JPS63502527A - 背景に対して所定のかつ既知の特性を持つ目標物を検出するための装置 - Google Patents

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】 与えられた既知の特性を有する目標物 の背景に対する検出システム 本発明は、与えられた既知の特性を有する目標物の背景に対する検出システム関 する。例えば、船舶の海面に対する検出及び識別に関連する問題は、この点、興 味を与える。本発明は、主として、レーダシステム及び＝ｍ波の採用に対して開 発されたが、しかし、音響波に基づくソナー等にも応用可能である。

強力なデータ処理設備を含むレーダシステムにおいて、本発明は、これまでに不 可能であった監視能力を、これに相当する最適のレーダ構造と信号処理アルゴリ ズムを採用することによって与えることができる。

レーダシステムにおいては、一つ又は複数の目標物に適合するコヒーレント電磁 波を送信して、背景波形又はその他の波形を明かし出すか、又はおそらくは抑制 することが知られている。このような適合は、送信別発生フィルタ機能と呼ばれ ている。送信機側におけるフィルタ機能の使用は、受信機側での適合検出の後に 、関連するフィルタ機能に相当する目標物が存在するかどうかに関する判断が得 られるということを含む。空間領域における目標物の形状並びに時間領域におけ るその運動は、分析される独立のパラメータ集合である。波浪又は船舶構造成は その両者のホログラム状干渉図形が発進波によって海面に投映されて、反射波が 干渉を起こしかっ定在波を形成する。次いで、ホログラム又は干渉図形が掃引さ れことによって空間内の特定の伝搬方向又は方位を調査することができる。例え ば、船舶の運動及び関連して水面、水中に起こされる水波との間に関係が存在す ることのために、水波ホログラム及び船舶ホログラムが海面に同時に成立してそ の結果検出処理を増長することができる。

何が“目標物″であり、何が″背景“であるかは純粋に定義の問題であることは １、明かである。それゆえ、例えば、興味ある目標物が″自然に″起こる水波形 であることもおそらくあり、これに反し船舶及びこれに伴う水面の波形が干渉背 景又は雑音とみなされて、これを検出処理が抑制しようとすることもある。

上述のかつ本発明の背景の形成に関連して興味のある最近のより進歩したレーダ システムに関するさらに詳しい説明については、次の文献を参照されたい。

１、ジエツシング、ＤＴ、１９７７　″リモートセンシングによる環境監視用− 膜化方法″、ラジオ・サイエンス、１３巻、２号。

２、ジエツシング、ＤＴ１１９７Ｂ　”空−水一陸用電磁波による遠隔監視“ア ン・アルポア・パブリツシャ社、アン・アルポア、アメリカ合衆国。

３　ジエツシング、ＤＴ、１９８１ａ　“リモートセンシングにおける適合レー ダ″アン・アルポア・パブリツシャ社、アン・アルポア、アメリカ合衆国。

４、ジエツシング、ＤＴ、１９８１　ｂ、　″大洋環境内での目標物のレーダ検 出及び識別用適合技術“、米国電気電子技術者協会大洋技術誌、０Ｅ−６，１， ５−１１゜ ５、ジエツシング、ＤＴ、１９７９．”環境リモートセンシング　１部：無線周 波の散乱及び回折に基づく方法“フィジカル・チクノロシイ、１０巻。

６、ジエツシング、ＤＴ、イエルムスタッド、Ｊ、ラン周波数適合レーダ。海面 反射に対する航空様上の予備実験の結果″、アンテナ及び伝搬に関する米国電気 電子技術者協会技術報告、ＡＰ−３０，３，３５１−３６５゜ ７、ジエツシング、ＤＴ、イエルムスタッド、Ｊ、１９８２、′リモートセンシ ング空間、周波数及び偏波処理における適合レーダ、英国電気学会会報レーダ８ ２、ロンドン、１９８２゜ ８、ジエツシング、ＤＴ、イエルムスタッド、Ｊ％プランドＴ、１９８３、′多 重周波数遠結波ドツプラレーダシステムにより観測された指向性大洋スペクトル “、リモートセンシング国際語１９８４．５．２゜９、バス、ＦＢ、バルクス、 ＩＭ、１９７９、”統計的粗面からの波散乱“、ベルガモン社、ニューヨーク、 １０、ディスス、Ｋ、１９８０、＃Ｈａｖｂｏｇｅｒ　ｏｇ　ｆｙｓｉｋｋ”、 ｒｒａ　Ｆｙｓｉｋｋｅｎｓ　Ｖｅｒｄｅｎ。

航空閤塔載レーダシステムの典型的な場合において、本発明は、−知的に表現す ると−ホログラム（干渉図形）を航空様の飛行方向に構成するために空間的に分 離されているアンテナの採用に基づいている。このことは、アンテナの主ビーム の方向が飛行方向に対して横であるということ及びアンテナは独立の変調を有す るということを仮定している。これに相当する仕方で、音響変換器が音響システ ム、例えばソナーシステムに備え付けられるであろう、ｉＩ磁波周波数範囲の光 部分内で動作するシステムもまた本発明の範囲内で可能である。

ここで考えられている種類のシステムは、後方散乱電磁波又は音響波をそれぞれ 受信し、かつ上に述べたように信号適合フィルタを採用してコヒーレント復調す るための受信機を含む。受信機側におけるこの信号処理は受信機発生フィルタ機 能と呼ばれ、これは、仮定した又は所与の送信機は能に基づいて、対応する信号 処理を実行することによって処理領域において空間内及び時間内の解像を骨、こ れを通して目標物（ターゲット）と背景との間の最大のコントラストを得る。

上に説明した基礎において、本発明は基本的な解決を与え、この解決が多くの新 しい、かつ様々な可能性と応用を開き、及びこの解決は、送信機及び／又は受信 機はコヒーレント送信及び／又は電波等の受信用に二つ又は三つ以上の開口を含 むこと、及びこれらの開口間の相互距離は送信される電磁波等の１波長よりも長 いことに主として特徴を有する。

航空櫟レーダシステムが上では例として言及されたが、しかし本発明によるシス テムが各種型式の担持プラットフォーム上にも採用され、航空ｎ上のみでないう ということは、わかるであろう。ここでは、静止並びに可動プラットフォームの 両方が考慮されている。二つ又は三つ以上の開口が一つ及び同じプラットフォー ム上に配置されるか又はこれらは一つ又は二つ以上の他のプラットフォームから 機械的に独立している分離プラットフォーム上に各々配置される。

次の説明から明かなように、他の方途においてもこの新しいシステムの各種の変 形の可能性があり、これらは、同じ又は異なる周波数、おそらくは時間的に変化 する周波数を使う開口への給努、これらの開口の相互位置及び方向とそれぞれの 変動を含む。

本発明の特に好適実施例、なかでも、いま上に述べられた点が、請求の範囲から 明かである。

次の説明において、本発明は、付図を参照してさらに詳しく説明される。これら の付図において、第１図は、本発明による原理を利用するレーダシステムのブロ ック線図、 第２図は、第１図のシステムに含まれる受信機発生フィルタ礪能の説明図、 第３Ａ図は、本発明による特殊な実施例の説明図、第３Ｂ図は、第３Ａ図の実施 例に関する線図、第４図は、航空機軸（プラットフォームの運動方向）に沿う波 数フィルタ処理における散乱処理の幾何図、第５図は、特殊機能を説明するため の、多重周波数を採用したときのインターフエロダラム（干渉図形）、第６図は 、海面と船舶それぞれのいわゆるに一空間識別特性図、 第７図は、レーダシステム内に使用される多重周波数間の周波数分離の関数とし てのドツプラー偏移を示すグ第８図は、本発明によるシステム内の有利なドツプ ラー信号取扱いの概略説明図、 第９図は、本発明によるさらに特殊な実施例の説明線図、である。

第１図は、本発明による原理が採用されている完全なレーダシステムの簡単化ブ ロック線図である。第１因のレーダは、電子計算機（図には示されていない）に よって全て制御されるブロックで構成されている。レーダシステムによって動作 中達成しようとする各種のタスク（ｔａｓｋ）又は機能、例えば探索、追跡、識 別のために、フィルタ又は信号処理ブロックはこれに対応しかつ最適の結果を得 られるように構成配置されるであろう。ここに含まれるフィルタ又は信号処理機 能は、電子計算機にとってのソフトウェアの形でかなりの程度まで履行される。

異なるタスクに対してレーダシステムを再構成配置するためのアルゴリズムもま た、適切には、このソフトウェアの一部である。図中の線Ｃ−Ｃは、ソフトウェ ア部分（線の下）が従来の電子回路（線の上）とのおよその関係において開始す ると普通仮定される水準を示している。しかしながら、この分割線は、固定した ものではく、利用可能な技術に応じて、ハードウェア化された電子回路にもつと 依存する方へ又はソフトウェア及び電子計算機処理の割合がもつと多くなる方へ 変位させられる。

現在の技術の観点からすると、電子計算機処理は、第１図において最大の場合帯 域゛フィルタ処理から始まって図の下の方へと及ぶ。

第１図におけるシステムの送信機部分は、最初の例では、一群の周波数合成器（ １Ｆ１−１Ｆ６）を含み、これらの合成器は、適当な一組の周波数（波）で、興 味ある目標物又は領域を照射する目的のために５０から９０８Ｈ７の周波数帯域 において動作する。したがって、示された例においては、選択された周波数間隔 を持つ六つの周波数合成器（Ｉ　Ｆｌ　）　−（Ｉ　Ｆ６）が配設されている。

このシステムにおける関連する送信機発生フィルタ機能のうち、まず第１に多重 周波数照射、すなわち、いくつかのコヒーレント波又は周波数成分の同時送信に ついて述べる。例えば、一つ又は二つ以上の送信機開口からいくつかの周波数成 分を含んでいる信号を使って海面を照射することによって、受信機側でこれらの 成分が組み合される結果、海面に対していくつか定在波が発生される。これらの 定在波の周期は、周波数成分間の周波数間隔に逆比例する。前掲の参照文献のい くつか、例えば、参照文献（６）、３５６頁及びその第４図は、このような送信 機発生フィルタ機能についてさらに詳しく論じている。

前述した送信機周波数は送信波のコヒーレント線スペクトルを含み、これらの送 信波は合波器１Ｂ内で合波された後、偏波符号化器２及び偏波プロセッサ３内で 偏波を掛けられる。次いで、ドツプラープロセッサ４及び距離ゲーティングＷＡ ＠５を経由して後、処理信号超高周波（ＳＨＦ）装置６へ進み、後者はこの処理 信号を適当なマイクロ波周波数に周波数変換する。偏波プロセッサ３の目的は、 後方散乱内の全ての成分を独立に測定するための複数のチャンネルを成立させる ことにある。ドツプラープロセッサ４は、目標物又はターゲットの速度に対する 前もっての補償を遂行する。ここに挙げられた機能ブロック、すなわち、偏波符 号化器２、偏波プロセッサ３及びドツプラープロセッサ４は、本発明による解決 原理にとっては必ずしも必要ではないが、しかしこれに関連して特殊なかつ有利 な機能を可能ならしめる。第１図に示されるように、これらに相当する機能が、 受信機側にも含まれることは、理解されるであろう。

第１図は、したがって、二つの送信機チャンネルを有する構造を示し、これらの チャンネルは合波器１Ｂから二つの分離したアンテナすなわち開ロアＡ及び７Ｂ に達し、これらの給電はＮ磁波のコヒーレント送信を与える。

アンテナ７Ａと７Ｂとの間の距離は、送信波の１波長よりも長くなければならな い。このことを、第３Ａ図及び第３Ｂ図を参照して下にさらに詳しく説明しよう 。

第１図は概略かつ簡単化図であるけれども、アンテナ７Ａ及び７Ｂはこれら両ア ンテナの主ビームに平行な指向性放射を発射することは、察せられるであろう。

好適実施例においては、これらの放射は、主ビーム方向に垂直な同一面上に配置 される。

受信器側では、二つのアンテナ８Ａ及び８Ｂが配設されこれらの配置は送信機ア ンテナについて述べたのと全く同じである。２本の対応するかつ分離した受信機 チャンネル内に、送信機側の偏波符号化器３、偏波ブＯセッサ３及びドツプラー プロセッサ４に補完的な機能を有する機能ブロックがおそらくは含まれる。それ ぞれのアンテナ８Ａ及び８Ｂから発しこれらを通り抜ける２本の受信機チャンネ ルに加えて受信様部内の偏波符号化器が、特殊な装置１０を含み、この装置は検 出が偏波散乱値の完全な測定を行うために必要であるが、本発明による主構想に とっては直接関係を持つものではない。受信機部分は、さらにいくつかのホモダ イン検出器１１を含みこれらは周知の方法で必要な検出を行う。これらの検波器 から帯域通過フィルタバンク１２に六つの送信周波数成分に相当するいくつかの 信号が送出される。この検出は振幅と位相の両方に関係するので、帯域通過フィ ルタバンクによって送出される信号の数は１２であるはずである。

第１図において帯域通過フィルタバンク１２の機能は、周知かつ従来のものであ って、それぞれの周波数帯域内に狭帯域感度を与えることによって、干渉と雑音 を除去するのに適合している。これに続くブロック１３及び１４はさらに特殊な 機能、すなわち、多重化装ｗ１３及びコヒーレンシーフィルタ１４である。これ らを、もつと詳しく下に説明しよう。

第１図において最終段（最下の）機能ブロックとして、表示装＠１５が示されて いる。この装置は、処理の最終結果を、通常、操作員で代表される外部へ表示す るように働く。操作員への表示に加えて又は表示の代替として、表示装置は、も ちろんのことであるが、例えば、ある目標物の検出と識別の際に動作させられる 自動警報機能又は制御ｔＩｌ別能を含む。

第２図における画面（フレーム）Ａ−Ｇは、第１図のシステムに含まれる又は内 蔵される機能を示す。それゆえ、第２Ａ図は、レーダシステムの応用の実例、す なわち、波浪２１と運動する船舶２２が表されている海面に“シーン“とみなさ れ、これがプラットフォーム、例えば航空機から電磁波の指向性送信によって照 射される。

第２Ｂ図及び第２Ｃ図には、方位角圧縮及び距離ゲーティング又は距離集束機能 それぞれを示しており、これらの四節は本発明に直接には関係しないが、しかし 本発明による原理が従来の５ＡＲ−処理（ＳＡＲ：合成開口レーダ）に関連して また距離集束などの特殊な渫能にとって使用可能であることを示す。ここには、 増長された特別の解像度を得るために受信機発生フィルタ機能が主として波数フ ィルタ処理に基づいているという問題がある。

第２Ｄ図、第２Ｅ図及び第２Ｆ図においてフレーム画面で示された機能は、波数 スペクトル及び関連するドツプラースペクトルを作成するための波数ドツプラー フィルタ処理に関連する。さらに特に、第２Ｄ図は、海２３及び船舶２４に対す るいわゆるに一空間識別特性線図を原理的に表示し、この線図については下にお いて第６図を参照してもつと詳しく説明される。この表示の形式（Ｋ−空間）は 、参照文献（６）、（７）及び（８）に記載されている。

第１図の多重化装置は、アナログ回路技術及び／又はプログラム電子計算機によ って実現されるものであって、なかでも、第１Ｄ図に示される波数フィルタ処理 を伴う。

送信機アンテナからいくつかの周波数成分を含む信号で海面を照射することによ って、及びこれらの成分を受信機側で組み合せることによって、海面に対してい くつかの定在波が発生され、これらの定在波の周期は前記成分間の周波数分１１ １１１（距ｆｉ）に逆比例する。

二つの周波数の間の周波数分離がΔＦであるならば、周期Ｃ／２ΔＦを持つ空間 的変調が起こるであろう。異なる相互周波数分離を持つｎに等しい数の周波数成 分を送信することによって、ｎ（ｎ−１＞／２個の異なる変調周期（波数）の組 合せが得られる。

したがって、送信信号５（ｔ）は、次のように周波数成分の和として示されるで あろう。

ｗ（ｔ＞−波数の空間選択分析が所望される時間領域での適当なウィンドー関数 。

玉揚の＠ｎ（ｎ−１）／２は、受信機側において多重化装置１３からの信号の数 として現れる。例えば、六つの送信周波数成分を採用した場合、処理される信号 の数は１５に等しい。

第２Ｅ図、第２Ｆ図及び第２Ｇ図は、実際の検出の後の追加的な可能かつ所望操 作、すなわち、船舶が海２５に関して２６に持たらされるドツプラーフィルタ処 理（第２Ｅ図）、及び曲線２７（はぼ直線状）が船舶に関係し、一方向１ｉ１２ ８が海に関係するビート周波数−ドツプラーフィルタ処理（第２Ｆ図）に関係す る。この後者の線図形式は、第７図を参照し下にもつと詳しく説明される。最後 に、第２Ｇ図は、第１図にコヒーレントフィルタ１４で表される特殊なフィルタ 処理による相互空間／時間コヒーレンシースペクトルに関連する。これについて もまた第８図を参照する下の説明を見られたい。

簡単化かつ基本的態様が第２図に示されているフィルタ処理機能を適用すること によって、船舶、誘導波浪及び背景波浪などの目標物の各種特性がレーダシステ ム、また可能的にはソーナシステム等の検出能力の増長のために利用されるであ ろう。

本発明による基本的な解決にとって実質的に有益な構想があり、この構想は横空 間可変周波数照射と名付けられ、これはすなわち、目標物及び／又は背景を含む シーンに向けての電磁波又は音響波の送信である。航空機搭載レーダの例におい てかつ航空医の飛行方向に沿ういくつかの開口アンテナを採用することによって 、波数は飛行方向の成分を割当てられ、この成分は航空機の飛行方向に対してま たアンテナの指向方向に関してランダムな方向を周期的に発生するのに利用され る。

開口１内で信号形 を使用することによって、また距離ｘだけこれから離れた開口２内で信号形 を使用することによって、第３Ａ図に示されているような波数ベクトルの掃引が 得られる。前掲の間口−及び２は、この因においては、航空機３ｏに属するもの として概略的にアンテナ３１及０３２で表される。これらのアンテナは干渉図形 で海面３３の領域を照射し、この干渉図形は信号形ｓ　（ｔ）及びＳ２　（ｔ） に関する１掲の数学的表現から明かなように、時間と共に変動する。

この結果の特定の波数ベクトルＫｒｅｓは、アンテナ３１．３２０一つにおいて 送信信号を差動周波数偏移（ｓ２　（ｔ）に関する式中の項δｆ（ｔ）参照）さ せることによって水平面内で回転（ω）を与えられる。これは、時間と共に変動 する。さらに、アンテナ間のランダムに選ばれた位相が採用されることも判るで あろう。

アンテナ３１及び３２が共通に成立する結果のホログラム又は干渉図形がこれら のアンテナ個々によって成立される構成からきわめて偏移するような所望又は所 定の特殊な構成をとれるようにすることを考慮すると、これらのアンテナを、そ の採用する周波数の１波長よりも長い相互距１！！（ｘ）をとって配置すること が必要であろう。

第１図と同様に第３Ａ図に、同一シーン内で主ビーム方向に平行な面内において 隣り合せに並んだアンテナ３１と３２の配置が示されている。

第３Ａ図による操作を詳しく説明するために、第３Ｂ図にそれぞれのアンテナ３ １及び３２に加えられる周波数が時間と共にいかに変化するかが示されている。

アンテナ３１は定周波数を有する一方、アンテナ３２は蛇行曲線で表され周期的 に時間と共に変化する周波数を有する。その周期は２Ｋ・ここにωは第３Ａ図の ベクトルω Ｋｒｅｓの回転速度である。

第３Ａ図及び第３Ｂ図についての上の説明から、このシステムはその二つのアン テナにおいて同一の周波数でも又は異なる周波数でもそしておそらく時間的に変 化する周波数でも動作することは、明かである。周波数変化及び組合せの選択は 、どの目標物及び／又は背景が所与の実用にとって有益であるかに依存するであ ろう。

これらのアンテナは単−又は複数の主ビーム方向に垂直な同一面内に必ずしも存 在する要はないということも、理解されるであろう。アンテナはビーム方向に相 互に変位してｌｉｉ！！されてよく、かつこのようにして検出しようとする一つ 又は複数の目標物に相当する干渉図形を、おそらくは抑制又は増長されるであろ う背景に対照して形成する。第９図を参照されたい。

航空機の軸に沿う波数フィルタ処理における散乱処理の幾何が、第４図に示され ている。この図は、いくつかの横に向けられたアンテナ４１−４８を具備するプ ラットフォーム４８があってこれらのアンテナが目標物５０を照射しこの目標物 の反射の共同作用がそれらの採用波に対して曲線５１に従って変化すること、を 示している。

目標物からの後方散乱のある際は、受信職制に、その結果、曲線４９で示される ような場の強度分布が現れるであろう。アンテナ４１−４８又はこれらに相当す る受信機アンテナは、したがって、４１Ａ−４８Ａに示されるようなそれぞれの 場の強度分布値を感知するであろう。

目標物５０によって表される構造からの後方散乱場のられるように特殊な場の強 度のフーリエ−変換である。

同様の方法で、その角パワースペクトルＰ（θ）は、次のようになるであろう。

数、ただしｒはＸの増分。

λ−マイクロ波の波長 ■＝航空機の速度（プラットフォームが航空機のとき）ψ一時間増分 に＝ω／Ｃ それゆえ 上式は、次を意味する。

これは、プラットフォーム（航空８１）４０が動いて通るインターフェログラム （干渉図形“ホログラム“）のパワースペクトルを考慮に入れることによって目 標物５０の構造内の散乱成分の横方向分布の直接的表現が得られる。

前掲の参照文献（１）及び（２）は、第４図に関連してここにいま論じた所に対 する基本原理を取り扱っている。

第４図と同じものを、／／シかし異なった観点から説明する別のかつ等価な表現 が第５Ａ図及び第５Ｂ図に示されている。第５Ａ図による状況は、アンテナ５５ Ａを備えるプラットフォーム５５が速度Ｖで運動し、一方、プラットフォーム５ ５からの距１１８ｉｌＲにおいて相互距離ΔＸを挟んで配置される二つの点によ って表される目標物がプラットフォームのアンテナ５５Ａによって照射されると いうことにおいて第４図の状況に原理的に対応している。アンテナと目標物との 間には、第５Ｂ図に示される干渉図形が定在するであろう、この図形において曲 線５６は全体としてアンテナ図形（干渉図形）を表示し、一方、例えば部分５６ Ａ及び５６Ｂは目標物の位置と寸法をそれぞれ示し、これらは先に説明した多重 周波数照射の結果として得られる。

第４図及び第５図によって与えられる波数情報を取り入れることによって、レー ダシステムにおける検出を、例えば、船舶と波浪との間の弁別に対して、向上す ることが可能である。したがって、第２Ｄ図における原理によって行われる表現 が、一般的に、上に論じられた訳である。このような線図のさらに詳しい例が第 ６図に示される。この線図の両軸に沿って周波数分離目盛が施され、まｌ〔船舶 に対するに一空間識別特性図６１及び海に対する同識別特性図６２が、それぞれ 、作図されている。ここに示されているように識別特性６１は理論的に計算され たものであり、これに対し識別特性図６２は測定されたものである。

第６図に示される線図中の波数作図は、したがって、先に説明された調和ホログ ラム（干渉図形）を成立させることによって目標物／背景を含むシーンを表現す るために、一般的に利用される。上述したように時間的変化、周波数成分及びア ンテナ配置に対する複雑な干渉図形を使用することによって、極めて一般的には 、このシステムをほとんどの異なる型式のシーン（目標物及び背與）に対して適 合させることが可能であるが、しかし第６図（及び第２Ｄ図）に示された種類の 線図における応答についてなお説明を続ける。先に論じた全てのフィルタ機能は 、この関係において、興味が持たれる。第４図、第５図及び第６図を参照して説 明されたことを基礎にして、波数フィルタ処理による受信機側における信号処理 は、換言すれば、目標物に対する信号波送信によって形成されたいくつかの同時 干渉図形の応答の登録、及びこれらの干渉図形と検出しようとする目標物との間 の対応性の程度の測定を与える。

第７図は、第６図からの点資料をドツプラー処理（第１図及び第２図参照）によ る時間分析に付することによって得られる線図である。このような処理と表現は 、前掲の参照文献（６）、（７）及び（８）に説明されている。第７図の線図は 、周波数分離の関数としてのドツプラー偏移及び運動する堅牢な目標物（曲線７ １）と水中の重力波（曲線７２）にそれぞれ関連する二つの曲線を示す。後者の 曲線は、深い水中における重力波に対する理論的分散式に基づいている。

第７図の曲線７１と曲線７２から明かなように、船舶（堅牢な目標物）及び波浪 のある海面に対する波数ドツプラースペクトルは、周波数分離ΔＦの成る値に対 してのみ一致するスペクトル最大値を有することができる。

したがって、ΔＦの他の値に対しては、フィルタ機能のこの形式は、既に述べた 残りのフィルタ機能で以って得られる海と船舶との間のコントランドに勝るざら に増長されたコントラストを生じる。

非平均自己相関関数Ｒ（ΔＦ）のドツプラースペクトルの計算を使った波数スペ クトルのこのドツプラーフィルタ処理は、関連する周波数分離と共振する様々な 構造がいかに運動しているかについての情報を与える。ドツプラースペクトルは 、次のように計算される。

く ■ に く 工 このようなドツプラー処理によって、成立されている干渉図形（ホログラム）に 対する目標物の運動の測定が可能になる。

さらに特に、海に対するドツプラー曲線７２は、二乗法則形を有し、これに対し て船舶に対する曲線７１は船舶の半径方向速度（観測プラットフォームの方向） に比例する角係数を持つ直線形である。前に８及した一つの可能な一致は、第７ 図の線図の右側に横たわる曲１ｉ１７１と７２の交点によって与えられる。

第１図中の表示装置１５の前面の最終の機能ブロックとして、相互コヒーレンシ ーと呼ばれる、すなわち、波数列のフィルタ処理による、特殊なフィルタ機能が 示されている。これは、例えば、第８図に示されるものとして、履行される。こ こでもまた、興味ある用途として、海面の形の背景に対する船舶などの堅牢な目 標物が、取り挙げられる。

たたみ込み分解及び正規化処理の後、自己相関関数Ｒ（ΔＦ、ｔ）の時間軸は、 （それぞれ８１及び８２で）拡張される結果、ΔＦで表される差が除去される。

これは、この時間軸を係数ΔＦｏ／ΔＦ、で拡張することによって行われ、ここ に、ΔＦ・はＲ−関数の周波数差、したがって、正規化された関数Ｒ（ΔＦ・、 １）及びＲ（ΔＦｏ）は、（８３で）相関をとられる。海面は分散性でありかつ 圧縮性であるために何らの相関も与えることがないが、これに対して船舶などの 堅牢な目標物は有意な相関を与える。

時間呼出しに関する代わりに、上述の拡張は周波数軸に対しても適用可能であり 、これは全く上述と相似である。この点において、本発明は、送信多重周波数波 から生じる受信かつ処理された、複素ドツプラー信号成分が対になって取り扱わ れ８対の最高周波数成分の時間軸の拡張を行い及び／又はその対の最低周波数成 分の時間軸又は周波数軸の圧縮を行い、これによってこれらの成分を同じ周波数 にもたらすことを、全体的に意味する。この拡張及び／又は圧縮は、検出しよう とするものに依存する係数を使って実施される。この対処珍の後、二つの信号成 分が相関をとられる結果、目標物の改善した検出が得られる。

水域に表面波の変調を結果的に伴いながら水塊（ｗａｔｅｒ　ｍａｓｓ）中を内 部波を発生して運動する水中目標物の検出の場合、時間軸又は周波数軸の上述の 拡張及び／又は圧縮は、この氷塊中の関連する密度縦断面図における内部波に対 する分散式によって与えられる係数を使って行われる。

一つの差周波数対からの正規化ドツプラースペクトルを他のスペクトルと相関さ せることによって得られる、ここに論じられている相互−コヒーレンシー−関数 は、注目する目標物又は構造の堅牢性の表示を可能にする。

本発明によるシステムを、運動するようになっているプラットフォーム、例えば 、航空機、人工衛星又は船舶上に設置するときには、このプラットフォームは、 有利なようにかつ周知の仕方において、システム内に含まれる一つ又は複数のア ンテナ（開口）を安定化するための慣性基準装置を具備する。可動プラットフォ ームの場合、所定の間隔をとった二つ又は三つ以上のアンテナがいくつかのこの ようなプラットフォームの間に分割されている場合特に、起り得るおそれのある 相互運動を補償するための特別な配慮が払われなければならないことは、察せら れるであろう。有利なことに、このことは、関連する信号位相偏移に基づく補償 装置に基づいており−１この装置によって取扱い波の局部的かつ時間限定的静止 干渉図形を成立させる。このような解決は、なかでも、少くとも二つのアンテナ が、互に機械的に独立した分離プラットフォーム、例えば、二つの航空機上に各 々配置されるような特殊な配置を可能にするであろう。

いま言及したこの可能性について詳しい説明は、第９図でなされる。この図の示 す航空１９０はこの航空機の縦軸に平行な主ビーム方向９０Ａを持ついくつかの アンテナ９１−９９を具備している。概略的に示された配置では、これらのアン テナは、主ビームの方向が相互に変位している。普通、これらのアンテナ９１− ９９のわずかの数のもののみが、特にそのうちのいく対かが、同時、送信及び受 信にそれぞれ使用される。整流子１００によって、これらのアンテナ間に電子切 替を行うことができ、これによって、なかでも、いかなる所与の時間においても 動作させられているアンテナ間の相互距離の時間的変化をもたらすことができる 。さらに、第９図において、慣性基準装置１０１が概略的に示されており、この 装置はアンテナ信号の位相偏移に基づく補償装置１０２を通して、所望の干渉図 形、特に局部的、時間的に限定された静止干渉図形を成立させることを可能にす る。

最後に、この分野の専門家は、このようなシステムにおいて、送信機側と受信機 側との間に完全な相互性（ｒｅｃｉｐｒｏｃｉｔｙ　）が原理上存在することを 、理解するであろう。したがって、実質的には、送信機側又は受信機側のいずれ かに関しての上の説明中で論じられた特徴は、他の又は補足側に、すなわち、受 信機側及び送信機側にそれぞれ対応して適用されるであろう。

浄ａＦ（内容に変更なし） 浄書（内存に変更なし） 浄書（円谷會こ支足なしン 浄書（内容に変更なし） ζ責はツ谷に変更なし） 浄書（内容に変更なし） 手続補正書（自幻 昭和６２年ｌＯ月　〆日 ｐａＴ／Ｎｏ８６１００００３ ２、発明の名称 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４、代理人 ５、補正命令の日付 昭和　年　月　日 ６、補正により増加する発明の数 手続補正書動式） ％式％ ２、発明の名称 ４−代理人 ６、補正により増加する請求項の数 ７−補正の対象 法人格証明書及びその訳文各１通 ｍ面の翻訳文の浄θ　（内容に変更なし］国　際　ｔｌ：４Ｆ　鮒　失

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．背景に対して所与の、既知の特性を持つ目標物の検出用のものであつて、検 出において抑制される背景に対しておそらく検出しようとする一つ又は複数の目 標物に適合した特性を有する多重周波数かつコヒーレント電磁波又は音響波を送 信する送信機装置（１Ｆ１−１Ｆ６、１Ｂ，２−６、７Ａ，７Ｂ）と、後方散乱 電磁波又は音響波をそれぞれ受信しかつ信号適合フィルタを使用することによつ てコヒーレント変調を行う受信機装置（８Ａ，８Ｂ，１１）とを含むシステムで あつて、前記送信機装置及び／又は前記受信機装置は検出しようとする一つ又は 複数の目標物に担当する干渉図形を形成する目的のために前記電磁波又は音響波 のそれぞれ送信及び受信用の二つ又は三つ以上のアンテナ（７Ａ，７Ｂ，８Ａ， ８Ｂ，３１−３２，４１−４８，９１−９９）を含むことと、前記アンテナ間の 相互距離は送信波の１波長よりも長いこととを特徴とする前記システム。 ２．請求の範囲第１項記載のシステムにおいて、前記送信機装置及び／又は前記 受信機装置は前記アンテナ間のランダムに選択された位相差をできる限りとつて 、同じ周波数を有する信号を、前記複数のアンテナに対してそれぞれ送信、受信 するように適合していることを特徴とする前記システム。 ３．請求の範囲第１項記載のシステムにおいて、前記送信機装置及び／又は前記 受信機装置は前記アンテナ間のランダムに選択された位相差をできる限りとつて 、異なる周波数を有する信号を、前記複数のアンテナに対してそれぞれ送信受信 するように適合していることを特徴とする前記システム。 ４．請求の範囲第１項及び第２項記載のシステムにおいて、前記送信機装置及び 前記受信機装置は時間的に変化する周波数を有する信号を前記複数のアンテナに 対してそれぞれ送信受信するように適合していることを特徴とする前記システム 。 ５．請求の範囲第１項から第４項のうちのいずれか一つに記載のシステムにおい て、前記アンテナ（３１，３２）の名々は主ビーム方向で指向性放射を行うに適 合していることと、前記アンテナ（３１，３２）の前記主ビーム方向は相互に平 行でかつ同じ向きに向いていることを特徴とする前記システム。 ６．請求の範囲第５項記載のシスムテにおいて、前記アンテナ（３１，３２）は 前記主ビーム方向に垂直な同一面内に配置されていることを特徴とする前記シス テム。 ７．請求の範囲第５項記載のシステムにおいて、前記アンテナ（９１−９９）は 前記主ビーム方向９０Ａに相互に変位をとつて配置されていることを特徴とする 前記システム。 ８．請求の範囲第１項から第７項のうちのいずれか一つに記載のシステムにおい て、前記アンテナ（９１−９９）間の相互距離はいくつかの前記アンテナ（９１ −９９）の間の電子切替｛１００）によつて好適には与えられる、時間関数とし て変化させられるのに適合していることを特徴とする前記システム。 ９．請求の範囲第１項から第８項のうちのいずれか一つに記載のシステムにおい て、少くとも二つの前記アンテナは機械的に他のプラットフォームから独立して いる分離プラットフォーム、例えば、航空機の形をしている独立のプラットフォ ーム上に各々載せられることを特徴とする前記システム。 １０．請求の範囲第１項から第９項のうちのいずれか一つに記載のシステムであ つて、前記アンテナの少くとも一つが運動するように適合したプラットフォーム 上に載せられている前記システムにおいて、前記プラットフオーム（９０）は一 つ又は複数の前記アンテナ（９１−９９）を安定化するために慣性基準装置（１ ０１）を具備することを特徴とする前記システム。 １１．請求の範囲第９項又は第１０項記載のシステムにおいて、信号波の局部的 かつ時間的に限定された静止干渉図形を成立させるために、信号の位相偏移に基 づく、前記プラットフォーム９０の運動に対する補償装置１０２を有することを 特徴とする前記システム。 １２．請求の範囲第１項から第１１項のうちのいずれか一つに記載のシステムに おいて、目標物に対する電磁波又は音響波の送信によつて形成されるいくつかの 同時干渉図形の応答を記録することと、前記干渉図形と検出しようとする前記目 標物との間の対応の程度を測定することとを特徴とする前記システム。（第４図 、第５図、第６図） １３．請求の範囲第１項から第１２項のいずれか一つに記載のシステムにおいて 、形成された前記干渉図形に関する目標物の運動を測定するために前記受信機装 置内の信号処理はドツプラー処理（４）を含むことを特徴とする前記システム。 （第１図、第７図）１４．請求の範囲第１項から第１３項のうちのいずれか一つ に記載のシステムであつて、送信波の各多重周波数成分に対するドツプラー信号 を発生するために前記受信機装置内での信号適合フィルタの使用に基づく前記シ ステムにおいて、前記発生ドツプラー信号は各多重周波数成分に対する正規化、 複素ドツプラー信号を形成するためにパワーに対して正規化されることと、前記 ドツプラー信号成分を同じ周波数にするために複数の対の各対における最高周波 数に対する時間軸又は周波数軸の拡張をすることによつて（８１，８２）及び／ 又は前記対内の最低周波数成分に対する時間軸又は周波数軸の圧縮をすることに よつて複数対で以つて処理され、前記拡張及び／又は圧縮は検出しようとするも のに依存する係数を使つて行われることと、前記複数対の処理の後における各対 内の二つの信号成分は目標物の改善された検出を得るように相関をとられる（８ ３）こととを特徴とする前記システム。（第８図）。 １５．請求の範囲第１４項記載のシステムであつて、水域の水面波図形の変調を 生じながら水塊中に内部波を発生して運動中の水中目標物の検出を企図する前記 システムにおいて、時間軸又は周波数軸の前記拡張及び／又は前記圧縮は水海中 の関連する密度縦断面図における内部波に対する分散式によつて与えられる係数 を使つて行われることを特徴とする前記システム（第８図）。