JP3113338B2 - 逐次型像合成装置 - Google Patents
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- G01S13/9017—SAR image acquisition techniques with time domain processing of the SAR signals in azimuth
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は像合成に関するもので、
特に背面投光法により像やその他の出力を合成する機器
に関する。
特に背面投光法により像やその他の出力を合成する機器
に関する。
【０００２】本発明は、一連の測定から得られる像を従
来の機器より一層効率的に生成し得るある考えに基づく
ものである。本発明は光学的計算機構に用いられる手法
に基づく一群の機器を含む。
来の機器より一層効率的に生成し得るある考えに基づく
ものである。本発明は光学的計算機構に用いられる手法
に基づく一群の機器を含む。
【０００３】ここに述べる機器はその群の一部であっ
て、一組の合成アパーチャー・レーダー（ＳＡＲ）プロ
セッサを構成し、既存の光学的およびデジタル式のＳＡ
Ｒプロセッサに比べて非常に優れている。特にある種の
視野の解像度は、同程度のサイズ・重量・消費電力の既
存の機器に比べてはるかに大きい。例えば本発明のＳＡ
Ｒプロセッサのサイズはわずか０．００３ｍ3 （１／１
０立方フィート）にもならない。既存のデジタルプロセ
ッサは約５．６ｍ3 （２００立方フィート）、光学式の
ものは約１１ｍ3 （４００立方フィート）である。
て、一組の合成アパーチャー・レーダー（ＳＡＲ）プロ
セッサを構成し、既存の光学的およびデジタル式のＳＡ
Ｒプロセッサに比べて非常に優れている。特にある種の
視野の解像度は、同程度のサイズ・重量・消費電力の既
存の機器に比べてはるかに大きい。例えば本発明のＳＡ
Ｒプロセッサのサイズはわずか０．００３ｍ3 （１／１
０立方フィート）にもならない。既存のデジタルプロセ
ッサは約５．６ｍ3 （２００立方フィート）、光学式の
ものは約１１ｍ3 （４００立方フィート）である。
【０００４】さらに、従来のデジタル像合成装置は像を
生成するに当たってかなりのデジタル計算を必要とした
が、本発明の光学的計算装置はその計算ステップを省略
できる。既存のデジタル計算機が本装置と同程度のこと
を行うには、数１０テラフロップ（毎秒１兆回の浮動小
数点演算）の速度で計算しなければならない。
生成するに当たってかなりのデジタル計算を必要とした
が、本発明の光学的計算装置はその計算ステップを省略
できる。既存のデジタル計算機が本装置と同程度のこと
を行うには、数１０テラフロップ（毎秒１兆回の浮動小
数点演算）の速度で計算しなければならない。
【０００５】
【本発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高
解像度の像を生成し、コンパクトで、比較的に安価な部
品を用いて製作できる作像レーダーシステムを提供する
ことにある。
解像度の像を生成し、コンパクトで、比較的に安価な部
品を用いて製作できる作像レーダーシステムを提供する
ことにある。
【０００６】本発明の他の目的は、構造がコンパクトで
軽く、宇宙衛星や小型飛行機などの各種乗り物に容易に
搭載できるレーダー作像システムを提供することであ
る。
軽く、宇宙衛星や小型飛行機などの各種乗り物に容易に
搭載できるレーダー作像システムを提供することであ
る。
【０００７】さらに本発明の他の目的は、遠方の像形成
装置に容易に記憶および／または送信できる形のレーダ
ー像データを提供することである。
装置に容易に記憶および／または送信できる形のレーダ
ー像データを提供することである。
【０００８】上記のまたは他の目的は、ターゲット地域
の像を生成する本発明のレーダーシステムによって達成
される。本システムは、所定の周波数と強さを持った放
射ビームをターゲット地域へ送信し、ターゲット地域の
面上の、放射が所定の位相を持つ点が同心円弧になるよ
うな送信手段と、ターゲット地域からの放射の反射を受
信し、受信した放射の振幅と送信放射（ターゲット地域
の中心への往復時間だけ遅れている）と受信放射との位
相差を測定する受信手段と、ターゲットの中心と送信器
／受信器との相対位置を測定し、送信放射の周波数を測
定する、位置および周波数決定手段と、ターゲットの中
心と送信器／受信器との相対位置を変更する位置変更手
段と、関数発生手段から光学的放射電磁界の形で出力さ
れる、複数組の基本的な基礎関数を発生させる基礎関数
発生手段と、位置と周波数を用いて、基礎関数発生手段
が特定の基礎関数を選択できるようにするような制御信
号を発生する制御手段と、受光平面上に並べられた受信
セル列から成り、入射する放射の時間積算を示す電気的
出力データを発生する、光放射検出手段と、光放射検出
手段の検出器積算作業を続け、光放射検出手段の限られ
たデータ記憶能力を拡大するデータ積算手段とを備え
る。
の像を生成する本発明のレーダーシステムによって達成
される。本システムは、所定の周波数と強さを持った放
射ビームをターゲット地域へ送信し、ターゲット地域の
面上の、放射が所定の位相を持つ点が同心円弧になるよ
うな送信手段と、ターゲット地域からの放射の反射を受
信し、受信した放射の振幅と送信放射（ターゲット地域
の中心への往復時間だけ遅れている）と受信放射との位
相差を測定する受信手段と、ターゲットの中心と送信器
／受信器との相対位置を測定し、送信放射の周波数を測
定する、位置および周波数決定手段と、ターゲットの中
心と送信器／受信器との相対位置を変更する位置変更手
段と、関数発生手段から光学的放射電磁界の形で出力さ
れる、複数組の基本的な基礎関数を発生させる基礎関数
発生手段と、位置と周波数を用いて、基礎関数発生手段
が特定の基礎関数を選択できるようにするような制御信
号を発生する制御手段と、受光平面上に並べられた受信
セル列から成り、入射する放射の時間積算を示す電気的
出力データを発生する、光放射検出手段と、光放射検出
手段の検出器積算作業を続け、光放射検出手段の限られ
たデータ記憶能力を拡大するデータ積算手段とを備え
る。
【０００９】本発明の基礎となる考えは、対象物が空間
で周期的な正規直交基礎関数の全集合の重み付き和とし
て数学的に記述されるということである。物理的にはこ
れらの関数は、電磁的放射を散乱させる実回折格子を表
すと考えられる。これらの格子からの散乱は、全対象物
に対する基礎関数の寄与を測るのに用いられる。これら
の測定された関数を合計することによって、対象物の像
が合成される。
で周期的な正規直交基礎関数の全集合の重み付き和とし
て数学的に記述されるということである。物理的にはこ
れらの関数は、電磁的放射を散乱させる実回折格子を表
すと考えられる。これらの格子からの散乱は、全対象物
に対する基礎関数の寄与を測るのに用いられる。これら
の測定された関数を合計することによって、対象物の像
が合成される。
【００１０】本発明はブラッグ散乱の原理に基づく散乱
システムを用いており、個別の基礎関数の寄与を決定す
るパラメータを測ることができる。ブラッグの条件が成
り立つ場合、対象物の個別の格子からの散乱は、連続す
る格子の列により相互に強め合う干渉が発生する時だけ
得られることを示すことができる。このようにして、特
定の空間的な周波数と位置の格子が直接測定できる。
システムを用いており、個別の基礎関数の寄与を決定す
るパラメータを測ることができる。ブラッグの条件が成
り立つ場合、対象物の個別の格子からの散乱は、連続す
る格子の列により相互に強め合う干渉が発生する時だけ
得られることを示すことができる。このようにして、特
定の空間的な周波数と位置の格子が直接測定できる。
【００１１】像合成プロセスは光計算機と制御器によっ
て実現できる。制御器は散乱システムから情報を受け取
り、２次元に配列された光検出器の上に特定の基礎関数
の像を、別個に順番に投影するよう光計算機に指令す
る。記憶装置はこれらの光検出器から読み込み、個々の
関数を合計する。
て実現できる。制御器は散乱システムから情報を受け取
り、２次元に配列された光検出器の上に特定の基礎関数
の像を、別個に順番に投影するよう光計算機に指令す
る。記憶装置はこれらの光検出器から読み込み、個々の
関数を合計する。
【００１２】光計算機を使って所要の基礎関数の像を発
生させることにより、本発明は像の合成を極めて高速に
行うことができる。一例をあげると、この光計算要素を
用いれば、個々の基礎関数像は１ナノ秒で生成すること
ができる。百万程度の基礎関数を合計すれば良好な像が
得られるので、全像合成プロセスは約１ミリ秒で完了す
る。
生させることにより、本発明は像の合成を極めて高速に
行うことができる。一例をあげると、この光計算要素を
用いれば、個々の基礎関数像は１ナノ秒で生成すること
ができる。百万程度の基礎関数を合計すれば良好な像が
得られるので、全像合成プロセスは約１ミリ秒で完了す
る。
【００１３】基礎関数は二つの可干渉光ビームの干渉に
よって発生するが、これらの光ビームは相互にある角度
で進行する平面上の二つの点光源として計算機に入力さ
れる。平面上の点光源の相対距離および角度は対象物の
内部格子の間隔と方向に対応する。二つのビームの振幅
の積は、基礎関数を数学的に展開した場合の重みに対応
する。二つのビームの相対位相は、対象物内のある格子
の標準格子に対する相対位相に対応する。光ビームをそ
の平面から相対的に分離することは、異なる散乱幾何学
形状を扱うために新しい基礎関数集合を選ぶことに対応
する。対象による散乱波から得られた情報を基にこれら
のパラメータを制御することにより、どのような基礎関
数でも発生させることができる。
よって発生するが、これらの光ビームは相互にある角度
で進行する平面上の二つの点光源として計算機に入力さ
れる。平面上の点光源の相対距離および角度は対象物の
内部格子の間隔と方向に対応する。二つのビームの振幅
の積は、基礎関数を数学的に展開した場合の重みに対応
する。二つのビームの相対位相は、対象物内のある格子
の標準格子に対する相対位相に対応する。光ビームをそ
の平面から相対的に分離することは、異なる散乱幾何学
形状を扱うために新しい基礎関数集合を選ぶことに対応
する。対象による散乱波から得られた情報を基にこれら
のパラメータを制御することにより、どのような基礎関
数でも発生させることができる。
【００１４】本発明において重要なことは、個々の基礎
関数の像を合成するのに光計算装置が使える点である。
一般に、基礎関数を発生させるのに用いられる光計算装
置にはいろいろの種類がある。さらに、いろいろの装置
を用いて同一結果を得るのに、またいろいろの要素が使
える。多くの特定の応用例を以下に示すが、本発明の一
般性を制限するものではない。
関数の像を合成するのに光計算装置が使える点である。
一般に、基礎関数を発生させるのに用いられる光計算装
置にはいろいろの種類がある。さらに、いろいろの装置
を用いて同一結果を得るのに、またいろいろの要素が使
える。多くの特定の応用例を以下に示すが、本発明の一
般性を制限するものではない。
【００１５】
（データ収集の幾何学）図１は、本発明の像データ収集
システムを搭載した空中の台Ｐと、像としてとらえる地
面２との空間的な関係を示す略図である。ここでは、像
データを収集する面２のある部分への伝搬方向４へ可干
渉放射が放射されている。伝搬方向４は、面２と角αを
なす。
システムを搭載した空中の台Ｐと、像としてとらえる地
面２との空間的な関係を示す略図である。ここでは、像
データを収集する面２のある部分への伝搬方向４へ可干
渉放射が放射されている。伝搬方向４は、面２と角αを
なす。
【００１６】本発明では、面２上の所定のターゲット地
域２′の像データは、台ＰをＰ１，Ｐ２などと動かし
て、ターゲット地域２′の周りの数カ所の観測点から得
られる（図２参照）。点Ｐ１，Ｐ２．．．の軌跡は地域
２′を完全に囲んでもよいし、この地域の片側にあって
もよい。点Ｐ１，Ｐ２．．．の軌跡は地域２′を中心と
する円でもよいがこれは絶対ではない。
域２′の像データは、台ＰをＰ１，Ｐ２などと動かし
て、ターゲット地域２′の周りの数カ所の観測点から得
られる（図２参照）。点Ｐ１，Ｐ２．．．の軌跡は地域
２′を完全に囲んでもよいし、この地域の片側にあって
もよい。点Ｐ１，Ｐ２．．．の軌跡は地域２′を中心と
する円でもよいがこれは絶対ではない。
【００１７】多くの場合、点Ｐ１，Ｐ２．．．が直線上
にあると、台Ｐを乗せた乗り物が所定の航路を進めるの
で都合がよい。
にあると、台Ｐを乗せた乗り物が所定の航路を進めるの
で都合がよい。
【００１８】説明の都合上観測点は８点だけ示したが、
一般に所要の精密な像を作るには数千の位置で数千の観
測を行うことが望ましい。
一般に所要の精密な像を作るには数千の位置で数千の観
測を行うことが望ましい。
【００１９】（散乱放射の強め合い干渉）本発明による
レーダー像の生成のために、送信された放射と散乱幾何
学形状の周波数を利用して地面の空間周波数を測定す
る。地面の空間周波数は図３，４に示すように、ある強
め合い干渉条件によって放射される放射の波長に関係す
る。
レーダー像の生成のために、送信された放射と散乱幾何
学形状の周波数を利用して地面の空間周波数を測定す
る。地面の空間周波数は図３，４に示すように、ある強
め合い干渉条件によって放射される放射の波長に関係す
る。
【００２０】図３において、空中の送信器から放射され
た放射は相互に平行か同心円をなしており、伝搬方向４
に垂直に伸びた波面の形状をしていると考えられる。
た放射は相互に平行か同心円をなしており、伝搬方向４
に垂直に伸びた波面の形状をしていると考えられる。
【００２１】今放射が可干渉性で波長をλとし、面２上
の点６と８がλ／２離れてそれぞれの放射波面線上にあ
るとすると、点８から反射した放射は点６から反射した
放射と同相でレーダーシステムへ戻る。点６と８の間の
距離Ｌは地面２の後の空間波長である。距離Ｌは波長λ
を持つ関連する放射の強め合い干渉を検出することによ
って測定される。
の点６と８がλ／２離れてそれぞれの放射波面線上にあ
るとすると、点８から反射した放射は点６から反射した
放射と同相でレーダーシステムへ戻る。点６と８の間の
距離Ｌは地面２の後の空間波長である。距離Ｌは波長λ
を持つ関連する放射の強め合い干渉を検出することによ
って測定される。
【００２２】図３から容易に得られるように
【数１】 ここでαは伝搬方向４と面２との間の角である。
【００２３】図４は地面２の平面図で、たて軸ｙと横軸
ｘを持つ直角座標面を成すと考えることができる。点６
と８は反射した波面と、対応する空間波長Ｌと共に示し
てある。
ｘを持つ直角座標面を成すと考えることができる。点６
と８は反射した波面と、対応する空間波長Ｌと共に示し
てある。
【００２４】伝搬方向４がｘ−ｙ座標のｘ軸と成す角を
θ、空気中の放射の速度をｃとすると、明らかにｘ軸上
の実効空間波長Ｌx は
θ、空気中の放射の速度をｃとすると、明らかにｘ軸上
の実効空間波長Ｌx は
【数２】 ｙ軸上の実効空間波長Ｌy は
【数３】 である。対応する空間周波数は次式で表される。
【数４】
【００２５】送信放射波長λと伝搬方向（α，θ）のそ
れぞれに対して、一組のｆx とｆyの値がある。
れぞれに対して、一組のｆx とｆyの値がある。
【００２６】〔像の質〕本発明でレーダー像は、複数の
観測点Pjでの観測データに基づいて生成される。観測は
複数点で行われ、各点では送信器から放射された放射の
波長λを変えて複数の観測が行われる。各観測点では、
上の各式で示されるように、λの各値毎にそれぞれ異な
るｆx とｆy の値が得られる。十分な像を得るには、百
万程度の波長位置観測が行われる。
観測点Pjでの観測データに基づいて生成される。観測は
複数点で行われ、各点では送信器から放射された放射の
波長λを変えて複数の観測が行われる。各観測点では、
上の各式で示されるように、λの各値毎にそれぞれ異な
るｆx とｆy の値が得られる。十分な像を得るには、百
万程度の波長位置観測が行われる。
【００２７】得られたレーダー像の鮮明度は（ｆx ，ｆ
y ）の値の範囲によって決まる。軸ｆx とｆy を持つ平
面を考える。像の鮮明度は、ｆx ，ｆy で表される観測
点がカバーする面の面積に依って決まる。これらの点は
平面上に均一に分布していることが望ましい。
y ）の値の範囲によって決まる。軸ｆx とｆy を持つ平
面を考える。像の鮮明度は、ｆx ，ｆy で表される観測
点がカバーする面の面積に依って決まる。これらの点は
平面上に均一に分布していることが望ましい。
【００２８】鮮明なレーダー像を得るには、地域２′に
対し台Ｐの方向が少なくともある最小限の変化をする必
要がある。このためには、地域２′から横に偏った進路
に台Ｐを動かせばよい。しかしターゲット地域を動かし
て必要な変動を生じさせることもできる。船や、宇宙船
から観測する遊星が対象の場合がその例で、対象の方が
動いて十分な変動を生じる。
対し台Ｐの方向が少なくともある最小限の変化をする必
要がある。このためには、地域２′から横に偏った進路
に台Ｐを動かせばよい。しかしターゲット地域を動かし
て必要な変動を生じさせることもできる。船や、宇宙船
から観測する遊星が対象の場合がその例で、対象の方が
動いて十分な変動を生じる。
【００２９】これまでは波面は直線であると仮定してき
た。これは台と面２′の中心との相対距離Ｒが十分大き
い場合に当てはまる。しかし球面として波面を処理した
方が高い精度を得られることもあり、この場合適当なｆ
x とｆy の値はＲの大きさを考慮した同等の幾何学的展
開によって得られる。
た。これは台と面２′の中心との相対距離Ｒが十分大き
い場合に当てはまる。しかし球面として波面を処理した
方が高い精度を得られることもあり、この場合適当なｆ
x とｆy の値はＲの大きさを考慮した同等の幾何学的展
開によって得られる。
【００３０】本発明の一つの応用例を図５に示す。この
システムには、台Ｐ（図１）に搭載された送信器２０と
受信器２２を含むレーダー信号トランシーバーが含まれ
る。Ｐ１、Ｐ２．．．の各位置で、送信器２０は波長λ
の可干渉放射を放射する。
システムには、台Ｐ（図１）に搭載された送信器２０と
受信器２２を含むレーダー信号トランシーバーが含まれ
る。Ｐ１、Ｐ２．．．の各位置で、送信器２０は波長λ
の可干渉放射を放射する。
【００３１】この放射はアンテナによって所定の形状と
方向を持ったビームに形成される。台Ｐに向かって反射
された放射は受信器２２が受信する。受信器２２は送信
器２０から放射された放射を表す信号も受信する。この
信号は送信器２０から送られるもので、２Ｒ／Ｃの時間
遅れを持って送信される放射と同じ波形を持つ。この時
間遅れは、放射が送信器２０から出てターゲット地域
２′の中心に達し、再び受信機２２へ戻るまでの時間で
ある。
方向を持ったビームに形成される。台Ｐに向かって反射
された放射は受信器２２が受信する。受信器２２は送信
器２０から放射された放射を表す信号も受信する。この
信号は送信器２０から送られるもので、２Ｒ／Ｃの時間
遅れを持って送信される放射と同じ波形を持つ。この時
間遅れは、放射が送信器２０から出てターゲット地域
２′の中心に達し、再び受信機２２へ戻るまでの時間で
ある。
【００３２】これらの二つの信号を混合すると、搬送周
波数の時間変動が除かれ、受信信号の振幅に比例した信
号および遅れを持った送信信号と受信信号との位相差の
関数を作り出す。ターゲット地域２′の範囲は、放射ビ
ームの形状を適当にし、出力信号を作るのに用いた混合
信号の一部を時間ゲートで選択することによって制御で
きる。
波数の時間変動が除かれ、受信信号の振幅に比例した信
号および遅れを持った送信信号と受信信号との位相差の
関数を作り出す。ターゲット地域２′の範囲は、放射ビ
ームの形状を適当にし、出力信号を作るのに用いた混合
信号の一部を時間ゲートで選択することによって制御で
きる。
【００３３】放射は持続時間の短いパルスでもよいし連
続信号でもよい。出力信号の持続時間は時間ゲートで制
御できる。出力信号の持続時間は、台Ｐが持続時間の初
めから終りまで地域２′に対してほぼ静止するように選
ばなければならない。
続信号でもよい。出力信号の持続時間は時間ゲートで制
御できる。出力信号の持続時間は、台Ｐが持続時間の初
めから終りまで地域２′に対してほぼ静止するように選
ばなければならない。
【００３４】各観測点Ｐ１，Ｐ２．．．の出力信号に関
して、送信および受信放射の振幅の積を表す記号Ａと、
送信および受信放射の位相差を表す記号φを導入する。
して、送信および受信放射の振幅の積を表す記号Ａと、
送信および受信放射の位相差を表す記号φを導入する。
【００３５】送信放射が正弦波形で、台Ｐが出力信号の
ある間静止しているとみなされる場合、受信放射も混合
信号も正弦波である。
ある間静止しているとみなされる場合、受信放射も混合
信号も正弦波である。
【００３６】各観測点について、Ａとφの値は受信器２
２から得られ、光学ユニット２６へ送られる。さらに、
αとθの現在値は台Ｐにある位置検出器から得られ、λ
は送信器から得られる。これらの値は制御器３０へ送ら
れ、制御器３０はさらに、前に示した各式によってｆx
とｆy の値を出力する。
２から得られ、光学ユニット２６へ送られる。さらに、
αとθの現在値は台Ｐにある位置検出器から得られ、λ
は送信器から得られる。これらの値は制御器３０へ送ら
れ、制御器３０はさらに、前に示した各式によってｆx
とｆy の値を出力する。
【００３７】光学ユニット２６は、例えばフーリエ変換
またはフレネル変換を用いた二次元のパターン発生器で
あり、空間周波数パターンをユニット２６の像焦点面に
ある光センサ−アレイ３４へ送る。アレイ３４に送られ
た全観測点のパターンは例えばデータ記憶装置３８で合
計され、地域２′のレーダ像を生成する。またアレイ３
４の多数のパターンを合計して記憶装置３８へ送ること
もできる。生成した像の精度は、観測点のｆx とｆy の
数によって決まる。
またはフレネル変換を用いた二次元のパターン発生器で
あり、空間周波数パターンをユニット２６の像焦点面に
ある光センサ−アレイ３４へ送る。アレイ３４に送られ
た全観測点のパターンは例えばデータ記憶装置３８で合
計され、地域２′のレーダ像を生成する。またアレイ３
４の多数のパターンを合計して記憶装置３８へ送ること
もできる。生成した像の精度は、観測点のｆx とｆy の
数によって決まる。
【００３８】各観測点に対して、４個（または後で述べ
るように５個）のデータ値だけが生成される。これらの
値は、デジタルの形で容易に記憶または伝送され、後で
および／または離れた場所で像を再生成できる。しかし
像の再生成に必要な要素はすべて、放射送信器および受
信器と共に、０．００２８ｍ3 （１／１０立方フィー
ト）以下の１ユニット内に収められる。
るように５個）のデータ値だけが生成される。これらの
値は、デジタルの形で容易に記憶または伝送され、後で
および／または離れた場所で像を再生成できる。しかし
像の再生成に必要な要素はすべて、放射送信器および受
信器と共に、０．００２８ｍ3 （１／１０立方フィー
ト）以下の１ユニット内に収められる。
【００３９】本発明の光学ユニットの望ましい一例を図
６に示す。本例には、左から第一要素に入ってそのまま
入射方向に進む成分と、第二要素に入って下向きに反射
する成分とに光を分割するように作った第一ビーム分割
器５０を含む。左から入った光が水平に進むと、第一成
分は反射鏡５２に当り、第二成分は９０°で反射して反
射鏡５４に当り、ここでまた９０°で反射して水平方向
に戻る。
６に示す。本例には、左から第一要素に入ってそのまま
入射方向に進む成分と、第二要素に入って下向きに反射
する成分とに光を分割するように作った第一ビーム分割
器５０を含む。左から入った光が水平に進むと、第一成
分は反射鏡５２に当り、第二成分は９０°で反射して反
射鏡５４に当り、ここでまた９０°で反射して水平方向
に戻る。
【００４０】第一成分は反射鏡５２で９０°で反射して
垂直に下方に進み、第二ビーム分割器５６の反射面に達
する。第二成分は反射鏡５４から第二ビーム分割器５６
へ進み、二つの成分は共に分割器５６からレンズシステ
ムを通って右へ進む。
垂直に下方に進み、第二ビーム分割器５６の反射面に達
する。第二成分は反射鏡５４から第二ビーム分割器５６
へ進み、二つの成分は共に分割器５６からレンズシステ
ムを通って右へ進む。
【００４１】本発明では、分割器５０に入る光は広い、
コリメートされた可干渉ビームで、水平なビーム軸を持
つ。ビームが二成分に分割された後は、以下の操作、す
なわちビーム軸を横切る偏向、輝度制御、位相シフトな
どが、少なくともどちらかの成分に対して行われる。ど
の操作もどの成分に行うこともできるし、両成分に分け
て行うこともできる。
コリメートされた可干渉ビームで、水平なビーム軸を持
つ。ビームが二成分に分割された後は、以下の操作、す
なわちビーム軸を横切る偏向、輝度制御、位相シフトな
どが、少なくともどちらかの成分に対して行われる。ど
の操作もどの成分に行うこともできるし、両成分に分け
て行うこともできる。
【００４２】図６に示す実施例では、偏向はｘ軸の電気
光学偏向器６０とｙ軸の電気光学偏向器６２で行われ、
位相シフトは光学位相調整器６６で行われ、強さ制御は
光学振幅調整器６８で行われる。調整器６６および６８
は電気的に制御される。
光学偏向器６０とｙ軸の電気光学偏向器６２で行われ、
位相シフトは光学位相調整器６６で行われ、強さ制御は
光学振幅調整器６８で行われる。調整器６６および６８
は電気的に制御される。
【００４３】上記の光学システムは二つの広いコリメー
トされた成分ビームを生成するが、両者の軸の傾きは偏
向器６０および６２によって決定され、輝度と位相の差
は調整器６６および６８によって決定される。
トされた成分ビームを生成するが、両者の軸の傾きは偏
向器６０および６２によって決定され、輝度と位相の差
は調整器６６および６８によって決定される。
【００４４】両ビームは第一集光レンズ７０を通って事
実上の第一フーリエ変換を行い、各成分ビームを変換面
７２のそれぞれの点に集束する。変換面７２は実体がな
くてもよい。面７２上の２点間の距離は偏向器６０およ
び６２で作られた偏向に対応する。このようにして、面
７２に２点の可干渉光源ができる。
実上の第一フーリエ変換を行い、各成分ビームを変換面
７２のそれぞれの点に集束する。変換面７２は実体がな
くてもよい。面７２上の２点間の距離は偏向器６０およ
び６２で作られた偏向に対応する。このようにして、面
７２に２点の可干渉光源ができる。
【００４５】面７２は第二集光レンズ７４の焦点面にあ
り、このレンズにより２点から来る光は広いコリメート
ビームに変換され、時間集積光センサーのアレイ３４を
含む像平面と交差する。２ビームの軸の間の角度は、面
７２の２点源間の距離に比例する。
り、このレンズにより２点から来る光は広いコリメート
ビームに変換され、時間集積光センサーのアレイ３４を
含む像平面と交差する。２ビームの軸の間の角度は、面
７２の２点源間の距離に比例する。
【００４６】アレイ３４に当たる光は、面７２の２点源
の干渉パターンである。このパターンは、面７２上の２
点を結ぶ線の方向に対応する方向を持つ空間周波数と、
両点間の距離に比例する空間周波数値とを持つ。空間周
波数の位相は、両点源間の位相差に比例する。このパタ
ーンを持つ光の振幅は、両点源の強さの積に比例する。
の干渉パターンである。このパターンは、面７２上の２
点を結ぶ線の方向に対応する方向を持つ空間周波数と、
両点間の距離に比例する空間周波数値とを持つ。空間周
波数の位相は、両点源間の位相差に比例する。このパタ
ーンを持つ光の振幅は、両点源の強さの積に比例する。
【００４７】本発明では、この干渉パターンが一定時間
アレイ３４に照射され、その間の各光センサー要素の光
の強さは積算され、その積算値すなわち各光センサー要
素の電荷は記憶装置３８に伝送される。
アレイ３４に照射され、その間の各光センサー要素の光
の強さは積算され、その積算値すなわち各光センサー要
素の電荷は記憶装置３８に伝送される。
【００４８】このプロセスは全てのｆx ，ｆy の組に対
して繰り返され、各光センサー要素の光の強さの集積値
は記憶装置３８に加算される。
して繰り返され、各光センサー要素の光の強さの集積値
は記憶装置３８に加算される。
【００４９】さらに本発明では、分割器５６の中心を通
り面７２に平行にした平面がアレイ３４上に像を作るよ
うに、部品３４，５６，７０，７４を配置している。
り面７２に平行にした平面がアレイ３４上に像を作るよ
うに、部品３４，５６，７０，７４を配置している。
【００５０】本発明の他の例では、図６に示す光学ユニ
ットの一部を図７のように入れ替え、偏向器６０および
６２の代わりにｘ、−ｙ駆動装置７６および７８を入れ
ている。これらは反射鏡５４に連結し、ビームを所要の
角度に偏向させるように反射鏡５４を旋回させる。駆動
装置７６および７８はｆx とｆy の信号により、電気的
に駆動される。
ットの一部を図７のように入れ替え、偏向器６０および
６２の代わりにｘ、−ｙ駆動装置７６および７８を入れ
ている。これらは反射鏡５４に連結し、ビームを所要の
角度に偏向させるように反射鏡５４を旋回させる。駆動
装置７６および７８はｆx とｆy の信号により、電気的
に駆動される。
【００５１】図６、図７の光学ユニットでは、横偏向を
受けるビーム成分は次式の波面ｗ（ｘ，ｙ）を持つ。
受けるビーム成分は次式の波面ｗ（ｘ，ｙ）を持つ。
【数５】 ただしａは定数で、ｘとｙは面７２上に来る点の座標で
ある。
ある。
【００５２】他のビーム成分は次式の波面ｓ（ｘ，ｙ）
を持つ。
を持つ。
【数６】 ただしｂとφは調整器６６および６８に関する振幅と位
相である。
相である。
【００５３】両ビーム成分は光センサーアレイ３４上で
合計され、光パワーすなわちｗとｓの和の自乗に応じて
総和信号パターンＰ（ｘ，ｙ）を生成する。ここで、
合計され、光パワーすなわちｗとｓの和の自乗に応じて
総和信号パターンＰ（ｘ，ｙ）を生成する。ここで、
【数７】 である。Ｐ（ｘ，ｙ）の第三項は適当な振幅と位相を持
った空間周波数（ｆx ，ｆy ）のコサインである。
った空間周波数（ｆx ，ｆy ）のコサインである。
【００５４】データ記憶装置３８は全ｆx ，ｆy の組の
Ｐ（ｘ，ｙ）の値を合計する。
Ｐ（ｘ，ｙ）の値を合計する。
【００５５】本発明に応用できる別の光学ユニットは音
響光学（ａ−ｏ）セルを用いる。これは関連する空間周
波数ｆx またはｆy に比例し時間的に変動する関数に基
づいて、可干渉光を偏向する。
響光学（ａ−ｏ）セルを用いる。これは関連する空間周
波数ｆx またはｆy に比例し時間的に変動する関数に基
づいて、可干渉光を偏向する。
【００５６】この型の光学ユニットの一例を図８に示
す。これは第一光学路となる二つのａ−ｏセル８２，８
４、第二光学路となる二つのａ−ｏセル８６，８８、光
センサーアレイ３４、セルをアレイ３４に作像するレン
ズ要素（図９、１０に示す）から成る。
す。これは第一光学路となる二つのａ−ｏセル８２，８
４、第二光学路となる二つのａ−ｏセル８６，８８、光
センサーアレイ３４、セルをアレイ３４に作像するレン
ズ要素（図９、１０に示す）から成る。
【００５７】第一可干渉ビーム９０はセル８２の入力面
に向い、ｆx に比例する周波数で交互に偏向する信号、
ｆ（ｔ）x によって水平方向に偏向される。偏向ビーム
はそこで広い垂直ビームになり、セル８４の入力面に当
たる。セル８４でビームは、ｆy に比例する周波数で第
二の交互に偏向する信号、ｆ（ｔ）y によって垂直に偏
向される。
に向い、ｆx に比例する周波数で交互に偏向する信号、
ｆ（ｔ）x によって水平方向に偏向される。偏向ビーム
はそこで広い垂直ビームになり、セル８４の入力面に当
たる。セル８４でビームは、ｆy に比例する周波数で第
二の交互に偏向する信号、ｆ（ｔ）y によって垂直に偏
向される。
【００５８】第二ビーム９２はセル８６によって垂直に
偏向され、セル８８によって形を整えて垂直方向に偏向
されるが、これらはすべて上に述べたビーム９０の場合
と同様である。
偏向され、セル８８によって形を整えて垂直方向に偏向
されるが、これらはすべて上に述べたビーム９０の場合
と同様である。
【００５９】得られた光パターンはアレイ３４に当り、
生じる干渉パターンは、関連する記憶装置に移されるま
で一時的にここに記憶される。
生じる干渉パターンは、関連する記憶装置に移されるま
で一時的にここに記憶される。
【００６０】セル８２と８６は、セル８４と８８と同じ
回折順序を持つ。これはセル格子からのドップラー周波
数シフトを打ち消す効果がある。セル８２と８４の偏向
方向は、セル８６と８８とはそれぞれ逆方向で、二つの
ビーム９０と９２の偏向は全体的に加算になる。
回折順序を持つ。これはセル格子からのドップラー周波
数シフトを打ち消す効果がある。セル８２と８４の偏向
方向は、セル８６と８８とはそれぞれ逆方向で、二つの
ビーム９０と９２の偏向は全体的に加算になる。
【００６１】出力面３４の光学的場は次式で示される。
【数８】 ここで、ｆ（ｔ）x とｆ（ｔ）y はセルに当てられた周
波数、ｔは時間、αとβは必要に応じて空間搬送波を生
成する反射鏡偏差である。出力面での光学パワーは次の
通り。
波数、ｔは時間、αとβは必要に応じて空間搬送波を生
成する反射鏡偏差である。出力面での光学パワーは次の
通り。
【数９】
【００６２】Ａの両項は同じａ−ｏ回折順序を用いるの
で時間は関係しない。従って、出力面のパワーは次式の
ようになる。
で時間は関係しない。従って、出力面のパワーは次式の
ようになる。
【数１０】 これはｆx ，ｆy と共に変化する空間周波数を持ち、
α，βによって偏差を受ける。
α，βによって偏差を受ける。
【００６３】空間周波数パターンの位相は、セルの入力
の相対位相によって制御される。また振幅の制御は、セ
ルの全ての組み合せに対する入力の振幅を制御すること
によって行われる。
の相対位相によって制御される。また振幅の制御は、セ
ルの全ての組み合せに対する入力の振幅を制御すること
によって行われる。
【００６４】ｆx とｆy の値の計算には、ターゲット地
域２′上の放射波面の湾曲が考慮に入っている。そのた
め湾曲に起因する像のひずみは完全に修正され、Ｒが比
較的に小さい場合でも十分精度のある像を生成すること
ができる。
域２′上の放射波面の湾曲が考慮に入っている。そのた
め湾曲に起因する像のひずみは完全に修正され、Ｒが比
較的に小さい場合でも十分精度のある像を生成すること
ができる。
【００６５】Ｒの値が比較的に小さい場合は、面を移動
すれば像の精度は向上する。この場合、１／Ｒに比例し
て動かせば各ビーム成分は光学ユニット２６内の焦点に
来る。
すれば像の精度は向上する。この場合、１／Ｒに比例し
て動かせば各ビーム成分は光学ユニット２６内の焦点に
来る。
【００６６】このため、図６または図７の光学ユニット
のビーム分割器５０の前にズームレンズを置くとか、レ
ンズ７０をビーム軸に沿って動かして面７２をアレイ３
４に近づけまたは遠ざけるとか、または図５に示したよ
うに１／Ｒに比例した信号に基づいてレンズを調整する
とかする。
のビーム分割器５０の前にズームレンズを置くとか、レ
ンズ７０をビーム軸に沿って動かして面７２をアレイ３
４に近づけまたは遠ざけるとか、または図５に示したよ
うに１／Ｒに比例した信号に基づいてレンズを調整する
とかする。
【００６７】またある場合には、両ビームの焦点面をそ
れぞれ逆方向に１／Ｒの関数の値だけ動かすとよい。こ
のため図６に図式的に示すように、二つの制御可能な焦
点ぼかし要素１０２と１０６を設ける。
れぞれ逆方向に１／Ｒの関数の値だけ動かすとよい。こ
のため図６に図式的に示すように、二つの制御可能な焦
点ぼかし要素１０２と１０６を設ける。
【００６８】図８−１０の実施例では、焦点ぼかしはセ
ル８２と８６の前に同様な機器を置くことによって行わ
れる。
ル８２と８６の前に同様な機器を置くことによって行わ
れる。
【００６９】図８に戻って、各セル８２，８４，８６，
８８はブラッグ・セルがよい。市販品ではカリフォルニ
ア州パロアルトのクリスタル・テクノロジー社製、モデ
ルＮｏ．４０５０−１、信号処理ブラッグ・セルがあ
る。
８８はブラッグ・セルがよい。市販品ではカリフォルニ
ア州パロアルトのクリスタル・テクノロジー社製、モデ
ルＮｏ．４０５０−１、信号処理ブラッグ・セルがあ
る。
【００７０】図８の音響光学的な応用において、一方の
ビームに対する全要素を備えた光学システムの実施例と
して、図９に上面図を図１０に側面図を示す。この実施
例では、球状の集光レンズ９４がセル８２と８４の間に
置いてあり、ビームの進路に沿ってある間隔で置いた３
個の円筒状レンズ９５，９６，９７から成る光学システ
ムを、セル８４と光センサー３４との間に配置してい
る。
ビームに対する全要素を備えた光学システムの実施例と
して、図９に上面図を図１０に側面図を示す。この実施
例では、球状の集光レンズ９４がセル８２と８４の間に
置いてあり、ビームの進路に沿ってある間隔で置いた３
個の円筒状レンズ９５，９６，９７から成る光学システ
ムを、セル８４と光センサー３４との間に配置してい
る。
【００７１】セル８２に当たるビーム９０はくさび形を
しており、ｘ方向には広い平行ビームを形成し、ｙ方向
にはセル８２に焦点を結ぶ集束ビームを形成する。ビー
ムはセル８２中で信号ｆ（ｔ）x の瞬時強度に比例する
角度でｘ方向に偏向する。
しており、ｘ方向には広い平行ビームを形成し、ｙ方向
にはセル８２に焦点を結ぶ集束ビームを形成する。ビー
ムはセル８２中で信号ｆ（ｔ）x の瞬時強度に比例する
角度でｘ方向に偏向する。
【００７２】ビームはさらにレンズ９４によってセル８
４の焦点に向かってｘ方向に集束し、ｙ方向には平行光
となる。
４の焦点に向かってｘ方向に集束し、ｙ方向には平行光
となる。
【００７３】セル８４中でビームは、信号ｆ（ｔ）y の
瞬時強度に比例する角度でｙ方向に偏向する。
瞬時強度に比例する角度でｙ方向に偏向する。
【００７４】さらにｙ方向ではビームはレンズ９５によ
って集束され、レンズ９７によって平行になり、ｘ方向
ではビームはレンズ９６によって平行になる。
って集束され、レンズ９７によって平行になり、ｘ方向
ではビームはレンズ９６によって平行になる。
【００７５】光センサーアレイ３４に達した平行ビーム
は可干渉ビームで、ｘ方向とｙ方向の傾きが信号ｆ
（ｔ）x とｆ（ｔ）y の瞬時強度の関数であるような波
面を持つ。ビーム９２の傾き（図８）はある中心点に対
してビーム９０の傾きと面対称である。
は可干渉ビームで、ｘ方向とｙ方向の傾きが信号ｆ
（ｔ）x とｆ（ｔ）y の瞬時強度の関数であるような波
面を持つ。ビーム９２の傾き（図８）はある中心点に対
してビーム９０の傾きと面対称である。
【００７６】上に述べた関係を作るためには、レンズ９
４は焦点距離２ｆを持ち、セル８２と８４から共に距離
２ｆ離れ、また各レンズ９５，９６，９７は湾曲面に焦
点距離ｆを持ち、セル８４とレンズ９５，９６，９７と
光センサー３４とが互いにｆだけ離れるとよい。
４は焦点距離２ｆを持ち、セル８２と８４から共に距離
２ｆ離れ、また各レンズ９５，９６，９７は湾曲面に焦
点距離ｆを持ち、セル８４とレンズ９５，９６，９７と
光センサー３４とが互いにｆだけ離れるとよい。
【００７７】図示した光学システムでは、セル８２、８
４共に実質的にアレイ３４の面内に像を結ぶよう配置さ
れている。
４共に実質的にアレイ３４の面内に像を結ぶよう配置さ
れている。
【００７８】アレイ３４が傾いて示されているのは、図
８のビーム進路はアレイ３４の面に垂直の方向からある
角度偏っていなければならないからである。
８のビーム進路はアレイ３４の面に垂直の方向からある
角度偏っていなければならないからである。
【００７９】一般的に言えば本発明の光学ユニットの目
的は、制御可能な波長、方向（または傾き）、位相を持
つ二次元の空間周波数を作ることである。この空間周波
数は一次元で、例えば一対のａ−ｏセルを用いて作り、
ダブプリズムまたは電気光学回転子と共に回転させるこ
とができる。単一のａ−ｏセルを使うことができるし、
自分の像と干渉させることもできる。
的は、制御可能な波長、方向（または傾き）、位相を持
つ二次元の空間周波数を作ることである。この空間周波
数は一次元で、例えば一対のａ−ｏセルを用いて作り、
ダブプリズムまたは電気光学回転子と共に回転させるこ
とができる。単一のａ−ｏセルを使うことができるし、
自分の像と干渉させることもできる。
【００８０】空間周波数で表現する方法は二次元の光セ
ンサーアレイを含む記憶装置にも適用でき、別々に作ら
れる空間周波数表現の全てについて時間積算をおこな
う。
ンサーアレイを含む記憶装置にも適用でき、別々に作ら
れる空間周波数表現の全てについて時間積算をおこな
う。
【００８１】ここに述べた光学的プロセッサはＳＡＲに
関連して説明したわけであるが、本発明は同様な光学プ
ロセッサの基本でもある。この中には次のものが含まれ
るが、これに限られるわけではない。すなわち、逆合成
アパーチャーレーダー（ＩＳＡＲ）、領域ドップラー作
像、レーザ作像検知および広域偵察。時間順序音響ホロ
グラフィーのような医学で使われる超音波または音響作
像、地震学、音波、工業用のテスト、その他の分野。磁
気共鳴映像法（ＭＲＩ）や計算機化軸断層撮影法（ＣＡ
Ｔ）や陽電子放射断層撮影法（ＰＥＴ）や単光子放射計
算機化断層撮影法（ＳＰＥＣＴ）などの断層撮影法への
応用、あるいはＸ線回折や電子、中性子、陽子、紫外線
散乱などの他の粒子や放射への応用などが対象となる。
関連して説明したわけであるが、本発明は同様な光学プ
ロセッサの基本でもある。この中には次のものが含まれ
るが、これに限られるわけではない。すなわち、逆合成
アパーチャーレーダー（ＩＳＡＲ）、領域ドップラー作
像、レーザ作像検知および広域偵察。時間順序音響ホロ
グラフィーのような医学で使われる超音波または音響作
像、地震学、音波、工業用のテスト、その他の分野。磁
気共鳴映像法（ＭＲＩ）や計算機化軸断層撮影法（ＣＡ
Ｔ）や陽電子放射断層撮影法（ＰＥＴ）や単光子放射計
算機化断層撮影法（ＳＰＥＣＴ）などの断層撮影法への
応用、あるいはＸ線回折や電子、中性子、陽子、紫外線
散乱などの他の粒子や放射への応用などが対象となる。
【００８２】上記は本発明の特殊な実施例であるが、そ
の真意から逸脱することなく多くの変更を行うことがで
きる。特許請求の範囲においては、そのような変更が本
発明の真の範囲と意図内に含まれるものと解釈すべきで
ある。
の真意から逸脱することなく多くの変更を行うことがで
きる。特許請求の範囲においては、そのような変更が本
発明の真の範囲と意図内に含まれるものと解釈すべきで
ある。
【００８３】従ってここに開示した実施例はあらゆる意
味において例示と考えるべきであって限定的なものでは
ない。発明の範囲は上記の通りではなくて請求の範囲に
示された通りであり、従って請求内容と同等な意味と範
囲を持つ変更は本発明に含まれると見なすことができ
る。
味において例示と考えるべきであって限定的なものでは
ない。発明の範囲は上記の通りではなくて請求の範囲に
示された通りであり、従って請求内容と同等な意味と範
囲を持つ変更は本発明に含まれると見なすことができ
る。
【図１】本発明に用いられた諸原理を示す図解である。
【図２】本発明に用いられた諸原理を示す図解である。
【図３】本発明に用いられた諸原理を示す図解である。
【図４】本発明に用いられた諸原理を示す図解である。
【図５】本発明の作像システムの基本的な要素のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図６】図５のシステムに用いられる光学ユニットの一
実施例の簡単な側面図である。
実施例の簡単な側面図である。
【図７】図６に示すユニットの一部が異なる構成の側面
図である。
図である。
【図８】図５のシステムに用いられる光学ユニットの他
の実施例の透視図である。
の実施例の透視図である。
【図９】図８のユニットの一部の平面図および側面図で
ある。
ある。
【図１０】図８のユニットの一部の平面図および側面図
である。
である。
２ 地面 ２′ターゲット地域 ４ 伝搬方向 ６，８ 面上の点 ２０ 送信器 ２２ 受信器 ２６ 光学ユニット ３０ 制御器 ３４ アレイ ３８ 記憶装置 ５０ 第一ビーム分割器 ５２，５４ 反射鏡 ５６ 第二ビーム分割器 ６０ Ｘ軸偏向器 ６２ Ｙ軸偏向器 ６６ 位相調整器 ６８ 振幅調整器 ７０ 第一集光レンズ ７２ 変換面 ７４ 第二集光レンズ ７６ Ｘ駆動装置 ７８ Ｙ駆動装置 ８２，８４，８６，８８ セル ９０，９２ ビーム ９４ 集光レンズ ９５，９６，９７ レンズ １０２，１０４ 焦点ぼかし要素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 7/48 - 7/51 G01S 17/00 - 17/95
Claims (20)
- 【請求項１】 所定の周波数と強さを持った放射ビーム
をターゲット地域へ送信するものであって、ターゲット
地域の面上の、放射が同じ位相を持つ諸点が複数の同心
弧形になるような送信手段、 ターゲット地域からの放射の反射を受信し、受信した放
射の振幅と送信放射と受信放射との位相差を測定する受
信手段、 ターゲットの中心と送信器／受信器との相対位置を測定
し、送信放射の周波数を測定する、位置および周波数決
定手段、 ターゲットの中心と送信器／受信器の相対位置を変更す
る位置変更手段、 複数組の基本的な基礎関数を発生し、光学的放射電磁界
の形で出力する、基礎関数発生手段、 前記位置と周波数を用いて、基礎関数発生手段が特定の
基礎関数を選択することを可能にする制御信号を発生す
る制御手段、 受光平面上に並べられた受信セル列から成り、入射する
放射の時間積算を示す電気的出力データを発生する、光
放射検出手段、 光放射検出手段の検出器積算作業を続け、光放射検出手
段の限られたデータ記憶能力を拡大するデータ積算手段
を含む、ターゲット地域の像を生成するレーダーシステ
ム。 - 【請求項２】 ターゲット上への放射ビームが 複数の成
分を有する 空間周波数ベクトルを規定し、かつ前記制御
手段によって生成される出力が空間周波数ベクトルの２
成分から成り、基礎関数発生手段は、少くとも２つのビームと２つのビ
ーム偏光器から成り、このビーム偏光器の各々は、 受光
面に平行な二つの垂直方向のそれぞれに向かい、かつ前
記制御手段によって生成された出力のそれぞれの成分に
比例した角度で、各ビームを偏向させるように配置され
ている、請求項１記載のシステム。 - 【請求項３】 前記少くとも２つのビームは可干渉ビー
ムであり、かつ基礎関数発生手段がさらに、二つの可干
渉ビームの一方の位相を、送信と受信の放射の位相差に
比例した値だけシフトするようにした位相調整器と、二
つの可干渉ビームの一方の強さを、送信と受信の放射の
強さの積に応じて調整するようにした放射強さ調整器を
含む、請求項２記載のシステム。 - 【請求項４】 前記基礎関数発生手段が、受光面に入射
するときにビームを平行にする光学手段を含む、請求項
３記載のシステム。 - 【請求項５】 前記の光学手段が、受光面に入射すると
きに少なくとも一方の可干渉ビームが脱コリメートする
ように制御でき、さらに光学手段を制御するようにビー
ム制御手段を接続して、少なくとも一方のビームの脱コ
リメートの程度はトランシーバー手段とターゲット地域
との距離に逆比例するようにした、請求項４記載のシス
テム。 - 【請求項６】 前記基礎関数発生手段が少なくとも一個
の音響光学調整器を含む、請求項１記載のシステム。 - 【請求項７】 ターゲット上への放射ビームが複数の成
分を有する空間周波数ベクトルを規定し、かつ前記制御
手段の出力が前記空間周波数ベクトルの二成分から成
り、かつ基礎関数発生手段は、少くとも２つのビームを
発生するビーム発生手段と二対の音響光学調整器を含
み、各対は両ビームのそれぞれを制御でき、各対の各調
整器は、受光面に平行な二つの垂直方向のそれぞれに向
かって、制御手段によって生成された表現の各成分に比
例する周波数で各ビームを偏向できるようにした、請求
項６記載のシステム。 - 【請求項８】 前記調整器が、一対の調整器側のビーム
が他方の対の調整器側のビームと逆方向に偏向するよう
に制御する、請求項７記載のシステム。 - 【請求項９】 前記基礎関数発生手段が、ビームが受光
面に入射するときにこれらをコリメートする光学手段を
含む、請求項７記載のシステム。 - 【請求項１０】 前記の光学手段は、各ビームが受光面
に入射するときに脱コリメートするように制御でき、さ
らに光学手段を制御するように接続したビーム制御手段
を含み、少なくとも一方のビームの脱コリメートの程度
がトランシーバー手段とターゲット地域との距離の関数
であるようにした、請求項９記載のシステム。 - 【請求項１１】 前記の送信手段と受信手段が航空機か
宇宙船に搭載されている、請求項１記載のシステム。 - 【請求項１２】 ターゲット上への放射ビームが複数の
成分を有する空間周波数ベクトルを規定し、かつ前記制
御手段によって生成される出力が空間周波数ベクトルの
２成分から成り、 基礎関数発生手段は、少くとも２つのビームと２つの電
気機械ビーム偏光器から成り、このビーム偏光器の各々
は、受光面に平行な二つの垂直方向のそれぞれに向か
い、かつ前記制御手段によって生成された出力のそれぞ
れの成分に比例した角度で各ビームを偏向させるように
配置されている、請求項１記載のシステム。 - 【請求項１３】 ターゲット地域から離れた観測地点
で、所定の周波数と強さを持つ電磁放射ビームをターゲ
ット地域向かって、ターゲット地域上の、放射が所定の
位相を持つ点が同心円弧を形成するように送信し、ター
ゲット地域からの放射の反射を受信し、送信と受信の放
射の位相差および送信と受信の放射の強さの積の表現を
生成し、 同位相で観測点へ戻る反射光を生成するターゲット地域
の、各点間の距離の大きさと方向を表現し、 受光面内にある受光セルのアレイを備え、各アレイは入
射する放射の強さを表現する電気信号を生成し、 観測点とターゲット地域との空間関係か、所定の放射周
波数かの、どちらかを変更することによって時間的に連
続する複数の別の観測状態を作り、各状態は、同位相で
観測点へ戻る反射光を生成するターゲット地域の、各点
間の距離の大きさと方向の異なる組み合せに関連し、 送信と受信の放射の位相差の表現と、送信と受信の放射
の強さの積と、同位相で観測点へ戻る反射光を生成する
ターゲット地域の、各点間の距離の大きさと方向とに応
じて、二つの可干渉放射ビームを生成し、連続した各観
測状態毎に両可干渉ビームを受光面に向け、また両可干
渉ビームを制御し、両平行ビームが、 大きさと方向の表現に対応した大きさと方向の角度で互
いに傾くビーム軸と、 位相差の表現に対応する位相差と、 両ビームの強さの積が強さの積の表現に対応する強さ
と、 を持ち、 各受信セルによって生成された電気信号を記憶部分に記
憶するような、 ターゲット地域の像を生成する方法。 - 【請求項１４】 大きさと方向の表現が、その表現のそ
れぞれのベクトル成分を表す二成分から成り、前記二つ
の可干渉ビームを制御するステップが、受光面に平行
で、互いに垂直方向の各可干渉ビームを偏向し、各方向
へは大きさと方向の表現の各ベクトル成分に比例する角
度で偏向することを含む、請求項１３記載の方法。 - 【請求項１５】 少なくとも一方の可干渉ビームが、観
測点とターゲット地域との距離に逆比例した量で受光面
に入射する時に脱平行になるような、請求項１３記載の
方法。 - 【請求項１６】 大きさと方向の表現が二成分から成
り、それぞれが表現のベクトル成分を表現し、 両可干渉ビームの方向づけを行うステップが、各可干渉
ビームを音響光学調整器の各対を通すことによって行わ
れ、 両可干渉ビームを制御するステップが、受光面に平行な
互いに垂直な二方向に各可干渉ビームを偏向させ、各方
向へは大きさと方向の表現の各ベクトル成分に比例する
周波数で偏向させることを含む、請求項１３記載の方
法。 - 【請求項１７】 各音響光学調整器がブラッグ（Ｂｒａ
ｇｇ）・セルで、全てのブラッグ・セルが同じ回折次数
を持つ、請求項１６記載の方法。 - 【請求項１８】 両可干渉ビームの制御を行うステップ
が、一対の調整器が他の対の調整器の方向と逆方向にそ
のビームを偏向するように行われる、請求項１７記載の
方法。 - 【請求項１９】 前記基礎関数発生手段が少くとも一つ
の電気光学調整器より成る請求項１記載のシステム。 - 【請求項２０】 前記基礎関数発生手段が少くとも一つ
の電気機械調整器より成る請求項１記載のシステム。
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|---|---|---|---|
| US07/604,255 US5079555A (en) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | Sequential image synthesizer |
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| CA002058209A CA2058209C (en) | 1990-10-29 | 1991-11-25 | Sequential image synthesizer |
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|---|---|
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