JP3395639B2 - Ｉｓａｒ信号処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、逆合成開口レー
ダ（ＩＳＡＲ）により得られたパルス（レーダ・ビデ
オ）を処理するＩＳＡＲ信号処理装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】逆合成開口レーダ（以下、「ＩＳＡ
Ｒ」）とは、静止又は動いているプラットフォームか
ら、目標に向かってパルスを送信し、そのパルスが目標
に当たり反射してきたパルス（以下、「レーダ・ビデ
オ」）を受信して、そのドプラの変化から目標の動揺を
補償し目標の画像を得ることを目的としたものである。
なお、ＩＳＡＲは送信するパルスを作成するＩＳＡＲ信
号送信装置と、目標により反射したレーダ・ビデオを受
信および解析し、ＩＳＡＲ画像情報に変換するＩＳＡＲ
信号処理装置と、パルスの送信および受信を行う空中線
とから主に構成されている。

【０００３】図１０は、従来のＩＳＡＲにおけるＩＳＡ
Ｒ信号処理装置を示すブロック図である。図中、１０１
は、受信手段である受信部である。１０２は、パルス圧
縮手段であるパルス圧縮部である。１０３はレーダプラ
ットフォーム目標移動補償部、１０４はクロスレンジ圧
縮部、１０５は手動選択部、１０６は振幅検波部であ
る。なお、レーダプラットフォーム目標移動補償部１０
３と、クロスレンジ圧縮部１０４と、手動選択部１０５
と、振幅検波部１０６とで、パルス分析手段１０７を構
成している。１０８は、画像情報変換手段であるＬＯＧ
変換部である。１０９は、画像バッファ部である。

【０００４】次に、従来のＩＳＡＲ信号処理装置におけ
るレーダ・ビデオの処理動作について説明する。まず、
ＩＳＡＲ信号送信装置から送信されたパルスは、目標に
衝突・反射され、レーダ・ビデオとして空中線を通して
受信部１０１に送られる。なお、 ＩＳＡＲ信号送信装
置では、予め定めた一定の周期で電気信号を空中線に送
信し、空中線では、電気信号をパルスに変換し、一定の
方向にパルスを送信している。受信されたレーダ・ビデ
オは、パルス圧縮部１０２に送られ分解能を上げる必要
からレンジ方向に圧縮される。このレンジ方向の圧縮
は、送信したパルスと受信したレーダ・ビデオとの相関
をとり、ソフトウェア的に行われる。

【０００５】レンジ圧縮されたレーダ・ビデオは、次に
レーダプラットフォーム目標移動補償部１０３に送ら
れ、プラットホーム移動補償量及び目標移動補償量によ
り位相が補償される。なお、プラットフォーム移動補償
量は、プラットフォームに搭載された航法装置により測
定されたプラットフォームの位置・速度により決定さ
れ、また、目標移動量補償量は、目標に反射して得られ
たレーダ・ビデオのうち振幅の強いものを抽出し、その
パルスの送信から受信までの時間から求めた目標の距離
・速度により決定される。

【０００６】位相が補償されたレーダ・ビデオは、次
に、クロスレンジ圧縮部１０４に送られて、手動選択装
置１０５から入力された観測時間の指定に従い、観察時
間分がクロスレンジ圧縮され、レンジ・振幅・ドプラの
３次元で表されたレーダ・ビデオに変換される。なお、
観察時間、すなはち受信したレーダ・ビデオの処理をす
る単位期間が長い方が分解能は向上するが、長すぎてし
まうと動揺の影響により鮮明な画像が得にくくなってし
まうので、最適な観測時間を設定する必要がある。つま
り、目標の動揺が小さければ観測時間は短くしてよく、
逆に長ければ観察時間を長くする必要がある。この為、
手動選択部１０５では、観測者が画像を見ながら手動で
観測時間を設定している。

【０００７】クロスレンジ圧縮されたレーダ・ビデオ
は、振幅検波部１０６に送られて振幅が検波される。そ
の後、振幅検波されたレーダ・ビデオはＬＯＧ変換部１
０８で対数変換によりダイナミックレンジが拡大されて
ＩＳＡＲ画像情報に変換された後、画像バッファ部１０
９に送られ記憶される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のような、従来の
ＩＳＡＲ信号処理装置においては、クロスレンジ圧縮お
よび振幅検波された後のレンジ・振幅・ドプラの３次元
で表されたレーダ・ビデオは、ＬＯＧ変換部１０８で対
数変換されダイナミックレンジを拡大するのみで画像情
報に変換されていたので、クラッタやノイズ等もそのま
ま反映されてしまい目標認識を行うための鮮明な画像を
得ることが困難であるという問題あった。

【０００９】また、クロスレンジ圧縮の際、観察時間を
観察者が画像を見ながら試行錯誤して決定しなければな
らず、ＩＳＡＲ画像情報にするまでの作業時間が長くな
るという問題があった。

【００１０】さらに、目標の移動方向および移動速度を
正確に測定する手段がない為、ＩＳＡＲ信号送信装置及
び空中線では、パルス送信周期やパルス送信方向を予め
定めた状態のままにしておかざるえず、状態に応じて最
適なものに調整するということはできなかった。

【００１１】この発明は、上述の課題を解決するために
なされたものであり、第一の目的は、受信したレーダ・
ビデオからクラッタおよびノイズを除去し、より鮮明な
画像を得ることである。また、第二の目的は、最適な観
測時間を自動的に選択できるようにして、ＩＳＡＲ画像
情報にするまでの処理速度を上げることである。また、
第三の目的は、ＩＳＡＲ信号処理過程で得られた情報に
基づき、目標の移動方向および移動速度を検出でき、パ
ルスの送信周期やパルスの送信方向を最適なものに調整
することを可能なものとすることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるＩＳＡ
Ｒ信号処理装置においては、目標から反射されたパルス
を受信する受信手段と、受信手段により受信されたパル
スを圧縮するパルス圧縮手段と、パルス圧縮手段により
圧縮されたパルスの位相を整えてクロスレンジ方向に圧
縮した後に振幅を検波するパルス分析手段と、パルス圧
縮手段により圧縮されたパルスをＣＦＡＲ処理し、ＣＦ
ＡＲ処理されたパルスとパルス分析手段により振幅が検
波されたパルスとでスレッショルドを設定し、スレッシ
ョルドを越えるパルスのみを抽出するパルス抽出手段
と、パルス抽出手段により抽出されたパルスのダイナミ
ックレンジを拡大してＩＳＡＲ画像情報に変換する画像
情報変換手段とを備えたものとした。

【００１３】また、目標から反射されたパルスを受信す
る受信手段と、受信手段により受信されたパルスを圧縮
するパルス圧縮手段と、パルス圧縮手段により圧縮され
たパルスの位相を整えてクロスレンジ方向に圧縮した後
に振幅を検波するパルス分析手段と、パルス圧縮手段に
より圧縮されたパルスをＣＦＡＲ処理し、ＣＦＡＲ処理
されたパルスとパルス分析手段により振幅が検波された
パルスとで第一のスレッショルドを設定する第一のスレ
ッショルド設定手段と、パルス分析手段で振幅が検波さ
れたパルスより目標領域ヒストグラムと非目標領域ヒス
トグラムを作成した後に、合成して合成ヒストグラムを
作成するパルスヒストグラム作成手段と、パルスヒスト
グラム作成手段により作成された合成ヒストグラムと、
第一のスレッショルド設定手段により設定された第一の
スレッショルドから第二のスレッショルドを算出し、第
二のスレッショルドを越えるパルスのみを抽出するパル
ス抽出手段と、パルス抽出手段により抽出されたパルス
のダイナミックレンジを拡大してＩＳＡＲ画像情報に変
換する画像情報変換手段とを備えたものとした。

【００１４】さらに、画像情報変換手段は、ヒストグラ
ム平滑化法を用いてパルスのダイナミックレンジを拡大
してＩＳＡＲ画像情報に変換するものとした。

【００１５】また、目標から反射されたパルスを受信す
る受信手段と、受信手段により受信されたパルスを圧縮
するパルス圧縮手段と、パルス圧縮手段により圧縮され
たパルスの位相を整えてクロスレンジ方向に圧縮した後
に振幅を検波するパルス分析手段と、パルス圧縮手段に
より圧縮されたパルスをＣＦＡＲ処理し、ＣＦＡＲ処理
されたパルスとパルス分析手段により振幅が検波された
パルスとで第一のスレッショルドを設定する第一のスレ
ッショルド設定手段と、パルス分析手段で振幅が検波さ
れたパルスより目標領域ヒストグラムと非目標領域ヒス
トグラムを作成した後に、合成して合成ヒストグラムを
作成するするパルスヒストグラム作成手段と、パルスヒ
ストグラム作成手段により作成された合成ヒストグラム
と第一のスレッショルド設定手段により設定された第一
のスレッショルドから第二のスレッショルドを設定する
第二のスレッショルド設定手段と、第二のスレッショル
ド設定手段により設定された第二のスレッショルドとパ
ルスヒストグラム作成手段により作成された合成ヒスト
グラムからヒストグラム平滑化法を用いてダイナミック
レンジを拡大してＩＳＡＲ画像情報に変換する画像情報
変換手段とを備えたものとした。

【００１６】さらに、パルス圧縮手段により圧縮された
パルスよりクラッタ強度を検出し、シーステートを推定
するシーステート推定手段と、パルス圧縮手段により圧
縮されたパルスをＣＦＡＲ処理したパルスより目標の移
動方向及び移動速度を検出する目標移動検出手段と、シ
ーステート推定手段により推定されたシステートと目標
移動検出手段により検出された目標の移動方向及び移動
速度より観測時間を設定する観測時間制御手段とを備え
たものとした。

【００１７】さらに、目標移動検出手段は、ＣＦＡＲ処
理したパルスと、目標の目標移動補償量とから目標の移
動方向及び移動速度を検出するものとした。

【００１８】

【発明の実施の形態】実施の形態１． 図１は、この発明の実施の形態１におけるＩＳＡＲ信号
処理装置を示すブロック図である。図中、１は、受信手
段である受信部である。２は、パルス圧縮手段であるパ
ルス圧縮部である。３はレーダプラットフォーム目標移
動補償部、４はクロスレンジ圧縮部、５は手動選択部、
６は振幅検波部である。なお、レーダプラットフォーム
目標移動補償部３と、クロスレンジ圧縮部４と、手動選
択部５と、振幅検波部６とで、パルス分析手段７を構成
している。８はＣＦＡＲ処理部、９はレンジ広がり推定
部、１０はレンジ広がり比較部、１１はレンジ広がり検
出部、１２はスレッショルド超過振幅抽出部である。な
お、ＣＦＡＲ処理部８と、レンジ広がり推定部９と、レ
ンジ広がり比較部１０と、レンジ広がり検出部１１と、
スレッショルド超過振幅抽出部１２とで、パルス抽出部
１３を構成している。１４は、画像情報変換手段である
ＬＯＧ変換部である。１５は、画像バッファ部である。

【００１９】次に、このＩＳＡＲ信号処理装置を使用し
たレーダ・ビデオの処理動作について説明する。まず、
ＩＳＡＲ信号送信装置から送信されたパルスは、目標に
衝突・反射され、レーダ・ビデオとして空中線を通して
受信部１に送られる。なお、 ＩＳＡＲ信号送信装置で
は一定の周期で目標に向かってパルスを送信している。
このレーダ・ビデオは、パルス圧縮部２に送られ分解能
を上げる必要からレンジ方向に圧縮される。このレンジ
方向の圧縮は、送信したパルスと受信されたレーダ・ビ
デオとの相関をとり、ソフトウェア的に行われる。

【００２０】レンジ圧縮されたレーダ・ビデオは、次に
レーダプラットフォーム目標移動補償部３に送られ、プ
ラットホーム移動補償量及び目標移動補償量により位相
が補償される。なお、プラットフォーム移動補償量は、
プラットフォームに搭載された航法装置により測定され
プラットフォームの位置・速度により決定され、また、
目標移動補償量は、目標に反射して得られたレーダ・ビ
デオのうち振幅の強いものを抽出し、そのパルスの送信
から受信までの時間から求めた目標の距離・速度により
決定される。

【００２１】位相が補償されたレーダ・ビデオは、次
に、クロスレンジ圧縮部４に送られて、手動選択装置５
から入力された観察時間の指示に従い、観測時間分がク
ロスレンジ圧縮され、レンジ・振幅・ドプラの３次元で
表されたレーダ・ビデオに変換される。なお、観察時
間、すなはち受信したレーダ・ビデオの処理をする単位
期間が長い方が分解能は向上するが、長すぎてしまうと
動揺の影響により鮮明な画像が得にくくなってしまうの
で、最適な観測時間を設定する必要がある。つまり、目
標の動揺が小さければ観測時間は短くしてよく、逆に長
ければ観察時間を長くする必要がある。この為、手動選
択部５では、観測者が画像を見ながら手動で観測時間を
決定している。

【００２２】クロスレンジ圧縮されたレーダ・ビデオ
は、振幅検波部６に送られ振幅が検波される。振幅が検
波されたレーダ・ビデオは、スレッショルド超過振幅抽
出部１２に送られる。スレッショルド超過振幅抽出部１
２では、まず最初に振幅の低いレベルでスレッショルド
を設定して、それを越えるレーダ・ビデオのみを抽出し
レンジ広がり検出部１１に送る。レンジ広がり検出部１
１では、スレッショルドを越えるレーダ・ビデオのレン
ジ方向の広がりが検出され、このレンジ方向の広がり情
報をレンジ広がり比較部１０に送る。

【００２３】また、これと並行して、ＣＦＡＲ処理部８
では、パルス圧縮部２でレンジ圧縮されたレーダ・ビデ
オをレンジ方向でＣＦＡＲ処理する。なお、ＣＦＡＲ処
理とは、入力されたレーダ・ビデオをレンジ方向に複数
のセルに分割し、目標が含まれるセル（「注目セル」と
称す）とその前後の複数のセル（「リファレンスセル」
と称す）とを選択し、リファレンスセルからしきい値を
求め、このしきい値を越えるレーダ・ビデオのみを抽出
することである。

【００２４】ＣＦＡＲ処理部８により抽出されたレーダ
・ビデオは、レンジ広がり推定部９にて、レンジ方向の
広がりが推定され、そのレンジ方向の広がり情報をレン
ジ広がり比較部１０に送る。

【００２５】レンジ広がり比較部１０では、レンジ広が
り推定部９から送られたレンジ方向の広がりと、レンジ
広がり検出部１１から送られたレンジ方向の広がりとが
比較され、結果がスレッショルド超過振幅抽出部１２に
送られる。

【００２６】スレッショルド超過振幅抽出部１２では、
両方のレンジ方向の広がりが一致しないという結果を得
た場合には、前回よりもレベルの高い振幅をスレッショ
ルドとして設定し直し、それを越えるレーダ・ビデオの
みを抽出してレンジ広がり検出部１１に送り、以降は、
レンジ広がりが一致するか否かを判断する同様の操作が
行われる。逆に、両方のレンジ方向の広がりが一致する
という結果を得た場合には、スレッショルドが確定し、
当該スレッショルドを越えたパルスのみがＬＯＧ変換部
１４に送られる。

【００２７】なお、 ＬＯＧ変換部１４では、レーダ・
ビデオを対数変換によりダイナミックレンジを拡大して
ＩＳＡＲ画像情報に変換し、このＩＳＡＲ画像情報は、
画像バッファ部１５に送られ記憶される。

【００２８】これにより、レンジ方向に圧縮されたレー
ダ・ビデオをＣＦＡＲ処理し、そのレンジ方向の広がり
にスレッショルドを超過した振幅検波後のレーダ・ビデ
オのレンジ方向の広がりが一致する場合にのみ、スレッ
ショルドを越えるレーダ・ビデオをＬＯＧ変換して、Ｉ
ＳＡＲ画像情報を得ているので、クラッタおよびノイズ
を排除することができ、より鮮明な画像を得ることがで
きる。

【００２９】実施の形態２． 図２は、この発明の実施の形態２におけるＩＳＡＲ信号
処理装置を示すブロック図であり、図１の実施の形態１
におけるＩＳＡＲ信号処理装置において、パルス圧縮部
２でレンジ方向に圧縮されたレーダ・ビデオをＣＦＡＲ
処理した後、レーダプラットフォーム目標移動補償部３
に送るようにしたものである。図中、１６はＣＦＡＲ処
理手段であるＣＦＡＲ処理部である。

【００３０】このような構成においては、パルス圧縮部
２でレンジ方向に圧縮されたレーダ・ビデオは、ＣＦＡ
Ｒ処理部１６でＣＦＡＲ処理されることにより、クラッ
タ及びノイズが除去された後、レーダプラットフォーム
目標移動補償部３に送られるので、クラッタ及びノイズ
を排除した鮮明な画像が得られるとともに、レーダプラ
ットフォーム目標移動補償部３以降で処理するレーダ・
ビデオの情報量を少なくすることができ、ＩＳＡＲ画像
情報にするまでの処理速度を上げることができる。

【００３１】実施の形態３． 図３は、この発明の実施の形態３におけるＩＳＡＲ信号
処理装置を示すブロック図であり、図１に示す実施の形
態１におけるＩＳＡＲ信号処理装置において、更にスレ
ッショルドを設定して微調するようにしたものである。

【００３２】図中、１７はビデオ切り出し部、１８は目
標領域ヒストグラム作成部、１９は非目標領域ヒストグ
ラム作成部、２０はヒストグラム合成部である。なお、
ビデオ切り出し部１７と、目標領域ヒストグラム作成部
１８と、非目標領域ヒストグラム作成部１９と、ヒスト
グラム合成部２０とで、パルスヒストグラム作成手段２
１を構成している。２２はスレッショルド２作成部、２
３はスレッショルド２超過振幅抽出部である。なお、ス
レッショルド２作成部２２と、スレッショルド２超過振
幅抽出部２３とで、パルス抽出手段２４を構成してい
る。２５は、スレッショルド１設定部である。なお、Ｃ
ＦＡＲ処理部８と、レンジ広がり推定部９と、レンジ広
がり比較部１０と、レンジ広がり検出部１１と、スレッ
ショルド１設定部２５とで、第一のスレッショルド設定
手段２６を構成している。なお、スレッショルド１設定
部２５では、図１の実施の形態１におけるスレッショル
ド超過振幅抽出部１２とは異なり、スレッショルドが決
定されても、そのスレッショルドを越える振幅のレーダ
・ビデオを抽出する動作はせず、単にスレッショルド２
作成部２２に、スレッショルド１の情報を送るのみであ
る。

【００３３】次に、このＩＳＡＲ信号処理装置を使用し
たレーダ・ビデオの処理動作について説明する。振幅検
波部６により振幅検波されたレーダ・ビデオは、ビデオ
切り出し部１７に送られる。ビデオ切り出し部１７で
は、レーダ・ビデオを追尾情報により目標がある領域か
目標が無い領域かを判断し、両方の領域より、それぞれ
目標領域のビデオと非目標領域のビデオを、その面積が
同じになるように切り出し、目標領域ヒストグラム作成
部１８に目標領域のビデオを、非目標領域ヒストグラム
作成部１９に非目標領域のビデオを送る。なお、非目標
領域では、クラッタおよびノイズによるレーダ・ビデオ
のみが存在し、目標領域では、目標とクラッタおよびノ
イズによるレーダ・ビデオが存在することになる。

【００３４】目標領域ヒストグラム作成部１８および非
目標領域ヒストグラム作成部１９では、横軸に振幅、縦
軸に頻度を指定してヒストグラムを作成する。図４
（ａ）は、目標領域ヒストグラム作成部１８で作成され
た目標領域のヒストグラム、図４（ｂ）は、非目標領域
ヒストグラム作成部１９で作成された非目標領域のヒス
トグラムである。なお、クラッタおよびノイズからなる
レーダ・ビデオのヒストグラムは、通常はワイブル分布
に従うものとされており、従って、非目標領域でのヒス
トグラムでは、図４（ｂ）のように山が一つのヒストグ
ラムとなり、目標領域のヒストグラムでは、図４（ａ）
のようにクラッタおよびノイズによる山と目標による山
とが現れる様になる。

【００３５】次に、目標領域ヒストグラム作成部１８で
作成された目標領域のヒストグラムと、非目標領域ヒス
トグラム作成部１９で作成された非目標領域のヒストグ
ラムは、ヒストグラム合成部２０に送られ合成させて、
合成ヒストグラムが作成される。図４（ｃ）は、合成ヒ
ストグラムである。図４（ｃ）でもわかる様に、合成す
ることによってクラッタおよびノイズによる山が強調さ
れるようになる。この合成ヒストグラムは、スレッショ
ルド２作成部２２に送られ、スレッショルド１設定部２
５で確定したスレッショルド１の近傍で、合成後のヒス
トグラムの谷の部分であって、頻度が最小となる振幅を
スレッショルド２として決定し、この値がスレッショル
ド２超過振幅抽出部２３に送られる。

【００３６】スレッショルド２超過振幅抽出部２３で
は、振幅検波部６から送られた振幅が検波されたレーダ
・ビデオから、スレッショルド２を超えたパルスのみを
抽出し、 ＬＯＧ変換部１４に送る。ＬＯＧ変換部１４
では、対数変換によりダイナミックレンジが拡大されて
ＩＳＡＲ画像情報に変換される。その後、ＩＳＡＲ画像
情報は、画像バッファ部１５に送られ記憶される。

【００３７】このように、スレッショルド１の近傍で、
合成後のヒストグラムの谷の部分であって、頻度が最小
となる値をスレッショルド２とし、それを越える振幅の
レーダ・ビデオを抽出し処理することにより、クラッタ
およびノイズの除去をより細かいレベルで行うことがで
きるので、より鮮明な画像が得られるとともに、目標に
反射して得られたレーダ・ビデオのうち、振幅の低いも
のをクラッタ及びノイズとして削除してしまい、完全な
画像が得られなくなるという危険をも回避することがで
きる。

【００３８】実施の形態４． 図５は、この発明の実施の形態４におけるＩＳＡＲ信号
処理装置を示すブロック図であり、図３の実施の形態３
におけるＩＳＡＲ信号処理装置において、ＬＯＧ変換の
代わりにヒストグラム平滑化法を用いてＩＳＡＲ画像情
報に変換するようにしたものである。

【００３９】図において、２７は、第二のスレッショル
ド設定手段であるスレッショルド２作成部である。２８
は、画像情報変換手段であるヒストグラム平滑部であ
る。次に、動作について説明する。スレッショルド２作
成部２７では、ヒストグラム合成部２０から送られた合
成ヒストグラムと、スレッショルド１設定部２５から送
られたスレッショルド１とからスレショルド２を決定
し、合成ヒストグラムとスレッショルド２の情報をヒス
トグラム平滑部２８に送る。

【００４０】図６は、ヒストグラム平滑部２８での、ヒ
ストグラム平滑化法を用いた処理を示す概念図である。
ヒストグラム平滑部２８では、まず、合成ヒストグラム
からスレッショルド２を超えた分を分離し、図６（ａ）
に示す様なヒストグラムを作成する。次に、分離後のヒ
ストグラムにおいて、図６（ｂ）に示す様に、隣り合う
複数の振幅をその頻度の平均が平坦となるようにまと
め、振幅を輝度へと変化させることによって、ダイナミ
ックレンジを拡大し、ＩＳＡＲ画像情報に変換する。こ
の後、ＩＳＡＲ画像情報は画像バッファ部１５に記憶さ
れる。

【００４１】これにより、ヒストグラム合成部２０で合
成されたヒストグラムを使用して、ヒストグラム平滑部
２８では、ヒストグラム平滑化法によりダイナミックレ
ンジを拡大してＩＳＡＲ画像情報にしているので、振幅
検波部６から送られたレーダ・ビデオをＬＯＧ変換して
ＩＳＡＲ画像情報を作成するのに比較して、処理速度を
上げることができる。

【００４２】なお、ヒストグラム平滑化法はダイナミッ
クレンジを拡大するために用いたものであり、特にこの
実施の形態でなくとも、例えば実施の形態１や従来例に
おいて、ＬＯＧ変換の代わりに、振幅検波されたレータ
・ビデオからヒストグラムを作成し、ヒストグラム平滑
化法を用いてダイナミックレンジを拡大するようにして
もよい。

【００４３】実施の形態５． 図７は、この発明の実施の形態５におけるＩＳＡＲ信号
処理装置を示すブロック図であり、図１の実施の形態１
におけるＩＳＡＲ信号処理装置において、手動で観測時
間を選択する代わりに、自動で観測時間を設定するよう
にしたものである。図中、２９は目標検出部、３０は追
尾処理部である。なお、目標検出部２９と、追尾処理部
３０とで、目標移動検出手段３１を構成している。３２
はクラッタ強度認識部、３３はシーステート推定部であ
る。なお、クラッタ強度認識部３２と、シーステート推
定部３３とで、シーステート推定手段３４を構成してい
る。３５は、観測時間制御手段である観測時間制御部で
ある。

【００４４】次に、この構成において、海上を移動して
いる船を目標として画像を得る場合の動作について説明
する。まず、パルス圧縮部２でレンジ方向に圧縮された
レーダ・ビデオはプラットフォーム目標移動補償部３、
ＣＦＡＲ処理部８に送られると同時に、クラッタ強度認
識部３２にも送られる。クラッタ強度認識部３２では、
目標の周りの振幅を平均してクラッタ強度を認識する。
このクラッタの強度は、シーステート推定部３３に送ら
れ、レーダ方程式を用いてシーステートが算出される。
このシーステートの情報は、観測時間制御部３５に送ら
れる。

【００４５】また、並行してＣＦＡＲ処理部８によりＣ
ＦＡＲ処理されたレーダ・ビデオは、レンジ広がり推定
部９に送られるとともに、目標検出部２９にも送られ
る。目標検出部２９では、 ＣＦＡＲ処理されたレーダ
・ビデオを基に目標の位置を特定して、追尾処理部３０
に送る。追尾処理部３０では、目標検出部２９から送ら
れてくる目標の位置情報を基に、目標の移動方向および
移動速度を求め、観測時間制御部３５に送る。

【００４６】観測時間制御部３５では、シーステートと
目標の移動方向および移動速度から観察時間を決定す
る。一般的に、船の動揺はシーステートと目標の移動方
向と移動速度により決定されるものであり、例えばシー
ステートが大きくなるに従って船の動揺は大きくなり、
船が止まっているか動いているかや、波の進行方向に平
行で進むのか垂直に進むのかによっても船の動揺は変化
する。観測時間制御部３５では、過去のシーステート、
目標の移動方向および移動速度と、その時に手動で設定
した最適な観測時間との相関を示す関係図を有してお
り、それに基づき、今回のシーステートと目標の移動方
向および移動速度から観測時間を決定する。

【００４７】観測時間制御部３５で決定された観測時間
は、クロスレンジ圧縮部４に送られ、以降は実施の形態
１と同様に処理されてＩＳＡＲ画像情報が得られる。

【００４８】このように、ＩＳＡＲ受信処理装置が、受
信したレーダ・ビデオにより船の動揺を求め、人手を介
することなく自動的に最適な観測時間を設定してくれる
ので、ＩＳＡＲ画像情報を入手する為の処理速度を早く
することができる。

【００４９】実施の形態６． 図８は、この発明の実施の形態５におけるＩＳＡＲ信号
処理装置を示すブロック図であり、図７の実施の形態５
におけるＩＳＡＲ信号処理装置において、追尾処理部に
レーダプラットフォーム目標移動補償部を連動させたも
のである。図中、３６は、追尾処理部である。なお、目
標検出部２９と、追尾処理部３６とで、目標移動検出手
段３１を構成している。

【００５０】追尾処理部３６では、目標検出部２９で検
出された目標の位置情報のみならず、レーダプラットフ
ォーム目標移動補償部３から、目標移動補償量も送ら
れ、この情報を相互に補完しながら目標の速度を計測す
る。

【００５１】このように、追尾処理部３６では、目標移
動補償量により補完しながら目標の移動方向や移動速度
を求めているので、より正確な目標の移動方向や移動速
度の値を検出することができ、より最適な観測時間を設
定することができる。

【００５２】実施の形態７． 図９は、この発明の実施の形態７におけるＩＳＡＲ信号
処理装置を示すブロック図であり、図１の実施の形態１
のＩＳＡＲ信号処理装置において、ＣＦＡＲ処理したレ
ーダ・ビデオから、目標を追尾し、目標の移動方向およ
び移動速度を検出することを可能にしたものである。

【００５３】図中、３７はＣＦＡＲ処理部、３８は目標
検出部、３９は追尾処理部である。なお、ＣＦＡＲ処理
部３７と、目標検出部３８と、追尾処理部３９とで、目
標追尾情報検出手段４０は構成されている。

【００５４】次に動作について説明する。受信機１によ
り受信されたレーダ・ビデオは、パルス圧縮部２に送ら
れ分解能を上げる必要からレンジ方向に圧縮さる。この
レンジ方向の圧縮は、送信したパルスと受信されたレー
ダ・ビデオとの相関をとり、ソフトウェア的に行われ
る。

【００５５】レンジ圧縮されたレーダ・ビデオは、次に
レーダプラットフォーム目標移動補償部３およびＣＦＡ
Ｒ処理部３７に送られる。ＣＦＡＲ処理部３７では、パ
ルス圧縮部２でレンジ圧縮されたレーダ・ビデオをレン
ジ方向でＣＦＡＲ処理し、ＣＦＡＲ処理後のレーダ・ビ
デオを目標検出部３８に送る。目標検出部３８では、Ｃ
ＦＡＲ処理されたレーダ・ビデオを基に目標の位置を特
定して、追尾処理部３９に送る。また、これと並行し
て、レーダプラットフォーム目標移動補償部３では、目
標の目標移動補償量が検出されて、追尾処理部３９に送
られる。

【００５６】追尾処理部３９では、目標の位置情報と目
標の目標移動補償量から、目標の移動方向および移動速
度を算出している。

【００５７】この目標の移動方向および移動速度は、Ｉ
ＳＡＲ信号送信装置や空中線に送られる。ＩＳＡＲ信号
送信装置や空中線では、この目標の移動方向や移動速度
により、パルスの発射間隔やパルス発射方向を制御でき
る。なお、制御は観測者が都度設定を手動で変更するこ
とにより行う。

【００５８】このように、ＩＳＡＲ信号処置装置より、
より正確な目標の移動方向や移動速度が得られることに
より、 ＩＳＡＲ信号送信装置や空中線では、常に目標
を捕獲できる様にパルスの送信周期や、パルスの送信方
向を調整でき、鮮明な画像情報を得るのに最適な制御を
行うことがでる。

【００５９】

【発明の効果】この発明にかかるＩＳＡＲ信号処理装置
においては、目標から反射されたパルスを受信する受信
手段と、受信手段により受信されたパルスを圧縮するパ
ルス圧縮手段と、パルス圧縮手段により圧縮されたパル
スの位相を整えてクロスレンジ方向に圧縮した後に振幅
を検波するパルス分析手段と、パルス圧縮手段により圧
縮されたパルスをＣＦＡＲ処理し、ＣＦＡＲ処理された
パルスとパルス分析手段により振幅が検波されたパルス
とでスレッショルドを設定し、スレッショルドを越える
パルスのみを抽出するパルス抽出手段と、パルス抽出手
段により抽出されたパルスのダイナミックレンジを拡大
してＩＳＡＲ画像情報に変換する画像情報変換手段とを
備えたものとした。

【００６０】これにより、レンジ方向に圧縮されたレー
ダ・ビデオをＣＦＡＲ処理し、そのレンジ方向の広がり
にスレッショルドを超過した振幅検波後のレーダ・ビデ
オのレンジ方向の広がりが一致する場合にのみ、スレッ
ショルドを越えるレーダ・ビデオをＬＯＧ変換してＩＳ
ＡＲ画像情報を得ているので、クラッタおよびノイズを
排除することができ、より鮮明な画像を得ることができ
る。

【００６１】また、目標から反射されたパルスを受信す
る受信手段と、受信手段により受信されたパルスを圧縮
するパルス圧縮手段と、パルス圧縮手段により圧縮され
たパルスをＣＦＡＲ処理するＣＦＡＲ処理手段と、ＣＦ
ＡＲ処理手段によりＣＦＡＲ処理されたパルスの位相を
整えてクロスレンジ方向に圧縮した後に振幅を検波する
パルス分析手段と、パルス分析手段により振幅が検波さ
れたパルスのダイナミックレンジを拡大してＩＳＡＲ画
像情報に変換する画像情報変換手段とを備えたものとし
た。

【００６２】これにより、パルス圧縮部でレンジ方向に
圧縮されたレーダ・ビデオは、ＣＦＡＲ処理部でＣＦＡ
Ｒ処理されることにより、クラッタ及びノイズが除去さ
れた後、レーダプラットフォーム目標移動補償部に送ら
れるので、クラッタ及びノイズを排除した鮮明な画像が
得られるとともに、画像処理するレーダ・ビデオの情報
量を少なくすることができ、ＩＳＡＲ画像情報にするま
での処理速度を上げることができる。

【００６３】また、目標から反射されたパルスを受信す
る受信手段と、受信手段により受信されたパルスを圧縮
するパルス圧縮手段と、パルス圧縮手段により圧縮され
たパルスの位相を整えてクロスレンジ方向に圧縮した後
に振幅を検波するパルス分析手段と、パルス圧縮手段に
より圧縮されたパルスをＣＦＡＲ処理し、ＣＦＡＲ処理
されたパルスとパルス分析手段により振幅が検波された
パルスとで第一のスレッショルドを設定する第一のスレ
ッショルド設定手段と、パルス分析手段で振幅が検波さ
れたパルスより目標領域ヒストグラムと非目標領域ヒス
トグラムを作成した後に、合成して合成ヒストグラムを
作成するパルスヒストグラム作成手段と、パルスヒスト
グラム作成手段により作成された合成ヒストグラムと、
第一のスレッショルド設定手段により設定された第一の
スレッショルドから第二のスレッショルドを算出し、第
二のスレッショルドを越えるパルスのみを抽出するパル
ス抽出手段と、パルス抽出手段により抽出されたパルス
のダイナミックレンジを拡大してＩＳＡＲ画像情報に変
換する画像情報変換手段とを備えたものとした。

【００６４】これにより、スレッショルド１の近傍で、
合成後のヒストグラムの谷の部分であって、頻度が最小
となる値をスレッショルドとし、それを越える振幅のレ
ーダ・ビデオを抽出し処理することができ、クラッタお
よびノイズの除去をより細かいレベルで行うことができ
るので、より鮮明な画像が得られるとともに、目標に反
射して得られたレーダ・ビデオのうち、振幅の低いもの
をクラッタ及びノイズとして削除してしまい、完全な画
像が得られなくなるという危険をも回避することができ
る。

【００６５】さらに、画像情報変換手段は、ヒストグラ
ム平滑化法を用いてパルスのダイナミックレンジを拡大
してＩＳＡＲ画像情報に変換するものとした。

【００６６】また、目標から反射されたパルスを受信す
る受信手段と、受信手段により受信されたパルスを圧縮
するパルス圧縮手段と、パルス圧縮手段により圧縮され
たパルスの位相を整えてクロスレンジ方向に圧縮した後
に振幅を検波するパルス分析手段と、パルス圧縮手段に
より圧縮されたパルスをＣＦＡＲ処理し、ＣＦＡＲ処理
されたパルスとパルス分析手段により振幅が検波された
パルスとで第一のスレッショルドを設定する第一のスレ
ッショルド設定手段と、パルス分析手段で振幅が検波さ
れたパルスより目標領域ヒストグラムと非目標領域ヒス
トグラムを作成した後に、合成して合成ヒストグラムを
作成するするパルスヒストグラム作成手段と、パルスヒ
ストグラム作成手段により作成された合成ヒストグラム
と第一のスレッショルド設定手段により設定された第一
のスレッショルドから第二のスレッショルドを設定する
第二のスレッショルド設定手段と、第二のスレッショル
ド設定手段により設定された第二のスレッショルドとパ
ルスヒストグラム作成手段により作成された合成ヒスト
グラムからヒストグラム平滑化法を用いてダイナミック
レンジを拡大してＩＳＡＲ画像情報に変換する画像情報
変換手段とを備えたものとした。

【００６７】これにより、振幅検波部から送られたレー
ダ・ビデオをＬＯＧ変換してＩＳＡＲ画像情報を作成す
るのに比較して、処理速度を上げることができる。

【００６８】さらに、パルス圧縮手段により圧縮された
パルスよりクラッタ強度を検出し、シーステートを推定
するシーステート推定手段と、パルス圧縮手段により圧
縮されたパルスをＣＦＡＲ処理したパルスより目標の移
動方向及び移動速度を検出する目標移動検出手段と、シ
ーステート推定手段により推定されたシステートと目標
移動検出手段により検出された目標の移動方向及び移動
速度より観測時間を設定する観測時間制御手段とを備え
たものとした。

【００６９】これにより、受信したレーダ・ビデオによ
り船の動揺を求め、人手を介することなく自動的に最適
な観測時間を設定してくれるので、ＩＳＡＲ画像情報を
入手する為の処理速度を早くすることができる。

【００７０】さらに、目標移動検出手段は、ＣＦＡＲ処
理したパルスと、目標の目標移動補償量とから目標の移
動方向及び移動速度を検出するものとした。

【００７１】これにより、目標移動補償量により補完し
ながら目標の移動方向や移動速度を求めることができる
ので、より正確な移動方向および移動速度値を検出する
ことができ、より最適な観測時間を設定することができ
る。

【００７２】また、目標から反射されたパルスを受信す
る受信手段と、受信手段により受信されたパルスを圧縮
するパルス圧縮手段と、パルス圧縮手段により圧縮され
たパルスの位相を整えてクロスレンジ方向に圧縮した後
に振幅を検波するとともに、目標の目標移動補償量を算
出するパルス分析手段と、パルス分析手段により振幅が
検波されたパルスのダイナミックレンジを拡大してＩＳ
ＡＲ画像情報に変換する画像情報変換手段と、パルス圧
縮手段により圧縮されたパルスをＣＦＡＲ処理し、ＣＦ
ＡＲ処理したパルスと目標移動補償量より目標の移動方
向及び移動速度を検出する目標追尾手段とを備えたもの
とした。

【００７３】これにより、より正確な目標の移動方向や
移動速度が得られることになり、ＩＳＡＲ信号処理装置
や空中線では、常に目標を捕獲できる様にパルスの送信
周期や、パルスの送信方向を調整でき、鮮明な画像情報
を得るのに最適な制御を行うことがでる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１に係るＩＳＡＲ信号処理装置の
ブロック図である。

【図２】 実施の形態２に係るＩＳＡＲ信号処理装置の
ブロック図である。

【図３】 実施の形態３に係るＩＳＡＲ信号処理装置の
ブロック図である。

【図４】 実施の形態３に係る目標領域ヒストグラム作
成部、非目標領域ヒストグラム作成部、ヒストグラム合
成部で作成されるヒストグラムである。

【図５】 実施の形態４に係るＩＳＡＲ信号処理装置の
ブロック図である。

【図６】 ヒストグラム平滑化法を示す概念図である。

【図７】 実施の形態５に係るＩＳＡＲ信号処理装置の
ブロック図である。

【図８】 実施の形態６に係るＩＳＡＲ信号処理装置の
ブロック図である。

【図９】 実施の形態７に係るＩＳＡＲ信号処理装置の
ブロック図である。

【図１０】 従来のＩＳＡＲ信号処理装置のブロック図
である。

【符号の説明】

１ 受信部（受信手段）、 ２ パルス圧縮部（パルス
圧縮手段）、 ７ パルス分析手段、 １３ パルス抽
出手段、 １４ ＬＯＧ変換手段（画像情報変換手
段）、 １６ ＣＦＡＲ処理手段、 ２１ パルスヒス
トグラム作成手段、２４ パルス抽出手段、 ２６ 第
一のスレッショルド設定手段、 ２８ ヒストグラム平
滑部（画像情報変換手段）、 ３１ 目標移動検出手
段、 ３４シーステート推定手段、 ３５ 観測時間制
御手段、 ４０ 目標追尾手段

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目標から反射されたパルスを受信する受
   信手段と、前記受信手段により受信されたパルスを圧縮
   するパルス圧縮手段と、前記パルス圧縮手段により圧縮
   されたパルスの位相を整えてクロスレンジ方向に圧縮し
   た後に振幅を検波するパルス分析手段と、前記パルス圧
   縮手段により圧縮されたパルスをＣＦＡＲ処理し、前記
   ＣＦＡＲ処理されたパルスと前記パルス分析手段により
   振幅が検波されたパルスとでスレッショルドを設定し、
   前記スレッショルドを越えるパルスのみを抽出するパル
   ス抽出手段と、パルス抽出手段により抽出されたパルス
   のダイナミックレンジを拡大してＩＳＡＲ画像情報に変
   換する画像情報変換手段とを備えたことを特徴とするＩ
   ＳＡＲ信号処理装置。
2. 【請求項２】 目標から反射されたパルスを受信する受
   信手段と、前記受信手段により受信されたパルスを圧縮
   するパルス圧縮手段と、前記パルス圧縮手段により圧縮
   されたパルスの位相を整えてクロスレンジ方向に圧縮し
   た後に振幅を検波するパルス分析手段と、前記パルス圧
   縮手段により圧縮されたパルスをＣＦＡＲ処理し、前記
   ＣＦＡＲ処理されたパルスと前記パルス分析手段により
   振幅が検波されたパルスとで第一のスレッショルドを設
   定する第一のスレッショルド設定手段と、前記パルス分
   析手段で振幅が検波されたパルスより目標領域ヒストグ
   ラムと非目標領域ヒストグラムを作成した後に、合成し
   て合成ヒストグラムを作成するパルスヒストグラム作成
   手段と、前記パルスヒストグラム作成手段により作成さ
   れた合成ヒストグラムと、前記第一のスレッショルド設
   定手段により設定された第一のスレッショルドから第二
   のスレッショルドを算出し、前記第二のスレッショルド
   を越えるパルスのみを抽出するパルス抽出手段と、前記
   パルス抽出手段により抽出されたパルスのダイナミック
   レンジを拡大してＩＳＡＲ画像情報に変換する画像情報
   変換手段とを備えたことを特徴とするＩＳＡＲ信号処理
   装置。
3. 【請求項３】 画像情報変換手段は、ヒストグラム平滑
   化法を用いてパルスのダイナミックレンジを拡大してＩ
   ＳＡＲ画像情報に変換することを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載のＩＳＡＲ信号処理装置。
4. 【請求項４】 目標から反射されたパルスを受信する受
   信手段と、前記受信手段により受信されたパルスを圧縮
   するパルス圧縮手段と、前記パルス圧縮手段により圧縮
   されたパルスの位相を整えてクロスレンジ方向に圧縮し
   た後に振幅を検波するパルス分析手段と、前記パルス圧
   縮手段により圧縮されたパルスをＣＦＡＲ処理し、前記
   ＣＦＡＲ処理されたパルスと前記パルス分析手段により
   振幅が検波されたパルスとで第一のスレッショルドを設
   定する第一のスレッショルド設定手段と、前記パルス分
   析手段で振幅が検波されたパルスより目標領域ヒストグ
   ラムと非目標領域ヒストグラムを作成した後に、合成し
   て合成ヒストグラムを作成するするパルスヒストグラム
   作成手段と、前記パルスヒストグラム作成手段により作
   成された合成ヒストグラムと前記第一のスレッショルド
   設定手段により設定された第一のスレッショルドから第
   二のスレッショルドを設定する第二のスレッショルド設
   定手段と、前記第二のスレッショルド設定手段により設
   定された第二のスレッショルドと前記パルスヒストグラ
   ム作成手段により作成された合成ヒストグラムからヒス
   トグラム平滑化法を用いてダイナミックレンジを拡大し
   てＩＳＡＲ画像情報に変換する画像情報変換手段とを備
   えたことを特徴とするＩＳＡＲ信号処理装置。
5. 【請求項５】 パルス圧縮手段により圧縮されたパルス
   よりクラッタ強度を検出し、シーステートを推定するシ
   ーステート推定手段と、前記パルス圧縮手段により圧縮
   されたパルスをＣＦＡＲ処理したパルスより目標の移動
   方向及び移動速度を検出する目標移動検出手段と、前記
   シーステート推定手段により推定されたシステートと前
   記目標移動検出手段により検出された目標の移動方向及
   び移動速度より観測時間を設定する観測時間制御手段と
   を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに
   記載のＩＳＡＲ信号処理装置。
6. 【請求項６】 目標移動検出手段は、ＣＦＡＲ処理した
   パルスと、目標の目標移動補償量とから目標の移動方向
   及び移動速度を検出することを特徴とする請求項５記載
   のＩＳＡＲ信号処理装置。