JP2735758B2 - 合成開口レーダの動揺補償方法およびレーダによる位置計測方法 - Google Patents
合成開口レーダの動揺補償方法およびレーダによる位置計測方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、合成開口レーダにお
けるレーダプラットフォームの動揺による結像性能の劣
化を低減する方法および移動体の位置をレーダにより計
測する方法に関するものである。
けるレーダプラットフォームの動揺による結像性能の劣
化を低減する方法および移動体の位置をレーダにより計
測する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は例えばＩＥＥＥ．Ｔｒａｎｓａｃ
ｔｉｏｎ ｏｎ Ａｅｒｏｓｐａｃｅａｎｄ Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎｉｃ Ｓｙｓｔｅｍｓ、Ｖｏｌ．ＡＥＳ−１
１、Ｎｏ３ Ｐａｇｅ３３８〜３４８に掲載されたＪ．
Ｃ．Ｋｉｒｋ、Ｊｒ．著「Ｍｏｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎ
ｓａｔｉｏｎ Ｆｏｒ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒ
ｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ」に示された従来の合成開口レー
ダ装置の構成を示す図であり、図において、１は送信
機、２は送受切換器、３は送受信アンテナ、４は受信
機、５は送信機１及び受信機４に対して、ローカル信号
を供給する局部発振器、６は位相補償用基準信号発生手
段、７は、この位相補償用基準信号発生手段６と受信機
４に接続され、２つの出力信号の複素乗算を行う複素乗
算手段、８は画像再生手段、９は表示器、１０は、上記
位相補償用基準信号発生手段６に接続され、レーダプラ
ットフォームの位置、速度等のデータを供給する慣性航
法手段、１１は、複素乗算手段７の出力信号のスペクト
ル中心値の変化を検出し、これを位相補償用基準信号発
生手段６に供給するクラッタトラッカ、１２はアンテナ
のビームを観測対象に向けるためのアンテナ方向制御器
である。図７は従来の合成開口レーダの動揺補償方法を
説明するための図であり、図において、１３は観測対
象、１４は位相補償基準点、１５は合成開口レーダを搭
載するレーダプラットフォームである。
ｔｉｏｎ ｏｎ Ａｅｒｏｓｐａｃｅａｎｄ Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎｉｃ Ｓｙｓｔｅｍｓ、Ｖｏｌ．ＡＥＳ−１
１、Ｎｏ３ Ｐａｇｅ３３８〜３４８に掲載されたＪ．
Ｃ．Ｋｉｒｋ、Ｊｒ．著「Ｍｏｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎ
ｓａｔｉｏｎ Ｆｏｒ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒ
ｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ」に示された従来の合成開口レー
ダ装置の構成を示す図であり、図において、１は送信
機、２は送受切換器、３は送受信アンテナ、４は受信
機、５は送信機１及び受信機４に対して、ローカル信号
を供給する局部発振器、６は位相補償用基準信号発生手
段、７は、この位相補償用基準信号発生手段６と受信機
４に接続され、２つの出力信号の複素乗算を行う複素乗
算手段、８は画像再生手段、９は表示器、１０は、上記
位相補償用基準信号発生手段６に接続され、レーダプラ
ットフォームの位置、速度等のデータを供給する慣性航
法手段、１１は、複素乗算手段７の出力信号のスペクト
ル中心値の変化を検出し、これを位相補償用基準信号発
生手段６に供給するクラッタトラッカ、１２はアンテナ
のビームを観測対象に向けるためのアンテナ方向制御器
である。図７は従来の合成開口レーダの動揺補償方法を
説明するための図であり、図において、１３は観測対
象、１４は位相補償基準点、１５は合成開口レーダを搭
載するレーダプラットフォームである。
【０００３】次に図面に従って動作について説明する。
送信機１で発生した高周波信号は、送受切換器２を経て
送受信アンテナ３から観測対象に向け放射される。観測
対象で反射された高周波信号は再び送受信アンテナ３で
受信され、送受切換器２を経て受信機４で増幅・検波さ
れた後、複素乗算手段７により、位相補償用基準信号発
生手段６により発生した位相補償用基準信号との複素乗
算を行ない、レーダプラットフォーム１５の動揺の影響
を補償する。このとき、位相補償用基準信号に与える位
相量は、図７に示すように、観測対象１３中の任意の一
点を位相補償基準点１４として定め、この点と慣性航法
装置１０により計測したレーダプラットフォーム１５と
の相対距離から求めることができる。位相補償量を求め
る際に必要とされるレーダプラットフォーム１５の位置
計測精度は、送信波長程度とされ、航空機及び衛星に搭
載する合成開口レーダの場合、その波長は３ｃｍから１
０ｃｍ程度となる。
送信機１で発生した高周波信号は、送受切換器２を経て
送受信アンテナ３から観測対象に向け放射される。観測
対象で反射された高周波信号は再び送受信アンテナ３で
受信され、送受切換器２を経て受信機４で増幅・検波さ
れた後、複素乗算手段７により、位相補償用基準信号発
生手段６により発生した位相補償用基準信号との複素乗
算を行ない、レーダプラットフォーム１５の動揺の影響
を補償する。このとき、位相補償用基準信号に与える位
相量は、図７に示すように、観測対象１３中の任意の一
点を位相補償基準点１４として定め、この点と慣性航法
装置１０により計測したレーダプラットフォーム１５と
の相対距離から求めることができる。位相補償量を求め
る際に必要とされるレーダプラットフォーム１５の位置
計測精度は、送信波長程度とされ、航空機及び衛星に搭
載する合成開口レーダの場合、その波長は３ｃｍから１
０ｃｍ程度となる。
【０００４】一般に、慣性航法装置１０による位置計測
精度は、数ｍから数１０ｍ程度であるから、この精度を
補う必要がある。そこで、複素乗算手段７の出力信号を
クラッタトラッカ１１に取り込み、そのスペクトルの中
心周波数を求め、この周波数とレーダプラットフォーム
１５の動揺が無い場合に得られる受信信号スペクトルの
中心周波数との差を無くすための位相補償量を算出す
る。位相補償用基準信号発生手段６では、この位相補償
量を先に述べた相対距離から算出される位相に加えるこ
とによって、慣性航法装置１０の位置計測精度の不足を
補う。このとき、受信信号スペクトルの中心周波数の計
測精度は信号対雑音電力比及びレーダプラットフォーム
１５の移動に伴う観測対象のレーダ断面積の変化に依存
する。
精度は、数ｍから数１０ｍ程度であるから、この精度を
補う必要がある。そこで、複素乗算手段７の出力信号を
クラッタトラッカ１１に取り込み、そのスペクトルの中
心周波数を求め、この周波数とレーダプラットフォーム
１５の動揺が無い場合に得られる受信信号スペクトルの
中心周波数との差を無くすための位相補償量を算出す
る。位相補償用基準信号発生手段６では、この位相補償
量を先に述べた相対距離から算出される位相に加えるこ
とによって、慣性航法装置１０の位置計測精度の不足を
補う。このとき、受信信号スペクトルの中心周波数の計
測精度は信号対雑音電力比及びレーダプラットフォーム
１５の移動に伴う観測対象のレーダ断面積の変化に依存
する。
【０００５】また、慣性航法装置１０に替わる位置計測
方法として、４つ以上の互いに異なる位置に配置された
送信機から、放射される高周波信号をレーダプラットフ
ォームに搭載された受信機で受信し、受信機の位置を計
測するＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ
Ｓｙｓｔｅｍ）が、広く知られている。しかし、この方
式では送信側と受信側とで異なる発振器を使用するため
位相情報が利用できず、送受信間の電波伝搬時間により
送信機と受信機との相対距離を算出するため、その精度
は、高々数ｍ程度であり、合成開口レーダの動揺補償に
用いるには、位置計測精度が不十分である。さらに、Ｇ
ＰＳでは、３次元空間中のレーダプラットフォームの位
置を計測するのに、３個の送信機だけでは不十分で異な
る３個の送信機の時刻合わせのために、第４の送信機を
必要とする。
方法として、４つ以上の互いに異なる位置に配置された
送信機から、放射される高周波信号をレーダプラットフ
ォームに搭載された受信機で受信し、受信機の位置を計
測するＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ
Ｓｙｓｔｅｍ）が、広く知られている。しかし、この方
式では送信側と受信側とで異なる発振器を使用するため
位相情報が利用できず、送受信間の電波伝搬時間により
送信機と受信機との相対距離を算出するため、その精度
は、高々数ｍ程度であり、合成開口レーダの動揺補償に
用いるには、位置計測精度が不十分である。さらに、Ｇ
ＰＳでは、３次元空間中のレーダプラットフォームの位
置を計測するのに、３個の送信機だけでは不十分で異な
る３個の送信機の時刻合わせのために、第４の送信機を
必要とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の合成開口レーダ
における動揺補償は、以上のようにして行われるので、
レーダプラットフォームの移動に伴って観測対象レーダ
断面積が変化したり、受信機雑音によって受信信号周波
数の計測に誤差を生じ、これをレーダプラットフォーム
の動揺であると誤って位相補償量を算出するなどの問題
点があった。
における動揺補償は、以上のようにして行われるので、
レーダプラットフォームの移動に伴って観測対象レーダ
断面積が変化したり、受信機雑音によって受信信号周波
数の計測に誤差を生じ、これをレーダプラットフォーム
の動揺であると誤って位相補償量を算出するなどの問題
点があった。
【０００７】また、レーダプラットフォームの位置計測
方法として考えるならば、慣性航法装置による計測精度
が数１０ｍ程度であり、ＧＰＳでも数ｍ程度となるた
め、送受信間の電波伝搬時間を利用する方法より高い精
度で位置を計測する方法が必要とされていた。
方法として考えるならば、慣性航法装置による計測精度
が数１０ｍ程度であり、ＧＰＳでも数ｍ程度となるた
め、送受信間の電波伝搬時間を利用する方法より高い精
度で位置を計測する方法が必要とされていた。
【０００８】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、計測観測対象のレーダ断面積
の変化や受信機雑音の影響が無視できるとともに、慣性
航法装置の位置計測精度の不足を補うことのできる合成
開口レーダの動揺補償方法と移動体の位置をレーダによ
り高精度に計測する方法を得ることを目的としている。
るためになされたもので、計測観測対象のレーダ断面積
の変化や受信機雑音の影響が無視できるとともに、慣性
航法装置の位置計測精度の不足を補うことのできる合成
開口レーダの動揺補償方法と移動体の位置をレーダによ
り高精度に計測する方法を得ることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る合成開口レーダの動揺補償方法は、異なる位置に配置
した３以上のリピータを用いて、レーダから放射された
高周波信号を受信し、増幅した後、受信した方向に対し
て増幅後の高周波信号を送り返し、レーダに付加された
送受信アンテナと送受信機を用いて、上記リピータに向
けて高周波信号を送受信し、上記送受信機で得られた受
信信号より、相対距離算出手段を用いて、送受信に伴う
電波伝搬時間と位相からレーダプラットフォームとリピ
ータとの相対距離を算出し、上記相対距離算出手段に接
続されたプラットフォーム位置算出手段により、上記相
対距離とリピータの位置からレーダプラットフォームの
位置座標を算出し、この位置座標と観測対象内の任意の
一点との相対距離を求め、この距離の変動から、レーダ
プラットフォームの動揺による受信信号の位相変動量を
算出し、この位相変動量が０となるように位相補償を行
うことによりレーダプラットフォームの動揺の影響を除
去するものである。
る合成開口レーダの動揺補償方法は、異なる位置に配置
した３以上のリピータを用いて、レーダから放射された
高周波信号を受信し、増幅した後、受信した方向に対し
て増幅後の高周波信号を送り返し、レーダに付加された
送受信アンテナと送受信機を用いて、上記リピータに向
けて高周波信号を送受信し、上記送受信機で得られた受
信信号より、相対距離算出手段を用いて、送受信に伴う
電波伝搬時間と位相からレーダプラットフォームとリピ
ータとの相対距離を算出し、上記相対距離算出手段に接
続されたプラットフォーム位置算出手段により、上記相
対距離とリピータの位置からレーダプラットフォームの
位置座標を算出し、この位置座標と観測対象内の任意の
一点との相対距離を求め、この距離の変動から、レーダ
プラットフォームの動揺による受信信号の位相変動量を
算出し、この位相変動量が０となるように位相補償を行
うことによりレーダプラットフォームの動揺の影響を除
去するものである。
【００１０】この発明の請求項２に係るレーダによる位
置計測方法は、異なる位置に配置した３以上のリピータ
を用いて、レーダから放射された高周波信号を受信し、
増幅した後、受信した方向に対して増幅後の高周波信号
を送り返し、レーダに付加された送受信アンテナと送受
信機を用いて、上記リピータに向けて高周波信号を送受
信し、上記送受信機で得られた受信信号より、相対距離
算出手段を用いて、送受信に伴う電波伝搬時間と位相か
らレーダプラットフォームとリピータとの相対距離を算
出し、上記相対距離算出手段に接続されたプラットフォ
ーム位置算出手段により、上記相対距離とリピータの位
置からレーダプラットフォームの位置座標を算出するも
のである。
置計測方法は、異なる位置に配置した３以上のリピータ
を用いて、レーダから放射された高周波信号を受信し、
増幅した後、受信した方向に対して増幅後の高周波信号
を送り返し、レーダに付加された送受信アンテナと送受
信機を用いて、上記リピータに向けて高周波信号を送受
信し、上記送受信機で得られた受信信号より、相対距離
算出手段を用いて、送受信に伴う電波伝搬時間と位相か
らレーダプラットフォームとリピータとの相対距離を算
出し、上記相対距離算出手段に接続されたプラットフォ
ーム位置算出手段により、上記相対距離とリピータの位
置からレーダプラットフォームの位置座標を算出するも
のである。
【００１１】また、この発明の請求項３に係る合成開口
レーダの動揺補償方法またはレーダによる位置計測方法
は、各リピータが互いに異なる周波数で受信信号をそれ
ぞれ周波数変調するようにし、各リピータから返信され
た信号をこの周波数差で弁別することによって、リピー
タ以外の物体からの反射波であるクラッタを抑圧し、か
つ、各リピータからの返信波を混同することなく抽出す
るものである。
レーダの動揺補償方法またはレーダによる位置計測方法
は、各リピータが互いに異なる周波数で受信信号をそれ
ぞれ周波数変調するようにし、各リピータから返信され
た信号をこの周波数差で弁別することによって、リピー
タ以外の物体からの反射波であるクラッタを抑圧し、か
つ、各リピータからの返信波を混同することなく抽出す
るものである。
【００１２】
【作用】この発明の請求項１に係る合成開口レーダの動
揺補償方法は、リピータにより送受信する高周波信号が
中継されるため、観測対象のレーダ断面積の影響を受け
ることなく、受信機雑音を無視できる程度の十分な信号
対雑音電力比を確保できるので、レーダプラットフォー
ムの動揺を高精度に計測することができ、これを補償す
ることによって、プラットフォームの動揺の影響による
結像性能の劣化を低減することができる。
揺補償方法は、リピータにより送受信する高周波信号が
中継されるため、観測対象のレーダ断面積の影響を受け
ることなく、受信機雑音を無視できる程度の十分な信号
対雑音電力比を確保できるので、レーダプラットフォー
ムの動揺を高精度に計測することができ、これを補償す
ることによって、プラットフォームの動揺の影響による
結像性能の劣化を低減することができる。
【００１３】この発明の請求項２に係るレーダによる位
置計測方法は、リピータにより送受信する高周波信号が
中継されるため、観測対象のレーダ断面積の影響を受け
ることなく、受信機雑音を無視できる程度の十分な信号
対雑音電力比を確保できるので、送受信する高周波信号
の波長と同程度の精度でレーダプラットフォームの位置
を計測可能となる。
置計測方法は、リピータにより送受信する高周波信号が
中継されるため、観測対象のレーダ断面積の影響を受け
ることなく、受信機雑音を無視できる程度の十分な信号
対雑音電力比を確保できるので、送受信する高周波信号
の波長と同程度の精度でレーダプラットフォームの位置
を計測可能となる。
【００１４】また、この発明の請求項３に係る合成開口
レーダの動揺補償方法またはレーダによる位置計測方法
は、各リピータが互いに異なる周波数で周波数変調した
高周波信号を返信し、レーダ装置側で各リピータから返
信された信号をこの周波数差で弁別するので、リピータ
以外の物体からの反射波であるクラッタを抑圧し、か
つ、各リピータからの返信波を混同することなく抽出す
ることができ、動揺補償および位置計測の精度を向上さ
せることができる。
レーダの動揺補償方法またはレーダによる位置計測方法
は、各リピータが互いに異なる周波数で周波数変調した
高周波信号を返信し、レーダ装置側で各リピータから返
信された信号をこの周波数差で弁別するので、リピータ
以外の物体からの反射波であるクラッタを抑圧し、か
つ、各リピータからの返信波を混同することなく抽出す
ることができ、動揺補償および位置計測の精度を向上さ
せることができる。
【００１５】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、１３は観測対象、１４は位相補償
基準点、１５はレーダプラットフォーム、１６は第１の
リピータ、１７は第２のリピータ、１８は第３のリピー
タである。なお、リピータ１６、１７、１８は異なる位
置に配置されている。
する。図１において、１３は観測対象、１４は位相補償
基準点、１５はレーダプラットフォーム、１６は第１の
リピータ、１７は第２のリピータ、１８は第３のリピー
タである。なお、リピータ１６、１７、１８は異なる位
置に配置されている。
【００１６】図２は、リピータ１６、１７、１８の構成
を示す図であって、３０は送受信アンテナ、３１は送受
切換器、３２はミキサー、３３はコヒーレント発振器、
３４は増幅器である。
を示す図であって、３０は送受信アンテナ、３１は送受
切換器、３２はミキサー、３３はコヒーレント発振器、
３４は増幅器である。
【００１７】図３は、この発明に係る合成開口レーダの
構成例を示す図であって、２０は、リピータ１６、１
７、１８に向けて高周波信号を送受信するアンテナ、２
１はこのアンテナに接続された送受信機、２２は送受信
機２１と慣性航法装置１０に接続され、レーダプラット
フォーム１５と位相補償基準点１４との相対距離を算出
する手段、２３は、相対距離算出手段２２で求めた相対
距離より、プラットフォームの位置すなわち座標を求め
る、プラットフォーム位置算出手段である。
構成例を示す図であって、２０は、リピータ１６、１
７、１８に向けて高周波信号を送受信するアンテナ、２
１はこのアンテナに接続された送受信機、２２は送受信
機２１と慣性航法装置１０に接続され、レーダプラット
フォーム１５と位相補償基準点１４との相対距離を算出
する手段、２３は、相対距離算出手段２２で求めた相対
距離より、プラットフォームの位置すなわち座標を求め
る、プラットフォーム位置算出手段である。
【００１８】以下、この発明において付加された装置を
用いたレーダプラットフォームの位置計測方法および動
揺補償方法について説明する。３次元空間中でのレーダ
プラットフォーム１５の座標を（ｘ、ｙ、ｚ）とし、位
相補償基準点１４の座標を（α、β、γ），３つのリピ
ータ１６、１７、１８の座標を（ａ１、ｂ１、ｃ１）、
（ａ２、ｂ２、ｃ２）、（ａ３、ｂ３、ｃ３）とする
と、レーダプラットフォーム１５と各リピータ１６、１
７、１８との相対距離Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は式（１）〜式
（３）で与えられる。
用いたレーダプラットフォームの位置計測方法および動
揺補償方法について説明する。３次元空間中でのレーダ
プラットフォーム１５の座標を（ｘ、ｙ、ｚ）とし、位
相補償基準点１４の座標を（α、β、γ），３つのリピ
ータ１６、１７、１８の座標を（ａ１、ｂ１、ｃ１）、
（ａ２、ｂ２、ｃ２）、（ａ３、ｂ３、ｃ３）とする
と、レーダプラットフォーム１５と各リピータ１６、１
７、１８との相対距離Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は式（１）〜式
（３）で与えられる。
【００１９】
【数１】
【００２０】このとき、各リピータ１６、１７、１８の
座標は既知であり、相対距離Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、レー
ダとリピータとの間で高周波信号を送受信するときの電
波伝搬時間Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３と、送受信機２１に
より得られる受信信号の位相φ１、φ２、φ３を用い
て、相対距離算出手段２２において、図４に示す処理フ
ローに従い算出される。プラットフォーム位置算出手段
２３において式（１）〜式（３）を、３つの未知数ｘ、
ｙ、ｚを求めるための３元連立方程式とみなして、これ
を解くことにより、レーダプラットフォーム１５の位置
座標（ｘ、ｙ、ｚ）を波長オーダの精度で求めることが
できる。この位置座標（ｘ、ｙ、ｚ）を用いれば、任意
の位相補償基準点１４（α、β、γ）に対する位相補償
量φを式（４）で求めることが可能で、位相補償基準信
号発生手段６では、この位相補償量φを式（４）に従っ
て求めるとともに、式（５）を用いて位相補償基準信号
ｒｅｆを発生する。このとき、位相補償基準点１４の位
置座標（α、β、γ）は、観測する領域内の任意の位置
座標をオペレータが選定することができる。通常の運用
では、観測領域の中心点が選定される。
座標は既知であり、相対距離Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、レー
ダとリピータとの間で高周波信号を送受信するときの電
波伝搬時間Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３と、送受信機２１に
より得られる受信信号の位相φ１、φ２、φ３を用い
て、相対距離算出手段２２において、図４に示す処理フ
ローに従い算出される。プラットフォーム位置算出手段
２３において式（１）〜式（３）を、３つの未知数ｘ、
ｙ、ｚを求めるための３元連立方程式とみなして、これ
を解くことにより、レーダプラットフォーム１５の位置
座標（ｘ、ｙ、ｚ）を波長オーダの精度で求めることが
できる。この位置座標（ｘ、ｙ、ｚ）を用いれば、任意
の位相補償基準点１４（α、β、γ）に対する位相補償
量φを式（４）で求めることが可能で、位相補償基準信
号発生手段６では、この位相補償量φを式（４）に従っ
て求めるとともに、式（５）を用いて位相補償基準信号
ｒｅｆを発生する。このとき、位相補償基準点１４の位
置座標（α、β、γ）は、観測する領域内の任意の位置
座標をオペレータが選定することができる。通常の運用
では、観測領域の中心点が選定される。
【００２１】
【数２】
【００２２】これら一連のリピータに対する送受信動作
を観測対象に対する高周波信号の送受信と同期して行う
ことにより、送信パルス毎のレーダプラットフォームの
動揺による位置の変動を算出し、この影響を補償するた
めの位相補償基準信号を得ることができる。ここで得ら
れた位相補償基準信号を複素乗算手段８により受信機４
の出力信号に掛け合わせることにより、受信機の出力信
号に含まれるレーダプラットフォームの動揺により生じ
た位相誤差を補償することができる。これによって、レ
ーダプラットフォームの動揺の影響による結像性能の劣
化を低減することができる。
を観測対象に対する高周波信号の送受信と同期して行う
ことにより、送信パルス毎のレーダプラットフォームの
動揺による位置の変動を算出し、この影響を補償するた
めの位相補償基準信号を得ることができる。ここで得ら
れた位相補償基準信号を複素乗算手段８により受信機４
の出力信号に掛け合わせることにより、受信機の出力信
号に含まれるレーダプラットフォームの動揺により生じ
た位相誤差を補償することができる。これによって、レ
ーダプラットフォームの動揺の影響による結像性能の劣
化を低減することができる。
【００２３】実施例２．なお、上記実施例１では、各送
受信機２１からリピータ１６、１７、１８に向けて送信
する高周波信号と各リピータから返送される信号が同一
の周波数ｆを利用する例を示したが、リピータ１６、１
７、１８の各々において異なる周波数ｇ１、ｇ２、ｇ３
で周波数変調する。各リピータから返信された信号をこ
の周波数差で弁別することによって、リピータ以外の物
体からの反射波であるクラッタを抑圧し、かつ、各リピ
ータからの返信波を混同することなく抽出することがで
きる。
受信機２１からリピータ１６、１７、１８に向けて送信
する高周波信号と各リピータから返送される信号が同一
の周波数ｆを利用する例を示したが、リピータ１６、１
７、１８の各々において異なる周波数ｇ１、ｇ２、ｇ３
で周波数変調する。各リピータから返信された信号をこ
の周波数差で弁別することによって、リピータ以外の物
体からの反射波であるクラッタを抑圧し、かつ、各リピ
ータからの返信波を混同することなく抽出することがで
きる。
【００２４】実施例３．なお、上記実施例１および２で
は、各リピータに向けて送信する高周波信号の周波数を
観測対象に向けて送信するものと同一の周波数一波で行
う例を示したが、図５に示すように波長が互いに素とな
る組合せの複数の周波数の高周波信号をレーダプラット
フォーム１５とリピータ１６、１７、１８との間で送受
信できるように、複数の送受信機２１及び送受信アンテ
ナ２０を設けても良い。このように、波長が互いに素と
なる組合せの複数の周波数の高周波信号を送受信すれ
ば、受信信号の位相からアンビギュイティなしで求める
ことのできる距離変化を使用した波長の積にまで延長す
ることができる。すなわち、３つの波長３ｃｍ、５ｃ
ｍ、７ｃｍを組合せることにより、一波では高々１／２
波長すなわち３．５ｃｍまでしか求めることができない
ものを、３波用いることにより、３×５×７÷２＝５
０．２５ｃｍまで求めることができる。
は、各リピータに向けて送信する高周波信号の周波数を
観測対象に向けて送信するものと同一の周波数一波で行
う例を示したが、図５に示すように波長が互いに素とな
る組合せの複数の周波数の高周波信号をレーダプラット
フォーム１５とリピータ１６、１７、１８との間で送受
信できるように、複数の送受信機２１及び送受信アンテ
ナ２０を設けても良い。このように、波長が互いに素と
なる組合せの複数の周波数の高周波信号を送受信すれ
ば、受信信号の位相からアンビギュイティなしで求める
ことのできる距離変化を使用した波長の積にまで延長す
ることができる。すなわち、３つの波長３ｃｍ、５ｃ
ｍ、７ｃｍを組合せることにより、一波では高々１／２
波長すなわち３．５ｃｍまでしか求めることができない
ものを、３波用いることにより、３×５×７÷２＝５
０．２５ｃｍまで求めることができる。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１に係
る合成開口レーダの動揺補償方法は、レーダプラットフ
ォームの位置を地上に配置したリピータとの送受信信号
の位相によって決定するように構成したので、送受信す
る高周波信号の波長と同程度の精度でレーダプラットフ
ォームの位置の変化を計測でき、この影響を補償するこ
とができるので、プラットフォームの動揺の影響による
結像性能の劣化を低減することができる。
る合成開口レーダの動揺補償方法は、レーダプラットフ
ォームの位置を地上に配置したリピータとの送受信信号
の位相によって決定するように構成したので、送受信す
る高周波信号の波長と同程度の精度でレーダプラットフ
ォームの位置の変化を計測でき、この影響を補償するこ
とができるので、プラットフォームの動揺の影響による
結像性能の劣化を低減することができる。
【００２６】この発明の請求項２に係るレーダによる位
置計測方法は、従来の慣性航法装置のみを利用する方法
あるいはＧＰＳを利用する方法と比較して、より高い精
度でレーダプラットフォームの位置を計測することがで
きる。
置計測方法は、従来の慣性航法装置のみを利用する方法
あるいはＧＰＳを利用する方法と比較して、より高い精
度でレーダプラットフォームの位置を計測することがで
きる。
【００２７】また、この発明の請求項３に係る合成開口
レーダの動揺補償方法またはレーダによる位置計測方法
は、各リピータが互いに異なる周波数で周波数変調した
高周波信号を返信し、レーダ装置側で各リピータから返
信された信号をこの周波数差で弁別するので、リピータ
以外の物体からの反射波であるクラッタを抑圧し、か
つ、各リピータからの返信波を混同することなく抽出す
ることができ、動揺補償の精度および位置計測精度を向
上させることができる。
レーダの動揺補償方法またはレーダによる位置計測方法
は、各リピータが互いに異なる周波数で周波数変調した
高周波信号を返信し、レーダ装置側で各リピータから返
信された信号をこの周波数差で弁別するので、リピータ
以外の物体からの反射波であるクラッタを抑圧し、か
つ、各リピータからの返信波を混同することなく抽出す
ることができ、動揺補償の精度および位置計測精度を向
上させることができる。
【図１】この発明の実施例１を示す説明図。
【図２】この発明の実施例１におけるリピータの構成を
示す図。
示す図。
【図３】この発明の実施例１における合成開口レーダの
構成を示す図。
構成を示す図。
【図４】この発明の実施例１における相対距離算出手段
の動作を示すフローチャート。
の動作を示すフローチャート。
【図５】この発明の実施例３における合成開口レーダを
示す構成図。
示す構成図。
【図６】従来の合成開口レーダを示す構成図。
【図７】従来の合成開口レーダの動揺補償方法の説明
図。
図。
１６、１７、１８ 互いに異なる位置に配置されたリピ
ータ ２０ 送受信アンテナ ２１ 送受信機 ２２ 相対距離算出手段 ２３ プラットフォーム位置算出手段
ータ ２０ 送受信アンテナ ２１ 送受信機 ２２ 相対距離算出手段 ２３ プラットフォーム位置算出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤坂 貴彦 鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱電機株 式会社 電子システム研究所内 (72)発明者 大橋 由昌 鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱電機株 式会社 電子システム研究所内 (72)発明者 近藤 倫正 鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱電機株 式会社 電子システム研究所内 (72)発明者 近藤 夏樹 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会 社 鎌倉製作所内 (56)参考文献 特開 平４−203992（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−262286（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−78686（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−99881（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】 異なる位置に配置した３以上のリピータ
を用いて、レーダから放射された高周波信号を受信し、
増幅した後、受信した方向に対して増幅後の高周波信号
を送り返し、 レーダに付加された送受信アンテナと送受信機を用い
て、上記リピータに向けて高周波信号を送受信し、上記
送受信機で得られた受信信号より、相対距離算出手段を
用いて、送受信に伴う電波伝搬時間と位相からレーダプ
ラットフォームとリピータとの相対距離を算出し、 上記相対距離算出手段に接続されたプラットフォーム位
置算出手段により、上記相対距離とリピータの位置から
レーダプラットフォームの位置座標を算出し、 この位置座標と観測対象内の任意の一点との相対距離を
求め、この距離の変動から、レーダプラットフォームの
動揺による受信信号の位相変動量を算出し、この位相変
動量が０となるように位相補償を行うことによりレーダ
プラットフォームの動揺の影響を除去する合成開口レー
ダの動揺補償方法。 - 【請求項２】 異なる位置に配置した３以上のリピータ
を用いて、レーダから放射された高周波信号を受信し、
増幅した後、受信した方向に対して増幅後の高周波信号
を送り返し、 レーダに付加された送受信アンテナと送受信機を用い
て、上記リピータに向けて高周波信号を送受信し、上記
送受信機で得られた受信信号より、相対距離算出手段を
用いて、送受信に伴う電波伝搬時間と位相からレーダプ
ラットフォームとリピータとの相対距離を算出し、 上記相対距離算出手段に接続されたプラットフォーム位
置算出手段により、上記相対距離とリピータの位置から
レーダプラットフォームの位置座標を算出するレーダに
よる位置計測方法。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２において、各リ
ピータが互いに異なる周波数で受信信号をそれぞれ周波
数変調するようにし、各リピータから返信された信号を
この周波数差で弁別することによって、リピータ以外の
物体からの反射波であるクラッタを抑圧し、かつ、各リ
ピータからの返信波を混同することなく抽出する合成開
口レーダの動揺補償方法またはレーダによる位置計測方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4314934A JP2735758B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 合成開口レーダの動揺補償方法およびレーダによる位置計測方法 |
| US08/153,675 US5495248A (en) | 1992-11-25 | 1993-11-16 | Stabilizing method of synthetic aperture radar and position determining method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4314934A JP2735758B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 合成開口レーダの動揺補償方法およびレーダによる位置計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06160515A JPH06160515A (ja) | 1994-06-07 |
| JP2735758B2 true JP2735758B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=18059412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4314934A Expired - Lifetime JP2735758B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 合成開口レーダの動揺補償方法およびレーダによる位置計測方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5495248A (ja) |
| JP (1) | JP2735758B2 (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5546085A (en) * | 1994-12-05 | 1996-08-13 | Loral Corporation | Separating coherent radio-frequency interference from synthetic aperture data |
| DE19620682C2 (de) * | 1995-05-24 | 2001-06-28 | Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt | Verfahren zur Lokalisierung und Identifizierung von Objekten mittels eines codierten Transponders |
| JP3301297B2 (ja) * | 1996-01-08 | 2002-07-15 | 三菱電機株式会社 | レーダ装置を用いた地表変動観測方法並びにこの方法に用いる合成開口レーダ装置及びトランスポンダ |
| US5673050A (en) * | 1996-06-14 | 1997-09-30 | Moussally; George | Three-dimensional underground imaging radar system |
| JP3105867B2 (ja) | 1998-07-03 | 2000-11-06 | 日本電気株式会社 | 合成開口レーダシステム及びそれに用いるプラットフォーム位置計測方法並びにその制御プログラムを記録した記録媒体 |
| US6362775B1 (en) | 2000-04-25 | 2002-03-26 | Mcdonnell Douglas Corporation | Precision all-weather target location system |
| US6791489B1 (en) * | 2001-03-12 | 2004-09-14 | Northrop Grumman Corporation | Radio tag for LFM radar |
| US6492937B1 (en) * | 2001-11-02 | 2002-12-10 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | High precision range measurement technique |
| US7580672B2 (en) * | 2003-06-27 | 2009-08-25 | Qualcomm Incorporated | Synthetic path diversity repeater |
| US7933667B2 (en) * | 2004-06-24 | 2011-04-26 | Abb Ab | Industrial robot system with a portable operator control device |
| JP5074198B2 (ja) * | 2004-11-24 | 2012-11-14 | レイセオン カンパニー | 合成開口ソナーのための方法及びシステム |
| FR2894347B1 (fr) * | 2005-12-02 | 2008-02-01 | Thales Sa | Systeme d'atterrissage autonome et automatique pour drones. |
| DE102005063417B4 (de) * | 2005-12-23 | 2021-01-07 | Airbus Defence and Space GmbH | Antenne für eine hochauflösende Synthetik-Apertur-Radarvorrichtung |
| JP4749903B2 (ja) * | 2006-03-23 | 2011-08-17 | 三菱電機株式会社 | レーダ画像処理装置 |
| US7812758B2 (en) * | 2007-11-27 | 2010-10-12 | Northrop Grumman Space And Mission Systems Corporation | Synthetic aperture radar (SAR) imaging system |
| JP5665358B2 (ja) * | 2010-05-06 | 2015-02-04 | 三菱電機株式会社 | 画像レーダ装置 |
| GB201207967D0 (en) | 2012-05-08 | 2012-06-20 | Secr Defence | Synthetic aperture radar system |
| CN105527622B (zh) * | 2015-12-24 | 2018-07-10 | 中国科学院电子学研究所 | 用于geosar相位定标的单地面定标站的布局方法 |
| CN105629232B (zh) * | 2015-12-24 | 2018-06-22 | 中国科学院电子学研究所 | 用于geosar相位定标的多地面定标站的布局方法 |
| CN105785329B (zh) * | 2016-03-28 | 2018-05-11 | 中国科学院电子学研究所 | 基于dpcmab技术的交错式sar数据采样方法 |
| US10488512B1 (en) * | 2016-04-08 | 2019-11-26 | Olaeris, Inc. | Landing guidance for remotely operated aerial vehicles using crossed radar beams |
| CN112946590B (zh) * | 2021-02-02 | 2023-01-13 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 一种多星共用sar综合定标场高效选址方法及装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2108814B1 (ja) * | 1970-10-08 | 1976-09-03 | Labo Cent Telecommunicat | |
| DE3676866D1 (de) * | 1985-04-12 | 1991-02-21 | Atomic Energy Authority Uk | Distanzmessung mittels ultraschall. |
| JPH02210285A (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-21 | Mitsubishi Electric Corp | スポットライトマッピングレーダ装置 |
| JPH0727021B2 (ja) * | 1989-02-10 | 1995-03-29 | 三菱電機株式会社 | 合成開口レーダ装置 |
| US5053772A (en) * | 1990-09-04 | 1991-10-01 | Electronics & Space Corporation | Radar system employing a method for motion and range closure compensation |
-
1992
- 1992-11-25 JP JP4314934A patent/JP2735758B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-11-16 US US08/153,675 patent/US5495248A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5495248A (en) | 1996-02-27 |
| JPH06160515A (ja) | 1994-06-07 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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