JPH04223288A - 合成開口面レーダ画像用位相差自動焦点合わせ - Google Patents
合成開口面レーダ画像用位相差自動焦点合わせInfo
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- JPH04223288A JPH04223288A JP3090025A JP9002591A JPH04223288A JP H04223288 A JPH04223288 A JP H04223288A JP 3090025 A JP3090025 A JP 3090025A JP 9002591 A JP9002591 A JP 9002591A JP H04223288 A JPH04223288 A JP H04223288A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S13/00—Systems 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
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
- G01S13/9004—SAR image acquisition techniques
- G01S13/9011—SAR image acquisition techniques with frequency domain processing of the SAR signals in azimuth
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
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- G01S13/9019—Auto-focussing of the SAR signals
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- Complex Calculations (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Image Analysis (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に、超高分解能合成
開口面レーダ用画像の焦点合わせの分野に関する。特に
本発明は、画像の焦点修正を可能にする範囲を圧縮され
た合成開口面レーダデータからの２次および３次の位相
エラーの自動的な見積りおよび修正のためのシステムお
よび方法を提供する。
開口面レーダ用画像の焦点合わせの分野に関する。特に
本発明は、画像の焦点修正を可能にする範囲を圧縮され
た合成開口面レーダデータからの２次および３次の位相
エラーの自動的な見積りおよび修正のためのシステムお
よび方法を提供する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】高分
解能合成開口面レーダ（ＳＡＲ）は長い範囲での詳細な
地面の地図作成のために使用される。焦点合わせされた
画像を生成するために補償された動きであったＳＡＲ画
像用データアレイは、結果として焦点合わせされていな
い或いは不鮮明にされた画像を生じさせる残留位相エラ
ーをなおも含み得る。乱気流、飛行機の速度或いは慣性
プラットフォームデータのエラー、および地形の高さの
変化のようないくつかの影響は、このエラーを創製し得
る。しかしエラーの支配的な源は、慣性航法システム固
有の限界によって引き起こされた飛行機の誤って感知さ
れた動きである。
解能合成開口面レーダ（ＳＡＲ）は長い範囲での詳細な
地面の地図作成のために使用される。焦点合わせされた
画像を生成するために補償された動きであったＳＡＲ画
像用データアレイは、結果として焦点合わせされていな
い或いは不鮮明にされた画像を生じさせる残留位相エラ
ーをなおも含み得る。乱気流、飛行機の速度或いは慣性
プラットフォームデータのエラー、および地形の高さの
変化のようないくつかの影響は、このエラーを創製し得
る。しかしエラーの支配的な源は、慣性航法システム固
有の限界によって引き起こされた飛行機の誤って感知さ
れた動きである。
【０００３】位相エラーの自動的な見積りおよび補償は
、いくつかの技術を使用して古典的なやり方で得られて
きた。残留位相エラーは２次或いはより高次の多項式に
よって示し得ると仮定され、そして各々の自動焦点技術
は仮定された多項式関数の係数を見積ることを試みてい
る。この位相エラーの見積りは、通常ＳＡＲアレイの複
数のサブアレイへの分割を含む。１つの例は、Ｈｅｒｍ
ａｎ等による米国特許第 ４，２１９，８１１号明細書
に記載された位相比較法である。Ｈｅｒｍａｎの技術は
ＳＡＲアレイから形成される３つの各サブアレイからの
ベクトルの和を創製する。位相修正項は、第１のサブア
レイベクトルの和の端部と他のサブアレイベクトルの和
の端部の位相角を比較し、この２つの和の角度を２等分
し、そしてそれを中央サブアレイの和の位相と比較する
ことによって導出される。
、いくつかの技術を使用して古典的なやり方で得られて
きた。残留位相エラーは２次或いはより高次の多項式に
よって示し得ると仮定され、そして各々の自動焦点技術
は仮定された多項式関数の係数を見積ることを試みてい
る。この位相エラーの見積りは、通常ＳＡＲアレイの複
数のサブアレイへの分割を含む。１つの例は、Ｈｅｒｍ
ａｎ等による米国特許第 ４，２１９，８１１号明細書
に記載された位相比較法である。Ｈｅｒｍａｎの技術は
ＳＡＲアレイから形成される３つの各サブアレイからの
ベクトルの和を創製する。位相修正項は、第１のサブア
レイベクトルの和の端部と他のサブアレイベクトルの和
の端部の位相角を比較し、この２つの和の角度を２等分
し、そしてそれを中央サブアレイの和の位相と比較する
ことによって導出される。
【０００４】別の例は、Ｃ．Ｅ．Ｍａｎｃｉｌｌ とＪ
．Ｍ．Ｓｗｉｇｅｒによって１９８１年６月の２７ｔｈ
Ｔｒｉ−ｓｅｒｖｉｃｅＲａｄａｒ Ｓｙｍｐｏｓｉ
ｕｍ Ｒｅｃｏｒｄｓに記載された地図のズレを自動焦
点合わせする方法である。この方法では、多重低分解能
画像がＳＡＲアレイから形成されたサブアレイから生成
される。そして低分解能画像は相関されて、相対的なシ
フトを決定する。サブアレイから形成された画像の間の
１組の相対的シフト或いは“ズレ”はそこで処理されて
、仮定された多項式の係数を生成する。
．Ｍ．Ｓｗｉｇｅｒによって１９８１年６月の２７ｔｈ
Ｔｒｉ−ｓｅｒｖｉｃｅＲａｄａｒ Ｓｙｍｐｏｓｉ
ｕｍ Ｒｅｃｏｒｄｓに記載された地図のズレを自動焦
点合わせする方法である。この方法では、多重低分解能
画像がＳＡＲアレイから形成されたサブアレイから生成
される。そして低分解能画像は相関されて、相対的なシ
フトを決定する。サブアレイから形成された画像の間の
１組の相対的シフト或いは“ズレ”はそこで処理されて
、仮定された多項式の係数を生成する。
【０００５】位相比較法は今日ではめったに使用されな
いが、それは２次位相修正を実行でき且つほぼ±１８０
゜の到達範囲を有する。地図のズレの方法は非常に大
きな到達範囲を有し、そして２次位相エラーに加えてよ
り高いオーダの位相エラーを見積るためにしばしば使用
される。記載された両者の方法によって提供された焦点
修正は、もし基本的な位相エラーが多項式によって正確
に示されることができれば、ＳＡＲ画像を有意義に改善
するであろう。
いが、それは２次位相修正を実行でき且つほぼ±１８０
゜の到達範囲を有する。地図のズレの方法は非常に大
きな到達範囲を有し、そして２次位相エラーに加えてよ
り高いオーダの位相エラーを見積るためにしばしば使用
される。記載された両者の方法によって提供された焦点
修正は、もし基本的な位相エラーが多項式によって正確
に示されることができれば、ＳＡＲ画像を有意義に改善
するであろう。
【０００６】地図のズレを自動焦点合わせする方法では
、画像はサブアレイから形成されそしてペアワイズ（ｐ
ａｉｒｗｉｓｅ）相関されて相関関数を形成する。基本
的な位相エラーの正確な決定は、相関関数内に明確に規
定されたピークの存在に大きく依存する。しかし相関関
数は処理されるＳＡＲの場所に敏感である。もし人工標
的のような非常に区別し易い標的がその場所に存在する
ならば、相関関数のピークの大きさが明らかにされそし
て位相エラーはその明確に規定されたピークに基き正確
に見積られることができる。しかし、もしＳＡＲの場所
が背景乱反射を含みそして人工標的がないならば、相関
関数は非常に平らになる。結果としてピークの位置は正
確に決定されることができず、位相修正はエラーを生ず
るであろう。
、画像はサブアレイから形成されそしてペアワイズ（ｐ
ａｉｒｗｉｓｅ）相関されて相関関数を形成する。基本
的な位相エラーの正確な決定は、相関関数内に明確に規
定されたピークの存在に大きく依存する。しかし相関関
数は処理されるＳＡＲの場所に敏感である。もし人工標
的のような非常に区別し易い標的がその場所に存在する
ならば、相関関数のピークの大きさが明らかにされそし
て位相エラーはその明確に規定されたピークに基き正確
に見積られることができる。しかし、もしＳＡＲの場所
が背景乱反射を含みそして人工標的がないならば、相関
関数は非常に平らになる。結果としてピークの位置は正
確に決定されることができず、位相修正はエラーを生ず
るであろう。
【０００７】さらに、もし相関関数がバイアスされたタ
イプであるように形成され、そしてＳＡＲの場所が人工
標的を含まないならば、ＤＣフィルタ応答は“本当の”
ピークを遮蔽して他のすべての相関値を抑制することが
あり得る。もし偽のピークが検知されるならば、結果と
して誤った位相修正が為される。
イプであるように形成され、そしてＳＡＲの場所が人工
標的を含まないならば、ＤＣフィルタ応答は“本当の”
ピークを遮蔽して他のすべての相関値を抑制することが
あり得る。もし偽のピークが検知されるならば、結果と
して誤った位相修正が為される。
【０００８】地図のズレを自動焦点合わせする方法の別
の欠点は、過度の残留位相エラーの存在に対する弱点の
あることである。サブアレイが１つの完全なアレイから
形成されるとき、２次位相エラーは２次的（ｑｕａｄｒ
ａｔｉｃａｌｌｙ ）に減少される。しかし、もし元の
完全なアレイが非常に大量の２次位相エラーを有するな
らば、サブアレイ上のエラーは結果として生じる画像に
過度な焦点ずれを起こさせるのに十分な程なおも多くあ
り得て、それ故に相関関数のピークを平らにさせる。地
図のズレの方法は通常、反復焦点合わせを実行すること
によってこの欠点を回避せねばならない。
の欠点は、過度の残留位相エラーの存在に対する弱点の
あることである。サブアレイが１つの完全なアレイから
形成されるとき、２次位相エラーは２次的（ｑｕａｄｒ
ａｔｉｃａｌｌｙ ）に減少される。しかし、もし元の
完全なアレイが非常に大量の２次位相エラーを有するな
らば、サブアレイ上のエラーは結果として生じる画像に
過度な焦点ずれを起こさせるのに十分な程なおも多くあ
り得て、それ故に相関関数のピークを平らにさせる。地
図のズレの方法は通常、反復焦点合わせを実行すること
によってこの欠点を回避せねばならない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は従来の技術の欠
点を排除して、多量の２次位相エラーを有する場所にお
いても、そして人工標的がほとんどないか或いは全くな
い活気のない場所においてさえも位相エラー決定のため
の鋭敏な応答を提供する。
点を排除して、多量の２次位相エラーを有する場所にお
いても、そして人工標的がほとんどないか或いは全くな
い活気のない場所においてさえも位相エラー決定のため
の鋭敏な応答を提供する。
【００１０】２次位相エラーの見積りのために２つのサ
ブアレイが形成される。各サブアレイは、範囲を圧縮さ
れたＳＡＲアレイを具備する記憶されたデータの部分集
合である。第１のサブアレイは“完全な”アレイの第１
の半分から成り、第２のサブアレイは第２の半分から成
る。乗積アレイは第１のサブアレイの共役と第２のサブ
アレイとを乗算することによって得られる。範囲の圧縮
の際に印加された適合縮尺は補償され、サイドローブ抑
制ウェイト（ｗｅｉｇｈｔ）が印加され、そして交番す
る符号が乗積アレイの連続する要素上に加えられてＦＦ
Ｔフィルタバンクに関する次のＦＦＴフィルタ出力を中
心に置く。
ブアレイが形成される。各サブアレイは、範囲を圧縮さ
れたＳＡＲアレイを具備する記憶されたデータの部分集
合である。第１のサブアレイは“完全な”アレイの第１
の半分から成り、第２のサブアレイは第２の半分から成
る。乗積アレイは第１のサブアレイの共役と第２のサブ
アレイとを乗算することによって得られる。範囲の圧縮
の際に印加された適合縮尺は補償され、サイドローブ抑
制ウェイト（ｗｅｉｇｈｔ）が印加され、そして交番す
る符号が乗積アレイの連続する要素上に加えられてＦＦ
Ｔフィルタバンクに関する次のＦＦＴフィルタ出力を中
心に置く。
【００１１】乗積アレイはゼロによって伸張されて選択
されたＦＦＴサイズに基くアレイサイズを提供する。そ
してＦＦＴはゼロで満たされた乗積アレイ上で実行され
る。そして各ＦＦＴフィルタの大きさは計算されて相関
関数を形成する。２つのサブアレイから乗積アレイを形
成し、ＦＦＴを実行し、そして大きさを検知されたＦＦ
Ｔフィルタを計算して相関関数を形成するというこの処
理は、範囲を圧縮されたＳＡＲデータの各範囲区切（ｂ
ｉｎ ）に対して繰り返される。相関関数が形成される
とき、それらは範囲区切の総数にわたって統合される。
されたＦＦＴサイズに基くアレイサイズを提供する。そ
してＦＦＴはゼロで満たされた乗積アレイ上で実行され
る。そして各ＦＦＴフィルタの大きさは計算されて相関
関数を形成する。２つのサブアレイから乗積アレイを形
成し、ＦＦＴを実行し、そして大きさを検知されたＦＦ
Ｔフィルタを計算して相関関数を形成するというこの処
理は、範囲を圧縮されたＳＡＲデータの各範囲区切（ｂ
ｉｎ ）に対して繰り返される。相関関数が形成される
とき、それらは範囲区切の総数にわたって統合される。
【００１２】範囲区切にわたる相関関数の統合の後、ピ
ークが検知されその位置が決定される。補間が実行され
てピークの位置を正確に見積る。中央から端部への２次
位相エラーはそのとき定数Ｍ２ ／（４ＬＫ）をピーク
の位置に乗算することによって計算される。ここで（２
Ｍ＋１）はＳＡＲアレイ内の方位線の数を示し、Ｌは方
位線の数に換算した完全なアレイの中心とサブアレイの
中心との間の距離であり、そしてＫはＦＦＴのサイズに
等しい。
ークが検知されその位置が決定される。補間が実行され
てピークの位置を正確に見積る。中央から端部への２次
位相エラーはそのとき定数Ｍ２ ／（４ＬＫ）をピーク
の位置に乗算することによって計算される。ここで（２
Ｍ＋１）はＳＡＲアレイ内の方位線の数を示し、Ｌは方
位線の数に換算した完全なアレイの中心とサブアレイの
中心との間の距離であり、そしてＫはＦＦＴのサイズに
等しい。
【００１３】２次および３次位相エラーを同時に見積る
ために、３つのサブアレイが形成される。最初の２つの
サブアレイは、２次位相エラーのみを見積るために先に
記載された同じ方法で正確に形成される。第３のサブア
レイは完全なアレイの中央部分から形成される。
ために、３つのサブアレイが形成される。最初の２つの
サブアレイは、２次位相エラーのみを見積るために先に
記載された同じ方法で正確に形成される。第３のサブア
レイは完全なアレイの中央部分から形成される。
【００１４】乗積アレイは第１のサブアレイの共役と第
３のサブアレイとを乗算することによって得られる。適
合縮尺は補償され、サイドローブ抑制ウェイトが印加さ
れ、そして交番するサインが乗積アレイの連続する要素
上に加えられてＦＦＴフィルタ出力を中心に置く。同様
に第２の乗積アレイは、適合縮尺補償とスライドローブ
抑制ウェイトと交番するサインの同様の適用によって、
第２のサブアレイを第３のサブアレイの共役に乗算する
ことによって得られる。
３のサブアレイとを乗算することによって得られる。適
合縮尺は補償され、サイドローブ抑制ウェイトが印加さ
れ、そして交番するサインが乗積アレイの連続する要素
上に加えられてＦＦＴフィルタ出力を中心に置く。同様
に第２の乗積アレイは、適合縮尺補償とスライドローブ
抑制ウェイトと交番するサインの同様の適用によって、
第２のサブアレイを第３のサブアレイの共役に乗算する
ことによって得られる。
【００１５】各乗積アレイはゼロによって伸張して選択
されたＦＦＴサイズに基いたアレイサイズを提供する。 そしてＦＦＴが実行される。そしてＦＦＴフィルタは大
きさを検知されて相関関数を形成する。オプションとし
て、相関関数はＦＦＴへの入力データの大きさの合計に
よって標準化されることができる。
されたＦＦＴサイズに基いたアレイサイズを提供する。 そしてＦＦＴが実行される。そしてＦＦＴフィルタは大
きさを検知されて相関関数を形成する。オプションとし
て、相関関数はＦＦＴへの入力データの大きさの合計に
よって標準化されることができる。
【００１６】範囲を圧縮されたＳＡＲデータの各範囲区
切に対して、この処理は両方の乗積アレイに対して繰り
返される。相関関数が形成されるとき、それらは範囲区
切にわたって統合される。すべての範囲区切にわたって
相関関数が統合された後、ピークは検知され、両方の相
関関数に対してその位置がその位置が決定される。補間
が実行されてピークの位置が正確に見積られる。
切に対して、この処理は両方の乗積アレイに対して繰り
返される。相関関数が形成されるとき、それらは範囲区
切にわたって統合される。すべての範囲区切にわたって
相関関数が統合された後、ピークは検知され、両方の相
関関数に対してその位置がその位置が決定される。補間
が実行されてピークの位置が正確に見積られる。
【００１７】中心から端部への２次位相エラーは第１の
乗積アレイに対するピーク位置と第２の乗積アレイに対
するピーク位置との合計を定数Ｍ２ ／（４ＬＫ）で乗
算することによって計算されるが、一方中心から端部へ
の３次位相エラーは第１の乗積アレイに対するピーク位
置から第２の乗積アレイに対するピーク位置を引いた差
の負数を定数Ｍ３ ／（６Ｌ２ Ｋ）で乗算することに
よって計算される。
乗積アレイに対するピーク位置と第２の乗積アレイに対
するピーク位置との合計を定数Ｍ２ ／（４ＬＫ）で乗
算することによって計算されるが、一方中心から端部へ
の３次位相エラーは第１の乗積アレイに対するピーク位
置から第２の乗積アレイに対するピーク位置を引いた差
の負数を定数Ｍ３ ／（６Ｌ２ Ｋ）で乗算することに
よって計算される。
【００１８】
【実施例】本発明は、長さＴの１つの合成アレイ上の位
相変化を検査することによって理解されることができる
。もし−Ｔ／２≦ｔ≦Ｔ／２の間隔にわたって位相変化
をφ（ｔ）で表すとすると、アレイの中心は時間ｔ＝０
にある。もし奇数のデータ箇所が間隔Ｔにわたって均一
にサンプルされるとすると、アレイの長さは２＊ Ｍ＋
１と示すことができる。そのとき完全なアレイは間隔−
Ｍ≦ｍ≦Ｍに対してｓ（ｍ）＝σｅ ｊφ（ｍ） によ
って示され、ここでσが大きさを、φ（ｍ）が位相を示
す。位相変化は多項式φ（ｍ）＝２π（Ａ＋Ｂｍ＋Ｃｍ
２ ）と考えられることができる。ここでＡ，Ｂおよび
Ｃが未知の定数である。中心から端部への２次位相エラ
ーは２πＣＭ２ であり、そして２次の係数Ｃによって
特徴付けられる。
相変化を検査することによって理解されることができる
。もし−Ｔ／２≦ｔ≦Ｔ／２の間隔にわたって位相変化
をφ（ｔ）で表すとすると、アレイの中心は時間ｔ＝０
にある。もし奇数のデータ箇所が間隔Ｔにわたって均一
にサンプルされるとすると、アレイの長さは２＊ Ｍ＋
１と示すことができる。そのとき完全なアレイは間隔−
Ｍ≦ｍ≦Ｍに対してｓ（ｍ）＝σｅ ｊφ（ｍ） によ
って示され、ここでσが大きさを、φ（ｍ）が位相を示
す。位相変化は多項式φ（ｍ）＝２π（Ａ＋Ｂｍ＋Ｃｍ
２ ）と考えられることができる。ここでＡ，Ｂおよび
Ｃが未知の定数である。中心から端部への２次位相エラ
ーは２πＣＭ２ であり、そして２次の係数Ｃによって
特徴付けられる。
【００１９】係数Ｃを決定するために２つのサブアレイ
が２Ｎ＋１の長さのｘ（ｎ）およびｙ（ｎ）として形成
されており、そのサブアレイの中心はそれぞれｍ＝−Ｌ
およびｍ＝Ｌに位置付けられている。２つのサブアレイ
は部分的に重なり得る。２つのサブアレイは−Ｎ≦ｎ≦
Ｎの間隔に対して、多項式ｘ（ｎ）＝ｓ（ｎ−Ｌ）＝σ
ｅ ｊφ（ｎ−Ｌ） およびｙ（ｎ）＝ｓ（ｎ＋Ｌ）＝
σｅ ｊφ（ｎ＋Ｌ） である。したがって第１のサブ
アレイ上の位相変化は以下のように書かれ得る。
が２Ｎ＋１の長さのｘ（ｎ）およびｙ（ｎ）として形成
されており、そのサブアレイの中心はそれぞれｍ＝−Ｌ
およびｍ＝Ｌに位置付けられている。２つのサブアレイ
は部分的に重なり得る。２つのサブアレイは−Ｎ≦ｎ≦
Ｎの間隔に対して、多項式ｘ（ｎ）＝ｓ（ｎ−Ｌ）＝σ
ｅ ｊφ（ｎ−Ｌ） およびｙ（ｎ）＝ｓ（ｎ＋Ｌ）＝
σｅ ｊφ（ｎ＋Ｌ） である。したがって第１のサブ
アレイ上の位相変化は以下のように書かれ得る。
【００２０】
φ（ｎ−Ｌ）＝２π［Ａ＋Ｂ（ｎ−Ｌ）＋Ｃ（ｎ−
Ｌ）２ ］同様に、第２のサブアレイ上の位相変化は以
下のように書かれ得る。
Ｌ）２ ］同様に、第２のサブアレイ上の位相変化は以
下のように書かれ得る。
【００２１】
φ（ｎ＋Ｌ）＝２π［Ａ＋Ｂ（ｎ＋Ｌ）＋Ｃ（ｎ＋
Ｌ）２ ］第１のサブアレイの共役複素数と第２のサブ
アレイとを乗算することによって形成された乗積アレイ
は、次のような結果を生じる。
Ｌ）２ ］第１のサブアレイの共役複素数と第２のサブ
アレイとを乗算することによって形成された乗積アレイ
は、次のような結果を生じる。
【００２２】
ｒ（ｎ）＝ｘ＊ （ｎ）ｙ（ｎ）＝σ２ ｅ−ｊφ
（ｎ−Ｌ） ｅ ｊφ（ｎ＋Ｌ） 位相変化に対する等式を展開すると以下のようになる。
（ｎ−Ｌ） ｅ ｊφ（ｎ＋Ｌ） 位相変化に対する等式を展開すると以下のようになる。
【００２３】ｒ（ｎ）＝σ２ ｅ ＋ｊ２π（２ＢＬ＋
４ＣＬｎ）Ｃの値は乗積アレイｒ（ｎ）の高速フーリエ
変換（ＦＦＴ）を実行することによって決定されること
ができる。Ｋ点ＦＦＴに対して、ｋ番目のフィルタは以
下のようにして与えられる。
４ＣＬｎ）Ｃの値は乗積アレイｒ（ｎ）の高速フーリエ
変換（ＦＦＴ）を実行することによって決定されること
ができる。Ｋ点ＦＦＴに対して、ｋ番目のフィルタは以
下のようにして与えられる。
【００２４】
ｎ＝０乃至２Ｎに対して Ｒ（ｋ）＝σ２ Σ｛
ｅ −ｊ２πｋｎ／Ｋｒ（ｎ）｝ｒ（ｎ）を代入し、組
合わせて展開すると、 ｎ＝０乃至２Ｎに対して
Ｒ（ｋ）＝σ２ ｅｊ４πＢＬΣ｛ｅ −ｊ２π（ｋ／
Ｋ−４ＣＬ）ｎ｝或いは形を変えることによって以下の
ようになる。
ｅ −ｊ２πｋｎ／Ｋｒ（ｎ）｝ｒ（ｎ）を代入し、組
合わせて展開すると、 ｎ＝０乃至２Ｎに対して
Ｒ（ｋ）＝σ２ ｅｊ４πＢＬΣ｛ｅ −ｊ２π（ｋ／
Ｋ−４ＣＬ）ｎ｝或いは形を変えることによって以下の
ようになる。
【００２５】
Ｒ（ｋ）＝σ２ ｅｊ４πＢＬｅ−ｊπ２Ｎ（ｋ／
Ｋ−４ＣＬ） ｓｉｎ［π（ｋ／Ｋ−４ＣＬ）
（２Ｎ＋１）］／ ｓｉｎ［π（ｋ
／Ｋ−４ＣＬ）］フィルタに対するピーク応答はｋ＝４
ＣＬＫで位置付けられて、それはγｘｙであると規定さ
れる。フィルタ位置γｘｙは、最大応答を有するフィル
タ間に単純に内挿することによって隔たったフィルタの
断片の中で見積られることができる。結果的に、値Ｃは
Ｃ＝γｘｙ／４ＬＫによって与えられ、そして中心から
端部の２次位相エラーφｑ はφｑ ＝２πＣＭ２ ＝
２πγｘｙＭ２ ／４ＬＫによって与えられる。
Ｋ−４ＣＬ） ｓｉｎ［π（ｋ／Ｋ−４ＣＬ）
（２Ｎ＋１）］／ ｓｉｎ［π（ｋ
／Ｋ−４ＣＬ）］フィルタに対するピーク応答はｋ＝４
ＣＬＫで位置付けられて、それはγｘｙであると規定さ
れる。フィルタ位置γｘｙは、最大応答を有するフィル
タ間に単純に内挿することによって隔たったフィルタの
断片の中で見積られることができる。結果的に、値Ｃは
Ｃ＝γｘｙ／４ＬＫによって与えられ、そして中心から
端部の２次位相エラーφｑ はφｑ ＝２πＣＭ２ ＝
２πγｘｙＭ２ ／４ＬＫによって与えられる。
【００２６】先の誘導はＳＡＲアレイ内に存在するただ
１つの主戻り（ｄｏｍｉｎａｎｔ ｒｅｔｕｒｎ ）に
基く。同様の分析が多重標的に対して誘導されることが
できる。もし２つの標的が仮定されるならば、分析は３
つのピークがＦＦＴによって生成されて、それはγｘｙ
＝４ＣＬＫでの主応答および対になったエコー応答とを
具備する。ある状況では、対になったエコー応答が結果
として主応答の消去を生じさせる。しかし主応答の位置
は常にγｘｙ＝４ＣＬＫであるが、一方対になったエコ
ー応答の位置は変化し得る。レーダビデオデータの容量
およびランダム性はすべてのフィルタにわたって対にな
ったエコー応答を広げる傾向がある一方、γｘｙ＝４Ｃ
ＬＫで主ピーク反応を生成する。
１つの主戻り（ｄｏｍｉｎａｎｔ ｒｅｔｕｒｎ ）に
基く。同様の分析が多重標的に対して誘導されることが
できる。もし２つの標的が仮定されるならば、分析は３
つのピークがＦＦＴによって生成されて、それはγｘｙ
＝４ＣＬＫでの主応答および対になったエコー応答とを
具備する。ある状況では、対になったエコー応答が結果
として主応答の消去を生じさせる。しかし主応答の位置
は常にγｘｙ＝４ＣＬＫであるが、一方対になったエコ
ー応答の位置は変化し得る。レーダビデオデータの容量
およびランダム性はすべてのフィルタにわたって対にな
ったエコー応答を広げる傾向がある一方、γｘｙ＝４Ｃ
ＬＫで主ピーク反応を生成する。
【００２７】２次位相エラーに対する先の分析は拡張さ
れて、より高いオーダの位相エラーを見積り得る。３次
位相エラーは、間隔−Ｍ≦ｍ≦Ｍに対する多項式φ（ｍ
）＝２π（Ａ＋Ｂｍ＋Ｃｍ２ ＋Ｄｍ３ ）で位相変化
を示すことにより決定され得る。ここでＡ，Ｂ，Ｃおよ
びＤが未知の定数である。２次位相エラー２πＣＭ２
および３次位相エラー２πＤＭ３ 或いは同等に係数Ｃ
およびＤが計算されることができる。長さ２Ｍ＋１の完
全なアレイｓ（ｍ）に対して、３つのサブアレイが形成
される；長さ２Ｎ＋１のｘ（ｎ），ｙ（ｎ）およびｚ（
ｎ）であり、それらのサブアレイ中心はそれぞれｍ＝−
Ｌ，ｍ＝Ｌおよびｍ＝０に位置付けられる。サブアレイ
ｘ（ｎ）およびｙ（ｎ）を記載する等式は先に記載され
ており、そして ｚ（ｎ）＝ｓ（ｎ）＝σｅ ｊφ（ｎ） で、これらは
間隔−Ｎ≦ｎ≦Ｎに対する。
れて、より高いオーダの位相エラーを見積り得る。３次
位相エラーは、間隔−Ｍ≦ｍ≦Ｍに対する多項式φ（ｍ
）＝２π（Ａ＋Ｂｍ＋Ｃｍ２ ＋Ｄｍ３ ）で位相変化
を示すことにより決定され得る。ここでＡ，Ｂ，Ｃおよ
びＤが未知の定数である。２次位相エラー２πＣＭ２
および３次位相エラー２πＤＭ３ 或いは同等に係数Ｃ
およびＤが計算されることができる。長さ２Ｍ＋１の完
全なアレイｓ（ｍ）に対して、３つのサブアレイが形成
される；長さ２Ｎ＋１のｘ（ｎ），ｙ（ｎ）およびｚ（
ｎ）であり、それらのサブアレイ中心はそれぞれｍ＝−
Ｌ，ｍ＝Ｌおよびｍ＝０に位置付けられる。サブアレイ
ｘ（ｎ）およびｙ（ｎ）を記載する等式は先に記載され
ており、そして ｚ（ｎ）＝ｓ（ｎ）＝σｅ ｊφ（ｎ） で、これらは
間隔−Ｎ≦ｎ≦Ｎに対する。
【００２８】乗積アレイは以下のようにして再度得られ
る。
る。
【００２９】
ｒｘｙ（ｎ）＝ｘ＊ （ｎ）ｚ（ｎ）＝σ２ ｅ−
ｊφ（ｎ−Ｌ） ｅ ｊφ（ｎ） ＝ σ２ ｅ ＋ｊ２π（
２ＣＬ−３ＤＬ２ ）ｎ ｅ ｊ６π ＤＬｎ２ お
よびｒｚｙ（ｎ）＝ｚ＊ （ｎ）ｙ（ｎ）＝σ２ ｅ−
ｊφ（ｎ） ｅ ｊφ（ｎ＋Ｌ）
＝ σ２ ｅ ＋ｊ２π（２ＣＬ＋３
ＤＬ２ ）ｎ ｅ ｊ６π ＤＬｎ２ 上記の式では定数項は無視されている。何故なら、それ
らはピーク応答の位置或いは形には影響を与えないから
である。
ｊφ（ｎ−Ｌ） ｅ ｊφ（ｎ） ＝ σ２ ｅ ＋ｊ２π（
２ＣＬ−３ＤＬ２ ）ｎ ｅ ｊ６π ＤＬｎ２ お
よびｒｚｙ（ｎ）＝ｚ＊ （ｎ）ｙ（ｎ）＝σ２ ｅ−
ｊφ（ｎ） ｅ ｊφ（ｎ＋Ｌ）
＝ σ２ ｅ ＋ｊ２π（２ＣＬ＋３
ＤＬ２ ）ｎ ｅ ｊ６π ＤＬｎ２ 上記の式では定数項は無視されている。何故なら、それ
らはピーク応答の位置或いは形には影響を与えないから
である。
【００３０】先に記載されたように乗積アレイ上のＫ点
ＦＦＴを使用すると、ピーク応答は以下のように位置付
けられるであろう。
ＦＦＴを使用すると、ピーク応答は以下のように位置付
けられるであろう。
【００３１】
γｘｚ＝（２ＣＬ−３ＣＬ２ ）Ｋおよびγｚｙ＝
（２ＣＬ＋３ＣＬ２ ）Ｋ同様にＣおよびＤに対して等
式を解くと以下のようになる。
（２ＣＬ＋３ＣＬ２ ）Ｋ同様にＣおよびＤに対して等
式を解くと以下のようになる。
【００３２】
Ｃ＝（γｘｚ＋γｚｙ）／４ＬＫおよびＤ＝（γｚ
ｙ−γｘｚ）／６Ｌ２ Ｋそして中心から端部の２次位
相エラーφｑは以下のようにして与えられる。
ｙ−γｘｚ）／６Ｌ２ Ｋそして中心から端部の２次位
相エラーφｑは以下のようにして与えられる。
【００３３】
そして中心から端部の３次位相エラーφｃ は以下のよ
うにして与えられる。
うにして与えられる。
【００３４】
φｃ ＝２πＤＭ３ ＝２π（γｚｙ−γｘｚ）Ｍ
３ ／６Ｌ２ Ｋ上記の分析では、多項式はテイラー級
数として示されてきた。位相関数を特徴付ける際の好ま
しい方法はルジャンドルの多項式によって示される。一
方でテイラー級数を使用することによって単純化された
上記分析は、ルジャンドルの多項式表現に適用すること
も同様に可能である。
３ ／６Ｌ２ Ｋ上記の分析では、多項式はテイラー級
数として示されてきた。位相関数を特徴付ける際の好ま
しい方法はルジャンドルの多項式によって示される。一
方でテイラー級数を使用することによって単純化された
上記分析は、ルジャンドルの多項式表現に適用すること
も同様に可能である。
【００３５】今図面を参照すると、図１は本発明の位相
差自動焦点合わせを含むＳＡＲデータに対する信号の流
れを示す。ビデオ位相経歴（Ｖｉｄｅｏ ｐｈａｓｅ
ｈｉｓｔｏｒｙ ）（ＶＰＨ）データは、動き補償１２
と、範囲補間１４と、方位補間１６と、範囲ＦＦＴ１８
或いは範囲圧縮とに対して操作される。範囲を圧縮され
たデータは、位相エラーを計算する本発明の位相差自動
焦点２０によって作用される。 そのとき位相エラーは続いてより詳細に示されるであろ
う乗算器２２を通してデータから抽出される。データそ
のとき ｌｏｇ検知２６に先立って方位ＦＦＴ２４或い
は方位圧縮のために操作されてＳＡＲ画像を提供する。
差自動焦点合わせを含むＳＡＲデータに対する信号の流
れを示す。ビデオ位相経歴（Ｖｉｄｅｏ ｐｈａｓｅ
ｈｉｓｔｏｒｙ ）（ＶＰＨ）データは、動き補償１２
と、範囲補間１４と、方位補間１６と、範囲ＦＦＴ１８
或いは範囲圧縮とに対して操作される。範囲を圧縮され
たデータは、位相エラーを計算する本発明の位相差自動
焦点２０によって作用される。 そのとき位相エラーは続いてより詳細に示されるであろ
う乗算器２２を通してデータから抽出される。データそ
のとき ｌｏｇ検知２６に先立って方位ＦＦＴ２４或い
は方位圧縮のために操作されてＳＡＲ画像を提供する。
【００３６】範囲を圧縮されたデータは、図２に示すよ
うな方位ラインと範囲区切のアレイの中に含まれる。範
囲圧縮データのアレイ２８は、ｎｒｇｂの範囲区切およ
びｎａｚｌ方位ラインから成る。各範囲区切および方位
ラインの交差は、その範囲区切に対して時間サンプル３
０を提供する。
うな方位ラインと範囲区切のアレイの中に含まれる。範
囲圧縮データのアレイ２８は、ｎｒｇｂの範囲区切およ
びｎａｚｌ方位ラインから成る。各範囲区切および方位
ラインの交差は、その範囲区切に対して時間サンプル３
０を提供する。
【００３７】２次位相エラー見積りに対して、２つ或い
は３つのサブアレイが必要とされる。２次および３次位
相エラーの両者を同時に見積るために、３つ或いはそれ
より多くのサブアレイが必要とされる。本発明では、２
つのサブアレイｘおよびｙは２次位相エラーの場合のみ
のために形成される。２次および３次の場合のため、３
つのサブアレイｘ，ｙおよびｚが形成される。サブアレ
イｘは各範囲区切の時間サンプルの最初の半分から成り
、サブアレイｙは第２の半分から成る。サブアレイｚは
各範囲区切の時間サンプルの中央の半分から成る。サブ
アレイｘとｙとの間は部分的に重ならないと仮定される
。しかし先に記載したように、もし必要ならばサブアレ
イｘおよびｙは部分的に重ねられることができる。
は３つのサブアレイが必要とされる。２次および３次位
相エラーの両者を同時に見積るために、３つ或いはそれ
より多くのサブアレイが必要とされる。本発明では、２
つのサブアレイｘおよびｙは２次位相エラーの場合のみ
のために形成される。２次および３次の場合のため、３
つのサブアレイｘ，ｙおよびｚが形成される。サブアレ
イｘは各範囲区切の時間サンプルの最初の半分から成り
、サブアレイｙは第２の半分から成る。サブアレイｚは
各範囲区切の時間サンプルの中央の半分から成る。サブ
アレイｘとｙとの間は部分的に重ならないと仮定される
。しかし先に記載したように、もし必要ならばサブアレ
イｘおよびｙは部分的に重ねられることができる。
【００３８】図３は、２次位相エラー修正フェーザを決
定するための本発明の要素を示す。サブアレイｘは共役
手段３２によって作動され、乗算器３４を通してサブア
レイｙに組合わせられ、乗積アレイに帰着する。適合縮
尺補償およびＦＦＴのウェイトは、それぞれ乗算器３６
および３８を通して乗積アレイに導入される。適合縮尺
補償が実行されて、範囲圧縮の際のデータの適合縮尺の
影響を除去する。ＦＦＴウェイトは印加されて、サイド
ローブ応答を抑制する。これらの振幅ウェイトづけ関数
は通常は実数でありそして対称的であるので、ピーク応
答の位置は変化しない。交互の正負の符号は乗算器４０
を通して乗積アレイの中へと誘導され、ＤＣ応答をＦＦ
Ｔフィルタバンク内の中心に置く。ゼロ充填４２はアレ
イに遂行されてアレイをフィルタバンクのサイズに整合
させ、そしてアレイはＦＦＴ４４によって作用される。 ＦＦＴフィルタはそのとき４６で大きさを検知されて相
関関数を形成する。結果として生じた相関関数は、ＦＦ
Ｔへの入力上の大きさ検知４８を実行し、大きさ検知の
合計の逆数を５０で採り、そして乗算器５２によって結
果を乗算することによって、標準化される。乗算器５２
の出力すなわち標準化された或いはされない相関関数は
そのとき、加算器５４で範囲区切にわたって統合される
。この統合された“アレイ”は、関数の最大値の位置に
基いた位相エラーの決定を可能にする相関関数である。 そしてピーク検知５６が遂行される。先に記載したよう
に、ピークフィルタ位置γｘｙは最大応答を有するフィ
ルタの間に内挿されることによって隔たったフィルタの
断片の中で決定される。そしてピーク位置γｘｙは中心
から端部への２次位相エラーを６４で見積るために使用
され、６４は結局範囲を圧縮されたＳＡＲデータ内の残
留２次位相エラーの補償のために図１の乗算器２２に対
して位相修正フェーザを生成するのに使用される。
定するための本発明の要素を示す。サブアレイｘは共役
手段３２によって作動され、乗算器３４を通してサブア
レイｙに組合わせられ、乗積アレイに帰着する。適合縮
尺補償およびＦＦＴのウェイトは、それぞれ乗算器３６
および３８を通して乗積アレイに導入される。適合縮尺
補償が実行されて、範囲圧縮の際のデータの適合縮尺の
影響を除去する。ＦＦＴウェイトは印加されて、サイド
ローブ応答を抑制する。これらの振幅ウェイトづけ関数
は通常は実数でありそして対称的であるので、ピーク応
答の位置は変化しない。交互の正負の符号は乗算器４０
を通して乗積アレイの中へと誘導され、ＤＣ応答をＦＦ
Ｔフィルタバンク内の中心に置く。ゼロ充填４２はアレ
イに遂行されてアレイをフィルタバンクのサイズに整合
させ、そしてアレイはＦＦＴ４４によって作用される。 ＦＦＴフィルタはそのとき４６で大きさを検知されて相
関関数を形成する。結果として生じた相関関数は、ＦＦ
Ｔへの入力上の大きさ検知４８を実行し、大きさ検知の
合計の逆数を５０で採り、そして乗算器５２によって結
果を乗算することによって、標準化される。乗算器５２
の出力すなわち標準化された或いはされない相関関数は
そのとき、加算器５４で範囲区切にわたって統合される
。この統合された“アレイ”は、関数の最大値の位置に
基いた位相エラーの決定を可能にする相関関数である。 そしてピーク検知５６が遂行される。先に記載したよう
に、ピークフィルタ位置γｘｙは最大応答を有するフィ
ルタの間に内挿されることによって隔たったフィルタの
断片の中で決定される。そしてピーク位置γｘｙは中心
から端部への２次位相エラーを６４で見積るために使用
され、６４は結局範囲を圧縮されたＳＡＲデータ内の残
留２次位相エラーの補償のために図１の乗算器２２に対
して位相修正フェーザを生成するのに使用される。
【００３９】図４は、２次および３次位相エラーを同時
に見積るための本発明の要素を示す。図面に示されるよ
うに、サブアレイｘ，ｙおよびｚが処理される。この場
合に対するサブアレイｘおよびｚの処理は、最大応答の
位置が今γｘｚと呼ばれることを除いて、２次の見積り
の場合（図３）に対するサブアレイｘおよびｙの処理と
全く同一である。同様に、サブアレイｚおよびｙの処理
は、ピーク応答の位置が今γｚｙと呼ばれることを除い
て、２次の見積りの場合（図３）の際のサブアレイｘお
よびｙの処理と全く同一である。そしてγｘｚおよびγ
ｚｙは、２次および３次位相エラー見積り器６６に入力
される。見積り器６６は結局範囲を圧縮されたＳＡＲデ
ータ内の残留２次および３次位相エラーの補償のための
図１の乗算器２２に対して位相修正フェーザを生成する
のに使用される。
に見積るための本発明の要素を示す。図面に示されるよ
うに、サブアレイｘ，ｙおよびｚが処理される。この場
合に対するサブアレイｘおよびｚの処理は、最大応答の
位置が今γｘｚと呼ばれることを除いて、２次の見積り
の場合（図３）に対するサブアレイｘおよびｙの処理と
全く同一である。同様に、サブアレイｚおよびｙの処理
は、ピーク応答の位置が今γｚｙと呼ばれることを除い
て、２次の見積りの場合（図３）の際のサブアレイｘお
よびｙの処理と全く同一である。そしてγｘｚおよびγ
ｚｙは、２次および３次位相エラー見積り器６６に入力
される。見積り器６６は結局範囲を圧縮されたＳＡＲデ
ータ内の残留２次および３次位相エラーの補償のための
図１の乗算器２２に対して位相修正フェーザを生成する
のに使用される。
【００４０】本発明は、ＶＡＸ １１／７８０およびＦ
ＰＳ １６４ ＡＰ（Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｐｏｉｎｔ
Ｓｙｓｔｅｍ ａｒｒａｙ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ ）の
ような電算機化された信号処理システム内で使用するた
めのソフトウェアでも実行可能である。図５はこのよう
な実行を示すフローチャートである。この例では、３つ
の乗積アレイｘｙ，ｘｚおよびｚｙは同時に形成され且
つ処理されてγｘｙ，γｘｚおよびγｚｙを算出する。 ３つの乗積アレイの処理は説明の目的のみのためにここ
に示されている。２次位相エラーのみを見積るために、
好ましい方法はただ１つの乗積アレイｘｙを形成し、そ
してγｘｙを得ることである。２次および３次の両方の
位相エラーを同時に見積るため、好ましい方法は２つの
乗積アレイｘｚ，ｚｙを形成し、そしてγｘｚおよびγ
ｚｙを得ることである。ブロック１０２ に示されるよ
うに、複数の範囲区切（ｎｒｇｂ）が入力される。１組
のサイドローブウェイト（ｓｕｂｗｔｓ）はブロック１
０４ で創製されて、データに適用された高速フーリエ
変換でサイドローブを抑制する。当業者はこのようなウ
ェイトを発生させるための技術を認識するであろう。デ
ータを標準化するかどうかの決定はブロック１０６ で
行われる。そして示された実施例では、位相差計算サブ
ルーチンは１０８ と呼ばれる。サブアレイの長さ（ｎ
ｓｕｂ）はブロック１１０ で規定される。先に記載さ
れたように、選択されたサブアレイは一部分が重なり得
る或いは重なり得ない。通常は単純化するために、サブ
アレイの長さは方位ラインの数の半分すなわちｎａｚｌ
／２になるように選択される。サブアレイ中心Ｌ１はブ
ロック１１２ で規定される。そして各範囲区切内のデ
ータが処理される。
ＰＳ １６４ ＡＰ（Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｐｏｉｎｔ
Ｓｙｓｔｅｍ ａｒｒａｙ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ ）の
ような電算機化された信号処理システム内で使用するた
めのソフトウェアでも実行可能である。図５はこのよう
な実行を示すフローチャートである。この例では、３つ
の乗積アレイｘｙ，ｘｚおよびｚｙは同時に形成され且
つ処理されてγｘｙ，γｘｚおよびγｚｙを算出する。 ３つの乗積アレイの処理は説明の目的のみのためにここ
に示されている。２次位相エラーのみを見積るために、
好ましい方法はただ１つの乗積アレイｘｙを形成し、そ
してγｘｙを得ることである。２次および３次の両方の
位相エラーを同時に見積るため、好ましい方法は２つの
乗積アレイｘｚ，ｚｙを形成し、そしてγｘｚおよびγ
ｚｙを得ることである。ブロック１０２ に示されるよ
うに、複数の範囲区切（ｎｒｇｂ）が入力される。１組
のサイドローブウェイト（ｓｕｂｗｔｓ）はブロック１
０４ で創製されて、データに適用された高速フーリエ
変換でサイドローブを抑制する。当業者はこのようなウ
ェイトを発生させるための技術を認識するであろう。デ
ータを標準化するかどうかの決定はブロック１０６ で
行われる。そして示された実施例では、位相差計算サブ
ルーチンは１０８ と呼ばれる。サブアレイの長さ（ｎ
ｓｕｂ）はブロック１１０ で規定される。先に記載さ
れたように、選択されたサブアレイは一部分が重なり得
る或いは重なり得ない。通常は単純化するために、サブ
アレイの長さは方位ラインの数の半分すなわちｎａｚｌ
／２になるように選択される。サブアレイ中心Ｌ１はブ
ロック１１２ で規定される。そして各範囲区切内のデ
ータが処理される。
【００４１】第１のアレイ（アレイｘ）はブロック１１
４ に示されるように、範囲区切から“パックされてお
らず”、範囲区切の第１の半分からの時間サンプル内の
データ（時間サンプルＮｏ． １から時間サンプルｎａ
ｚｌ／２）を具備する。そして第２のアレイ（アレイｙ
）はブロック１１６ に示されるように、範囲区切の第
２の半分（時間サンプル（ｎａｚｌ／２）＋１からｎａ
ｚｌ）からパックされない。第３のアレイ（アレイｚ）
はブロック１１８ に示されるように、範囲区切の中央
の半分（時間サンプル（ｎａｚｌ／４から３ｎａｚｌ／
４）からパックされない。そしてアレイＸの共役複素数
はブロック１２０ 内で計算され、アレイｚの共役複素
数はブロック１２２ で計算される。第１の乗積アレイ
（ｓｕｍａ１）はブロック１２４ に示されるように、
アレイｙとアレイｘの共役とを乗算することによって計
算される。第２の乗積アレイは（ｓｕｍａ２）はブロッ
ク１２６ に示されるように、アレイｚとアレイｘの共
役とを乗算することによって計算される。最後に第３の
乗積アレイ（ｓｕｍａ３）はブロック１２８ に示され
るように、アレイｙとアレイｚの共役とを乗算すること
によって計算される。ブロック１０４ で発生されたサ
イドローブウェイトはブロック１３０ に示されるよう
に、乗積アレイに印加される。ブロック１３２ ではア
レイ要素上に交番の符号が加えられ、アレイ要素の大き
さは続いて記載されるであろう標準化使用のためにブロ
ック１３４ に示されるように合計の中に可変的に統合
される。そしてブロック１３６ に示されるように、ゼ
ロ充填が加えられてアレイのサイズをＦＦＴのサイズに
整合するように伸張させる。当業者は、ちょうど記載さ
れた計算が組合わされ且つ多重縮小型ループの形状でプ
ログラムされることができることを認識するであろう。
４ に示されるように、範囲区切から“パックされてお
らず”、範囲区切の第１の半分からの時間サンプル内の
データ（時間サンプルＮｏ． １から時間サンプルｎａ
ｚｌ／２）を具備する。そして第２のアレイ（アレイｙ
）はブロック１１６ に示されるように、範囲区切の第
２の半分（時間サンプル（ｎａｚｌ／２）＋１からｎａ
ｚｌ）からパックされない。第３のアレイ（アレイｚ）
はブロック１１８ に示されるように、範囲区切の中央
の半分（時間サンプル（ｎａｚｌ／４から３ｎａｚｌ／
４）からパックされない。そしてアレイＸの共役複素数
はブロック１２０ 内で計算され、アレイｚの共役複素
数はブロック１２２ で計算される。第１の乗積アレイ
（ｓｕｍａ１）はブロック１２４ に示されるように、
アレイｙとアレイｘの共役とを乗算することによって計
算される。第２の乗積アレイは（ｓｕｍａ２）はブロッ
ク１２６ に示されるように、アレイｚとアレイｘの共
役とを乗算することによって計算される。最後に第３の
乗積アレイ（ｓｕｍａ３）はブロック１２８ に示され
るように、アレイｙとアレイｚの共役とを乗算すること
によって計算される。ブロック１０４ で発生されたサ
イドローブウェイトはブロック１３０ に示されるよう
に、乗積アレイに印加される。ブロック１３２ ではア
レイ要素上に交番の符号が加えられ、アレイ要素の大き
さは続いて記載されるであろう標準化使用のためにブロ
ック１３４ に示されるように合計の中に可変的に統合
される。そしてブロック１３６ に示されるように、ゼ
ロ充填が加えられてアレイのサイズをＦＦＴのサイズに
整合するように伸張させる。当業者は、ちょうど記載さ
れた計算が組合わされ且つ多重縮小型ループの形状でプ
ログラムされることができることを認識するであろう。
【００４２】ＦＦＴサブルーチンは１３８ と呼ばれて
おり、ブロック１４０ に示されるように乗積アレイ（
ｓｕｍａ１， ｓｕｍａ２およびｓｕｍａ３）はＦＦＴ
によって作動され且つそれぞれの同じアレイの中に再記
憶される。フィルタ出力の大きさがそのとき決定されて
、ブロック１４２に示されるようにアレイ内の各要素の
絶対値を計算することによって相関関数を形成する。も
し選択されるならば、相関関数の標準化が遂行されるで
あろう。ブロック１０６ で入力される標準化選択のオ
プションは、ブロック１４４ で遂行される。もし標準
化された相関関数が必要とされるならば、ブロック１４
８ に示されるように相関関数内の各値はブロック１３
４ からのアレイの大きさの合計（合計で）によって分
割される。ブロック１４８ に示されるように標準化さ
れるか或いはされない相関関数は、計算された絶対値を
合計することによって範囲区切にわたって統合される。
おり、ブロック１４０ に示されるように乗積アレイ（
ｓｕｍａ１， ｓｕｍａ２およびｓｕｍａ３）はＦＦＴ
によって作動され且つそれぞれの同じアレイの中に再記
憶される。フィルタ出力の大きさがそのとき決定されて
、ブロック１４２に示されるようにアレイ内の各要素の
絶対値を計算することによって相関関数を形成する。も
し選択されるならば、相関関数の標準化が遂行されるで
あろう。ブロック１０６ で入力される標準化選択のオ
プションは、ブロック１４４ で遂行される。もし標準
化された相関関数が必要とされるならば、ブロック１４
８ に示されるように相関関数内の各値はブロック１３
４ からのアレイの大きさの合計（合計で）によって分
割される。ブロック１４８ に示されるように標準化さ
れるか或いはされない相関関数は、計算された絶対値を
合計することによって範囲区切にわたって統合される。
【００４３】位相差サブルーチンの標準化された或いは
標準化されない出力は、アレイの対ｘｙ，ｘｚ或いはｙ
ｚに対する相関関数を具備する。各相関関数内のピーク
はそのとき、１５０ と呼ばれるピーク検知サブルーチ
ンを通して決定される。各相関関数に対して、最大相関
値を有するフィルタが探される。そして、２つの隣接す
るフィルタをとっておき、２次多項式適合が実行されて
その連続する３つのフィルタの近隣の相関関数を補間す
る。 そして補間された相関関数の最大値の位置γが得られる
。その工程は３つの相関関数すべてに対して繰り返され
る。
標準化されない出力は、アレイの対ｘｙ，ｘｚ或いはｙ
ｚに対する相関関数を具備する。各相関関数内のピーク
はそのとき、１５０ と呼ばれるピーク検知サブルーチ
ンを通して決定される。各相関関数に対して、最大相関
値を有するフィルタが探される。そして、２つの隣接す
るフィルタをとっておき、２次多項式適合が実行されて
その連続する３つのフィルタの近隣の相関関数を補間す
る。 そして補間された相関関数の最大値の位置γが得られる
。その工程は３つの相関関数すべてに対して繰り返され
る。
【００４４】ピーク位置γは図５のボックス１５８ に
示されるように計算される。そのとき先に記載されたよ
うにφｑ およびφｃ に対する等式を使用するブロッ
ク１６０ および１６２ に示されるように２次および
３次位相エラーが計算されることができる。
示されるように計算される。そのとき先に記載されたよ
うにφｑ およびφｃ に対する等式を使用するブロッ
ク１６０ および１６２ に示されるように２次および
３次位相エラーが計算されることができる。
【００４５】図５に関連して先に記載されたステップを
コード化するコンピュータソースプログラムがある。主
なプログラムは“ＳＵＢＲＯＵＴＩＮＥ ＡＵＴＯＦＯ
ＣＵＳ”と呼ばれる。 図５のブロック１０８ の位相差サブルーチンは“ＡＰ
ＲＯＵＴＩＮＥ ＰＨ ＤＩＦＦ ”と呼ばれており、
そして図５のブロック１５０ のピーク検知サブルーチ
ンは“ＳＵＢＲＯＵＴＩＮＥ ｆｉｎｄ ｐｅａｋ”と
呼ばれる。
コード化するコンピュータソースプログラムがある。主
なプログラムは“ＳＵＢＲＯＵＴＩＮＥ ＡＵＴＯＦＯ
ＣＵＳ”と呼ばれる。 図５のブロック１０８ の位相差サブルーチンは“ＡＰ
ＲＯＵＴＩＮＥ ＰＨ ＤＩＦＦ ”と呼ばれており、
そして図５のブロック１５０ のピーク検知サブルーチ
ンは“ＳＵＢＲＯＵＴＩＮＥ ｆｉｎｄ ｐｅａｋ”と
呼ばれる。
【００４６】以上、特許法において必要とされるように
本発明が詳細に記載されてきた。当業者は、特定の要求
を満たすために本発明の要素の変形および入替を認める
であろう。このような変形および代用は、前記請求項で
規定されたような本発明の範囲内にある。
本発明が詳細に記載されてきた。当業者は、特定の要求
を満たすために本発明の要素の変形および入替を認める
であろう。このような変形および代用は、前記請求項で
規定されたような本発明の範囲内にある。
【００４７】
【発明の効果】オートドライブ装置を装着した車両に適
用する…
用する…
【図１】本発明によるＳＡＲ画像発生システムの概略ブ
ロック図。
ロック図。
【図２】本発明の部分として形成された、範囲を圧縮さ
れたＳＡＲアレイおよびサブアレイの絵図。
れたＳＡＲアレイおよびサブアレイの絵図。
【図３】２次位相エラーを見積るための本発明の個々の
要素を概略的に示す詳細なブロック図。
要素を概略的に示す詳細なブロック図。
【図４】２次および３次位相エラーを同時に見積るため
の本発明の個々の要素を概略的に示す詳細なブロック図
。
の本発明の個々の要素を概略的に示す詳細なブロック図
。
【図５】本発明の要素の電算機処理の実行を詳細に示す
論理フローチャート。
論理フローチャート。
１２…動き補償、１４…範囲補間、１６…方位補間、１
８…範囲ＦＦＴ、２０…位相差自動焦点合わせ、 ２２
，３４，３６，３８，４０，５２…乗算器、２４…方位
ＦＦＴ、３２…共役手段、４２…ゼロ充填、４４…ＦＦ
Ｔ、 ４６，４８…大きさ検知、５４…加算器。
８…範囲ＦＦＴ、２０…位相差自動焦点合わせ、 ２２
，３４，３６，３８，４０，５２…乗算器、２４…方位
ＦＦＴ、３２…共役手段、４２…ゼロ充填、４４…ＦＦ
Ｔ、 ４６，４８…大きさ検知、５４…加算器。
Claims (10)
- 【請求項１】 範囲区切（ｂｉｎ ）および方位ライ
ン内の１つのアレイに記憶された範囲を圧縮された合成
開口面レーダ（ＳＡＲ）データを自動的に焦点合わせす
るための装置であり、範囲を圧縮されたデータを各範囲
区切の中にパックしないための手段と、パックされない
データから第１および第２のサブアレイを発生させるた
めの手段と、第１のサブアレイを共役するための手段と
、共役された第１のサブアレイと第２のサブアレイとを
乗算して第１の乗積アレイを創製するための手段と、第
１の乗積アレイを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）してＦＦ
Ｔフィルタバンク出力を生成するための手段と、ＦＦＴ
フィルタの大きさを計算して相関関数を形成するための
手段と、範囲区切にわたって相関関数を統合するための
手段と、範囲区切にわたる統合の後で相関関数内のピー
クを検知するための手段と、検知されたピークに応答し
て２次位相エラーを計算するための手段と、範囲を圧縮
されたデータから計算された位相エラーを除去するため
の手段とを具備する装置。 - 【請求項２】 ＦＦＴフィルタバンク出力からサイド
ローブ出力を減少するための手段と、ＦＦＴフィルタバ
ンクを中心に置くための手段とをさらに具備する請求項
１記載の装置。 - 【請求項３】 ＦＦＴへの入力データの大きさの合計
によって相関関数の各値を分割することによって、相関
関数を標準化するための手段をさらに具備する請求項２
記載の装置。 - 【請求項４】 第３のサブアレイを発生させるための
手段と、第３のサブアレイの共役複素数を計算するため
の手段と、第１のサブアレイの共役複素数と第３のサブ
アレイとを乗算して第２の乗積アレイを得るための手段
と、第３のサブアレイの共役複素数と第２のサブアレイ
とを乗算して第３の乗積アレイを得るための手段と、第
２および第３の乗積アレイ上で高速フーリエ変換を行っ
て第２および第３のフィルタバンク出力を生成するため
の手段と、第２および第３のフィルタバンク出力の大き
さを決定して第２および第３の相関関数を形成するため
の手段と、ＦＦＴへの入力データの大きさの合計によっ
て相関関数を標準化するための手段と、範囲区切にわた
って第２および第３の相関関数を統合するための手段と
、範囲区切にわたって統合した後第２および第３の相関
関数内のピークフィルタを検知するための手段と、第２
および第３の相関関数内で検知されたピークに応答して
２次エラー見積りを計算するための手段と、第２および
第３の相関関数内で検知されたピークに応答して３次エ
ラー見積りを計算するための手段と、計算された２次お
よび３次位相エラーの両者に対する範囲を圧縮されたデ
ータを修正するための手段とをさらに具備する請求項３
記載の装置。 - 【請求項５】 範囲区切および方位ラインの１つのア
レイ内に含まれた範囲を圧縮されたＳＡＲデータからの
２次位相エラーを自動焦点合わせするための方法であり
、ＳＡＲデータの第１のサブアレイを創製することと、
ＳＡＲデータの第２のサブアレイを創製することと、第
１のサブアレイの共役複素数を計算することと、第１の
サブアレイの共役複素数と第２のサブアレイとの積を採
ることと、その積に高速フーリエ変換を行ってＦＦＴフ
ィルタバンクを生成することと、ＦＦＴフィルタの大き
さを検知して相関関数を形成することと、範囲区切にわ
たって相関関数を統合することと、すべての範囲区切に
わたる統合の後に相関関数内のピークを検知することと
、検知されたピークに応答して２次位相エラーを計算す
ることと、計算された２次位相エラーに対する範囲を圧
縮されたデータを修正することとを具備する方法。 - 【請求項６】 請求項５記載の２次および３次位相エ
ラーの両者を自動焦点合わせするための方法であり、Ｓ
ＡＲデータの第３のサブアレイを創製することと、第３
のサブアレイの共役複素数を計算することと、第１のサ
ブアレイの共役複素数と第３のサブアレイとの積を採っ
て第２の乗積アレイを形成することと、第３のサブアレ
イの共役複素数と第２のサブアレイとの積を採って第３
の乗積アレイを形成することと、第２および第３の乗積
アレイに高速フーリエ変換を行って第２および第３のＦ
ＦＴフィルタバンクを形成することと、第２および第３
のＦＦＴフィルタの大きさを検知して第２および第３の
相関関数を形成することと、範囲区切にわたって第２お
よび第３の相関関数を統合することと、範囲区切にわた
って統合した後第２および第３の相関関数の中のピーク
を決定することと、第２および第３のピークに応答して
２次および３次位相エラーの両者を計算することと、２
次および３次位相エラーの両者に対する範囲を圧縮され
たデータを修正することとをさらに具備する方法。 - 【請求項７】 大きさの検知後、ＦＦＴへの入力デー
タの大きさの合計によって各ＦＦＴフィルタを分割する
ことによって相関関数を標準化するステップをさらに具
備する、請求項５記載の２次位相エラーを自動焦点合わ
せするための方法。 - 【請求項８】 大きさの検知後、ＦＦＴへの各入力デ
ータの大きさの合計によって相関関数の各値を分割する
ことによって第２および第３の相関関数を標準化するス
テップをさらに具備する、請求項６記載の２次および３
次位相エラーの両者を自動焦点合わせするための方法。 - 【請求項９】 第３のサブアレイを発生させるための
手段と、第２のサブアレイの共役複素数を計算するため
の手段と、第２のサブアレイの共役複素数と第３のサブ
アレイとを乗算して第２の乗積アレイを得るための手段
と、第２の乗積アレイに高速フーリエ変換を行って第２
のフィルタバンク出力を生成するための手段と、第２の
フィルタバンク出力の大きさを決定して第２の相関関数
を形成するための手段と、範囲区切にわたって第２の相
関関数を統合するための手段と、範囲区切にわたって統
合した後第２の相関関数内のピークを検知するための手
段と、第１の相関関数内で検知されたピークと第２の相
関関数内で検知されたピークとに応答して３次エラー見
積りを計算するための手段と、計算された３次位相エラ
ーに対する範囲を圧縮されたデータを修正するための手
段とをさらに具備する請求項３記載の装置。 - 【請求項１０】 ＦＦＴへの入力データの大きさの合
計によって第２の相関関数を標準化するための手段をさ
らに具備する請求項９記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/502,000 US4999635A (en) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | Phase difference auto focusing for synthetic aperture radar imaging |
| US502000 | 1990-03-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04223288A true JPH04223288A (ja) | 1992-08-13 |
Family
ID=23995905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3090025A Pending JPH04223288A (ja) | 1990-03-29 | 1991-03-28 | 合成開口面レーダ画像用位相差自動焦点合わせ |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4999635A (ja) |
| EP (1) | EP0449303B1 (ja) |
| JP (1) | JPH04223288A (ja) |
| KR (1) | KR950000339B1 (ja) |
| AU (1) | AU638558B2 (ja) |
| CA (1) | CA2038071C (ja) |
| DE (1) | DE69127764T2 (ja) |
| ES (1) | ES2106741T3 (ja) |
| IL (1) | IL97559A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE4122592C1 (ja) * | 1991-07-08 | 1993-01-28 | Deutsche Forschungsanstalt Fuer Luft- Und Raumfahrt Ev, 5300 Bonn, De | |
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