JP7257885B2 - Synthetic Aperture Radar System, Synthetic Aperture Radar Method, and Synthetic Aperture Radar Program - Google Patents

Synthetic Aperture Radar System, Synthetic Aperture Radar Method, and Synthetic Aperture Radar Program Download PDF

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Description

本発明は、合成開口レーダシステム、合成開口レーダ方法、および合成開口レーダプログラムに関する。特に、アンテナ開口面制御により複数の送受信ビームを形成し、高い分解能と広い観測幅を実現する合成開口レーダシステム、合成開口レーダ方法、および合成開口レーダプログラムに関する。 The present invention relates to a synthetic aperture radar system, a synthetic aperture radar method, and a synthetic aperture radar program. In particular, the present invention relates to a synthetic aperture radar system, a synthetic aperture radar method, and a synthetic aperture radar program that form a plurality of transmission and reception beams by antenna aperture control and achieve high resolution and a wide observation width.

合成開口レーダは、SAR(Synthetic Aperture Radar)と称される。以下において、合成開口レーダをSARと称して説明する場合がある。SARは人工衛星あるいは航空機といった飛翔体に搭載される。SARは、雲あるいは霧を貫通し昼夜を問わず地表を観測可能なセンサである。SARに関する主要なパラメータとして、アジマス分解能およびレンジ観測幅がある。SARの撮像原理からこれらのパラメータは相反関係にある。しかし、アンテナの開口を分割し、分割した開口毎に受信データを処理するマルチビームSAR方式により、アジマス分解能の向上とレンジ観測幅の拡大の両立が可能となっている。
高いアジマス分解能と広いレンジ観測幅を実現するマルチビームSAR方式は周知の技術であり、以下の非特許文献1および非特許文献2に示されている。
Synthetic aperture radar is called SAR (Synthetic Aperture Radar). Synthetic aperture radar may be referred to as SAR below for description. A SAR is mounted on a flying object such as an artificial satellite or an aircraft. SAR is a sensor capable of penetrating clouds or fog and observing the surface of the earth day or night. The key parameters for SAR are azimuth resolution and range swath. These parameters are in a conflicting relationship from the imaging principle of SAR. However, the multi-beam SAR method, in which the aperture of the antenna is divided and the reception data is processed for each divided aperture, makes it possible to improve both the azimuth resolution and the expansion of the range observation width.
A multi-beam SAR system that achieves high azimuth resolution and a wide range observation width is a well-known technology, and is disclosed in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 below.

マルチビームSAR方式を採用したSARシステムでは、広域化および高分解能化を実現できる。しかし、アンテナ開口毎にデータを記録する必要があるため、SARシステムとして記録するデータ量が増大する。データ量の増加に伴い、データ記録部の数または容量の増加が必要であり、システムリソースおよびコストの面で課題がある。そのため、マルチビームSAR方式におけるデータ量を削減するために様々な方法が検討されている。非特許文献3ではオンボード量子化を用いたマルチビームSAR方式の効率化方法が開示されている。 An SAR system employing the multi-beam SAR method can achieve widening and high resolution. However, since it is necessary to record data for each antenna aperture, the amount of data recorded in the SAR system increases. As the amount of data increases, it is necessary to increase the number or capacity of data recording units, which poses problems in terms of system resources and costs. Therefore, various methods are being studied to reduce the amount of data in the multi-beam SAR system. Non-Patent Document 3 discloses a method for improving the efficiency of a multi-beam SAR system using on-board quantization.

N.Gebert and G.Krieger,“Azimuth Phase Center Adaptation on Transmit for High-Resolution Wide-Swath SAR Imaging,”in IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters,vol.6,no.4,pp.782-786,Oct.2009.N. Gebert andG. Krieger, "Azimuth Phase Center Adaptation on Transmit for High-Resolution Wide-Swath SAR Imaging," in IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, vol. 6, no. 4, pp. 782-786, Oct. 2009. Qisong Wu,Mengdao Xing,Zheng Bao and Hongzhu Shi,“Wide swath,high range resolution imaging with MIMO-SAR,”2009 IET International Radar Conference,Guilin,2009,pp.1-6.Qsong Wu, Mengdao Xing, Zheng Bao and Hongzhu Shi, “Wide swath, high range resolution imaging with MIMO-SAR,” 2009 IET International Radar Conference, Guilin, p. 1-6. M.Martone,et al.,“An Efficient Onboard Quantization Strategy for Multi-Channel SAR Systems”,EUSAR2018,pp.572-577,June 6,2018.M. Martone, et al. , "An Efficient Onboard Quantization Strategy for Multi-Channel SAR Systems", EUSAR2018, pp. 572-577, June 6, 2018. 大内和夫,リモートセンシングのための合成開口レーダの基礎(第2版改訂版),東京電機大学出版局,2009.Kazuo Ouchi, Fundamentals of Synthetic Aperture Radar for Remote Sensing (Second Revised Edition), Tokyo Denki University Press, 2009.

非特許文献3の効率化方法は、ドップラー帯域上で量子化誤差が一様に分布しており、なおかつ、量子化誤差が比較的大きい時のみ有効である。実際のSARの観測データではこのような条件を満たさないため、非特許文献3の効率化方法を実際のSARの観測データで使用するのは困難である。 The efficiency improvement method of Non-Patent Document 3 is effective only when the quantization error is uniformly distributed over the Doppler band and the quantization error is relatively large. Since the actual SAR observation data does not satisfy such a condition, it is difficult to use the efficiency improvement method of Non-Patent Document 3 with the actual SAR observation data.

本発明は、マルチビームSAR方式において、高性能化に必要なアンテナ開口数増加に伴うデータ量増加を抑制することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to suppress an increase in the amount of data associated with an increase in the antenna numerical aperture required for high performance in a multi-beam SAR system.

本発明に係る合成開口レーダシステムは、
複数のアンテナ開口により受信された複数の受信信号の各々をレンジフーリエ変換し、複数の変換受信信号として出力するレンジフーリエ変換部と、
前記複数の変換受信信号の各々に、互いに直交性を有する複数の符号変調コードの各々を乗算し、複数の変調受信信号として出力する符号変調部と、
前記複数の変調受信信号を多重化し、多重化信号としてデータ記録部に記録する多重化部とを備えた。
A synthetic aperture radar system according to the present invention includes:
a Range Fourier transform unit that Range Fourier transforms each of a plurality of received signals received by a plurality of antenna apertures and outputs a plurality of transformed received signals;
a code modulation unit that multiplies each of the plurality of transformed received signals by each of a plurality of code modulation codes having orthogonality to each other and outputs a plurality of modulated received signals;
and a multiplexing unit that multiplexes the plurality of modulated received signals and records them in a data recording unit as a multiplexed signal.

本発明に係る合成開口レーダシステムでは、複数のアンテナ開口から取得した受信信号に対して、符号変調部が符号変調処理を実施した後に多重化することでデータ量を削減する。よって、本発明に係る合成開口レーダシステムよれば、高性能化に必要なアンテナ開口数を増加した場合でもハードウェアリソースの増加を抑えることができる。 In the synthetic aperture radar system according to the present invention, the received signals acquired from a plurality of antenna apertures are multiplexed after the code modulation processing is performed by the code modulation section, thereby reducing the amount of data. Therefore, according to the synthetic aperture radar system of the present invention, it is possible to suppress an increase in hardware resources even when the antenna numerical aperture required for high performance is increased.

実施の形態1に係る合成開口レーダシステムを示す構成図。1 is a configuration diagram showing a synthetic aperture radar system according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態1に係る合成開口レーダシステムの信号処理部の構成図。3 is a configuration diagram of a signal processing unit of the synthetic aperture radar system according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態1に係る合成開口レーダシステムの信号復調部の構成図。4 is a configuration diagram of a signal demodulator of the synthetic aperture radar system according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の変形例に係る合成開口レーダシステムのハードウェア構成例。FIG. 10 is a hardware configuration example of a synthetic aperture radar system according to a modification of the first embodiment; FIG. 実施の形態1に係るレンジフーリエ変換処理、デチャープ処理、符号変調処理、多重化処理、および符号復調処理を実施した際の概念図。FIG. 4 is a conceptual diagram when range Fourier transform processing, dechirping processing, code modulation processing, multiplexing processing, and code demodulation processing according to Embodiment 1 are performed. 実施の形態1に係る合成開口レーダシステムの動作を示すフロー図。4 is a flowchart showing the operation of the synthetic aperture radar system according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態1の変形例に係る合成開口レーダシステムを示す構成図。FIG. 2 is a configuration diagram showing a synthetic aperture radar system according to a modification of Embodiment 1; FIG. 実施の形態1の変形例に係る信号処理部を示す構成図。4 is a configuration diagram showing a signal processing unit according to a modification of Embodiment 1; FIG. 実施の形態1の変形例に係る合成開口レーダシステムを示すハードウェア構成例。4 is a hardware configuration example showing a synthetic aperture radar system according to a modification of the first embodiment;

以下、本実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。 The present embodiment will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts. In the description of the embodiments, the description of the same or corresponding parts will be omitted or simplified as appropriate.

実施の形態1.
***構成の説明***
図1は、本実施の形態に係る合成開口レーダシステム100を示す構成図である。以下では、合成開口レーダシステム100をSARシステムと称する場合がある。
合成開口レーダシステム100は、パルス信号を繰り返し観測領域に照射し、観測対象200によって反射された反射波を受信し、その受信信号を用いてSAR画像を再生する装置である。
Embodiment 1.
*** Configuration description ***
FIG. 1 is a configuration diagram showing a synthetic aperture radar system 100 according to this embodiment. Below, the synthetic aperture radar system 100 may be referred to as a SAR system.
The synthetic aperture radar system 100 is a device that repeatedly irradiates a pulse signal onto an observation area, receives a reflected wave reflected by an observation target 200, and reproduces an SAR image using the received signal.

図2は、本実施の形態に係る合成開口レーダシステム100の信号処理部140の構成図である。
図3は、本実施の形態に係る合成開口レーダシステム100の信号復調部102の構成図である。
信号処理部140は、複数のアンテナ開口から受信した複数の受信信号32の各々に、互いに直交性を持つ複数の符号変調コード332の各々を乗算し、複数の受信信号32を多重化する。受信信号32は、受信部130においてデジタル化されたデジタル受信信号である。多重化された信号は多重化信号34である。
信号復調部102は、信号処理部140にて多重化された多重化信号34に符号復調コード221を乗算し、画像スペクトラム36を生成する。
本実施の形態では、アンテナ開口の数がNであるとする。Nは自然数である。すなわち、送受信アンテナ120は、アンテナ開口1からアンテナ開口NのN個のアンテナ開口を有する。
FIG. 2 is a configuration diagram of signal processing section 140 of synthetic aperture radar system 100 according to the present embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram of signal demodulator 102 of synthetic aperture radar system 100 according to the present embodiment.
The signal processing unit 140 multiplies each of a plurality of received signals 32 received from a plurality of antenna apertures by each of a plurality of mutually orthogonal code modulation codes 332 to multiplex the plurality of received signals 32 . The received signal 32 is a digital received signal digitized by the receiver 130 . The multiplexed signal is multiplexed signal 34 .
The signal demodulator 102 multiplies the multiplexed signal 34 multiplexed by the signal processor 140 by the code demodulation code 221 to generate the image spectrum 36 .
Assume that the number of antenna apertures is N in this embodiment. N is a natural number. That is, the transmitting/receiving antenna 120 has N antenna apertures from antenna aperture 1 to antenna aperture N. FIG.

励振部107は、パルス信号31を生成し、一定の時間間隔で送信部108および受信部130に出力する。励振部107によって生成されるパルス信号31はチャープ信号である。チャープ信号は、時間とともに周波数の変化率が変化する信号である。チャープ信号の周波数の変化率を、チャープレートと称する。
励振部107で生成されるパルス信号31のパルス幅、帯域幅、チャープレートおよびパルス間の時間間隔は、制御部106から出力される制御信号30によって決定される。
送信部108は励振部107から出力されたパルス信号31の信号レベルを所望の信号レベルまで増幅し、送受切換器109に出力する。送受切換器109は、送受切換器n(n=1,2,…,N)のN個の送受切換器を備える。
The excitation section 107 generates a pulse signal 31 and outputs it to the transmission section 108 and the reception section 130 at regular time intervals. The pulse signal 31 generated by the excitation section 107 is a chirp signal. A chirp signal is a signal whose rate of change in frequency changes with time. The rate of change of the frequency of the chirp signal is called the chirp rate.
The pulse width, bandwidth, chirp rate and time interval between pulses of the pulse signal 31 generated by the excitation section 107 are determined by the control signal 30 output from the control section 106 .
Transmitting section 108 amplifies the signal level of pulse signal 31 output from excitation section 107 to a desired signal level, and outputs it to duplexer 109 . The duplexer 109 comprises N duplexers n (n=1, 2, . . . , N).

送受切換器n(n=1,2,…,N)は送受信アンテナの送信状態と受信状態を切り換える。送信状態では、送受切換器n(n=1,2,…,N)は送信部108からの信号を送受信アンテナ120のアンテナ開口n(n=1,2,…,N)に出力する。受信状態では、送受切換器n(n=1,2,…,N)は送受信アンテナ120のアンテナ開口n(n=1,2,…,N)で受信した反射波の信号を受信部130の受信部n(n=1,2,…,N)に出力する。 A duplexer n (n=1, 2, . . . , N) switches the transmitting and receiving antennas between the transmitting state and the receiving state. In the transmission state, the duplexer n (n=1, 2, . . . , N) outputs the signal from the transmitter 108 to the antenna aperture n (n=1, 2, . In the receiving state, the duplexer n (n=1, 2, . Output to receiving unit n (n=1, 2, . . . , N).

送受信アンテナ120はアジマス方向に分割したアンテナ開口n(n=1,2,…,N)を備える。送受信アンテナ120は、送受切換器n(n=1,2,…,N)から出力されたパルス信号を観測領域に向けて照射し、観測対象200によって反射されたパルス信号の一部をRF(Radio Frequency)信号として受信する。送受信アンテナ120はRF信号を送受切換器n(n=1,2,…,N)に出力する。図1では一つの送受信アンテナ120が送信機能および受信機能を備えている。しかし、送受信アンテナは複数存在してもよく、送信アンテナと受信アンテナが別々に分かれていてもよい。 The transmitting/receiving antenna 120 has antenna apertures n (n=1, 2, . . . , N) divided in the azimuth direction. The transmitting/receiving antenna 120 irradiates the observation area with a pulse signal output from the transmission/reception switch n (n=1, 2, . Radio Frequency) signal. Transmitting/receiving antenna 120 outputs RF signals to duplexers n (n=1, 2, . . . , N). In FIG. 1, one transmitting/receiving antenna 120 has a transmitting function and a receiving function. However, there may be a plurality of transmitting and receiving antennas, and the transmitting and receiving antennas may be separate.

受信部n(n=1,2,…,N)は、送受切換器n(n=1,2,…,N)から出力されたRF信号をベースバンド信号に変換する。そして、受信部n(n=1,2,…,N)は、A/D(Analog to Digital)変換器によってベースバンド信号をデジタル受信信号、すなわち受信信号32に変換する。受信部n(n=1,2,…,N)は、受信信号32を信号処理部140に出力する。また、受信部n(n=1,2,…,N)は、励振部107から出力されたパルス信号31をA/D変換器によってデジタル送信信号、すなわち送信信号33に変換し、信号処理部140に出力する。 The receiver n (n=1, 2, . . . , N) converts the RF signal output from the duplexer n (n=1, 2, . . . , N) into a baseband signal. Then, the receiving unit n (n=1, 2, . . . , N) converts the baseband signal into a digital received signal, that is, a received signal 32 by an A/D (Analog to Digital) converter. The receiver n (n=1, 2, . . . , N) outputs the received signal 32 to the signal processor 140 . Further, the receiving unit n (n=1, 2, . . . , N) converts the pulse signal 31 output from the excitation unit 107 into a digital transmission signal, that is, a transmission signal 33 by an A/D converter, and the signal processing unit output to 140.

信号処理部140は、受信部n(n=1,2,…,N)が出力した受信信号32および送信信号33を周波数領域に変換する。また、信号処理部140は、送信信号33を参照信号331に変換する。信号処理部140は、周波数領域で受信信号32に、参照信号331および符号変調コード332を乗算する符号変調処理を実施する。そして、信号処理部140は、N個の受信信号32に対して多重化処理を実施することで多重化信号34を生成する。信号処理部140は、多重化信号34をデータ記録部150に出力する。 The signal processing unit 140 transforms the reception signal 32 and the transmission signal 33 output by the reception unit n (n=1, 2, . . . , N) into the frequency domain. Also, the signal processing unit 140 converts the transmission signal 33 into a reference signal 331 . The signal processing unit 140 performs code modulation processing in which the received signal 32 is multiplied by the reference signal 331 and the code modulation code 332 in the frequency domain. Then, the signal processing unit 140 generates a multiplexed signal 34 by multiplexing the N received signals 32 . The signal processing section 140 outputs the multiplexed signal 34 to the data recording section 150 .

データ記録部150は、信号処理部140が出力した多重化信号34を記録し、所望の時刻に多重化信号34をデータ転送部101に出力する。
データ転送部101は、多重化信号34を無線周波数信号35にマッピングし、信号復調部102に出力する。
The data recording section 150 records the multiplexed signal 34 output from the signal processing section 140 and outputs the multiplexed signal 34 to the data transfer section 101 at a desired time.
Data transfer section 101 maps multiplexed signal 34 to radio frequency signal 35 and outputs it to signal demodulation section 102 .

信号復調部102は、データ転送部101が出力した無線周波数信号35から多重化信号34を復調し、復調多重化信号63とする。信号復調部102は、復調された多重化信号34、すなわち復調多重化信号63に符号復調コード221を乗算する符号復調処理を実施する。信号復調部102は、各アンテナ開口で受信したN個の受信信号に対応する画像スペクトラム36を生成する。そして、信号復調部102は、画像スペクトラム36を画像再生部103に出力する。 The signal demodulation unit 102 demodulates the multiplexed signal 34 from the radio frequency signal 35 output from the data transfer unit 101 to generate a demodulated multiplexed signal 63 . The signal demodulation unit 102 performs code demodulation processing for multiplying the demodulated multiplexed signal 34 , that is, the demodulated multiplexed signal 63 by the code demodulation code 221 . A signal demodulator 102 generates an image spectrum 36 corresponding to the N received signals received at each antenna aperture. The signal demodulator 102 then outputs the image spectrum 36 to the image reproducer 103 .

画像再生部103は、信号復調部102が出力した画像スペクトラム36を用いてSAR画像37を再生する処理を実施する。 The image reproduction unit 103 performs processing for reproducing the SAR image 37 using the image spectrum 36 output by the signal demodulation unit 102 .

表示器104は、GPU(Graphic Processing Unit)といったプロセッサを備えている。表示器104は、画像再生部103により再生されたSAR画像37をディスプレイに表示する。 The display device 104 includes a processor such as a GPU (Graphic Processing Unit). The display device 104 displays the SAR image 37 reproduced by the image reproduction unit 103 on the display.

制御部106は、送受信アンテナ120が送受を切り替えるタイミング、および、励振部107がパルス信号31を生成するタイミングを制御する回路である。 The control unit 106 is a circuit that controls the timing at which the transmission/reception antenna 120 switches between transmission and reception and the timing at which the excitation unit 107 generates the pulse signal 31 .

<信号処理部140の詳細説明>
図2に示す信号処理部140のレンジフーリエ変換部n(n=1,2,…,N)は、受信部n(n=1,2,…,N)から出力された受信信号32、および送信信号33を周波数領域に変換する。
信号処理部140の記録装置42は、レンジフーリエ変換部n(n=1,2,…,N)から出力された送信信号33から、周波数空間上で送信信号33の複素共役関係にある参照信号331を生成し、保持する。また、記録装置42は、互いに直交性を持つ符号変調コードC (n=1,2,…,N)を記録している。すなわち、n個の符号変調コードC は互いに直交性を持つ。記録装置42は、符号変調コードC (n=1,2,…,N)を符号変調部41に出力する。
<Detailed Description of Signal Processing Unit 140>
Range Fourier transform unit n (n=1, 2, . . . , N) of signal processing unit 140 shown in FIG. Transmit signal 33 is transformed into the frequency domain.
The recording device 42 of the signal processing unit 140 converts the transmission signal 33 output from the range Fourier transform unit n (n=1, 2, . 331 is generated and held. Also, the recording device 42 records code-modulation codes C nm (n=1, 2, . . . , N) that are orthogonal to each other. That is, the n code-modulation codes C nm are orthogonal to each other. The recording device 42 outputs the code modulation code C nm (n=1, 2, . . . , N) to the code modulation section 41 .

符号変調部41の符号変調乗算器n(n=1,2,…,N)は、レンジフーリエ変化部n(n=1,2,…,N)が出力した受信信号32ごとに、参照信号331および符号変調コードC (n=1,2,…,N)を乗算することで、互いに直交性を持ったデジタル受信信号に変換する。すなわち、n個の受信信号にそれぞれ符号変調コードC (n=1,2,…,N)を乗算することで得られるn個のデジタル受信信号は、互いに直交性を持つ。具体的には、1個目のデジタル受信信号と2個目のデジタル受信信号は直交性を有する。ここで、直交性を持つとは、2つの関数、すなわち信号が合成および分離できる数学的性質を持つことをいう。 The code modulation multiplier n (n=1, 2, . . . , N) of the code modulation unit 41 generates a reference signal for each received signal 32 output by the range Fourier change unit n (n=1, 2, . 331 and the code modulation code C nm (n=1, 2, . That is, n digital received signals obtained by multiplying n received signals by code modulation codes C nm (n=1, 2, . . . , N) have orthogonality to each other. Specifically, the first digital received signal and the second digital received signal have orthogonality. Here, having orthogonality means having a mathematical property that two functions, ie, signals, can be combined and separated.

図2では、符号変調コードC (n=1,2,…,N)の乗算を並列に実施している。しかし、レンジフーリエ変化部n(n=1,2,…,N)が出力した受信信号32に対して符号変調コードC (n=1,2,…,N)を順番に乗算してもよい。このとき、符号変調乗算器は一つでよい。記録装置42が、レンジフーリエ変換部n(n=1,2,…,N)から出力された受信信号32を保持し、参照信号331および符号変調コードC (n=1,2,…,N)と共に受信信号32を符号変調乗算器に出力する。 In FIG. 2, multiplication of code-modulation codes C nm (n=1, 2, . . . , N) is performed in parallel. However, by sequentially multiplying the received signal 32 output by the range Fourier transform unit n (n=1, 2, . . . , N) by the code modulation code C nm (n=1, 2, . . . , N), good too. At this time, only one code modulation multiplier is required. A recording device 42 holds the received signal 32 output from the range Fourier transform unit n ( n =1, 2, . , N) to the code modulation multiplier.

また、図2では記録装置42が符号変調コードC (n=1,2,…,N)を保持する例を示している。しかし、符号変調乗算器で受信信号32に符号変調コードを乗算する都度、符号変調コードを算出してもよい。
図2では、記録装置42に保持されている参照信号331は、毎観測ごとにレンジフーリエ変換部n(n=1,2,…,N)が出力する送信信号33から算出される。しかし、励振部107が生成する全パルス信号に対応する参照信号331を保存し、生成されたパルス信号に応じた参照信号331を符号変調乗算器に出力してもよい。このとき、図1の励振部107は受信部130にパルス信号31を送信しない。
また、ここでは参照信号331を受信信号32に乗算することを想定しているが、これに限るものではなく、受信信号32に参照信号331を乗算しなくてもよい。このとき、図1の励振部107は受信部130にパルス信号31を送信せず、信号処理部140の記録装置42には参照信号331が記録されない。
Also, FIG. 2 shows an example in which the recording device 42 holds code-modulation codes C nm (n=1, 2, . . . , N). However, the code-modulation code may be calculated each time the code-modulation multiplier multiplies the received signal 32 by the code-modulation code.
In FIG. 2, the reference signal 331 held in the recording device 42 is calculated from the transmission signal 33 output by the range Fourier transform unit n (n=1, 2, . . . , N) for each observation. However, the reference signal 331 corresponding to all pulse signals generated by the excitation section 107 may be stored, and the reference signal 331 corresponding to the generated pulse signal may be output to the code modulation multiplier. At this time, the excitation unit 107 in FIG. 1 does not transmit the pulse signal 31 to the reception unit 130 .
Further, although it is assumed here that the received signal 32 is multiplied by the reference signal 331 , the present invention is not limited to this, and the received signal 32 may not be multiplied by the reference signal 331 . At this time, the excitation unit 107 in FIG. 1 does not transmit the pulse signal 31 to the reception unit 130 and the reference signal 331 is not recorded in the recording device 42 of the signal processing unit 140 .

信号処理部140の多重化部43は、具体的には周知のマルチプレクサ回路を搭載しており、符号変調部41が出力したN個の受信信号32を周波数空間上で1つの多重化信号34に合成する。 The multiplexing unit 43 of the signal processing unit 140 specifically includes a well-known multiplexer circuit, and converts the N received signals 32 output from the code modulation unit 41 into one multiplexed signal 34 in the frequency space. Synthesize.

図3の信号復調部102の復調器201は、データ転送部101から出力された無線周波数信号35から多重化信号34を復調し、復調多重化信号63として符号復調部202の符号変調器n(n=1,2,…,N)に出力する。
信号復調部102の記録装置203は、無線周波数信号35に対応する符号復調コード221を記録しており、符号復調部202の符号復調乗算器n(n=1,2,…,N)に出力する。
The demodulator 201 of the signal demodulator 102 in FIG. 3 demodulates the multiplexed signal 34 from the radio frequency signal 35 output from the data transfer unit 101, and outputs the demodulated multiplexed signal 63 to the code modulator n ( n=1, 2, . . . , N).
The recording device 203 of the signal demodulation unit 102 records the code demodulation code 221 corresponding to the radio frequency signal 35, and outputs it to the code demodulation multiplier n (n=1, 2, . . . , N) of the code demodulation unit 202. do.

信号復調乗算器n(n=1,2,…,N)は周波数空間上で多重化信号34に符号復調コードn(n=1,2,…,N)を乗算し、画像スペクトラム36を生成する。
図3では、符号復調コードの乗算を並列に実施しているが、復調器201が出力した多重化信号34に対して符号復調コードC (n=1,2,…,N)を順番に乗算してもよい。このとき、符号復調乗算器は一つでよく、記録装置203が、復調器201から出力された多重化信号34を保持し、符号復調コードC (n=1,2,…,N)と共に多重化信号34を符号変調乗算器に出力する。
A signal demodulation multiplier n (n=1, 2, . . . , N) multiplies the multiplexed signal 34 by a code demodulation code n (n=1, 2, . do.
In FIG. 3, code-demodulation code multiplication is performed in parallel, and code-demodulation code C nd (n=1, 2, . can be multiplied by At this time, only one code-demodulation multiplier is required, and the recording device 203 holds the multiplexed signal 34 output from the demodulator 201 and records the code-demodulation code C nd (n=1, 2, . . . , N). together with the multiplexed signal 34 to the code modulation multiplier.

図3では記録装置203が符号復調コードC (n=1,2,…,N)を記録しており、符号復調乗算器に出力する。しかし、記録装置203が符号変調コードC (n=1,2,…,N)を保持し、多重化信号に符号復調コードを乗算する際に符号復調コードを算出してもよい。 In FIG . 3, the recording device 203 records the code-demodulation code C nd ( n=1, 2, . . . , N) and outputs it to the code-demodulation multiplier. However, the recording device 203 may hold the code modulation code C nm (n=1, 2, . . . , N) and calculate the code demodulation code when multiplying the multiplexed signal by the code demodulation code.

図4は、本実施の形態に係る合成開口レーダシステム100に用いられるコンピュータのハードウェア構成例を示す図である。
合成開口レーダシステム100は、具体例として、電子回路909、メモリ921、および通信装置950を備える。
FIG. 4 is a diagram showing a hardware configuration example of a computer used in the synthetic aperture radar system 100 according to this embodiment.
Synthetic aperture radar system 100 illustratively comprises electronic circuitry 909 , memory 921 , and communication device 950 .

信号処理部140の構成要素であるレンジフーリエ変換部40と符号変調部41と多重化部43と記録装置42のそれぞれは、専用のハードウェアである電子回路909によって実現される。電子回路909は、具体的には、レンジフーリエ変換回路と符号変調回路と多重化回路と記録装置回路である。また、信号復調部102の構成要素である復調器201と符号復調部202と記録装置203のそれぞれは専用のハードウェアである電子回路909によって実現される。電子回路909は、具体的には、復調回路と符号復調回路と記録装置回路である。 Each of the range Fourier transform unit 40, the code modulation unit 41, the multiplexing unit 43, and the recording device 42, which are components of the signal processing unit 140, is implemented by an electronic circuit 909 that is dedicated hardware. The electronic circuit 909 is specifically a range Fourier transform circuit, a code modulation circuit, a multiplexing circuit and a recording device circuit. The demodulator 201, the code demodulator 202, and the recording device 203, which are components of the signal demodulator 102, are each realized by an electronic circuit 909, which is dedicated hardware. The electronic circuit 909 is specifically a demodulator circuit, a code demodulator circuit, and a recorder circuit.

ここで、レンジフーリエ変換回路、符号変調回路、多重化回路、記録装置回路、復調回路、符号変調回路は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、ASIC、FPGA、またはこれらを組み合わせたものが該当する。ASICは、Application Specific Integrated Circuitの略語である。FPGAは、Field-Programmable Gate Arrayの略語である。 Here, the range Fourier transform circuit, the code modulation circuit, the multiplexing circuit, the recording device circuit, the demodulation circuit, and the code modulation circuit are specifically single circuits, composite circuits, programmed processors, ASICs, FPGAs, or a combination of these. ASIC is an abbreviation for Application Specific Integrated Circuit. FPGA is an abbreviation for Field-Programmable Gate Array.

なお、信号処理部140および信号復調部102の構成要素は、専用のハードウェアで実現されるものに限るものではない。信号処理部140および信号復調部102の構成要素は、ソフトウェア、ファームウェア、または、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現されるものであってもよい。ソフトウェアあるいはファームウェアはプログラムとしてコンピュータのメモリに格納される。コンピュータはプログラムを実行するハードウェアであり、具体的には、CPU、中央処理装置、演算装置、およびマイクロコンピュータといったハードウェアが該当する。CPUは、Central Processing Unitの略語である。 The constituent elements of signal processing section 140 and signal demodulation section 102 are not limited to those realized by dedicated hardware. The components of signal processing section 140 and signal demodulation section 102 may be realized by software, firmware, or a combination of software and firmware. Software or firmware is stored as a program in a computer's memory. A computer is hardware that executes a program, and specifically includes hardware such as a CPU, a central processing unit, an arithmetic unit, and a microcomputer. CPU is an abbreviation for Central Processing Unit.

コンピュータのメモリ921は、具体的には、RAM、ROM、フラッシュメモリ、EEPROMといった不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、あるいはコンパクトディスクといった記憶機器が該当する。RAMは、Random Access Memoryの略語である。ROMは、Read Only Memoryの略語である。EEPROMは、Electrically Erasable Programmable Read Only Memoryの略語である。 The memory 921 of the computer specifically corresponds to a storage device such as non-volatile or volatile semiconductor memory such as RAM, ROM, flash memory, EEPROM, magnetic disk, or compact disk. RAM is an abbreviation for Random Access Memory. ROM is an abbreviation for Read Only Memory. EEPROM is an abbreviation for Electrically Erasable Programmable Read Only Memory.

コンピュータの通信装置950は、レシーバとトランスミッタを有する。通信装置950は、無線で、LAN、インターネット、あるいは電話回線といった通信網に接続している。通信装置950は、具体的には、通信チップまたはNICである。LANは、Local Area Networkの略語である。NICは、Network Interface Cardの略語である。 Computer communication device 950 has a receiver and a transmitter. The communication device 950 is wirelessly connected to a communication network such as a LAN, the Internet, or a telephone line. The communication device 950 is specifically a communication chip or NIC. LAN is an abbreviation for Local Area Network. NIC is an abbreviation for Network Interface Card.

図5は、本実施の形態に係るレンジフーリエ変換処理、デチャープ処理、符号変調処理、多重化処理、および符号復調処理を実施した際の概念図である。
図5を参照しながら、レンジフーリエ変換処理、デチャープ処理、符号変調処理、多重化処理、および符号復調処理によるデータ量削減の原理を説明する。図5の例では受信信号に参照信号を乗算するデチャープ処理を実施している。しかし、デチャープ処理を実施せず受信信号に符号変調処理を実施してもよい。このとき、符号復調処理で用いる符号復調コードC (n=1,2,…,N)が、符号変調コードC (n=1,2,…,N)に送信信号の複素共役を乗算した結果の複素共役となる。
FIG. 5 is a conceptual diagram when range Fourier transform processing, dechirping processing, code modulation processing, multiplexing processing, and code demodulation processing according to this embodiment are performed.
The principle of data amount reduction by range Fourier transform processing, dechirping processing, code modulation processing, multiplexing processing, and code demodulation processing will be described with reference to FIG. In the example of FIG. 5, the dechirping process of multiplying the received signal by the reference signal is performed. However, code modulation processing may be performed on the received signal without performing dechirping processing. At this time , the code demodulation code C nd ( n =1, 2 , . is the complex conjugate of the result of multiplying by .

時間をτとし、チャープレートをKとした場合、合成開口レーダシステム100が送信する送信波E(τ)は数1のように表される。

Figure 0007257885000001
When the time is τ and the chirp rate is K, the transmission wave E t (τ) transmitted by the synthetic aperture radar system 100 is expressed as Equation 1.
Figure 0007257885000001

合成開口レーダシステムが受信する受信波E(τ)は送信波E(τ)と同一の波形で表すことができ、n番目のアンテナ開口から得られた受信信号の一つは数2で表わされる。

Figure 0007257885000002
The received wave E r (τ) received by the synthetic aperture radar system can be represented by the same waveform as the transmitted wave E t (τ). represented.
Figure 0007257885000002

送信波と受信波は同一の波形で表わされるため、送信波の複素共役S (τ)は受信波の複素共役となる。送信波の複素共役E (τ)は数3で表わされる。

Figure 0007257885000003
この送信波の複素共役E (τ)が上述の参照信号331となる。参照信号331は受信波と逆のチャープレートを示す。送信波の複素共役E (τ)と受信波のフーリエ変換の積を取ることで、受信波のチャープレートは打ち消される。このチャープレートの打消しはデチャープ処理と呼ばれる。デチャープ後の受信信号Sdechirp(f)は数4のように求められる。ここでFはフーリエ変換を示し、fは周波数空間上であることを示す。
Figure 0007257885000004
デチャープされた受信信号に対して、あるチャープレートKを持つ信号C (f)を周波数空間上で乗算することで、数5のように受信信号のチャープレートをチャープレートKに変更することができる。
Figure 0007257885000005
ここで互いに異なるチャープレートを持ち、高い直交性を示す信号を符号変調コードと呼ぶ。互いに高い直交性を持つ2つの符号変調コードの一例を数6に示す。ここで、τは受信信号のパルス幅である。また、K,Kは同じ符号を持つチャープレートとする。そして、F-1は逆フーリエ変換である。
Figure 0007257885000006
ここで示した符号変調コードは一例であり、符号変調コードC (n=1,2,…,N)の形式は互いに直交性を持っている形式であればよい。具体的には、線形、非線形、あるいは多項式でもよい。 Since the transmitted wave and the received wave are represented by the same waveform, the complex conjugate S t * (τ) of the transmitted wave is the complex conjugate of the received wave. The complex conjugate E t * (τ) of the transmitted wave is expressed by Equation (3).
Figure 0007257885000003
The complex conjugate E t * (τ) of this transmission wave becomes the reference signal 331 described above. A reference signal 331 indicates a chirp rate opposite to that of the received wave. The chirp rate of the received wave is canceled by taking the product of the complex conjugate E t * (τ) of the transmitted wave and the Fourier transform of the received wave. This chirp rate cancellation is called dechirping. The received signal S dechirp (f) after dechirping is obtained by Equation (4). Here, F indicates Fourier transform, and f indicates frequency space.
Figure 0007257885000004
By multiplying the dechirped received signal by a signal C nm (f) having a certain chirp rate K n in the frequency space, the chir rate of the received signal is changed to the chir rate K n as shown in Equation 5. can do.
Figure 0007257885000005
Here, signals having different chirp rates and exhibiting high orthogonality are called code modulation codes. Formula 6 shows an example of two code-modulation codes having high orthogonality to each other. where τ 0 is the pulse width of the received signal. Also, K 1 and K 2 are chir plates having the same sign. And F −1 is the inverse Fourier transform.
Figure 0007257885000006
The code-modulation code shown here is an example, and the code-modulation code C n m (n=1, 2, . Specifically, it may be linear, nonlinear, or polynomial.

図5に示すようにアンテナ開口n(n=1,2,…,N)から出力された受信信号にデチャープ処理を実施し、各受信信号に符号変調コードを周波数空間上で乗算することで、互いに異なるチャープレートを持つN個の受信信号が生成される。この符号変調コードの乗算処理を符号変調処理とする。 As shown in FIG. 5, dechirping is performed on received signals output from antenna apertures n (n=1, 2, . . . , N), and each received signal is multiplied by a code modulation code in frequency space, N received signals with different chirp rates are generated. This code modulation code multiplication processing is referred to as code modulation processing.

符号変調処理後のN個の受信信号は、互いに直交性を持ち、合成することができる。受信信号を合成する処理を多重化処理と称する。
符号変調処理後の受信信号n(n=1,2,…,N)をSmod_n(f)と表すと、多重化処理後の受信信号Smulti(f)は数7のように表される。

Figure 0007257885000007
ここで、Smod_n(f)とSmulti(f)のデータ量は同一であるため、多重化処理後の受信信号Smulti(f)は多重化処理前のN個の受信信号に対して1/Nのデータ量となる。 The N received signals after code modulation processing are mutually orthogonal and can be combined. The process of combining received signals is called multiplexing.
Representing the received signal n (n=1, 2, . . . , N) after code modulation processing as S mod — n (f), the received signal S multi (f) after multiplexing processing is expressed as Equation 7. .
Figure 0007257885000007
Here, since the data amounts of S mod — n (f) and S multi (f) are the same, the received signal S multi (f) after multiplexing is 1 for N received signals before multiplexing. /N data amount.

無線通信分野でのマルチプルアクセス技術の一つに符号分割多次元方式がある。符号分割多次元方式は一つの周波数を用いて、信号ごとに異なるスペクトル拡散符号を割り当てて通信を行う方式である。しかし、符号分割多次元方式では送信信号が拡散符号を用いて変調信号の周波数帯域よりも広帯域に拡散されるため、本方式とは異なる。 One of the multiple access techniques in the wireless communication field is the code division multidimensional system. The code division multidimensional system is a system in which communication is performed by assigning a different spread spectrum code to each signal using one frequency. However, in the code division multidimensional system, the transmission signal is spread over a wider band than the frequency band of the modulated signal using a spreading code, which is different from the present system.

SAR画像を再生するためには、多重化処理後の受信信号Smulti(f)から、多重化処理前のN個の受信信号から得られる画像スペクトラムを生成する必要がある。この画像スペクトラムの生成のため、マッチトフィルタが用いられる。マッチトフィルタ処理では互いに高い相関性を示す信号を周波数空間上で乗算する。これにより、信号に不要な信号成分が合成されていても所望の信号を抽出することが可能となる。合成開口レーダで用いられるマッチトフィルタ処理の例が非特許文献4に開示されている。 In order to reproduce the SAR image, it is necessary to generate an image spectrum obtained from N received signals before multiplexing from the received signal S multi (f) after multiplexing. A matched filter is used to generate this image spectrum. In the matched filtering process, signals exhibiting high correlation with each other are multiplied in the frequency space. This makes it possible to extract a desired signal even if the signal contains unnecessary signal components. An example of matched filter processing used in synthetic aperture radar is disclosed in Non-Patent Document 4.

符号復調処理では、多重化処理後の受信信号Smulti(f)に対して、符号変調コードC (f)と複素共役関係にある符号復調信号C (f)を周波数領域で乗算する。この乗算によるマッチトフィルタリング処理により、符号変調コードC (f)と同じチャープレートKの信号のみが高い相関性を示し、画像スペクトラムが抽出される。画像スペクトラムが抽出される理由は、合成された信号に含まれるチャープレートの直交性が高いため、マッチトフィルタ処理により所望のチャープレートの信号のみに対して高い相関性が得られるためである。 In the code demodulation process, the received signal S multi (f) after multiplexing is multiplied by the code demodulated signal C nd (f) having a complex conjugate relationship with the code modulation code C nm (f) in the frequency domain. do. By this multiplication-based matched filtering process, only the signal with the same chirp rate K n as the code modulation code C n m (f) shows high correlation, and the image spectrum is extracted. The reason why the image spectrum is extracted is that the chirp rate contained in the synthesized signal is highly orthogonal, and high correlation can be obtained only for the desired chir rate signal by the matched filtering process.

多重化処理後の受信信号に対して、符号変調コードC (f)(n=1,2,…,N)と複素共役の関係にある符号復調コードC (f)(n=1,2,…,N)を乗算することを、符号復調処理と称する。符号復調処理では、多重化処理後の受信信号内のN個の異なるチャープレートを持つ信号の画像スペクトラムの抽出が可能となる。この際に抽出される画像スペクトラムは数2の受信信号と、その受信信号の複素共役のフーリエ変換の積と同一となる。画像スペクトラムG(f)は数8のように表される。

Figure 0007257885000008
よって、抽出された画像スペクトラムは符号変調処理、多重化処理、および符号復調処理を実施しなかった場合と同様の信号であり、画像再生処理によって処理が可能である。
以上が符号変調処理、多重化処理、および符号復調処理によるデータ量削減の原理である。 Code demodulation code C nd (f) ( n = 1, 2, . . . , N) is called a code demodulation process. The code-demodulation process allows extraction of the image spectrum of signals with N different chirp rates in the received signal after multiplexing. The image spectrum extracted at this time is the same as the product of the received signal of Expression 2 and the Fourier transform of the complex conjugate of the received signal. The image spectrum G n (f) is expressed as in Equation (8).
Figure 0007257885000008
Therefore, the extracted image spectrum is the same signal as when code modulation processing, multiplexing processing, and code demodulation processing are not performed, and can be processed by image reproduction processing.
The above is the principle of data amount reduction by code modulation processing, multiplexing processing, and code demodulation processing.

***動作の説明***
図6は、本実施の形態に係る合成開口レーダ処理の動作を示す図である。
***Description of operation***
FIG. 6 is a diagram showing the operation of synthetic aperture radar processing according to the present embodiment.

ステップS101において、制御部106は、励振部107に、制御部106内に保存されているパルス信号パラメータを制御信号30により出力する。パルス信号パラメータは、具体的には、パルス幅、帯域幅、チャープレート、あるいはパルス間の時間間隔といったパラメータの組合せの一つである。 In step S<b>101 , the control unit 106 outputs pulse signal parameters stored in the control unit 106 to the excitation unit 107 using the control signal 30 . A pulse signal parameter is, in particular, one of a combination of parameters such as pulse width, bandwidth, chirp rate, or time interval between pulses.

ステップS102において、励振部107は、制御信号30を受け、その制御信号30が示すパルス信号31を繰り返し生成する。そして、励振部107は、パルス信号31を増幅部である送信部108に出力する。励振部107は、生成した全パルス信号の内、一部またはすべてを受信部130に出力する。なお、ここでは受信部130にパルス信号31を出力するタイミングは、受信部130がパルス信号31を送信部108に出力する前を想定しているが、これに限るものではない。励振部107は、送信部108と受信部130に同時にパルス信号を送信しても良く、全パルス信号を送信部108に出力した後に受信部130にパルス信号31を送信してもよい。 In step S<b>102 , the excitation unit 107 receives the control signal 30 and repeatedly generates the pulse signal 31 indicated by the control signal 30 . Then, excitation section 107 outputs pulse signal 31 to transmission section 108, which is an amplification section. The excitation unit 107 outputs part or all of the generated pulse signals to the reception unit 130 . Here, it is assumed that the timing of outputting the pulse signal 31 to the receiving section 130 is before the receiving section 130 outputs the pulse signal 31 to the transmitting section 108, but the timing is not limited to this. The excitation section 107 may transmit pulse signals to the transmission section 108 and the reception section 130 at the same time, or may transmit the pulse signal 31 to the reception section 130 after outputting all pulse signals to the transmission section 108 .

ステップS103において、送信部108は、励振部107からパルス信号31を受けると、そのパルス信号31の信号レベルを所望の信号レベルまで増幅し、増幅されたパルス信号を送受切換器n(n=1,2,…,N)に出力する。
送受切換器n(n=1,2,…,N)は、送信部108から増幅されたパルス信号を受けると、そのパルス信号を送受信アンテナ120のアンテナ開口n(n=1,2,…,N)に出力する。
In step S103, upon receiving the pulse signal 31 from the excitation unit 107, the transmission unit 108 amplifies the signal level of the pulse signal 31 to a desired signal level, and sends the amplified pulse signal to the duplexer n (n=1). , 2, . . . , N).
Transmit/receive switch n (n=1, 2, . N).

ステップS104において、送受信アンテナ120は送受切換器n(n=1,2,…,N)から受けたパルス信号を観測領域に向けて照射する。照射されたパルス信号は、具体的には地表面に散乱され、散乱波の一部はパルス信号の反射波として送受信アンテナ120に戻ってくる。送受信アンテナ120のアンテナ開口n(n=1,2,…,N)は反射波をRF信号として受信し、送受切換器n(n=1,2,…,N)に出力する。 In step S104, the transmitting/receiving antenna 120 irradiates the observation area with the pulse signal received from the transmitting/receiving switch n (n=1, 2, . . . , N). The irradiated pulse signal is specifically scattered on the ground surface, and part of the scattered wave returns to the transmitting/receiving antenna 120 as a reflected wave of the pulse signal. Antenna openings n (n=1, 2, . . . , N) of the transmitting/receiving antenna 120 receive the reflected wave as an RF signal and output it to the duplexer n (n=1, 2, . . . , N).

ステップS105において、送受切換器n(n=1,2,…,N)は、送受信アンテナ120からRF信号を受けると、そのRF信号を受信部n(n=1,2,…,N)に出力する。 In step S105, upon receiving the RF signal from the transmitting/receiving antenna 120, the duplexer n (n=1, 2, . Output.

ステップS106において、受信部n(n=1,2,…,N)は、送受切換器n(n=1,2,…,N)からRF信号を受けると、RF信号の周波数を変更し、ベースバンド信号に変換する。受信部n(n=1,2,…,N)は、ベースバンド信号を所定のサンプリングレートでアナログ信号からデジタル信号に変換し、受信信号32とする。そして、受信部n(n=1,2,…,N)は、受信信号32を信号処理部140に出力する。また、受信部n(n=1,2,…,N)は励振部107から受けたパルス信号31をデジタル信号に変換し、送信信号33とする。そして、受信部n(n=1,2,…,N)は、送信信号33を信号処理部140に出力する。 In step S106, when receiving the RF signal from the duplexer n (n=1, 2, . . . , N), the receiver n (n=1, 2, . . . , N) changes the frequency of the RF signal, Convert to baseband signal. A receiving unit n (n=1, 2, . . . , N) converts the baseband signal from an analog signal to a digital signal at a predetermined sampling rate to obtain a received signal 32 . Then, the receiving section n (n=1, 2, . . . , N) outputs the received signal 32 to the signal processing section 140 . In addition, the receiving section n (n=1, 2, . . . , N) converts the pulse signal 31 received from the excitation section 107 into a digital signal and uses it as a transmission signal 33 . Then, the receiving section n (n=1, 2, . . . , N) outputs the transmission signal 33 to the signal processing section 140 .

ステップS107において、信号処理部140のレンジフーリエ変換部40は、複数のアンテナ開口n(n=1,2,…,N)により受信された複数の受信信号32の各々をレンジフーリエ変換することにより周波数領域に変換し、複数の変換受信信号61として出力する。
信号処理部140の符号変調部41は、複数の変換受信信号61の各々に、互いに直交性を有する複数の符号変調コード332の各々を乗算し、複数の変調受信信号62として出力する。なお、符号変調部41は、複数の変換受信信号61の各々に、チャープレートを打ち消すデチャープ処理を実施するための参照信号331を乗算するとともに複数の符号変調コード332の各々を乗算し、互いに異なるチャープレートを有する複数の変調受信信号62を出力する。参照信号331は、複数の受信信号32に対応する複数の送信信号33の各々と複素共役関係にある信号である。
多重化部43は、複数の変調受信信号62を多重化し、多重化信号34としてデータ記録部150に記録する。
In step S107, the range Fourier transform unit 40 of the signal processing unit 140 ranges Fourier transforms each of the plurality of received signals 32 received by the plurality of antenna apertures n (n=1, 2, . . . , N). Transform to the frequency domain and output as a plurality of transformed received signals 61 .
The code modulation section 41 of the signal processing section 140 multiplies each of the plurality of converted reception signals 61 by each of the plurality of code modulation codes 332 having orthogonality to each other, and outputs the result as a plurality of modulated reception signals 62 . Note that the code modulation unit 41 multiplies each of the plurality of converted received signals 61 by a reference signal 331 for performing dechirping processing for canceling the chirp rate, and multiplies each of the plurality of code modulation codes 332 to obtain a different signal. It outputs a plurality of modulated received signals 62 having chirp rates. The reference signal 331 is a signal having a complex conjugate relationship with each of the multiple transmission signals 33 corresponding to the multiple reception signals 32 .
The multiplexing unit 43 multiplexes the plurality of modulated reception signals 62 and records them in the data recording unit 150 as a multiplexed signal 34 .

レンジフーリエ変換部40は、受信部n(n=1,2,…,N)が出力した受信信号n(n=1,2,…,N)および送信信号n(n=1,2,…,N)を周波数領域に変換する。その内、送信信号n(n=1,2,…,N)を記録装置42に記録する。記録装置42は送信信号n(n=1,2,…,N)を参照信号n(n=1,2,…,N)に変換する。符号変調部41の符号変調乗算器n(n=1,2,…,N)は周波数領域の受信信号n(n=1,2,…,N)に記録装置42に記録されている参照信号n(n=1,2,…,N)および符号変調コードC (n=1,2,…,N)を周波数空間上で乗算する。この乗算により、符号変調処理後の受信信号n(n=1,2,…,N)を合成し、多重化信号34が生成される。信号処理部140の多重化部43は、多重化信号34をデータ記録部150に出力する。 Range Fourier transform unit 40 converts reception signal n (n=1, 2, . . . , N) output from reception unit n (n=1, 2, . , N) into the frequency domain. Among them, the transmission signal n (n=1, 2, . . . , N) is recorded in the recording device 42 . The recording device 42 converts the transmission signal n (n=1, 2, . . . , N) into a reference signal n (n=1, 2, . . . , N). The code modulation multiplier n (n=1, 2, . . . , N) of the code modulation unit 41 converts the reference signal recorded in the recording device 42 into the received signal n (n=1, 2, . . . , N) in the frequency domain. n (n=1, 2, . . . , N) and the code-modulation code C nm (n=1, 2, . . . , N) are multiplied in frequency space . By this multiplication, received signals n (n=1, 2, . The multiplexing section 43 of the signal processing section 140 outputs the multiplexed signal 34 to the data recording section 150 .

ここで、信号処理部140の処理内容を具体的に説明する。
信号処理部140は、受信部n(n=1,2,…,N)が出力した受信信号32および送信信号33をレンジフーリエ変換部40でレンジ方向にフーリエ変換し、フーリエ変換後の受信信号32を符号変調部41に出力する。
本実施の形態では、送信信号33と複素共役関係にある参照信号331およびN個の符号変調コードC (n=1,2,..,N)を記録装置42に保持しているとする。したがって、レンジフーリエ変換部40は受信部130から受けた送信信号33をレンジ方向にフーリエ変換し、記録装置42に出力する。
記録装置42はレンジフーリエ変換後のデジタル送信信号の複素共役関係にある参照信号331を生成し、保持する。
Here, the processing content of the signal processing unit 140 will be specifically described.
The signal processing unit 140 Fourier-transforms the received signal 32 and the transmitted signal 33 output by the receiving unit n (n=1, 2, . 32 is output to the code modulation unit 41 .
In this embodiment, it is assumed that the reference signal 331 having a complex conjugate relationship with the transmission signal 33 and N code modulation codes C nm (n=1, 2, . . . , N) are stored in the recording device 42. do. Therefore, the range Fourier transform unit 40 Fourier transforms the transmission signal 33 received from the receiving unit 130 in the range direction, and outputs the result to the recording device 42 .
The recording device 42 generates and holds a reference signal 331 having a complex conjugate relationship of the range-Fourier-transformed digital transmission signal.

記録装置42は、参照信号および符号変調コードC (n=1,2,..,N)を符号変調部41に出力する。符号変調部41は、具体的には、受信部1から出力される信号に対して、符号変調乗算器1を用いて、参照信号、符号変調コードC の順に乗算する。また、符号変調部41は、受信部2から出力される信号に対して、符号変調乗算器2を用いて、参照信号、符号変調コードC の順に乗算する。そして、符号変調部41は、受信部Nからの受信信号から出力される信号に対して、符号変調乗算器Nを用いて、参照信号、符号変調コードC の順に乗算する。符号変調部41は、符号変調処理後の受信信号n(n=1,2,…,N)を多重化部43に出力する。
多重化部43は、符号変調処理後の受信信号n(n=1,2,…,N)、すなわち変調受信信号62を多重化し、多重化信号34としてデータ記録部150に記録する。具体的には、多重化部43は、符号変調部41から受けた符号変調処理後の受信信号n(n=1,2,…,N)を周波数空間上で合成し、生成した多重化信号34をデータ記録部150に出力する。
The recording device 42 outputs the reference signal and the code modulation code C nm (n=1, 2, . . . , N) to the code modulation section 41 . Specifically, the code modulation unit 41 uses the code modulation multiplier 1 to multiply the signal output from the reception unit 1 by the reference signal and the code modulation code C 1 m in this order. Also, the code modulation unit 41 uses the code modulation multiplier 2 to multiply the signal output from the reception unit 2 by the reference signal and the code modulation code C 2 m in this order. Then, the code modulation unit 41 uses the code modulation multiplier N to multiply the signal output from the received signal from the reception unit N by the reference signal and the code modulation code C N m in this order. The code modulation section 41 outputs the received signal n (n=1, 2, . . . , N) after code modulation processing to the multiplexing section 43 .
The multiplexer 43 multiplexes the code-modulated received signal n (n=1, 2, . Specifically, the multiplexing unit 43 synthesizes received signals n (n=1, 2, . 34 is output to the data recording unit 150 .

ステップS108において、データ記録部150は、多重化信号34を受けると、その多重化信号34を記録し、所望の時刻に多重化信号34の一部、またはすべてをデータ転送部101に出力する。 In step S108, upon receiving the multiplexed signal 34, the data recording section 150 records the multiplexed signal 34 and outputs part or all of the multiplexed signal 34 to the data transfer section 101 at a desired time.

ステップS109において、データ転送部101は、多重化信号34を受け、その多重化信号34を無線周波数信号にマッピングし、信号復調部102に向けて空間に照射する。 In step S<b>109 , the data transfer unit 101 receives the multiplexed signal 34 , maps the multiplexed signal 34 to a radio frequency signal, and irradiates the radio frequency signal to the signal demodulation unit 102 .

ステップS110において、信号復調部102の復調器201は、多重化信号34を復調し、復調多重化信号63として出力する。
また、信号復調部102の符号復調部202は、復調多重化信号63に、各々が複数の符号変調コード332の各々と複素共役関係にある複数の符号復調コード221の各々を乗算して得られた複数のスペクトラムから成る画像スペクトラム36を出力する。信号復調部102は、具体的には、多重化信号34を受信し、多重化信号34に対して、記録装置203に記録されている符号復調コードC (n=1,2,…,N)を乗算し、画像スペクトラムn(n=1,2,…,N)を画像再生部103に出力する。
In step S 110 , the demodulator 201 of the signal demodulator 102 demodulates the multiplexed signal 34 and outputs the demodulated multiplexed signal 63 .
Further, the code demodulator 202 of the signal demodulator 102 multiplies the demodulated multiplexed signal 63 by each of a plurality of code demodulation codes 221 each having a complex conjugate relationship with each of the plurality of code modulation codes 332. An image spectrum 36 consisting of a plurality of spectrums is output. Specifically, the signal demodulation unit 102 receives the multiplexed signal 34 and converts the multiplexed signal 34 into a code demodulation code C nd ( n=1, 2, . . . , N) and outputs the image spectrum n (n=1, 2, . . . , N) to the image reproduction unit 103 .

ここで、信号復調部102の処理内容を具体的に説明する。
信号復調部102の復調器201は、データ転送部101から多重化信号34がマッピングされた無線周波数信号を受け、多重化信号34を復調する。そして、復調器201は、復調した多重化信号34を符号復調部202に出力する。
記録装置203は、符号変調コードC (n=1,2,..,N)と複素共役関係にある符号復調コードC (n=1,2,..,N)を符号復調部202に出力する。符号復調部202は、具体的には、多重化信号34に対して、符号復調乗算器1を用いて、符号復調コードC を周波数空間上で乗算する。また、符号復調部202は、多重化信号34に対して、符号復調乗算器2を用いて、符号復調コードC を周波数空間上で乗算する。また、符号復調部202は、多重化信号34に対して、符号復調乗算器Nを用いて、符号復調コードC を周波数空間上で乗算する。符号復調部202の符号復調乗算器n(n=1,2,…,N)は画像スペクトラムn(n=1,2,…,N)を生成し、その画像スペクトラムn(n=1,2,…,N)を画像再生部103に出力する。
Here, the processing content of the signal demodulator 102 will be specifically described.
The demodulator 201 of the signal demodulator 102 receives the radio frequency signal to which the multiplexed signal 34 is mapped from the data transfer unit 101 and demodulates the multiplexed signal 34 . Demodulator 201 then outputs demodulated multiplexed signal 34 to code demodulator 202 .
The recording device 203 code-demodulates the code-demodulated code C nd (n=1, 2, . . . , N) having a complex conjugate relationship with the code-modulated code C nm (n=1, 2, .., N). Output to the unit 202 . More specifically, the code demodulator 202 multiplies the multiplexed signal 34 by the code demodulation code C 1 d in the frequency space using the code demodulation multiplier 1 . Further, the code demodulator 202 multiplies the multiplexed signal 34 by the code demodulation code C 2 d in the frequency space using the code demodulation multiplier 2 . Further, the code demodulator 202 multiplies the multiplexed signal 34 by the code demodulation code C N d using the code demodulation multiplier N in the frequency space. Code demodulator multiplier n (n=1, 2, . . . , N) of code demodulator 202 generates image spectrum n (n=1, 2, . , . . . , N) to the image reproduction unit 103 .

ステップS111において、画像再生部103は、画像スペクトラム36を用いて、画像を再生する。具体的には、画像再生部103は、信号復調部102から画像スペクトラムn(n=1,2,…,N)を受け、レンジ圧縮あるいはアジマス圧縮といった画像再生処理を実施することで、SAR画像37を再生する。
表示器104は、画像再生部103により再生されたSAR画像37をディスプレイに表示する。
In step S111, the image reproducing unit 103 uses the image spectrum 36 to reproduce an image. Specifically, the image reproduction unit 103 receives an image spectrum n (n=1, 2, . Play 37.
The display device 104 displays the SAR image 37 reproduced by the image reproduction unit 103 on the display.

***他の構成***
<変形例1>
図7は、本実施の形態の変形例に係る合成開口レーダシステム100を示す構成図である。また、図8は、本実施の形態の変形例に係る信号処理部140を示す構成図である。
本実施の形態のステップS102では、励振部107が受信部130にパルス信号31を送信し、信号処理部140において参照信号331を生成することを想定している。しかし、上述したように参照信号331の生成を行わなくてもよい。参照信号331の生成を行わない場合、合成開口レーダシステム100の構成図は図6に示す通りとなる。励振部107はパルス信号31を受信部130に送信しない。そして、図7に示すように、参照信号を生成しない場合、送信信号は記録装置42に送信されず、参照信号は生成されない。
***Other Configurations***
<Modification 1>
FIG. 7 is a configuration diagram showing a synthetic aperture radar system 100 according to a modification of the present embodiment. FIG. 8 is a configuration diagram showing signal processing section 140 according to a modification of the present embodiment.
In step S102 of the present embodiment, it is assumed that excitation section 107 transmits pulse signal 31 to reception section 130 and reference signal 331 is generated in signal processing section 140 . However, it is not necessary to generate the reference signal 331 as described above. When the reference signal 331 is not generated, the configuration diagram of the synthetic aperture radar system 100 is as shown in FIG. The excitation section 107 does not transmit the pulse signal 31 to the reception section 130 . Then, as shown in FIG. 7, when the reference signal is not generated, the transmission signal is not transmitted to the recording device 42 and the reference signal is not generated.

<変形例2>
本実施の形態では、信号処理部140の構成要素であるレンジフーリエ変換部40と符号変調部41と多重化部43と記録装置42、および、信号復調部102の構成要素である復調器201と符号復調部202と記録装置203は専用の電子回路909によって実現されている。しかし、これらの機能要素は、ソフトウェアで実現されてもよい。
<Modification 2>
In this embodiment, the range Fourier transform unit 40, the code modulation unit 41, the multiplexing unit 43, and the recording device 42, which are components of the signal processing unit 140, and the demodulator 201, which is a component of the signal demodulation unit 102, are described. The code demodulator 202 and the recording device 203 are implemented by a dedicated electronic circuit 909 . However, these functional elements may be implemented in software.

図9は、本実施の形態の変形例に係る合成開口レーダシステム100を示すハードウェア構成例である。
合成開口レーダシステム100は、コンピュータである。合成開口レーダシステム100は、プロセッサ910を備えるとともに、メモリ921、補助記憶装置922、入力インタフェース930、出力インタフェース940、および通信装置950といった他のハードウェアを備える。プロセッサ910は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
FIG. 9 is a hardware configuration example showing a synthetic aperture radar system 100 according to a modification of the present embodiment.
Synthetic aperture radar system 100 is a computer. Synthetic aperture radar system 100 includes processor 910 and other hardware such as memory 921 , auxiliary storage device 922 , input interface 930 , output interface 940 and communication device 950 . The processor 910 is connected to other hardware via signal lines and controls these other hardware.

合成開口レーダシステム100は、機能要素として、上述した符号変調部41と多重化部43と記録装置42と復調器201と符号復調部202と記録装置203を備える。これらの機能要素を合成開口レーダシステム100の各機能要素と称する。 The synthetic aperture radar system 100 includes the code modulator 41, the multiplexer 43, the recorder 42, the demodulator 201, the code demodulator 202, and the recorder 203 as functional elements. These functional elements are called functional elements of the synthetic aperture radar system 100 .

合成開口レーダシステム100の各機能要素は、ソフトウェアにより実現される。なお、記録装置42,203は、メモリ921に備えられていてもよい。 Each functional element of the synthetic aperture radar system 100 is realized by software. Note that the recording devices 42 and 203 may be provided in the memory 921 .

プロセッサ910は、合成開口レーダプログラムを実行する装置である。合成開口レーダプログラムは、合成開口レーダシステム100の各機能要素の機能を実現するプログラムである。
プロセッサ910は、演算処理を行うIC(Integrated Circuit)である。プロセッサ910の具体例は、CPU、DSP(Digital Signal Processor)、GPU(Graphics Processing Unit)である。
Processor 910 is a device that executes a synthetic aperture radar program. The synthetic aperture radar program is a program that implements the function of each functional element of the synthetic aperture radar system 100 .
The processor 910 is an IC (Integrated Circuit) that performs arithmetic processing. Specific examples of the processor 910 are a CPU, a DSP (Digital Signal Processor), and a GPU (Graphics Processing Unit).

補助記憶装置922は、データを保管する記憶装置である。補助記憶装置922の具体例は、HDDである。また、補助記憶装置922は、SD(登録商標)メモリカード、CF、NANDフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ(登録商標)ディスク、DVDといった可搬の記憶媒体であってもよい。なお、HDDは、Hard Disk Driveの略語である。SD(登録商標)は、Secure Digitalの略語である。CFは、CompactFlash(登録商標)の略語である。DVDは、Digital Versatile Diskの略語である。 Auxiliary storage device 922 is a storage device that stores data. A specific example of the auxiliary storage device 922 is an HDD. The auxiliary storage device 922 may be a portable storage medium such as an SD (registered trademark) memory card, CF, NAND flash, flexible disk, optical disk, compact disk, Blu-ray (registered trademark) disk, or DVD. Note that HDD is an abbreviation for Hard Disk Drive. SD® is an abbreviation for Secure Digital. CF is an abbreviation for CompactFlash®. DVD is an abbreviation for Digital Versatile Disk.

入力インタフェース930は、マウス、キーボード、あるいはタッチパネルといった入力装置と接続されるポートである。入力インタフェース930は、具体的には、USB(Universal Serial Bus)端子である。なお、入力インタフェース930は、LAN(Local Area Network)と接続されるポートであってもよい。
出力インタフェース940は、ディスプレイといった出力機器のケーブルが接続されるポートである。出力インタフェース940は、具体的には、USB端子またはHDMI(登録商標)(High Definition Multimedia Interface)端子である。ディスプレイは、具体的には、LCD(Liquid Crystal Display)である。
The input interface 930 is a port connected to an input device such as a mouse, keyboard, or touch panel. The input interface 930 is specifically a USB (Universal Serial Bus) terminal. The input interface 930 may be a port connected to a LAN (Local Area Network).
The output interface 940 is a port to which a cable of an output device such as a display is connected. The output interface 940 is specifically a USB terminal or an HDMI (registered trademark) (High Definition Multimedia Interface) terminal. The display is specifically an LCD (Liquid Crystal Display).

メモリ921および通信装置950については、図4で説明したものと同様である。 Memory 921 and communication device 950 are the same as those described in FIG.

合成開口レーダプログラムは、プロセッサ910に読み込まれ、プロセッサ910によって実行される。メモリ921には、合成開口レーダプログラムだけでなく、OS(Operating System)も記憶されている。プロセッサ910は、OSを実行しながら、合成開口レーダプログラムを実行する。合成開口レーダプログラムおよびOSは、補助記憶装置922に記憶されていてもよい。補助記憶装置922に記憶されている合成開口レーダプログラムおよびOSは、メモリ921にロードされ、プロセッサ910によって実行される。なお、合成開口レーダプログラムの一部または全部がOSに組み込まれていてもよい。 The synthetic aperture radar program is loaded into and executed by processor 910 . The memory 921 stores not only the synthetic aperture radar program but also an OS (Operating System). The processor 910 executes the synthetic aperture radar program while executing the OS. The synthetic aperture radar program and OS may be stored in the auxiliary storage device 922 . The synthetic aperture radar program and OS stored in auxiliary storage device 922 are loaded into memory 921 and executed by processor 910 . Part or all of the synthetic aperture radar program may be incorporated into the OS.

合成開口レーダシステム100は、プロセッサ910を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、合成開口レーダプログラムの実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ910と同じように、合成開口レーダプログラムを実行する装置である。 Synthetic aperture radar system 100 may include multiple processors in place of processor 910 . These multiple processors share the execution of the synthetic aperture radar program. Each processor, like processor 910, is a device that executes a synthetic aperture radar program.

合成開口レーダプログラムにより利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値および変数値は、メモリ921、補助記憶装置922、または、プロセッサ910内のレジスタあるいはキャッシュメモリに記憶される。 The data, information, signal values and variable values used, processed or output by the synthetic aperture radar program are stored in memory 921 , secondary storage 922 , registers or cache memory within processor 910 .

合成開口レーダシステム100の各機能要素の「部」あるいは「装置」を、「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えてもよい。また、符号変調処理と多重化処理と復調処理と符号復調処理と記録処理の「処理」を「プログラム」、「プログラムプロダクト」または「プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体」に読み替えてもよい。 The “unit” or “apparatus” of each functional element of the synthetic aperture radar system 100 may be read as “processing”, “procedure” or “process”. In addition, "processing" of code modulation processing, multiplexing processing, demodulation processing, code demodulation processing, and recording processing may be read as "program", "program product", or "computer-readable recording medium recording program". .

合成開口レーダプログラムは、上記の各部の「部」を「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順あるいは各工程を、コンピュータに実行させる。また、合成開口レーダ方法は、上記の各部の「部」を「手順」に読み替えた各手順に相当する。
合成開口レーダプログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納されて提供されてもよい。また、合成開口レーダプログラムは、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
The synthetic aperture radar program causes the computer to execute each process, each procedure, or each process, where the above "section" is read as "processing,""procedure," or "step." Also, the synthetic aperture radar method corresponds to each procedure in which the above-mentioned "part" is read as "procedure".
The synthetic aperture radar program may be stored and provided on a computer-readable recording medium. The synthetic aperture radar program may also be provided as a program product.

プロセッサと電子回路の各々は、プロセッシングサーキットリとも呼ばれる。つまり、合成開口レーダシステム100の各機能要素の機能は、プロセッシングサーキットリにより実現される。 Each of the processor and electronic circuitry is also called processing circuitry. That is, the function of each functional element of the synthetic aperture radar system 100 is realized by processing circuitry.

***本実施の形態の効果の説明***
マルチビームSAR方式を採用した合成開口レーダシステムでは、広域化および高分解能化を実現できる。しかし、受信開口毎にデータを記録する必要があるため、合成開口レーダシステムとして記録するデータ量が増大する。データ量の増加に伴い、データ記録部の容量、およびデータ転送速度の増加が必要であり、システムリソースおよびコストが増大する。観測性能を維持しつつ、システムリソースおよびコストの増大を防止するためには、データ量を削減する方式を検討する必要がある。
本実施の形態に係る合成開口レーダシステムでは、複数のアンテナ開口から取得した反射波の受信信号に対して、信号処理部が符号変調処理後に多重化することでデータ量を削減する。また、信号復調部が、多重化された受信信号に符号復調処理を実施しアンテナ開口数分の画像スペクトラムを生成する。よって、本実施の形態に係る合成開口レーダシステムよれば、アジマス分解能と観測幅を確保しつつハードウェアリソースの増加を抑えることが可能となる。
***Description of the effects of the present embodiment***
A synthetic aperture radar system that employs the multi-beam SAR method can achieve widening and high resolution. However, since it is necessary to record data for each reception aperture, the amount of data to be recorded as a synthetic aperture radar system increases. As the amount of data increases, it is necessary to increase the capacity of the data recording section and the data transfer rate, increasing system resources and costs. In order to prevent increases in system resources and costs while maintaining observation performance, it is necessary to consider methods to reduce the amount of data.
In the synthetic aperture radar system according to the present embodiment, the signal processing unit multiplexes received signals of reflected waves obtained from a plurality of antenna apertures after code modulation processing, thereby reducing the amount of data. Also, the signal demodulator performs code demodulation processing on the multiplexed received signal to generate an image spectrum corresponding to the antenna numerical aperture. Therefore, according to the synthetic aperture radar system according to the present embodiment, it is possible to suppress an increase in hardware resources while ensuring azimuth resolution and observation width.

本実施の形態に係る合成開口レーダシステムでは、送受信アンテナのN個のアンテナ開口が受信した受信信号に対して信号処理部が周波数空間上のデジタル受信信号に変換し、符号変調処理後に多重化処理を実施することでデータ容量を削減する。そして、信号復調部が符号復調処理によりN個の受信信号に対応する画像スペクトルを生成することで、データ容量およびハードウェアの増加を抑えつつ高性能なSAR画像を再生することができる。
本実施の形態は、複数のアンテナ開口を搭載し、マルチビームSAR方式を用いて合成開口レーダ画像を再生する合成開口レーダシステムに適している。
In the synthetic aperture radar system according to the present embodiment, the signal processing unit converts the received signals received by the N antenna apertures of the transmitting and receiving antennas into digital received signals in the frequency space, and multiplexes the signals after code modulation processing. Reduce data volume by implementing Then, the signal demodulator generates image spectra corresponding to the N received signals through code demodulation processing, so that a high-performance SAR image can be reproduced while suppressing an increase in data capacity and hardware.
This embodiment is suitable for a synthetic aperture radar system equipped with a plurality of antenna apertures and reproducing a synthetic aperture radar image using the multi-beam SAR method.

以上の実施の形態1では、合成開口レーダシステムの各機能要素を独立した機能ブロックとして説明した。しかし、合成開口レーダシステムの構成は、上述した実施の形態のような構成でなくてもよい。合成開口レーダシステムの機能ブロックは、上述した実施の形態で説明した機能を実現することができれば、どのような構成でもよい。また、合成開口レーダシステムは、1つの装置でなく、複数の装置から成るシステムでもよい。
また、実施の形態1のうち、複数の部分を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、この実施の形態のうち、1つの部分を実施しても構わない。その他、この実施の形態を、全体としてあるいは部分的に、どのように組み合わせて実施しても構わない。
すなわち、実施の形態1では、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
In the first embodiment described above, each functional element of the synthetic aperture radar system has been described as an independent functional block. However, the configuration of the synthetic aperture radar system does not have to be the configuration of the above-described embodiment. The functional blocks of the synthetic aperture radar system may have any configuration as long as they can realize the functions described in the above embodiments. Also, the synthetic aperture radar system may be a system consisting of a plurality of devices instead of a single device.
Moreover, it is also possible to combine a plurality of portions of the first embodiment. Alternatively, one portion of this embodiment may be implemented. In addition, this embodiment may be implemented as a whole or partially in any combination.
That is, in Embodiment 1, it is possible to freely combine each embodiment, modify any component of each embodiment, or omit any component from each embodiment.

なお、上述した実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明の範囲、本発明の適用物の範囲、および本発明の用途の範囲を制限することを意図するものではない。上述した実施の形態は、必要に応じて種々の変更が可能である。 The above-described embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the invention, the scope of applications of the invention, or the scope of applications of the invention. Various modifications can be made to the above-described embodiments as required.

30 制御信号、31 パルス信号、32 受信信号、33 送信信号、34 多重化信号、35 無線周波数信号、36 画像スペクトラム、37 SAR画像、40 レンジフーリエ変換部、41 符号変調部、42 記録装置、43 多重化部、61 変換受信信号、62 変調受信信号、63 復調多重化信号、100 合成開口レーダシステム、101 データ転送部、102 信号復調部、103 画像再生部、104 表示器、106 制御部、107 励振部、108 送信部、109 送受切換器、120 送受信アンテナ、130 受信部、140 信号処理部、150 データ記録部、200 観測対象、201 復調器、202 符号復調部、203 記録装置、221 符号復調コード、331 参照信号、332 符号変調コード、909 電子回路、910 プロセッサ、921 メモリ、922 補助記憶装置、930 入力インタフェース、940 出力インタフェース、950 通信装置。 30 control signal 31 pulse signal 32 reception signal 33 transmission signal 34 multiplexed signal 35 radio frequency signal 36 image spectrum 37 SAR image 40 range Fourier transform section 41 code modulation section 42 recording device 43 Multiplexer 61 Converted received signal 62 Modulated received signal 63 Demodulated multiplexed signal 100 Synthetic aperture radar system 101 Data transfer unit 102 Signal demodulator 103 Image reproducer 104 Display 106 Control unit 107 Excitation section 108 Transmission section 109 Transmission/reception switch 120 Transmission/reception antenna 130 Reception section 140 Signal processing section 150 Data recording section 200 Observation target 201 Demodulator 202 Code demodulation section 203 Recording device 221 Code demodulation Code, 331 reference signal, 332 code modulation code, 909 electronic circuit, 910 processor, 921 memory, 922 auxiliary storage device, 930 input interface, 940 output interface, 950 communication device.

Claims (6)

複数のアンテナ開口により受信された複数の受信信号の各々をレンジフーリエ変換することにより周波数領域に変換し、複数の変換受信信号として出力するレンジフーリエ変換部と、
前記複数の変換受信信号の各々に、互いに直交性を有する複数の符号変調コードの各々を乗算し、複数の変調受信信号として出力する符号変調部と、
前記複数の変調受信信号を多重化し、多重化信号としてデータ記録部に記録する多重化部と
を備えた合成開口レーダシステム。
a range Fourier transform unit for converting each of a plurality of received signals received by a plurality of antenna apertures into a frequency domain by range Fourier transforming them, and outputting them as a plurality of transformed received signals;
a code modulation unit that multiplies each of the plurality of transformed received signals by each of a plurality of code modulation codes having orthogonality to each other and outputs a plurality of modulated received signals;
A synthetic aperture radar system comprising: a multiplexing unit that multiplexes the plurality of modulated received signals and records them in a data recording unit as a multiplexed signal.
前記合成開口レーダシステムは、
前記多重化信号を復調し、復調多重化信号として出力する復調器と、
前記復調多重化信号に、各々が前記複数の符号変調コードの各々と複素共役関係にある複数の符号復調コードの各々を乗算して得られた複数のスペクトラムから成る画像スペクトラムを出力する符号復調部と、
前記画像スペクトラムを用いて、画像を再生する画像再生部と
を備えた請求項1に記載の合成開口レーダシステム。
The synthetic aperture radar system comprises:
a demodulator that demodulates the multiplexed signal and outputs it as a demodulated multiplexed signal;
A code demodulator that outputs an image spectrum composed of a plurality of spectra obtained by multiplying the demodulated multiplexed signal by each of a plurality of code demodulation codes each having a complex conjugate relationship with each of the code modulation codes. and,
2. The synthetic aperture radar system according to claim 1, further comprising an image reproducing section that reproduces an image using the image spectrum.
前記符号変調部は、
前記複数の変換受信信号の各々に、チャープレートを打ち消すデチャープ処理を実施するための参照信号を乗算するとともに前記複数の符号変調コードの各々を乗算し、互いに異なるチャープレートを有する前記複数の変調受信信号を出力する請求項1または請求項2に記載の合成開口レーダシステム。
The code modulation unit is
multiplying each of the plurality of transformed received signals by a reference signal for performing dechirping processing to cancel a chirp rate and multiplying each of the plurality of encoded modulation codes, and multiplying each of the plurality of modulated received signals with chirp rates different from each other; 3. The synthetic aperture radar system according to claim 1, wherein the synthetic aperture radar system outputs a signal.
前記符号変調部は、
前記複数の受信信号に対応する複数の送信信号の各々と複素共役関係にある前記参照信号を、前記複数の変換受信信号の各々に乗算する請求項3に記載の合成開口レーダシステム。
The code modulation unit is
4. The synthetic aperture radar system according to claim 3, wherein each of said plurality of transformed received signals is multiplied by said reference signal having a complex conjugate relationship with each of said plurality of transmitted signals corresponding to said plurality of received signals.
合成開口レーダシステムの合成開口レーダ方法において、
レンジフーリエ変換部が、複数のアンテナ開口により受信された複数の受信信号の各々をレンジフーリエ変換することにより周波数領域に変換し、複数の変換受信信号として出力し、
符号変調部が、前記複数の変換受信信号の各々に、互いに直交性を有する複数の符号変調コードの各々を乗算し、複数の変調受信信号として出力し、
多重化部が、前記複数の変調受信信号を多重化し、多重化信号としてデータ記録部に記録する合成開口レーダ方法。
In a synthetic aperture radar method for a synthetic aperture radar system,
A range Fourier transform unit transforms each of a plurality of received signals received by a plurality of antenna apertures into a frequency domain by range Fourier transforming them, and outputs them as a plurality of transformed received signals,
a code modulation unit that multiplies each of the plurality of transformed received signals by each of a plurality of code modulation codes that are orthogonal to each other, and outputs the result as a plurality of modulated received signals;
A synthetic aperture radar method in which a multiplexing unit multiplexes the plurality of modulated received signals and records them in a data recording unit as a multiplexed signal.
合成開口レーダシステムの合成開口レーダプログラムにおいて、
複数のアンテナ開口により受信された複数の受信信号の各々をレンジフーリエ変換することにより周波数領域に変換し、複数の変換受信信号として出力するレンジフーリエ変換処理と、
前記複数の変換受信信号の各々に、互いに直交性を有する複数の符号変調コードの各々を乗算し、複数の変調受信信号として出力する符号変調処理と、
前記複数の変調受信信号を多重化し、多重化信号としてデータ記録部に記録する多重化処理と
をコンピュータに実行させる合成開口レーダプログラム。
In the synthetic aperture radar program of the synthetic aperture radar system,
Range Fourier transform processing for transforming each of a plurality of received signals received by a plurality of antenna apertures into a frequency domain by range Fourier transforming and outputting as a plurality of transformed received signals;
a code modulation process of multiplying each of the plurality of transformed received signals by each of a plurality of code modulated codes having orthogonality to each other and outputting as a plurality of modulated received signals;
A synthetic aperture radar program for causing a computer to execute a multiplexing process of multiplexing the plurality of modulated received signals and recording them in a data recording unit as a multiplexed signal.
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