JPH0545194B2 - - Google Patents

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JPH0545194B2
JPH0545194B2 JP61271358A JP27135886A JPH0545194B2 JP H0545194 B2 JPH0545194 B2 JP H0545194B2 JP 61271358 A JP61271358 A JP 61271358A JP 27135886 A JP27135886 A JP 27135886A JP H0545194 B2 JPH0545194 B2 JP H0545194B2
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Japan
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range compression
signal
data
synthetic aperture
aperture radar
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JP61271358A
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Inventor
Hiroshi Shinohara
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レンジ圧縮シミユレーシヨン装置、
特に、合成開口レーダの送受信系における基本的
信号特性としてのチヤープ特性,振幅/位相特性
に関する誤差がレンジ圧縮波形に及ぼす影響を評
価するためのレンジ圧縮シミユレーシヨンを実施
するためのレンジ圧縮シミユレーシヨン装置に関
する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a range compression simulation device,
In particular, the present invention relates to a range compression simulation device for performing range compression simulation for evaluating the influence of errors related to chirp characteristics and amplitude/phase characteristics, which are basic signal characteristics in a synthetic aperture radar transmission/reception system, on a range compression waveform.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

航空機,あるいは人工衛星等の移動プラツトフ
オームに搭載したサイドルツキングレーダで進行
方向側方の地上をパルス電波で照射しつつ得られ
るデータにもとづき地上の画像を再生する合成開
口レーダ、ならびにその画像処理システムは近時
よく知られつつある。
A synthetic aperture radar that reproduces images of the ground based on data obtained by irradiating the ground to the side in the direction of travel with pulsed radio waves using a side-lucky radar mounted on a mobile platform such as an aircraft or an artificial satellite, and its images. Processing systems are becoming well known these days.

この合成開口レーダで取得するデータは2次元
に拡散したデータであり、これから所望の画像を
得るには取得データを距離および方位方向に圧縮
するレンジおよびアジマス圧縮が必要である。
The data acquired by this synthetic aperture radar is two-dimensionally diffused data, and in order to obtain a desired image from it, range and azimuth compression are required to compress the acquired data in the distance and azimuth directions.

アジマス圧縮はレンジ圧縮に引続いて行なわれ
ることが多い。合成開口レーダの場合の方位情報
はドプラ周波数の変化という形で包含される。
Azimuth compression is often performed following range compression. Azimuth information in the case of synthetic aperture radar is contained in the form of changes in Doppler frequency.

さて、合成開口レーダを含み、一般にレーダに
おけるレンジ分解能は送信パルスの周波数帯域幅
が広いほど上昇する。従つて高分解能を得る方法
のひとつは短パルス大電力を用いることである
が、短パルス大電力は送信機内の静電破壊等の問
題がある。合成開口レーダにあつてはパルス幅を
短くする代りにこれを長くして平均電力を増大さ
せ、かつこのパルスをチヤープ変調(リニアFM
変調)することにより周波数帯域幅を広くしたも
のとしている。これによる受信データから画像を
再生する場合には、送信の際に施したチヤープ変
調とは周波数対遅延時間特性が逆特性の分散遅延
線もしくはマツチトフイルタを通す相関処理を施
すことにより尖鋭なパルスに圧縮し得て所望の分
解能を得ている。これがレンジ圧縮処理の基本で
ある。
In general, range resolution in radar, including synthetic aperture radar, increases as the frequency bandwidth of the transmitted pulse becomes wider. Therefore, one way to obtain high resolution is to use short pulses of high power, but short pulses of high power have problems such as electrostatic damage within the transmitter. In synthetic aperture radar, instead of shortening the pulse width, it is lengthened to increase the average power, and this pulse is chirp modulated (linear FM).
modulation) to widen the frequency bandwidth. When reproducing an image from received data, compression is performed into sharp pulses by applying correlation processing through a dispersion delay line or matsito filter, whose frequency vs. delay time characteristics are opposite to the chirp modulation applied during transmission. The desired resolution can be obtained. This is the basis of range compression processing.

(1)式はレンジ分解能δrとパルス幅τpとの関係式
である。
Equation (1) is a relational expression between range resolution δ r and pulse width τ p .

δr=C・τp/2=2.8/π・C/2△…(1) (1)式において△は周波数帯域幅,Cは光速を
示す。
δ r =C·τ p /2=2.8/π·C/2Δ (1) In equation (1), Δ indicates the frequency bandwidth and C indicates the speed of light.

このようなチヤープ変調信号を利用する合成開
口レーダは、その送受信系における位相ならびに
振幅特性がレンジ圧縮性能に直接影響を与える。
このことは位相/振幅特性がチヤープ変調におけ
る周波数対遅延時間特性に及ぼす影響を考えて見
ても明らかである。また、チヤープ変調信号は通
常SAW(SurfaceAcoustic Wave)デバイスを利
用し、従つてそれ自体の製造誤差にもとづく設計
値との差もレンジ圧縮性能に影響を及ぼすことが
避けられない。
In a synthetic aperture radar that uses such a chirp modulated signal, the phase and amplitude characteristics in its transmission and reception system directly affect range compression performance.
This becomes clear when considering the influence of phase/amplitude characteristics on frequency versus delay time characteristics in chirp modulation. Further, the chirp modulation signal usually uses a SAW (Surface Acoustic Wave) device, and therefore, differences from the design value based on manufacturing errors of the device itself inevitably affect the range compression performance.

ところで、位相/振幅特性誤差は低,高周波成
分およびランダム成分に分類され、レンジ圧縮パ
ルスに対する影響程度もそれぞれ異る。
By the way, phase/amplitude characteristic errors are classified into low frequency components, high frequency components, and random components, and the degree of influence on the range compression pulse is also different.

第4図は位相特性誤差または振幅特性誤差のレ
ンジ圧縮に与える影響の一例を示す周波数対遅延
時間特性図である。第4図は元来基本特性aとし
て示す直線周波数変調信号の周波数対遅延時間特
性が送受信系の位相特性誤差または振幅特性誤差
によつて変化した例を示す。なお、第4図は低周
波成分を対象としたものである。このようにチヤ
ープ変調特性が変化した場合のレンジ圧縮波形は
第5図に示すように変化する。
FIG. 4 is a frequency vs. delay time characteristic diagram showing an example of the influence of phase characteristic error or amplitude characteristic error on range compression. FIG. 4 shows an example in which the frequency vs. delay time characteristic of a linear frequency modulated signal, originally shown as the basic characteristic a, changes due to a phase characteristic error or an amplitude characteristic error of the transmitting/receiving system. Note that FIG. 4 is for low frequency components. When the chirp modulation characteristics change in this way, the range compression waveform changes as shown in FIG.

第5図は第4図の位相特性誤差または振幅特性
誤差をもつ送信信号による取得データのレンジ圧
縮波形図であり、基本特性aによるレンジ圧縮波
形としてのメインローブMのほかにサイドローブ
と見做すべき1対のペアードエコー
(Pairedecho)P1,P2が時間的に対称の位置
に現れるとともにメインローブMが広がる。ペア
ードエコーP2の位置T1は次の(2)式で示され
る。
FIG. 5 is a range compression waveform diagram of the data acquired by the transmission signal having the phase characteristic error or amplitude characteristic error of FIG. A pair of paired echoes P1 and P2 appear at temporally symmetrical positions, and the main lobe M spreads. The position T1 of the paired echo P2 is expressed by the following equation (2).

T1=m・T/△ …(2) (2)式においてmは位相誤差成分の周波数で、
mが小さい程ペアードエコーP1,P2はメイ
ンロープMに近づきこのことはレンジ圧縮処理精
度を劣化させることとなる。
T 1 = m・T/△ …(2) In equation (2), m is the frequency of the phase error component,
The smaller m is, the closer the paired echoes P1 and P2 are to the main rope M, which deteriorates the range compression processing accuracy.

前述した送受信系におけるチヤープ特性誤差
は、主として送信系でのチヤープ変調特性誤差も
しくは受信系におけるSAWデバイスの製造誤差
によつてもたらされ、かつ温度条件にも依存し、
経時的変化を伴なう。このチヤープ特性誤差は、
第5図のメインローブMのパルス幅の変化として
現れる。また位相特性誤差および振幅特性誤差
は、送受信系にわたる位相特性と振幅特性がある
べき値からずれた場合に生じ、チヤープ特性誤差
同様に温度条件にも依存し経時的変化も伴なう。
この位相特性および振幅特性に関する誤差はいず
れも、第5図のメインローブMに対するペアード
エコーP1,P2の発生という形であらはれ、メ
インローブMとペアードエコーP1,P2との距
離、ペアードエコーP1,P2のレベル等にもと
づいてその程度を容易に判定することができる。
The chirp characteristic error in the transmission/reception system mentioned above is mainly caused by the chirp modulation characteristic error in the transmitting system or the manufacturing error of the SAW device in the receiving system, and also depends on the temperature conditions.
Accompanied by changes over time. This chirp characteristic error is
This appears as a change in the pulse width of the main lobe M in FIG. Furthermore, phase characteristic errors and amplitude characteristic errors occur when the phase characteristics and amplitude characteristics across the transmitting/receiving system deviate from their expected values, and like the chirp characteristic error, they also depend on temperature conditions and are accompanied by changes over time.
Errors related to the phase characteristics and amplitude characteristics both appear in the form of the generation of paired echoes P1 and P2 with respect to the main lobe M shown in FIG. The degree can be easily determined based on the level etc.

上述したこれら位相/振幅特性誤差は、合成開
口レーダにおける送受信系総合のものを把握して
おくことが、近時ますます要求程度が高くなる分
解能の確保にとつて不可欠の要素となつている。
Understanding the above-mentioned phase/amplitude characteristic errors of the entire transmitting and receiving system in a synthetic aperture radar is an essential element in ensuring the resolution that is increasingly required these days.

従来、この種の位相/振幅特性誤差を評価する
手段としては受信系に対しレベルを配慮した送信
信号と同等なレプリカもしくは擬似受信信号を供
給し、レンジ圧縮処理データと設計値(理想値)
との比較評価によつて位相/振幅特性誤差による
影響を求めている。
Conventionally, as a means to evaluate this type of phase/amplitude characteristic error, the receiving system is supplied with a replica or pseudo-received signal equivalent to the transmitted signal with consideration given to the level, and range-compressed data and design values (ideal values) are supplied to the receiving system.
The influence of phase/amplitude characteristic errors is determined through comparative evaluation.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、このような上述した従来の位
相/振幅特性誤差評価には、次のような問題点が
含まれる。
However, the above-described conventional phase/amplitude characteristic error evaluation includes the following problems.

すなわち、従来の評価手法は、動作確認に重点
を置いたシミユレーシヨンが基本であり、送受信
系を包括した状態でのこれらチヤープ特性を含む
位相/振幅特性誤差評価は行なつておらず、たか
だか送,受信系それぞれの単独評価となつている
ためその分だけ実際のものとの誤差発生が避けら
れないという欠点がある。
In other words, conventional evaluation methods are based on simulations that focus on confirming operation, and do not evaluate phase/amplitude characteristic errors that include these chirp characteristics when the transmitter/receiver system is included. Since each receiving system is evaluated individually, there is a drawback that errors with the actual one are unavoidable.

また、従来の手法では、相関器は送信系におけ
るチヤープ変調器とは逆特性のSAWデバイスで
構成されているのが殆んどであり、このようなア
ナログ形式の相関器を中心として評価系全体がア
ナログ方式はまとめられており、このため相関器
自体に含まれる誤差を分離して送受信系のみを対
象とする評価ができないという欠点がある。
In addition, in conventional methods, most correlators are composed of SAW devices with characteristics opposite to those of the chirp modulator in the transmission system, and the entire evaluation system is centered around such an analog correlator. However, the analog system is grouped together, and therefore has the disadvantage that it is not possible to separate the errors contained in the correlator itself and evaluate only the transmitting and receiving system.

さらに、評価すべき対象がアナログ圧縮波形で
あるため、メインローブ幅、第1サイドローブ
幅、ダイナミツクレンジ、圧縮比等の評価パラメ
ータを直接精度よく評価できず、圧縮波形を目視
計測する程度に限定されているという欠点があ
る。
Furthermore, since the target to be evaluated is an analog compressed waveform, evaluation parameters such as the main lobe width, first side lobe width, dynamic range, compression ratio, etc. cannot be directly evaluated with high accuracy, and it is only possible to visually measure the compressed waveform. The disadvantage is that it is limited.

本発明の目的は上述した欠点を除去し、レンジ
圧縮波形に対する送受信系の位相/振幅誤差の影
響の評価に対して合成開口レーダの画像処理の手
法を導入したデイジタル評価系を用意することに
より、送受信系のみの影響を総合的に把握しうる
とともに、デイジタル評価処理にもとづく評価パ
ラメータの計測ならびにこれら計測データに対す
る温度特性の影響の排除を行なうことが可能なレ
ンジ圧縮シミユレーシヨン装置を提供することに
ある。
The purpose of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks, and to provide a digital evaluation system that incorporates a synthetic aperture radar image processing method for evaluating the influence of phase/amplitude errors in the transmitting and receiving system on range compression waveforms. An object of the present invention is to provide a range compression simulation device that can comprehensively grasp the influence of only the transmitting and receiving system, measure evaluation parameters based on digital evaluation processing, and eliminate the influence of temperature characteristics on these measurement data. .

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明のレンジ圧縮シミユレーシヨン装置は、
合成開口レーダの送信信号のチヤープ変調特性を
含む送受信装置の位相および振幅特性誤差がパル
ス圧縮性能に及ぼす影響を評価するために前記合
成開口レーダのレンジ圧縮と等価な機能を付与し
たレンジ圧縮シミユレーシヨン装置であつて、前
記合成開口レーダの送信装置で発生した送信信号
を高出力増幅前もしくは後に所定の入力レベルに
設定した試験信号として受信装置に印加しこの受
信装置の出力を実数部のIビデオ信号および虚数
部のQビデオ信号として発生せしめる試験信号印
加手段と、前記Iビデオ信号とQビデオ信号とを
入力しこれに前記送受信装置の温度状態や動作モ
ード等に関す情報を提供する前記合成開口レーダ
のテレメトリ信号を付加したうえこれをデイジタ
ル形式の汎用磁気テープデータとして出力するデ
ータ変換手段と、このデータ変換手段の出力デー
タを受けこの出力データに含まれるビデオ信号デ
ータを前記送信信号のチヤープ変調特性とは周波
数対遅延時間特性が逆特性かつ前記テレメトリ信
号に対応した温度補償を付与したマツチドフイル
タに通してレンジ圧縮をシミユレーシヨンしたう
えこの結果をあらかじめ用意する理論シミユレー
シヨン値と比較して前記送受信装置の位相および
振幅特性誤差のレンジ圧縮に及ぼす影響を評価す
るレンジ圧縮評価手段とを備えて構成される。
The range compression simulation device of the present invention includes:
A range compression simulation device provided with a function equivalent to the range compression of the synthetic aperture radar in order to evaluate the influence of phase and amplitude characteristic errors of the transmitter/receiver, including the chirp modulation characteristics of the synthetic aperture radar transmission signal, on pulse compression performance. The transmitting signal generated by the transmitting device of the synthetic aperture radar is applied to a receiving device as a test signal set at a predetermined input level before or after high-output amplification, and the output of this receiving device is converted into a real part I video signal. and a test signal applying means for generating a Q video signal of the imaginary part, and the synthetic aperture radar that inputs the I video signal and the Q video signal and provides information regarding the temperature state, operation mode, etc. of the transmitting/receiving device. data converting means for adding a telemetry signal and outputting it as general-purpose magnetic tape data in digital format; The phase of the transmitting/receiving device is determined by simulating range compression through a matched filter with opposite frequency vs. delay time characteristics and temperature compensation corresponding to the telemetry signal, and comparing this result with a theoretical simulation value prepared in advance. and range compression evaluation means for evaluating the influence of amplitude characteristic errors on range compression.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について、図面を参照し
て詳細に説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

第1図に示すレンジ圧縮シミユレーシヨン装置
は、校正器1と、可変アツテネータ2と、データ
変換器3とレンジ圧縮評価器4とを備えて構成さ
れ、またSAR(Synthetic Aperture Radar、合
成開口レーダ)送受信装置10および方向性結合
器11を併記して示す。
The range compression simulation device shown in FIG. 1 includes a calibrator 1, a variable attenuator 2, a data converter 3, and a range compression evaluator 4, and also transmits and receives SAR (Synthetic Aperture Radar). A device 10 and a directional coupler 11 are also shown.

校正器1および可変アツテネータ2は試験信号
印加手段を形成し、SAR送受信装置10の受信
系102に対し試験信号S1,S2のいずれかを
発生,印加する。
The calibrator 1 and the variable attenuator 2 form a test signal applying means, which generates and applies one of the test signals S1 and S2 to the receiving system 102 of the SAR transmitter/receiver 10.

これら2つの試験信号S1,S2のうち試験信
号S1は次のようにして発生する。すなわち校正
器1は送信系101の送信信号高出力増幅、すな
わち最終電力増幅される前の送信信号を受けてこ
れに所定の減衰を加え試験信号S1として受信系
102に供給する。この試験信号S1は送信系1
01の最終電力回路だけを含まない送受信系総合
の校正モードテスト用に利用される。
Of these two test signals S1 and S2, test signal S1 is generated as follows. That is, the calibrator 1 receives the transmission signal from the transmission system 101 for high-output amplification, that is, the transmission signal before being subjected to final power amplification, adds a predetermined attenuation to this, and supplies it to the reception system 102 as a test signal S1. This test signal S1 is the transmission system 1
It is used for the calibration mode test of the entire transmitting and receiving system, which does not include only the final power circuit of 01.

一方、試験信号S2は、送信系101の高出力
増幅後の送信出力を方向性結合器11を介して可
変アツテネータ2に供給し、これにより所定の減
衰を与えて試験信号S1と同レベルで受信系10
2に印加される。校正器1によつて付与される減
衰量も可変アツテネータ2による減衰量と同じく
可変とし、従つて試験信号S1,S2のレベルは
いずれも同一レベルで任意に設定できる。
On the other hand, the test signal S2 is received by supplying the transmission output after high output amplification of the transmission system 101 to the variable attenuator 2 via the directional coupler 11, giving a predetermined attenuation and receiving it at the same level as the test signal S1. Series 10
2. The amount of attenuation provided by the calibrator 1 is also variable like the amount of attenuation provided by the variable attenuator 2, and therefore the levels of the test signals S1 and S2 can be arbitrarily set to the same level.

試験信号S2は送信系101と受信系102と
をすべて含んだ送受信系総合の観測モードテスト
用に利用される。この際、本装置はテスト上問題
ないようにモード設定ができる。
The test signal S2 is used for an observation mode test of the entire transmitting and receiving system including both the transmitting system 101 and the receiving system 102. At this time, this device can be set in a mode that will not cause any problems during testing.

上述した試験信号S1を利用する校正モードテ
ストと、試験信号S2を利用する観測モードテス
トはそのいずれも実施されるが、これらの評価テ
ストで得られる評価データのいずれを利用するか
は利用目的に合せて任意に決定しうる。
The above-mentioned calibration mode test using test signal S1 and observation mode test using test signal S2 are both carried out, but which evaluation data obtained from these evaluation tests is used depends on the purpose of use. This can be determined arbitrarily.

さて、送信系101からこうして受信系102
に印加された試験信号S1もしくはS2によつて
受信系102の出力としてIビデオ信号V1とQ
ビデオ信号VQが発生する。試験信号S1,S2
はいずれも送信系101で形成されるチヤープ変
調形式の送信信号S(t)をレベル変化して利用
するものであり、この送信信号S(t)は次の(3)
式で示される。
Now, from the transmitting system 101 to the receiving system 102
I video signals V1 and Q are output from the receiving system 102 by the test signal S1 or S2 applied to the
A video signal VQ is generated. Test signals S1, S2
Both of these are used by changing the level of the chirp modulation type transmission signal S(t) formed in the transmission system 101, and this transmission signal S(t) is expressed as follows (3).
It is shown by the formula.

S(t)=ej{〓(t)} =cos{θ(t)} +jsin{θ(t)} =I(t)+jQ(t) …(3) Iビデオ信号VI,Qビデオ信号VQはそれぞれ
(3)式で示されるS(t)の実数部および虚数部I
(t)およびjQ(t)に対応する受信系102の
出力である。従つて、かかるI,Qビデオ信号
VI,VQと相関をとりレンジ圧縮を行なうべき相
関器は次の(4)式のS(t)で示される逆特性を有
する。
S(t)=e j {〓 (t) } =cos {θ(t)} +jsin{θ(t)} =I(t)+jQ(t) ...(3) I video signal VI, Q video signal VQ are each
The real part and imaginary part I of S(t) shown in equation (3)
(t) and the output of the receiving system 102 corresponding to jQ(t). Therefore, such I,Q video signals
A correlator that correlates with VI and VQ and performs range compression has an inverse characteristic represented by S(t) in the following equation (4).

S(t)=e-j{〓(t)} =I(t)−jQ(t) …(4) 試験信号S1,S2によるI,Qビデオ信号
VI,VEは次にデータ変換器3に供給される。
S(t)=e -j {〓 (t) } =I(t)−jQ(t) …(4) I, Q video signals based on test signals S1 and S2
VI and VE are then supplied to the data converter 3.

第2図は第1図に示すデータ変換器を詳細に示
すブロツク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing details of the data converter shown in FIG. 1.

このデータ変換器3はデータ変換手段を形成す
るものであり、ビデオ増幅器31,32、A/D
コンバータ33,34、ストレツチ回路35、フ
オーマツト回路36、高密度データレコーダ3
7,およびCCT(汎用磁気テープ)変換器38等
を備えて構成される。
This data converter 3 forms data conversion means, and includes video amplifiers 31, 32, A/D
converters 33, 34, stretch circuit 35, format circuit 36, high density data recorder 3
7, a CCT (general purpose magnetic tape) converter 38, and the like.

データ変換器3は、前述した校正器1、可変ア
ツテネータ2による試験信号印加手段でSAR送
受信装置10から出力される校正モードもしくは
観測モードいずれかによるIビデオ信号VIおよ
びQビデオ信号VQを利用しレンジ圧縮評価器4
によつて行なわれる後述する評価処理を、ハード
ウエア構成でも、あるいはコンピユータ処理でも
実施可能とするために入力高速データレートを
CCTレベルのデータレートに変換するとともに、
このデータレート変換に並行して合成開口レーダ
から伝送されるテレメトリ信号を同一データレー
トで所定のデータフオーマツトで付加することを
その目的とし、処理内容は次のとおりである。
The data converter 3 uses the I-video signal VI and the Q-video signal VQ in either the calibration mode or the observation mode output from the SAR transmitting/receiving device 10 by the test signal applying means using the calibrator 1 and the variable attenuator 2 described above. Compression evaluator 4
In order to enable the evaluation process to be described later, which is performed by
Along with converting to CCT level data rate,
The purpose is to add a telemetry signal transmitted from the synthetic aperture radar in a predetermined data format at the same data rate in parallel with this data rate conversion, and the processing details are as follows.

高速データレートかつ高周波のIビデオ信号
VIおよびQビデオ信号VQはそれぞれビデオ増幅
器31および32で増幅したのちA/Dコンバー
タ33および34に供給される。
High data rate and high frequency I-video signal
VI and Q video signals VQ are amplified by video amplifiers 31 and 32, respectively, and then supplied to A/D converters 33 and 34.

A/Dコンバータ33および34は、それぞれ
入力を所定のサンプリング周波数で標本化したあ
と所定のビツト数で量子化し、これをストレツチ
回路35に供給する。
A/D converters 33 and 34 each sample the input at a predetermined sampling frequency, quantize it into a predetermined number of bits, and supply this to a stretching circuit 35.

Iビデオ信号V1,Qビデオ信号VQはSAR送
受信装置10の送信系101における送信信号を
高出力増幅前もしくは後で利用するものであり、
送信パルス繰返し周期ごとに所定の送信パルス幅
ものが提供される。しかしながら、このI,Qビ
デオ信号VI,VQを利用してレンジ圧縮の結果を
評価しようとする場合にはデータレートを低減す
るため出来る限りこのパルス幅を拡大しておく。
The I video signal V1 and the Q video signal VQ are used before or after high-output amplification of the transmission signal in the transmission system 101 of the SAR transceiver 10,
A predetermined transmit pulse width is provided for each transmit pulse repetition period. However, when the I, Q video signals VI, VQ are used to evaluate the range compression results, the pulse width is expanded as much as possible in order to reduce the data rate.

受信系102に入力する実際の受信信号もパル
スの延伸を伴つているので、これら条件を勘案し
A/Dコンバータ33,34の出力する量子化デ
ータはストレツチ回路35で送信パルス周期を超
えない範囲で所定の長さにストレツチしたデータ
として出力される。
Since the actual received signal input to the receiving system 102 is also accompanied by pulse stretching, taking these conditions into account, the quantized data output from the A/D converters 33 and 34 is adjusted by the stretching circuit 35 within a range that does not exceed the transmission pulse period. It is output as data stretched to a predetermined length.

ストレツチ回路35の出力は次にフオーマツト
回路36に供給される。フオーマツト回路36
は、ストレツチ回路35から受けたデータを所定
のデータフオーマツトに組替えたうえ、この場合
必要な同期コードのほかSAR送受信装置10に
関するテレメトリ信号にもとづいてレンジ圧縮処
理上必要なデータの挿入を行なう。
The output of stretch circuit 35 is then provided to format circuit 36. Format circuit 36
In addition to rearranging the data received from the stretch circuit 35 into a predetermined data format, in this case, in addition to the necessary synchronization code, data necessary for range compression processing is inserted based on the telemetry signal regarding the SAR transmitter/receiver 10.

前述したテレメトリ信号は、SAR送受信装置
10に関する動作モード,送信パワー,受信レベ
ル,温度等のいわゆるH・K(House.Keeping,
ハウスキーピング)データDであり、これらの
H・KデータDのうち温度データは特にマツチト
フイルタの補正に必要なデータである。これら
H.Kデータはテレメトリ信号受信器等からフオー
マツト回路36に供給される。フオーマツト回路
36の出力は高密度データレコード37に供給さ
れる。
The above-mentioned telemetry signal includes so-called H/K (House Keeping,
Among these H/K data D, the temperature data is particularly necessary for correcting the MATCHIT filter. these
The HK data is supplied to the format circuit 36 from a telemetry signal receiver or the like. The output of format circuit 36 is provided to high density data record 37.

高密度データレコーダ37は、フオーマツト回
路36から提供される送信信号の繰返し周期に対
応した高データレートの出力をパラレル書込み等
で高密度記録したうえ、これを所定の低速データ
レートでシリアルデータとして読出すものであ
る。この出力はCCT変換器38に供給される。
The high-density data recorder 37 records high-density output at a high data rate corresponding to the repetition period of the transmission signal provided from the format circuit 36 by parallel writing, etc., and then reads this as serial data at a predetermined low-speed data rate. It is something to put out. This output is provided to a CCT converter 38.

CCT変換器38は、入力したデータのフオー
マツトを汎用磁気テープで記録可能な形式に変換
したうえこれをテープ録音しこれをレンジ圧縮評
価器4に供給する。
The CCT converter 38 converts the format of the input data into a format recordable on a general-purpose magnetic tape, records it on tape, and supplies it to the range compression evaluator 4.

第3図は第1図に示すレンジ圧縮評価器を詳細
に示すブロツク図である。
FIG. 3 is a block diagram showing in detail the range compression evaluator shown in FIG. 1.

レンジ圧縮評価器4は、レンジ圧縮評価手段を
提供するものであり、レンジ圧縮結果をあらかじ
め定める理論シミユレーシヨン値と比較し評価す
る。
The range compression evaluator 4 provides a range compression evaluation means, and evaluates the range compression result by comparing it with a predetermined theoretical simulation value.

レンジ圧縮評価器4は、データ分配回路41,
マツチトフイルタ42、レンジ圧縮回路43、評
価回路44等を備えて構成される。
The range compression evaluator 4 includes a data distribution circuit 41,
It is configured to include a match filter 42, a range compression circuit 43, an evaluation circuit 44, and the like.

データ変換器3の出力データはデータ分配回路
41に供給され、ビデオ信号データVDとH・K
データDに分けられてレンジ圧縮回路43とマツ
チトフイルタ42にそれぞれ分配される。
The output data of the data converter 3 is supplied to the data distribution circuit 41, and the video signal data VD and H.K.
The data is divided into data D and distributed to the range compression circuit 43 and the matched filter 42, respectively.

レンジ圧縮回路43は、FFT回路431、
FFT回路432、乗算器433,434,IFFT
回路435等を備えて構成され、合成開口レーダ
と同じ内容のレンジ圧縮処理を行なう。
The range compression circuit 43 includes an FFT circuit 431,
FFT circuit 432, multipliers 433, 434, IFFT
It is configured with a circuit 435 and the like, and performs the same range compression processing as the synthetic aperture radar.

データ分配回路41から分配出力されるビデオ
信号データVDはFFT回路431に供給され、
FFT(Fast Fourier Transform)処理を行なつ
て時間領域データから周波数領域データに変換さ
れ乗算器434に供給される。
The video signal data VD distributed and output from the data distribution circuit 41 is supplied to the FFT circuit 431,
FFT (Fast Fourier Transform) processing is performed to transform the time domain data into frequency domain data, and the data is supplied to a multiplier 434.

また、データ分配回路41から分配出力される
H・KデータDはマツチトフイルタ42のパラメ
ータ決定に利用される。
Further, the H/K data D distributed and output from the data distribution circuit 41 is used to determine the parameters of the matched filter 42.

マツチトフイルタ42は、前述した(3)式で示さ
れる送信信号に対する逆特性である。(4)式で表わ
される相関器として構成されるものであり、従つ
てレンジ圧縮すべき送信信号の内容がわかつてい
ればパラメータを決定することができる。H・K
データDはこの送信信号の内容を決定するための
条件を提供するものであり、かつこの際H・Kデ
ータDに含まれる温度情報はマツチトフイルタ4
2の温度補正を行なうために利用され、マツチト
フイルタ42をSAR送受信装置10と同じ温度
影響下に設定する。こうして決定されるマツチト
フイルタ42による影響は、アナログ形式の
SAWデバイスを利用する場合と異り、SAR送受
信装置10と分離して把握しうるものとなる。こ
のマツチトフイルタ42の構成データはFFT回
路432に供給される。
The matched filter 42 has an inverse characteristic to the transmission signal expressed by the above-mentioned equation (3). It is configured as a correlator expressed by equation (4), so if the contents of the transmission signal to be range compressed are known, the parameters can be determined. H.K.
The data D provides the conditions for determining the content of this transmission signal, and at this time, the temperature information included in the H/K data D is
2, and sets the matched filter 42 under the same temperature influence as the SAR transmitter/receiver 10. The influence of the Matsushito filter 42 determined in this way is
Unlike when using a SAW device, this can be understood separately from the SAR transmitter/receiver 10. The configuration data of this matched filter 42 is supplied to an FFT circuit 432.

FFT回路432は、入力データ周波数領域デ
ータに変換し乗算器433に供給する。
The FFT circuit 432 converts the input data into frequency domain data and supplies it to the multiplier 433.

乗算器433はテーラー関数を利用す窓関数W
()とFFT回路432の出力するマツチドフイ
ルタデータとの乗算による窓処理を所定の窓時間
で行ないつつ、切出したデータを乗算器434に
供給する。
The multiplier 433 uses a window function W that uses a Taylor function.
Window processing is performed by multiplying ( ) by the matched filter data output from the FFT circuit 432 at a predetermined window time, and the cut-out data is supplied to the multiplier 434 .

乗算器434は、こうして入力するビデオ信号
データVDとマツチドフイルタデータを周波数領
域で乗算する相関演算を行なう。この相関演算は
(3)式で表わされるデータと、この(3)式とは周波数
対時間遅延特性が逆特性の(4)式で表わされるデー
タとの周波数領域での乗算であり、この乗算結果
がレンジ圧縮データとなる。
The multiplier 434 performs a correlation calculation by multiplying the input video signal data VD and the matched filter data in the frequency domain. This correlation operation is
This is a frequency domain multiplication of the data expressed by equation (3) and the data expressed by equation (4), whose frequency vs. time delay characteristics are inverse. It becomes data.

乗算器434の出力は次にIFFT
(InverseFFT)回路435に提供されフーリエ
逆変換によつて再び時間領域データとして評価回
路44に供給される。
The output of multiplier 434 is then IFFT
(InverseFFT) circuit 435 and then subjected to inverse Fourier transform to be supplied again to evaluation circuit 44 as time domain data.

評価回路44は、こうして提供されるレンジ圧
縮データと理論シミユレーシヨン値とを比較する
ことによつて理想的なレンジ圧縮波形と現実のレ
ンジ圧縮波形との差異を含み個個の評価パラメー
タごとの評価値を把握することができる。
The evaluation circuit 44 compares the range compression data provided in this manner with the theoretical simulation value to obtain an evaluation value for each evaluation parameter, including the difference between the ideal range compression waveform and the actual range compression waveform. can be understood.

このようにして行なわれるシミユレーシヨンの
評価結果は、チヤープ特性変動にもとづく誤差、
位相、振幅特性変動にもとづく誤差にそれぞれ分
離抽出され、前述した如く、第5図に示すメイン
ローブ特性,ペアードエコーの有無および存在す
る場合にはメインローブとの距離,レベル等につ
いて論理値と実際値とを比較することによつて得
られる。
The evaluation results of the simulation performed in this way are based on errors due to fluctuations in chirp characteristics,
Errors based on phase and amplitude characteristic fluctuations are separated and extracted, and as mentioned above, the main lobe characteristics shown in Figure 5, the presence or absence of paired echoes, and if present, the logical values and actual values of the distance to the main lobe, level, etc. It can be obtained by comparing

上述した理論シミユレーシヨン値との差異は、
SAR送受信装置10の位相および振幅特性誤差
にもとづくものでありマツチトフイルタ42の特
性変動と分離して把握することができる。なお、
上述した理論シミユレーシヨン値は、汎用コンピ
ユータ装置を利用しオフラインで求める等の方法
によりあらかじめ確保されている。
The difference from the theoretical simulation value mentioned above is
This is based on the phase and amplitude characteristic errors of the SAR transmitter/receiver 10, and can be grasped separately from the characteristic fluctuations of the MATCHIT filter 42. In addition,
The above-mentioned theoretical simulation values are secured in advance by a method such as obtaining them off-line using a general-purpose computer device.

こうして、送信系101で発生する信号を直接
受信系102に供給することによつてSAR送受
信装置10のみのレンジ圧縮に対する影響を評価
することが可能となり、また、全評価系はSAR
画像処理システムと同様にすべてデイジタル処理
で行なつているため、評価パラメータごとの具体
的評価が可能であり、なお温度特性の影響の排除
も可能となる。
In this way, by directly supplying the signal generated in the transmitting system 101 to the receiving system 102, it is possible to evaluate the influence of only the SAR transceiver 10 on range compression, and the entire evaluation system is
As with the image processing system, all the processing is done digitally, so it is possible to perform specific evaluation for each evaluation parameter, and it is also possible to eliminate the influence of temperature characteristics.

さらに、上述した評価データの応用例も種種考
えることができ、たとえばSAR送受信装置10
の運用初期値を基準として経時変化による影響を
知ることが可能であり、またこれら評価データは
次回設計時の資料としても有効的である。
Furthermore, various examples of application of the above-mentioned evaluation data can be considered.
It is possible to know the effects of changes over time based on the initial operational values, and these evaluation data are also effective as materials for the next design.

なお、本実施例では評価システムとしての運用
性を配慮してハードウエア構成のレンジ圧縮評価
を行なつているが、これを汎用コンピユータを利
用するソフトウエア処理に変更しても容易に実施
しうることは明らかである。
Note that in this example, range compression evaluation of the hardware configuration was performed in consideration of operability as an evaluation system, but this could easily be performed by changing to software processing using a general-purpose computer. That is clear.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明のレンジ圧縮シミユレーシヨン装置は、
レンジ圧縮波形に対する送受信系の位相/振幅特
性誤差の影響を評価する場合に、合成開口レーダ
の画像処理の手法を導入したデイジタル評価系を
用意して送信信号を直接受信系に供給するという
手段を備えることにより、送受信系のみの影響を
総合的に把握しうるとともに、評価パラメータの
計測ならびにこれら計測データに対する温度特性
の影響の排除が可能であるとともに、その評価デ
ータにもとづき送受信系の経時変化の影響の把握
や次回設計に対する初期条件提供も可能となると
いう効果がある。
The range compression simulation device of the present invention includes:
When evaluating the influence of phase/amplitude characteristic errors in the transmitting/receiving system on the range compression waveform, a method of preparing a digital evaluation system that incorporates the image processing method of synthetic aperture radar and supplying the transmitting signal directly to the receiving system is proposed. By preparing for this, it is possible to comprehensively understand the influence of only the transmitter and receiver system, measure evaluation parameters, and eliminate the influence of temperature characteristics on these measurement data, and based on the evaluation data, evaluate changes over time in the transmitter and receiver system. This has the effect of making it possible to understand the effects and provide initial conditions for the next design.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第2図は第1図に示すデータ変換器を詳細に示す
ブロツク図、第3図は第1図に示すレンジ圧縮評
価器を詳細に示すブロツク図、第4図は位相特性
誤差または振幅特性誤差のレンジ圧縮に与える影
響の一例を示す周波数対遅延時間特性図、第5図
は第4図に示す位相特性誤差をもつ送信信号によ
るレンジ圧縮波形図である。 1…校正器、2…可変アツテネータ、3…デー
タ変換器、4…レンジ圧縮評価器、10…SAR
送受信装置、11…方向性結合器、31,32…
ビデオ増幅器、33,34…A/Dコンバータ、
35…ストレツチ回路、36…フオーマツト回
路、37…高密度データレコーダ、38…CCT
変換器、41…データ分配回路、42…マツチト
フイルタ、43…レンジ圧縮回路、44…評価回
路、101…送信系、102…受信系、D…H・
Kデータ、VI…Iビデオ信号、VQ…Qビデオ信
号、S1,S2…試験信号、VD…ビデオ信号デ
ータ、A…振幅、T…時間、P1,P2…ペアー
ドエコー、M…メインローブ、…周波数、t…
遅延時間、a…基本特性、h…位相誤差特性。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention;
Figure 2 is a detailed block diagram of the data converter shown in Figure 1, Figure 3 is a detailed block diagram of the range compression evaluator shown in Figure 1, and Figure 4 is a phase characteristic error or amplitude characteristic error. FIG. 5 is a frequency vs. delay time characteristic diagram showing an example of the influence on range compression. FIG. 5 is a range compression waveform diagram due to the transmission signal having the phase characteristic error shown in FIG. 1...Calibrator, 2...Variable attenuator, 3...Data converter, 4...Range compression evaluator, 10...SAR
Transmitting/receiving device, 11... Directional coupler, 31, 32...
Video amplifier, 33, 34...A/D converter,
35...Stretch circuit, 36...Format circuit, 37...High density data recorder, 38...CCT
Converter, 41...Data distribution circuit, 42...Matsuchito filter, 43...Range compression circuit, 44...Evaluation circuit, 101...Transmission system, 102...Reception system, D...H・
K data, VI...I video signal, VQ...Q video signal, S1, S2...test signal, VD...video signal data, A...amplitude, T...time, P1, P2...paired echo, M...main lobe,...frequency, T...
Delay time, a...basic characteristics, h...phase error characteristics.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 合成開口レーダの送信信号のチヤープ変調特
性を含む送受信装置の位相および振幅特性誤差が
パルス圧縮性能に及ぼす影響を評価するために前
記合成開口レーダのレンジ圧縮と等価な機能を付
与したレンジ圧縮シミユレーシヨン装置であつ
て、 前記合成開口レーダの送信装置で発生した送信
信号を高出力増幅前もしくは後に所定のレベルに
設定した試験信号として受信装置に印加しこの受
信装置の出力を実数部のIビデオ信号および虚数
部のQビデオ信号として発生せしめる試験信号印
加手段と、前記Iビデオ信号とQビデオ信号とを
入力しこれに前記送受信装置の温度状態や動作モ
ード等に関する情報を提供する前記合成開口レー
ダのテレメトリ信号を付加したうえこれをデイジ
タル形式の汎用磁気テープデータとして出力する
データ変換手段と、このデータ変換手段の出力デ
ータを受けこの出力データに含まれるビデオ信号
データを前記送信信号のチヤープ変調特性とは周
波数対遅延時間特性が逆特性かつ前記テレメトリ
信号に対応した温度補償を付与したマツチトフイ
ルタに通してレンジ圧縮をシミユレーシヨンした
うえこの結果をあらかじめ用意する理論シミユレ
ーシヨン値と比較して前記送受信装置の位相およ
び振幅特性誤差のレンジ圧縮に及ぼす影響を評価
するレンジ圧縮評価手段とを含むことを特徴とす
るレンジ圧縮シミユレーシヨン装置。
[Scope of Claims] 1. A function equivalent to range compression of the synthetic aperture radar in order to evaluate the influence of phase and amplitude characteristic errors of the transmitter/receiver, including the chirp modulation characteristics of the transmitted signal of the synthetic aperture radar, on pulse compression performance. A range compression simulation device is provided with a range compression simulation device, which applies a transmitted signal generated by the transmitting device of the synthetic aperture radar to a receiving device as a test signal set at a predetermined level before or after high-output amplification, and calculates the output of the receiving device. A test signal applying means for generating an I video signal as a real part and a Q video signal as an imaginary part, inputting the I video signal and the Q video signal and providing information regarding the temperature state, operating mode, etc. of the transmitting/receiving device. data converting means for adding a telemetry signal of the synthetic aperture radar to which the synthetic aperture radar is applied and outputting the same as general-purpose magnetic tape data in a digital format; The range compression is simulated through a MATCHIT filter which has a frequency vs. delay time characteristic opposite to the chirp modulation characteristic of the signal and has been given temperature compensation corresponding to the telemetry signal, and the results are compared with theoretical simulation values prepared in advance. A range compression simulation device comprising: range compression evaluation means for evaluating the influence of phase and amplitude characteristic errors of the transmitting/receiving device on range compression.
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JPS57165775A (en) * 1981-03-27 1982-10-12 Dornier System Gmbh Tester for radar with synthetic opening
JPS61180167A (en) * 1985-02-06 1986-08-12 Nec Corp Radar equipment
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