JPH0262026B2 - - Google Patents

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JPH0262026B2
JPH0262026B2 JP59142428A JP14242884A JPH0262026B2 JP H0262026 B2 JPH0262026 B2 JP H0262026B2 JP 59142428 A JP59142428 A JP 59142428A JP 14242884 A JP14242884 A JP 14242884A JP H0262026 B2 JPH0262026 B2 JP H0262026B2
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JP
Japan
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synthetic aperture
null
aperture radar
antenna
radar
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59142428A
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English (en)
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JPS6122274A (ja
Inventor
Shigeru Morimoto
Yasumasa Hisada
Yasuyuki Ito
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Space Development Agency of Japan
Original Assignee
National Space Development Agency of Japan
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Publication date
Application filed by National Space Development Agency of Japan filed Critical National Space Development Agency of Japan
Priority to JP59142428A priority Critical patent/JPS6122274A/ja
Publication of JPS6122274A publication Critical patent/JPS6122274A/ja
Publication of JPH0262026B2 publication Critical patent/JPH0262026B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G01S13/904SAR modes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、人工衛星等の飛翔体に搭載される
合成開口レーダにおける方位角決定精度を高度化
するデータ処理法に関する。
〔発明の技術的背景と問題点〕
合成開口レーダは、人工衛星や航空機等の飛翔
体に搭載したサイドルツキングレーダから、移動
飛翔体の側方の地上に電波を発射し、移動しなが
らこの反射波を受信して合成することにより、比
較的小さい開口のアンテナで、実効的に大開口の
アンテナを合成することができるようにしたもの
で、映像センサとして用いられ、全天候性で高分
解態の画像を得ることができるものである。
第1図は、移動飛翔体に搭載されたサイドルツ
キングレーダにより合成開口レーダを実現する動
作の原理を示す動作斜視図である。所望の目的に
より予め設定される特定の航路、または軌道Lを
速度Vで移動する人工衛星等の飛翔体は、地上か
らhの高度にある軌道Lに沿つて、搭載する小開
口アンテナから一定時間間隔で送信パルスを放射
する。この送信パルスはビーム幅βの広がりで、
軌道Lと直角方向に放射され、例えばA1点にお
いては、地上の面積BCDEからの反射波(レーダ
エコー)となつてサイドルツキングレーダで受信
される。
この反射波は、飛翔体が速度Vで移動している
間、次々に入力され、地上を距離BCの幅で進行
軌道Lと平行な線,′間を観測しながら、各
時点での受信信号として、振幅情報と位相情報が
記される。例えば、点目標Pは、飛翔体の進行軌
道L上の点A0で送信パルスの照射を受け始め、
点A2で送信パルスの照射を受け終る。
点目標Pからの反射波は、この間受信され、そ
の受信信号は距離情報と共に、絶えず変化する相
対速度に対応する位相情報を含んでおり、この受
信信号を記録しておいて、一括演算処理(ホログ
ラフイツク処理)することにより、0 2の長い
開口径を有するアンテナを用いた場合と実効的に
同じ効果が得られる(合成開口法)。
このようにして、次々に各位置で取得した受信
信号を記録しておいて合成することにより、実際
に搭載されているアンテナの数倍〜数万倍の大き
さの大開口アンテナを用いて対象物の観測した場
合と等価になり、第2図に示すように、飛翔体の
進行方向Xと直角方向(ブロードサイド方向)に
ビーム幅の鋭い合成開口ビーム(合成ビームパタ
ーン)2を形成して、方位分解能が向上した鮮明
な映像が得られるものである。なお、1は飛翔体
の進行方向Xの各位置A0,A1,…における実開
口ビームパターンを示す。
ところで、このような構成の合成開口レーダの
画像化処理時においては、通常一方向に形成され
た合成開口ビームで目標点の方位角が決定されて
いるが、かかる処理手段によつても、方位置の決
定は高精度で行なうことができる。しかし、更に
高精度で方位角の決定ができるようにしたデータ
処理手段が要請されている。
〔発明の目的〕
本発明は、従来の合成開口レーダの方位角決定
のためのデータ処理法に対する要請に応ずべくな
されたもので、従来の方向探知方法を応用して、
合成開口レーダにおける方位角決定精度を更に向
上させた合成開口レーダのデータ処理法を提供す
ることを目的とするものである。
〔発明の概要〕
本発明は、合成開口レーダのエコー信号の画像
化処理時に、鋭い切込みをもつように2つの合成
開口ビームを形成し、その切込みを利用して、極
めて精度の高い方位角の決定ができるようにする
ものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例について説明する。
まず、本発明の応用する方向探知法について説
明する。
従来、方向探知法の一つとして、アドコツク型
アンテナ等を用いた方法が知られている。この探
知方法は、第3図に示すように、広いビーム幅を
有する2つのアンテナ素子S1,S2を比較的狭い間
隔dで配置し、それぞれ受信出力の差をとること
によつて、特定方向に鋭い切込み(ヌル)Nをも
つ実在するアンテナパターンを形成し、ターゲツ
トTからの信号出力が消失又は最も弱くなる時点
の方位角θを読みとることによつて、電波の到来
方向の決定、すなわち方向探知を行なうものであ
る。
本発明は、かかる方向探知方法を合成開口レー
ダに応用して、高精度の方位角決定のためのデー
タ処理を行なうもので、方位角決定を行なうため
のビームパターンにおける鋭い切込み(ヌル)
を、実在するアンテナパターンとして形成するの
ではなく、等価的に合成される2つの合成開口ビ
ームで形成するものである。
すなわち、ハードウエア構成は従来のものと同
一の合成開口レーダを用い、該合成開口レーダで
得られた対象物からのエコー信号を受信記録して
おき、該記録データを相関法等を用いて画像化処
理を行なう際に、第4図に示すように、鋭い切込
みNをもつ2つの主ビーム(合成開口ビーム)2
-1,2-2を形成するような参照関数を作成し、そ
の参照関数により、エコー信号と送信波とを相関
をとつて演算処理を行なうことにより、2つの合
成主ビーム2-1,2-2を形成する。
かかる合成開口ビームを形成する場合における
参照関数は、具体的には、通常形成される合成開
口主ビームの他に、第1サイドロープが主ビーム
とほぼ等しい大きさになるように選定すればよ
い。
この点について更に詳細に説明すると、一般に
合成開口レーダの処理において、受信エコー信号
のサンプル周期T0とパルス繰り返し周波数PRF
は、サンプリング定理を満足させるために、 T0≦1/PRF に設定し、より細かくサンプルするように処理す
るのが普通である。
これに対し、逆に上記サンプル周期T0のn倍
の周期で、「間引いた形」でサンプルして処理を
行うと、等価アンテナパターン上ではグレーテイ
ングローブを発生する。
一方、合成開口レーダにおいては、飛翔体の各
位置A0,A1,A2,…を、サンプリングのタイミ
ングに応じてリニアアレイアンテナにおける各素
子と考えることができるので、リニアアレイアン
テナの合成フイールドパターンと合成開口レーダ
のフイールドパターンとは等価的にみなされてい
る。上記間引いた状態でサンプルした場合にグレ
ーテイングローブを発生するのは、等価アレイア
ンテナにおいて、素子間隔が1/2波長以上になる
ためで、主ビームと共に大きい放射のグレーテイ
ングローブが形成されることは、アレイアンテナ
理論でよく知られている現象である。
そこで本発明においては、故意にグレーテイン
グローブを発生するように、サンプリング周期T
をより粗く選んで受信信号をサンプルし、それに
より発生するグレーテイングローブ(第1サイド
ローブ)を主ビームと共に用いて、両者の間のヌ
ル角を方向探知に利用するものである。
以上の如き相関演算処理を施して、エコー信号
を画像化した場合、その出力画像において、もし
2つの合成開口ビーム間の切込み方向(ヌル方
向)に求めるターゲツトTが存在すれば、このタ
ーゲツトTの像は画像から消える。したがつて、
その時点における画像化処理計算上現われる「ヌ
ル方向」が求めるターゲツトTの方位角となる。
すなわち、まず初めに、間引かない周期T0
サンプリングして画像再生処理を行い、次にT0
のn倍の周期Tで、間引いてサンプリングする画
像処理を行い、両者の画像を比較して、後者の画
像中消えた観測対象物を求める。飛翔経路に対し
てこの方向が「ヌル角」の方向であり、求める観
測対象物の方位角となる。
上記画像処理において、サンプリングしない処
理の参照関数は通常の参照関数と変わらないが、
サンプリング時には、そのタイミングに応じて
“0”となる参照関数を用いることによつて、間
引いたと同じ効果をもたせるようにしている。な
おこの場合、受信信号を一定間隔T0で直接サン
プルする方法をとつてもよい。
本発明において形成される2つのビームは、合
成開口レーダで形成されるものであるから非常に
狭いビーム幅をもつ。したがつて、それらの組合
わせによる、その間に形成される切み(ヌル)
も、極めて鋭く形成されるので、従来の合成開口
レーダのデータ処理法、あるいは従来の方向探知
方法における方位角決定精度より、更に1〜3桁
程度高い精度が得られる。
また、本発明におけるこの2つの合成開口ビー
ムで形成される切込み幅「ヌル幅」は、理論的に
はいくらでも狭く形成することができる。したが
つて、極めて高い精度で方位角を決定することが
可能になる。
次にこの点について更に詳細に説明する。今、
説明を簡単にするため、第5図に示すように、等
価的アレイアンテナの素子を2つとして考える。
2つの素子b1,b2が間隔dで隔てられ、同相で給
電される場合を考えると、受信エコー信号のフイ
ールドパターンE(θ)は、正規化して、 E(θ)=1・θ+j〓+1・θ-j〓=cosΨ … で示される。ここで距離による位相差Ψは次式
で表される。
Ψ=k・d/2×sinθ … k:位相定数(2π/λ) グレーテイングローブの発生しない時の素子間
隔をd0とすれば、 d0=λ/2 (λ:波長) … と表され、n倍で間引いてサンプリングする場合
に対応する素子間隔dは、 d=n・d0=n・λ/2 … で表される。式を式に代入すると、 Ψ=2π/λ・1/2・nλ/2・sinθ … となる。よつて式を式に代入すると、次式
に示すようになる。
E(θ)=cos(n・π/2・sinθ) … 上記式において、フイールドパターン上「ヌ
ルとなる方向」をθNuLLとすれば、第6図から、 E(θNuLL)=0 … と表され、したがつて、 cos(n・π/2・sinθNuLL)=0 n・π/2・sinθNuLL=π/2 sinθNuLL=1/n θNuLL=sin-1(1/n) … となる。
一方、式において、E(θ)が1/αとなる
方向θαは、 E(θα)=1/α とおくことができ、したがつて、 cos(n・π/2・sinθα)=1/α sinθα=2/nπ・cos-1(1/α) θα=sin-1{2/nπ・cos-1(1/α)} … となる。ヌル幅Δθは、式及び式から、 Δθ=|θNuLL−θα| =|sin-1(1/n)−sin-1{2/nπ ・cos-1(1/α)}| … となる。この式で明らかなように、間引きを大
きく、すなわちnを大にしてサンプリング周期を
大にする程、Δθは小さくなつて方位角の精度は
向上する。
受信感度をより良くする程、小さな信号(1/
α)を検出可能になることから、1/α→0とお
くと、 Δθ≒|sin-1(1/n)−sin-1
(2/nπ・2/π)| =|sin-1(1/n)−sin-1(1/n)| =0 となり、理論的にはΔθが無限小まで、高精度で
方位角を検出することが可能であることを示して
いる。したがつて本発明によれば、従来の合成開
口レーダのデータ処理、あるいは従来の方向探知
法による方位角決定精度より高い精度が得られ
る。
〔発明の効果〕
以上、実施例に基づいて説明したように、本発
明は、合成開口レーダの画像化処理時に、2つの
合成開口ビームを形成し、それによつて形成され
る極めて幅の狭い「ヌル幅」を利用して、所定タ
ーゲツトの方位角を決定するものであるから、従
来の合成開口レーダの画像データ処理法に比べ、
極めて高い精度で方位角を決定することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、一般の合成開口レーダの原理を説明
する図、第2図は、合成開口レーダで形成される
合成開口ビームを示す図、第3図は、従来のアド
コツクアンテナを用いた方向探知方法を説明する
図、第4図は、本発明の合成開口レーダのデータ
処理法に用いる方向探知方法による合成開口ビー
ムの形成態様を示す図、第5図は、素子数2のア
レインアンテナのフイールドパターンを説明する
図、第6図は、間引いて素子間隔をnd0としグレ
ーテイングローブが形成された場合のフイールド
パターンとヌル幅を示す図である。 図において、1は実開口ビーム、2は合成開口
ビーム、2-1,2-2は切込みを形成するため形成
された合成開口ビームを示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 人工衛星等の飛翔体に搭載される合成開口レ
    ーダにおいて、エコー信号の画像化処理時に、鋭
    い切込みをもつように2つの合成開口ビームを等
    価的に形成し、その切込み方向を利用して目標点
    の方位角の決定を行なうことを特徴とする合成開
    口レーダのデータ処理法。
JP59142428A 1984-07-11 1984-07-11 合成開口レ−ダのデ−タ処理法 Granted JPS6122274A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59142428A JPS6122274A (ja) 1984-07-11 1984-07-11 合成開口レ−ダのデ−タ処理法

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JPS6122274A JPS6122274A (ja) 1986-01-30
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022185379A1 (ja) * 2021-03-01 2022-09-09 三菱電機株式会社 角度幅推定装置、角度幅推定方法及び目標測角装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0449285Y2 (ja) * 1986-02-19 1992-11-19
US5169593A (en) * 1989-11-03 1992-12-08 General Electric Company Control rod drive handling tools for nuclear reactor
JP4541120B2 (ja) * 2004-12-09 2010-09-08 三菱電機株式会社 レーダ装置
JP4541189B2 (ja) * 2005-03-02 2010-09-08 三菱電機株式会社 レーダ装置
US7362268B2 (en) * 2005-05-11 2008-04-22 Qualcomm Inc Method for detecting navigation beacon signals using two antennas or equivalent thereof
CN105676190B (zh) * 2015-12-31 2018-07-24 中国科学院电子学研究所 一种校正合成孔径雷达回波数据的方法和装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022185379A1 (ja) * 2021-03-01 2022-09-09 三菱電機株式会社 角度幅推定装置、角度幅推定方法及び目標測角装置
JPWO2022185379A1 (ja) * 2021-03-01 2022-09-09

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