JP4750261B2

JP4750261B2 - 宇宙機器搭載用レーダ

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Publication number: JP4750261B2
Application number: JP2000331478A
Authority: JP
Inventors: アントニーコーデイラルフ; スペンサーウィードンナイジェル; ディヴィッドホールチャールズ; イアンフェルプスポール
Original assignee: アストリウムリミテッド
Priority date: 1999-09-23
Filing date: 2000-09-25
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2020-09-25
Also published as: JP2001188084A; EP1087238A2; ATE267408T1; GB2354655A; CA2320574C; EP1087238A3; EP1087238B1; DE60010822D1; GB9922490D0; US6359584B1; DE60010822T2; CA2320574A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は宇宙機器搭載用レーダに、詳細には、合成開口レーダ（ＳＡＲ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＳＡＲは宇宙機器搭載ＳＡＲと下方の地表との相対速度を利用して地形の高解像度画像を生成するために使用することができる。
【０００３】
例えば農作物の分布や特徴のような特定の地形は偏波測定ＳＡＲ結像により強調することができる。この場合、地表は平面偏波される放射パルスを照射され、レーダに向かって逆散乱させられるエネルギーは照射された地形のあらゆる本質的に垂直または水平の性状に関する情報を運ぶ。非常におおまかな概略図として、図１は垂直偏波放射パルス２を発射している地球周回軌道の偏波ＳＡＲ１を示したものである。これらのパルスは地表においてあらゆる方向に散乱させられ、一部はＳＡＲに向かって逆散乱させられる。逆散乱放射を含む散乱放射は一般的には偏波の水平成分と垂直成分とを含む。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電離層３が存在する場合のかかる宇宙機器搭載偏波測定ＳＡＲの問題点が図１に点線で示してある。電離層は、地球の磁界の存在との関連で、地球に向かう経路で平面偏波放射の偏波を１回転させ、ＳＡＲに戻る経路でさらに１回転させる。この回転はファラデー回転と呼ばれている。この回転はＣ帯（一般的には波長６cm）のような短い波長の場合は小さいが、Ｌ帯（一般的には波長２４cm）ではかなり大きくなり、Ｐ帯（一般的に波長６８cm）では例えば数百度の回転というように非常に大きくなる。
【０００５】
これがＳＡＲデータから抽出された情報の解釈を誤らせるのであるが、その理由は、もし伝送パルスの放射がＳＡＲを離れる際に垂直偏波されていたとすると、ＳＡＲにおけるレーダリターンの垂直および水平成分の観測値が垂直成分の真の値を過小評価し、水平成分を過大評価することにある。
【０００６】
この問題の１つの公知の解決策はファラデー回転の影響を受けない円形偏波放射を使用することであり、その理由から通信用としては人気があるが、地表の地形は一般的に左または右らせん形というよりはむしろ垂直または水平である固有の地形を有するので、レーダ遠隔探査にはあまり適していない。
【０００７】
この問題のもう１つの公知の解決策はいわゆるレーダの直角偏波操作を採用している。ＳＡＲにおける各レーダリターンの垂直および水平成分が測定され、リターンの連続対の相対位相と振幅とを知ることにより、計算および修正すべきファラデー回転の量に関する十分な情報が提供される。
【０００８】
簡単が例がこれがどのように行われるのかを説明するのに役立つかもしれない。図２は地表の垂直延長散乱表面５に衝突するＳＡＲからの垂直偏波パルス４を示したものである。この１次反射においては、その一部はＳＡＲに戻り、散乱放射は垂直偏波状態を維持する。
【０００９】
この垂直偏波散乱放射の一部は傾斜延長散乱表面６において２次反射させられるが、上記傾斜延長散乱表面は水平および垂直偏波２次反射を作出す効果を有する。水平偏波２次反射７がＳＡＲに向かって戻る方向に図示してある。
【００１０】
もし１次反射と２次反射との分離がランダムである場合は、地球の任意の特定の領域からの散乱について予想されるように、（しかもここでファラデー回転が発生しないと仮定すると）、反射水平偏波パルス７の位相は反射垂直偏波パルスに対してランダムになる。
【００１１】
この関係は、通常の状況では、一般的にはファラデー回転には妥当しないことが判明し、方位角等方性と呼ばれる。すなわち、垂直偏波リータンと水平偏波リターン間の（もし到来パルスが水平偏波されている場合は、これが適用されることになるので、より一般的には共立偏波リターンと交差偏波リターン間の）平均相関乗積はゼロである。
【００１２】
直角偏波データストリームにおいては、レーダから発射され、地表で散乱させられ、再びレーダに受信される放射に対応するレーダからの４つの緊密に関連したデータストリーム（垂直偏波パルスからのＶＶ、ＶＨ−共偏波および交差偏波リターン、交番水平偏波パルスからのＨＨ、ＨＶ−共偏波および交差偏波リターン）の存在により、データストリームを数学的に操作し、その偏波平面がリファレンスの初期フレームに対して角度θだけ回転させられている回転除去到来ビームと回転除去戻りビームとに対応してデータを表示することが可能になる。
【００１３】
（図２の非ファラデー回転の例に対応した）共偏波データストリームと交差偏波データストリームとの相関における最低値に対応した回転角度を決定するために、受信データの４つのチャンネルのセットは反復ベースで連続的に操作される。この角度は次にファラデー回転角度として認定され、この純理論的回転角度に対応した計算データストリームは、ファラデー回転による汚染が除去された修正データストリームとみなされる。
【００１４】
しかしながら、ＳＡＲモードでのレーダの操作は特定のＳＡＲ関連基準をその操作に課している。かかる基準は下記のパラメータを、すなわち、レーダが作動する際に必要なパルス繰返し周波数（ＰＲＦ）と、アンテナ面積と結像すべき領域までの直距離との関係と、その領域を見る際の入射角と、レーダが作動する際のＲＦ搬送周波数と、並飛跡軌道に対するレーダビームの向きとを拘束する。特定の領域に対して実現可能なアクセスを妨げる大きな要素は、受入れ可能なＳＡＲ性能を維持することができる最大入射角である。もしこの限度を超えてレーダを作動させようとした場合は、システムにより作出される画像は、所望の領域から遠く離れた各領域からの応答により容認できないほど汚染されることになる。これらのアーチファクトはアンビギュイティと呼ばれる。
【００１５】
レーダが発射されたＨ偏波信号とＶ偏波信号との交番パルスにより完全偏波測定直角偏波モードで作動する場合は、ＳＡＲ作動のためのＰＲＦに対する拘束は伝送の各シーケンスについて維持しなければならない。従って、Ｈシーケンスの伝送はＶ伝送の場合と同じＲＰＦでなければならない。それ故に、レーダが作動可能な全ＲＰＦが二倍化される。
【００１６】
直角偏波モードにおけるこのＰＲＦの二倍化はレーダシステムをアンビギュイティに対しる感受性を高めるとともに、結像の成功を可能にする最大入射角を拘束することになる。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、１つの平面において偏波される放射パルスを伝送する手段と、レーダリタンを受信する手段と、パルスの偏波平面がうけるファラデー回転の推定値に応じて伝送パルスの偏波平面を調節する手段とを備えた宇宙機器搭載用レーダを提供する。
【００１８】
ファラデー回転の推定値に基づいた、１つの平面において偏波されるパルスの偏波平面の純理論的予回転よりはむしろ実際の予回転が、直角偏波データストリームを採用する修正が使用された場合には必要となるようなパルス繰返し周波数の二倍化によらずに修正を行うことを可能にする。
【００１９】
リターンの回転除去は様々な方法で行うことができ、例えば、純理論的方法では、リターンに対して数学的演算を行うことにより、実際的方法では、例えば、受信アンテナを回転させることにより、またはその応答パターンを回転させることにより行うことができる。
【００２０】
伝搬波面に生じるファラデー回転の量は様々な方法により推定することができる。
【００２１】
もし伝搬経路上のプラズマ内の総電子密度とそのプラズマ内に存在する磁界の強さが公知のパラメータである場合は、基本パラメータからの計算により推定可能である。総電子密度は、異なる搬送周波数におけるレーダと地表との間の一周時間の差の測定値からの計算により確認することができる。
【００２２】
回転の量は電離層気象条件の一般的な空間的および時間的挙動の知識からの予測により推定することもできる。
【００２３】
あるいはまた、回転の量は、ファラデー回転または適用可能な電離層条件の断続的／スポット測定値からの外挿と、電離層気象条件の予測とにより推定することもできる。
【００２４】
あるいはまた、回転の量は、地表からの断続的直角偏波応答の機上観測からの計算により推定することもできる。この技術は直角偏波データストリームへの適用という点では公知であるが、従来よりも相当広い範囲での二重偏波観測を可能にする断続的測定技術としての適用は新規なものである。すなわち、ファラデー回転の計算を可能にするために、交番水平および垂直偏波パルスの断続的バーストを発射することが可能であり、その結果、伝送パルスの単一偏波平面の平面とリターンの平面とを適切に調節することができる。
【００２５】
代替策として、地表からの断続的直角偏波応答の機上観測からの計算と電離層気象条件の予測に基づくファラデー回転挙動の予測を併用することにより、ファラデー回転を推定することもできる。
【００２６】
好ましい実施例においては、レーダリターンを受信する手段は直交平面において偏波される放射を受信するするために配置され、ファラデー回転は伝送信号の偏波平面の予回転点と結果として生じる直交二重偏波リターンとの反復組合わせにより推定される。
【００２７】
これらの各技術の出力は信号であり、その振幅がファラデー回転が往路上の信号と復路上のエコーとの偏波平面を回転させる際の角度の尺度となる。
【００２８】
ファラデー回転の推定精度を上げるために、ファラデー回転を推定する手段の組合わせを使用することもできる。
【００２９】
以下では、本発明を実施する方法を、実例により、添付図面を参照しつつ、より詳細に説明する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
ＳＡＲは二重偏波レーダである。すなわち、平面偏波放射のパルスが伝送されるが、しかしリターンは直交偏波放射を受信するために配置されたアンテナによりＳＡＲに集められ、一方の平面は伝送パルスの平面と一致しており（共偏波）、もう一方の平面は伝送パルスに対して直角である（交差偏波）。しかしながら、もし伝送パルスの平面に対する角度が公知であるすれば、リータンの直交平面を伝送パルスの平面に対していかなる角度にもすることができなければならない。交差偏波リータンは通常は共偏波リターンよりも一桁または一等級弱い。
【００３１】
この方法が成功するかどうかは、信号が電離層を横断する際にファラデー回転により引起こされる回転に等しい角度だけリファレンスの公称水平／垂直フレームから離れて身長に回転させられた偏向波平面を有する一連のパルスの伝送にかかっている。伝送パルスに適用される回転の方向は、伝送パルスが地表に達した時に、その関連偏波表面が完全に垂直または水平になるような方向である。これが設計上の重要な特徴であるのは、地表において、対応するチャンネル内の残留照射による交差偏波エコーストリームの汚染がなくなるからである。
【００３２】
従って、例えば、地表における照射をＨ偏波にしようとすれば、地表から散乱させられる交差偏波（Ｖ偏波）信号は地表のいかなるＶ信号照射からの共応答によっても汚染されることがなくなる。一般的には、地表の交差偏波反射率は対応する共偏波反射率のわずか１０〜２０％程度であり。それ故に、汚染の潜在的可能性は高い。照射をＶ偏波にしようとした場合にも、類似のことが言える。
【００３３】
伝送平面がファラデー回転により回転させられる際の角度が正確に推定されたと仮定すると、共および交差偏波エコー信号はレーダへの復路において同じ角度だけ回転させられる。レーダに受信されると、共および交差信号は同時にレーダのＨおよびＶ偏波チャンネル内に集められ、その結果、Ｈチャンネルは共および交差信号の要素を含んでおり、Ｖチャンネルも同じ信号の（相補的）要素を含んでいる。
【００３４】
しかしながら、電離層を通過する際に予想される回転が分かっていれば、この予想される回転を説明し、ファラデー回転の前の純粋な共および交差偏波信号に対応するデータセットを提供するために、レーダＨおよびＶに受信される信号は数学的に操作される。あるいはまた、物理的手段により、すなわち、受信アンテナの回転または受信アンテナの偏波測定応答性の回転のいずれかにより、受信信号の回転を保証することもできる。（受信アンテナを物理的に伝送アンテナと同じとし−いわゆるモノスタティックレーダの一部を形成することもできる。あるいはまた、受信アンテナを物理的に伝送アンテナと違うものとし−いわゆるバイスタティックレーダの一部を形成することもできる。）
この数学的回転の後に集められた信号ストリームの統計的特性は、多くの各対の共および交差測定値の積の平均を求めることによりテストされる。この平均値は共チャンネルと交差チャンネルとの相関関係を表しており、回転角度が適切に選ばれている場合はゼロであるものとする。以下に示す詳細な数学的解析は、もし回転角度が過小評価されている場合は、平均値は回転角度が過大評価されている場合とは反対の偏波性を有することになることを明らかにしている。従って、この解析は、上記のようにして求められた平均値がファラデー回転角度の選択が成功であったかどうかを監視する有効な方法であることと、回転角度の新しい推定値を再選択する際に使用される有効な制御信号を提供することとを明らかにしている。要するに、発生中のファラデー回転のレベルを連続的に監視し、更新するために、平均値はフィードバックループ内に包含するための必須の制御信号を提供する。
【００３５】
従って、伝送パルスの偏波平面は繰返し調節される。この伝送パルスの偏波平面の調節は機械的に行うこともできる。すなわち、伝搬ビームの照準器のまわりでアンテナを機械的に回転させることもできる。ＳＡＲアンテナには円形で、円形ビームを作出すものもあるが、大部分のＳＡＲは非円形で、明らかに非円形の断面を有するビームパターンを角空間に作出す。これらの断面はＳＡＲに特定の性能特性を提供するように形成される。非円形断面を作出すアンテナの機械的回転はアンテナの地表パターンを受入れられないほど変えてしまい、所望の性能特性を損なうことになる。従って、偏波平面の予回転に対する機械的回転アプローチにはいくつかの欠点がある。
【００３６】
図３の好ましい実施例においては、伝送パルスの偏波平面の回転は放射エレメントの適切な励起により電気的に実現される。数学的回転除去の代替策として、復路に沿った回転後に受信信号を回転除去するために、類似の技術を使用することができる。
【００３７】
アンテナは反射構造または放射エレメントのアレイと共働するフィードネットワークにより励起することができる。
【００３８】
この実施例においては、伝送機能中にアンテナから適切なレベルのＨ放射とＶ放射とを同時に励起させ、受信機能中にアンテナの共偏波および交差偏波（ＨおよびＶ）チャンネルに感度を提供する手段が備えられている。
【００３９】
この機能性は下記のようにして実現される。
【００４０】
アンテナ８はフィードを行う際に使用される２つのポートを有する。一方のポートは１つの偏波平面（例えば、Ｈ）において励起を行い、もう一方のポートは直交平面（例えば、Ｖ）において励起を行う。フィードポートとアンテナの遠界におけるある基準平面との間のフィードネットワークが、共通の励起がアンテナの両フィードポートに適用された場合は、基準平面に作出されたＨ放射界とＶ放射界とが同じ位相になるように配置されていると仮定されている。この関係により、振幅は異なるが、位相は同じ信号がフィードポートに適用された場合に、アンテナから出る放射が確実に平面偏波される。もしフィードポートにおける移送品質が維持されなかった場合は、アンテナから出る放射は円形偏波放射という望ましくないエレメントを含むことになる。
【００４１】
励起振幅間の相対差は、公称Ｈ軸とＶ軸とに対するアンテナの偏波平面の角度を明示的に制御するために定義される。特に、ＨポートとＶポートにおける励起振幅Ｖ_HとＶ_Vとの関係は下記の式により与えられる。、
【００４２】
【数１】

この形態の励起は電気機器により行われる。もしＨ励起を作出す機器と、Ｖ励起を作出す別の機器とにより別々に励起が行われる場合は、レーダ周波数出力に変換される原電力で表される効率は小さいが、それにもかかわらず、必要な偏波平面の回転を作出すのに必要とされる励起をきちんと提供することができる。
【００４３】
しかしながら、以下に概略を示した一般的な形態の機器により、必要な励起をより効率的に作出すことが可能である。
【００４４】
全出力レベルへの増幅の前にレーダ伝送パルスにより変調された単一信号がトランスミッタ９に送られ、トランスミッタ９は、アンテナ８へのフィードとともに、伝送パルスの偏波平面を調節する。トランスミッタ９内では、パルスストリームは、各々が振幅Ｖ₀の２つの信号ストリームを提供するために分割され、この２つの信号ストリームは２つの別々のモジュレータエレメントに導かれる。ここで、ファラデー回転計算器１０においてファラデー回転が原因であると推定された角度は、対応するサインとコサインとの値を計算するために使用される。これらの値は次に２つの信号ストリームを変調するために使用される。これらの２つの変調信号は次に３ｄＢスプリッタエレメントの入力ポートに運ばれる。これらのエレメントの出力における信号は電力増幅器回路に導かれ、そこで、ＲＦ電力出力信号が発生させられる。これらの回路からの出力は次に追加スプリッタエレメントに導かれ、その出力には、アンテナ８のアンテナＨおよびＶポート用信号が現れる。
【００４５】
増幅過程の前後にスプリッタを含むこのＲＦ用配置により、両増幅チャンネルを最適効率で作動させることが可能になるととともに、適切な信号をアンテナフィードポートに確実に到達させることも可能になる。
【００４６】
ファラデー回転計算器は任意電離層気象情報１１またはその他の情報１２からの入力を有することもできるし、好ましくは、下記のように、繰返し計算することもできる。
【００４７】
レーダ受信機１３は２つの二重偏波信号ストリームを（同じまたは異なるアンテナを使用して）受信し、この２つの信号ストリームはファラデー回転については信号フォーマット化ユニット１４、１５において数学に修正され、循環修正が行われる。
【００４８】
次にファラデー回転計算器１０においては、多くの共および交差測定値対の積の平均が出される。
【００４９】
予回転の瞬間角度は調節され、平均は再計算される。この過程は連続ベースで行われ、ファラデー回転の影響が二重偏波リターンストリームから除去されるようにデータダウントランスミッタ１６（およびアンテナ１７）へのデータ出力を修正するために、平均の最小値が求められる。全ての作業はコントローラ１８の制御の下に行われる。
【００５０】
言及されている共および交差測定値対の積は実際には共偏波信号（伝送信号と共面の受信信号）の複素積と、交差偏波信号（伝送信号に対して直交する受信信号）の複素共役とである。
【００５１】
以下の解析の目的は、宇宙レーダの挙動を概説するために宇宙レーダと関連した種々の伝搬段階を数学的に説明することにある。この説明は例として垂直偏波レーダパルスを採用している。それにもかかわらず、解析は水平偏波レーダパルスについても同様に有効である。
【００５２】
宇宙レーダと関連した種々の伝搬段階としては、下記のものがある。
【００５３】
レーダ信号パルスの発射、
電離層を通過し地表へと向かう段階、
地表との相互作用および地表からのエコー信号の散乱、
エコー信号が電離層を通過してレーダに向かって戻る段階、
レーダアンテナによるエコー信号の受信。
地球大気はファラデー回転に影響を与えることはなく、従って、解析からは除外されている。
仮定および用語
宇宙レーダの水平軸は地平線に対して平行である。
【００５４】
【数２】

角度−Ψだけ予回転させられてアンテナから出る信号は下記の式により与えられる。
【００５５】
【数３】

その結果、下記の式が得られる。
【００５６】
【数４】

電離層による回転後に地表に到達する信号は下記の式により与えられる。
【００５７】
【数５】

これを展開すると、下記の形となる。
【００５８】
【数６】

地表において地表から散乱させられるエコー信号は下記の式により与えられる。
【００５９】
【数７】

これを展開すると、下記の形となる。
【００６０】
【数８】

レーダアンテナにより受信されるエコー信号は下記の式により与えられる。
【００６１】
【数９】

これは下記のように簡約することができる。
【００６２】
【数１０】

トランスミッタにおける偏波平面の予回転の目的は、電離層による回転後に地表に到達する伝送信号を確実に完全な垂直（または水平）な形に偏波することにあった。地表からのエコーがレーダへの復路において電離層を通過する際に、同一の回転がエコーに影響を与え、その結果、これらのエコーは角度θだけ回転してレーダに到達する。
【００６３】
地表において散乱させられる共および交差形態への受信エコー信号の変換のタスクは、角度−Ψだけの単純な回転除去の一つとなる。
【００６４】
従って、下記の式が得られる。
【００６５】
【数１１】

これが下記の式となる。
【００６６】
【数１２】

これを展開すると、下記の式となる。
【００６７】
【数１３】

これは下記のように簡約することができる。
【００６８】
【数１４】

＜Ｖ_coＶ^* _cross＞がゼロに等しければ、経験中のファラデー回転の量の推定に成功したことになる。このファラデー回転の量は項Ｃの形成により推定され、ここで、項Ｃは下記のようになる。
【００６９】
【数１５】

項Ｃ_jは、ファラデー回転の結果として生じる２回の実回転２Ψと、その影響を補正するために実施される２回の逆回転２Ψ（角度Ψの伝送信号の予回転と角度Ψの受信エコー信号の回転除去）とに対応する誤り角度δにより、下記のように記述することができる。
【００７０】
【数１６】

これを簡略すると、下記のようになる。
【００７１】
【数１７】

この式はさらに下記のように簡略することができる。項^C=1/NΣ^c _jが形成された場合は、共^*交差項からの寄与はゼロに近づくと予想される。
【００７２】
δの値が２０〜３０°よりも小さい場合は、サイン項は下記のようにうまく近似化することができる。
【００７３】
【数１８】

その結果、Ｃ_jは下記に近似することになる。
【００７４】
【数１９】

ここに含まれる項の中では、Ｓ² _vvが主項であり、一般的にはＳ² _hvがおよびＳ_hvＳ_vhよりも５〜１０ｄＢ大きい。項² _vvがＳ_hhはＳ² _vvよりも小さいと予想されるが、同じ程度であってもよい。
【００７５】
従って、Ｃは下記の式により与えられると考えることができる。
【００７６】
【数２０】

Ｃはδが変化するにつれて＋ｖｅから−ｖｅへと絶え間なく動き、ファラデー回転を補償する機能を有するフィードバックループ内に制御信号として含めるために必要な特性を有すると考えることができる。
【００７７】
上記の数学的変換を使用して作出される（角度Ψだけの）回転除去信号は、共偏波チャンネルと交差偏波チャンネルとの相関関係のテストにおいて使用される。もしファラデー回転の推定値が正しい場合は、相関関係はゼロになる。もし推定値が小さすぎる場合は、積は一方の偏波性を有することになり、もし大きすぎる場合は、もう一方の偏波性を有することになる。上記の実施例においては、相関関係がゼロ（または最小値）になるまで、回転除去の角度は繰返し変更される。
【００７８】
もちろん、本発明の範囲に反することなしに、変更を行うことは可能である。従って、もし所望するのであれば、データの１つの偏波をダウンリンク１６に沿って伝送することもできる。もし所望するのであれば、１つの伝送平面における作動が再開する前に、ファラデー回転を数学的に確認するために、両偏波平面を（断続的に）伝送することもできる。すなわち、本発明は単一・直角偏波レーダに適用可能であるが、しかし特に二重偏波レーダに適用可能である。上記の実施例においては、ファラデー回転は共偏波および交差偏波リータンの解析から予測されるが、ファラデー回転は、例えば、電離層起床またはその他の情報１１を使用して、ここに記載したその他の方法のいずれよっても推定することができる。
【００７９】
本発明は合成開口レーダに限定されるものではなく、例えば、風速を推定するために界面からの散乱を測定する散乱測定レーダのような、その他のタイプのレーダにも適用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】パルスを発射するＳＡＲの概略図。
【図２】１つの斜め方向散乱表面における２次散乱を図示するための概略図。
【図３】本発明によるＳＡＲの１つの実施例のブロック線図。
【符号の説明】
１．．．偏波測定ＳＡＲ、
２．．．放射パルス、
３．．．電離層、
４．．．垂直偏波パルス、
５．．．垂直延長散乱表面、
６．．．傾斜延長散乱表面、
７．．．水平偏波２次反射、
８．．．アンテナ、
９．．．トランスミッタ、
１０．．．ファラデー回転計算器、
１１．．．任意電離層情報、
１２．．．その他の情報、
１３．．．レーダ受信機、
１４．．．信号フォーマット化ユニット、
１５．．．信号フォーマット化ユニット、
１６．．．データダウントランスミッタ、
１７．．．アンテナ、
１８．．．コントローラ

Claims

１つの平面において偏波される放射パルスを伝送する手段と、レーダリターンを受信する手段と、パルスの偏波平面がうけるファラデー回転の推定値に応じて伝送パルスの偏波平面を調節する手段とを備え、上記偏波平面を調節する手段は、伝送パルスがうけるファラデー回転の推定値に対応する角度だけ偏波平面を回転するように構成された宇宙機器搭載用レーダ。
レーダリターンを受信する手段が直交平面において偏波される放射を受信するために配置されることを特徴とする請求項１に記載のレーダ。
ファラデー回転を推定する手段が直交偏波レーダリターンを解析するために配置されることを特徴とする請求項２に記載のレーダ。
上記推定手段が直交偏波リターンを相関させ、その間で最低値を確定するために配置されることを特徴とする請求項３に記載のレーダ。
上記推定手段が一連のサンプルについて一対の直交偏波リターンの一方のリターンと他方のリターンの複素共行列との積を計算するために配置されることを特徴とする請求項４に記載のレーダ。
ファラデー回転を推定する手段が電離層の気象条件に基づきファラデー回転の値を推定するために配置されることを特徴とする請求項１に記載のレーダ。
ファラデー回転を推定する手段がプラズマ内部の総電子密度と存在する磁界の強さとを含む数量からの計算によりファラデー回転を推定するために配置されることを特徴とする請求項１に記載のレーダ。
上記調節手段がアンテナの機械的操作により伝送パルスの平面を調節するために配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のレーダ。
上記調節手段がアンテナの励起の電気的調節により伝送パルスの偏波平面を調節するために配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のレーダ。
ファラデー回転の推定のためにレーダリターンを修正する手段を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のレーダ。
上記修正手段が受信データの数学的演算により修正を行うために配置されることを特徴とする請求項１０に記載のレーダ。
合成開口レーダであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のレーダ。