
    誤差を算出し、この誤差を補正した方位角及び高低角を
    距離と共に出力する方位角高低角補償器を備えたことを
    特徴とする請求項第1項記載の合成開口レーダ装置。
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