JPH06214022A - 逆合成アパーチャレーダ信号処理の改善方法及びシステム - Google Patents
逆合成アパーチャレーダ信号処理の改善方法及びシステムInfo
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- JPH06214022A JPH06214022A JP4317493A JP31749392A JPH06214022A JP H06214022 A JPH06214022 A JP H06214022A JP 4317493 A JP4317493 A JP 4317493A JP 31749392 A JP31749392 A JP 31749392A JP H06214022 A JPH06214022 A JP H06214022A
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- 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
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- G—PHYSICS
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- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＩＳＡＲ信号からドップラースメアリングを
起こすレンジ移動の影響を除去する計算方法を使用して
レンジ分解能を強化する。 【構成】 運動目標の逆合成アパーチャレーダ（ＩＳＡ
Ｒ）システムのレーダ画像内にドップラースメアリング
を生じるレンジ移動の影響を除去するため、まず複数の
逆合成アパーチャレーダデータ点を総和することによっ
て前記目標からのゼロドップラーセルに合成アパーチャ
レーダ画像を発生する。次いで、前記データ点内非ゼロ
ドップラー周波数偏移の影響を表示する因子によって前
記データ点の各々に対して補償する。更に、前記補償さ
れたデータ点を使用して前記目標からの非ゼロドップラ
ー周波数偏移を前記発生合成アパーチャレーダ画像に対
して補償する。前記方法及びシステムはＩＳＡＲレーダ
システムのドップラープロセッサ３６内に使用されてＩ
ＳＡＲ画像内のドップラースメアリングを減少し又は除
去する。
起こすレンジ移動の影響を除去する計算方法を使用して
レンジ分解能を強化する。 【構成】 運動目標の逆合成アパーチャレーダ（ＩＳＡ
Ｒ）システムのレーダ画像内にドップラースメアリング
を生じるレンジ移動の影響を除去するため、まず複数の
逆合成アパーチャレーダデータ点を総和することによっ
て前記目標からのゼロドップラーセルに合成アパーチャ
レーダ画像を発生する。次いで、前記データ点内非ゼロ
ドップラー周波数偏移の影響を表示する因子によって前
記データ点の各々に対して補償する。更に、前記補償さ
れたデータ点を使用して前記目標からの非ゼロドップラ
ー周波数偏移を前記発生合成アパーチャレーダ画像に対
して補償する。前記方法及びシステムはＩＳＡＲレーダ
システムのドップラープロセッサ３６内に使用されてＩ
ＳＡＲ画像内のドップラースメアリングを減少し又は除
去する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁波信号処理に関
し、特に逆合成アパーチャレーダ（以下、ＩＳＡＲ）シ
ステムのドップラー分解能を増大する計算技術を含むＩ
ＳＡＲ信号処理の改善の方法及びそのシステムに関す
る。
し、特に逆合成アパーチャレーダ（以下、ＩＳＡＲ）シ
ステムのドップラー分解能を増大する計算技術を含むＩ
ＳＡＲ信号処理の改善の方法及びそのシステムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＩＳＡＲ処理は、複雑なレーダ目標の三
次元（レンジ、ドップラー、及び強度）画像を発生する
技術である。この種の画像によって、レーダオペレータ
は、有視界方法を使用することができるレンジ外の目標
を分類することが可能になる。艦船の分類する際のＩＳ
ＡＲシステムの動作上の有効性は、Ｐ−３、ＣＳ−３
Ｂ、及びＣ−１３０偵察機上のＡＮ/ ＡＰＳ１３７
（Ｖ）レーダーシステムにはっきりと見ることができ
る。更に、巡洋艦及び高速巡視艇などのような水上プラ
ットフォームも、これらの型式のレーダシステムにとっ
て魅力がある。最近、ＩＳＡＲシステムは、種々な応用
面で航空機を分類するのに有効であることが証明されて
きている。
次元（レンジ、ドップラー、及び強度）画像を発生する
技術である。この種の画像によって、レーダオペレータ
は、有視界方法を使用することができるレンジ外の目標
を分類することが可能になる。艦船の分類する際のＩＳ
ＡＲシステムの動作上の有効性は、Ｐ−３、ＣＳ−３
Ｂ、及びＣ−１３０偵察機上のＡＮ/ ＡＰＳ１３７
（Ｖ）レーダーシステムにはっきりと見ることができ
る。更に、巡洋艦及び高速巡視艇などのような水上プラ
ットフォームも、これらの型式のレーダシステムにとっ
て魅力がある。最近、ＩＳＡＲシステムは、種々な応用
面で航空機を分類するのに有効であることが証明されて
きている。
【０００３】海軍/ 海兵隊偵察共同体は、ＩＳＡＲシス
テムの価値を認め、同時に、ＩＳＡＲ処理方法及びこの
方法を採用するシステムは、その潜在的能力を十分に発
揮していないことを認めている。この問題を念頭に置い
て、設計者達は、ＩＳＡＲシステムのレンジ分解能の改
善を模索している。例えば、アドバンストプロファィル
（Advanced Profile）、すなわち、ＩＳＡＲ能力を有す
るレーダ試験台システムは、改善された分解能値を示し
ている。このアドバンストプロファイル試験台システム
は、より小さい目標を分類、より大形の航空機をより詳
細に分析することができる。この結果、分類結果はより
改善され、損傷評価能力は強化された。
テムの価値を認め、同時に、ＩＳＡＲ処理方法及びこの
方法を採用するシステムは、その潜在的能力を十分に発
揮していないことを認めている。この問題を念頭に置い
て、設計者達は、ＩＳＡＲシステムのレンジ分解能の改
善を模索している。例えば、アドバンストプロファィル
（Advanced Profile）、すなわち、ＩＳＡＲ能力を有す
るレーダ試験台システムは、改善された分解能値を示し
ている。このアドバンストプロファイル試験台システム
は、より小さい目標を分類、より大形の航空機をより詳
細に分析することができる。この結果、分類結果はより
改善され、損傷評価能力は強化された。
【０００４】既存のシステムの場合、構成要素の能力に
より分解能の改善が制限される。例えば、使用状況下で
はＩＳＡＲシステムは、表面音響波（以下、ＳＡＷ）フ
ィルタを使用して高レンジ分解能を達成する。これらの
アナログ装置は、時間−帯域幅積が増大するに従いその
製造が次第に困難になる。インパルス圧縮及びベースバ
ンドへの降下変換（down-convension)に従い、これらの
システムは、圧縮波形をディジタル化し、ドップラー
（クロスレンジ）次元をディジタルに処理する。しかし
ながら、これらのシステムにおいては、アナログ−ディ
ジタル（以下、Ａ／Ｄ）変換、バッファリング、及びデ
ィジタル処理の処理能力により、分解能が制限される。
より分解能の改善が制限される。例えば、使用状況下で
はＩＳＡＲシステムは、表面音響波（以下、ＳＡＷ）フ
ィルタを使用して高レンジ分解能を達成する。これらの
アナログ装置は、時間−帯域幅積が増大するに従いその
製造が次第に困難になる。インパルス圧縮及びベースバ
ンドへの降下変換（down-convension)に従い、これらの
システムは、圧縮波形をディジタル化し、ドップラー
（クロスレンジ）次元をディジタルに処理する。しかし
ながら、これらのシステムにおいては、アナログ−ディ
ジタル（以下、Ａ／Ｄ）変換、バッファリング、及びデ
ィジタル処理の処理能力により、分解能が制限される。
【０００５】既存のＩＳＡＲシステムには、また、分解
能の改善に際し“ダイナミック”という制限を有する。
アパーチャ時間中における波長の１０分の２又は３程度
に相当する目標の運動によって反射信号の位相変調が起
きる。この位相変調信号の特殊な処理により画像にクロ
スレンジ次元を生じる。クロスレンジ分解能は、アパー
チャ時間に関連する。しかしながら、アパーチャ形成中
において目標が大きく動くと、リターン信号は振幅変調
を受けている。
能の改善に際し“ダイナミック”という制限を有する。
アパーチャ時間中における波長の１０分の２又は３程度
に相当する目標の運動によって反射信号の位相変調が起
きる。この位相変調信号の特殊な処理により画像にクロ
スレンジ次元を生じる。クロスレンジ分解能は、アパー
チャ時間に関連する。しかしながら、アパーチャ形成中
において目標が大きく動くと、リターン信号は振幅変調
を受けている。
【０００６】リターン信号の振幅変調によってリターン
（返送）信号のスペクトルのクロスレンジ次元は広が
る。返送信号スペクトルの広がりは、ドップラースメア
リングとして知られている。ドップラースメアリング
は、クロスレンジ分解能の低化を招く。したがって、既
存のシステムでは、パルス帯域幅が実際に増大するとク
ロスレンジの分解能は低化させられる。これは、帯域幅
を増大することでレンジ分解能を改善しようとする期待
に逆行する。事実、レンジ内での目標のドリフトのため
に、レンジ分解能の改善は起こらない。例えば、レンジ
内にある目標が特定の帯域幅に対するレンジ分解能に関
して有意な距離だけドリフトするならば、おそらくレン
ジ分解能の低化が起こる。ＩＳＡＲ画像に起きるドップ
ラースメアリングは、“レンジの移動”の結果であると
云える。
（返送）信号のスペクトルのクロスレンジ次元は広が
る。返送信号スペクトルの広がりは、ドップラースメア
リングとして知られている。ドップラースメアリング
は、クロスレンジ分解能の低化を招く。したがって、既
存のシステムでは、パルス帯域幅が実際に増大するとク
ロスレンジの分解能は低化させられる。これは、帯域幅
を増大することでレンジ分解能を改善しようとする期待
に逆行する。事実、レンジ内での目標のドリフトのため
に、レンジ分解能の改善は起こらない。例えば、レンジ
内にある目標が特定の帯域幅に対するレンジ分解能に関
して有意な距離だけドリフトするならば、おそらくレン
ジ分解能の低化が起こる。ＩＳＡＲ画像に起きるドップ
ラースメアリングは、“レンジの移動”の結果であると
云える。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって、レンジの
移動によって起こされるドップラー及びレンジ分解能の
問題を克服する方法及びシステムへのニーズが生じてい
る。
移動によって起こされるドップラー及びレンジ分解能の
問題を克服する方法及びシステムへのニーズが生じてい
る。
【０００８】ドップラー及びレンジ分解能を改善する
が、しかし既存のＩＳＡＲシステムのＡ／Ｄ変換、バッ
ファリング、及びディジタル処理の構成要素の入力能力
によって制限されることのないＩＳＡＲ処理の方法及び
システムへのニーズが生じている。
が、しかし既存のＩＳＡＲシステムのＡ／Ｄ変換、バッ
ファリング、及びディジタル処理の構成要素の入力能力
によって制限されることのないＩＳＡＲ処理の方法及び
システムへのニーズが生じている。
【０００９】更に、既存のＩＳＡＲシステムに存在する
ドップラー周波数スメアリングの影響を克服する方法及
びシステムへのニーズも生じている。
ドップラー周波数スメアリングの影響を克服する方法及
びシステムへのニーズも生じている。
【００１０】
【問題を解決するための手段】本発明に従い、受信ＩＳ
ＡＲ信号からドップラースメアリングを起こすレンジ移
動の影響を除去する計算方法を使用することによってド
ップラー分解能を強化する改善ＩＳＡＲ方法及びシステ
ムが提供される。
ＡＲ信号からドップラースメアリングを起こすレンジ移
動の影響を除去する計算方法を使用することによってド
ップラー分解能を強化する改善ＩＳＡＲ方法及びシステ
ムが提供される。
【００１１】本発明の１態様に従い、運動目標からのレ
ンジ移動の影響を除去することによってＩＳＡＲ映像処
理を改善する方法が提供される。本発明の方法は、ゼロ
ドップラーレンジセルに対してＩＳＡＲ映像を発生する
第１ステップを含む。本方法は、そのセンサからの全て
のパルスにわたり各レンジビンごとにＩＱデータを平均
化することによってこのステップを遂行する。次いで、
本方法は、データ点内の非ゼロドップラー偏移の影響を
表す因子によってこれらデータ点の各々に対して補償す
るステップを含む。本方法は、更に、これら補償データ
点にドップラーフィルタを適用することによってＩＳＡ
Ｒ映像を形成することを含む。
ンジ移動の影響を除去することによってＩＳＡＲ映像処
理を改善する方法が提供される。本発明の方法は、ゼロ
ドップラーレンジセルに対してＩＳＡＲ映像を発生する
第１ステップを含む。本方法は、そのセンサからの全て
のパルスにわたり各レンジビンごとにＩＱデータを平均
化することによってこのステップを遂行する。次いで、
本方法は、データ点内の非ゼロドップラー偏移の影響を
表す因子によってこれらデータ点の各々に対して補償す
るステップを含む。本方法は、更に、これら補償データ
点にドップラーフィルタを適用することによってＩＳＡ
Ｒ映像を形成することを含む。
【００１２】本発明の方法及びシステムは、定速目標に
対するレンジ/ ドップラー映像を適正に計算する計算手
順を具体化する。既知のＩＳＡＲドップラー処理方法に
比較して、本発明は寄生ＩＳＡＲ映像の発生を回避す
る。その結果、運動目標の高レンジ分解能及びドップラ
ー映像を得る。
対するレンジ/ ドップラー映像を適正に計算する計算手
順を具体化する。既知のＩＳＡＲドップラー処理方法に
比較して、本発明は寄生ＩＳＡＲ映像の発生を回避す
る。その結果、運動目標の高レンジ分解能及びドップラ
ー映像を得る。
【００１３】
【実施例】付図と関連して以下の詳細な説明を参照する
ことによって、本発明は一層完全に理解されるであろ
う。
ことによって、本発明は一層完全に理解されるであろ
う。
【００１４】現行のＩＳＡＲシステムにおいて、レンジ
/ ドップラー画像は、返送信号からサンプルされたコヒ
ーレントデータの高速フーリエ変換（以下、ＦＦＴ）に
よって形成される。ＦＦＴによって演じられる必須の役
割は、ドップラーフィルタバンクのそれである。その処
理は直載的で簡単であるが、その結果の画像が所望画像
の近似であることも示される。特に、非ゼロドップラー
偏移ＩＳＡＲ画像を生成するようにオリジナルＩＱデー
タを使用すると、結果としての画像にドップラー周波数
スメアリングを生じる。
/ ドップラー画像は、返送信号からサンプルされたコヒ
ーレントデータの高速フーリエ変換（以下、ＦＦＴ）に
よって形成される。ＦＦＴによって演じられる必須の役
割は、ドップラーフィルタバンクのそれである。その処
理は直載的で簡単であるが、その結果の画像が所望画像
の近似であることも示される。特に、非ゼロドップラー
偏移ＩＳＡＲ画像を生成するようにオリジナルＩＱデー
タを使用すると、結果としての画像にドップラー周波数
スメアリングを生じる。
【００１５】図１は、現行ＩＳＡＲビデオ処理サブシス
テムのブロック図である。ＩＦ信号２２がコヒーレント
検出器２４に送られ、他方ディジタル移相器２６も検出
器２４へ出力を送る。コヒーレント検出器２４はＡＤ変
換器２８へそのアナログ入力を送り、ＡＤ変換器２８は
また遅延トリガ発生器３０から遅延トリガ入力を受け
る。ＡＤ変換器２８からのディジタル出力は、データエ
キスパンダ３２に送られる。データエキスパンダ３２の
出力信号は、レンジ/ ドップラー追跡装置３４及びドッ
プラープロセッサ３６へ送られる。レンジ/ ドップラー
追跡装置３４は出力信号をディジル移相器２６に送り、
移送器２６はまたＩＦ基準信号３８を受けて、その発生
する移相信号を出力としてコヒーレント検出器２４へ送
る。レンジ/ ドップラー追跡装置３４は、また、遅延ト
リガ発生器３０へその追跡入力を送る。ドップラープロ
セッサ３６は、ディスプレイメモリ４０へＩＳＡＲデー
タを出力し、ディスプレイメモリ４０はディジタル信号
をディジタル−アナログ（以下、ＤＡ）変換器４２に送
る。ビデオディスプレイ４４は、ＤＡ変換器４２からの
アナログ信号を表示する。
テムのブロック図である。ＩＦ信号２２がコヒーレント
検出器２４に送られ、他方ディジタル移相器２６も検出
器２４へ出力を送る。コヒーレント検出器２４はＡＤ変
換器２８へそのアナログ入力を送り、ＡＤ変換器２８は
また遅延トリガ発生器３０から遅延トリガ入力を受け
る。ＡＤ変換器２８からのディジタル出力は、データエ
キスパンダ３２に送られる。データエキスパンダ３２の
出力信号は、レンジ/ ドップラー追跡装置３４及びドッ
プラープロセッサ３６へ送られる。レンジ/ ドップラー
追跡装置３４は出力信号をディジル移相器２６に送り、
移送器２６はまたＩＦ基準信号３８を受けて、その発生
する移相信号を出力としてコヒーレント検出器２４へ送
る。レンジ/ ドップラー追跡装置３４は、また、遅延ト
リガ発生器３０へその追跡入力を送る。ドップラープロ
セッサ３６は、ディスプレイメモリ４０へＩＳＡＲデー
タを出力し、ディスプレイメモリ４０はディジタル信号
をディジタル−アナログ（以下、ＤＡ）変換器４２に送
る。ビデオディスプレイ４４は、ＤＡ変換器４２からの
アナログ信号を表示する。
【００１６】本発明の好適実施例の方法及びシステムが
応用されるのは、ドップラープロセセッサ３６内におい
てである。ドップラープロセッサ３６は、ＩＱデータを
用いて各レンジビン指標i 対する波形座標変数ξと各パ
ルス繰返し指標（ＰＲＩ），k に対する時間アパーチャ
の開始から測定された時間t との関数として目標のドッ
プラー作像を決定する。例えば、
応用されるのは、ドップラープロセセッサ３６内におい
てである。ドップラープロセッサ３６は、ＩＱデータを
用いて各レンジビン指標i 対する波形座標変数ξと各パ
ルス繰返し指標（ＰＲＩ），k に対する時間アパーチャ
の開始から測定された時間t との関数として目標のドッ
プラー作像を決定する。例えば、
【００１７】
【数１３】
【００１８】によって収集されたＩＱデータを表示しよ
う。ここで、i はレンジビン指標、及びk はＩＳＡＲシ
ステムのパルス繰返し指標である。各レンジビンごとの
レンジ/ ドップラー画像は、ＦＦＴ処理によって形成さ
れる。ＦＦＴ処理は、その時系列を周波数スペクトルに
変換する。
う。ここで、i はレンジビン指標、及びk はＩＳＡＲシ
ステムのパルス繰返し指標である。各レンジビンごとの
レンジ/ ドップラー画像は、ＦＦＴ処理によって形成さ
れる。ＦＦＴ処理は、その時系列を周波数スペクトルに
変換する。
【００１９】点反射器表示を使用して、レンジ/ ドップ
ラー画像形成に対する明らかな表現が、次のように導出
される。１つの点反射器からの処理返送エコーをP(ξ)
によって表わす。ここに、
ラー画像形成に対する明らかな表現が、次のように導出
される。１つの点反射器からの処理返送エコーをP(ξ)
によって表わす。ここに、
【００２０】
【数１４】
【００２１】t ′は各パルス送信から測定された時間、
及びt は各時間アパーチャの開始から測定された時間で
ある。厳密に云うと、R(t)はパルス到来時におけるＩＳ
ＡＲシステムセンサからこの点反射器までのレンジであ
る。実際の目的では、t は kΔt で近似してもよく、こ
こにk はＰＲＩ指標値であり、Δt はパルス間の時間間
隔である。図１内のレンジ/ ドップラー追跡装置の役割
は基準反射器として主要（dominant) 反射器をとらえ、
かつこの基準反射器からの各返送パルスが同じパルス波
形座標値
及びt は各時間アパーチャの開始から測定された時間で
ある。厳密に云うと、R(t)はパルス到来時におけるＩＳ
ＡＲシステムセンサからこの点反射器までのレンジであ
る。実際の目的では、t は kΔt で近似してもよく、こ
こにk はＰＲＩ指標値であり、Δt はパルス間の時間間
隔である。図１内のレンジ/ ドップラー追跡装置の役割
は基準反射器として主要（dominant) 反射器をとらえ、
かつこの基準反射器からの各返送パルスが同じパルス波
形座標値
【００２２】
【数１５】
【００２３】で常時サンプルされることを保証すること
である。したがって、次を得る。
である。したがって、次を得る。
【００２４】
【数１６】
【００２５】
【数１７】ただし
【００２６】及びRr(kΔt) は、基準反射器レンジであ
る。
る。
【００２７】このようにして、各ＲＰＩにおいて、サン
プル時間tiは、基準反射器に対するサンプル座標点列を
一定に維持するようにRr(kΔt)の変動を補償するために
連続的に調整される。レーダからレンジR(k Δt)にある
任意の点反射器に対して、基準反射器からのその差レン
ジは、
プル時間tiは、基準反射器に対するサンプル座標点列を
一定に維持するようにRr(kΔt)の変動を補償するために
連続的に調整される。レーダからレンジR(k Δt)にある
任意の点反射器に対して、基準反射器からのその差レン
ジは、
【００２８】
【数１８】
【００２９】によって表わされ、この反射器からの返送
パルス波形に対するサンプルデータは
パルス波形に対するサンプルデータは
【００３０】
【数１９】
【００３１】であり、ただし、
【数２０】
【００３２】である。ここにλは波長である。
【００３３】δR(k Δt) の実際の意味を理解するため
に、図２を参照されたい。図２は、水面５２上に浮き、
その浮力中心５４の回りに運動している船５０を示す。
これから判るように、マスト５８の点５６が移行すると
きの両側端間の距離は点６０が移行するときのそれより
もかなり小さい。ＩＳＡＲセンサ６２がマスト５８上の
任意の点６４と同じ面内にある点を検出するならば、基
準レンジRr(kΔt) が確立される。垂直面６６は、セン
サ６２と任意の点６４とを含む面に垂直に設定される。
垂直面６６から点６０までの距離R(k Δt)は決定され
る。これは、マスト５８上のいかなる点についても成立
する。差レンジδR(k Δt)は、距離R(k Δt)に係わるマ
スト５８上のいかなる点に対してもRr(kΔt) とR(k Δ
t)との差として式（４）によって定義することができ
る。
に、図２を参照されたい。図２は、水面５２上に浮き、
その浮力中心５４の回りに運動している船５０を示す。
これから判るように、マスト５８の点５６が移行すると
きの両側端間の距離は点６０が移行するときのそれより
もかなり小さい。ＩＳＡＲセンサ６２がマスト５８上の
任意の点６４と同じ面内にある点を検出するならば、基
準レンジRr(kΔt) が確立される。垂直面６６は、セン
サ６２と任意の点６４とを含む面に垂直に設定される。
垂直面６６から点６０までの距離R(k Δt)は決定され
る。これは、マスト５８上のいかなる点についても成立
する。差レンジδR(k Δt)は、距離R(k Δt)に係わるマ
スト５８上のいかなる点に対してもRr(kΔt) とR(k Δ
t)との差として式（４）によって定義することができ
る。
【００３４】これを基礎として、次にレンジ移動の影響
を数学的に説明する。例えば、図２の船５０は、種々な
場所及びダイナミックスを有する多数の点反射器で構成
されている。次のいくつかの仮定をこの例に関して立て
ることができる。そのＩＳＡＲシステムは、これらの反
射器の１つで、基準反射器と呼ばれる、マスト５８上
の、例えば、点６４を追跡するレンジ追跡装置を含み、
この追跡装置の情報を使用してこの基準反射器をサンプ
リグウィンドウの中心に維持する。第２仮定は、そのＩ
ＳＡＲプロセッサがこの基準反射器からの返送信号の位
相と関連する返送信号の位相を計算すると云うことであ
る。
を数学的に説明する。例えば、図２の船５０は、種々な
場所及びダイナミックスを有する多数の点反射器で構成
されている。次のいくつかの仮定をこの例に関して立て
ることができる。そのＩＳＡＲシステムは、これらの反
射器の１つで、基準反射器と呼ばれる、マスト５８上
の、例えば、点６４を追跡するレンジ追跡装置を含み、
この追跡装置の情報を使用してこの基準反射器をサンプ
リグウィンドウの中心に維持する。第２仮定は、そのＩ
ＳＡＲプロセッサがこの基準反射器からの返送信号の位
相と関連する返送信号の位相を計算すると云うことであ
る。
【００３５】これらの仮定で以て、任意の反射器からの
サンプルされた返送信号は、
サンプルされた返送信号は、
【００３６】
【数２１】
【００３７】によって与られ、ここに、k はアパーチャ
（k ＝0,1,…、M-1)内のパルス番号を指標し；i は１パ
ルス返送（i ＝0,1,…、N-1)内のサンプル番号を指標
し；P(ξ) は送信パルスの複素包絡線を表わし、P(ξi)
はこの包絡線のサンプルされたものを表わし；Ｄは基準
反射器と任意の反射器との間の初期変位であり；V は基
準反射器に関する、レーダ視線に沿う任意の反射器の線
速度であり；Δt はパルス繰返し間隔であり；c は波動
伝搬速度であり；λはレーダ信号の波長である。
（k ＝0,1,…、M-1)内のパルス番号を指標し；i は１パ
ルス返送（i ＝0,1,…、N-1)内のサンプル番号を指標
し；P(ξ) は送信パルスの複素包絡線を表わし、P(ξi)
はこの包絡線のサンプルされたものを表わし；Ｄは基準
反射器と任意の反射器との間の初期変位であり；V は基
準反射器に関する、レーダ視線に沿う任意の反射器の線
速度であり；Δt はパルス繰返し間隔であり；c は波動
伝搬速度であり；λはレーダ信号の波長である。
【００３８】データは、M 個のパルスの対応するサンプ
ル時間からのデータにM-点ＦＦＴを遂行することによっ
て、クロスレンジ内で処理される。結果の二次元映像
は、
ル時間からのデータにM-点ＦＦＴを遂行することによっ
て、クロスレンジ内で処理される。結果の二次元映像
は、
【００３９】
【数２２】
【００４０】によって与えられ、ここに、ｍはスペクト
ル成分を指標する。
ル成分を指標する。
【００４１】返送信号サンプルの（クロスレンジ次元内
の）振幅変調は、式（６）中の包絡線関数中の項2[Ｄ−
VkΔt]/c に起因している。この変調の影響は、図３に
示されている。アパーチャ時間中、所与の反射器のレン
ジは、この反射器がアクセスされるサンプル時間の総数
だけ測定されるとき、基準反射器に関連して変化する。
の）振幅変調は、式（６）中の包絡線関数中の項2[Ｄ−
VkΔt]/c に起因している。この変調の影響は、図３に
示されている。アパーチャ時間中、所与の反射器のレン
ジは、この反射器がアクセスされるサンプル時間の総数
だけ測定されるとき、基準反射器に関連して変化する。
【００４２】クロスレンジ次元上のレンジ移動の影響
は、式（７）を僅かに変形するならば、更に容易に論じ
られる。M Δt なるアパーチャ時間に対して、スペクト
ル分解能は1/M Δt である。目標反射器は速度の離散値
のみを持つことができ、これに伴い速度分解能はスペク
トル分解能に対応する、すなわち、１つの反射器はλ/2
M Δt の或る倍数である速度を有すると仮定しよう。式
（７）内のV を離散速度を指標する整変数s で置換する
と、次式を得る：
は、式（７）を僅かに変形するならば、更に容易に論じ
られる。M Δt なるアパーチャ時間に対して、スペクト
ル分解能は1/M Δt である。目標反射器は速度の離散値
のみを持つことができ、これに伴い速度分解能はスペク
トル分解能に対応する、すなわち、１つの反射器はλ/2
M Δt の或る倍数である速度を有すると仮定しよう。式
（７）内のV を離散速度を指標する整変数s で置換する
と、次式を得る：
【００４３】
【数２３】
【００４４】好適実施例の次のステップは、ｍ＝s ＋1
としてこの式を評価することである。これは、目標実速
度を表わすセルの近傍のスペクトルセル内の応答を評価
することに類似している。理想的には、この近傍セルの
応答はゼロである。この置換によって、式（８）は、次
のようになる：
としてこの式を評価することである。これは、目標実速
度を表わすセルの近傍のスペクトルセル内の応答を評価
することに類似している。理想的には、この近傍セルの
応答はゼロである。この置換によって、式（８）は、次
のようになる：
【００４５】
【数２４】
【００４６】この式において、その総和内の複素指数は
単位円上に一様に分布されたM 個の複素数を表わすこと
に注意されたい。 P( …）によって与えられるこれらの
複素数に関連する重みが全て同じであれば、その総和は
ゼロであろう。そのレンジ移動項、 2λk/2Mによって P
( …）項は１つのパルスから次のパルスまで振幅に変化
を生じる。これが、ゼロになることを防止する。後の図
５を参照。したがって、定速反射器は、いくつかのスペ
クトルセル内に応答を起こさせる。これは、クロスレン
ジ方向の分解能の低化となって現れる。
単位円上に一様に分布されたM 個の複素数を表わすこと
に注意されたい。 P( …）によって与えられるこれらの
複素数に関連する重みが全て同じであれば、その総和は
ゼロであろう。そのレンジ移動項、 2λk/2Mによって P
( …）項は１つのパルスから次のパルスまで振幅に変化
を生じる。これが、ゼロになることを防止する。後の図
５を参照。したがって、定速反射器は、いくつかのスペ
クトルセル内に応答を起こさせる。これは、クロスレン
ジ方向の分解能の低化となって現れる。
【００４７】図４及び図５は、それぞれ、理想的及び実
際の近傍セルのスペクトル応答を示す。図４は、式
（８）を駆動する関数
際の近傍セルのスペクトル応答を示す。図４は、式
（８）を駆動する関数
【００４８】
【数２５】
【００４９】の３６０゜ベクトル表現を示す。ドップラ
ースメアリングがなければ、図４に示すベクトル７０の
全ての和はゼロに等しいであろう。これは、ドップラー
スメアリングのない理想的な場合である。実際には、Ｉ
Ｑデータが発生するかつ図３に示すドップラースメアリ
ングのために、図５のベクトル和７２が現れる。これ
は、ＰＲＩ指標が変化するに従い、サンプル信号の異な
る値がベクトル７０の各々ごとに生じるからである。本
発明の好適実施例の方法は、その目標に起因して起こる
ドップラー周波数偏移を補償する。
ースメアリングがなければ、図４に示すベクトル７０の
全ての和はゼロに等しいであろう。これは、ドップラー
スメアリングのない理想的な場合である。実際には、Ｉ
Ｑデータが発生するかつ図３に示すドップラースメアリ
ングのために、図５のベクトル和７２が現れる。これ
は、ＰＲＩ指標が変化するに従い、サンプル信号の異な
る値がベクトル７０の各々ごとに生じるからである。本
発明の好適実施例の方法は、その目標に起因して起こる
ドップラー周波数偏移を補償する。
【００５０】図６は、レンジ移動の影響のコンピュータ
シミュレーションから生じた結果のグラフ表現である。
図６は、レンジ（R)及びクロスレンジ(F) に対して振幅
(Z)をプロットしている。示されたサンプル７８は、電
力半値点において６. ２５ｎｓ幅のガウシアンパルスの
２００ＭＨｚのサンプリングを表している。３２個のレ
ンジサンプル×１２８個のクロスレンジサンプルが存在
する。このサンプルは、その反射器が速度を持たないと
きに起こるものを示す。これによって基準送信波形が生
じる。
シミュレーションから生じた結果のグラフ表現である。
図６は、レンジ（R)及びクロスレンジ(F) に対して振幅
(Z)をプロットしている。示されたサンプル７８は、電
力半値点において６. ２５ｎｓ幅のガウシアンパルスの
２００ＭＨｚのサンプリングを表している。３２個のレ
ンジサンプル×１２８個のクロスレンジサンプルが存在
する。このサンプルは、その反射器が速度を持たないと
きに起こるものを示す。これによって基準送信波形が生
じる。
【００５１】図７は、レンジ移動によってＩＳＡＲ画像
内に起こされる寄生画像を示す。図７において、スペク
トルサイドローブが現れている。第１サイドローブは、
主応答から約２１ｄＢ下の点に現れる。更に、レンジ次
元に応答ひずみと応答拡幅が存在する。
内に起こされる寄生画像を示す。図７において、スペク
トルサイドローブが現れている。第１サイドローブは、
主応答から約２１ｄＢ下の点に現れる。更に、レンジ次
元に応答ひずみと応答拡幅が存在する。
【００５２】式（８）によって意味されかつ図３によっ
て表示されるように、分解能の低化はサンプルされた波
形の振幅変調に起因している。式（８）の形は、次のよ
うにしてレンジ移動を補償可能とする：
て表示されるように、分解能の低化はサンプルされた波
形の振幅変調に起因している。式（８）の形は、次のよ
うにしてレンジ移動を補償可能とする：
【００５３】
【数２６】 ここに、
【００５４】
【数２７】
【００５５】は、速度s を持つ目標を追跡するように調
節されたi 番目レンジサンプル時間であり、ξ′i は基
準反射器のi 番目レンジサンプル時間である。（基準反
射器に対して）速度s を持つ反射器の場合、次が成立す
る：
節されたi 番目レンジサンプル時間であり、ξ′i は基
準反射器のi 番目レンジサンプル時間である。（基準反
射器に対して）速度s を持つ反射器の場合、次が成立す
る：
【００５６】
【数２８】
【００５７】図８は、いかに式（１２）の実時間表示変
化がＩＳＡＲ画像を適当に変化させてドップラースメア
リングを除去するかを示す。
化がＩＳＡＲ画像を適当に変化させてドップラースメア
リングを除去するかを示す。
【００５８】次に議論は、式（１２）が意味する適応サ
ンプリングプロセスを得るために有効な補間技術を特
に、念頭に置いている。種々の補間技術（例えば、sin
(x)/x補間、スプライン補間、等）が好適実施例に従っ
て使用され、これらの各々が補償性能及び計算要件の実
現に当たりこれらに係わる。
ンプリングプロセスを得るために有効な補間技術を特
に、念頭に置いている。種々の補間技術（例えば、sin
(x)/x補間、スプライン補間、等）が好適実施例に従っ
て使用され、これらの各々が補償性能及び計算要件の実
現に当たりこれらに係わる。
【００５９】好適実施例の方法を更に深く立ち入って理
解するために、次の定速度反射器の場合を考察しよう：
解するために、次の定速度反射器の場合を考察しよう：
【００６０】
【数２９】
【００６１】ここに、fdは関連するドップラー周波数偏
移である。次の議論に便利なように、ドップラー指標値
s は整数のみに限定しよう。次のように書ける：
移である。次の議論に便利なように、ドップラー指標値
s は整数のみに限定しよう。次のように書ける：
【００６２】
【数３０】
【００６３】定速反射器からの返送エコーからのサンプ
ルデータは、
ルデータは、
【００６４】
【数３１】
【００６５】
【数３２】ただし である。
【００６６】対応するレンジ/ ドップラー画像は、サン
プルＩＱデータのＦＦＴをとることによって構成され、
次式で表される：
プルＩＱデータのＦＦＴをとることによって構成され、
次式で表される：
【００６７】
【数３３】
【００６８】
【数３４】ただし である。
【００６９】式（１６）の詳細な検討から、次が示めさ
れる。
れる。
【００７０】（１） 主ドップラー画像は、ドップラー
セル ｍ＝s 内に現れる。
セル ｍ＝s 内に現れる。
【００７１】（２） 反射器速度がゼロ（すなわち、s
＝0 ）のとき、ゼロドップラーセルレンジ線画像は、
＝0 ）のとき、ゼロドップラーセルレンジ線画像は、
【００７２】
【数３５】
【００７３】である。
【数３６】ただし である。
【００７４】ゼロドップラーセル画像は基準パルス波形
のサンプルリトレース（retrace)であり、他のドップラ
ーセルのどれの内にも画像はない。
のサンプルリトレース（retrace)であり、他のドップラ
ーセルのどれの内にも画像はない。
【００７５】（３） 反射器が基準反射器に対して運動
しているときは、いくつかの複雑な因子が発生する。例
えば、 v＜0 （すなわち、 s＞0 ）の場合を考えられた
い。主ドップラーセルは画像は、ｍ＝s と置くことによ
って式（１６）から得れる；
しているときは、いくつかの複雑な因子が発生する。例
えば、 v＜0 （すなわち、 s＞0 ）の場合を考えられた
い。主ドップラーセルは画像は、ｍ＝s と置くことによ
って式（１６）から得れる；
【００７６】
【数３７】
【００７７】
【数３８】ただし
【００７８】（４） 主ドップラーセルの近傍のドップ
ラーセル内にドップラー処理によって発生される寄生画
像が存在する。これらの表示式は式（１６）からｍ＝
s＋l 、ただし l＝±1, 2, …、と置くことによって、
得られる：
ラーセル内にドップラー処理によって発生される寄生画
像が存在する。これらの表示式は式（１６）からｍ＝
s＋l 、ただし l＝±1, 2, …、と置くことによって、
得られる：
【００７９】
【数３９】
【００８０】
【数４０】ただし である。
【００８１】返送パルスに沿う異なる点でとられたサン
プルデータは同じ値のものではないので、式（１２）内
の総和は非ゼロである。この状況は、高いドップラーセ
ルになるほど厳しくなる。
プルデータは同じ値のものではないので、式（１２）内
の総和は非ゼロである。この状況は、高いドップラーセ
ルになるほど厳しくなる。
【００８２】（５） 上述の全てを要約すると、本ＩＳ
ＡＲ処理手順は、ゼロドップラーセル画像を正しく構成
するのみである。寄生ドップラー周波数に起因するドッ
プラー周波数スメアリングは、より高いドップラーセル
で起こる。更に、レンジ線画像は、また、モデリングプ
ロセスにおいて使用される点反射器の画像よりもむしろ
パルス波形の画像を含む。
ＡＲ処理手順は、ゼロドップラーセル画像を正しく構成
するのみである。寄生ドップラー周波数に起因するドッ
プラー周波数スメアリングは、より高いドップラーセル
で起こる。更に、レンジ線画像は、また、モデリングプ
ロセスにおいて使用される点反射器の画像よりもむしろ
パルス波形の画像を含む。
【００８３】本発明は、ドップラー周波数スメアリング
を起こす問題を妨げる代替処理手順を提供することによ
って現行ＩＳＡＲシステム設計を改善する。図１を再び
参照して、本発明は、次の計算手順を遂行する途を提供
することによってドップラープロセッサ３６を修正す
る：
を起こす問題を妨げる代替処理手順を提供することによ
って現行ＩＳＡＲシステム設計を改善する。図１を再び
参照して、本発明は、次の計算手順を遂行する途を提供
することによってドップラープロセッサ３６を修正す
る：
【００８４】（１） ゼロドップラーセル画像は、次の
簡単な総和によって発生される：
簡単な総和によって発生される：
【００８５】
【数４１】
【００８６】
【数４２】ただし
【００８７】（２） 運動している反射器に関連したド
ップラーセルに対して、本発明のＩＳＡＲシステムによ
って収集されたコヒーレントＩＱデータをドップラー処
理に直接使用することはできない。関連した運動のため
に、レンジ移動がパルスごとにサンプル点を次第に偏移
させるからである。このことは、式（１６）、（１８）
及び（１９）の右辺に明白に表示されている。本発明の
好適実施例では、これらのＩＱデータを再びサンプリン
グすることによってこのスメアリングを妨いでいる。再
サンプリングは、各ドップラーセルに対して特に実行さ
れる。例えば、正ドップラー周波数偏移セル
ップラーセルに対して、本発明のＩＳＡＲシステムによ
って収集されたコヒーレントＩＱデータをドップラー処
理に直接使用することはできない。関連した運動のため
に、レンジ移動がパルスごとにサンプル点を次第に偏移
させるからである。このことは、式（１６）、（１８）
及び（１９）の右辺に明白に表示されている。本発明の
好適実施例では、これらのＩＱデータを再びサンプリン
グすることによってこのスメアリングを妨いでいる。再
サンプリングは、各ドップラーセルに対して特に実行さ
れる。例えば、正ドップラー周波数偏移セル
【００８８】
【数４３】
【００８９】を考えよう。各 s に対して、
【００９０】
【数４４】
【００９１】
【数４５】ただし である。
【００９２】この再サンプルデータは、次式を使用する
ことによってこの sドップラーセル画像を計算するのに
使用される：
ことによってこの sドップラーセル画像を計算するのに
使用される：
【００９３】
【数４６】
【００９４】
【数４７】ただし である。
【００９５】（３） 負ドップラー周波数偏移セルｓ、
【００９６】
【数４８】
【００９７】に対して、再サンプリングしかつ次いで主
ドップラーセル sを計算するための対応式は、
ドップラーセル sを計算するための対応式は、
【００９８】
【数４９】
【００９９】である。
【数５０】ただし である。
【０１００】次いで、再び次の構成を持つ画像を形成す
る。
る。
【０１０１】
【数５１】
【０１０２】
【数５２】ただし である。
【０１０３】ステップ（１）〜（３）は、ＩＳＡＲシス
テムのこの発生において起こるドップラーセルスメアリ
ングを除去する。これは純粋に計算手順であるから、ド
ップラープロセッサ３６の既存の回路装置内で又は最少
の付加的計算能力で以て実現される。
テムのこの発生において起こるドップラーセルスメアリ
ングを除去する。これは純粋に計算手順であるから、ド
ップラープロセッサ３６の既存の回路装置内で又は最少
の付加的計算能力で以て実現される。
【０１０４】この好適実施例についての先行の説明は、
検出された目標の点反射器のみに的を絞っている。しか
しながら、この好適実施例の方法は、次の式により目標
全体に適用される：
検出された目標の点反射器のみに的を絞っている。しか
しながら、この好適実施例の方法は、次の式により目標
全体に適用される：
【０１０５】
【数５３】
【０１０６】
【数５４】ただし である。
【０１０７】ここに hは検出された目標上の点源の各々
を表す。式（２５）の定式化で以て、この好適実施例を
検出目標上の全ての点源からのドップラースメアチング
を補償するのに採用することができる。
を表す。式（２５）の定式化で以て、この好適実施例を
検出目標上の全ての点源からのドップラースメアチング
を補償するのに採用することができる。
【０１０８】理論的には再サンプリグングは各ドップラ
ーセルごとに特定的であるけれども、実際には再サンプ
リングにおける差は近傍ドップラーセル間では極めて小
さい。しかしながら、この好適実施例の方法は計算上複
雑であり、ドップラーセルごとの変動は比較的無視可能
できるので、ドップラースメアリングを選択的に補償す
ることによって本方法を簡単化することが望ましい。図
９は、ドップラーレンジを複数の帯域に分割して各帯域
の中心ドップラーセルのみを特に再サンプルすることに
よって各帯域ごとにのみ再サンプリングする方式を示
す。
ーセルごとに特定的であるけれども、実際には再サンプ
リングにおける差は近傍ドップラーセル間では極めて小
さい。しかしながら、この好適実施例の方法は計算上複
雑であり、ドップラーセルごとの変動は比較的無視可能
できるので、ドップラースメアリングを選択的に補償す
ることによって本方法を簡単化することが望ましい。図
９は、ドップラーレンジを複数の帯域に分割して各帯域
の中心ドップラーセルのみを特に再サンプルすることに
よって各帯域ごとにのみ再サンプリングする方式を示
す。
【０１０９】本発明及びその利点が詳細に説明された
が、添付の特許請求に規定された精神及び範囲に反する
ことなく種々の変更、代入、及び代替が可能であること
は、もとより明らかである。
が、添付の特許請求に規定された精神及び範囲に反する
ことなく種々の変更、代入、及び代替が可能であること
は、もとより明らかである。
【０１１０】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。
る。
【０１１１】（１） 運動反射器からの逆合成アパーチ
ャレーダ（ＩＳＡＲ）信号におけるレンジ移動の影響を
補償するＩＳＡＲ作像レーダ信号処理の改善方法であっ
て、サンプルリターン f( ξi ,tk ) を式
ャレーダ（ＩＳＡＲ）信号におけるレンジ移動の影響を
補償するＩＳＡＲ作像レーダ信号処理の改善方法であっ
て、サンプルリターン f( ξi ,tk ) を式
【０１１２】
【数５５】 に従い測定するステップと、i は前記ＩＳＡＲ信号のレ
ンジビン指標であり、kは前記ＩＳＡＲ信号のパルス繰
返し指標であり、ただし
ンジビン指標であり、kは前記ＩＳＡＲ信号のパルス繰
返し指標であり、ただし
【０１１３】
【数５６】
【０１１４】かつh は前記反射器の点源を示し、正ドッ
プラー周波数偏移セル
プラー周波数偏移セル
【数５７】 に対して前記リターンを再サンプルしかつ以下の式
【０１１５】
【数５８】
【０１１６】に従い前記セル補償から、ＩＳＡＲ画像を
計算するステップと、ただし
計算するステップと、ただし
【０１１７】
【数５９】
【０１１８】負ドップラー周波数偏移セル
【数６０】 に対して以下の式
【０１１９】
【数６１】
【０１２０】
【数６２】 ただし
【０１２１】
【数６３】
【０１２２】に従い前記リターンを再サンプルし、
【０１２３】
【数６４】
【０１２４】に対して、以下の式に従って前記セル補償
からＩＳＡＲ画像を計算するステップと、
からＩＳＡＲ画像を計算するステップと、
【０１２５】
【数６５】
【０１２６】ξは波形座標変数、t＝時間、Ｄは基準反
射器と任意の反射器との間の初期変位、s は離散速度を
索引する整変数、k は前記アパーチャ内のパルス数の指
標、λは前記レーダ信号の波長、c は波動伝搬速度、i
は１反射パルス内のサンプル数の指標、P(ξ) は送信パ
ルスの複素エンベロープ、P(ξi ) はP(ξ) のサンプル
バーション、である、方法。
射器と任意の反射器との間の初期変位、s は離散速度を
索引する整変数、k は前記アパーチャ内のパルス数の指
標、λは前記レーダ信号の波長、c は波動伝搬速度、i
は１反射パルス内のサンプル数の指標、P(ξ) は送信パ
ルスの複素エンベロープ、P(ξi ) はP(ξ) のサンプル
バーション、である、方法。
【０１２７】（２） 運動物体のＩＳＡＲからレンジ移
動の影響を除去する方法であって、（ａ） 前記物体か
らの複数の作像合成アパーチャレーダデータ点を総和す
ることによって前記物体のゼロドップラーセル内の合成
アパーチャレーダ画像を発生するステップと、（ｂ）
前記データ点上の非ゼロドップラー周波数偏移の影響を
表示する因子によって前記データ点の各々に対して補償
するステップと、（ｃ） 前記合成アパーチャレーダ画
像から前記レンジ移動の影響を除去するために、前記デ
ータ点の各々に対して補償するステップを使用して前記
物体からの非ゼロドップラー周波数偏移を前記合成アパ
ーチャレーダ画像を発生するステップに対して補償する
ステップと、を含む方法。
動の影響を除去する方法であって、（ａ） 前記物体か
らの複数の作像合成アパーチャレーダデータ点を総和す
ることによって前記物体のゼロドップラーセル内の合成
アパーチャレーダ画像を発生するステップと、（ｂ）
前記データ点上の非ゼロドップラー周波数偏移の影響を
表示する因子によって前記データ点の各々に対して補償
するステップと、（ｃ） 前記合成アパーチャレーダ画
像から前記レンジ移動の影響を除去するために、前記デ
ータ点の各々に対して補償するステップを使用して前記
物体からの非ゼロドップラー周波数偏移を前記合成アパ
ーチャレーダ画像を発生するステップに対して補償する
ステップと、を含む方法。
【０１２８】（３） 第２項記載の方法において、前記
データ点は
データ点は
【０１２９】
【数６６】
【０１３０】に従いＩＱデータを表示し、ただし
【０１３１】
【数６７】
【数６８】かつ
【０１３２】逆合成アパーチャレーダシステムの各 i番
目レンジビン指標かつ前記システムの各 k番目パルス繰
返し指標に対してであり、ξは波動座標変数、t＝時
間、Ｄは基準反射器と任意の反射器との間の初期変位、
s は離散速度を指標する可変整数、k は前記アパーチャ
内のパルス数の指標、λは前記レーダ信号の波長、c は
波動伝搬速度、i は１反射パルス内のサンプル数の指
標、P(ξi ) はP(ξ) のサンプルバーション、である、
方法。
目レンジビン指標かつ前記システムの各 k番目パルス繰
返し指標に対してであり、ξは波動座標変数、t＝時
間、Ｄは基準反射器と任意の反射器との間の初期変位、
s は離散速度を指標する可変整数、k は前記アパーチャ
内のパルス数の指標、λは前記レーダ信号の波長、c は
波動伝搬速度、i は１反射パルス内のサンプル数の指
標、P(ξi ) はP(ξ) のサンプルバーション、である、
方法。
【０１３３】（４） 第２項記載の方法において、前記
画像は式
画像は式
【０１３４】
【数６９】
【０１３５】に従い形成され、ただし
【０１３６】
【数７０】
【０１３７】である、方法。
【０１３８】（５） 第２項記載の方法において、前記
データ点の各々に対して補償するステップは式
データ点の各々に対して補償するステップは式
【０１３９】
【数７１】
【０１４０】に従い非ゼロドップラー周波数偏移を補償
し、ただし
し、ただし
【０１４１】
【数７２】
【０１４２】正ドップラー周波数偏移セル
【０１４３】
【数７３】
【０１４４】に対してである、方法。
【０１４５】（６） 第５項記載の方法において、前記
データ点の各々に対して補償するステップは式
データ点の各々に対して補償するステップは式
【０１４６】
【数７４】
【０１４７】に従い前記データを補償し、ただし
【０１４８】
【数７５】
【０１４９】負ドップラー周波数偏移セル
【０１５０】
【数７６】
【０１５１】に対してである、方法。
【０１５２】（７） 第５項記載の方法において、非ド
ップラー周波数偏移を前記合成アパーチャレーダ画像を
発生するステップに対して補償するステップは式
ップラー周波数偏移を前記合成アパーチャレーダ画像を
発生するステップに対して補償するステップは式
【０１５３】
【数７７】
【０１５４】に従い前記画像に対して補償し、ただし
【０１５５】
【数７８】
【０１５６】正ドップラー周波数偏移セル
【０１５７】
【数７９】
【０１５８】に対してである、方法。
【０１５９】（８） 第２項記載の方法において、前記
データ点の各々に対して補償するステップは式
データ点の各々に対して補償するステップは式
【０１６０】
【数８０】
【０１６１】に従い前記データを補償し、ただし
【０１６２】
【数８１】
【０１６３】負ドップラー周波数偏移セル
【０１６４】
【数８２】
【０１６５】に対してである、方法。
【０１６６】（９） 第８項記載の方法において、非ド
ップラー周波数偏移を前記合成アパーチャレーダ画像を
発生するステップに対して補償するステップは式
ップラー周波数偏移を前記合成アパーチャレーダ画像を
発生するステップに対して補償するステップは式
【０１６７】
【数８３】
【０１６８】に従い前記画像に対して補償し、ただし
【０１６９】
【数８４】
【０１７０】負ドップラー周波数偏移セル
【０１７１】
【数８５】
【０１７２】に対してである、方法。
【０１７３】（１０） 第７項記載の方法において、前
記画像に対して非ゼロドップラー周波数偏移を補償する
ステップは、式
記画像に対して非ゼロドップラー周波数偏移を補償する
ステップは、式
【０１７４】
【数８６】 に従い前記画像に対して補償する、方法。
【０１７５】（１１） 第２又は７又は１０項記載の方
法において、前記データ点の各々は前記データ点に対し
て補償する計算上の複雑性を簡単化するために複数のデ
ータ点の帯に群分けされる方法。
法において、前記データ点の各々は前記データ点に対し
て補償する計算上の複雑性を簡単化するために複数のデ
ータ点の帯に群分けされる方法。
【０１７６】（１２） 運動物体からの逆合成アパーチ
ャレーダ画像からレンジ移動の影響を除去する改善逆合
成アパーチャレーダシステムであって、前記物体からの
複数の作像合成アパーチャレーダ点を総和することによ
って前記物体のドップラー周波数偏移に関係なく合成ア
パーチャレーダ画像を発生する回路装置と、データ点上
の非ゼロドップラー周波数偏移の影響を表示する因子に
よって前記データ点の各々に対して補償する回路装置
と、前記発生合成アパーチャレーダ画像から前記レンジ
移動の影響を除去するめに、前記補償データ点を使用し
て前記物体から非ゼロドップラー周波数偏移を前記発生
合成アパーチャレーダ画像に対して補償する回路装置
と、を含む改善逆合成アパーチャレーダシステム。
ャレーダ画像からレンジ移動の影響を除去する改善逆合
成アパーチャレーダシステムであって、前記物体からの
複数の作像合成アパーチャレーダ点を総和することによ
って前記物体のドップラー周波数偏移に関係なく合成ア
パーチャレーダ画像を発生する回路装置と、データ点上
の非ゼロドップラー周波数偏移の影響を表示する因子に
よって前記データ点の各々に対して補償する回路装置
と、前記発生合成アパーチャレーダ画像から前記レンジ
移動の影響を除去するめに、前記補償データ点を使用し
て前記物体から非ゼロドップラー周波数偏移を前記発生
合成アパーチャレーダ画像に対して補償する回路装置
と、を含む改善逆合成アパーチャレーダシステム。
【０１７７】（１３） 第１２項記載のシステムであっ
て、式
て、式
【０１７８】
【数８７】
【０１７９】に従いＩＱデータを発生する回路装置を更
に含み、ただし
に含み、ただし
【０１８０】
【数８８】
【０１８１】かつ h は前記運動物体の点源を表示し、
ξは波形座標変数、t＝時間、Ｄは基準反射器と任意の
反射器との間の初期変位、s は離散速度を索引する可変
整数、k は前記アパーチャ内のパルス数の指標、λは前
記レーダ信号の波長、c は波動伝搬速度、i は１反射パ
ルス内のサンプル数の指標、P(ξ) は送信パルスの複素
エンベロープ、P(ξi)はP(ξ) のサンプルバーション、
である、システム。
ξは波形座標変数、t＝時間、Ｄは基準反射器と任意の
反射器との間の初期変位、s は離散速度を索引する可変
整数、k は前記アパーチャ内のパルス数の指標、λは前
記レーダ信号の波長、c は波動伝搬速度、i は１反射パ
ルス内のサンプル数の指標、P(ξ) は送信パルスの複素
エンベロープ、P(ξi)はP(ξ) のサンプルバーション、
である、システム。
【０１８２】（１４） 第１２項記載のシステムであっ
て、式
て、式
【０１８３】
【数８９】
【０１８４】に従い前記合成アパーチャレーダ画像を発
生する回路装置を更に含み、ただし
生する回路装置を更に含み、ただし
【０１８５】
【数９０】
【０１８６】である、システム。
【０１８７】（１５） 第１２項記載のシステムであっ
て、式
て、式
【０１８８】
【数９１】
【０１８９】に従い前記データ点に対して補償する回路
装置を更に含み、ただし
装置を更に含み、ただし
【０１９０】
【数９２】
【０１９１】正ドップラー周波数偏移セル
【０１９２】
【数９３】
【０１９３】に対してである、システム。
【０１９４】（１６） 第１５項記載のシステムであっ
て、式
て、式
【０１９５】
【数９４】
【０１９６】に従い前記データ点に対して補償する回路
装置を更に含み、ただし
装置を更に含み、ただし
【０１９７】
【数９５】
【０１９８】負ドップラー周波数偏移セル
【０１９９】
【数９６】
【０２００】に対してである、システム。
【０２０１】（１７） 第１５項記載のシステムであっ
て、式
て、式
【０２０２】
【数９７】
【０２０３】に従い前記データ点に対して補償する回路
装置を更に含み、ただし
装置を更に含み、ただし
【０２０４】
【数９８】
【０２０５】負ドップラー周波数偏移セル
【０２０６】
【数９９】
【０２０７】に対してである、システム。
【０２０８】（１８） 第１５項記載のシステムであっ
て、式
て、式
【０２０９】
【数１００】
【０２１０】に従い前記発生合成アパーチャレーダ画像
に対して補償する回路装置を更に含み、ただし
に対して補償する回路装置を更に含み、ただし
【０２１１】
【数１０１】
【０２１２】である、システム。
【０２１３】（１９） 第１６項記載のシステムであっ
て、式
て、式
【０２１４】
【数１０２】
【０２１５】に従い前記発生合成アパーチャレーダ画像
に対して補償する回路装置を更に含み、ただし
に対して補償する回路装置を更に含み、ただし
【０２１６】
【数１０３】
【０２１７】である、システム。
【０２１８】（２０） 第１７項記載のシステムであっ
て、式
て、式
【０２１９】
【数１０４】
【０２２０】に従い前記発生合成アパーチャレーダ画像
に対して補償する回路装置を更に含み、ただし
に対して補償する回路装置を更に含み、ただし
【０２２１】
【数１０５】
【０２２２】である、システム。
【０２２３】（２１） 第１２又は１３また１７項記載
のシステムであって、前記複数のデータ点に対して補償
する計算の簡単化のために前記複数のデータ点を帯に群
分けする回路装置を更に含むシステム。
のシステムであって、前記複数のデータ点に対して補償
する計算の簡単化のために前記複数のデータ点を帯に群
分けする回路装置を更に含むシステム。
【０２２４】（２２） 運動目標（５０）の逆合成アパ
ーチャレーダシステムのレーダ画像内にドップラースメ
アリングを生じるレンジ移動の影響を除去する方法は、
まず複数の逆合成アパーチャレーダデータ点を総和する
ことによって前記目標からのゼロドップラーセルに合成
アパーチャレーダ画像を発生する。次いで、前記方法及
びシステムは、前記データ点内非ゼロドップラー周波数
偏移の影響を表示する因子によって前記データ点の各々
に対して補償する。更に、前記方法及びシステムは前記
補償されたデータ点を使用して前記目標からの非ゼロド
ップラー周波数偏移を前記発生合成アパーチャレーダ画
像に対して補償する。前記方法及びシステムは逆合成ア
パーチャレーダ画像内のドップラースメアリングを減少
し又は除去する逆合成アパーチャレーダシステムドップ
ラープロセッサ内に使用される。
ーチャレーダシステムのレーダ画像内にドップラースメ
アリングを生じるレンジ移動の影響を除去する方法は、
まず複数の逆合成アパーチャレーダデータ点を総和する
ことによって前記目標からのゼロドップラーセルに合成
アパーチャレーダ画像を発生する。次いで、前記方法及
びシステムは、前記データ点内非ゼロドップラー周波数
偏移の影響を表示する因子によって前記データ点の各々
に対して補償する。更に、前記方法及びシステムは前記
補償されたデータ点を使用して前記目標からの非ゼロド
ップラー周波数偏移を前記発生合成アパーチャレーダ画
像に対して補償する。前記方法及びシステムは逆合成ア
パーチャレーダ画像内のドップラースメアリングを減少
し又は除去する逆合成アパーチャレーダシステムドップ
ラープロセッサ内に使用される。
【図１】本発明の好適実施例のＩＳＡＲ処理方法及びシ
ステムを採取することのできるＩＳＡＲビデオ処理サブ
システムの簡単化ブロック図。
ステムを採取することのできるＩＳＡＲビデオ処理サブ
システムの簡単化ブロック図。
【図２】ＩＳＡＲ画像内に起こる非ゼロドップラー偏移
の概念的説明線図。
の概念的説明線図。
【図３】ＩＳＡＲ画像に対するＩＱデータ上の非ゼロド
ップラー周波数偏移の影響を示すグラフ図。
ップラー周波数偏移の影響を示すグラフ図。
【図４】非ドップラー周波数偏移の起こったときのＩＳ
ＡＲシステムのＩＱ信号に対する指向性ベクトル図。
ＡＲシステムのＩＱ信号に対する指向性ベクトル図。
【図５】目標からの非ドップラー周波数偏移から起こる
ドップラースメアリングの影響を説明するベクトル和を
示すベクトル図。
ドップラースメアリングの影響を説明するベクトル和を
示すベクトル図。
【図６】速度を持たない目標の場合に存在するレンジ移
動の影響を示す三次元グラフ図。
動の影響を示す三次元グラフ図。
【図７】ＩＳＡＲ作像におけるドップラースメアリング
の影響を示す三次元グラフ図。
の影響を示す三次元グラフ図。
【図８】本発明の好適実施例の方法によるＩＳＡＲ画像
に対するデータ点サンプルを修正を説明するグラフ図。
に対するデータ点サンプルを修正を説明するグラフ図。
【図９】本発明の好適実施例の方法において計算の簡単
化のために複数のセルを処理する構想を説明するグラフ
図。
化のために複数のセルを処理する構想を説明するグラフ
図。
２４ コヒーレント検出器 ２６ ディジタル移相器 ２８ ＡＤ変換器 ３０ 遅延トリガ発生器 ３２ データエキスパンダ ３４ レンジ/ ドップラー追跡装置 ３６ ドップラープルセッサ ４０ ディスプレイメモリ ４４ ビデオディスプレイ ５０ 船 ６０、６４ （反射又はデータ）点 ６２ ＩＳＡＲセンサ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１２月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図９】
Claims (2)
- 【請求項１】 逆合成アパーチャレーダ（ＩＳＡＲ）作
像レーダ信号処理を改善し、運動反射器からのＩＳＡＲ
信号におけるレンジ移動の影響を補償する方法であっ
て、 サンプルリターン f( ξi ｔk ）式(1) 【数１】 に従い測定することと、ここでi は前記ＩＳＡＲ信号の
レンジビン指標であり、k はＩＳＡＲ信号のパルス繰返
し指標（ＰＲＩ指標）であり、ただし 【数２】 かつh は前記反射器の点源を表わし、 正ドップラー周波数偏移セル 【数３】 に対する式(2) に従って前記リターンを再サンプルし、
画像を計算して、 【数４】 ただし 【数５】 かつ式(3) 【数６】 に従い前記セルに対する補償から前記ＩＳＡＲ画像を計
算するステップと、ただし 【数７】 負ドップラー周波数偏移セル 【数８】 に対する式(4) に従って前記リターンを再サンプルし、 【数９】 ただし 【数１０】 かつ式 【数１１】 に従い前記セル補償から前記ＩＳＡＲ画像を計算するス
テップとを具備し、ただし 【数１２】 ξは波形座標変数、 t＝時間、 Ｄは参照反射器と任意の反射器との間の初期変位、 s は離散速度を指標する整変数、 k は前記アパーチャ内のパルス数の指標、 λは前記レーダ信号の波長、 c は波動伝搬速度、 i は１反射パルス内のサンプル数の指標、 P(ξ) は送信パルスの複素エンベロープ、 P(ξi ) は P( ξ) のサンプルバーション、 である、方法。 - 【請求項２】 運動物体からの逆合成アパーチャレーダ
映像からレンジ移動の影響を除去する改善逆合成アパー
チャレーダシステムであって、 前記物体からの複数の作像合成アパーチャレーダ点を総
和することによって前記物体のドップラー周波数偏移に
関係なく合成アパーチャレーダ映像を発生する回路装置
と、 データ点上の非ゼロドップラー周波数偏移の影響を表示
する因子によって前記データ点の各々に対して補償する
回路装置と、 前記発生合成アパーチャレーダ映像から前記レンジ移動
の影響を除去するめに、前記補償データ点を使用して前
記物体から非ゼロドップラー周波数偏移を前記発生合成
アパーチャレーダ映像に対して補償する回路装置と、を
含む改善逆合成アパーチャレーダシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US798459 | 1991-11-26 | ||
| US07/798,459 US5184133A (en) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | ISAR imaging radar system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06214022A true JPH06214022A (ja) | 1994-08-05 |
| JP3274513B2 JP3274513B2 (ja) | 2002-04-15 |
Family
ID=25173461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31749392A Expired - Lifetime JP3274513B2 (ja) | 1991-11-26 | 1992-11-26 | 逆合成アパーチャレーダ信号処理の改善方法及びシステム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5184133A (ja) |
| EP (1) | EP0544533B1 (ja) |
| JP (1) | JP3274513B2 (ja) |
| DE (1) | DE69214257T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104931965A (zh) * | 2015-05-04 | 2015-09-23 | 电子科技大学 | 一种固定发射站双基正侧视sar成像方法 |
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|---|---|---|---|---|
| DE4122592C1 (ja) * | 1991-07-08 | 1993-01-28 | Deutsche Forschungsanstalt Fuer Luft- Und Raumfahrt Ev, 5300 Bonn, De | |
| EP0634669B1 (de) * | 1993-07-15 | 1997-09-24 | Daimler-Benz Aerospace Aktiengesellschaft | Verfahren zur Klassifikation eines Gegenstandes und Verwendung des Verfahrens |
| US5343204A (en) * | 1993-07-29 | 1994-08-30 | Unisys Corporation | Auto-focusing correction for rotational acceleration effects on inverse synthetic aperture radar images |
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1992
- 1992-11-26 DE DE69214257T patent/DE69214257T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-26 JP JP31749392A patent/JP3274513B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-26 EP EP92310826A patent/EP0544533B1/en not_active Expired - Lifetime
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| EP0544533B1 (en) | 1996-10-02 |
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