JP6289660B2 - 合成開口レーダ装置 - Google Patents
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Description
この発明は、合成開口レーダ（ＳＡＲ：Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）センサの受信信号からＳＡＲ画像を再生する合成開口レーダ装置に関するものである。
以下の特許文献１に開示されている合成開口レーダ装置では、所望の観測ポイントでＳＡＲセンサから放射されたパルス信号と、所望の観測ポイント以外の観測ポイントでＳＡＲセンサから放射されたパルス信号とを区別することができるようにするために、空間に放射するパルス信号のチャープを切り換える（アップチャープとダウンチャープを切り換える）ようにしている。
これにより、合成開口観測では不可避なレンジアンビギュイティが抑圧される。
これにより、合成開口観測では不可避なレンジアンビギュイティが抑圧される。
従来の合成開口レーダ装置は以上のように構成されているので、合成開口観測では不可避なレンジアンビギュイティが抑圧されるが、ＳＡＲセンサからパルス信号が放射されてから、ＳＡＲセンサによりパルス信号が受信されるまでの間のＳＡＲセンサの移動を考慮して、ＳＡＲ画像の画像再生処理を実施していない。このため、ＳＡＲ画像の画像再生処理において、ＳＡＲセンサの受信信号をレンジ圧縮すると、レンジ圧縮後の受信信号に、ＳＡＲセンサと目標間の距離のピークシフトが発生する。この結果、ＳＡＲ画像内にアジマスアンビギュイティが発生してしまうという課題があった。
以下、ＳＡＲ画像内にアジマスアンビギュイティが発生する現象を具体的に説明する。
従来の合成開口レーダ装置では、ＳＡＲセンサからパルス信号が放射されてから、ＳＡＲセンサによりパルス信号が受信されるまでの間、ＳＡＲセンサが静止しているとみなして、ＳＡＲ画像の画像再生処理を実施している。
しかし、現実の観測においては、ＳＡＲセンサが移動している。このＳＡＲセンサの移動に伴って、ＳＡＲセンサの受信信号の周波数が送信時の周波数から変化するため、送信信号との相関処理からなるレンジ圧縮処理を行うことで、レンジ圧縮後の受信信号が示す距離（ＳＡＲセンサと目標間の距離）のピーク位置が、本来の距離からシフトする現象が発生する。
従来の合成開口レーダ装置では、ＳＡＲセンサからパルス信号が放射されてから、ＳＡＲセンサによりパルス信号が受信されるまでの間、ＳＡＲセンサが静止しているとみなして、ＳＡＲ画像の画像再生処理を実施している。
しかし、現実の観測においては、ＳＡＲセンサが移動している。このＳＡＲセンサの移動に伴って、ＳＡＲセンサの受信信号の周波数が送信時の周波数から変化するため、送信信号との相関処理からなるレンジ圧縮処理を行うことで、レンジ圧縮後の受信信号が示す距離（ＳＡＲセンサと目標間の距離）のピーク位置が、本来の距離からシフトする現象が発生する。
この距離のシフトは、送信時のパルス信号のチャープレートとドップラー周波数に依存するため、レンジアンビギュイティの抑圧を目的として、パルス信号の送信時にアップチャープとダウンチャープを切り換えると、チャープの符号に応じてシフトする方向が反転する。
特に、観測中にパルス信号の指向方向を変える観測方式（例えば、スポットライト、スライディングスポットライト、ＴＯＰＳ（Ｔｅｒｒａｉｎ Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｂｙ Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ Ｓｃａｎｓなど））では、観測中のドップラー周波数が大きいため、このシフトの絶対値が大きくなる。
特に、観測中にパルス信号の指向方向を変える観測方式（例えば、スポットライト、スライディングスポットライト、ＴＯＰＳ（Ｔｅｒｒａｉｎ Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｂｙ Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ Ｓｃａｎｓなど））では、観測中のドップラー周波数が大きいため、このシフトの絶対値が大きくなる。
図５はチャープの符号に応じた距離のピーク位置のシフトを示す説明図である。
図５では、ＳＡＲセンサと点目標間の距離Ｒの変化を表しており、距離ＲはＲ０を最小として、放物線状の軌跡を描いている。図５（ｂ）では、距離Ｒの軌跡を破線で表している。
ＳＡＲセンサが静止していれば、各々のアジマス時間（パルス信号の送信時刻と受信時刻との中間の時刻）においてレンジ圧縮後の受信信号が示す距離Ｒは、放物線状の軌跡上に位置する。図５（ｂ）では、○の位置に距離Ｒのピーク位置が現れる。
しかし、ＳＡＲセンサの移動の影響で、レンジ圧縮後の受信信号が示す距離Ｒがレンジ方向でシフトする。図５（ｂ）では、●の位置に距離Ｒのピーク位置がシフトしている。
チャープの符号を交互に切換える観測では、図５（ｂ）に示すように、チャープの符号に応じて、ピーク位置のシフト方向が反転している。また、ドップラー周波数が正から負へ変化することに伴ってシフト方向が反転する。このシフトの絶対値は、ドップラー周波数の絶対値に比例して大きくなる。
このシフトの絶対値は、通常、レンジサンプリング間隔未満であるが、距離Ｒの軌跡に沿ったアジマス方向の並びにおいて、アジマス方向の振幅変調を発生させる。このアジマス方向の振幅変調によって、ＳＡＲ画像内にアジマスアンビギュイティが発生する。
図５では、ＳＡＲセンサと点目標間の距離Ｒの変化を表しており、距離ＲはＲ０を最小として、放物線状の軌跡を描いている。図５（ｂ）では、距離Ｒの軌跡を破線で表している。
ＳＡＲセンサが静止していれば、各々のアジマス時間（パルス信号の送信時刻と受信時刻との中間の時刻）においてレンジ圧縮後の受信信号が示す距離Ｒは、放物線状の軌跡上に位置する。図５（ｂ）では、○の位置に距離Ｒのピーク位置が現れる。
しかし、ＳＡＲセンサの移動の影響で、レンジ圧縮後の受信信号が示す距離Ｒがレンジ方向でシフトする。図５（ｂ）では、●の位置に距離Ｒのピーク位置がシフトしている。
チャープの符号を交互に切換える観測では、図５（ｂ）に示すように、チャープの符号に応じて、ピーク位置のシフト方向が反転している。また、ドップラー周波数が正から負へ変化することに伴ってシフト方向が反転する。このシフトの絶対値は、ドップラー周波数の絶対値に比例して大きくなる。
このシフトの絶対値は、通常、レンジサンプリング間隔未満であるが、距離Ｒの軌跡に沿ったアジマス方向の並びにおいて、アジマス方向の振幅変調を発生させる。このアジマス方向の振幅変調によって、ＳＡＲ画像内にアジマスアンビギュイティが発生する。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、アジマスアンビギュイティが発生していないＳＡＲ画像を再生することができる合成開口レーダ装置を得ることを目的とする。
この発明に係る合成開口レーダ装置は、時間の経過に伴って周波数が変化し、かつ、周波数の変化率が切り換わるチャープ信号を空間に放射し、目標に反射されたチャープ信号の反射波を受信して、その反射波の受信信号を出力する合成開口レーダセンサと、合成開口レーダセンサから出力された受信信号をレンジ圧縮し、レンジ圧縮後の受信信号から合成開口レーダ画像を再生する画像再生処理手段を有する信号処理装置とを備え、信号処理装置が、合成開口レーダセンサからチャープ信号が放射されてから、合成開口レーダセンサによりチャープ信号の反射波が受信されるまでの間の合成開口レーダセンサの移動に伴って、画像再生処理手段によるレンジ圧縮後の受信信号に発生する合成開口レーダセンサと目標間の距離のピークシフトを、アジマス時間におけるレンジチャープレートとアジマス時間におけるパルス信号の指向方向のアジマス角度とから決定される複素関数を離散フーリエ変換された受信データに乗算することで補償するピークシフト補償手段を備えるようにしたものである。
この発明によれば、ピークシフト補償手段が、合成開口レーダセンサからチャープ信号が放射されてから、合成開口レーダセンサによりチャープ信号の反射波が受信されるまでの間の合成開口レーダセンサの移動に伴って、画像再生処理手段によるレンジ圧縮後の受信信号に発生する合成開口レーダセンサと目標間の距離のピークシフトを、アジマス時間におけるレンジチャープレートとアジマス時間におけるパルス信号の指向方向のアジマス角度とから決定される複素関数を離散フーリエ変換された受信データに乗算することで補償するように構成したので、アジマスアンビギュイティが発生していない合成開口レーダ画像を再生することができる効果がある。
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による合成開口レーダ装置を示す構成図である。
図１において、合成開口レーダセンサであるＳＡＲセンサ１は時間の経過に伴って周波数が変化し、かつ、アジマス時間η（信号送受信時間で定義される時間であり、例えば、パルス信号の送信時刻と受信時刻との中間の時刻）におけるレンジチャープレートＫｒ［η］（周波数の変化率）が切り換わるチャープ信号を空間に放射し、目標に反射された前記チャープ信号の反射波を受信して、その反射波の受信信号を出力する。
即ち、ＳＡＲセンサ１は、チャープ信号として、指向方向を変えながら、時間の経過に伴って周波数が高くなるアップチャープのパルス信号と、時間の経過に伴って周波数が低くなるダウンチャープのパルス信号を交互に空間に放射している。
また、ＳＡＲセンサ１は、目標に反射されたパルス信号の反射波を受信すると、その反射波の受信信号に対する公知の信号受信処理（例えば、受信信号の周波数を中間周波数に変換する処理や、周波数変換後の受信信号をＡＤ変換する処理など）を実施し、信号受信処理後の受信信号として、デジタルの受信データを信号処理装置２に出力する。
なお、ＳＡＲセンサ１は、飛行機や衛星などの移動プラットフォームに搭載されて移動されるものとする。
図１はこの発明の実施の形態１による合成開口レーダ装置を示す構成図である。
図１において、合成開口レーダセンサであるＳＡＲセンサ１は時間の経過に伴って周波数が変化し、かつ、アジマス時間η（信号送受信時間で定義される時間であり、例えば、パルス信号の送信時刻と受信時刻との中間の時刻）におけるレンジチャープレートＫｒ［η］（周波数の変化率）が切り換わるチャープ信号を空間に放射し、目標に反射された前記チャープ信号の反射波を受信して、その反射波の受信信号を出力する。
即ち、ＳＡＲセンサ１は、チャープ信号として、指向方向を変えながら、時間の経過に伴って周波数が高くなるアップチャープのパルス信号と、時間の経過に伴って周波数が低くなるダウンチャープのパルス信号を交互に空間に放射している。
また、ＳＡＲセンサ１は、目標に反射されたパルス信号の反射波を受信すると、その反射波の受信信号に対する公知の信号受信処理（例えば、受信信号の周波数を中間周波数に変換する処理や、周波数変換後の受信信号をＡＤ変換する処理など）を実施し、信号受信処理後の受信信号として、デジタルの受信データを信号処理装置２に出力する。
なお、ＳＡＲセンサ１は、飛行機や衛星などの移動プラットフォームに搭載されて移動されるものとする。
信号処理装置２はＳＡＲセンサ１から出力されたデジタルの受信データをレンジ圧縮し、レンジ圧縮後の受信データからＳＡＲ画像（合成開口レーダ画像）を再生する装置である。
また、信号処理装置２はＳＡＲセンサ１からパルス信号が放射されてから、ＳＡＲセンサ１により前記パルス信号の反射波が受信されるまでの間のＳＡＲセンサ１の移動に伴って、レンジ圧縮後の受信信号に発生するＳＡＲセンサ１と目標間の距離Ｒのピークシフトを補償する処理を実施する。
また、信号処理装置２はＳＡＲセンサ１からパルス信号が放射されてから、ＳＡＲセンサ１により前記パルス信号の反射波が受信されるまでの間のＳＡＲセンサ１の移動に伴って、レンジ圧縮後の受信信号に発生するＳＡＲセンサ１と目標間の距離Ｒのピークシフトを補償する処理を実施する。
信号処理装置２のレンジＤＦＴ部１１は例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、ＳＡＲセンサ１から出力されたデジタルの受信データをレンジ方向に離散フーリエ変換して、離散フーリエ変換後の受信データを関数値乗算部１２に出力する処理を実施する。なお、レンジＤＦＴ部１１はフーリエ変換部を構成している。
信号処理装置２の関数値乗算部１２は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、アジマス時間ηにおけるレンジチャープレートＫｒ［η］と、アジマス時間ηにおけるパルス信号の指向方向のアジマス角度θ［η］とからピークシフトの補償量が決定される複素関数の関数値Ｃ［ｆτ，η］をレンジＤＦＴ部１１により離散フーリエ変換された受信データに乗算する処理を実施する。
信号処理装置２の関数値乗算部１２は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、アジマス時間ηにおけるレンジチャープレートＫｒ［η］と、アジマス時間ηにおけるパルス信号の指向方向のアジマス角度θ［η］とからピークシフトの補償量が決定される複素関数の関数値Ｃ［ｆτ，η］をレンジＤＦＴ部１１により離散フーリエ変換された受信データに乗算する処理を実施する。
信号処理装置２のレンジＩＤＦＴ部１３は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、関数値乗算部１２により関数値が乗算された受信データをレンジ方向に離散逆フーリエ変換して、離散逆フーリエ変換後の受信データを画像再生処理部１４に出力する処理を実施する。レンジＩＤＦＴ部１３は逆フーリエ変換部を構成している。
なお、レンジＤＦＴ部１１、関数値乗算部１２及びレンジＩＤＦＴ部１３からピークシフト補償手段が構成されている。
信号処理装置２の画像再生処理部１４は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、レンジＩＤＦＴ部１３から出力された受信データをレンジ圧縮し、レンジ圧縮後の受信データからＳＡＲ画像を再生する処理を実施する。なお、画像再生処理部１４は画像再生処理手段を構成している。
信号処理装置２のＳＡＲ画像格納部１５は例えばＲＡＭやハードディスクなど記憶装置から構成されており、画像再生処理部１４により再生されたＳＡＲ画像を格納する。
なお、レンジＤＦＴ部１１、関数値乗算部１２及びレンジＩＤＦＴ部１３からピークシフト補償手段が構成されている。
信号処理装置２の画像再生処理部１４は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、レンジＩＤＦＴ部１３から出力された受信データをレンジ圧縮し、レンジ圧縮後の受信データからＳＡＲ画像を再生する処理を実施する。なお、画像再生処理部１４は画像再生処理手段を構成している。
信号処理装置２のＳＡＲ画像格納部１５は例えばＲＡＭやハードディスクなど記憶装置から構成されており、画像再生処理部１４により再生されたＳＡＲ画像を格納する。
図１の例では、信号処理装置２の構成要素であるレンジＤＦＴ部１１、関数値乗算部１２、レンジＩＤＦＴ部１３、画像再生処理部１４及びＳＡＲ画像格納部１５のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、信号処理装置２がコンピュータで構成されていてもよい。
信号処理装置２がコンピュータで構成される場合、ＳＡＲ画像格納部１５をコンピュータのメモリ上に構成するとともに、レンジＤＦＴ部１１、関数値乗算部１２、レンジＩＤＦＴ部１３及び画像再生処理部１４の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図２はこの発明の実施の形態１による合成開口レーダ装置の処理内容を示すフローチャートである。
信号処理装置２がコンピュータで構成される場合、ＳＡＲ画像格納部１５をコンピュータのメモリ上に構成するとともに、レンジＤＦＴ部１１、関数値乗算部１２、レンジＩＤＦＴ部１３及び画像再生処理部１４の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図２はこの発明の実施の形態１による合成開口レーダ装置の処理内容を示すフローチャートである。
次に動作について説明する。
ＳＡＲセンサ１は、図５（ａ）に示すように、指向方向を変えながら、時間の経過に伴って周波数が高くなるアップチャープのパルス信号と、時間の経過に伴って周波数が低くなるダウンチャープのパルス信号を交互に空間に放射する。
この実施の形態１では、アップチャープのパルス信号とダウンチャープのパルス信号を交互に空間に放射する例を説明するが、必ずしも交互に放射する必要はなく、アップチャープのパルス信号を複数回連続して放射してから、ダウンチャープのパルス信号を複数回連続して放射するようにしてもよい。
また、アジマス時間ηにおけるレンジチャープレートＫｒ［η］を変えながら、アップチャープのパルス信号だけ、あるいは、ダウンチャープのパルス信号だけを繰り返し放射するようにしてもよい。
なお、パルス信号におけるアップチャープとダウンチャープの切り換えは、アジマス時間ηにおけるレンジチャープレートＫｒ［η］の符号を変えることで実現することができる。
ＳＡＲセンサ１は、図５（ａ）に示すように、指向方向を変えながら、時間の経過に伴って周波数が高くなるアップチャープのパルス信号と、時間の経過に伴って周波数が低くなるダウンチャープのパルス信号を交互に空間に放射する。
この実施の形態１では、アップチャープのパルス信号とダウンチャープのパルス信号を交互に空間に放射する例を説明するが、必ずしも交互に放射する必要はなく、アップチャープのパルス信号を複数回連続して放射してから、ダウンチャープのパルス信号を複数回連続して放射するようにしてもよい。
また、アジマス時間ηにおけるレンジチャープレートＫｒ［η］を変えながら、アップチャープのパルス信号だけ、あるいは、ダウンチャープのパルス信号だけを繰り返し放射するようにしてもよい。
なお、パルス信号におけるアップチャープとダウンチャープの切り換えは、アジマス時間ηにおけるレンジチャープレートＫｒ［η］の符号を変えることで実現することができる。
また、ＳＡＲセンサ１は、パルス信号を放射した後、目標に反射されて戻ってきた当該パルス信号の反射波を受信すると、その反射波の受信信号に対する公知の信号受信処理（例えば、受信信号の周波数を中間周波数に変換する処理や、周波数変換後の受信信号をＡＤ変換する処理など）を実施し、信号受信処理後の受信信号として、デジタルの受信データを信号処理装置２に出力する（図２のステップＳＴ１）。
信号処理装置２のレンジＤＦＴ部１１は、ＳＡＲセンサ１からデジタルの受信データを受けると、レンジ周波数空間上で、ピークシフトの補償処理を実施することができるようにするために、その受信データをレンジ方向に離散フーリエ変換し、離散フーリエ変換後の受信データを関数値乗算部１２に出力する（ステップＳＴ２）。
信号処理装置２の関数値乗算部１２は、下記の式（１）に示すように、アジマス時間ηにおけるレンジチャープレートＫｒ［η］と、アジマス時間ηにおけるパルス信号の指向方向のアジマス角度θ［η］とからピークシフトの補償量が決定される複素関数を保持している。
式（１）において、ｆτはレンジ周波数（ＳＡＲセンサ１の受信信号の周波数）、ｆ０はパルス信号の中心周波数、ｖｓはＳＡＲセンサ１を搭載している移動プラットフォームの移動速度、ｃは光速度である。
なお、式（１）の複素関数のうち、ｆ０／Ｋｒ［η］の項と、２ｖｓｓｉｎθ［η］／ｃの項が、ピークシフトの補償に寄与する部分である。
なお、式（１）の複素関数のうち、ｆ０／Ｋｒ［η］の項と、２ｖｓｓｉｎθ［η］／ｃの項が、ピークシフトの補償に寄与する部分である。
関数値乗算部１２は、レンジＤＦＴ部１１から離散フーリエ変換後の受信データを受けると、例えば、ＳＡＲセンサ１から、アジマス時間ηに放射されたパルス信号のレンジチャープレートＫｒ［η］を示す情報と、当該パルス信号の指向方向のアジマス角度θ［η］を示す情報と、レンジ周波数ｆτを示す情報と、当該パルス信号の中心周波数ｆ０を示す情報と、移動プラットフォームの移動速度ｖｓを示す情報とを取得し、そのレンジチャープレートＫｒ［η］、指向方向のアジマス角度θ［η］、レンジ周波数ｆτ、中心周波数ｆ０、移動速度ｖｓ及び光速度ｃを式（１）の複素関数に代入することで、複素関数の関数値Ｃ［ｆτ，η］を算出する。
ここでは、信号処理装置２の関数値乗算部１２が、ＳＡＲセンサ１から上記の情報を取得する例を示しているが、信号処理装置２が上記の情報を管理してＳＡＲセンサ１を制御しているような場合には、ＳＡＲセンサ１から上記の情報を取得する必要はない。
ここでは、信号処理装置２の関数値乗算部１２が、ＳＡＲセンサ１から上記の情報を取得する例を示しているが、信号処理装置２が上記の情報を管理してＳＡＲセンサ１を制御しているような場合には、ＳＡＲセンサ１から上記の情報を取得する必要はない。
関数値乗算部１２は、複素関数の関数値Ｃ［ｆτ，η］を算出すると、その関数値Ｃ［ｆτ，η］をレンジＤＦＴ部１１から出力された離散フーリエ変換後の受信データに乗算することで、レンジ圧縮後の受信信号に発生する距離Ｒのピークシフトを補償し、関数値乗算後の受信データをレンジＩＤＦＴ部１３に出力する（ステップＳＴ３）。
ここでは、式（１）の複素関数の関数値Ｃ［ｆτ，η］を離散フーリエ変換後の受信データに乗算することで、距離Ｒのピークシフトを補償する例を示しているが、式（１）以外の関数でも、式（１）の複素関数と同様に、距離Ｒのピークシフトを補償する機能を有する関数（線形な位相変化を有する関数）であれば、離散フーリエ変換後の受信データに乗算することで、距離Ｒのピークシフトを補償することができる。
ここでは、式（１）の複素関数の関数値Ｃ［ｆτ，η］を離散フーリエ変換後の受信データに乗算することで、距離Ｒのピークシフトを補償する例を示しているが、式（１）以外の関数でも、式（１）の複素関数と同様に、距離Ｒのピークシフトを補償する機能を有する関数（線形な位相変化を有する関数）であれば、離散フーリエ変換後の受信データに乗算することで、距離Ｒのピークシフトを補償することができる。
信号処理装置２のレンジＩＤＦＴ部１３は、関数値乗算後の受信データを受けると、その受信データをレンジ時間空間上の信号に戻すため、その受信データをレンジ方向に離散逆フーリエ変換し、離散逆フーリエ変換後の受信データを画像再生処理部１４に出力する（ステップＳＴ４）。
ここでは、レンジ周波数空間上で、ピークシフトの補償処理を実施するものを示したが、レンジ時間空間で、ピークシフトの補償処理を実施するようにしてもよい。
この場合、レンジＤＦＴ部１１及びレンジＩＤＦＴ部１３を搭載せずに、関数値乗算部１２が、ピークシフトの補償に寄与する部分である（ｆ０／Ｋｒ［η］）・（２ｖｓｓｉｎθ［η］／ｃ）だけ、ＳＡＲセンサ１から出力された受信データを時間シフトするようにすればよい。
ここでは、レンジ周波数空間上で、ピークシフトの補償処理を実施するものを示したが、レンジ時間空間で、ピークシフトの補償処理を実施するようにしてもよい。
この場合、レンジＤＦＴ部１１及びレンジＩＤＦＴ部１３を搭載せずに、関数値乗算部１２が、ピークシフトの補償に寄与する部分である（ｆ０／Ｋｒ［η］）・（２ｖｓｓｉｎθ［η］／ｃ）だけ、ＳＡＲセンサ１から出力された受信データを時間シフトするようにすればよい。
信号処理装置２の画像再生処理部１４は、レンジＩＤＦＴ部１３からピークシフトの補償処理が施されている受信データを受けると、その受信データのレンジ圧縮やアジマス圧縮などの公知の画像再生処理を実施することでＳＡＲ画像を再生し（ステップＳＴ５）、
そのＳＡＲ画像をＳＡＲ画像格納部１５に格納する（ステップＳＴ６）。
ＳＡＲ画像の画像再生処理は公知の技術であるため詳細な説明を省略するが、この画像再生処理では、ピークシフトの補償処理が施されている受信データに対してレンジ圧縮を行うことになるので、レンジ圧縮後の受信データには、距離Ｒのピークシフトが発生しておらず（距離Ｒのピークシフトが残っていても、ピークシフトは概ねゼロに近い）、レンジ圧縮後の受信信号が示す距離Ｒは、図５（ｂ）中の○の位置又は○の位置の近傍に現れる。
そのＳＡＲ画像をＳＡＲ画像格納部１５に格納する（ステップＳＴ６）。
ＳＡＲ画像の画像再生処理は公知の技術であるため詳細な説明を省略するが、この画像再生処理では、ピークシフトの補償処理が施されている受信データに対してレンジ圧縮を行うことになるので、レンジ圧縮後の受信データには、距離Ｒのピークシフトが発生しておらず（距離Ｒのピークシフトが残っていても、ピークシフトは概ねゼロに近い）、レンジ圧縮後の受信信号が示す距離Ｒは、図５（ｂ）中の○の位置又は○の位置の近傍に現れる。
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、ＳＡＲセンサ１からパルス信号が放射されてから、ＳＡＲセンサ１によりパルス信号の反射波が受信されるまでの間のＳＡＲセンサ１の移動に伴って、画像再生処理部１４によるレンジ圧縮後の受信信号に発生するＳＡＲセンサ１と目標間の距離のピークシフトを補償するように構成したので、アジマスアンビギュイティが発生していないＳＡＲ画像を再生することができる効果を奏する。
また、この実施の形態１によれば、関数値乗算部１２が、複素関数の関数値Ｃ［ｆτ，η］を離散フーリエ変換後の受信データに乗算するだけで、レンジ圧縮後の受信信号に発生する距離Ｒのピークシフトを補償するものであるため、既存の合成開口レーダ装置に対する組み込みが容易である。また、演算負荷をほとんど増やすことなく、アジマスアンビギュイティの発生を防ぐことができる。
また、アジマス時間毎に、ＳＡＲセンサ１と目標間の距離のピークシフトを補償するようにしているので、パルス間変調によるアジマス時間毎の任意のレンジチャープレートの切り換えに対処することができる。
また、アジマス時間毎に、ＳＡＲセンサ１と目標間の距離のピークシフトを補償するようにしているので、パルス間変調によるアジマス時間毎の任意のレンジチャープレートの切り換えに対処することができる。
この実施の形態１では、画像再生処理部１４が画像再生処理を実施する前に、関数値乗算部１２が距離のピークシフトを補償するものを示しているが、画像再生処理部１４が画像再生処理を実施する過程で、受信データをレンジ方向に離散フーリエ変換する処理と、複素関数の関数値Ｃ［ｆτ，η］を離散フーリエ変換後の受信データに乗算する処理と、受信データをレンジ方向に離散逆フーリエ変換する処理とを組み込むことで、画像再生処理部１４が、距離のピークシフトを補償するようにしてもよい。
実施の形態２．
上記実施の形態１では、アップチャープのパルス信号とダウンチャープのパルス信号を交互に空間に放射する例を示しているが、この実施の形態２では、アップチャープのパルス信号を複数回連続して放射してから、ダウンチャープのパルス信号を複数回連続して放射する例について説明する。
アップチャープのパルス信号を連続して放射する回数や、ダウンチャープのパルス信号を連続して放射する回数などは固定でもよいし可変でもよい。
上記実施の形態１では、アップチャープのパルス信号とダウンチャープのパルス信号を交互に空間に放射する例を示しているが、この実施の形態２では、アップチャープのパルス信号を複数回連続して放射してから、ダウンチャープのパルス信号を複数回連続して放射する例について説明する。
アップチャープのパルス信号を連続して放射する回数や、ダウンチャープのパルス信号を連続して放射する回数などは固定でもよいし可変でもよい。
図３はこの発明の実施の形態２による合成開口レーダ装置を示す構成図であり、図３において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
信号処理装置２の区分化部２１は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、レンジチャープレートが同じであるパルス信号が連続している区間毎に、ＳＡＲセンサ１から出力されたデジタルの受信データをアジマス方向に区分化する処理を実施する。
信号処理装置２の区分化部２１は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、レンジチャープレートが同じであるパルス信号が連続している区間毎に、ＳＡＲセンサ１から出力されたデジタルの受信データをアジマス方向に区分化する処理を実施する。
信号処理装置２のアジマスＤＦＴ部２２は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、区分化部２１により区分化された同一区分内の受信信号をアジマス方向に離散フーリエ変換して、離散フーリエ変換後の受信データをレンジＤＦＴ部２３に出力する処理を実施する。
信号処理装置２のレンジＤＦＴ部２３は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、アジマスＤＦＴ部２２から出力された受信データをレンジ方向に離散フーリエ変換して、離散フーリエ変換後の受信データを関数値乗算部２４に出力する処理を実施する。
なお、アジマスＤＦＴ部２２及びレンジＤＦＴ部２３からフーリエ変換部が構成されている。
図３では、アジマスＤＦＴ部２２がアジマス方向に離散フーリエ変換してから、レンジＤＦＴ部２３がレンジ方向に離散フーリエ変換している例を示しているが、レンジＤＦＴ部２３がレンジ方向に離散フーリエ変換してから、アジマスＤＦＴ部２２がアジマス方向に離散フーリエ変換するようにしてもよい。
信号処理装置２のレンジＤＦＴ部２３は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、アジマスＤＦＴ部２２から出力された受信データをレンジ方向に離散フーリエ変換して、離散フーリエ変換後の受信データを関数値乗算部２４に出力する処理を実施する。
なお、アジマスＤＦＴ部２２及びレンジＤＦＴ部２３からフーリエ変換部が構成されている。
図３では、アジマスＤＦＴ部２２がアジマス方向に離散フーリエ変換してから、レンジＤＦＴ部２３がレンジ方向に離散フーリエ変換している例を示しているが、レンジＤＦＴ部２３がレンジ方向に離散フーリエ変換してから、アジマスＤＦＴ部２２がアジマス方向に離散フーリエ変換するようにしてもよい。
信号処理装置２の関数値乗算部２４は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、レンジＤＦＴ部２３から出力された受信データが属するアジマス方向の区分におけるレンジチャープレートと、アジマス周波数ｆη（ドップラー周波数）とからピークシフトの補償量が決定される複素関数の関数値Ｃ［ｆτ，ｆη］をレンジＤＦＴ部２３により離散フーリエ変換された受信データに乗算する処理を実施する。
信号処理装置２のレンジＩＤＦＴ部２５は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、関数値乗算部２４により関数値が乗算された受信データをレンジ方向に離散逆フーリエ変換して、離散逆フーリエ変換後の受信データをアジマスＩＤＦＴ部２６に出力する処理を実施する。
信号処理装置２のアジマスＩＤＦＴ部２６は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、レンジＩＤＦＴ部２５から出力された受信データをアジマス方向に離散逆フーリエ変換して、離散逆フーリエ変換後の受信データを区分結合部２７に出力する処理を実施する。
なお、レンジＩＤＦＴ部２５及びアジマスＩＤＦＴ部２６から逆フーリエ変換部が構成されている。
図３では、レンジＩＤＦＴ部２５がレンジ方向に離散逆フーリエ変換してから、アジマスＩＤＦＴ部２６がアジマス方向に離散逆フーリエ変換している例を示しているが、アジマスＩＤＦＴ部２６がアジマス方向に離散逆フーリエ変換してから、レンジＩＤＦＴ部２５がレンジ方向に離散逆フーリエ変換するようにしてもよい。
信号処理装置２のアジマスＩＤＦＴ部２６は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、レンジＩＤＦＴ部２５から出力された受信データをアジマス方向に離散逆フーリエ変換して、離散逆フーリエ変換後の受信データを区分結合部２７に出力する処理を実施する。
なお、レンジＩＤＦＴ部２５及びアジマスＩＤＦＴ部２６から逆フーリエ変換部が構成されている。
図３では、レンジＩＤＦＴ部２５がレンジ方向に離散逆フーリエ変換してから、アジマスＩＤＦＴ部２６がアジマス方向に離散逆フーリエ変換している例を示しているが、アジマスＩＤＦＴ部２６がアジマス方向に離散逆フーリエ変換してから、レンジＩＤＦＴ部２５がレンジ方向に離散逆フーリエ変換するようにしてもよい。
信号処理装置２の区分結合部２７は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、アジマスＩＤＦＴ部２６から出力された同一区分に属する受信データを結合し、結合後の受信データを画像再生処理部１４に出力する処理を実施する。
なお、区分化部２１、アジマスＤＦＴ部２２、レンジＤＦＴ部２３、関数値乗算部２４、レンジＩＤＦＴ部２５、アジマスＩＤＦＴ部２６及び区分結合部２７からピークシフト補償手段が構成されている。
なお、区分化部２１、アジマスＤＦＴ部２２、レンジＤＦＴ部２３、関数値乗算部２４、レンジＩＤＦＴ部２５、アジマスＩＤＦＴ部２６及び区分結合部２７からピークシフト補償手段が構成されている。
図３の例では、信号処理装置２の構成要素である区分化部２１、アジマスＤＦＴ部２２、レンジＤＦＴ部２３、関数値乗算部２４、レンジＩＤＦＴ部２５、アジマスＩＤＦＴ部２６、区分結合部２７、画像再生処理部１４及びＳＡＲ画像格納部１５のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、信号処理装置２がコンピュータで構成されていてもよい。
信号処理装置２がコンピュータで構成される場合、ＳＡＲ画像格納部１５をコンピュータのメモリ上に構成するとともに、区分化部２１、アジマスＤＦＴ部２２、レンジＤＦＴ部２３、関数値乗算部２４、レンジＩＤＦＴ部２５、アジマスＩＤＦＴ部２６、区分結合部２７及び画像再生処理部１４の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図４はこの発明の実施の形態２による合成開口レーダ装置の処理内容を示すフローチャートである。
信号処理装置２がコンピュータで構成される場合、ＳＡＲ画像格納部１５をコンピュータのメモリ上に構成するとともに、区分化部２１、アジマスＤＦＴ部２２、レンジＤＦＴ部２３、関数値乗算部２４、レンジＩＤＦＴ部２５、アジマスＩＤＦＴ部２６、区分結合部２７及び画像再生処理部１４の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図４はこの発明の実施の形態２による合成開口レーダ装置の処理内容を示すフローチャートである。
次に動作について説明する。
ＳＡＲセンサ１は、図５（ａ）に示すように、指向方向を変えながら、アップチャープのパルス信号又はダウンチャープのパルス信号を空間に放射する。
ただし、この実施の形態２では、アップチャープのパルス信号を複数回連続して放射する区間と、ダウンチャープのパルス信号を複数回連続して放射する区間とを設け、それらの区間を交互に切り換えるものとする。
ここでは、アップチャープのパルス信号を複数回連続して放射する区間と、ダウンチャープのパルス信号を複数回連続して放射する区間とを設けている例を説明するが、レンジチャープレートが第１の値に設定されているパルス信号を複数回連続して放射する区間と、チャープレートが第２の値に設定されているパルス信号を複数回連続して放射する区間とを設け、それらの区間を交互に切り換えるものであってもよい。
ＳＡＲセンサ１は、図５（ａ）に示すように、指向方向を変えながら、アップチャープのパルス信号又はダウンチャープのパルス信号を空間に放射する。
ただし、この実施の形態２では、アップチャープのパルス信号を複数回連続して放射する区間と、ダウンチャープのパルス信号を複数回連続して放射する区間とを設け、それらの区間を交互に切り換えるものとする。
ここでは、アップチャープのパルス信号を複数回連続して放射する区間と、ダウンチャープのパルス信号を複数回連続して放射する区間とを設けている例を説明するが、レンジチャープレートが第１の値に設定されているパルス信号を複数回連続して放射する区間と、チャープレートが第２の値に設定されているパルス信号を複数回連続して放射する区間とを設け、それらの区間を交互に切り換えるものであってもよい。
ＳＡＲセンサ１は、パルス信号を放射した後、目標に反射されて戻ってきた当該パルス信号の反射波を受信すると、上記実施の形態１と同様に、その反射波の受信信号に対する公知の信号受信処理を実施し、信号受信処理後の受信信号として、デジタルの受信データを信号処理装置２に出力する（図４のステップＳＴ２１）。
信号処理装置２の区分化部２１は、ＳＡＲセンサ１からデジタルの受信データを受けると、レンジチャープレートが同じであるパルス信号が連続している区間毎に、ＳＡＲセンサ１から出力されたデジタルの受信データをアジマス方向に区分化する（ステップＳＴ２２）。
例えば、ＳＡＲセンサ１が、アップチャープのパルス信号を３回連続して放射してから、ダウンチャープのパルス信号を４回連続して放射するように設定されている場合、アップチャープのパルス信号に係る３個の受信データをまとめてアジマス方向に区分化し、また、ダウンチャープのパルス信号に係る４個の受信データをまとめてアジマス方向に区分化する。
例えば、ＳＡＲセンサ１が、アップチャープのパルス信号を３回連続して放射してから、ダウンチャープのパルス信号を４回連続して放射するように設定されている場合、アップチャープのパルス信号に係る３個の受信データをまとめてアジマス方向に区分化し、また、ダウンチャープのパルス信号に係る４個の受信データをまとめてアジマス方向に区分化する。
信号処理装置２のアジマスＤＦＴ部２２は、区分化部２１がＳＡＲセンサ１から出力されたデジタルの受信データをアジマス方向に区分化すると、２次元周波数空間（アジマス周波数／レンジ周波数空間）上で、ピークシフトの補償処理を実施することができるようにするために、同一区分内の受信信号をアジマス方向に離散フーリエ変換して、離散フーリエ変換後の受信データをレンジＤＦＴ部２３に出力する（ステップＳＴ２３）。
信号処理装置２のレンジＤＦＴ部２３は、アジマスＤＦＴ部２２から受信データを受けると、その受信データをレンジ方向に離散フーリエ変換して、離散フーリエ変換後の受信データを関数値乗算部２４に出力する（ステップＳＴ２４）。
信号処理装置２のレンジＤＦＴ部２３は、アジマスＤＦＴ部２２から受信データを受けると、その受信データをレンジ方向に離散フーリエ変換して、離散フーリエ変換後の受信データを関数値乗算部２４に出力する（ステップＳＴ２４）。
信号処理装置２の関数値乗算部２４は、下記の式（２）に示すように、受信データが属するアジマス方向の区分におけるレンジチャープレートＫｒバー（明細書の文章中では、電子出願の関係上、文字の上に“−”の記号を付することができないので、「Ｋｒバー」のように表記している）と、アジマス周波数ｆηとからピークシフトの補償量が決定される複素関数を保持している。
式（２）の複素関数のうち、ｆη／Ｋｒバーの項が、ピークシフトの補償に寄与する部分である。
関数値乗算部２４は、レンジＤＦＴ部２３から離散フーリエ変換後の受信データを受けると、ＳＡＲセンサ１から、アジマス時間ηに放射されたパルス信号が属するアジマス方向の区分におけるレンジチャープレートＫｒバーを示す情報と、アジマス周波数ｆηを示す情報と、レンジ周波数ｆτを示す情報とを取得し、そのレンジチャープレートＫｒバー、アジマス周波数ｆη及びレンジ周波数ｆτを式（２）の複素関数に代入することで、複素関数の関数値Ｃ［ｆτ，ｆη］を算出する。
ここでは、信号処理装置２の関数値乗算部２４が、ＳＡＲセンサ１から上記の情報を取得する例を示しているが、信号処理装置２が上記の情報を管理してＳＡＲセンサ１を制御しているような場合には、ＳＡＲセンサ１から上記の情報を取得する必要はない。
ここでは、信号処理装置２の関数値乗算部２４が、ＳＡＲセンサ１から上記の情報を取得する例を示しているが、信号処理装置２が上記の情報を管理してＳＡＲセンサ１を制御しているような場合には、ＳＡＲセンサ１から上記の情報を取得する必要はない。
関数値乗算部２４は、複素関数の関数値Ｃ［ｆτ，ｆη］を算出すると、その関数値Ｃ［ｆτ，ｆη］をレンジＤＦＴ部２３から出力された離散フーリエ変換後の受信データに乗算することで、レンジ圧縮後の受信信号に発生する距離Ｒのピークシフトを補償し、関数値乗算後の受信データをレンジＩＤＦＴ部２５に出力する（ステップＳＴ２５）。
ここでは、式（２）の複素関数の関数値Ｃ［ｆτ，ｆη］を離散フーリエ変換後の受信データに乗算することで、距離Ｒのピークシフトを補償する例を示しているが、式（２）以外の関数でも、式（２）の複素関数と同様に、距離Ｒのピークシフトを補償する機能を有する関数（線形な位相変化を有する関数）であれば、離散フーリエ変換後の受信データに乗算することで、距離Ｒのピークシフトを補償することができる。
ここでは、式（２）の複素関数の関数値Ｃ［ｆτ，ｆη］を離散フーリエ変換後の受信データに乗算することで、距離Ｒのピークシフトを補償する例を示しているが、式（２）以外の関数でも、式（２）の複素関数と同様に、距離Ｒのピークシフトを補償する機能を有する関数（線形な位相変化を有する関数）であれば、離散フーリエ変換後の受信データに乗算することで、距離Ｒのピークシフトを補償することができる。
信号処理装置２のレンジＩＤＦＴ部２５は、関数値乗算後の受信データを受けると、その受信データをレンジ時間空間上の信号に戻すため、その受信データをレンジ方向に離散逆フーリエ変換して、離散逆フーリエ変換後の受信データをアジマスＩＤＦＴ部２６に出力する（ステップＳＴ２６）。
信号処理装置２のアジマスＩＤＦＴ部２６は、レンジＩＤＦＴ部２５から受信データを受けると、その受信データをアジマス方向に離散逆フーリエ変換して、離散逆フーリエ変換後の受信データを区分結合部２７に出力する（ステップＳＴ２７）。
信号処理装置２のアジマスＩＤＦＴ部２６は、レンジＩＤＦＴ部２５から受信データを受けると、その受信データをアジマス方向に離散逆フーリエ変換して、離散逆フーリエ変換後の受信データを区分結合部２７に出力する（ステップＳＴ２７）。
信号処理装置２の区分結合部２７は、レンジＩＤＦＴ部２５及びアジマスＩＤＦＴ部２６が受信データをレンジ時間空間上の信号に戻すと、アジマス方向で同一区分に属する受信データを結合し、結合後の受信データを画像再生処理部１４に出力する（ステップＳＴ２８）。
信号処理装置２の画像再生処理部１４は、区分結合部２７からピークシフトの補償処理が施されている受信データを受けると、上記実施の形態１と同様に、その受信データのレンジ圧縮やアジマス圧縮などの公知の画像再生処理を実施することでＳＡＲ画像を再生し（ステップＳＴ２９）、そのＳＡＲ画像をＳＡＲ画像格納部１５に格納する（ステップＳＴ３０）。
この画像再生処理では、ピークシフトの補償処理が施されている受信データに対してレンジ圧縮を行うことになるので、レンジ圧縮後の受信データには、距離Ｒのピークシフトが発生しておらず、レンジ圧縮後の受信信号が示す距離Ｒは、図５（ｂ）中の○の位置に現れる。
信号処理装置２の画像再生処理部１４は、区分結合部２７からピークシフトの補償処理が施されている受信データを受けると、上記実施の形態１と同様に、その受信データのレンジ圧縮やアジマス圧縮などの公知の画像再生処理を実施することでＳＡＲ画像を再生し（ステップＳＴ２９）、そのＳＡＲ画像をＳＡＲ画像格納部１５に格納する（ステップＳＴ３０）。
この画像再生処理では、ピークシフトの補償処理が施されている受信データに対してレンジ圧縮を行うことになるので、レンジ圧縮後の受信データには、距離Ｒのピークシフトが発生しておらず、レンジ圧縮後の受信信号が示す距離Ｒは、図５（ｂ）中の○の位置に現れる。
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、関数値乗算部２４が、レンジ周波数／アジマス周波数空間における複素関数の関数値Ｃ［ｆτ，ｆη］を離散フーリエ変換後の受信データに乗算するだけで、レンジ圧縮後の受信信号に発生する距離Ｒのピークシフトを補償するものであるため、アップチャープのパルス信号を複数回連続して放射してから、ダウンチャープのパルス信号を複数回連続して放射する場合でも、上記実施の形態１と同様に、アジマスアンビギュイティが発生していないＳＡＲ画像を再生することができる効果を奏する。
また、既存の合成開口レーダ装置に対する組み込みが容易である。また、演算負荷をほとんど増やすことなく、アジマスアンビギュイティの発生を防ぐことができる。
また、既存の合成開口レーダ装置に対する組み込みが容易である。また、演算負荷をほとんど増やすことなく、アジマスアンビギュイティの発生を防ぐことができる。
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
この発明に係る合成開口レーダ装置は、ＳＡＲセンサ１の移動に伴って、レンジ圧縮後の受信データに発生する距離のピークシフトを補償して、高精度なＳＡＲ画像を再生する必要があるものに適している。
１ ＳＡＲセンサ（合成開口レーダセンサ）、２ 信号処理装置、１１ レンジＤＦＴ部（フーリエ変換部、ピークシフト補償手段）、１２ 関数値乗算部（ピークシフト補償手段）、１３ レンジＩＤＦＴ部（逆フーリエ変換部、ピークシフト補償手段）、１４ 画像再生処理部（画像再生処理手段）、１５ ＳＡＲ画像格納部、２１ 区分化部（ピークシフト補償手段）、２２ アジマスＤＦＴ部（フーリエ変換部、ピークシフト補償手段）、２３ レンジＤＦＴ部（フーリエ変換部、ピークシフト補償手段）、２４ 関数値乗算部（ピークシフト補償手段）、２５ レンジＩＤＦＴ部（逆フーリエ変換部、ピークシフト補償手段）、２６ アジマスＩＤＦＴ部（逆フーリエ変換部、ピークシフト補償手段）、２７ 区分結合部（ピークシフト補償手段）。
Claims (7)
- 時間の経過に伴って周波数が変化し、かつ、前記周波数の変化率が切り換わるチャープ信号を空間に放射し、目標に反射された前記チャープ信号の反射波を受信して、前記反射波の受信信号を出力する合成開口レーダセンサと、
前記合成開口レーダセンサから出力された受信信号をレンジ圧縮し、レンジ圧縮後の受信信号から合成開口レーダ画像を再生する画像再生処理手段を有する信号処理装置とを備え、
前記信号処理装置は、前記合成開口レーダセンサからチャープ信号が放射されてから、前記合成開口レーダセンサにより前記チャープ信号の反射波が受信されるまでの間の前記合成開口レーダセンサの移動に伴って、前記画像再生処理手段によるレンジ圧縮後の受信信号に発生する前記合成開口レーダセンサと前記目標間の距離のピークシフトを、アジマス時間におけるレンジチャープレートと前記アジマス時間におけるパルス信号の指向方向のアジマス角度とから決定される複素関数を離散フーリエ変換された受信データに乗算することで補償するピークシフト補償手段を備えたことを特徴とする合成開口レーダ装置。 - 前記ピークシフト補償手段は、 レンジ周波数、レーダの移動速度、前記アジマス時間におけるレンジチャープレート及び前記アジマス時間におけるパルス信号の指向方向のアジマス角度に基づく複素関数を、レンジ周波数空間で前記受信データに乗算することで、前記ピークシフトを補償することを特徴とする請求項１記載の合成開口レーダ装置。
- 前記合成開口レーダセンサは、指向方向を変えながら前記チャープ信号を放射することを特徴とする請求項１記載の合成開口レーダ装置。
- 前記合成開口レーダセンサは、前記チャープ信号として、時間の経過に伴って周波数が高くなるアップチャープのパルス信号又は時間の経過に伴って周波数が低くなるダウンチャープのパルス信号を空間に放射することを特徴とする請求項１記載の合成開口レーダ装置。
- 時間の経過に伴って周波数が変化し、かつ、前記周波数の変化率が切り換わるチャープ信号を空間に放射し、目標に反射された前記チャープ信号の反射波を受信して、前記反射波の受信信号を出力する合成開口レーダセンサと、
前記合成開口レーダセンサから出力された受信信号をレンジ圧縮し、レンジ圧縮後の受信信号から合成開口レーダ画像を再生する画像再生処理手段を有する信号処理装置とを備え、
前記信号処理装置は、前記合成開口レーダセンサからチャープ信号が放射されてから、前記合成開口レーダセンサにより前記チャープ信号の反射波が受信されるまでの間の前記合成開口レーダセンサの移動に伴って、前記画像再生処理手段によるレンジ圧縮後の受信信号に発生する前記合成開口レーダセンサと前記目標間の距離のピークシフトを、アジマス方向の区分におけるレンジチャープレートとアジマス周波数とから決定される複素関数を離散フーリエ変換された受信データに乗算することで補償するピークシフト補償手段を備えたことを特徴とする合成開口レーダ装置。 - 時間の経過に伴って周波数が変化し、かつ、前記周波数の変化率が切り換わるチャープ信号を空間に放射し、目標に反射された前記チャープ信号の反射波を受信して、前記反射波の受信信号を出力する合成開口レーダセンサと、
前記合成開口レーダセンサから出力された受信信号をレンジ圧縮し、レンジ圧縮後の受信信号から合成開口レーダ画像を再生する画像再生処理手段を有する信号処理装置とを備え、
前記信号処理装置は、前記合成開口レーダセンサからチャープ信号が放射されてから、前記合成開口レーダセンサにより前記チャープ信号の反射波が受信されるまでの間の前記合成開口レーダセンサの移動に伴って、前記画像再生処理手段によるレンジ圧縮後の受信信号に発生する前記合成開口レーダセンサと前記目標間の距離のピークシフトを補償するピークシフト補償手段を備え、
前記ピークシフト補償手段は、
前記合成開口レーダセンサから出力された受信信号をレンジ方向にフーリエ変換するフーリエ変換部と、
前記周波数の変化率と、前記チャープ信号の指向方向とから前記ピークシフトの補償量が決定される複素関数の関数値を前記フーリエ変換部によりフーリエ変換された受信信号に乗算する関数値乗算部と、
前記関数値乗算部により関数値が乗算された受信信号をレンジ方向に逆フーリエ変換し、逆フーリエ変換後の受信信号を前記画像再生処理手段に出力する逆フーリエ変換部とを備えたことを特徴とする合成開口レーダ装置。 - 時間の経過に伴って周波数が変化し、かつ、前記周波数の変化率が切り換わるチャープ信号を空間に放射し、目標に反射された前記チャープ信号の反射波を受信して、前記反射波の受信信号を出力する合成開口レーダセンサと、
前記合成開口レーダセンサから出力された受信信号をレンジ圧縮し、レンジ圧縮後の受信信号から合成開口レーダ画像を再生する画像再生処理手段を有する信号処理装置とを備え、
前記信号処理装置は、前記合成開口レーダセンサからチャープ信号が放射されてから、前記合成開口レーダセンサにより前記チャープ信号の反射波が受信されるまでの間の前記合成開口レーダセンサの移動に伴って、前記画像再生処理手段によるレンジ圧縮後の受信信号に発生する前記合成開口レーダセンサと前記目標間の距離のピークシフトを補償するピークシフト補償手段を備え、
前記ピークシフト補償手段は、
前記周波数の変化率が同じであるチャープ信号が連続している区間毎に、前記合成開口レーダセンサから出力された受信信号をアジマス方向に区分化する区分化部と、
前記区分化部により区分化された受信信号をアジマス方向及びレンジ方向にフーリエ変換するフーリエ変換部と、
前記受信信号が属する区分における前記周波数の変化率と、前記受信信号のドップラー周波数とから前記ピークシフトの補償量が決定される複素関数の関数値を前記フーリエ変換部によりフーリエ変換された受信信号に乗算する関数値乗算部と、
前記関数値乗算部により関数値が乗算された受信信号をアジマス方向及びレンジ方向に逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部と、
前記逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換された同一区分に属する受信信号を結合し、結合後の受信信号を前記画像再生処理手段に出力する区分結合部とを備えたことを特徴とする合成開口レーダ装置。
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