JP3378200B2 - Ｒｃｓ計測装置及びｒｃｓ計測方法 - Google Patents
Ｒｃｓ計測装置及びｒｃｓ計測方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、観測対象に反射
されたパルス信号を受信して目標散乱点を計測するＲＣ
Ｓ計測装置及びＲＣＳ計測方法に関するものである。
されたパルス信号を受信して目標散乱点を計測するＲＣ
Ｓ計測装置及びＲＣＳ計測方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１４は例えばＲａｄａｒ Ｒｅｆｌｅ
ｃｔｉｖｉｔｙ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，Ｎ．Ｃ．Ｃ
ｕｒｒｉｅ，Ａｒｔｅｃｈ Ｈｏｕｓｅ，１９８９に示
された従来のＲＣＳ計測装置を示す構成図であり、図に
おいて、１は観測対象を搭載する回転台、２は回転角制
御信号を回転台１に出力して回転台１の回転角を制御す
るとともに、周波数制御信号をステップ周波数発振器３
に出力する制御回路である。
ｃｔｉｖｉｔｙ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，Ｎ．Ｃ．Ｃ
ｕｒｒｉｅ，Ａｒｔｅｃｈ Ｈｏｕｓｅ，１９８９に示
された従来のＲＣＳ計測装置を示す構成図であり、図に
おいて、１は観測対象を搭載する回転台、２は回転角制
御信号を回転台１に出力して回転台１の回転角を制御す
るとともに、周波数制御信号をステップ周波数発振器３
に出力する制御回路である。
【０００３】また、３は制御回路２から出力された周波
数制御信号に基づいて観測対象に対して放射するレーダ
波（パルス信号）の送信周波数を設定するステップ周波
数発振器、４はトリガ信号を発生するパルス変調器、５
はパルス変調器４から発生されるトリガ信号に同期し
て、送信周波数が設定されたパルス信号を送信する送信
機、６は送受信を切り換える送受切換器、７は送信機５
から送信されるパルス信号を観測対象に放射する一方、
その観測対象に反射されたパルス信号を入射するアンテ
ナ、８はアンテナ７から入射されたパルス信号を受信
し、そのパルス信号をビデオ信号に周波数変換するとと
もに、その位相を検波してビデオ信号をディジタル変換
する受信機である。
数制御信号に基づいて観測対象に対して放射するレーダ
波（パルス信号）の送信周波数を設定するステップ周波
数発振器、４はトリガ信号を発生するパルス変調器、５
はパルス変調器４から発生されるトリガ信号に同期し
て、送信周波数が設定されたパルス信号を送信する送信
機、６は送受信を切り換える送受切換器、７は送信機５
から送信されるパルス信号を観測対象に放射する一方、
その観測対象に反射されたパルス信号を入射するアンテ
ナ、８はアンテナ７から入射されたパルス信号を受信
し、そのパルス信号をビデオ信号に周波数変換するとと
もに、その位相を検波してビデオ信号をディジタル変換
する受信機である。
【０００４】９は受信機８によりディジタル変換された
ビデオ信号に基づいて目標散乱点を計測する信号処理
器、１０は観測対象に対して放射されたパルス信号の送
信周波数と回転台１の回転角を記録するとともに、受信
機８によりディジタル変換されたビデオ信号を格納する
メモリ、１１はメモリ１０により記録されたパルス信号
の送信周波数と回転台１の回転角からビデオ信号を周波
数空間の極座標上に配置するデータ変換部、１２は補間
処理を実行して周波数空間の極座標上に配置されたビデ
オ信号を直角格子座標上に再配置するデータ補間部、１
３はデータ補間部１２により直角格子座標上に再配置さ
れたビデオ信号のｘ軸方向の各成分に対して高速逆フー
リエ変換処理を実行して目標イメージを生成するクロス
レンジ圧縮部、１４はクロスレンジ圧縮部１３により生
成された目標イメージのｙ軸方向の各成分に対して高速
逆フーリエ変換処理を実行して目標イメージを再生する
レンジ圧縮部である。
ビデオ信号に基づいて目標散乱点を計測する信号処理
器、１０は観測対象に対して放射されたパルス信号の送
信周波数と回転台１の回転角を記録するとともに、受信
機８によりディジタル変換されたビデオ信号を格納する
メモリ、１１はメモリ１０により記録されたパルス信号
の送信周波数と回転台１の回転角からビデオ信号を周波
数空間の極座標上に配置するデータ変換部、１２は補間
処理を実行して周波数空間の極座標上に配置されたビデ
オ信号を直角格子座標上に再配置するデータ補間部、１
３はデータ補間部１２により直角格子座標上に再配置さ
れたビデオ信号のｘ軸方向の各成分に対して高速逆フー
リエ変換処理を実行して目標イメージを生成するクロス
レンジ圧縮部、１４はクロスレンジ圧縮部１３により生
成された目標イメージのｙ軸方向の各成分に対して高速
逆フーリエ変換処理を実行して目標イメージを再生する
レンジ圧縮部である。
【０００５】次に動作について説明する。まず、制御回
路２は、送信機５から送信されるパルス信号の送信周波
数が段階的に変化するように、外部入力データに基づい
て周波数制御信号を生成し、その周波数制御信号をステ
ップ周波数発振器３に出力する。そして、ステップ周波
数発振器３は、その周波数制御信号に基づいてパルス信
号の送信周波数を設定するが、例えば、第Ｍ番目に送信
されるパルス信号の送信周波数ｆM は、下記に示すよう
に設定される。
路２は、送信機５から送信されるパルス信号の送信周波
数が段階的に変化するように、外部入力データに基づい
て周波数制御信号を生成し、その周波数制御信号をステ
ップ周波数発振器３に出力する。そして、ステップ周波
数発振器３は、その周波数制御信号に基づいてパルス信
号の送信周波数を設定するが、例えば、第Ｍ番目に送信
されるパルス信号の送信周波数ｆM は、下記に示すよう
に設定される。
【０００６】
【数１】
【０００７】また、制御回路２は、観測対象が搭載され
た回転台１が一定間隔の角度で回転するように、外部入
力データに基づいて回転角制御信号を生成し、その回転
角制御信号を回転台１に出力する。これにより、回転台
１は、その回転角制御信号にしたがって回転するが、例
えば、第Ｎ番目に設定される回転台１の回転角θN は、
下記に示すように設定される。
た回転台１が一定間隔の角度で回転するように、外部入
力データに基づいて回転角制御信号を生成し、その回転
角制御信号を回転台１に出力する。これにより、回転台
１は、その回転角制御信号にしたがって回転するが、例
えば、第Ｎ番目に設定される回転台１の回転角θN は、
下記に示すように設定される。
【０００８】
【数２】
【０００９】そして、送信機５は、ステップ周波数発振
器３がパルス信号の送信周波数を設定すると、パルス変
調器４がトリガ信号を出力する毎に、そのパルス信号を
増幅し、そのパルス信号を送受切換器６を介してアンテ
ナ７に給電する。これにより、そのパルス信号が観測対
象に放射されることになる。
器３がパルス信号の送信周波数を設定すると、パルス変
調器４がトリガ信号を出力する毎に、そのパルス信号を
増幅し、そのパルス信号を送受切換器６を介してアンテ
ナ７に給電する。これにより、そのパルス信号が観測対
象に放射されることになる。
【００１０】このようにして、パルス信号が観測対象に
放射されると、受信機８は、観測対象に反射されたパル
ス信号をアンテナ７及び送受切換器６を介して受信し、
そのパルス信号をビデオ信号に周波数変換する。そし
て、受信機８は、そのパルス信号をビデオ信号に周波数
変換すると、その位相を検波してビデオ信号をディジタ
ル変換し、メモリ１０に格納する。
放射されると、受信機８は、観測対象に反射されたパル
ス信号をアンテナ７及び送受切換器６を介して受信し、
そのパルス信号をビデオ信号に周波数変換する。そし
て、受信機８は、そのパルス信号をビデオ信号に周波数
変換すると、その位相を検波してビデオ信号をディジタ
ル変換し、メモリ１０に格納する。
【００１１】そして、信号処理器９のデータ変換部１１
は、メモリ１０にビデオ信号が格納されると、メモリ１
０により記録されたパルス信号の送信周波数と回転台１
の回転角からビデオ信号を周波数空間の極座標上に配置
する（図７（ａ）を参照）。なお、周波数空間の極座標
上の点Ｐ（ｍ，ｎ）は、下記に示すように計算される。
は、メモリ１０にビデオ信号が格納されると、メモリ１
０により記録されたパルス信号の送信周波数と回転台１
の回転角からビデオ信号を周波数空間の極座標上に配置
する（図７（ａ）を参照）。なお、周波数空間の極座標
上の点Ｐ（ｍ，ｎ）は、下記に示すように計算される。
【００１２】
【数３】
【００１３】そして、データ補間部１２は、データ変換
部１１がビデオ信号を周波数空間の極座標上に配置する
と、補間処理を実行することにより、そのビデオ信号を
直角格子座標上に再配置する（図７（ｂ）を参照）。
部１１がビデオ信号を周波数空間の極座標上に配置する
と、補間処理を実行することにより、そのビデオ信号を
直角格子座標上に再配置する（図７（ｂ）を参照）。
【００１４】このようにして、ビデオ信号が直角格子座
標上に再配置されると、クロスレンジ圧縮部１３は、直
角格子座標上に再配置されたビデオ信号のｘ軸方向の各
成分に対して高速逆フーリエ変換処理を実行して目標イ
メージを生成する（図５を参照）。そして、レンジ圧縮
部１４は、クロスレンジ圧縮部１３が目標イメージを生
成すると、目標イメージのｙ軸方向の各成分に対して高
速逆フーリエ変換処理を実行して目標イメージを再生す
る。
標上に再配置されると、クロスレンジ圧縮部１３は、直
角格子座標上に再配置されたビデオ信号のｘ軸方向の各
成分に対して高速逆フーリエ変換処理を実行して目標イ
メージを生成する（図５を参照）。そして、レンジ圧縮
部１４は、クロスレンジ圧縮部１３が目標イメージを生
成すると、目標イメージのｙ軸方向の各成分に対して高
速逆フーリエ変換処理を実行して目標イメージを再生す
る。
【００１５】なお、目標散乱点の計測は、下式で与えら
れる距離分解能ΔＲの下で、目標イメージ上のピークを
検出することにより行われる（距離分解能ΔＲは送信周
波数の帯域幅で規定される）。したがって、観測対象が
搭載された回転台１を一定間隔の角度で回転し、その観
測対象に反射された複数のパルス信号（送信周波数が相
互に異なるパルス信号）から目標イメージを生成すれ
ば、目標散乱点を計測することができる。
れる距離分解能ΔＲの下で、目標イメージ上のピークを
検出することにより行われる（距離分解能ΔＲは送信周
波数の帯域幅で規定される）。したがって、観測対象が
搭載された回転台１を一定間隔の角度で回転し、その観
測対象に反射された複数のパルス信号（送信周波数が相
互に異なるパルス信号）から目標イメージを生成すれ
ば、目標散乱点を計測することができる。
【００１６】
【数４】
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】従来のＲＣＳ計測装置
は以上のように構成されているので、目標イメージ上の
ピークを検出すると目標散乱点を計測することができる
が、距離分解能がΔＲ以下の解像度では目標散乱点を計
測することができないなどの課題があった。
は以上のように構成されているので、目標イメージ上の
ピークを検出すると目標散乱点を計測することができる
が、距離分解能がΔＲ以下の解像度では目標散乱点を計
測することができないなどの課題があった。
【００１８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、距離分解能以下の解像度で目標散
乱点を計測することができるＲＣＳ計測装置及びＲＣＳ
計測方法を得ることを目的とする。
めになされたもので、距離分解能以下の解像度で目標散
乱点を計測することができるＲＣＳ計測装置及びＲＣＳ
計測方法を得ることを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】この発明に係るＲＣＳ計
測装置は、生成手段により生成された目標イメージのｙ
軸方向の各成分に対して超解像処理を実行して目標散乱
点の座標を推定する推定手段を設けたものである。
測装置は、生成手段により生成された目標イメージのｙ
軸方向の各成分に対して超解像処理を実行して目標散乱
点の座標を推定する推定手段を設けたものである。
【００２０】この発明に係るＲＣＳ計測装置は、超解像
処理を実行して目標散乱点の反射強度を推定する推定手
段を設けたものである。
処理を実行して目標散乱点の反射強度を推定する推定手
段を設けたものである。
【００２１】この発明に係るＲＣＳ計測装置は、生成手
段により生成された目標イメージのｙ軸方向の各成分か
ら相関行列を算出する相関行列算出部と、その相関行列
算出部により算出された相関行列の一部から小行列を構
成し、その小行列の移動平均から平均相関行列を算出す
る移動平均算出部と、その移動平均算出部により算出さ
れた平均相関行列の固有値解析を実行して最小固有値を
特定する固有値解析部と、その固有値解析部により特定
された最小固有値に対応する固有ベクトルから評価関数
を算出する評価関数算出部と、その評価関数算出部によ
り算出された評価関数の振幅値のピークを検索して目標
散乱点の座標を推定する座標推定部と、その座標推定部
により推定された目標散乱点の座標から目標散乱点の反
射強度を推定する反射強度推定部とから推定手段を構成
するようにしたものである。
段により生成された目標イメージのｙ軸方向の各成分か
ら相関行列を算出する相関行列算出部と、その相関行列
算出部により算出された相関行列の一部から小行列を構
成し、その小行列の移動平均から平均相関行列を算出す
る移動平均算出部と、その移動平均算出部により算出さ
れた平均相関行列の固有値解析を実行して最小固有値を
特定する固有値解析部と、その固有値解析部により特定
された最小固有値に対応する固有ベクトルから評価関数
を算出する評価関数算出部と、その評価関数算出部によ
り算出された評価関数の振幅値のピークを検索して目標
散乱点の座標を推定する座標推定部と、その座標推定部
により推定された目標散乱点の座標から目標散乱点の反
射強度を推定する反射強度推定部とから推定手段を構成
するようにしたものである。
【００２２】この発明に係るＲＣＳ計測装置は、配置手
段によりビデオ信号が配置される直角格子座標を参照し
て、パルス信号の送信周波数と回転台の回転角を設定す
る制御手段を設けたものである。
段によりビデオ信号が配置される直角格子座標を参照し
て、パルス信号の送信周波数と回転台の回転角を設定す
る制御手段を設けたものである。
【００２３】この発明に係るＲＣＳ計測装置は、生成手
段により生成された目標イメージのうち、ｘ軸方向のピ
ークを与える１列のｙ軸成分に対して超解像処理を実行
する推定手段を設けたものである。
段により生成された目標イメージのうち、ｘ軸方向のピ
ークを与える１列のｙ軸成分に対して超解像処理を実行
する推定手段を設けたものである。
【００２４】この発明に係るＲＣＳ計測装置は、制御手
段が送信周波数同一のパルス信号を複数放射して受信す
ると、複数のビデオ信号を平均化して相関行列を算出す
る相関行列算出部を設けたものである。
段が送信周波数同一のパルス信号を複数放射して受信す
ると、複数のビデオ信号を平均化して相関行列を算出す
る相関行列算出部を設けたものである。
【００２５】この発明に係るＲＣＳ計測装置は、相関行
列の一部から相関行列の次数の１／２の小行列を構成す
る移動平均算出部を設けたものである。
列の一部から相関行列の次数の１／２の小行列を構成す
る移動平均算出部を設けたものである。
【００２６】この発明に係るＲＣＳ計測装置は、パルス
信号の送信周波数と回転台の回転角を考慮して、ピーク
の検索範囲を限定する座標推定部を設けたものである。
信号の送信周波数と回転台の回転角を考慮して、ピーク
の検索範囲を限定する座標推定部を設けたものである。
【００２７】この発明に係るＲＣＳ計測方法は、目標イ
メージのｙ軸方向の各成分に対して超解像処理を実行し
て目標散乱点の座標を推定するようにしたものである。
メージのｙ軸方向の各成分に対して超解像処理を実行し
て目標散乱点の座標を推定するようにしたものである。
【００２８】この発明に係るＲＣＳ計測方法は、目標散
乱点の座標を推定する際、超解像処理を実行して目標散
乱点の反射強度を推定するようにしたものである。
乱点の座標を推定する際、超解像処理を実行して目標散
乱点の反射強度を推定するようにしたものである。
【００２９】この発明に係るＲＣＳ計測方法は、目標散
乱点の反射強度を推定する際、目標イメージのｙ軸方向
の各成分から相関行列を算出して、その相関行列の一部
から小行列を構成し、その小行列の移動平均から平均相
関行列を算出し、その平均相関行列の固有値解析を実行
して最小固有値を特定し、その最小固有値に対応する固
有ベクトルから評価関数を算出し、その評価関数の振幅
値のピークを検索して目標散乱点の座標を推定するとと
もに、その目標散乱点の座標から目標散乱点の反射強度
を推定するようにしたものである。
乱点の反射強度を推定する際、目標イメージのｙ軸方向
の各成分から相関行列を算出して、その相関行列の一部
から小行列を構成し、その小行列の移動平均から平均相
関行列を算出し、その平均相関行列の固有値解析を実行
して最小固有値を特定し、その最小固有値に対応する固
有ベクトルから評価関数を算出し、その評価関数の振幅
値のピークを検索して目標散乱点の座標を推定するとと
もに、その目標散乱点の座標から目標散乱点の反射強度
を推定するようにしたものである。
【００３０】この発明に係るＲＣＳ計測方法は、観測対
象に反射されたパルス信号を受信する際、ビデオ信号が
配置される直角格子座標を参照して、パルス信号の送信
周波数と回転台の回転角を設定するようにしたものであ
る。
象に反射されたパルス信号を受信する際、ビデオ信号が
配置される直角格子座標を参照して、パルス信号の送信
周波数と回転台の回転角を設定するようにしたものであ
る。
【００３１】この発明に係るＲＣＳ計測方法は、目標散
乱点の座標を推定する際、生成された目標イメージのう
ち、ｘ軸方向のピークを与える１列のｙ軸成分に対して
超解像処理を実行するようにしたものである。
乱点の座標を推定する際、生成された目標イメージのう
ち、ｘ軸方向のピークを与える１列のｙ軸成分に対して
超解像処理を実行するようにしたものである。
【００３２】この発明に係るＲＣＳ計測方法は、相関行
列を算出する際、送信周波数同一のパルス信号を複数放
射して受信すると、複数のビデオ信号を平均化して相関
行列を算出するようにしたものである。
列を算出する際、送信周波数同一のパルス信号を複数放
射して受信すると、複数のビデオ信号を平均化して相関
行列を算出するようにしたものである。
【００３３】この発明に係るＲＣＳ計測方法は、平均相
関行列を算出する際、相関行列の一部から相関行列の次
数の１／２の小行列を構成するようにしたものである。
関行列を算出する際、相関行列の一部から相関行列の次
数の１／２の小行列を構成するようにしたものである。
【００３４】この発明に係るＲＣＳ計測方法は、目標散
乱点の座標を推定する際、パルス信号の送信周波数と回
転台の回転角を考慮して、ピークの検索範囲を限定する
ようにしたものである。
乱点の座標を推定する際、パルス信号の送信周波数と回
転台の回転角を考慮して、ピークの検索範囲を限定する
ようにしたものである。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１によるＲ
ＣＳ計測装置を示す構成図であり、図において、２１は
観測対象を搭載する回転台、２２は回転角制御信号を回
転台２１に出力して回転台２１の回転角を制御するとと
もに、周波数制御信号をステップ周波数発振器２３に出
力する制御回路（制御手段）である。
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１によるＲ
ＣＳ計測装置を示す構成図であり、図において、２１は
観測対象を搭載する回転台、２２は回転角制御信号を回
転台２１に出力して回転台２１の回転角を制御するとと
もに、周波数制御信号をステップ周波数発振器２３に出
力する制御回路（制御手段）である。
【００３６】また、２３は制御回路２２から出力された
周波数制御信号に基づいて観測対象に対して放射するレ
ーダ波（パルス信号）の送信周波数を設定するステップ
周波数発振器（制御手段）、２４はトリガ信号を発生す
るパルス変調器（制御手段）、２５はパルス変調器２４
から発生されるトリガ信号に同期して、送信周波数が設
定されたパルス信号を送信する送信機（制御手段）、２
６は送受信を切り換える送受切換器（制御手段）、２７
は送信機２５から送信されるパルス信号を観測対象に放
射する一方、その観測対象に反射されたパルス信号を入
射するアンテナ（制御手段）、２８はアンテナ２７から
入射されたパルス信号を受信し、そのパルス信号をビデ
オ信号に周波数変換するとともに、その位相を検波して
ビデオ信号をディジタル変換する受信機（制御手段）で
ある。
周波数制御信号に基づいて観測対象に対して放射するレ
ーダ波（パルス信号）の送信周波数を設定するステップ
周波数発振器（制御手段）、２４はトリガ信号を発生す
るパルス変調器（制御手段）、２５はパルス変調器２４
から発生されるトリガ信号に同期して、送信周波数が設
定されたパルス信号を送信する送信機（制御手段）、２
６は送受信を切り換える送受切換器（制御手段）、２７
は送信機２５から送信されるパルス信号を観測対象に放
射する一方、その観測対象に反射されたパルス信号を入
射するアンテナ（制御手段）、２８はアンテナ２７から
入射されたパルス信号を受信し、そのパルス信号をビデ
オ信号に周波数変換するとともに、その位相を検波して
ビデオ信号をディジタル変換する受信機（制御手段）で
ある。
【００３７】２９は受信機２８によりディジタル変換さ
れたビデオ信号に基づいて目標散乱点を計測する信号処
理器、３０は観測対象に対して放射されたパルス信号の
送信周波数と回転台２１の回転角を記録するとともに、
受信機２８によりディジタル変換されたビデオ信号を格
納するメモリ、３１はメモリ３０により記録されたパル
ス信号の送信周波数と回転台２１の回転角からビデオ信
号を周波数空間の極座標上に配置するデータ変換部（配
置手段）、３２は補間処理を実行して周波数空間の極座
標上に配置されたビデオ信号を直角格子座標上に再配置
するデータ補間部（配置手段）である。
れたビデオ信号に基づいて目標散乱点を計測する信号処
理器、３０は観測対象に対して放射されたパルス信号の
送信周波数と回転台２１の回転角を記録するとともに、
受信機２８によりディジタル変換されたビデオ信号を格
納するメモリ、３１はメモリ３０により記録されたパル
ス信号の送信周波数と回転台２１の回転角からビデオ信
号を周波数空間の極座標上に配置するデータ変換部（配
置手段）、３２は補間処理を実行して周波数空間の極座
標上に配置されたビデオ信号を直角格子座標上に再配置
するデータ補間部（配置手段）である。
【００３８】３３はデータ補間部３２により直角格子座
標上に再配置されたビデオ信号のｘ軸方向の各成分に対
して高速逆フーリエ変換処理を実行して目標イメージを
生成するクロスレンジ圧縮部（生成手段）、３４はクロ
スレンジ圧縮部３３により生成された目標イメージのｙ
軸方向の各成分に対して超解像処理を実行して目標散乱
点の座標と反射強度を推定する超解像処理部（推定手
段）である。
標上に再配置されたビデオ信号のｘ軸方向の各成分に対
して高速逆フーリエ変換処理を実行して目標イメージを
生成するクロスレンジ圧縮部（生成手段）、３４はクロ
スレンジ圧縮部３３により生成された目標イメージのｙ
軸方向の各成分に対して超解像処理を実行して目標散乱
点の座標と反射強度を推定する超解像処理部（推定手
段）である。
【００３９】また、図２は超解像処理部３４の詳細構成
を示す構成図であり、図において、４１はクロスレンジ
圧縮部３３により生成された目標イメージのｙ軸方向の
各成分から相関行列Ｒを算出する相関行列算出部、４２
は相関行列算出部４１により算出された相関行列Ｒの一
部から小行列を構成し、その小行列の移動平均から平均
相関行列Ｒバーを算出する移動平均算出部、４３は移動
平均算出部４２により算出された平均相関行列Ｒバーの
固有値解析を実行して最小固有値λmin を特定する固有
値解析部である。
を示す構成図であり、図において、４１はクロスレンジ
圧縮部３３により生成された目標イメージのｙ軸方向の
各成分から相関行列Ｒを算出する相関行列算出部、４２
は相関行列算出部４１により算出された相関行列Ｒの一
部から小行列を構成し、その小行列の移動平均から平均
相関行列Ｒバーを算出する移動平均算出部、４３は移動
平均算出部４２により算出された平均相関行列Ｒバーの
固有値解析を実行して最小固有値λmin を特定する固有
値解析部である。
【００４０】４４は固有値解析部４３により特定された
最小固有値λmin に対応する固有ベクトルｅn から評価
関数Ｐ（ｔ）を算出する評価関数算出部、４５は評価関
数算出部４４により算出された評価関数Ｐ（ｔ）の振幅
値のピークを検索して目標散乱点の座標を推定する座標
推定部、４６は座標推定部４５により推定された目標散
乱点の座標と相関行列Ｒと最小固有値λmin から目標散
乱点の反射強度を推定する反射強度推定部である。な
お、図３はこの発明の実施の形態１によるＲＣＳ計測方
法を示すフローチャートである。
最小固有値λmin に対応する固有ベクトルｅn から評価
関数Ｐ（ｔ）を算出する評価関数算出部、４５は評価関
数算出部４４により算出された評価関数Ｐ（ｔ）の振幅
値のピークを検索して目標散乱点の座標を推定する座標
推定部、４６は座標推定部４５により推定された目標散
乱点の座標と相関行列Ｒと最小固有値λmin から目標散
乱点の反射強度を推定する反射強度推定部である。な
お、図３はこの発明の実施の形態１によるＲＣＳ計測方
法を示すフローチャートである。
【００４１】次に動作について説明する。この実施の形
態１では、図４に示すように、回転台２１に搭載された
Ｋ個の散乱点からなる観測対象（目標）に対して、送信
周波数が段階的に変化された複数のパルス信号を放射す
ることにより、目標散乱点を計測する状況を想定する。
態１では、図４に示すように、回転台２１に搭載された
Ｋ個の散乱点からなる観測対象（目標）に対して、送信
周波数が段階的に変化された複数のパルス信号を放射す
ることにより、目標散乱点を計測する状況を想定する。
【００４２】まず、制御回路２２は、送信機２５から送
信されるパルス信号の送信周波数が段階的に変化するよ
うに、外部入力データに基づいて周波数制御信号を生成
し、その周波数制御信号をステップ周波数発振器２３に
出力する。そして、ステップ周波数発振器２３は、その
周波数制御信号に基づいてパルス信号の送信周波数を設
定するが、例えば、第Ｍ番目に送信されるパルス信号の
送信周波数ｆM は、下記に示すように設定される。
信されるパルス信号の送信周波数が段階的に変化するよ
うに、外部入力データに基づいて周波数制御信号を生成
し、その周波数制御信号をステップ周波数発振器２３に
出力する。そして、ステップ周波数発振器２３は、その
周波数制御信号に基づいてパルス信号の送信周波数を設
定するが、例えば、第Ｍ番目に送信されるパルス信号の
送信周波数ｆM は、下記に示すように設定される。
【００４３】
【数５】
【００４４】また、制御回路２２は、観測対象が搭載さ
れた回転台２１が一定間隔の角度で回転するように、外
部入力データに基づいて回転角制御信号を生成し、その
回転角制御信号を回転台２１に出力する。これにより、
回転台２１は、その回転角制御信号にしたがって回転す
るが、例えば、第Ｎ番目に設定される回転台２１の回転
角θN は、下記に示すように設定される。
れた回転台２１が一定間隔の角度で回転するように、外
部入力データに基づいて回転角制御信号を生成し、その
回転角制御信号を回転台２１に出力する。これにより、
回転台２１は、その回転角制御信号にしたがって回転す
るが、例えば、第Ｎ番目に設定される回転台２１の回転
角θN は、下記に示すように設定される。
【００４５】
【数６】
【００４６】そして、送信機２５は、ステップ周波数発
振器２３がパルス信号の送信周波数を設定すると、パル
ス変調器２４がトリガ信号を出力する毎に、そのパルス
信号を増幅し、そのパルス信号を送受切換器２６を介し
てアンテナ２７に給電する（ステップＳＴ１）。これに
より、そのパルス信号が観測対象に放射されることにな
る。
振器２３がパルス信号の送信周波数を設定すると、パル
ス変調器２４がトリガ信号を出力する毎に、そのパルス
信号を増幅し、そのパルス信号を送受切換器２６を介し
てアンテナ２７に給電する（ステップＳＴ１）。これに
より、そのパルス信号が観測対象に放射されることにな
る。
【００４７】このようにして、パルス信号が観測対象に
放射されると、受信機２８は、観測対象に反射されたパ
ルス信号をアンテナ２７及び送受切換器２６を介して受
信し（ステップＳＴ２）、そのパルス信号をビデオ信号
に周波数変換する。そして、受信機２８は、そのパルス
信号をビデオ信号に周波数変換すると、その位相を検波
してビデオ信号をディジタル変換し、メモリ３０に格納
する。
放射されると、受信機２８は、観測対象に反射されたパ
ルス信号をアンテナ２７及び送受切換器２６を介して受
信し（ステップＳＴ２）、そのパルス信号をビデオ信号
に周波数変換する。そして、受信機２８は、そのパルス
信号をビデオ信号に周波数変換すると、その位相を検波
してビデオ信号をディジタル変換し、メモリ３０に格納
する。
【００４８】そして、信号処理器２９のデータ変換部３
１は、メモリ３０にビデオ信号が格納されると、図７
（ａ）に示すように、メモリ３０により記録されたパル
ス信号の送信周波数と回転台２１の回転角からビデオ信
号を周波数空間の極座標上に配置する（ステップＳＴ
３）。なお、周波数空間の極座標上の点Ｐ（ｍ，ｎ）
は、下記に示すように計算される。
１は、メモリ３０にビデオ信号が格納されると、図７
（ａ）に示すように、メモリ３０により記録されたパル
ス信号の送信周波数と回転台２１の回転角からビデオ信
号を周波数空間の極座標上に配置する（ステップＳＴ
３）。なお、周波数空間の極座標上の点Ｐ（ｍ，ｎ）
は、下記に示すように計算される。
【００４９】
【数７】
【００５０】そして、データ補間部３２は、データ変換
部３１がビデオ信号を周波数空間の極座標上に配置する
と、図７（ｂ）に示すように、補間処理を実行すること
により、そのビデオ信号を直角格子座標上に再配置する
（ステップＳＴ４）。
部３１がビデオ信号を周波数空間の極座標上に配置する
と、図７（ｂ）に示すように、補間処理を実行すること
により、そのビデオ信号を直角格子座標上に再配置する
（ステップＳＴ４）。
【００５１】このようにして、ビデオ信号が直角格子座
標上に再配置されると、クロスレンジ圧縮部３３は、図
５に示すように、直角格子座標上に再配置されたビデオ
信号のｘ軸方向の各成分に対して高速逆フーリエ変換処
理を実行して目標イメージを生成する（ステップＳＴ
５）。
標上に再配置されると、クロスレンジ圧縮部３３は、図
５に示すように、直角格子座標上に再配置されたビデオ
信号のｘ軸方向の各成分に対して高速逆フーリエ変換処
理を実行して目標イメージを生成する（ステップＳＴ
５）。
【００５２】そして、超解像処理部３４は、クロスレン
ジ圧縮部３３が目標イメージを生成すると、その目標イ
メージのｙ軸方向の各成分に対して超解像処理を実行し
て目標散乱点の座標と反射強度を推定する。
ジ圧縮部３３が目標イメージを生成すると、その目標イ
メージのｙ軸方向の各成分に対して超解像処理を実行し
て目標散乱点の座標と反射強度を推定する。
【００５３】具体的には、超解像処理部３４の相関行列
算出部４１が、クロスレンジ圧縮部３３により生成され
た目標イメージＶ（ｘ，ｙ）を読み出すことにより、こ
のｘ軸方向の各成分（ｘ0 ，ｘ1 ，…，ｘN-2 ，ｘ
N-1 ）に対して、ｙ軸方向のデータ列Ｖ（ｘk ，ｙ
0 ），Ｖ（ｘk ，ｙ1 ），…，Ｖ（ｘk ，ｙM-1 ）を各
々構成する。そして、相関行列算出部４１は、ｙ軸方向
のデータ列を構成すると、下記の式（８）で定義される
相関行列Ｒを算出する（ステップＳＴ６）。
算出部４１が、クロスレンジ圧縮部３３により生成され
た目標イメージＶ（ｘ，ｙ）を読み出すことにより、こ
のｘ軸方向の各成分（ｘ0 ，ｘ1 ，…，ｘN-2 ，ｘ
N-1 ）に対して、ｙ軸方向のデータ列Ｖ（ｘk ，ｙ
0 ），Ｖ（ｘk ，ｙ1 ），…，Ｖ（ｘk ，ｙM-1 ）を各
々構成する。そして、相関行列算出部４１は、ｙ軸方向
のデータ列を構成すると、下記の式（８）で定義される
相関行列Ｒを算出する（ステップＳＴ６）。
【００５４】ここで、添え字Ｍは、式（５）で与えられ
る送信周波数の第Ｍ番目を表し、変数Ｎは、同一周波数
のパルス信号を複数送信した場合の第Ｎ番目のパルス信
号を表す。ただし、この実施の形態１では、同一周波数
のパルス信号を１個送信するものとし、式（８）はＮ＝
１とおいて変形される。また、式（８）において、＊は
共役複素数を表している。
る送信周波数の第Ｍ番目を表し、変数Ｎは、同一周波数
のパルス信号を複数送信した場合の第Ｎ番目のパルス信
号を表す。ただし、この実施の形態１では、同一周波数
のパルス信号を１個送信するものとし、式（８）はＮ＝
１とおいて変形される。また、式（８）において、＊は
共役複素数を表している。
【００５５】
【数８】
【００５６】そして、移動平均算出部４２は、相関行列
算出部４１が相関行列Ｒを算出すると、図６に示すよう
に、その相関行列Ｒの一部から次数Ｍ0 の小行列を構成
し、Ｌ個の小行列Ｒ1 を平均化して、式（９）で定義さ
れる平均相関行列Ｒバーを算出する（ステップＳＴ
７）。
算出部４１が相関行列Ｒを算出すると、図６に示すよう
に、その相関行列Ｒの一部から次数Ｍ0 の小行列を構成
し、Ｌ個の小行列Ｒ1 を平均化して、式（９）で定義さ
れる平均相関行列Ｒバーを算出する（ステップＳＴ
７）。
【００５７】
【数９】
【００５８】そして、固有値解析部４３は、移動平均算
出部４２が平均相関行列Ｒバーを算出すると、その平均
相関行列Ｒバーの固有値解析を実行する。このとき、固
有値解析により求められるＭ0 個の固有値λm （ｍ＝
１，２，…，Ｍ0 ）に対して、下記の関係式が成立す
る。
出部４２が平均相関行列Ｒバーを算出すると、その平均
相関行列Ｒバーの固有値解析を実行する。このとき、固
有値解析により求められるＭ0 個の固有値λm （ｍ＝
１，２，…，Ｍ0 ）に対して、下記の関係式が成立す
る。
【００５９】
【数１０】
【００６０】そして、固有値解析部４３は、Ｍ0 個の固
有値λm を求めると、最小固有値λ min （＝λk+1 ＝λ
k+2 ＝…＝λM0）を特定し（ステップＳＴ８）、最小固
有値λmin よりも大きい固有値の数を目標散乱点の数Ｋ
と推定する。
有値λm を求めると、最小固有値λ min （＝λk+1 ＝λ
k+2 ＝…＝λM0）を特定し（ステップＳＴ８）、最小固
有値λmin よりも大きい固有値の数を目標散乱点の数Ｋ
と推定する。
【００６１】そして、評価関数算出部４４は、固有値解
析部４３が最小固有値λmin ＝λm（ｍ＝ｋ＋１，…，
Ｍ0 ）を特定すると、最小固有値λm （ｍ＝ｋ＋１，
…，Ｍ 0 ）に対応する固有ベクトルｅn ＝［ｅk+1 ，
…，ｅM0］と、式（１１）で与えられるモードベクトル
ａバー（ｔk ）から、式（１２）で定義される評価関数
Ｐ（ｔ）を算出する（ステップＳＴ９）。
析部４３が最小固有値λmin ＝λm（ｍ＝ｋ＋１，…，
Ｍ0 ）を特定すると、最小固有値λm （ｍ＝ｋ＋１，
…，Ｍ 0 ）に対応する固有ベクトルｅn ＝［ｅk+1 ，
…，ｅM0］と、式（１１）で与えられるモードベクトル
ａバー（ｔk ）から、式（１２）で定義される評価関数
Ｐ（ｔ）を算出する（ステップＳＴ９）。
【００６２】
【数１１】
【００６３】ここで、ｔk は第ｋ番目の目標散乱点のｙ
座標、Ｆ0 は式（１３）から与えられる直角格子座標の
初期値（図７（ｂ）を参照）、ΔＦは式（１４）から与
えられる直角格子座標のｙ軸方向のステップ値、Ｔは直
角格子座標のｙ軸方向の領域、Ｍは周波数の設定数、Ｔ
はベクトルの転置、Ｍ0 は小行列の次数、Ｈは複素共役
転置を表す。
座標、Ｆ0 は式（１３）から与えられる直角格子座標の
初期値（図７（ｂ）を参照）、ΔＦは式（１４）から与
えられる直角格子座標のｙ軸方向のステップ値、Ｔは直
角格子座標のｙ軸方向の領域、Ｍは周波数の設定数、Ｔ
はベクトルの転置、Ｍ0 は小行列の次数、Ｈは複素共役
転置を表す。
【００６４】
【数１２】
【００６５】そして、座標推定部４５は、評価関数算出
部４４が評価関数Ｐ（ｔ）を算出すると、図８に示すよ
うに、その評価関数Ｐ（ｔ）の振幅値のピークを原点か
ら検索し、ピークを与えるｙ座標の値ｔk を第ｋ番目の
目標散乱点のｙ座標として出力する（ステップＳＴ１
０）。
部４４が評価関数Ｐ（ｔ）を算出すると、図８に示すよ
うに、その評価関数Ｐ（ｔ）の振幅値のピークを原点か
ら検索し、ピークを与えるｙ座標の値ｔk を第ｋ番目の
目標散乱点のｙ座標として出力する（ステップＳＴ１
０）。
【００６６】そして、反射強度推定部４６は、座標推定
部４５が目標散乱点のｙ座標の値ｔ k を出力すると、そ
のｙ座標の値ｔk を下記の式（１５）に代入して、モー
ドベクトルａ（ｔk ）を計算するとともに、式（１６）
で定義される行列Ａを計算する。
部４５が目標散乱点のｙ座標の値ｔ k を出力すると、そ
のｙ座標の値ｔk を下記の式（１５）に代入して、モー
ドベクトルａ（ｔk ）を計算するとともに、式（１６）
で定義される行列Ａを計算する。
【００６７】
【数１３】
【００６８】そして、反射強度推定部４６は、行列Ａを
計算すると、その行列Ａと相関行列Ｒと最小固有値λ
min とＭ×Ｍの単位行列Ｉから、式（１７）で定義され
る行列Ｓを算出する。
計算すると、その行列Ａと相関行列Ｒと最小固有値λ
min とＭ×Ｍの単位行列Ｉから、式（１７）で定義され
る行列Ｓを算出する。
【００６９】
【数１４】
【００７０】そして、反射強度推定部４６は、行列Ｓを
算出すると、その行列Ｓの対角項から、各目標散乱点の
反射強度を推定する（ステップＳＴ１１）。このように
して、超解像処理部３４は、各目標散乱点の座標と、各
目標散乱点の反射強度から目標散乱点を計測することに
なるが、このような方法で目標散乱点を計測する場合、
例えば、下記の公知文献にも示されるように、式（４）
で規定される距離分解能ΔＲ以下の解像度で、目標散乱
点を計測することができる。公知文献：Ｍｕｌｔｉｐｌ
ｅ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄＳｉｇ
ｎａｌ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ
（Ｒ．Ｏ．Ｓｃｈｍｉｄｔ著、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．
ＡＰ−３４，３，ｐｐ．２７６−２８０（１９８６））
算出すると、その行列Ｓの対角項から、各目標散乱点の
反射強度を推定する（ステップＳＴ１１）。このように
して、超解像処理部３４は、各目標散乱点の座標と、各
目標散乱点の反射強度から目標散乱点を計測することに
なるが、このような方法で目標散乱点を計測する場合、
例えば、下記の公知文献にも示されるように、式（４）
で規定される距離分解能ΔＲ以下の解像度で、目標散乱
点を計測することができる。公知文献：Ｍｕｌｔｉｐｌ
ｅ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄＳｉｇ
ｎａｌ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ
（Ｒ．Ｏ．Ｓｃｈｍｉｄｔ著、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．
ＡＰ−３４，３，ｐｐ．２７６−２８０（１９８６））
【００７１】以上で明らかなように、この実施の形態１
によれば、クロスレンジ圧縮部３３により生成された目
標イメージのｙ軸方向の各成分に対して超解像処理を実
行して目標散乱点の座標と反射強度を推定するように構
成したので、距離分解能以下の解像度で目標散乱点を計
測することができる効果を奏する。
によれば、クロスレンジ圧縮部３３により生成された目
標イメージのｙ軸方向の各成分に対して超解像処理を実
行して目標散乱点の座標と反射強度を推定するように構
成したので、距離分解能以下の解像度で目標散乱点を計
測することができる効果を奏する。
【００７２】実施の形態２．上記実施の形態１では、デ
ータ変換部３１がビデオ信号を一旦周波数空間の極座標
上に配置したのち、データ補間部３２がビデオ信号を直
角格子座標上に再配置するものについて示したが、制御
回路２２がパルス信号の送信周波数と回転台の回転角を
設定する際、データ補間部３２によりビデオ信号が配置
される直角格子座標を計算し、その計算結果にしたがっ
てパルス信号の送信周波数と回転台の回転角を設定する
ようにしてもよい。
ータ変換部３１がビデオ信号を一旦周波数空間の極座標
上に配置したのち、データ補間部３２がビデオ信号を直
角格子座標上に再配置するものについて示したが、制御
回路２２がパルス信号の送信周波数と回転台の回転角を
設定する際、データ補間部３２によりビデオ信号が配置
される直角格子座標を計算し、その計算結果にしたがっ
てパルス信号の送信周波数と回転台の回転角を設定する
ようにしてもよい。
【００７３】これにより、ビデオ信号を一旦周波数空間
の極座標上に配置することなく、直接、直角格子座標上
に配置することができるため、図９に示すように、デー
タ変換部３１を省略し、データ補間部３２の演算量を削
減することができる効果を奏する。
の極座標上に配置することなく、直接、直角格子座標上
に配置することができるため、図９に示すように、デー
タ変換部３１を省略し、データ補間部３２の演算量を削
減することができる効果を奏する。
【００７４】実施の形態３．上記実施の形態１では、ク
ロスレンジ圧縮部３３が目標イメージを生成すると、超
解像処理部３４が全列のｙ軸成分に対して超解像処理を
実行するものについて示したが、図１０に示すように、
ｘ軸方向のピークを与える１列のｙ軸成分（山を形成す
るｙ軸成分）に対して超解像処理を実行するようにして
もよい。これにより、超解像処理部３４の演算量を削減
することができる効果を奏する。
ロスレンジ圧縮部３３が目標イメージを生成すると、超
解像処理部３４が全列のｙ軸成分に対して超解像処理を
実行するものについて示したが、図１０に示すように、
ｘ軸方向のピークを与える１列のｙ軸成分（山を形成す
るｙ軸成分）に対して超解像処理を実行するようにして
もよい。これにより、超解像処理部３４の演算量を削減
することができる効果を奏する。
【００７５】実施の形態４．上記実施の形態１では、同
一周波数のパルス信号を１個送信するものについて示し
たが、送信周波数同一のパルス信号を複数送信して、複
数のパルス信号を受信し、図１１に示すように、複数の
ビデオ信号を平均化して相関行列Ｒを算出するようにし
てもよい（式（１８）を参照）。これにより、相関行列
Ｒの演算精度を改善することができる効果を奏する。
一周波数のパルス信号を１個送信するものについて示し
たが、送信周波数同一のパルス信号を複数送信して、複
数のパルス信号を受信し、図１１に示すように、複数の
ビデオ信号を平均化して相関行列Ｒを算出するようにし
てもよい（式（１８）を参照）。これにより、相関行列
Ｒの演算精度を改善することができる効果を奏する。
【００７６】
【数１５】
【００７７】実施の形態５．上記実施の形態１では、移
動平均算出部４２が相関行列Ｒの一部から次数Ｍ0の小
行列を構成するものについて示したが、平均相関行列の
演算精度を改善するため、図１２に示すように、相関行
列Ｒの一部から相関行列の次数の１／２の小行列を構成
し、これらの小行列の移動平均から平均相関行列を算出
するようにしてもよい。これにより、平均相関行列の演
算精度を改善することができる効果を奏する。
動平均算出部４２が相関行列Ｒの一部から次数Ｍ0の小
行列を構成するものについて示したが、平均相関行列の
演算精度を改善するため、図１２に示すように、相関行
列Ｒの一部から相関行列の次数の１／２の小行列を構成
し、これらの小行列の移動平均から平均相関行列を算出
するようにしてもよい。これにより、平均相関行列の演
算精度を改善することができる効果を奏する。
【００７８】実施の形態６．上記実施の形態１では、座
標推定部４５が評価関数Ｐ（ｔ）の振幅値のピークを原
点から検索するものについて示したが、図１３に示すよ
うに、パルス信号の送信周波数と回転台２１の回転角を
考慮して、ピークの検索範囲を限定するようにしてもよ
い。即ち、ピークを与えるｙ座標の値ｔk は、パルス信
号の送信周波数と回転台２１の回転角からある程度推定
できるので、ピークの検索範囲を限定するようにしても
よい。これにより、座標推定部４５の演算量を削減する
ことができる効果を奏する。
標推定部４５が評価関数Ｐ（ｔ）の振幅値のピークを原
点から検索するものについて示したが、図１３に示すよ
うに、パルス信号の送信周波数と回転台２１の回転角を
考慮して、ピークの検索範囲を限定するようにしてもよ
い。即ち、ピークを与えるｙ座標の値ｔk は、パルス信
号の送信周波数と回転台２１の回転角からある程度推定
できるので、ピークの検索範囲を限定するようにしても
よい。これにより、座標推定部４５の演算量を削減する
ことができる効果を奏する。
【００７９】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、生成
手段により生成された目標イメージのｙ軸方向の各成分
に対して超解像処理を実行して目標散乱点の座標を推定
する推定手段を設けるように構成したので、距離分解能
以下の解像度で目標散乱点を計測することができる効果
がある。
手段により生成された目標イメージのｙ軸方向の各成分
に対して超解像処理を実行して目標散乱点の座標を推定
する推定手段を設けるように構成したので、距離分解能
以下の解像度で目標散乱点を計測することができる効果
がある。
【００８０】この発明によれば、超解像処理を実行して
目標散乱点の反射強度を推定する推定手段を設けるよう
に構成したので、目標散乱点の計測精度を高めることが
できる効果がある。
目標散乱点の反射強度を推定する推定手段を設けるよう
に構成したので、目標散乱点の計測精度を高めることが
できる効果がある。
【００８１】この発明によれば、生成手段により生成さ
れた目標イメージのｙ軸方向の各成分から相関行列を算
出する相関行列算出部と、その相関行列算出部により算
出された相関行列の一部から小行列を構成し、その小行
列の移動平均から平均相関行列を算出する移動平均算出
部と、その移動平均算出部により算出された平均相関行
列の固有値解析を実行して最小固有値を特定する固有値
解析部と、その固有値解析部により特定された最小固有
値に対応する固有ベクトルから評価関数を算出する評価
関数算出部と、その評価関数算出部により算出された評
価関数の振幅値のピークを検索して目標散乱点の座標を
推定する座標推定部と、その座標推定部により推定され
た目標散乱点の座標から目標散乱点の反射強度を推定す
る反射強度推定部とから推定手段を構成したので、距離
分解能以下の解像度で目標散乱点を計測することができ
る効果がある。
れた目標イメージのｙ軸方向の各成分から相関行列を算
出する相関行列算出部と、その相関行列算出部により算
出された相関行列の一部から小行列を構成し、その小行
列の移動平均から平均相関行列を算出する移動平均算出
部と、その移動平均算出部により算出された平均相関行
列の固有値解析を実行して最小固有値を特定する固有値
解析部と、その固有値解析部により特定された最小固有
値に対応する固有ベクトルから評価関数を算出する評価
関数算出部と、その評価関数算出部により算出された評
価関数の振幅値のピークを検索して目標散乱点の座標を
推定する座標推定部と、その座標推定部により推定され
た目標散乱点の座標から目標散乱点の反射強度を推定す
る反射強度推定部とから推定手段を構成したので、距離
分解能以下の解像度で目標散乱点を計測することができ
る効果がある。
【００８２】この発明によれば、配置手段によりビデオ
信号が配置される直角格子座標を参照して、パルス信号
の送信周波数と回転台の回転角を設定する制御手段を設
けるように構成したので、ビデオ信号を一旦周波数空間
の極座標上に配置することなく、直接、直角格子座標上
に配置することができるようになり、その結果、配置手
段の演算量を削減することができる効果がある。
信号が配置される直角格子座標を参照して、パルス信号
の送信周波数と回転台の回転角を設定する制御手段を設
けるように構成したので、ビデオ信号を一旦周波数空間
の極座標上に配置することなく、直接、直角格子座標上
に配置することができるようになり、その結果、配置手
段の演算量を削減することができる効果がある。
【００８３】この発明によれば、生成手段により生成さ
れた目標イメージのうち、ｘ軸方向のピークを与える１
列のｙ軸成分に対して超解像処理を実行する推定手段を
設けるように構成したので、超解像処理の演算量を削減
することができる効果がある。
れた目標イメージのうち、ｘ軸方向のピークを与える１
列のｙ軸成分に対して超解像処理を実行する推定手段を
設けるように構成したので、超解像処理の演算量を削減
することができる効果がある。
【００８４】この発明によれば、制御手段が送信周波数
同一のパルス信号を複数放射して受信すると、複数のビ
デオ信号を平均化して相関行列を算出する相関行列算出
部を設けるように構成したので、相関行列の演算精度を
改善することができる効果がある。
同一のパルス信号を複数放射して受信すると、複数のビ
デオ信号を平均化して相関行列を算出する相関行列算出
部を設けるように構成したので、相関行列の演算精度を
改善することができる効果がある。
【００８５】この発明によれば、相関行列の一部から相
関行列の次数の１／２の小行列を構成する移動平均算出
部を設けるように構成したので、平均相関行列の演算精
度を改善することができる効果がある。
関行列の次数の１／２の小行列を構成する移動平均算出
部を設けるように構成したので、平均相関行列の演算精
度を改善することができる効果がある。
【００８６】この発明によれば、パルス信号の送信周波
数と回転台の回転角を考慮して、ピークの検索範囲を限
定する座標推定部を設けるように構成したので、座標推
定処理の演算量を削減することができる効果がある。
数と回転台の回転角を考慮して、ピークの検索範囲を限
定する座標推定部を設けるように構成したので、座標推
定処理の演算量を削減することができる効果がある。
【００８７】この発明によれば、目標イメージのｙ軸方
向の各成分に対して超解像処理を実行して目標散乱点の
座標を推定するように構成したので、距離分解能以下の
解像度で目標散乱点を計測することができる効果があ
る。
向の各成分に対して超解像処理を実行して目標散乱点の
座標を推定するように構成したので、距離分解能以下の
解像度で目標散乱点を計測することができる効果があ
る。
【００８８】この発明によれば、目標散乱点の座標を推
定する際、超解像処理を実行して目標散乱点の反射強度
を推定するように構成したので、目標散乱点の計測精度
を高めることができる効果がある。
定する際、超解像処理を実行して目標散乱点の反射強度
を推定するように構成したので、目標散乱点の計測精度
を高めることができる効果がある。
【００８９】この発明によれば、目標散乱点の反射強度
を推定する際、目標イメージのｙ軸方向の各成分から相
関行列を算出して、その相関行列の一部から小行列を構
成し、その小行列の移動平均から平均相関行列を算出
し、その平均相関行列の固有値解析を実行して最小固有
値を特定し、その最小固有値に対応する固有ベクトルか
ら評価関数を算出し、その評価関数の振幅値のピークを
検索して目標散乱点の座標を推定するとともに、その目
標散乱点の座標から目標散乱点の反射強度を推定するよ
うに構成したので、距離分解能以下の解像度で目標散乱
点を計測することができる効果がある。
を推定する際、目標イメージのｙ軸方向の各成分から相
関行列を算出して、その相関行列の一部から小行列を構
成し、その小行列の移動平均から平均相関行列を算出
し、その平均相関行列の固有値解析を実行して最小固有
値を特定し、その最小固有値に対応する固有ベクトルか
ら評価関数を算出し、その評価関数の振幅値のピークを
検索して目標散乱点の座標を推定するとともに、その目
標散乱点の座標から目標散乱点の反射強度を推定するよ
うに構成したので、距離分解能以下の解像度で目標散乱
点を計測することができる効果がある。
【００９０】この発明によれば、観測対象に反射された
パルス信号を受信する際、ビデオ信号が配置される直角
格子座標を参照して、パルス信号の送信周波数と回転台
の回転角を設定するように構成したので、ビデオ信号を
一旦周波数空間の極座標上に配置することなく、直接、
直角格子座標上に配置することができるようになり、そ
の結果、配置処理の演算量を削減することができる効果
がある。
パルス信号を受信する際、ビデオ信号が配置される直角
格子座標を参照して、パルス信号の送信周波数と回転台
の回転角を設定するように構成したので、ビデオ信号を
一旦周波数空間の極座標上に配置することなく、直接、
直角格子座標上に配置することができるようになり、そ
の結果、配置処理の演算量を削減することができる効果
がある。
【００９１】この発明によれば、目標散乱点の座標を推
定する際、生成された目標イメージのうち、ｘ軸方向の
ピークを与える１列のｙ軸成分に対して超解像処理を実
行するように構成したので、超解像処理の演算量を削減
することができる効果がある。
定する際、生成された目標イメージのうち、ｘ軸方向の
ピークを与える１列のｙ軸成分に対して超解像処理を実
行するように構成したので、超解像処理の演算量を削減
することができる効果がある。
【００９２】この発明によれば、相関行列を算出する
際、送信周波数同一のパルス信号を複数放射して受信す
ると、複数のビデオ信号を平均化して相関行列を算出す
るように構成したので、相関行列の演算精度を改善する
ことができる効果がある。
際、送信周波数同一のパルス信号を複数放射して受信す
ると、複数のビデオ信号を平均化して相関行列を算出す
るように構成したので、相関行列の演算精度を改善する
ことができる効果がある。
【００９３】この発明によれば、平均相関行列を算出す
る際、相関行列の一部から相関行列の次数の１／２の小
行列を構成するようにしたので、平均相関行列の演算精
度を改善することができる効果がある。
る際、相関行列の一部から相関行列の次数の１／２の小
行列を構成するようにしたので、平均相関行列の演算精
度を改善することができる効果がある。
【００９４】この発明によれば、目標散乱点の座標を推
定する際、パルス信号の送信周波数と回転台の回転角を
考慮して、ピークの検索範囲を限定するように構成した
ので、座標推定処理の演算量を削減することができる効
果がある。
定する際、パルス信号の送信周波数と回転台の回転角を
考慮して、ピークの検索範囲を限定するように構成した
ので、座標推定処理の演算量を削減することができる効
果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１によるＲＣＳ計測装
置を示す構成図である。
置を示す構成図である。
【図２】 超解像処理部の詳細構成を示す構成図であ
る。
る。
【図３】 この発明の実施の形態１によるＲＣＳ計測方
法を示すフローチャートである。
法を示すフローチャートである。
【図４】 ＲＣＳ計測装置と観測対象（目標）の関係を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図５】 超解像処理部で使われるデータ列の構成を説
明する説明図である。
明する説明図である。
【図６】 相関行列と小行列の関係を示す説明図であ
る。
る。
【図７】 極座標と直角格子座標の関係を示す説明図で
ある。
ある。
【図８】 評価関数のピーク検索を説明する説明図であ
る。
る。
【図９】 この発明の実施の形態２によるＲＣＳ計測装
置を示す構成図である。
置を示す構成図である。
【図１０】 超解像処理部で使われるデータ列の構成を
説明する説明図である。
説明する説明図である。
【図１１】 相関行列と小行列の関係を示す説明図であ
る。
る。
【図１２】 相関行列と小行列の関係を示す説明図であ
る。
る。
【図１３】 評価関数のピーク検索を説明する説明図で
ある。
ある。
【図１４】 従来のＲＣＳ計測装置を示す構成図であ
る。
る。
２１ 回転台、２２ 制御回路（制御手段）、２３ ス
テップ周波数発振器（制御手段）、２４ パルス変調器
（制御手段）、２５ 送信機（制御手段）、２６ 送受
切換器（制御手段）、２７ アンテナ（制御手段）、２
８ 受信機（制御手段）、３１ データ変換部（配置手
段）、３２ データ補間部（配置手段）、３３ クロス
レンジ圧縮部（生成手段）、３４ 超解像処理部（推定
手段）、４１ 相関行列算出部、４２ 移動平均算出
部、４３ 固有値解析部、４４ 評価関数算出部、４５
座標推定部、４６ 反射強度推定部。
テップ周波数発振器（制御手段）、２４ パルス変調器
（制御手段）、２５ 送信機（制御手段）、２６ 送受
切換器（制御手段）、２７ アンテナ（制御手段）、２
８ 受信機（制御手段）、３１ データ変換部（配置手
段）、３２ データ補間部（配置手段）、３３ クロス
レンジ圧縮部（生成手段）、３４ 超解像処理部（推定
手段）、４１ 相関行列算出部、４２ 移動平均算出
部、４３ 固有値解析部、４４ 評価関数算出部、４５
座標推定部、４６ 反射強度推定部。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−164851（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−175386（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−271608（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−271607（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−138277（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−80146（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−113865（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−174838（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−237475（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01S 7/00 - 7/42
G01S 13/00 - 13/95
Claims (16)
- 【請求項１】 観測対象が搭載された回転台の回転角を
制御するとともに、その観測対象に対してパルス信号を
放射して、その観測対象に反射されたパルス信号を受信
し、そのパルス信号をビデオ信号に変換する制御手段
と、上記観測対象に対して放射されたパルス信号の送信
周波数及び上記回転台の回転角に基づいて上記制御手段
により変換されたビデオ信号を直角格子座標上に配置す
る配置手段と、上記配置手段により直角格子座標上に配
置されたビデオ信号のｘ軸方向の各成分に対して逆フー
リエ変換処理を実行して目標イメージを生成する生成手
段と、上記生成手段により生成された目標イメージのｙ
軸方向の各成分に対して超解像処理を実行して目標散乱
点の座標を推定する推定手段とを備えたＲＣＳ計測装
置。 - 【請求項２】 推定手段は、超解像処理を実行して目標
散乱点の反射強度を推定することを特徴とする請求項１
記載のＲＣＳ計測装置。 - 【請求項３】 推定手段は、生成手段により生成された
目標イメージのｙ軸方向の各成分から相関行列を算出す
る相関行列算出部と、上記相関行列算出部により算出さ
れた相関行列の一部から小行列を構成し、その小行列の
移動平均から平均相関行列を算出する移動平均算出部
と、上記移動平均算出部により算出された平均相関行列
の固有値解析を実行して最小固有値を特定する固有値解
析部と、上記固有値解析部により特定された最小固有値
に対応する固有ベクトルから評価関数を算出する評価関
数算出部と、上記評価関数算出部により算出された評価
関数の振幅値のピークを検索して目標散乱点の座標を推
定する座標推定部と、上記座標推定部により推定された
目標散乱点の座標から目標散乱点の反射強度を推定する
反射強度推定部とから構成されたことを特徴とする請求
項２記載のＲＣＳ計測装置。 - 【請求項４】 制御手段は、配置手段によりビデオ信号
が配置される直角格子座標を参照して、パルス信号の送
信周波数と回転台の回転角を設定することを特徴とする
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のＲＣ
Ｓ計測装置。 - 【請求項５】 推定手段は、生成手段により生成された
目標イメージのうち、ｘ軸方向のピークを与える１列の
ｙ軸成分に対して超解像処理を実行することを特徴とす
る請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のＲ
ＣＳ計測装置。 - 【請求項６】 相関行列算出部は、制御手段が送信周波
数同一のパルス信号を複数放射して受信すると、複数の
ビデオ信号を平均化して相関行列を算出することを特徴
とする請求項３記載のＲＣＳ計測装置。 - 【請求項７】 移動平均算出部は、相関行列の一部から
相関行列の次数の１／２の小行列を構成することを特徴
とする請求項３記載のＲＣＳ計測装置。 - 【請求項８】 座標推定部は、パルス信号の送信周波数
と回転台の回転角を考慮して、ピークの検索範囲を限定
することを特徴とする請求項３記載のＲＣＳ計測装置。 - 【請求項９】 観測対象が搭載された回転台の回転角を
制御するとともに、その観測対象に対してパルス信号を
放射して、その観測対象に反射されたパルス信号を受信
し、そのパルス信号をビデオ信号に変換する一方、その
観測対象に対して放射されたパルス信号の送信周波数及
び上記回転台の回転角に基づいてビデオ信号を直角格子
座標上に配置するとともに、そのビデオ信号のｘ軸方向
の各成分に対して逆フーリエ変換処理を実行して目標イ
メージを生成し、その目標イメージのｙ軸方向の各成分
に対して超解像処理を実行して目標散乱点の座標を推定
するＲＣＳ計測方法。 - 【請求項１０】 目標散乱点の座標を推定する際、超解
像処理を実行して目標散乱点の反射強度を推定すること
を特徴とする請求項９記載のＲＣＳ計測方法。 - 【請求項１１】 目標散乱点の反射強度を推定する際、
目標イメージのｙ軸方向の各成分から相関行列を算出し
て、その相関行列の一部から小行列を構成し、その小行
列の移動平均から平均相関行列を算出し、その平均相関
行列の固有値解析を実行して最小固有値を特定し、その
最小固有値に対応する固有ベクトルから評価関数を算出
し、その評価関数の振幅値のピークを検索して目標散乱
点の座標を推定するとともに、その目標散乱点の座標か
ら目標散乱点の反射強度を推定することを特徴とする請
求項１０記載のＲＣＳ計測方法。 - 【請求項１２】 観測対象に反射されたパルス信号を受
信する際、ビデオ信号が配置される直角格子座標を参照
して、パルス信号の送信周波数と回転台の回転角を設定
することを特徴とする請求項９から請求項１１のうちの
いずれか１項記載のＲＣＳ計測方法。 - 【請求項１３】 目標散乱点の座標を推定する際、生成
された目標イメージのうち、ｘ軸方向のピークを与える
１列のｙ軸成分に対して超解像処理を実行することを特
徴とする請求項９から請求項１１のうちのいずれか１項
記載のＲＣＳ計測方法。 - 【請求項１４】 相関行列を算出する際、送信周波数同
一のパルス信号を複数放射して受信すると、複数のビデ
オ信号を平均化して相関行列を算出することを特徴とす
る請求項１１記載のＲＣＳ計測方法。 - 【請求項１５】 平均相関行列を算出する際、相関行列
の一部から相関行列の次数の１／２の小行列を構成する
ことを特徴とする請求項１１記載のＲＣＳ計測方法。 - 【請求項１６】 目標散乱点の座標を推定する際、パル
ス信号の送信周波数と回転台の回転角を考慮して、ピー
クの検索範囲を限定することを特徴とする請求項１１記
載のＲＣＳ計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25010098A JP3378200B2 (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | Ｒｃｓ計測装置及びｒｃｓ計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25010098A JP3378200B2 (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | Ｒｃｓ計測装置及びｒｃｓ計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000075017A JP2000075017A (ja) | 2000-03-14 |
| JP3378200B2 true JP3378200B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=17202827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25010098A Expired - Fee Related JP3378200B2 (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | Ｒｃｓ計測装置及びｒｃｓ計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3378200B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102928829A (zh) * | 2012-12-04 | 2013-02-13 | 上海无线电设备研究所 | 空间目标参数反演方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102401893B (zh) * | 2010-09-10 | 2015-03-04 | 上海无线电设备研究所 | 一种近场目标对称极化rcs测试方法 |
| CN106199524B (zh) * | 2016-06-23 | 2018-10-26 | 中国科学院电子学研究所 | 基于基追踪去噪的远场宽带rcs数据采集与压缩方法 |
| CN106093875B (zh) * | 2016-06-23 | 2018-10-23 | 中国科学院电子学研究所 | 基于基追踪去噪的近场宽带rcs数据采集与压缩方法 |
| KR101926107B1 (ko) * | 2017-09-26 | 2018-12-07 | 대한민국 | 항공 무장효과 분석 시뮬레이터 및 그 시뮬레이션 방법 |
| CN109917344A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-06-21 | 北京环境特性研究所 | 一种紧缩场内角反射器rcs单天线测量系统及测量方法 |
| CN114498047B (zh) * | 2022-01-10 | 2023-03-28 | 西安电子科技大学 | 一种基于散射与吸收协同作用的宽频带低rcs超表面结构 |
-
1998
- 1998-09-03 JP JP25010098A patent/JP3378200B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102928829A (zh) * | 2012-12-04 | 2013-02-13 | 上海无线电设备研究所 | 空间目标参数反演方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000075017A (ja) | 2000-03-14 |
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