JPH11274837A - アンテナ分解能を向上させた電波受信装置 - Google Patents

アンテナ分解能を向上させた電波受信装置

Info

Publication number
JPH11274837A
JPH11274837A JP10092206A JP9220698A JPH11274837A JP H11274837 A JPH11274837 A JP H11274837A JP 10092206 A JP10092206 A JP 10092206A JP 9220698 A JP9220698 A JP 9220698A JP H11274837 A JPH11274837 A JP H11274837A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna
signal
azimuth angle
radio wave
fourier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10092206A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiro Sezai
俊浩 瀬在
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Space Development Agency of Japan
Original Assignee
National Space Development Agency of Japan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Space Development Agency of Japan filed Critical National Space Development Agency of Japan
Priority to JP10092206A priority Critical patent/JPH11274837A/ja
Priority to DE69901647T priority patent/DE69901647T2/de
Priority to EP99302116A priority patent/EP0945915B1/en
Priority to US09/272,617 priority patent/US6163293A/en
Publication of JPH11274837A publication Critical patent/JPH11274837A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28Details of pulse systems
    • G01S7/285Receivers
    • G01S7/288Coherent receivers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/02Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
    • H01Q3/08Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying two co-ordinates of the orientation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/04Details
    • G01S3/06Means for increasing effective directivity, e.g. by combining signals having differently oriented directivity characteristics or by sharpening the envelope waveform of the signal derived from a rotating or oscillating beam antenna
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28Details of pulse systems
    • G01S7/2813Means providing a modification of the radiation pattern for cancelling noise, clutter or interfering signals, e.g. side lobe suppression, side lobe blanking, null-steering arrays
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28Details of pulse systems
    • G01S7/285Receivers
    • G01S7/288Coherent receivers
    • G01S7/2883Coherent receivers using FFT processing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンテナパターンを方位角に関してフーリエ
変換した方位角周波数領域の伝達関数を利用して、アン
テナ分解能を向上させるようにした電波受信装置を提供
する。 【解決手段】 アンテナ受信回路5から出力される電界
信号を方位角に関してフーリエ変換する手段6−1と、
アンテナのアンテナパターンを方位角に関してフーリエ
変換する手段6−2と、電界信号フーリエ変換信号をア
ンテナパターンフーリエ変換信号で除算する手段6−3
と、除算した信号を方位角周波数に関するローパスフィ
ルタ6−4を通したのち方位角に関してフーリエ逆変換
する手段6−5とからなる信号処理回路6を備え、フー
リエ逆変換した信号を最終アンテナ出力として出力する
ように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、アンテナパター
ンの方位角周波数領域の伝達関数を利用することによ
り、アンテナ分解能を向上させるようにした電波受信装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えばレーダにおいて観測対象を
観測する場合は、アンテナの回転等によってアンテナビ
ームの指向方向を移動させ、アンテナビームの指向した
各方位角からの電波を受信し、方位角に対する受信電波
の強さ(アンテナ応答)を観測する方法が一般に用いら
れている。この際、ビーム幅の小さいアンテナを用いる
と、電波源の分布に近いアンテナ応答が得られ、レーダ
の方位分解能が向上する。このように、従来の技術にお
いてアンテナ分解能を向上させるということは、電波源
の分布に近いアンテナ応答を得ることを意味している。
また合成開口レーダのように、受信電波に信号処理を施
してアンテナ分解能を向上させる方法も知られている
が、この方法においても、信号処理によりアンテナビー
ム幅を小さくしたのと等価な効果を得ることにより、電
波源の分布に近いアンテナ応答を得ようとするものであ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
アンテナ分解能を向上させる手法は、電波源の分布をア
ンテナ応答より間接的に求める方法であり、直接、電波
源の分布を求めることができないという問題がある。仮
にDiracのデルタ関数で表されるようなパターンを有す
るアンテナが存在するとしたならば、そのアンテナにお
けるアンテナ応答は電波源の応答と一致することになる
が、アンテナ理論より、このようなパターンを有するア
ンテナは存在しないことが知られている。したがって、
現実のアンテナパターンは有限のビーム幅とサイドロー
ブを有するものであるため、観測できる電波源の分布は
アンテナパターンで歪まされてしまうという問題があ
る。
【0004】本発明は、従来のアンテナ応答より電波源
分布を求めた場合における上記問題点を解消するために
なされたもので、電波源分布を直接求めることが可能な
電波受信装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明は、電波を受信するアンテナと、該アンテナ
のアンテナビームの指向方向を、分解能を向上させる方
向に移動させる手段とを有する電波受信装置において、
前記アンテナビームを移動させながらアンテナから得ら
れた受信電界信号を方位角に関してフーリエ変換する手
段と、前記アンテナの点波源1個が存在する場合の受信
電界パターンを方位角に関してフーリエ変換する手段
と、前記アンテナ受信電界信号を方位角に関してフーリ
エ変換した信号を、前記アンテナの点波源1個が存在す
る場合の受信電界パターンを方位角に関してフーリエ変
換した信号で除算する手段と、該除算手段で除算した信
号を方位角周波数に関するローパスフィルタを通した後
方位角に関するフーリエ逆変換する手段とを備え、前記
フーリエ逆変換した信号を最終アンテナ出力として出力
させるように構成するものである。
【0006】ところで、アンテナビームの指向方向を移
動させる電波受信装置において、θを方位角、g(θ)
をアンテナパターン、f(θ)を波源分布関数とする
と、アンテナ受信電界e(θ)は、次式(1)の畳み込
み積分形式で表される。 e(θ)=∫f(φ)・g(θ−φ)dφ ・・・・・・・(1) なお、(1)式におけるf(φ)は、波源分布関数f
(θ)と同じもので、φは積分変数(積分式中の便宜的
な変数)を表しており、θと同じ方位角の単位をもつも
のである。
【0007】一般にアンテナパターンg(θ)は、点波
源が1個存在する場合のアンテナ受信電界として測定さ
れる。ここで、E(ω),F(ω),G(ω)を、それ
ぞれe(θ),f(θ),g(θ)の方位角に関するフ
ーリエ変換を施した関数、即ち方位角周波数関数とする
と、(1)式は次式(2)の乗算形式で表される。 E(ω)=F(ω)・G(ω) ・・・・・・・・・・・・(2)
【0008】ここで、G(ω)はアンテナパターンの方
位角周波数関数、すなわちアンテナの方位角周波数に関
する伝達関数であり、使用するアンテナが決まれば、ア
ンテナパターンg(θ)も決まるため、G(ω)はg
(θ)から計算により求めることが可能である。またE
(ω)はアンテナ受信電界e(θ)の方位角周波数関数
であり、各指向角度でのアンテナ受信電界信号e(θ)
の測定値から計算により求めることが可能である。した
がって、E(ω),G(ω)は既知であり、波源の方位
角周波数分布関数F(ω)は、次式(3)より求めるこ
とができる。 F(ω)=E(ω)/G(ω) ・・・・・・・・・・・・(3)
【0009】このF(ω)は、上述のとおり、波源の分
布関数f(θ)を方位角に関しフーリエ変換したもので
あるので、(3)式で表されるF(ω)に方位角に関す
るフーリエ逆変換を施すことにより、波源の分布関数f
(θ)を求めることが可能となる。したがって、この手
法を適用した本発明に係る上記構成の電波受信装置によ
れば、Diracのデルタ関数で表されるアンテナパターン
をもつアンテナと同等の分解能を得ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】次に、実施の形態について説明す
る。図1は本発明に係る電波受信装置をレーダ装置に適
用した実施の形態を示す概略ブロック構成図である。図
1において、1は電波を送信及び受信するためのアンテ
ナで、ダイポールアンテナ、ホーンアンテナ、パラボラ
アンテナ、アレイアンテナ等どのようなアンテナでも用
いることができる。2はアンテナ回転装置で、アンテナ
分解能を向上させる方向にアンテナを回転させるもので
ある。3は切替えスイッチで、アンテナ1と次に述べる
送信回路、あるいは受信回路との接続を切り替えるもの
である。4は送信回路で、該送信回路4より出力される
送信電力は切替えスイッチ3を経由して、アンテナ1か
ら送信されるようになっている。5は受信回路で、アン
テナ1の受信電波を電界信号に変換するものである。6
は信号処理回路で、図2に示すように、アンテナ回転装
置2からの角度信号を取り込み、受信回路5から出力さ
れる電界信号を方位角に関してフーリエ変換する手段6
−1と、アンテナ1のレーダに関するアンテナパターン
を方位角に関してフーリエ変換する手段6−2と、フー
リエ変換された電界信号をフーリエ変換されたアンテナ
パターン信号で除算する手段6−3と、除算した信号を
方位角周波数に関するローパスフィルタ6−4を通し
て、方位角に関してフーリエ逆変換する手段6−5とを
備え、フーリエ逆変換した信号を最終アンテナ出力とし
て出力するようになっている。
【0011】次に、このように構成した本発明に係る電
波受信装置を適用したレーダ装置の動作について説明す
る。アンテナ1を回転させながら、アンテナ1からアン
テナパターンに応じた電波を送信する。アンテナ1から
送信された電波が散乱体で反射されて戻ってくると、ア
ンテナ1はアンテナパターンに応じた受信電波を出力す
る。この受信電波は受信回路5で受信電界信号に変換さ
れ、次いで信号処理回路6へ入力される。信号処理回路
6では、まずフーリエ変換手段6−1で電界信号はフー
リエ変換処理され、次いで除算手段6−3においてフー
リエ変換手段6−2によってフーリエ変換されたアンテ
ナパターン信号で除算処理される。次いでローパスフィ
ルタ6−4を通して、フーリエ逆変換手段6−5でフー
リエ逆変換処理され、その出力が最終出力として出力さ
れる。これにより、前述のとおり散乱体(波源)の分布
関数が得られる。
【0012】図3及び図4は、アンテナ1として、回転
方向のアンテナ長が波長に対して50.8倍の一様分布の開
口面アンテナ(アンテナビーム幅:1度)を用い、該ア
ンテナ1を回転させた場合において、アンテナから等距
離上に1度間隔で電波的に同一の点散乱体が2個存在し
ている場合の、アンテナ受信電力パターンのシミュレー
ション結果を示す図である。図3は受信信号に何の処理
も施していない通常のレーダ装置のアンテナ受信電力応
答を示す図であり、図4は本発明に係る分解能向上のた
めの信号処理を施した場合のアンテナ受信電力応答を示
す図である。なお、図3及び図4においては、各アンテ
ナ受信電力応答の最大値で規格化した電力値を角度に対
応させて示している。
【0013】これらの図から分かるように、通常レーダ
装置では2つの散乱体が存在すると判断することが難し
い応答であるものの、本発明によるアンテナ分解能向上
のための信号処理を施すことにより、−0.5 度及び+0.
5 度付近に散乱体が存在することが明確に判断できる応
答となっていることが分かる。すなわち、アンテナ分解
能が向上していることが分かる。
【0014】上記実施の形態においては、アンテナビー
ムの指向方向を、分解能を向上させる方向に移動させる
ための手段として、機械的なアンテナ回転装置を用いた
ものを示したが、アンテナビームの指向方向を移動させ
る手段としては、電子的なアンテナビーム走査手段や、
移動体(例えば航空機)に搭載し、アンテナ位置を移動
させてアンテナビームを移動させる手段等を用いること
ができる。
【0015】
【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、本発明によればアンテナ受信電界の方位角に関する
フーリエ変換信号を、アンテナパターンの方位角に関す
るフーリエ変換信号で除算し、その除算信号を方位角周
波数に関するローパスフィルタに通し、その通過信号を
方位角に関してフーリエ逆変換して、その逆変換した信
号を最終出力信号として出力するように構成しているの
で、直接波源分布関数を求めることができ、これにより
アンテナ分解能を向上させることかできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電波受信装置の実施の形態を示す
ブロック構成図である。
【図2】図1に示した実施の形態における信号処理回路
の構成例を示すブロック構成図である。
【図3】通常のレーダ装置によるアンテナ受信電力応答
のシミュレーション結果を示す図である。
【図4】本発明に係る電波受信装置によるアンテナ受信
電力応答のシミュレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
1 アンテナ 2 アンテナ回転装置 3 切替えスイッチ 4 送信回路 5 受信回路 6 信号処理回路 6−1 アンテナ受信電界信号フーリエ変換手段 6−2 アンテナパターンフーリエ変換手段 6−3 除算手段 6−4 ローパスフィルタ 6−5 フーリエ逆変換手段
【手続補正書】
【提出日】平成11年3月17日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電波を受信するアンテナと、該アンテナ
    のアンテナビームの指向方向を、分解能を向上させる方
    向に移動させる手段とを有する電波受信装置において、
    前記アンテナビームを移動させながらアンテナから得ら
    れた受信電界信号を方位角に関してフーリエ変換する手
    段と、前記アンテナの点波源1個が存在する場合の受信
    電界パターンを方位角に関してフーリエ変換する手段
    と、前記アンテナ受信電界信号を方位角に関してフーリ
    エ変換した信号を、前記アンテナの点波源1個が存在す
    る場合の受信電界パターンを方位角に関してフーリエ変
    換した信号で除算する手段と、該除算手段で除算した信
    号を方位角周波数に関するローパスフィルタを通した後
    方位角に関するフーリエ逆変換する手段とを備え、前記
    フーリエ逆変換した信号を最終アンテナ出力として出力
    させるように構成したことを特徴とする電波受信装置。
  2. 【請求項2】 前記アンテナビームの指向方向を移動さ
    せる手段は、アンテナ回転装置で構成されていることを
    特徴とする請求項1記載の電波受信装置。
  3. 【請求項3】 前記アンテナビームの指向方向を移動さ
    せる手段は、電子的アンテナビーム走査装置で構成され
    ていることを特徴とする電波受信装置。
  4. 【請求項4】 前記アンテナビームの指向方向を移動さ
    せる手段は、アンテナ移動装置で構成されていることを
    特徴とする電波受信装置。
JP10092206A 1998-03-23 1998-03-23 アンテナ分解能を向上させた電波受信装置 Pending JPH11274837A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10092206A JPH11274837A (ja) 1998-03-23 1998-03-23 アンテナ分解能を向上させた電波受信装置
DE69901647T DE69901647T2 (de) 1998-03-23 1999-03-18 Funkempfangsvorrichtung mit verbesserter Antennenauflösung
EP99302116A EP0945915B1 (en) 1998-03-23 1999-03-18 Radio wave receiving apparatus having an improved antenna resolution
US09/272,617 US6163293A (en) 1998-03-23 1999-03-19 Radio wave receiving apparatus having an improved antenna resolution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10092206A JPH11274837A (ja) 1998-03-23 1998-03-23 アンテナ分解能を向上させた電波受信装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11274837A true JPH11274837A (ja) 1999-10-08

Family

ID=14047982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10092206A Pending JPH11274837A (ja) 1998-03-23 1998-03-23 アンテナ分解能を向上させた電波受信装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6163293A (ja)
EP (1) EP0945915B1 (ja)
JP (1) JPH11274837A (ja)
DE (1) DE69901647T2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013522593A (ja) * 2010-03-12 2013-06-13 ザ・ボーイング・カンパニー 超解像イメージングレーダー

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6563451B1 (en) * 2002-01-16 2003-05-13 Raytheon Company Radar imaging system and method
US8184044B1 (en) * 2010-03-12 2012-05-22 The Boeing Company Super resolution radar image extraction procedure
CN103885037B (zh) * 2014-04-11 2016-04-06 中国人民解放军国防科学技术大学 基于空时编码的mimo-sar信号发射及接收方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4617570A (en) * 1983-08-26 1986-10-14 Gutleber Frank S Interference cancelling receiver having high angular resolution intercept of transmitted radiators
US5608404A (en) * 1993-06-23 1997-03-04 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Imaging synthetic aperture radar
US5552792A (en) * 1994-09-19 1996-09-03 E-Systems, Inc. Non-coherent radar system having improved resolution capabilities
US5943006A (en) * 1996-10-25 1999-08-24 Patrick E. Crane RF image reconstruction and super resolution using fourier transform techniques

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013522593A (ja) * 2010-03-12 2013-06-13 ザ・ボーイング・カンパニー 超解像イメージングレーダー

Also Published As

Publication number Publication date
EP0945915A3 (en) 2000-02-02
US6163293A (en) 2000-12-19
EP0945915A2 (en) 1999-09-29
EP0945915B1 (en) 2002-06-05
DE69901647T2 (de) 2002-09-19
DE69901647D1 (de) 2002-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3525425B2 (ja) Fm−cwレーダ
US6630905B1 (en) System and method for redirecting a signal using phase conjugation
JP2003232852A (ja) レーダ装置
JP3009624B2 (ja) ディジタルビーム形成装置のためのfir型ディジタルフィルタのフィルタ係数演算装置、ディジタルビーム形成装置のためのfir型ディジタルフィルタ及びディジタルビーム形成装置
US4633257A (en) Acquisition system employing circular array
JPH11274837A (ja) アンテナ分解能を向上させた電波受信装置
JP3160580B2 (ja) アンテナ分解能を向上させた電波受信装置
JP2000101325A (ja) アンテナ分解能を向上させた電波受信装置
WO2020157924A1 (ja) 測角装置、測角方法及び車載装置
JPH0784030A (ja) レーダにおけるアンテナパターンのビーム圧縮処理方法
JPH0575326A (ja) アンテナパターンのサイドローブの低減方法
JP3160581B2 (ja) 電波源情報表示装置
JP2003098251A (ja) レーダ装置
JP5312177B2 (ja) アンテナ測定装置
JPH1144748A (ja) 同一時刻複数個のサンプル値によるdoa算出装置
JP7341372B2 (ja) 信号処理装置、信号処理方法及びレーダ装置
JPH06242229A (ja) レーダ装置
JP2562763B2 (ja) アンテナ装置
JP4564407B2 (ja) アンテナ装置
JP2003098250A (ja) レーダ装置
JPH0682966B2 (ja) アンテナ装置
JP2003133836A (ja) アレーアンテナ装置及びアレーアンテナ信号合成方法
JPH10132880A (ja) アンテナ測定法およびアンテナ測定装置
JPH0843521A (ja) 送受信装置
JPH0536915U (ja) アダプテイブ・アンテナ装置