JPS61193086A - 合成開口レ−ダ - Google Patents

合成開口レ−ダ

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JPS61193086A
JPS61193086A JP60032908A JP3290885A JPS61193086A JP S61193086 A JPS61193086 A JP S61193086A JP 60032908 A JP60032908 A JP 60032908A JP 3290885 A JP3290885 A JP 3290885A JP S61193086 A JPS61193086 A JP S61193086A
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JP
Japan
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target
azimuth angle
radial
speed
observation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60032908A
Other languages
English (en)
Inventor
Takahiko Fujisaka
貴彦 藤坂
Tetsuo Kirimoto
哲郎 桐本
Yoshimasa Ohashi
大橋 由昌
Tomomasa Kondo
近藤 倫正
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS61193086A publication Critical patent/JPS61193086A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

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、航空機等の飛しよう体に搭載され地上ある
いは海面上等の目標を電波観測する合成開口レーダに関
するものである。
〔従来の技術〕
第5図は従来の合成開口レーダの構成を示すブロック図
であシ、図においてlはアンテナ、2はサーキュレータ
、3は送信機、4は受信機、5はパルス圧縮手段、6は
レンジ・ゲート手段、7は位相補償手段、8は機体動揺
計測手段、9は周波数分析手段、13は表示手段である
第4図は、その動作を説明するための位置図であり、1
4は第5図に示す合成開口レーダ装置を搭載した航空機
、15は位相補償基準点、16.17は探索対象の目標
、例えば船、18は航空機14の進行方向を表わす。
次に動作について説明する。
送信機3で発生した送信パルスはサーキュレータ2及び
アンテナ1を介して、送信電波イとな多目標である船1
6.17に向けて放射される。放射され九送信電波イは
目標の船16.17等により反射され、その一部が受信
電波口としてアンテナlによって受信される。受信電波
口による信号は、サーキュレータ2を介して、受信機4
へ入力され、増幅され、かつ位相検波されてベース・バ
ンドのビデオ信号に変換される。このビデオ信号は、検
出距離の分解能を高めるためにパルス圧縮手段5により
、パルス圧縮される。これによりパルス圧縮されたビデ
オ信号は、レンジ・ゲート手段6によりレンジ・ビン毎
に区切られる。このとき分解可能な最小距離差すなわち
レンジ方向二の分解能ΔRは で示される。但し、Cは光速、では圧縮後のパルス幅を
表わす。
レンジ・ゲート手段6において、レンジ方向二について
、パルス幅ΔR毎に分離されたビデオ信号は位相補償手
段7により、気流及びマヌーバ等による航空機14自体
の動揺によって生じる位相の不規則変動が補償される。
これによる位相補償量は機体動揺計測手段(例えば、I
nertial Navegation Systm又
はInertial Measurement Uni
t ) 8により計測した航空機14の加速度、速度、
位置及び姿勢角の情報に基づいて決定される。
周波数分析手段9は位相補償後のビデオ信号を高速フー
リエ変換(以下FFTと略す。)してビデオ信号のスペ
クトルを求恰る。ここで得られたスペクトルは、以下に
示すようにアンテナ1のアジマス方向ハの角度分解能を
高める処理を行った場合に相当する。
ここで、レーダ拳プラット・フオームである航空機14
の移動により受信信号に生じる位相補償前のドツプラー
周波数frefは v ’ref”’コーcosθ       ・・・・・・
(2)で示される。但し、θは位相補償基準点15がら
のアジマス角、Vは航空機14の速度、λは送信電波イ
の送信波長を示す。このとき、位相補償手段7は、位相
補償基準点15からの受信電波口のドツプラー周波数’
refが0となるように位相補償する。
よって、位相補償基準点15から角度δ8及びδ5離れ
た位置にある船16及び17のドツプラー周波数fa、
fbは、それらが静止していれば2   。
f=−−vs1nθδ8゛°曲(3) a    λ 2   。
fb= −−v stnθδb・−・・−・(4)λ となる。
よって、周波数分析手段9によ)求めたスペクトル情報
よシドップラー周波数f及びfbを計測し、機体動揺計
測手段8により航空機14の速度Vを計測すれば、送信
波長λ及び位相補償基準点15のアジマス角θは既知で
あるから角度δ8.δbは、で与えられる。すなわち、
位相補償後のドツプラー周波数f&及び九を測定するこ
とにより、角度δ8及びδ5を求めることができ、目標
のアジマス角θ+δ及びθ+δ、が計測できる。
今、周波数分析手段9として、FFTによるドツプラー
φフィルタを用いるものとし、合成開口時間をTIとす
るならば、ドツプラー・フィルタの周波数分解能Δfd
は Δfd =ニー「                ・
・・・・値カとなる。よって、分離可能な目標の最小角
度差Δθは、 となる。すなわち、jδ8−δb1≧Δθであれば、船
16及び17が分離できるから、周波数分析手段9によ
り、アジマス圧縮が可能となシ、アジマス圧縮後の角度
分解能を示す最小角偏差Δθは第(8)式により与えら
れる。
以上のようにして、レンジ方向二及びアジマス方向ハの
両方向で高分解能化されたビデオ信号は表示手段13に
おいて、レンジ及びアジマス角θに応じて2次元表示の
画面上にレーダ画像として表示される。
この場合、アジマス方向ハの高分解能化に当って、ドツ
プラー周波数f 、f   角度δ8.δ、が第(5)
a  い 式又は第(6)式に氷すように一対一に対応する。
これは、船16及び17の移動速度が航空機14の速度
Vよシ無視できる程小さいので、それらは静止している
ものと仮定していることに基づいている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の合成開口レーダは、以上のように構成されている
ので、アジマス方向の高分解能化に当って、目標のドツ
プラー周波数とアジマス角とを一対一に対応させるが、
目標が移動している場合には、目標のラジアル速度によ
るドツプラー効果が重畳されるため、目標のドツプラー
周波数からアジマス角を算出する際に誤差が大きくなシ
、移動する目標を精度良く観測できないという問題点が
あった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、目標の静止又は移動にかかわらず、目標の
アジマス角及びラジアル速度を共に精度良く計測するこ
とができる合成開口レーダを得ることを目的とするもの
である。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る合成開口レーダは、スペクトル記憶手段
により独立した2度の観測によって得られるスペクトル
、すなわち周波数分析手段の出力を記憶し、アジマス角
及びラジアル速度計測手段により記憶された2つのスペ
クトル情報からドツプラー効果の原理を用いて目標のア
ジマス角とラジアル速度を算出し、目標のラジアル速度
補正手段により算出したアジマス角にもとづいて、上記
スペクトル情報から目標のラジアル速度により発生する
ドツプラー・シフトの影響を除去するものである。
〔作 用〕
この発明における目標の位置ずれ、すなわち目標のラジ
アル速度により発生するドツプラー周波数トは、2つの
スペクトル情報を用いて、目標のアジマス角とラジアル
速度を同時に算出し、かつ補正をし、これによって移動
する目標を精度良く観測する。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図であシ、
図において第5図と同一符号は同一の部分である。10
はスペクトル記憶手段、11はアジマス角及びラジアル
速度計測手段、12は目標のラジアル速度補正手段、1
4.15はスペクトル・メモリを表わす。
第2図(a) 、(b)はスペクトル・メモリ14及び
15に記憶された受信信号のスペクトル図であシ、21
はメインローブ・クラッタ、22は船16のスペクトル
成分、23は船17のスペクトル成分を表わす。
第3図は2度の観測における航空機14と位相補償基準
点15、船16、船17との位置関係を示す位置図であ
って、vlは第1回目の観測における航空機14の速度
(ベクトル)、V鵞は第2回目の観測における航空機1
4の速度(ベクトル)を表わす。これら2つの速度(ベ
クトル) v1+ vzハ同同志方向あって、その絶対
値が異るものとする。
次に動作について説明する。第1図の構成において、ア
ンテナ1から周波数分析手段9までの構成は、第5図で
説明した従来の合成開口レーダと同様であるので、ここ
では動作についての説明を省略する。今、航空機14が
第3図に示すように、同一方向に速度Vl及びv鵞で飛
行し、船16.17を観測するものと仮定する。このと
き、第1回目の観測における航空機14の速度をV I
 N航空機14の進行方向を基準Oとしたときの位相補
償基準点15のアジマス角をθl1位相補償基準点15
と船16及び17との角度を68□、δb1とし、第2
回目の観測における航空機14の速度をv2、位相補償
基準点15のアジマス角を02、位相補償基準点15と
船16.17との角度をδ82.δ5.とする。また2
度の観測において、船16のラジアル速度をVa’s船
17のラジアル速度をvbとする。
2度の観測により第2図(a) 、 (b) (横軸は
周波数、縦軸はパワーを示す。)に示すような2つの受
信信号のスペクトルが周波数分析手段9の出力として得
られる。第1回目の観測における船16.17の位相補
償後のドツプラー周波数faよ、fblは、目標のラジ
アル速度va、vbによるドツプラm−シフトを受ける
から f  =−(v   vIsinθlδ )     
−・・・・・(9)a1λaa凰 f  −−(v −vlsinθ1δbt )    
−・・・・α〔bl   λ  b となる。また、第2回目の観測におけるドツプラー周波
数をf、、 l fb、とすれば、f  =−(v  
−v鵞sinθ−)    ・・・・・・αυa雪  
  λ     a               a
鵞f  −−(v −v雪sinθ雪δb、)    
・・・・・・αりb!  λ  b となる。
一般に、合成開口レーダでは合成開口長に比べて、目標
までの距離を十分に大きくとれるから、2度の観測にお
いて 0−θ1キθ2       ・・・・・・α3δ −
δ 中δ        ・・・・・・α荀IL   
  al     al δb ” Jb、中δb、           ””
”α9の近似式が成立する。よって、ドツプラー周波数
fa□e f、Llt f、、e fb、はで表現でき
る。
さて、スペクトル記憶手段10は、2度の観測により得
られる2つのスペクトル情報すなわち周波数分析手段9
の出力情報を記憶する0スペクトル記憶手段lOに接続
されたアジマス角及びラジアル速度計測手段11は、ス
ペクトル・メモリ14に記憶されたスペクトル情報から
、第1回目の観測における船16及び17のドツプラー
周波数fa、 t fb、を求め、さらにスペクトル・
メモリ15に記憶されたスペクトル情報よシ、第2回目
の観測における船16及び17のドツプラー周波数f&
、 efb、を求めるotた、機体動揺計測手段8よシ
、第1回目の観測時の航空機14の速度vls第2回目
の観測時の航空機14の速度v3を求める0送信波長λ
及び位相補償基準点15のアジマス角θは既知の値を用
いれば良いから、第00式及び第09式におい−て、未
知数はラジアル速度”Ias角度δ8、第α0式及び第
α9式においては、未知数はラジアル速度vb、角度δ
bのそれぞれ2つとなる。よって、第00式及び第09
式の連立方程式を解くことにより、船16のアジマス角
θ+δ とラジアル速度Vが求a          
           aめられ、第α樽式及び第α9
式の連立方程式よシ船17のアジマス角θ+δbとラジ
アル速度vbが得られる。
アジマス角及びラジアル速度計測手段1では、連立方程
式の解 を用いて、目標すなわち船16,17のアジマス角θ+
δ8.θ+δ5とラジアル速度78 e vbを計測す
る。
ラジアル速度補正手段12は、アジマス角及びラジアル
速度計測手段11で計測した角度δ8又はJbを用いて
、スペクトル記憶手段10で記憶されたスペクトル情報
の並べ換えを行い、ラジアル速度’%’a r Vbに
より発生する位置ずれを補正している。
表示手段13は、目標のラジアル速度補正手段12の出
力をレンジ・ゲート毎に並べ、アジマス方向ハ及びレン
ジ方向二の両方向で高分解能化したレーダ映像を表示す
る。
なお上記実施例では2つの目標が存在する場合について
述べたが、目標の数は1以上であれば良く、上記実施例
と同様の効果を奏する。
〔発明の効果〕
以上のように1この発明によれば、複数の観測により得
られる複数のスペクトル情報を記憶し、このこれらのス
ペクトル情報から目標のアジマス角及びラジアル速度を
計測し、計測した目標のアジマス角情報に基づいて、ス
ペクトルの並べ換工を行い、目標のラジアル速度による
アジマス方向の位置ずれを補正するようにしたので、目
標の静止又は移動にかかわらず位置ずれのない高分解能
レーダ映像が得られる効果がある0
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による合成開口レーダのブ
ロック図、第2図は観測により得られるスペクトル情報
を示すスペクトル図、第3図及び第4図は航空機及び船
との位置関係を示す位置図、第5図は従来の合成開口レ
ーダの構成を示すブロック図である。 10はスペクトル記憶手段、11はアジマス角及びラジ
アル速度計測手段、12は目標のラジアル速度補正手段
。 なお図中、同一符号は同一または相当部分を示す0

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 飛しょう体に搭載され、電波の送受信により目標を観測
    する合成開口レーダにおいて、複数回の電波観測により
    得られる各スペクトル情報を記憶するスペクトル記憶手
    段と、上記スペクトル記憶手段に記憶された複数のスペ
    クトル情報から上記目標のアジマス角及びラジアル速度
    を算出するアジマス角及びラジアル速度計測手段と、計
    測された上記アジマス角に基づいて上記目標のラジアル
    速度による位置ずれを補正する目標のラジアル速度補正
    手段とを備えたことを特徴とする合成開口レーダ。
JP60032908A 1985-02-22 1985-02-22 合成開口レ−ダ Pending JPS61193086A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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