JPH0329881A - 合成開口レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は合成開口レーダ装置に係り、特に観測幅の変更
制御技術に関する。

（従来の技術） 周知のように、合成開口レーダ装置は航空機や人工衛星
等に搭載され、パルス圧縮技術および合成開口技術を用
いて地表面の高分解能な画像を得る映像レーダ装置であ
って、曇天や夜間でも地表を観測することが可能である
。

この合成開口レーダ装置は、基本的には第４図に示すよ
うに、送信部４１と、送受切替器であるサーキュレータ
４２と、アンテナ部４３と、受信部４４と、信号処理部
４５とで構或される。

送信部４１は、一定周期１／ＰＲＦ　（ＰＲＦ　：パル
ス繰り返し周波数）で発生するＰＲＦ　｝リガ信号（第
５図（１））に応答して送信信号（第５図（２））であ
るチャープ信号（直線周波数変調信号）をサーキュレー
タ４２を介したアンテナ部４３がら地表へ向けて放射す
る。

地表で反射した散乱波は再びアンテナ部４３で受信され
、サーキュレータ４２を介した受信部４４で同期検波さ
れ■ビデオ信号とＱビデオ信号の２チャネルからなる受
信信号（第５図（３））が形戒され、これが信号処理部
４５でディジタル化処理を受け伝送系データとして送出
される，信号処理部４５は、従来、例えば第６図に示す
ように、受信信号のエビデオ信号とＱビデオ信号をそれ
ぞれ独立に高速にＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部６１ａ，
同６ｌｂと、このＡ／Ｄ変換部（６１ａ，６ｌｂ＞が出
力する高速データを伝送系のデータ伝送速度と整合させ
るデータストレッチ部６２と、このデータストレッチ部
６２の出力データに画像袖正等に必要なテレメＩ〜リデ
ータを付加した所定フォーマットの伝送系データを形成
し出力するフォーマッタ部６３とで基本的に構成され、
この伝送系データは、第５図（４）に示すように、１／
ＰＲＦの時間内に伝送される。

即ち、従来の信号処理部は一定の量子化ビッ１へ数でも
って受信信号をディジタル化し、それをデータ伝送速度
に整合させる機能を有している。

（発明が解決しようとずる課Ｍ） ところで、周知のように、合成開口レーダ装置によって
観測収得された画像情報は所定のユーザに配布されその
利用に供されるのであるが、ユーザの画像情報の利用形
態には、例えば画品質はそれ程重要ではないができるだ
け広い範囲の画像情報を必要とする、あるいは、観測範
囲は狭くても良いからできるだけ高品質の画像情報を必
要とする等各種のものがある。しかし、従来の合成開口
レーダ装置にあっては、その信号処理部が一定の量子化
ビット数でもって受信信号をデイジタル化し、それをデ
ータ伝送速度に整合させる機能を有するのみであるので
、このようなユーザの多様な要求に応えることができな
いという問題点がある。

ここに、観測範囲はデータ量と関係し、画質は量子化ビ
ット数と関係し、共に伝送系のデータ伝送速度と一定の
関係があるので、以下若干の説明を加える。

第５図（４）に示すように信号処理部の出力信号（伝送
系データ）は１／ＰＲＦ時間内に伝送する必要があるか
ら、データ伝送速度をＤＲ、Ａ／Ｄ変換時のサンプリン
グ周波数をＳＦ、パルス繰り返し周波数をＰＲＦ、量子
化ビット数をＢ、受信時間をΔＴとすると次の式（１）
の関係が成立する。

ＤＲ触ＳＦ−ΔＴ　−　Ｐ　Ｒ　Ｆ　−　Ｂ　−　２　
（ｃｈ）　　　−−−−−−（１　）なお、２（ｃｈ）
は受信信号が■ビデオ信号とＱビデオ信号とからなるこ
とを示し、サンプリング周波数ＳＦは、ΔＦを帯域幅と
すれば、ＳＦ＝ｋ・ΔＦ　　　　　　　　・一・−・・
・−・（２）と表される。ここに、ｋはシステムマージ
ンである。ΔＦは光速をＣ、距離分解能をδ，とすれば
、ΔＦ−±・通土　　　−−−−−−−（３）２　π　
δｒ で表される。また、受信時間ΔＴは観測範囲を規定する
ものであり、第７図に示すように、観測幅がＷである場
合の各種量を定めると、 Δ丁−−２−（Ｒｆ−Ｒｎ）＋τ１ Ｃ （４） と示される。なお、τ量は送信パルス幅である。

要するに、式（１）から明らかなように観測幅Ｗや量子
化ビット数Ｂを大きくすることはデータ伝送速度ＤＲを
大きくずることを意味するのである。しかし、データ伝
送速度は伝送系固有のものとして定められ、これに変更
を加えることは容易でない。

本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、そ
の目的は、データ伝送速度を太きぐずることなくユーザ
の多様な要求に柔軟に対応できる合成開口レーダ装置を
提供することにある。

（課題を解決するための手段〉 前記目的を達成するために、本発明の合成開口レーダ装
置は次の如き′ｎｔｉ戒を有する。

即ち、本発明の合成開口レーダ装置は、航空機や人工衛
星等の飛翔体に搭載される合成開口レーダ装置において
、その信号処理部が、当該装置が観測取得したレーダ信
号をＡ／Ｄ変換クロック信号に従って高速にＡ／Ｄ変換
するＡ／Ｄ変換部と；　前記Ａ／Ｄ変換部が出力する高
速データ中の任意数ビットを観測幅制御信号に従って選
択出力する観測幅設定部と；　前記観測幅設定部が出力
する高速データを伝送系のデータ伝送速度と整合させる
データストレッチ部と；　前記データストレッチ部の出
力データに画像補正等に必要なテレメトリ信号を付加し
た所定のフォーマットの伝送系データを形成し出力する
フ才一マッタ部と；受信された観測幅指定コマンド信号
をデコードするコマンドデコーダ部と；　前記コマンド
デコーダ部の出力を受けて前記Ａ／Ｄ変換クロック信号
と前記観測幅制御信号および帯域幅制御信号を形成出力
するとともに、前記データストレッチ部や前記フ才一マ
ッタ部の動作制御を行う制御部と；で構成され、かつ、
送信部が、送信信号の信号帯域幅を前記帯域幅制御信号
に従って変更設定するように構成してあること；　を特
徴とするものである。

（作　用） 次に、前記の如く構成される本発明の合成開口レーダ装
置の作用を説明する。

コマンドデコーダ部の出力を受けた制御部では、Ａ／Ｄ
変換部に対しては指定の観測幅に対応した区間において
のみＡ／Ｄ変換動作を行わせるＡ／Ｄ変換クロック信号
を出力し、また観測幅設定部に対しては指定の任意数ビ
ットを選択させる観測幅制御信号を出力するとともに、
送信部に対し帯域幅制御信号を出力する。

ここに、コマンド信号は飛翔体が人工衛星の場合には地
上からの指令信号であり、本発明ではこのコマンド信号
を利用して観測幅の指定を行う。

つまり、コマンド信号を利用するとは、既存の伝送系の
データ伝送速度に変更を加えない、具体的に言えば、そ
のデータ伝送速度を上限として指定を行うことを意味す
る。従って、指定する観測幅が広いときは信号帯域幅は
小さ目に設定され、逆に狭い観測幅では信号帯域幅は太
き目に設定されることになる。なお、レンジ分解能は信
号帯域幅に反比例する点注意する必要がある。

以上要するに、観測幅と信号帯域幅を観測対象に合わせ
て任意に選択することができるようにしたので、データ
伝送速度を増大させることなく高分解能モードと広域観
測モードの切り替えができる合成開口レーダ装置を実現
でき、ユーザの多様な要求に柔軟に対応できることとな
る。

（実　施　例〉 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る合成開口レーダ装置の
構成例を示す。この合成開口レーダ装置は、楕成要素的
には第４図に示すものと同様であるが、信号処理部２５
がＡ／Ｄ変換部１ａ，同１ｂと、観測幅設定部４と、デ
ータストレッチ部７と、フォーマッタ部つと、コマンド
デコーダ部１３と、制御部１８とで基本的に構成してあ
る点と、送信部２６が信号処理部２５と一定の関係があ
る点とにおいて異なる。

コマンドデコーダ部１３は、地上がら送信されて来た観
測幅を指定するコマンド信号１４を受けてデコードし、
その結果である制御信号１５を制御部１８へ出力する。

制御部１８は、当該信号処理部全体の制御を行うもので
、送信部２６からｃｗ信号（即ち単一周波数の信号）お
よび送信パルス４こ同期するために必要なトリガ信号２
ｌが与えられ、ｃｗ信号２１に基づきＡ，／Ｄ変換クロ
ック信号１６、観測幅制御信号１７、制御信号１つ，同
２０をそれぞれ発生し、対応ずる各部へ出力する。ここ
に、Ａ／Ｄ変換クロック信号１６と観測幅制御信号１７
の各内容はコマンドデコーダ部１３からの制御信号１５
の内容に従ったものとなる。

Ａ／Ｄ変換部１ａは受信信号であるＩビデオ信号２を、
Ａ／Ｄ変換部１ｂは受信信号であるＱビデオ信号３をそ
れぞれ制御部１８からのＡ／Ｄ変換クロック信号１６に
従って高速にディジタル化する。ここに、Ａ／Ｄ変換ク
ロック信号と受信信号の関係は第２図に示すようになる
。第２図（３〉は観測幅が狭い場合、第２図（４）は観
測幅が広い場合のＡ／Ｄ変換クロック信号を示し、受信
信号（第２図（２）〉との位置関係に注目すればその意
義が明らかとなる。即ち、Ａ／Ｄ変換部１ａ，同１ｂは
従来のように受信信号の全てについてディジタル化処理
をするのではなく、受信信号の中の観測幅に対応した部
分のみの受信信号を対象とするのである。サンプリング
周波数が観測幅に応じて切り替えられたのである。

観測幅設定部４は、Ａ／Ｄ変換部１ａの出力データ５お
よびＡ／Ｄ変換部１ｂの出力データ６を受けて、これか
ら観測幅制御信号１７に従って所定数ビットを選択し、
その選択したビット情報８をデータストレッチ部７へ出
力する。

以後は従来と同様であって、フォーマツタ部９からは伝
送系データ１２が同期信号１１に同期して出力される。

なお、テレメトリデータ２２は、例えば人工衛星では、
その姿勢制御に関する情報であって、これは画像補正に
必要であることは周知の通りである。

以上は送信部２６の送信信号の信号帯域幅が所定値の場
合であるが、本発明では送信信号の信号帯域幅を変更で
きるようにしてある。

即ち、制御部１８は、コマンドデコーダ部１３からの制
御信号１５の内容に従った帯域幅切替制御信号２３を形
戒し、それを送信部２６へ出力する。これにより、送信
部２６は送信信号の信号帯域幅を周知の技術によって変
更する。例えば表面波遅延素子の変更を行うのである。

ここに、観測幅と信号帯域幅の関係は例えば第３図に示
すようになっている。第３図において、横軸は信号帯域
幅（Ｂｌ〜Ｂ５）、縦軸はデータ伝送速度（ＤＲＩ，Ｄ
Ｒ２）、直線Ｗ１〜同Ｗ４は選択可能な観測幅である。

今、データ伝送速度がＤＲＩである場合、観測幅をＷ２
に設定すると、データ伝送速度がＤＲＩを越えない範囲
の信号帯域幅としてはＢｌ，Ｂ２．Ｂ３，Ｂ４が選択で
きる。一方、観測幅がＷ３に増加すると、データ伝送速
度がＤＲＩを越えない範囲で選択可能な信号１１ 帯域幅はＢｌ．Ｂ２のみとなる。

つまり、送信部２６では、広い観測幅が指定された場合
には信号帯域幅を狭くし、逆に狭い観測幅指定に対し信
号帯域幅を広くすることが可能である。レンジ分解能は
信号帯域幅に反比例するから、広い観測幅では低分解能
、狭い観測幅では高分解能の画像データが取得されるこ
とになる。

なお、送信部２６において信号帯域幅が変更されると、
これに対応して制御部１８へ出力するＣＷ信号２１も変
更される。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の合成開口レーダ装置によ
れば、観測対象に合わせて観測幅と信号帯域幅を任意に
選択できるようにしたので、データ伝送速度を増大させ
ることなくレンジ分解能と観測領域を選択でき、ユーザ
の多様な要求に柔軟に対応できる合成開口レーダ装置を
提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る合戊開口レー１　２ ダ装置の構成ブロック図、第２図はＡ／Ｄ変換クロック
と受信信号の関係を示すタイムチャート、第３図は観測
幅と信号帯域幅との関係図、第４図は合成開口レーダ装
置の一般的構成ブロック図、第５図は送受信タイムチャ
ート、第６図は従来の信号処理回路の構戒ブロック図、
第７図はジオメトリ図である。 ｌａ，ｌｂ・・・・・・Ａ／Ｄ変換部、　４・・・・・
・観測幅設定部、　７・・・・・・データスｌ−レツチ
部、　９・・・・・フ才一マッタ部、　　１３　・・・
・コマンドデコーダ部、１８・・・・・・制御部、　２
６・・・・・・送信部、　４２・・・・・サーキュレー
タ、　４３・・・・・・アンテナ部、４４・・・・・・
受信部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　航空機や人工衛星等の飛翔体に搭載される合成開口レ
   ーダ装置において、その信号処理部が、当該装置が観測
   取得したレーダ信号をＡ／Ｄ変換クロック信号に従って
   高速にＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部と；前記Ａ／Ｄ変換
   部が出力する高速データ中の任意数ビットを観測幅制御
   信号に従って選択出力する観測幅設定部と；前記観測幅
   設定部が出力する高速データを伝送系のデータ伝送速度
   と整合させるデータストレッチ部と；前記データストレ
   ッチ部の出力データに画像補正等に必要なテレメトリ信
   号を付加した所定のフォーマットの伝送系データを形成
   し出力するフォーマッタ部と；受信された観測幅指定コ
   マンド信号をデコードするコマンドデコーダ部と；前記
   コマンドデコーダ部の出力を受けて前記Ａ／Ｄ変換クロ
   ック信号と前記観測幅制御信号および帯域幅制御信号を
   形成出力するとともに、前記データストレッチ部や前記
   フォーマッタ部の動作制御を行う制御部と；で構成され
   、かつ、その送信部が、送信信号の信号帯域幅を前記帯
   域幅制御信号に従って変更設定するように構成してある
   こと；を特徴とする合成開口レーダ装置。