JP2011007572A - スプリットビーム方式合成開口レーダ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】放射方向が僅かに異なり、ビームのメインローブが互いにオーバーラップしている2つのマイクロ波によるチャープ波を照射帯に向けて同時に照射する2つの一次放射器11,12を備えるとともに、照射帯からの反射波を2系統独立に受信するスプリットビーム送受信アンテナと、受信した2系統の反射波からの画像データの振幅差に基づき、静止物体の画像を除去して移動体の画像のみを抽出する手段と、抽出された移動体の画像に基づいて当該移動体の位置と速度を同定する手段とを備えたスプリットビーム方式合成開口レーダ。
【選択図】 図3
Description
合成開口レーダ(SAR)システムの概要が、非特許文献1、2に示されており、これを図1、図2に示す。
特許文献1には、人工衛星等の飛翔体に搭載して地球表面等の観測を行なう合成開口レーダにおいて、送信信号を生成するためのチャープパルス発生器と、送信信号を分配するための分配器と、送信信号を所定のレベルまで増幅するための高出力増幅器と、送信信号と受信信号とを分離するための送受分波器と、送信信号及び受信信号の送受信を行なうための固定ビーム型一次元フェーズドアレイアンテナから成る複開口面アンテナと、受信信号を増幅するための受信機と、増幅された受信信号のA/D変換及びフォーマット化を行なうための信号処理器とを具備して、所定の固定オフナディア角で、且つ飛翔体のクロストラック方向に複域走査を可能ならしめる合成開口レーダが開示されている。
放射方向が僅かに異なり、ビームのメインローブが互いにオーバーラップしている少なくとも2つのチャープマイクロ波のビームを対象物に向けて同時に照射する少なくとも2つの一次放射器を備えるとともに、前記チャープ波ビームによる前記対象物からの反射波を前記少なくとも2つの一次放射器で各系統独立に受信するスプリットビーム送受信アンテナと、
前記受信した少なくとも2系統の反射波からの画像データの画像強度比に基づき、静止物体の画像を除去して移動体の画像のみを抽出するクラッターキャンセリング手段と、
抽出された前記移動体の画像に基づいて当該移動体の位置・速度同定手段とを備えたスプリットビーム方式合成開口レーダである。
「クラッターキャンセリング」とは、「移動体」のみを抽出するために、測定された画像から「静止物体」画像をキャンセルすることである。
高空間分解能のSAR画像を取得するために、「ストリップマップモード」でなく「スポットライトモード」を採用している。
これら小型軽量・高分解能・移動体検出等の特長を活かすことにより、小型航空機等による全天候型人命救助・災害監視がはじめて可能となる。
また、ITS(Intelligent Transport Systems:高速道路交通システム)等の全天候交通監視システム等にも応用でき、社会的インフラとしての波及効果は大きい。
1.スプリットビーム方式合成開口レーダによる移動体検知
本発明に係るスプリットビーム方式合成開口レーダは、後述する2つ(以上)のマイクロ波ビームを送受信するアンテナ等のハードウェアと、信号処理でクラッターキャンセルし、移動体のみの可視化を行うアルゴリズムにより構成されている。クラッターとは静止物体のイメージのことであり、クラッターキャンセルにより移動体のイメージのみ表示できる。クラッターキャンセルのためには、ハードウェア・アルゴリズム共に必要となる。
スプリットビーム送受信アンテナを図3に示す。図に示すように、水平方向に隣接した2つの1次放射器11,12から同一のチャープマイクロ波13,14が同時に送信される。双方の送信波はパラボラ反射鏡15を通してターゲット(対象物)に入射される。ターゲットからの反射波をパラボラ反射鏡15を通して2つの1次放射器11,12で独立に受信する。1次放射器11,12の各送受信方向を調整し、2系統の送受信ゲインの角度分布を図4のようにすることが可能である。
図4に示すように、各系統の送受信ゲインb1,b2は2度程度異なる方向を向いていて(スプリット)、かつビームのメインローブがオーバーラップしている。オーバーラップした角度領域で次に述べるクラッターキャンセル処理を行う。
ある特定の位置に静止物体がある場合を考える。上述したように、各々の送受信ゲインは図4に示すように、一方が角度の増加にともない送受信ゲインが単調に増加し、他方のゲインは単調に減少するように、レーダに照射される領域の送受信ゲインが空間分布を持つよう設計されている。レーダから静止物体方向の各系統の送受信ゲインはアンテナ特性データベース(図4参照)より求まる。各系統より得られる静止物体のレーダ画像強度は、各系統の静止物体方向の送受信ゲインに比例している。そのため、系統1により得られた静止物体の画像強度に系統2の送受信ゲインを乗じたものは、系統2より得られた画像強度に系統1の送受信ゲインを乗じたものに等しい。従ってそれぞれの積の差をとると0になる。ところが移動体の場合はこの積の差は0にならない。これは移動体の画像位置が現実の位置と異なるためである。画像強度は現実の移動体方向の送受信アンテナゲインに比例していて、レーダ画像面における移動体方向の送受信アンテナゲインには比例しない。以上のように1セットの画像強度と送受信ゲインの積の差をプロットすると、静止物体は0になり移動体は有限な値を持つため移動体のみ抽出できる。
図3の左の送受信系を系統1とし、右を系統2とすると、各系統で得られるレーダ画像強度aiは次式で表せる。
gi(α,β):系統1,2の水平角α、仰角βにおける送受信ゲイン
σm(x,y),σs(x,y):移動体と静止物体のレーダ断面積
r:レンジ
V:飛翔体の速度
v:ターゲットのレンジ方向速度
ここで、両チャンネルのレーダ画像データより次の計算を行う。
レンジ方向に一定速度で移動する移動体のレーダイメージはアジマス方向に変位するが、移動体の速度と現実の位置は次のように同定される。レーダ画像における移動体の位置に静止物体がない時、あるいは移動体の画像イメージが静止物体の表示領域外まで変位した時、そのイメージは移動体のみによって生成されていることになる。したがって、(1)式を用いてビーム1と2の画像強度の比をとると次式が得られる。
クラッターキャンセルのシミュレーションを行った。シミュレーションの条件はレーダ本体から10km離れた位置に速度1m/sの移動体を配置すると共に、周囲に多数の静止物体を配置した。図6に合成開口処理後の画像を示す。
なお、高分解能(0.1m)のためには、Kuバンド(12〜18GHz)〜Kaバンド(26〜40GHz)のマイクロ波を用い、またスポットライトモードのSAR画像データ取得方法を用いることが好適である。
2 SAR用アンテナ
3 照射帯
4 通信用アンテナ
5 受信局
6 アンテナ
7 データ処理局
11,12 1次放射器
13,14 チャープマイクロ波
15 パラボラ反射鏡
Claims (3)
- 飛翔体に搭載され、対象物に向けて照射したマイクロ波の反射波に基づいて対象物の画像を取得するスポットライトモードの合成開口レーダにおいて、
放射方向が僅かに異なり、ビームのメインローブが互いにオーバーラップしている少なくとも2つのチャープマイクロ波のビームを対象物に向けて同時に照射する少なくとも2つの一次放射器を備えるとともに、前記少なくとも2つのチャープマイクロ波ビームによる前記対象物からの反射波を前記少なくとも2つの一次放射器で各系統毎に受信するスプリットビーム送信アンテナと、
前記受信した少なくとも2系統の反射波からの画像データの画像強度比に基づき、静止物体のイメージを除去して移動体のイメージのみを抽出するクラッターキャンセリング手段と、
抽出された前記移動体のイメージに基づいて当該移動体の位置と速度を同定する移動***置・速度同定手段と
を備えたスプリットビーム方式合成開口レーダ。 - 前記クラッターキャンセリング手段は、第1系統の受信機により得られた画像データの画像強度に第2系統の送受信ゲインを乗じたものと、第2系統の受信機により得られた画像データの画像強度に第1系統の送受信ゲインを乗じたものの差(以下「積差」という)を演算することにより、前記積差が0の時は対象物が静止物体であると判断し、前記積差が0でないときは対象物が移動体であると判断する機能を有している請求項1記載のスプリットビーム方式合成開口レーダ。
- 前記移動***置・速度同定手段は、前記クラッターキャンセリング手段において演算される積差が0になる変位量を少なくとも2系統のアンテナの送受信ゲインデータベースより求め、その変位量から移動体の位置を同定し、速度に比例する変位量から移動体の速度を同定する機能を有している請求項2記載のスプリットビーム方式合成開口レーダ。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013088329A (ja) * | 2011-10-20 | 2013-05-13 | Mitsubishi Electric Corp | 超音波距離画像生成装置 |
CN109945868A (zh) * | 2019-03-07 | 2019-06-28 | 西安爱生技术集团公司 | 一种无人机目标照射航线自动规划方法 |
CN111555180A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-08-18 | 广东电网有限责任公司东莞供电局 | 一种线路障碍物的消除方法和*** |
JP2021513653A (ja) * | 2018-02-12 | 2021-05-27 | テクノロギアン トゥトキムスケスクス ヴェーテーテー オイTeknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy | マルチチャネルレーダによる生活施設の監視 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10206539A (ja) * | 1997-01-22 | 1998-08-07 | Nec Corp | 合成開口レーダシステム、その情報処理装置および方法 |
JP2000258532A (ja) * | 1999-03-05 | 2000-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | 移動観測用レーダ装置 |
JP2007114098A (ja) * | 2005-10-21 | 2007-05-10 | Mitsubishi Space Software Kk | 位置特定装置、画像再生装置、位置特定方法および位置特定プログラム |
JP2007292532A (ja) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Mitsubishi Space Software Kk | 目標物速度測定装置、目標物速度測定プログラム及び目標物速度測定方法 |
JP2009019952A (ja) * | 2007-07-11 | 2009-01-29 | Mitsubishi Electric Corp | 移動目標検出装置 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10206539A (ja) * | 1997-01-22 | 1998-08-07 | Nec Corp | 合成開口レーダシステム、その情報処理装置および方法 |
JP2000258532A (ja) * | 1999-03-05 | 2000-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | 移動観測用レーダ装置 |
JP2007114098A (ja) * | 2005-10-21 | 2007-05-10 | Mitsubishi Space Software Kk | 位置特定装置、画像再生装置、位置特定方法および位置特定プログラム |
JP2007292532A (ja) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Mitsubishi Space Software Kk | 目標物速度測定装置、目標物速度測定プログラム及び目標物速度測定方法 |
JP2009019952A (ja) * | 2007-07-11 | 2009-01-29 | Mitsubishi Electric Corp | 移動目標検出装置 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013088329A (ja) * | 2011-10-20 | 2013-05-13 | Mitsubishi Electric Corp | 超音波距離画像生成装置 |
JP2021513653A (ja) * | 2018-02-12 | 2021-05-27 | テクノロギアン トゥトキムスケスクス ヴェーテーテー オイTeknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy | マルチチャネルレーダによる生活施設の監視 |
CN109945868A (zh) * | 2019-03-07 | 2019-06-28 | 西安爱生技术集团公司 | 一种无人机目标照射航线自动规划方法 |
CN109945868B (zh) * | 2019-03-07 | 2022-09-02 | 西安爱生技术集团公司 | 一种无人机目标照射航线自动规划方法 |
CN111555180A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-08-18 | 广东电网有限责任公司东莞供电局 | 一种线路障碍物的消除方法和*** |
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