JP3792475B2 - 合成開口レーダ装置および目標画像再生方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、目標に対して搬送波周波数が時間と共に変化するパルスを送信し、目標が反射したパルス信号から目標画像を再生する合成開口レーダ装置および目標画像再生方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は例えば（Ａｉｒｂｏｒｎｅ Ｐｕｌｓｅｄ Ｄｏｐｐｌｅｒ Ｒａｄａｒ Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｇｕｙ Ｍｏｒｒｉｓ ａｎｄ Ｌｉｎｄａ Ｈａｒｋｎｅｓｓ，Ａｒｔｅｃｈ Ｈｏｕｓｅ，１９９７）に示された従来の合成開口レーダ装置を示す構成図であり、図において、１はパルス信号を出力する送信機、２は後述の制御回路４から出力された周波数制御信号に基づいて時間と共に周波数を変化させた信号を出力する局部発振器、３は送信機１に対してトリガ信号を発生するパルス変調器である。制御回路４は局部発振器２に対する周波数制御信号を出力する。５は送受信を切換える送受切換器、６は送受切換器５を介して送信機１から出力されるパルス信号を目標に対して送信し、また、目標から反射されたパルス信号を受信するアンテナ、７はアンテナ６により受信されたパルス信号を入力して受信信号を出力する受信機、８は受信機７から出力された受信信号を各パルス毎にレンジ圧縮するレンジ圧縮手段、９はレンジ圧縮された各パルスの受信信号をストアするメモリ、１０はレンジ圧縮された複数のパルスの受信信号をメモリ９から読み出し、これらに対してクロスレンジ圧縮を行い、目標の画像を再生するクロスレンジ圧縮手段である。なお、１１ｂは上述のレンジ圧縮手段８とメモリ９とクロスレンジ圧縮手段１０とからなる信号処理器である。
【０００３】
次に動作について説明する。
図３はレンジ圧縮およびクロスレンジ圧縮の処理を示す説明図であり、図４はクロスレンジ圧縮手段が構成する受信信号の２次元配置を示す説明図である。図１０と共に図３および図４を参照しながら動作について説明する。
制御回路４は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、時間と共に搬送波周波数がリニアに変化するように、周波数制御信号を制御して、局部発振器２に出力する。局部発振器２は、制御回路４から出力される周波数制御信号に基づいて搬送波周波数を設定した信号を出力する。時間ｔにおける信号の搬送波周波数ｆ（ｔ）は、周波数初期値をｆ０、周波数変化率をｈとして、下記の式（１）に基づいて設定される。
ｆ（ｔ）＝ｆ０＋ｈｔ （１）
【０００４】
送信機１は、局部発振器２の出力信号を増幅し、パルス変調器３から出力される送信トリガ信号に同期してパルス信号を生成して出力する。送信機１から出力されたパルス信号は、送受切換器５を介してアンテナ６に給電され、アンテナ６より目標に放射される。次いでアンテナ６は、目標から反射されたパルス信号を受信し、送受切換器５を介して受信機７に出力する。パルス信号は受信機７においてビデオ信号に周波数変換された後、位相検波およびディジタル変換され、受信信号として信号処理器１１ｂに出力される。
【０００５】
信号処理器１１ｂのレンジ圧縮手段８では、各パルス毎に受信機７から入力された受信信号に対して、図３（ｃ）、（ｄ）に示すような特性を持つ信号を用いて畳込み演算を行う。これにより受信信号は図３（ｅ）に示すように、パルスの搬送周波数変化量Δｆの逆数１／Δｆに相当するパルス幅にレンジ圧縮される。このレンジ圧縮後の受信信号には、図３（ｅ）に示すように、レンジ方向の目標の振幅分布を表すメインローブと、そのサイドローブが生成される。
【０００６】
レンジ圧縮手段８によりレンジ圧縮された各パルスの受信信号は、メモリ９にストアされる。クロスレンジ圧縮手段１０は、レンジ圧縮された複数のパルスの受信信号をメモリ９から読み出し、図４に示すようにそれらの受信信号を２次元に配置する。次にクロスレンジ圧縮手段１０は、レンジ方向に下記の式（２）で間隔ΔＲが与えられるセル毎に、複数のパルスの受信信号に対して、図３（ｃ）、（ｄ）に示したような特性を持つ信号を用いて畳込み演算を行う。ここで、ｃは光速を表す。
ΔＲ＝ｃ／（２Δｆ） （２）
これによって受信信号はクロスレンジ方向に圧縮されて、目標の画像が再生される。
以上のようにして、観測対象となる目標に対して搬送波周波数が時間と共に変化するパルス信号を送信し、反射されたパルス信号から目標の画像を再生することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の合成開口レーダ装置は以上のように構成されているので、レンジ圧縮によって生成されるサイドローブにより、目標画像がレンジ方向に広がり、解像度が劣化する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決するためになされたもので、レンジ圧縮によって生成されるサイドローブにより、目標画像がレンジ方向に広がり、解像度が劣化するのを改善する合成開口レーダ装置および目標画像再生方法を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る合成開口レーダ装置は、各クロスレンジ成分についてのレンジ方向のデータ列をフーリエ変換して周波数データを生成する周波数変換手段と、その周波数データに対して、サイドローブ抑圧処理を実行して目標画像を再生する画像再生手段とを備え、その画像再生手段において、周波数データの共分散行列を算出する共分散行列算出手段と、その共分散行列に対して小行列を構成して、小行列に対して移動平均処理を実行して平均共分散行列を算出する移動平均手段と、その平均共分散行列の固有値解析を行い固有値を求める固有値解析手段と、その固有値の累積を計算し、その累積値に基づいてその平均共分散行列が特異であるか否かを判定する判定手段と、その平均共分散行列が特異であると判定された場合に、移動平均手段における移動平均処理に用いる小行列の次数を１つ繰り下げて実行させる小行列次数変更手段と、その平均共分散行列が特異でないと判定された場合に、その平均共分散行列の逆行列を算出する逆行列算出手段と、その逆行列を用いて目標のレンジ方向のレンジプロフィールを生成し、目標画像を再生するレンジプロフィール生成手段とを備えたものである。
【００１０】
この発明に係る合成開口レーダ装置は、判定手段により平均共分散行列が特異であると判定された場合に、固有値解析手段により求められた固有値から最小固有値を求め、その最小固有値に基づいてその電力を設定した疑似雑音を生成し、移動平均手段により算出された平均共分散行列にその疑似雑音を付加する疑似雑音生成手段を備えたものである。
【００１１】
この発明に係る目標画像再生方法は、各クロスレンジ成分についてのレンジ方向のデータ列をフーリエ変換して周波数データを生成する周波数変換工程と、その周波数データの共分散行列を算出する共分散行列算出工程と、その共分散行列に対して小行列を構成して、小行列に対して移動平均処理を実行して平均共分散行列を算出する移動平均工程と、その平均共分散行列の固有値解析を行い固有値を求める固有値解析工程と、その固有値の累積を計算し、累積値に基づいてその平均共分散行列が特異であるか否かを判定する判定工程と、その平均共分散行列が特異であると判定された場合に、移動平均工程における移動平均処理に用いる小行列の次数を１つ繰り下げて実行させる小行列次数変更工程と、その平均共分散行列が特異でないと判定された場合に、その平均共分散行列の逆行列を算出する逆行列算出工程と、その逆行列を用いて目標のレンジ方向のレンジプロフィールを生成し、目標画像を再生するレンジプロフィール生成工程とを備えたものである。
【００１２】
この発明に係る目標画像再生方法は、判定工程により平均共分散行列が特異であると判定された場合に、固有値解析工程により求められた固有値から最小固有値を求め、その最小固有値に基づいてその電力を設定した疑似雑音を生成し、移動平均工程により算出された平均共分散行列にその疑似雑音を付加する疑似雑音生成工程を備えたものである。
【００１３】
【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による合成開口レーダ装置を示す構成図であり、図において、１はパルス信号を出力する送信機（送信手段）、２は後述の制御回路４から出力された周波数制御信号に基づいて時間と共に周波数を変化させた信号を出力する局部発振器、３は送信機１に対してトリガ信号を発生するパルス変調器である。制御回路４は局部発振器２に対する周波数制御信号を出力する。５は送受信を切換える送受切換器、６は送受切換器５を介して送信機１から出力されるパルス信号を目標に対して送信し、また、目標から反射されたパルス信号を受信するアンテナ、７はアンテナ６により受信されたパルス信号を入力して受信信号を出力する受信機（受信手段）、８は受信機７から出力された受信信号を各パルス毎にレンジ圧縮するレンジ圧縮手段、９はレンジ圧縮された各パルスの受信信号をストアするメモリ、１０はレンジ圧縮された複数のパルスの受信信号をメモリ９から読み出し、これらに対してクロスレンジ圧縮を行い、目標の画像を再生するクロスレンジ圧縮手段である。以上、従来の技術と同一の構成である。
【００１４】
１２はクロスレンジ圧縮手段１０によりクロスレンジ圧縮された各クロスレンジ成分についてのレンジ方向のデータ列をフーリエ変換して周波数データを生成する周波数変換手段（周波数変換工程）、１３ａは周波数変換手段１２により得られた周波数データに対して、サイドローブ抑圧処理を実行して目標画像を再生する画像再生手段である。
なお、１１ａは上述のレンジ圧縮手段８とメモリ９とクロスレンジ圧縮手段１０と周波数変換手段１２と画像再生手段１３ａとからなる信号処理器（信号処理手段）である。
【００１５】
図２は画像再生手段の詳細を示す構成図であり、図において、１４は周波数変換手段１２から出力された周波数データの相互相関図を要素とする共分散行列を算出する共分散行列算出手段（共分散行列算出工程）、１５は共分散行列算出手段１４により算出された共分散行列の一部から小行列を構成し、それらの小行列に対して移動平均処理を実行して平均共分散行列を算出する移動平均手段（移動平均工程）である。１６は移動平均手段１５により算出された平均共分散行列の固有値解析を行い、固有値を求める固有値解析手段（固有値解析工程）、１７ａは固有値解析手段１６により求められた固有値の累積を計算し、その累積値に基づいて移動平均手段１５により算出された平均共分散行列が特異であるか否かを判定する判定手段（判定工程）である。１８は判定手段１７ａにより平均共分散行列が特異であると判定された場合に、移動平均手段１５における移動平均処理に用いる小行列の次数を１つ繰り下げて実行させる小行列次数変更手段（小行列次数変更工程）、１９は判定手段１７ａにより平均共分散行列が特異でないと判定された場合に、その平均共分散行列の逆行列を算出する逆行列算出手段（逆行列算出工程）である。２０は逆行列算出手段１９により算出された逆行列を用いて目標のレンジ方向のレンジプロフィールを生成し、目標画像を再生するレンジプロフィール生成手段（レンジプロフィール生成工程）である。
【００１６】
次に動作について説明する。
図３はレンジ圧縮およびクロスレンジ圧縮の処理を示す説明図であり、図４はクロスレンジ圧縮手段が構成する受信信号の２次元配置を示す説明図である。図１と共に図３および図４を参照しながら動作について説明する。
制御回路４は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、時間と共に搬送波周波数がリニアに変化するように、周波数制御信号を制御して、局部発振器２に出力する。局部発振器２は、制御回路４から出力される周波数制御信号に基づいて搬送波周波数を設定した信号を出力する。時間ｔにおける信号の搬送波周波数ｆ（ｔ）は、周波数初期値をｆ０、周波数変化率をｈとして、下記の式（１）に基づいて設定される。
ｆ（ｔ）＝ｆ０＋ｈｔ （１）
【００１７】
送信機１は、局部発振器２の出力信号を増幅し、パルス変調器３から出力される送信トリガ信号に同期してパルス信号を生成して出力する。送信機１から出力されたパルス信号は、送受切換器５を介してアンテナ６に給電され、アンテナ６より目標に放射される。次いでアンテナ６は、目標から反射されたパルス信号を受信し、送受切換器５を介して受信機７に出力する。パルス信号は受信機７においてビデオ信号に周波数変換された後、位相検波およびディジタル変換され、受信信号として信号処理器１１ａに出力される。
【００１８】
信号処理器１１ａのレンジ圧縮手段８では、各パルス毎に受信機７から入力された受信信号に対して、図３（ｃ）、（ｄ）に示すような特性を持つ信号を用いて畳込み演算を行う。これにより受信信号は図３（ｅ）に示すように、パルスの搬送周波数変化量Δｆの逆数１／Δｆに相当するパルス幅にレンジ圧縮される。このレンジ圧縮後の受信信号には、図３（ｅ）に示すように、レンジ方向の目標の振幅分布を表すメインローブと、そのサイドローブが生成される。
【００１９】
レンジ圧縮手段８によりレンジ圧縮された各パルスの受信信号は、メモリ９にストアされる。クロスレンジ圧縮手段１０は、レンジ圧縮された複数のパルスの受信信号をメモリ９から読み出し、図４に示すようにそれらの受信信号を２次元に配置する。次にクロスレンジ圧縮手段１０は、レンジ方向に下記の式（２）で間隔ΔＲが与えられるセル毎に、複数のパルスの受信信号に対して、図３（ｃ）、（ｄ）に示したような特性を持つ信号を用いて畳込み演算を行う。ここで、ｃは光速を表す。
ΔＲ＝ｃ／（２Δｆ） （２）
これによって受信信号はクロスレンジ方向に圧縮される。
【００２０】
図５は周波数変換手段により構成されるデータ列を示す説明図であり、次に周波数変換手段１２は、この図５に示すように、クロスレンジ圧縮手段１０により得られた目標画像のクロスレンジ方向の各成分（ｘ１，ｘ２，…，ｘＮ）に対して、それぞれレンジ方向の各成分（ｙ１，ｙ２，…，ｙＭ）のデータ列を構成し、これらのデータに対して高速フーリエ変換を行い、周波数データ（ｚ１，ｚ２，…，ｚＭ）に変換して画像再生手段１３ａに出力する。
【００２１】
共分散行列算出手段１４は、周波数変換手段１２により出力された周波数データに対して、下記の式（３）で定義される共分散行列Ｒを算出する。ここで、＊は共役複素数を表す。
【数１】

【００２２】
図６は共分散行列および小行列を示す説明図であり、図において、２１は共分散行列、２２は小行列である。次に移動平均手段１５は、この図６に示すように、共分散行列算出手段１４から出力された共分散行列２１の対角項に沿って、次数Ｍ０の小行列２２を構成する。さらに、移動平均手段１５は、共分散行列２１から取り出したＬ個の小行列Ｒｌを用いて、下記の式（４）で定義される平均共分散行列Ｒａを算出する。
【数２】

【００２３】
次いで固有値解析手段１６は、平均共分散行列Ｒａの固有値解析を実行し、得られたＭ０個の固有値λｉ（ｉ＝１，２，…，Ｍ０）を判定手段１７ａに出力する。判定手段１７ａは、下記の式（５）で示される行列式｜Ｒａ｜を計算する。
【数３】

【００２４】
図７は判定手段による小行列次数変更処理を示すフローチャートであり、判定手段１７ａは、この図７に示すフローチャートに従って、行列式｜Ｒａ｜が零の場合、平均共分散行列Ｒａは特異であると判定し、図２に示すように小行列次数変更手段１８に対して、小行列次数変更指令を出力する。小行列次数変更手段１８は、判定手段１７ａから小行列次数変更指令を入力した場合、移動平均手段１５に対して小行列の次数を１つ繰り下げた（Ｍ０−１）に変更して、移動平均処理を再度実行させる。また、行列式｜Ｒａ｜が零でない場合、判定手段１７ａは平均共分散行列Ｒａが特異でないと判定し、逆行列算出手段１９は、平均共分散行列Ｒａの逆行列Ｒａ―１を計算する。
【００２５】
レンジプロフィール生成手段２０は、逆行列算出手段１９から出力された平均共分散行列Ｒａの逆行列Ｒａ―１と、下記の式（６）で与えられるモードベクトルａ（ｒ）から、下記の式（７）で与えられる目標のレンジ方向のレンジプロフィールＰ（ｒ）を計算する。ここで、ｒはレンジ、Ｆ０はパルスの搬送波周波数の中心値をｆｃとして下記の式（８）で与えられる初期値、ΔＦは目標画像のレンジ方向のセル数をＭとして下記の式（９）で与えられるステップ値、Ｈは複素共役転置、Ｔはベクトルの転置をそれぞれ表す。
【数４】

【００２６】
図８はレンジプロフィールにおけるサイドローブの抑圧効果を示す説明図であり、レンジプロフィール生成手段２０から出力されるレンジプロフィールと、レンジ圧縮手段８で受信信号に対して行われたレンジ圧縮の結果を示したものである。この図８で分かるように、レンジプロフィール生成手段２０は、レンジ圧縮によって生成されるサイドローブを抑圧してレンジプロフィールを生成することができる。
レンジプロフィール生成手段２０は、クロスレンジの各成分に対して、レンジプロフィールを生成し、これらのレンジプロフィールから目標画像を再生する。
【００２７】
以上のように、この実施の形態１によれば、レンジ圧縮によって生成されるサイドローブを抑圧して、目標画像がレンジ方向に広がって解像度が劣化するのを改善することができる。
【００２８】
実施の形態２．
図９はこの発明の実施の形態２による画像再生手段の詳細を示す構成図であり、図において、１３ｂは画像再生手段、２３は判定手段１７ｂにより平均共分散行列が特異であると判定された場合に、固有値解析手段１６により求められた固有値から最小固有値を求め、その最小固有値に基づいてその電力を設定した疑似雑音を生成し、移動平均手段１５により算出された平均共分散行列にその疑似雑音を付加する疑似雑音生成手段（疑似雑音生成工程）である。
その他の構成は図２と同一なのでその重複する説明を省略する。
【００２９】
次に動作について説明する。
判定手段１７ｂにより平均共分散行列Ｒａが特異であると判定された場合に、疑似雑音生成手段２３は、固有値解析手段１６により得られた固有値λｉから最小固有値λｍｉｎを求め、下記の式（１０）で示されるように、疑似雑音λｍｉｎＩを付加した平均共分散行列Ｒａを新たな平均共分散行列として、固有値解析手段１６に出力する。ここで、Ｉは平均共分散行列と同次数の単位行列を表す。
Ｒａ←Ｒａ＋λｍｉｎＩ （１０）
【００３０】
以上のように、この実施の形態２によれば、平均共分散行列が特異となり、逆行列の計算が困難となるのを改善し、判定手段１７ｂで行われる小行列次数変更のループ処理の収束を速めることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、各クロスレンジ成分についてのレンジ方向のデータ列をフーリエ変換して周波数データを生成する周波数変換手段と、その周波数データに対して、サイドローブ抑圧処理を実行して目標画像を再生する画像再生手段とを備え、その画像再生手段において、周波数データの共分散行列を算出する共分散行列算出手段と、その共分散行列に対して小行列を構成して、小行列に対して移動平均処理を実行して平均共分散行列を算出する移動平均手段と、その平均共分散行列の固有値解析を行い固有値を求める固有値解析手段と、その固有値の累積を計算し、その累積値に基づいてその平均共分散行列が特異であるか否かを判定する判定手段と、その平均共分散行列が特異であると判定された場合に、移動平均手段における移動平均処理に用いる小行列の次数を１つ繰り下げて実行させる小行列次数変更手段と、その平均共分散行列が特異でないと判定された場合に、その平均共分散行列の逆行列を算出する逆行列算出手段と、その逆行列を用いて目標のレンジ方向のレンジプロフィールを生成し、目標画像を再生するレンジプロフィール生成手段とを備えるように構成したので、レンジ圧縮によって生成されるサイドローブを抑圧して、目標画像がレンジ方向に広がって解像度が劣化するのを確実に改善することができる効果が得られる。
【００３２】
また、この発明によれば、判定手段により平均共分散行列が特異であると判定された場合に、固有値解析手段により求められた固有値から最小固有値を求め、その最小固有値に基づいてその電力を設定した疑似雑音を生成し、移動平均手段により算出された平均共分散行列にその疑似雑音を付加する疑似雑音生成手段を備えるように構成したので、レンジ圧縮によって生成されるサイドローブを抑圧して、目標画像がレンジ方向に広がって解像度が劣化するのを確実に迅速に改善することができる効果が得られる。
【００３３】
さらに、この発明によれば、各クロスレンジ成分についてのレンジ方向のデータ列をフーリエ変換して周波数データを生成する周波数変換工程と、その周波数データの共分散行列を算出する共分散行列算出工程と、その共分散行列に対して小行列を構成して、小行列に対して移動平均処理を実行して平均共分散行列を算出する移動平均工程と、その平均共分散行列の固有値解析を行い固有値を求める固有値解析工程と、その固有値の累積を計算し、累積値に基づいてその平均共分散行列が特異であるか否かを判定する判定工程と、その平均共分散行列が特異であると判定された場合に、移動平均工程における移動平均処理に用いる小行列の次数を１つ繰り下げて実行させる小行列次数変更工程と、その平均共分散行列が特異でないと判定された場合に、その平均共分散行列の逆行列を算出する逆行列算出工程と、その逆行列を用いて目標のレンジ方向のレンジプロフィールを生成し、目標画像を再生するレンジプロフィール生成工程とを備えるように構成したので、レンジ圧縮によって生成されるサイドローブを抑圧して、目標画像がレンジ方向に広がって解像度が劣化するのを確実に改善することができる効果が得られる。
【００３４】
さらに、この発明によれば、判定工程により平均共分散行列が特異であると判定された場合に、固有値解析工程により求められた固有値から最小固有値を求め、その最小固有値に基づいてその電力を設定した疑似雑音を生成し、移動平均工程により算出された平均共分散行列にその疑似雑音を付加する疑似雑音生成工程を備えるように構成したので、レンジ圧縮によって生成されるサイドローブを抑圧して、目標画像がレンジ方向に広がって解像度が劣化するのを確実に迅速に改善することができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による合成開口レーダ装置を示す構成図である。
【図２】 画像再生手段の詳細を示す構成図である。
【図３】 レンジ圧縮およびクロスレンジ圧縮の処理を示す説明図である。
【図４】 クロスレンジ圧縮手段が構成する受信信号の２次元配置を示す説明図である。
【図５】 周波数変換手段により構成されるデータ列を示す説明図である。
【図６】 共分散行列および小行列を示す説明図である。
【図７】 判定手段による小行列次数変更処理を示すフローチャートである。
【図８】 レンジプロフィールにおけるサイドローブの抑圧効果を示す説明図である。
【図９】 この発明の実施の形態２による画像再生手段の詳細を示す構成図である。
【図１０】 従来の合成開口レーダ装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 送信機（送信手段）、２ 局部発振器、３ パルス変調器、４ 制御回路、５ 送受切換器、６ アンテナ、７ 受信機（受信手段）、８ レンジ圧縮手段、９ メモリ、１０ クロスレンジ圧縮手段、１１ａ 信号処理器（信号処理手段）、１２ 周波数変換手段（周波数変換工程）、１３ａ，１３ｂ 画像再生手段、１４ 共分散行列算出手段（共分散行列算出工程）、１５ 移動平均手段（移動平均工程）、１６ 固有値解析手段（固有値解析工程）、１７ａ，１７ｂ 判定手段（判定工程）、１８ 小行列次数変更手段（小行列次数変更工程）、１９ 逆行列算出手段（逆行列算出工程）、２０ レンジプロフィール生成手段（レンジプロフィール生成工程）、２１ 共分散行列、２２ 小行列、２３ 疑似雑音生成手段（疑似雑音生成工程）。

Claims (4)

1. 目標に対して搬送波周波数が時間と共に変化するパルス信号を送信する送信手段と、上記目標が反射したパルス信号を受信する受信手段と、上記受信手段により受信されたパルス信号に基づいて上記目標へのパルス信号の送信方向についてのレンジ成分と、その送信方向に直交する方向についてのクロスレンジ成分とで構成される画像信号を生成する信号処理手段とを備えた合成開口レーダ装置において、各クロスレンジ成分についてのレンジ方向のデータ列をフーリエ変換して周波数データを生成する周波数変換手段と、上記周波数変換手段により得られた周波数データに対して、サイドローブ抑圧処理を実行して目標画像を再生する画像再生手段とを備え、上記画像再生手段は、上記周波数変換手段により得られた周波数データの共分散行列を算出する共分散行列算出手段と、上記共分散行列算出手段により算出された共分散行列に対して小行列を構成して、それらの小行列に対して移動平均処理を実行して平均共分散行列を算出する移動平均手段と、上記移動平均手段により算出された平均共分散行列の固有値解析を行い固有値を求める固有値解析手段と、上記固有値解析手段により求められた固有値の累積を計算し、その累積値に基づいて上記移動平均手段により算出された平均共分散行列が特異であるか否かを判定する判定手段と、上記判定手段によりその平均共分散行列が特異であると判定された場合に、上記移動平均手段における移動平均処理に用いる小行列の次数を１つ繰り下げて実行させる小行列次数変更手段と、上記判定手段によりその平均共分散行列が特異でないと判定された場合に、その平均共分散行列の逆行列を算出する逆行列算出手段と、上記逆行列算出手段により算出された逆行列を用いて目標のレンジ方向のレンジプロフィールを生成し、目標画像を再生するレンジプロフィール生成手段とを備えたことを特徴とする合成開口レーダ装置。
2. 判定手段により平均共分散行列が特異であると判定された場合に、固有値解析手段により求められた固有値から最小固有値を求め、その最小固有値に基づいてその電力を設定した疑似雑音を生成し、移動平均手段により算出された平均共分散行列にその疑似雑音を付加する疑似雑音生成手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の合成開口レーダ装置。
3. 目標に対して搬送波周波数が時間と共に変化するパルス信号を送信して、その目標が反射したパルス信号を受信し、そのパルス信号に基づいてその目標へのパルス信号の送信方向についてのレンジ成分と、その送信方向に直交する方向についてのクロスレンジ成分とからなる画像を再生する目標画像再生方法において、各クロスレンジ成分についてのレンジ方向のデータ列をフーリエ変換して周波数データを生成する周波数変換工程と、上記周波数変換工程により得られた周波数データの共分散行列を算出する共分散行列算出工程と、上記共分散行列算出工程により算出された共分散行列に対して小行列を構成して、それらの小行列に対して移動平均処理を実行して平均共分散行列を算出する移動平均工程と、上記移動平均工程により算出された平均共分散行列の固有値解析を行い固有値を求める固有値解析工程と、上記固有値解析工程により求められた固有値の累積を計算し、その累積値に基づいて上記移動平均工程により算出された平均共分散行列が特異であるか否かを判定する判定工程と、上記判定工程によりその平均共分散行列が特異であると判定された場合に、上記移動平均工程における移動平均処理に用いる小行列の次数を１つ繰り下げて実行させる小行列次数変更工程と、上記判定工程によりその平均共分散行列が特異でないと判定された場合に、その平均共分散行列の逆行列を算出する逆行列算出工程と、上記逆行列算出工程により算出された逆行列を用いて目標のレンジ方向のレンジプロフィールを生成し、目標画像を再生するレンジプロフィール生成工程とを備えたことを特徴とする目標画像再生方法。
4. 判定工程により平均共分散行列が特異であると判定された場合に、固有値解析工程により求められた固有値から最小固有値を求め、その最小固有値に基づいてその電力を設定した疑似雑音を生成し、移動平均工程により算出された平均共分散行列にその疑似雑音を付加する疑似雑音生成工程を備えたことを特徴とする請求項３記載の目標画像再生方法。

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