JP3852569B2 - レーダ信号処理装置および方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、合成開口レーダにより高分解能な画像情報を得るための信号処理装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９に、例えば「Ｓｐｏｔｌｉｇｈｔ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄｅｒ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ （１９９５，Ａｒｔｅｃｈ Ｈｏｕｓｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ）」のＰ２４７に示された従来の高分解能レーダ信号処理装置の構成をブロック図にて示す。図９において、従来のレーダ信号処理装置は、受信信号１をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部２と、Ａ／Ｄ変換部２の出力をレンジ方向に圧縮するレンジ圧縮部３と、レンジ圧縮部３の出力を位相補償する位相補償部４と、位相補償部４の出力とレンジ圧縮部３の出力を比較して位相誤差を算出する位相誤差算出部５と、位相補償部４の出力をアジマス方向に圧縮するアジマス圧縮部６とを有し、このアジマス圧縮部６の出力がＳＡＲ再生画像７として出力されるものである。
【０００３】
次に、動作について説明する。受信機（図示せず）にて受信されたアナログの受信信号１をＡ／Ｄ変換部２でデジタル信号に変換する。次に、レンジ圧縮部３にてレンジ方向の圧縮を行い、位相補償部４にて位相を補償し、アジマス圧縮部６にてアジマス方向の圧縮を行いＳＡＲ再生画像７を得る。また位相補償部４の出力は位相誤差算出部５にも出力され、位相誤差算出部５はレンジ圧縮部３の出力との比較により位相誤差量を算出し、位相補償部４に出力する。位相補償部４はこの位相誤差算出部５の出力により位相補償を行なう。
【０００４】
ここで、位相補償について説明する。レーダの受信信号は（１）式で表わされる。
【０００５】
【数１】
【０００６】
（１）式において、ａ（ｔ）は信号の振幅である。φ（ｔ）は位相であり、（２）式で表わされる。
【０００７】
【数２】
【０００８】
（２）式において、λは波長、Ｒ（ｔ）は目標との距離である。
この位相φ（ｔ）を正確に求めて位相補償を行なえれば、所望のアジマス分解能のＳＡＲ画像が得られる。しかしながら、航空機等をプラットフォームとする合成開口レーダにおいては、通常は速度情報から距離Ｒ（ｔ）を算出しており、速度情報に誤差があると位相φ（ｔ）が正確に求められずアジマス分解能が劣化するという問題がある。図１０にアジマス方向のＳＡＲ画像信号強度グラフを示すが、分解能は信号強度の半値幅およびサイドローブレベルで評価される。半値幅のひろがりやサイドローブレベル上昇が分解能の劣化につながる。分解能の劣化はＳＡＲ再生画像をぼやけさせ、目標の識別を困難にしている。
【０００９】
位相誤差φ（ｆ）は（３）式で表わされる。
【００１０】
【数３】
【００１１】
（３）式において、ａ、ｂ、ｃ‥は周波数軸に対する１次、２次、３次‥の位相誤差の係数である。主要項を説明すると、１次の位相誤差はオフセット成分、２次の誤差は速度成分、３次の誤差は加速度成分によるものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の合成開口レーダ信号処理装置は、上記したように構成されているので、孤立点が多かったり、突出したレベルの孤立点がなかったり、また全体的に受信レベルが弱かったりという場合にＳ／Ｎが悪くなり位相誤差の推定精度が悪化するという問題点があった。
【００１３】
また、従来の合成開口レーダでは１シーンの中に移動している目標があると、その目標の動揺については位相補償できず、結果としてアジマス方向に信号が広がってしまい、分解能が劣化してしまうという問題点があった。
【００１４】
さらに、１シーンの中に動揺が異なる複数の移動目標がある場合、内一つの目標についてその動揺に対し位相補償されることがあっても、他の目標には位相補償できず、結果としてアジマス方向に信号が広がってしまい、分解能が劣化してしまうという問題点があった。
【００１５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、Ｓ／Ｎが悪い場合でも位相誤差の推定精度を向上し、分解能の劣化を改善することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るレーダ信号処理装置は、受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部の出力についてレンジ方向に圧縮するレンジ圧縮部と、このレンジ圧縮部の出力について速度情報に基づいて位相補償を行なう第１の位相補償部と、この第１の位相補償部の出力データをアジマス方向に圧縮するアジマス圧縮部とを備え、このアジマス圧縮部が、前記レンジ圧縮部の出力データを周波数軸データにするためにＦＦＴを行なうアジマスＦＦＴ部と、このアジマスＦＦＴ部の出力データとリファレンス信号を乗算する乗算部と、この乗算部の出力データを時間軸データに戻すためにアジマス方向に逆ＦＦＴを行なうアジマスＩＦＦＴ部とを備えた、前記受信信号から合成開口レーダ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄｅｒ：以下ＳＡＲと記す）再生画像を得る画像再生部と、前記画像再生部が出力する前記ＳＡＲ再生画像からレンジ方向およびアジマス方向にＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理を行なって複数の孤立点を抽出する孤立点抽出部と、前記抽出された複数の孤立点の位相誤差を算出する位相誤差計算部と、各孤立点について求められた前記位相誤差計算部の出力データを使用して位相誤差を決定する位相誤差決定部と、前記乗算部の出力データを前記位相誤差決定部が出力した位相誤差量を用いて位相補償する第２の位相補償部と、この第２の位相補償部の出力データをアジマス方向に逆ＦＦＴを行なうアジマスＩＦＦＴ部と、を有するものである。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
また、前記位相誤差計算部が、前記孤立点抽出部で抽出した複数の孤立点のデータをゼロ詰め処理する複数個のゼロ詰め部と、このゼロ詰め部の出力データをアジマス方向にＦＦＴを行なう複数個のアジマスＦＦＴ部と、このアジマスＦＦＴ部の出力データから位相誤差を算出する複数個の位相誤差算出部と、を有するものである。
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
また、受信信号からＩＳＡＲ再生画像を得るＩＳＡＲ画像再生部と、このＩＳＡＲ画像再生部の出力する前記ＩＳＡＲ再生画像からレンジ方向およびアジマス方向にＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理を行なって孤立点を抽出する孤立点抽出部と、この孤立点抽出部にて抽出された孤立点データから位相補償されたＩＳＡＲ再生画像を得る補償ＩＳＡＲ画像再生部とを備え、この補償ＩＳＡＲ画像再生部が、前記孤立点抽出部で抽出した孤立点のデータをゼロ詰め処理する第１のゼロ詰め部と、この第１のゼロ詰め部の出力データをアジマス方向に逆ＦＦＴを行なう第１のアジマスＩＦＦＴ部と、この第１のアジマスＩＦＦＴ部の出力データから位相誤差を算出する第２の位相誤差算出部と、前記孤立点抽出部で抽出した孤立点データの目標の広がりに相当するエリアを切出すデータ切出し部と、このデータ切出し部の出力データをゼロ詰め処理する第２のゼロ詰め部と、この第２のゼロ詰め部の出力データをアジマス方向に逆ＦＦＴを行なう第２のアジマスＩＦＦＴ部と、この第２のアジマスＩＦＦＴ部の出力データについて前記第２の位相誤差算出部の算出した位相誤差量で位相補償する第２の位相補償部と、この第２の位相補償部の出力データについてアジマス方向にＦＦＴを行なう第２のアジマスＦＦＴ部と、を有するものである。
【００２５】
また、前記ＩＳＡＲ画像再生部が、受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部の出力についてレンジ方向に圧縮するレンジ圧縮部と、このレンジ圧縮部の出力について速度情報に基づいて位相補償を行なう第１の位相補償部と、この第１の位相補償部の出力データから位相誤差を算出する第１の位相誤差算出部と、前記第１の位相補償部の出力データをアジマス方向にＦＦＴを行なう第１のアジマスＦＦＴ部と、を有するものである。
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態１．
図１に、この発明の実施の形態１に係るレーダ信号処理装置の構成をブロック図にて示す。なお図中、従来例である図９と同一または相当部分は同一符号を付け、その説明は省略する。以降の図面においても同様である。図１において、この発明の実施の形態１に係るレーダ信号処理装置は、Ａ／Ｄ変換部２、レンジ圧縮部３、第１の位相補償部４、アジマス圧縮部６を通って得られるＳＡＲ再生画像７、この得られたＳＡＲ再生画像７を用いて複数個の孤立点を抽出する孤立点抽出部１１、複数個のゼロ詰め部１２、アジマスＦＦＴ部１３および位相誤差算出部１４、それぞれの孤立点について位相誤差算出部１４で算出された位相誤差から位相補償に使用する位相誤差を決定する位相誤差決定部１５、第２の位相補償部１６、アジマスＩＦＦＴ部１７を有している。
【００３１】
次に、図１に加え図２〜４を参照しながらこの発明の実施の形態１に係るレーダ信号処理装置の動作について説明する。
受信信号１はＡ／Ｄ変換部２でデジタル信号に変換され、レンジ圧縮部３でレンジ方向に圧縮される。次いで、速度情報から計算される第１の位相補償部４で位相補償が施される。アジマス圧縮部６は図１に示す内部構成になっていて、第１の位相補償部４からの出力信号をアジマスＦＦＴ部６１で周波数軸に変換し、同じく周波数軸変換されたデータであるリファレンス信号６２を乗算部６３にて乗算し、アジマスＩＦＦＴ部６４で逆ＦＦＴにより時間軸に戻してＳＡＲ再生画像７を得る。図２はこのようにして得られるＳＡＲ再生画像の一例である。
【００３２】
このようにして得られたＳＡＲ再生画像７は、位相補償量に誤差があると分解能が低く、画像の中に存在する孤立点は広がりを持っている。この画像を孤立点抽出部１１においてレンジ方向およびアジマス方向にＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理を行なって複数個の広がった孤立点のそれぞれの中心座標を算出する。
【００３３】
算出されたそれぞれの孤立点の中心座標をもとにゼロ詰め部１２にてゼロ詰め処理を行なう。ゼロ詰め処理の詳細は図３および（４．１）、（４．２）式による。
【００３４】
【数４】
【００３５】
（４．１）、（４．２）式において、ｘｋ、ｙｋは算出されたｋ番目の孤立点中心のレンジ方向座標およびアジマス方向座標、ｗｘ、ｗｙはレンジ方向、アジマス方向への孤立点の広がり、Ｓｉｎ（ｉ，ｊ）は孤立点抽出部１１の出力データ、Ｓｏｕｔ（ｉ，ｊ）はゼロ詰め部１２の出力データである。つまり、孤立点を中心として広がりｗｘ×ｗｙの範囲の内側のデータをそのまま出力し、外側データをすべてゼロに置換するというゼロ詰めを行なっている。この処理の様子を図３に示している。このゼロ詰め部１２の出力をアジマスＦＦＴ部１３でアジマス方向にＦＦＴを行い周波数領域にて位相誤差算出部１４で位相誤差を算出する。なお、ここで述べた図１にて破線で囲んだ部分のゼロ詰め部１２、アジマスＦＦＴ部１３および位相誤差算出部１４は複数個用意しており、孤立点抽出部１１が抽出した複数個の孤立点について並列に処理するようにしている。また、孤立点抽出部１１が抽出した孤立点が用意したゼロ詰め部１２、アジマスＦＦＴ部１３および位相誤差算出部１４の数より多い場合は、その分を保有している回路で繰り返し使用して位相誤差決定部１５へ出力するようにしてもよい。
【００３６】
複数個の位相誤差算出部１４ａ、１４ｂ‥で算出された位相誤差は、位相誤差決定部１５にて図４に示すように度数分布の最も高い位相誤差ｂｍａｘが決定される。位相誤差決定部が出力する位相誤差量Δφ（ｆ）は（５）式で表わされる。
【００３７】
【数５】
【００３８】
第２の位相補償部１６は、前記したアジマス圧縮部６内の乗算部６３の出力データを、上記の位相誤差量Δφ（ｆ）を用いて位相補償する。この第２の位相補償部１６の出力をアジマスＩＦＦＴ部１７でアジマス方向に逆ＦＦＴを行なって分解能を改善したＳＡＲ再生画像１８が得られる。
【００３９】
以上のように、この発明の実施の形態１によるレーダ信号処理装置は、処理されたＳＡＲ再生画像から複数の孤立点を抽出し、抽出したすべての孤立点についてゼロ詰め処理の後、位相誤差を算出し、度数分布の最も高い位相誤差を用いて位相補償を行なうので、受信信号のＳ／Ｎが悪くても、または明確な孤立点が無くてもアジマス分解能を向上させたＳＡＲ再生画像が得られる。
【００４０】
発明の実施の形態２．
図５に、この発明の実施の形態２に係るレーダ信号処理装置の構成をブロック図にて示す。図５において、この発明の実施の形態２に係るレーダ信号処理装置は、Ａ／Ｄ変換部２、レンジ圧縮部３、第１の位相補償部４、アジマス圧縮部６を通って得られるＳＡＲ再生画像７、この得られたＳＡＲ再生画像７を用いて移動する目標を抽出する移動目標抽出部１９、ゼロ詰め部１２、アジマスＩＦＦＴ部１６、位相誤差算出部１４、第２の位相補償部２０およびアジマスＦＦＴ部１３を有している。
【００４１】
次に図５に加え図６を参照しながらこの発明の実施の形態２に係るレーダ信号処理装置の動作について説明する。
受信信号１はＡ／Ｄ変換部２でデジタル信号に変換され、レンジ圧縮部３でレンジ方向に圧縮される。次いで、速度情報から計算される第１の位相補償部４で位相補償され、アジマス圧縮部６でアジマス方向に圧縮されＳＡＲ再生画像７を得る。図６はこのようにして得られるＳＡＲ再生画像の一例である。
【００４２】
このようにして得られたＳＡＲ再生画像７において、画像の中を移動する目標は広がりを持っている。この画像を移動目標抽出部１９においてレンジ方向およびアジマス方向にＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理を行なって複数個の移動目標のそれぞれの最大振幅の位置（ｘｋ，ｙｋ）および目標の広がり（ｗｘｔ，ｗｙｔ）を算出する。
【００４３】
算出されたそれぞれの移動目標について目標の広がりｗｘｔ×ｗｙｔの範囲の外側をゼロ詰め部１２にてゼロ詰め処理を行なう。ゼロ詰め処理の詳細は実施の形態１において述べたものと同様である。
【００４４】
このゼロ詰め部１２の出力をアジマスＩＦＦＴ部１６でアジマス方向に逆ＦＦＴを行い、位相誤差算出部１４で位相誤差を算出する。第２の位相補償部２０は、前記したアジマスＩＦＦＴ部１６の出力データを位相補償する。この第２の位相補償部２０の出力をアジマスＦＦＴ部１３でアジマス方向にＦＦＴを行なって分解能を改善したＩＳＡＲ再生画像２１を得る。
【００４５】
なお、ここで述べた図５にて破線で囲んだ部分のゼロ詰め部１２、アジマスＩＦＦＴ部１６、位相誤差算出部１４、第２の位相補償部２０およびアジマスＦＦＴ部１３は、複数個用意されており、移動目標抽出部１９が抽出した複数個の移動目標について並列に処理するようにしているが、これらを一つずつ用意して、移動目標抽出部１９が抽出した移動目標の数の分繰り返し計算するようにしてＩＳＡＲ再生画像を得るようにしてもよい。
【００４６】
以上のように、この発明の実施の形態２によるレーダ信号処理装置は、処理されたＳＡＲ再生画像から複数の移動目標を抽出し、抽出した移動目標についてゼロ詰め処理の後、逆ＦＦＴ処理を施して位相誤差を算出し位相補償を行なうので、移動目標に対するアジマス分解能を向上させたＩＳＡＲ再生画像が得られる。
【００４７】
発明の実施の形態３．
図７に、この発明の実施の形態３に係るレーダ信号処理装置の構成をブロック図にて示す。図７において、この発明の実施の形態３に係るレーダ信号処理装置は、Ａ／Ｄ変換部２、レンジ圧縮部３、第１の位相補償部４、第１の位相誤差算出部５、第１のアジマスＦＦＴ部１３を通って得られるＩＳＡＲ再生画像２２、この得られたＩＳＡＲ再生画像２２を用いて動揺の異なる複数の目標を抽出する孤立点抽出部２３、第１のゼロ詰め部１２、第１のアジマスＩＦＦＴ部１６、位相誤差算出部１４、データ切出し部２４、第２のゼロ詰め部２５、第２のアジマスＩＦＦＴ部２６、第２の位相補償部２７および第２のアジマスＦＦＴ部２８を有している。
【００４８】
次に図７に加え図８を参照しながらこの発明の実施の形態３に係るレーダ信号処理装置の動作について説明する。
受信信号１はＡ／Ｄ変換部２でデジタル信号に変換され、レンジ圧縮部３でレンジ方向に圧縮される。第１の位相補償部４および第１の位相誤差算出部５のループで位相補償され、第１のアジマスＦＦＴ部１３でＦＦＴ処理されＩＳＡＲ再生画像２２を得る。図８はこのようにして得られるＩＳＡＲ再生画像の一例である。
【００４９】
このようにして得られたＩＳＡＲ再生画像２２においては、画像の中に動揺の異なる複数の目標がある場合に、位相補償を行なっていてもアジマス方向に分解能が劣化してしまう。この画像を孤立点抽出部２３においてレンジ方向およびアジマス方向にＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理を行なって複数個の孤立点を抽出し、それぞれの最大振幅の位置（ｘｋ，ｙｋ）、孤立点の広がり（ｗｘｐ，ｗｙｐ）および目標の広がり（ｗｘｔ，ｗｙｔ）を算出する。
【００５０】
算出されたそれぞれの孤立点について孤立点の広がりｗｘｐ×ｗｙｐの範囲の外側を第１のゼロ詰め部１２にてゼロ詰め処理を行なう。ゼロ詰め処理の詳細は実施の形態１において述べたものと同様である。この第１のゼロ詰め部１２の出力を第１のアジマスＩＦＦＴ部１６でアジマス方向に逆ＦＦＴを行い、第２の位相誤差算出部１４で位相誤差を算出する。
【００５１】
上記に並行して、算出されたそれぞれの孤立点の周囲にある目標の広がりｗｘｔ×ｗｙｔの範囲をデータ切出し部２４で切出して、第２のゼロ詰め部２５にてゼロ詰め処理を行なう。この第２のゼロ詰め部２５の出力を第２のアジマスＩＦＦＴ部２６でアジマス方向に逆ＦＦＴを行なう。
【００５２】
次いで、上記第２のアジマスＩＦＦＴ部２６の出力を上記第２の位相誤差算出部１４で算出した位相誤差量を使用して第２の位相補償部２７で位相補償を行なう。この第２の位相補償部２７の出力を第２のアジマスＦＦＴ部２８でアジマス方向にＦＦＴを行なって分解能を改善したＩＳＡＲ再生画像２９を得る。
【００５３】
なお、ここで述べた図７にて破線で囲んだ部分の第１のゼロ詰め部１２、第１のアジマスＩＦＦＴ部１６、第２の位相誤差算出部１４、データ切出し部２４、第２のゼロ詰め部２５、第２のアジマスＩＦＦＴ部２６、第２の位相補償部２７、第２のアジマスＦＦＴ部２８は、複数個用意されており、孤立点抽出部２３が抽出した複数個の孤立点について並列に処理するようにしているが、これらを一つずつ用意して、孤立点抽出部が抽出した孤立点の数の分繰り返し計算するようにしてＩＳＡＲ再生画像を得るようにしてもよい。
【００５４】
以上のように、この発明の実施の形態３によるレーダ信号処理装置は、処理されたＩＳＡＲ再生画像から複数の孤立点を抽出し、抽出した孤立点についてゼロ詰め処理の後、逆ＦＦＴ処理を施して位相誤差を算出し、並行して抽出した孤立点の目標の広がり分を切出してゼロ詰め処理の後、逆ＦＦＴ処理をした出力を上記位相誤差量で位相補償を行なうので、孤立点の分解能のみならず目標の広がり分についても分解能を向上させたＩＳＡＲ再生画像が得られる。
【００５５】
【発明の効果】
この発明に係るレーダ信号処理装置は、処理されたＳＡＲ再生画像からレンジ方向およびアジマス方向にＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理を行なって複数の孤立点を抽出し、抽出したすべての孤立点についてゼロ詰め処理の後、位相誤差を算出し、度数分布の最も高い位相誤差を用いて位相補償を行なうので、受信信号のＳ／Ｎが悪くても、または明確な孤立点が無くても位相誤差の推定精度を向上し、それによりアジマス分解能を向上させたＳＡＲ再生画像が得られる。
【００５６】
【００５７】
この発明に係るレーダ信号処理装置は、処理されたＩＳＡＲ再生画像からレンジ方向およびアジマス方向にＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理を行なって複数の孤立点を抽出し、抽出した孤立点についてゼロ詰め処理の後、逆ＦＦＴ処理を施して位相誤差を算出し、並行して抽出した孤立点の目標の広がり分を切出してゼロ詰め処理の後、逆ＦＦＴ処理をした出力を上記位相誤差量で位相補償を行なうので、孤立点の分解能のみならず目標の広がり分についても分解能を向上させたＩＳＡＲ再生画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるレーダ信号処理装置の構成を示すブロック図。
【図２】 ＳＡＲ再生画像の一例。
【図３】 ゼロ詰め処理の詳細。
【図４】 位相誤差度数分布図。
【図５】 この発明の実施の形態２によるレーダ信号処理装置の構成を示すブロック図。
【図６】 ＳＡＲ再生画像の一例。
【図７】 この発明の実施の形態３によるレーダ信号処理装置の構成を示すブロック図。
【図８】 ＩＳＡＲ再生画像の一例。
【図９】 従来のレーダ信号処理装置の構成を示すブロック図。
【図１０】 アジマス方向のＳＡＲ画像信号強度グラフ。
【符号の説明】
１ 受信信号、 ２ Ａ／Ｄ変換部、
３ レンジ圧縮部、 ４ 第１の位相補償部、
５ 位相誤差算出部、 ６ アジマス圧縮部、
７ ＳＡＲ再生画像、
１１ 孤立点抽出部、 １２ ゼロ詰め部、
１３ アジマスＦＦＴ部、 １４ 位相誤差算出部、
１５ 位相誤差決定部、 １６ 第２の位相補償部、
１７ アジマスＩＦＦＴ部、 １８ ＳＡＲ再生画像、
１９ 移動目標抽出部、 ２０ 第２の位相補償部、
２１ ＩＳＡＲ再生画像、 ２２ ＩＳＡＲ再生画像、
２３ 孤立点抽出部、 ２４ データ切出し部、
２５ 第２のゼロ詰め部、 ２６ 第２のアジマスＩＦＦＴ部、
２７ 第２の位相補償部、 ２８ 第２のアジマスＦＦＴ部、
２９ ＩＳＡＲ再生画像。
【発明の属する技術分野】
この発明は、合成開口レーダにより高分解能な画像情報を得るための信号処理装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９に、例えば「Ｓｐｏｔｌｉｇｈｔ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄｅｒ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ （１９９５，Ａｒｔｅｃｈ Ｈｏｕｓｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ）」のＰ２４７に示された従来の高分解能レーダ信号処理装置の構成をブロック図にて示す。図９において、従来のレーダ信号処理装置は、受信信号１をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部２と、Ａ／Ｄ変換部２の出力をレンジ方向に圧縮するレンジ圧縮部３と、レンジ圧縮部３の出力を位相補償する位相補償部４と、位相補償部４の出力とレンジ圧縮部３の出力を比較して位相誤差を算出する位相誤差算出部５と、位相補償部４の出力をアジマス方向に圧縮するアジマス圧縮部６とを有し、このアジマス圧縮部６の出力がＳＡＲ再生画像７として出力されるものである。
【０００３】
次に、動作について説明する。受信機（図示せず）にて受信されたアナログの受信信号１をＡ／Ｄ変換部２でデジタル信号に変換する。次に、レンジ圧縮部３にてレンジ方向の圧縮を行い、位相補償部４にて位相を補償し、アジマス圧縮部６にてアジマス方向の圧縮を行いＳＡＲ再生画像７を得る。また位相補償部４の出力は位相誤差算出部５にも出力され、位相誤差算出部５はレンジ圧縮部３の出力との比較により位相誤差量を算出し、位相補償部４に出力する。位相補償部４はこの位相誤差算出部５の出力により位相補償を行なう。
【０００４】
ここで、位相補償について説明する。レーダの受信信号は（１）式で表わされる。
【０００５】
【数１】
（１）式において、ａ（ｔ）は信号の振幅である。φ（ｔ）は位相であり、（２）式で表わされる。
【０００７】
【数２】
（２）式において、λは波長、Ｒ（ｔ）は目標との距離である。
この位相φ（ｔ）を正確に求めて位相補償を行なえれば、所望のアジマス分解能のＳＡＲ画像が得られる。しかしながら、航空機等をプラットフォームとする合成開口レーダにおいては、通常は速度情報から距離Ｒ（ｔ）を算出しており、速度情報に誤差があると位相φ（ｔ）が正確に求められずアジマス分解能が劣化するという問題がある。図１０にアジマス方向のＳＡＲ画像信号強度グラフを示すが、分解能は信号強度の半値幅およびサイドローブレベルで評価される。半値幅のひろがりやサイドローブレベル上昇が分解能の劣化につながる。分解能の劣化はＳＡＲ再生画像をぼやけさせ、目標の識別を困難にしている。
【０００９】
位相誤差φ（ｆ）は（３）式で表わされる。
【００１０】
【数３】
（３）式において、ａ、ｂ、ｃ‥は周波数軸に対する１次、２次、３次‥の位相誤差の係数である。主要項を説明すると、１次の位相誤差はオフセット成分、２次の誤差は速度成分、３次の誤差は加速度成分によるものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の合成開口レーダ信号処理装置は、上記したように構成されているので、孤立点が多かったり、突出したレベルの孤立点がなかったり、また全体的に受信レベルが弱かったりという場合にＳ／Ｎが悪くなり位相誤差の推定精度が悪化するという問題点があった。
【００１３】
また、従来の合成開口レーダでは１シーンの中に移動している目標があると、その目標の動揺については位相補償できず、結果としてアジマス方向に信号が広がってしまい、分解能が劣化してしまうという問題点があった。
【００１４】
さらに、１シーンの中に動揺が異なる複数の移動目標がある場合、内一つの目標についてその動揺に対し位相補償されることがあっても、他の目標には位相補償できず、結果としてアジマス方向に信号が広がってしまい、分解能が劣化してしまうという問題点があった。
【００１５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、Ｓ／Ｎが悪い場合でも位相誤差の推定精度を向上し、分解能の劣化を改善することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るレーダ信号処理装置は、受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部の出力についてレンジ方向に圧縮するレンジ圧縮部と、このレンジ圧縮部の出力について速度情報に基づいて位相補償を行なう第１の位相補償部と、この第１の位相補償部の出力データをアジマス方向に圧縮するアジマス圧縮部とを備え、このアジマス圧縮部が、前記レンジ圧縮部の出力データを周波数軸データにするためにＦＦＴを行なうアジマスＦＦＴ部と、このアジマスＦＦＴ部の出力データとリファレンス信号を乗算する乗算部と、この乗算部の出力データを時間軸データに戻すためにアジマス方向に逆ＦＦＴを行なうアジマスＩＦＦＴ部とを備えた、前記受信信号から合成開口レーダ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄｅｒ：以下ＳＡＲと記す）再生画像を得る画像再生部と、前記画像再生部が出力する前記ＳＡＲ再生画像からレンジ方向およびアジマス方向にＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理を行なって複数の孤立点を抽出する孤立点抽出部と、前記抽出された複数の孤立点の位相誤差を算出する位相誤差計算部と、各孤立点について求められた前記位相誤差計算部の出力データを使用して位相誤差を決定する位相誤差決定部と、前記乗算部の出力データを前記位相誤差決定部が出力した位相誤差量を用いて位相補償する第２の位相補償部と、この第２の位相補償部の出力データをアジマス方向に逆ＦＦＴを行なうアジマスＩＦＦＴ部と、を有するものである。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
また、前記位相誤差計算部が、前記孤立点抽出部で抽出した複数の孤立点のデータをゼロ詰め処理する複数個のゼロ詰め部と、このゼロ詰め部の出力データをアジマス方向にＦＦＴを行なう複数個のアジマスＦＦＴ部と、このアジマスＦＦＴ部の出力データから位相誤差を算出する複数個の位相誤差算出部と、を有するものである。
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
また、受信信号からＩＳＡＲ再生画像を得るＩＳＡＲ画像再生部と、このＩＳＡＲ画像再生部の出力する前記ＩＳＡＲ再生画像からレンジ方向およびアジマス方向にＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理を行なって孤立点を抽出する孤立点抽出部と、この孤立点抽出部にて抽出された孤立点データから位相補償されたＩＳＡＲ再生画像を得る補償ＩＳＡＲ画像再生部とを備え、この補償ＩＳＡＲ画像再生部が、前記孤立点抽出部で抽出した孤立点のデータをゼロ詰め処理する第１のゼロ詰め部と、この第１のゼロ詰め部の出力データをアジマス方向に逆ＦＦＴを行なう第１のアジマスＩＦＦＴ部と、この第１のアジマスＩＦＦＴ部の出力データから位相誤差を算出する第２の位相誤差算出部と、前記孤立点抽出部で抽出した孤立点データの目標の広がりに相当するエリアを切出すデータ切出し部と、このデータ切出し部の出力データをゼロ詰め処理する第２のゼロ詰め部と、この第２のゼロ詰め部の出力データをアジマス方向に逆ＦＦＴを行なう第２のアジマスＩＦＦＴ部と、この第２のアジマスＩＦＦＴ部の出力データについて前記第２の位相誤差算出部の算出した位相誤差量で位相補償する第２の位相補償部と、この第２の位相補償部の出力データについてアジマス方向にＦＦＴを行なう第２のアジマスＦＦＴ部と、を有するものである。
【００２５】
また、前記ＩＳＡＲ画像再生部が、受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部の出力についてレンジ方向に圧縮するレンジ圧縮部と、このレンジ圧縮部の出力について速度情報に基づいて位相補償を行なう第１の位相補償部と、この第１の位相補償部の出力データから位相誤差を算出する第１の位相誤差算出部と、前記第１の位相補償部の出力データをアジマス方向にＦＦＴを行なう第１のアジマスＦＦＴ部と、を有するものである。
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態１．
図１に、この発明の実施の形態１に係るレーダ信号処理装置の構成をブロック図にて示す。なお図中、従来例である図９と同一または相当部分は同一符号を付け、その説明は省略する。以降の図面においても同様である。図１において、この発明の実施の形態１に係るレーダ信号処理装置は、Ａ／Ｄ変換部２、レンジ圧縮部３、第１の位相補償部４、アジマス圧縮部６を通って得られるＳＡＲ再生画像７、この得られたＳＡＲ再生画像７を用いて複数個の孤立点を抽出する孤立点抽出部１１、複数個のゼロ詰め部１２、アジマスＦＦＴ部１３および位相誤差算出部１４、それぞれの孤立点について位相誤差算出部１４で算出された位相誤差から位相補償に使用する位相誤差を決定する位相誤差決定部１５、第２の位相補償部１６、アジマスＩＦＦＴ部１７を有している。
【００３１】
次に、図１に加え図２〜４を参照しながらこの発明の実施の形態１に係るレーダ信号処理装置の動作について説明する。
受信信号１はＡ／Ｄ変換部２でデジタル信号に変換され、レンジ圧縮部３でレンジ方向に圧縮される。次いで、速度情報から計算される第１の位相補償部４で位相補償が施される。アジマス圧縮部６は図１に示す内部構成になっていて、第１の位相補償部４からの出力信号をアジマスＦＦＴ部６１で周波数軸に変換し、同じく周波数軸変換されたデータであるリファレンス信号６２を乗算部６３にて乗算し、アジマスＩＦＦＴ部６４で逆ＦＦＴにより時間軸に戻してＳＡＲ再生画像７を得る。図２はこのようにして得られるＳＡＲ再生画像の一例である。
【００３２】
このようにして得られたＳＡＲ再生画像７は、位相補償量に誤差があると分解能が低く、画像の中に存在する孤立点は広がりを持っている。この画像を孤立点抽出部１１においてレンジ方向およびアジマス方向にＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理を行なって複数個の広がった孤立点のそれぞれの中心座標を算出する。
【００３３】
算出されたそれぞれの孤立点の中心座標をもとにゼロ詰め部１２にてゼロ詰め処理を行なう。ゼロ詰め処理の詳細は図３および（４．１）、（４．２）式による。
【００３４】
【数４】
（４．１）、（４．２）式において、ｘｋ、ｙｋは算出されたｋ番目の孤立点中心のレンジ方向座標およびアジマス方向座標、ｗｘ、ｗｙはレンジ方向、アジマス方向への孤立点の広がり、Ｓｉｎ（ｉ，ｊ）は孤立点抽出部１１の出力データ、Ｓｏｕｔ（ｉ，ｊ）はゼロ詰め部１２の出力データである。つまり、孤立点を中心として広がりｗｘ×ｗｙの範囲の内側のデータをそのまま出力し、外側データをすべてゼロに置換するというゼロ詰めを行なっている。この処理の様子を図３に示している。このゼロ詰め部１２の出力をアジマスＦＦＴ部１３でアジマス方向にＦＦＴを行い周波数領域にて位相誤差算出部１４で位相誤差を算出する。なお、ここで述べた図１にて破線で囲んだ部分のゼロ詰め部１２、アジマスＦＦＴ部１３および位相誤差算出部１４は複数個用意しており、孤立点抽出部１１が抽出した複数個の孤立点について並列に処理するようにしている。また、孤立点抽出部１１が抽出した孤立点が用意したゼロ詰め部１２、アジマスＦＦＴ部１３および位相誤差算出部１４の数より多い場合は、その分を保有している回路で繰り返し使用して位相誤差決定部１５へ出力するようにしてもよい。
【００３６】
複数個の位相誤差算出部１４ａ、１４ｂ‥で算出された位相誤差は、位相誤差決定部１５にて図４に示すように度数分布の最も高い位相誤差ｂｍａｘが決定される。位相誤差決定部が出力する位相誤差量Δφ（ｆ）は（５）式で表わされる。
【００３７】
【数５】
第２の位相補償部１６は、前記したアジマス圧縮部６内の乗算部６３の出力データを、上記の位相誤差量Δφ（ｆ）を用いて位相補償する。この第２の位相補償部１６の出力をアジマスＩＦＦＴ部１７でアジマス方向に逆ＦＦＴを行なって分解能を改善したＳＡＲ再生画像１８が得られる。
【００３９】
以上のように、この発明の実施の形態１によるレーダ信号処理装置は、処理されたＳＡＲ再生画像から複数の孤立点を抽出し、抽出したすべての孤立点についてゼロ詰め処理の後、位相誤差を算出し、度数分布の最も高い位相誤差を用いて位相補償を行なうので、受信信号のＳ／Ｎが悪くても、または明確な孤立点が無くてもアジマス分解能を向上させたＳＡＲ再生画像が得られる。
【００４０】
発明の実施の形態２．
図５に、この発明の実施の形態２に係るレーダ信号処理装置の構成をブロック図にて示す。図５において、この発明の実施の形態２に係るレーダ信号処理装置は、Ａ／Ｄ変換部２、レンジ圧縮部３、第１の位相補償部４、アジマス圧縮部６を通って得られるＳＡＲ再生画像７、この得られたＳＡＲ再生画像７を用いて移動する目標を抽出する移動目標抽出部１９、ゼロ詰め部１２、アジマスＩＦＦＴ部１６、位相誤差算出部１４、第２の位相補償部２０およびアジマスＦＦＴ部１３を有している。
【００４１】
次に図５に加え図６を参照しながらこの発明の実施の形態２に係るレーダ信号処理装置の動作について説明する。
受信信号１はＡ／Ｄ変換部２でデジタル信号に変換され、レンジ圧縮部３でレンジ方向に圧縮される。次いで、速度情報から計算される第１の位相補償部４で位相補償され、アジマス圧縮部６でアジマス方向に圧縮されＳＡＲ再生画像７を得る。図６はこのようにして得られるＳＡＲ再生画像の一例である。
【００４２】
このようにして得られたＳＡＲ再生画像７において、画像の中を移動する目標は広がりを持っている。この画像を移動目標抽出部１９においてレンジ方向およびアジマス方向にＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理を行なって複数個の移動目標のそれぞれの最大振幅の位置（ｘｋ，ｙｋ）および目標の広がり（ｗｘｔ，ｗｙｔ）を算出する。
【００４３】
算出されたそれぞれの移動目標について目標の広がりｗｘｔ×ｗｙｔの範囲の外側をゼロ詰め部１２にてゼロ詰め処理を行なう。ゼロ詰め処理の詳細は実施の形態１において述べたものと同様である。
【００４４】
このゼロ詰め部１２の出力をアジマスＩＦＦＴ部１６でアジマス方向に逆ＦＦＴを行い、位相誤差算出部１４で位相誤差を算出する。第２の位相補償部２０は、前記したアジマスＩＦＦＴ部１６の出力データを位相補償する。この第２の位相補償部２０の出力をアジマスＦＦＴ部１３でアジマス方向にＦＦＴを行なって分解能を改善したＩＳＡＲ再生画像２１を得る。
【００４５】
なお、ここで述べた図５にて破線で囲んだ部分のゼロ詰め部１２、アジマスＩＦＦＴ部１６、位相誤差算出部１４、第２の位相補償部２０およびアジマスＦＦＴ部１３は、複数個用意されており、移動目標抽出部１９が抽出した複数個の移動目標について並列に処理するようにしているが、これらを一つずつ用意して、移動目標抽出部１９が抽出した移動目標の数の分繰り返し計算するようにしてＩＳＡＲ再生画像を得るようにしてもよい。
【００４６】
以上のように、この発明の実施の形態２によるレーダ信号処理装置は、処理されたＳＡＲ再生画像から複数の移動目標を抽出し、抽出した移動目標についてゼロ詰め処理の後、逆ＦＦＴ処理を施して位相誤差を算出し位相補償を行なうので、移動目標に対するアジマス分解能を向上させたＩＳＡＲ再生画像が得られる。
【００４７】
発明の実施の形態３．
図７に、この発明の実施の形態３に係るレーダ信号処理装置の構成をブロック図にて示す。図７において、この発明の実施の形態３に係るレーダ信号処理装置は、Ａ／Ｄ変換部２、レンジ圧縮部３、第１の位相補償部４、第１の位相誤差算出部５、第１のアジマスＦＦＴ部１３を通って得られるＩＳＡＲ再生画像２２、この得られたＩＳＡＲ再生画像２２を用いて動揺の異なる複数の目標を抽出する孤立点抽出部２３、第１のゼロ詰め部１２、第１のアジマスＩＦＦＴ部１６、位相誤差算出部１４、データ切出し部２４、第２のゼロ詰め部２５、第２のアジマスＩＦＦＴ部２６、第２の位相補償部２７および第２のアジマスＦＦＴ部２８を有している。
【００４８】
次に図７に加え図８を参照しながらこの発明の実施の形態３に係るレーダ信号処理装置の動作について説明する。
受信信号１はＡ／Ｄ変換部２でデジタル信号に変換され、レンジ圧縮部３でレンジ方向に圧縮される。第１の位相補償部４および第１の位相誤差算出部５のループで位相補償され、第１のアジマスＦＦＴ部１３でＦＦＴ処理されＩＳＡＲ再生画像２２を得る。図８はこのようにして得られるＩＳＡＲ再生画像の一例である。
【００４９】
このようにして得られたＩＳＡＲ再生画像２２においては、画像の中に動揺の異なる複数の目標がある場合に、位相補償を行なっていてもアジマス方向に分解能が劣化してしまう。この画像を孤立点抽出部２３においてレンジ方向およびアジマス方向にＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理を行なって複数個の孤立点を抽出し、それぞれの最大振幅の位置（ｘｋ，ｙｋ）、孤立点の広がり（ｗｘｐ，ｗｙｐ）および目標の広がり（ｗｘｔ，ｗｙｔ）を算出する。
【００５０】
算出されたそれぞれの孤立点について孤立点の広がりｗｘｐ×ｗｙｐの範囲の外側を第１のゼロ詰め部１２にてゼロ詰め処理を行なう。ゼロ詰め処理の詳細は実施の形態１において述べたものと同様である。この第１のゼロ詰め部１２の出力を第１のアジマスＩＦＦＴ部１６でアジマス方向に逆ＦＦＴを行い、第２の位相誤差算出部１４で位相誤差を算出する。
【００５１】
上記に並行して、算出されたそれぞれの孤立点の周囲にある目標の広がりｗｘｔ×ｗｙｔの範囲をデータ切出し部２４で切出して、第２のゼロ詰め部２５にてゼロ詰め処理を行なう。この第２のゼロ詰め部２５の出力を第２のアジマスＩＦＦＴ部２６でアジマス方向に逆ＦＦＴを行なう。
【００５２】
次いで、上記第２のアジマスＩＦＦＴ部２６の出力を上記第２の位相誤差算出部１４で算出した位相誤差量を使用して第２の位相補償部２７で位相補償を行なう。この第２の位相補償部２７の出力を第２のアジマスＦＦＴ部２８でアジマス方向にＦＦＴを行なって分解能を改善したＩＳＡＲ再生画像２９を得る。
【００５３】
なお、ここで述べた図７にて破線で囲んだ部分の第１のゼロ詰め部１２、第１のアジマスＩＦＦＴ部１６、第２の位相誤差算出部１４、データ切出し部２４、第２のゼロ詰め部２５、第２のアジマスＩＦＦＴ部２６、第２の位相補償部２７、第２のアジマスＦＦＴ部２８は、複数個用意されており、孤立点抽出部２３が抽出した複数個の孤立点について並列に処理するようにしているが、これらを一つずつ用意して、孤立点抽出部が抽出した孤立点の数の分繰り返し計算するようにしてＩＳＡＲ再生画像を得るようにしてもよい。
【００５４】
以上のように、この発明の実施の形態３によるレーダ信号処理装置は、処理されたＩＳＡＲ再生画像から複数の孤立点を抽出し、抽出した孤立点についてゼロ詰め処理の後、逆ＦＦＴ処理を施して位相誤差を算出し、並行して抽出した孤立点の目標の広がり分を切出してゼロ詰め処理の後、逆ＦＦＴ処理をした出力を上記位相誤差量で位相補償を行なうので、孤立点の分解能のみならず目標の広がり分についても分解能を向上させたＩＳＡＲ再生画像が得られる。
【００５５】
【発明の効果】
この発明に係るレーダ信号処理装置は、処理されたＳＡＲ再生画像からレンジ方向およびアジマス方向にＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理を行なって複数の孤立点を抽出し、抽出したすべての孤立点についてゼロ詰め処理の後、位相誤差を算出し、度数分布の最も高い位相誤差を用いて位相補償を行なうので、受信信号のＳ／Ｎが悪くても、または明確な孤立点が無くても位相誤差の推定精度を向上し、それによりアジマス分解能を向上させたＳＡＲ再生画像が得られる。
【００５６】
【００５７】
この発明に係るレーダ信号処理装置は、処理されたＩＳＡＲ再生画像からレンジ方向およびアジマス方向にＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理を行なって複数の孤立点を抽出し、抽出した孤立点についてゼロ詰め処理の後、逆ＦＦＴ処理を施して位相誤差を算出し、並行して抽出した孤立点の目標の広がり分を切出してゼロ詰め処理の後、逆ＦＦＴ処理をした出力を上記位相誤差量で位相補償を行なうので、孤立点の分解能のみならず目標の広がり分についても分解能を向上させたＩＳＡＲ再生画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるレーダ信号処理装置の構成を示すブロック図。
【図２】 ＳＡＲ再生画像の一例。
【図３】 ゼロ詰め処理の詳細。
【図４】 位相誤差度数分布図。
【図５】 この発明の実施の形態２によるレーダ信号処理装置の構成を示すブロック図。
【図６】 ＳＡＲ再生画像の一例。
【図７】 この発明の実施の形態３によるレーダ信号処理装置の構成を示すブロック図。
【図８】 ＩＳＡＲ再生画像の一例。
【図９】 従来のレーダ信号処理装置の構成を示すブロック図。
【図１０】 アジマス方向のＳＡＲ画像信号強度グラフ。
【符号の説明】
１ 受信信号、 ２ Ａ／Ｄ変換部、
３ レンジ圧縮部、 ４ 第１の位相補償部、
５ 位相誤差算出部、 ６ アジマス圧縮部、
７ ＳＡＲ再生画像、
１１ 孤立点抽出部、 １２ ゼロ詰め部、
１３ アジマスＦＦＴ部、 １４ 位相誤差算出部、
１５ 位相誤差決定部、 １６ 第２の位相補償部、
１７ アジマスＩＦＦＴ部、 １８ ＳＡＲ再生画像、
１９ 移動目標抽出部、 ２０ 第２の位相補償部、
２１ ＩＳＡＲ再生画像、 ２２ ＩＳＡＲ再生画像、
２３ 孤立点抽出部、 ２４ データ切出し部、
２５ 第２のゼロ詰め部、 ２６ 第２のアジマスＩＦＦＴ部、
２７ 第２の位相補償部、 ２８ 第２のアジマスＦＦＴ部、
２９ ＩＳＡＲ再生画像。
Claims (4)
- 受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
このＡ／Ｄ変換部の出力についてレンジ方向に圧縮するレンジ圧縮部と、
このレンジ圧縮部の出力について速度情報に基づいて位相補償を行なう第１の位相補償部と、
この第１の位相補償部の出力データをアジマス方向に圧縮するアジマス圧縮部とを備え、
このアジマス圧縮部が、
前記レンジ圧縮部の出力データを周波数軸データにするためにＦＦＴを行なうアジマスＦＦＴ部と、
このアジマスＦＦＴ部の出力データとリファレンス信号を乗算する乗算部と、
この乗算部の出力データを時間軸データに戻すためにアジマス方向に逆ＦＦＴを行なうアジマスＩＦＦＴ部と、
を備えた、前記受信信号から合成開口レーダ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄｅｒ：以下ＳＡＲと記す）再生画像を得る画像再生部と、
前記画像再生部が出力する前記ＳＡＲ再生画像からレンジ方向およびアジマス方向にＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理を行なって複数の孤立点を抽出する孤立点抽出部と、
前記抽出された複数の孤立点の位相誤差を算出する位相誤差計算部と、
各孤立点について求められた前記位相誤差計算部の出力データを使用して位相誤差を決定する位相誤差決定部と、
前記乗算部の出力データを前記位相誤差決定部が出力した位相誤差量を用いて位相補償する第２の位相補償部と、
この第２の位相補償部の出力データをアジマス方向に逆ＦＦＴを行なうアジマスＩＦＦＴ部と、
を有することを特徴とするレーダ信号処理装置。 - 前記位相誤差計算部が、
前記孤立点抽出部で抽出した複数の孤立点のデータをゼロ詰め処理する複数個のゼロ詰め部と、
このゼロ詰め部の出力データをアジマス方向にＦＦＴを行なう複数個のアジマスＦＦＴ部と、
このアジマスＦＦＴ部の出力データから位相誤差を算出する複数個の位相誤差算出部と、
を有することを特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。 - 受信信号からＩＳＡＲ再生画像を得るＩＳＡＲ画像再生部と、
このＩＳＡＲ画像再生部の出力する前記ＩＳＡＲ再生画像からレンジ方向およびアジマス方向にＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理を行なって孤立点を抽出する孤立点抽出部と、
この孤立点抽出部にて抽出された孤立点データから位相補償されたＩＳＡＲ再生画像を得る補償ＩＳＡＲ画像再生部とを備え、
この補償ＩＳＡＲ画像再生部が、
前記孤立点抽出部で抽出した孤立点のデータをゼロ詰め処理する第１のゼロ詰め部と、
この第１のゼロ詰め部の出力データをアジマス方向に逆ＦＦＴを行なう第１のアジマスＩＦＦＴ部と、
この第１のアジマスＩＦＦＴ部の出力データから位相誤差を算出する第２の位相誤差算出部と、
前記孤立点抽出部で抽出した孤立点データの目標の広がりに相当するエリアを切出すデータ切出し部と、
このデータ切出し部の出力データをゼロ詰め処理する第２のゼロ詰め部と、
この第２のゼロ詰め部の出力データをアジマス方向に逆ＦＦＴを行なう第２のアジマスＩＦＦＴ部と、
この第２のアジマスＩＦＦＴ部の出力データについて前記第２の位相誤差算出部の算出した位相誤差量で位相補償する第２の位相補償部と、
この第２の位相補償部の出力データについてアジマス方向にＦＦＴを行なう第２のアジマスＦＦＴ部と、
を有することを特徴とするレーダ信号処理装置。 - 前記ＩＳＡＲ画像再生部が、
受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
このＡ／Ｄ変換部の出力についてレンジ方向に圧縮するレンジ圧縮部と、
このレンジ圧縮部の出力について速度情報に基づいて位相補償を行なう第１の位相補償部と、
この第１の位相補償部の出力データから位相誤差を算出する第１の位相誤差算出部と、
前記第１の位相補償部の出力データをアジマス方向にＦＦＴを行なう第１のアジマスＦＦＴ部と、
を有することを特徴とする請求項３記載のレーダ信号処理装置。
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