JP5901767B2 - レーダシステム、観測装置およびデータ処理装置 - Google Patents
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Description
そこで、SARでは、移動しながら観測を行い、一定時間に得た受信信号を信号処理で合成することにより、移動経路長と同じ大きさの開口を持つアンテナと同等の角度分解能を得ている。例えば、特許文献1に信号処理手法の例が示されている。この特許文献1では、高分解能画像を得るために、衛星軌道が曲線であることを考慮した高精度な信号処理を行っている。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係るレーダシステムの構成を示すブロック図である。
レーダシステムは、図1に示すように、観測装置1およびデータ処理装置2から構成されている。
送受切替器12は、入力波の出力先を選択的に切り替えるものである。この送受切替器12は、送信部11からのレーダ波を空中線13から空間へ出力し、空中線13からのレーダ波を受信部14へ出力する。
なお、送信部11、送受切替部12、空中線13および受信部14は、本発明の送受信部を構成する。
データ送信部17は、データ圧縮部16からの圧縮画像データを遠隔のデータ処理装置2へ送信するものである。
レーダシステムの動作では、図2に示すように、まず、送信部11は所定のパルス状のレーダ波を生成し、送受切替器12を経由して空中線13から外部へ放射する(ステップST1)。
次いで、空中線13は、外部に存在する物体により散乱されたレーダ波(散乱波)の一部を受信し、送受切替器12を経由して受信部14へ出力する。そして、受信部14は、このレーダ波の増幅を行うとともに、周波数変換により低周波の受信信号へと変換する(ステップST2)。この受信部14により受信・変換された受信信号は暫定画像生成部15へ出力される。
ここで、SARでは、距離軸およびアジマス軸の2軸で定義される2次元空間上で受信信号が得られる。画像再生処理前は、距離軸方向およびアジマス軸方向にぼけた画像となっている。そこで、暫定画像生成部15は、パルス圧縮処理により距離分解能を改善し、アジマス圧縮処理によりアジマス分解能を改善する。パルス圧縮処理およびアジマス圧縮処理については、従来から知られている手法と同様であるため、特にここでは詳細を述べないが、一般にデータ補償処理とアジマス軸方向のコヒーレント積分処理で構成される。データ補償処理はアジマス軸上で行われる場合と、フーリエ変換によりアジマス周波数軸上にデータを変換し、そこでデータ補償処理を行う場合がある。コヒーレント積分は演算の効率化のため、一般にはフーリエ変換が用いられる。
このデータ圧縮部16により生成された圧縮画像データはデータ送信部17へ出力される。
実施の形態1では、観測装置1で生成した画像をデータ処理装置2で受信した後、データ復元部23でアジマス圧縮前の信号に一旦戻す構成を示した。それに対して、実施の形態2では、アジマス圧縮を観測装置1で途中まで行い、データ処理装置2でアジマス圧縮処理の残った部分を実行する場合について示す。
図3はこの発明の実施の形態2に係るレーダシステムの構成を示すブロック図である。この図3に示す実施の形態2に係るレーダシステムは、図1に示す実施の形態1に係るレーダシステムの暫定画像生成部15をデータ分割部18および複数の暫定画像生成部15bに変更し、データ復元部23および画像生成部24をデータ結合部(画像生成部)25に変更したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
各暫定画像生成部15bは、データ分割部18からの区間毎の受信信号に基づいて、複数の暫定画像(低分解能な画像)を生成するものである。この各暫定画像生成部15bにより生成された暫定画像はそれぞれデータ圧縮部16へ出力される。
サブアパーチャ法は合成開口中に得られる受信信号をまず時間方向に分割する。そして、分割後の小区間の信号毎に、各暫定画像生成部15bにて低分解能な暫定画像再生を行う。ここでの処理では、短い合成開口時間でのアジマス圧縮となるため、アジマス分解能は低い。個々の暫定画像が低分解能であることから、ここで用いる軌道データ(軌道上で得られた暫定軌道データ)の精度は、後述のデータ処理装置2で利用する軌道データより低くても良い。
画像化後のデータ量は画像化前に比べて小さくなる。また、画像化されているため、データ圧縮の効率が高くなる。以上により、未処理の受信信号を伝送するよりもデータサイズは小さくなると期待される。
実施の形態1では、観測装置1にてパルス圧縮処理およびアジマス圧縮処理の両方を行う場合について示した。それに対して、実施の形態3では、パルス圧縮処理のみを行う場合について示す。
図4はこの発明の実施の形態3に係るレーダシステムの構成を示すブロック図である。この図4に示す実施の形態3に係るレーダシステムは、図1に示す実施の形態1に係るレーダシステムの暫定画像生成部15をパルス圧縮部(暫定画像生成部)19に変更し、画像生成部24をアジマス圧縮部(画像生成部)26に変更し、データ復元部23を削除したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
なお、データ圧縮部16は、パルス圧縮部19からの暫定画像に対してデータ圧縮処理を施し、圧縮画像データを生成する。
また、パルス圧縮処理は、移動体の軌道に依存しない処理であるため、移動体に搭載された観測装置1では軌道データが不要となる。
Claims (4)
- 移動体に搭載されて物体の観測を行う観測装置と、前記観測装置からのデータを処理するデータ処理装置とを備えたレーダシステムにおいて、
前記観測装置は、
所定のレーダ波を外部に放射し、外部に存在する物体により散乱された当該レーダ波を受信して受信信号を取得する送受信部と、
暫定軌道データを用いて、前記送受信部により取得された受信信号に対して暫定的にアジマス圧縮処理を行い、暫定画像を生成する暫定画像生成部と、
前記暫定画像生成部により生成された暫定画像を送信するデータ送信部とを備え、
前記データ処理装置は、
前記データ送信部により送信された暫定画像を受信するデータ受信部と、
前記データ受信部により受信された暫定画像に対して、前記暫定軌道データより高い精度の軌道データを用いてアジマス圧縮処理を行い、画像を生成する画像生成部とを備える
ことを特徴とするレーダシステム。 - 前記暫定画像生成部は、前記受信信号を時間方向に複数の区間で分割し、当該区間毎の受信信号を用いて複数の暫定画像を生成し、
前記画像生成部は、前記複数の暫定画像を組み合わせて、1つの画像を生成する
ことを特徴とする請求項1記載のレーダシステム。 - 移動体に搭載されて物体の観測を行い、当該観測結果および前記移動体の暫定軌道データを用いて生成された画像に対し、前記暫定軌道データより高い精度の軌道データを用いてアジマス圧縮処理を行い、画像を生成するデータ処理装置と協働する観測装置において、
所定のレーダ波を外部に放射し、外部に存在する物体により散乱された当該レーダ波を受信して受信信号を取得する送受信部と、
前記移動体の軌道を本来の軌道に近似する形状に変形した前記暫定軌道データを用いて、前記送受信部により取得された受信信号に対して暫定的にアジマス圧縮処理を行い、暫定画像を生成する暫定画像生成部と、
前記データ処理装置に前記暫定画像を送信するデータ送信部とを備える
ことを特徴とする観測装置。 - 移動体に搭載されて物体の観測を行う観測装置からのデータを処理するデータ処理装置において、
前記観測装置が所定のレーダ波を外部に放射し、外部に存在する物体により散乱された当該レーダ波を受信して受信信号を取得し、当該受信信号に対して暫定軌道データを用いて暫定的にアジマス圧縮処理を行い、暫定画像を生成し、この観測装置からの暫定画像を受信するデータ受信部と、
前記データ受信部により受信された暫定画像に対して、前記暫定軌道データより高い精度の軌道データを用いてアジマス圧縮処理を行い、画像を生成する画像生成部とを備えた
ことを特徴とするデータ処理装置。
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