JPS6315184A - レ−ダ装置 - Google Patents

レ−ダ装置

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JPS6315184A
JPS6315184A JP61159108A JP15910886A JPS6315184A JP S6315184 A JPS6315184 A JP S6315184A JP 61159108 A JP61159108 A JP 61159108A JP 15910886 A JP15910886 A JP 15910886A JP S6315184 A JPS6315184 A JP S6315184A
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JP
Japan
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signal
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azimuth
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JP61159108A
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JPH055311B2 (ja
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Takahiko Fujisaka
貴彦 藤坂
Yoshimasa Ohashi
大橋 由昌
Tomomasa Kondo
近藤 倫正
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、合成開口法を用いて、地中に埋設された電
気、ガス、水道、通信等のパイプ及びケーブルを探知す
るレーダ装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第6図は例えば昭和61年度電子通信学総合全国大会講
演論文2s91−r合成開口法をもちいた地中埋設物探
知」(犬西他ン等に示されたレーダ装置を示すブロック
図である。図において、1は送信機、2はこの送信機1
に接続された送信アンテナ、3は受信アンテナ、4はこ
の受信アンテナ3に接続された受信機、5はこの受信機
4に接続されたレンジゲート手段、6はこのレンジゲー
ト手段5に接続された第1記憶手段、8はこの第1記憶
手段に接続された高速7−リエ変換(以下、FFTとい
う)手段、9はこのFFT手段8に接続された第2記憶
手段、10はこの第2記憶手段9に接続されたレンジマ
イグレーショア手段、11はこのレンジマイグレーショ
ア手段10に接続され1こ第3記憶手段、12はこの第
3記憶手段11に接続された乗算手段、13はこの乗算
手段12に接続さr、た乗算手段、14はこの乗算手段
13に接続された高速フーリエ逆変換(以下、IPFT
という)手段、15はこのlFFT14に接続さnた第
4記憶手段、16はこの第4記憶手段15に接続さ扛た
表示手段、17は位置計測手段、18はこの位置計測手
段17に接続された距離計算手段、19はこの距離計算
手段18に接続され、出力を前記レンジマイグレーショ
ン補正手段へ供給する補正量計算手段、20は前記距離
計算手段18に接続されたリファレンス信号発生手段、
21はこのリファレンス信号発生手段20に接続され、
出カケ前記乗算手段12へ供給するFF7手段、22は
出力を前記乗算手段13へ供給するスペクトルウィンド
ウ発生手段であり、23は前記FFT8及び21、第2
及び第3の記憶手段9及び11、レンジマイグレーショ
ン補正手段10、乗算手段12及び13、I FFT1
4、距離計算手段18、補正量計算手段19、リファレ
ンス信号発生手段20、スペクトルウィンドウ発生手段
22かも構成される所謂アジマス圧縮手段である。
また、第2図はこのようなレーダ装置の一般的なジオメ
トリを示j説明図であり、図において、30は移動速度
Vで矢印方向に移動しているレーダ装置、31は地中に
埋設されたパイプ、ケーブル等の目標物、32はレーダ
装置30のアンテナビームである◇ 次に動作について説明する。送信機1で発生したパルス
信号は、送信アンテナ2を介して、送信信号(イ)とし
て、地中へ放射される。放射された送信信号(イ)は、
目標物31で反射され、受信信号(ロ)として受信アン
テナ3によって受信される。この受信信号(ロ)は受信
機4で増幅及び検波され、ベースバンドのビデオ信号に
変換された後、レンジゲート手段5により、送信パルス
幅相当の距離分解能で、レンジ方向について分離され、
アナログ・ディジタル変換(以下、A/D変換という〕
され、第1記憶手段6にレンジビン番号及び送信パルス
番号に応じて、2次元的に並べられ、記憶される。
このとき、送信パルス幅をτとすると、レンジ分解能Δ
RTは、 (ここで、Cは光速)で示される。第1記憶手段6上に
必要なデータ(受信信号ンがそろうまで、送信及び受信
を一定のパルス繰返し周期Δtで行い、データがそろっ
た時点で、アジマス圧縮手段23により、レーダ装置3
0の進行方向すなわちアジマス方向の分解能を向上させ
るため合成開口処理が行われる。合成開口法によるアジ
マス圧縮は、以下の手順で行われる。
第1記憶手段6に記憶された受信信号を各レンジビン毎
に時系列信号として取出し、FFT手段8により周波数
領域へ変換して第2記憶手段9へ格納する。第3図に示
すように、目標物からの反射波は、レンジマイグレーシ
ロンによって複数の異なるレンジ・ビンに広がって受信
される。このため、同一レンジ・ビンに受信信号のスペ
クトル成分がそろうように、レンジマイグレーシコン補
正手段10によってデータの並べ換えを行い、補正後の
受信信号スペクトルを第3記憶手段11に格納するdこ
のとき、並べ換えのための補正量は、レーダ装置30の
位置及び移動速度Vを計測する位置計測手段17の出力
にもとづいて、目標までの距離R(t)を距離計算手段
18により求め、補正量計算手段19により決定されろ
。今、第2図において、時刻t=Qのときのレーダ装置
30と目標物31との相対距離をRotレーダ装置30
の移動速度なVとすると、任意の時刻tにおける相対距
離R(tlは、 で与えられ、瞬時ドツプラー周波数f (t)は、地中
での波長λを用いて で与えられろ。よって、Rとfとの間には。
の関係が成立する。よって、レンジ・ビンの移動数mは
、 となる。レンジ式は、レンジ分解能ΔR1で離散化され
ているから RO/JR,はレンジ会ビン番号kに一致
する。第2の記憶手段9の各レンジ・ビンにおけるスペ
クトルの各周波数成分なmレンジ・ビン移動させろこと
によって、レンジマイグレーシアン補正を行い、補正後
のスペクトルを第3記憶手段11に格納する。
第3記憶手段11に格納された補正後の受信信号は、第
(3)式に示すように、その瞬時ドツプラー周波数が時
刻tとともに変化するチャープ信号となっている。この
とき、 X(31式中のλIROI Vは既知、あるい
は位置計測手段17で測定可能なパラメータであるから
、目標物31の瞬時ドツプラー周波数の時間変化の履歴
、すなわちドツプラーヒス) IJ−は、距離計算手段
18及びリファレンス信号発生手段20により計算で釆
めることかできる。従ってリファレンス信号発生手段2
0で発生させたリファレンス信号をFFT手段21によ
り周波数領域に変換し、乗算手段12を用いて、第3記
憶手段11に格納された受信信号のスペクトルとの乗算
を行い、位相補償を行った後、サイドローブ抑圧のため
にスペクトル発生手段22で発生したスペクトルの重み
係数を乗算手段13を用いて乗算する。その後、IFF
T手段14により再び時間領域に変換することにより、
アジマス圧縮を完了する。I FFT手段14の出力は
、第4記憶手段15に格納され、その信号強度が輝度と
して表示手段16上に、2次元レーダ映像として表示さ
れる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のレーダ装置では、以上のように構成され、合成開
口によるアジマス圧縮に、いわゆる合成開口レーダ(人
工衛生又は航空機等の飛しょう体に搭載され、地上ある
いは海面を観測する)を利用しており、この種のレーダ
装置では、一定のパルス繰返し周期Δtで送−受信を行
なっているため、第7図のタイミングチャートに示すよ
うに、移動体の移動速度が変動すると送・受信時のアン
テナ位置は不等間隔となってしまい、この移動体の速度
変動を補償するために、観測のたびに毎回、オンライン
で位置計測手段17の出力にもとづいて、距離計Xを行
い、リファレンス信号を発生させて、そのリファレンス
信号なFFTにより周波数領域に変換する必要があり、
これらの計算に多大の時間を要するものであり、また、
これらの計算時間を短縮しようとすると多大なハードウ
ェアを必要とするという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するため罠なされ
たもので、上記速度変動の補償に要する演算量を減らし
、簡単なハードウェアで処理速度を向上させることので
きろレーダ装置を得ろことを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るレーダ装置は、レーダ装置のアンテナが
所定の位置に達した時に、所定のタイミング信号を発生
するタイミング信号発生手段を設げ、そのタイミング信
号に応じた任意パルス繰返し周期で、送信機及びレンジ
ゲート手段を動作させるとともに、補正量記憶手段及び
リファレンス信号記憶手段をアジマス補正手段に設けた
ものである。
〔作 用〕
この発明によるレーダ装置では、レーダ装置のアンテナ
が所定の位置に達l−だ時に送・受信が行なわれるため
、速度変動があっても、送・受信時のアンテナ位置は常
に空間的に一定の間隔を保つことができ、よって、事前
にレンジマイグレーション補正量及びリファレンス信号
のスペクトルヲ計算して記憶しておけば、観測中に速度
変動があっても、再計算することなく処理を行うことが
できろため、計算時間を大幅に短縮できる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、17は位置計タリ手段、24はこの位置計
測手段17に接続されたタイミング信号発生手段、1は
タイミング信号発生手段24の出力信号によって送信パ
ルスのパルス繰返し周期を変化させろことの可能な送信
機、5はタイミング信号発生手段24の出力信号に従っ
てレンジ・ゲート位置を設定するレンジゲート手段、2
5はレンジマイグレーション補正量を格納しておき、そ
れをレンジマイグレーション補正手段10に送出する補
正量記憶手段、26はリファレンス信号のスペクトルを
格納しておき、それを乗算手段12に送出するリファレ
ンス信号記憶手段であり、その他は第6図に同一符号を
付した従来の装置と同一のものであるため説明は省略す
る。
次に動作について説明する。本発明のレーダ装置では、
第4図のタイミングチャートに示すように、位置計測手
段17は、レーダ装置30の移動にともなって、アンテ
ナ位置が等間隔に並ぶように、アンテナ2,3が所定の
位置に達したことを検出して出力する。タイミング信号
発生手段24はこの位置計測手段17の出力を用いて送
・受信タイミング信号を発生する。送信機1及びレンジ
ゲート手段5はこのタイミング信号に従って、可変パル
ス繰返し周期で動作する。送信機1より放射され、地中
の目標物31で反射されて、受信機4で受信された受信
信号は、レンジゲート手段5によって、レンジ方向すな
わち地中の深さ方向に分離され、レンジ・ビン番号及び
送信パルス番号順罠第1記憶手段6に記憶された後、ア
ジマス圧縮手段23により、アジマス方向丁なわちレー
ダ装置30の進行方向の分解能を向上させた後、表示手
段16に表示される。
アジマス圧縮に当って、本実施例のレーダ装置30では
時間tに対する信号の変化率いわゆる周波数fの代わり
に、位置Xに対する信号の変化率いわゆる空間周波数f
Xを利用する。
レーダ装置30と目標物31との相対距離R(xlは、 R” = V/R7+ x’ 中R8十−・(61 2R8 で与えられ、空間周波数f x(xi はで与えられる
。よって、Rとfxとの間には、の関係が成立し、レン
ジ・ビンの移動数mは、となり・RO/ΔR1はレンジ
・ビン番号kに一致する。
このとき、レーダ装置30の移動速度Vに変動があって
も、常にXは等間隔ΔXで離散化されるため、相対距離
R(xi及び空間周波数fx(xiは、移動速度Vとは
無関係となる。よって、レンジマイグレーション補正鎗
及びアジマス圧縮のために必要なリファレンス信号スペ
クトルは、事前に求めておいて、補正量記憶手段25及
びリファレンス信号記憶手段26に計算結果を格納して
おけば、たとえ、速度変動があったとしても、観測のた
びに、毎回、再計算する必女はなく、単にも記憶手段2
5あるいは26から読み出すだけで良く、アジマス圧縮
に必要な計算量を大幅に減少させることができる。
なお、上記実施例では、リファレンス信号記憶手段26
には、事前に求めておいたり7アレンス信号スペクトル
を格納するものとしたが、第5図に示すように求めたリ
ファレンス信号スペクトルにスペクトルウィンドウによ
る重み係数を乗算した重み付きリファレンス信号スペク
トルをリファレンス信号記憶手段27に格納するものと
すれば、スペクトルウィンドウ発生手段22及び乗算手
段13を割愛することも可能となり、更に計算量を減少
させることができ、ハードウェアも削減できるO 〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、アンテナの位置が所
定の位置に達したことを検出してタイミング信号を発生
させ、このタイミング信号によって送・受信タイミング
を制御してレーダ装置の速度変動を補償し、レンジマイ
グレーシ、7補正量とリファレンス信号のスペクトルを
予め計算して記憶手段に格納してお(構成としたので、
アジマス圧縮に必要な計算量を大幅に減少させることが
でき、簡単なハードウェアで処理速度を向上させろこと
ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるレーダ装置を示すブ
ロック図、第2図はレーダ装置のジオメトリを示す説明
図、第3図はレンジマイグレーションの説明図、第4図
は第1図に示すレーダ装置の動作を示すタイミングチャ
ート、第5図はこの発明の他の実施例によるレーダ装置
を示すブロック図、第6図は従来のレーダ装置を示すブ
ロック図、第7図はその動作を示すタイミングチャート
である。 1は送信機、2は送信アンテナ、3は受信アンテナ、4
は受信機、5はレンジゲート手段、10はレンジマイグ
レーション補正手段、17は位置計測手段、23はアジ
マス圧縮手段、24はタイミング信号発生手段、25は
補正量記憶手段、26.27はリファレンス信号記憶手
段。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部外を示す。 第2図 第3図 第4図 日守関 第7図 a! 手続補正書(自発) □8オ。6に11・1」8

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 合成開口法を用いて、地中に埋設された電気、ガス、水
    道、通信等のパイプ及びケーブルを探知するレーダ装置
    において、アンテナの位置を計測する位置計測手段の出
    力に基づいて、アンテナが所定の位置に達した時に所定
    のタイミング信号を発生するタイミング信号発生手段を
    具備し、送信機及びレンジゲート手段を前記タイミング
    信号発生装置の発生するタイミング信号に応じた可変パ
    ルス繰返し周期で動作可能に構成し、アジスマ圧縮手段
    に、予め計算されたレンジマイグレーション補正量とリ
    ファレンス信号のスペクトルを記憶するための補正量記
    憶手段及びリファレンス信号記憶手段を設けたことを特
    徴とするレーダ装置。
JP61159108A 1986-07-07 1986-07-07 レ−ダ装置 Granted JPS6315184A (ja)

Priority Applications (1)

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JP61159108A JPS6315184A (ja) 1986-07-07 1986-07-07 レ−ダ装置

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JP61159108A JPS6315184A (ja) 1986-07-07 1986-07-07 レ−ダ装置

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JPS6315184A true JPS6315184A (ja) 1988-01-22
JPH055311B2 JPH055311B2 (ja) 1993-01-22

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ID=15686418

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6375585A (ja) * 1986-09-19 1988-04-05 Hitachi Ltd 埋設物探査装置
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JPH055311B2 (ja) 1993-01-22

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