JPH1078481A

JPH1078481A - 航空機搭載用レーダ装置

Info

Publication number: JPH1078481A
Application number: JP8232065A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Nakano; 陽介中野; Kouichi Ema; 浩一江馬
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-09-02
Filing date: 1996-09-02
Publication date: 1998-03-24

Abstract

(57)【要約】【課題】目標の運動により発生するドップラ周波数に
より、目標の位置ずれ及び画像のぼけが生じ、さらに目
標のドップラ周波数がレーダの帯域よりも大きかった場
合、周波数軸上で折り返しが発生し画像化できない。【解決手段】移動目標を検出するためにＰＲＦを高く
した送信信号に対し、受信時にサンプリング周波数を低
くするアジマス方向プリサム処理器を設け高分解能画像
化処理を行うのと同時に、チャープ信号の帯域を制限し
分解能を低くするためのレンジ方向プリサム処理器を設
け移動目標を検出し、検出した移動目標を高分解能画像
上に表示する重ね合わせ処理器を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パルス圧縮により
レンジ方向の分解能を向上させ、自機の移動によりアン
テナの開口面を合成しアジマス方向の分解能を向上させ
る航空機搭載用レーダ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来の航空機搭載用レーダ装置の
構成を示した図であり、図中１は一定の周波数の連続波
を発生する励振器、２は励振器から出力された信号を増
幅し一定のパルス繰り返し周波数（ＰｕｌｓｅＲｅｐ
ｅｔｉｔｉｏｎＦｒｅｑｕｅｎｃｙ：以下ＰＲＦ）で
信号を送信する送信機、３は送信と受信を切り替える送
受信切換器、４は信号を目標に向けて放射するととも
に、その反射信号を受信するアンテナ、５は受信した信
号を増幅し位相検波を行う受信機、６は変調された信号
を復調し狭パルスを発生するパルス圧縮器、７はパルス
圧縮後の信号に対し目標の移動によって生じる距離変化
を補正するレンジ移動補正処理器、８は自機の移動及び
動揺を感知する慣性基準装置、９はレンジ移動補正後の
データを備えておくバッファメモリ、１０はバッファメ
モリから読み出されたデータを処理する高速フーリエ変
換（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ：
以下ＦＦＴ）演算器、１１は慣性基準装置８から出力さ
れる自機の移動及び動揺データをもとにアジマス圧縮処
理を行うための参照関数を作成する参照関数作成器、１
２はＦＦＴ処理後の結果と参照関数との複素乗算を行う
複素乗算器、１３は複素乗算後の結果を処理する逆高速
フーリエ変換（ＩｎｖｅｒｓｅＦＦＴ：以下ＩＦＦ
Ｔ）演算器、１４はＩＦＦＴ処理された結果の振幅を検
波する検波器、１５はスペックル雑音低減するために検
波後の合成開口レーダ画像を足し合わせるマルチルック
処理器である。

【０００３】次に、動作について説明する。励振器１で
一定のＰＲＦで周波数変調を施された信号が発生され、
送信機２にて増幅及び位相検波される。この信号は送受
信切換器３を介しアンテナ４から目標に向けて放射され
る。目標からの反射信号はアンテナ４で受信され、受信
機５にて増幅、位相検波される。パルス圧縮器６におい
て、周波数変調をかけられた信号は復調され、狭パルス
が生成される。これにより観測領域がレンジ方向に細か
く分解される。レンジ移動補正処理器７において慣性基
準装置８から出力される自機の移動及び動揺データをも
とに、自機の移動により生じる目標までの距離変化すな
わちレンジ移動を補正する。補正後のデータをバッファ
メモリ９に蓄積しておき、ＦＦＴを行うために必要なデ
ータが蓄積されたら、データをＦＦＴ演算器１０に出力
する。参照関数作成器１１において、慣性基準装置８か
らの自機の移動及び動揺データをもとに参照関数を作成
する。作成された参照関数とＦＦＴ演算器１０で行われ
たＦＦＴ処理後のデータとが複素乗算器１２で複素乗算
される。複素乗算された結果はＩＦＦＴ演算器１３にて
ＩＦＦＴ処理され、アジマス方向の圧縮が行われる。ア
ジマス圧縮後のデータは検波器１４で振幅検出され、画
像が生成される。生成された画像はスペックル雑音を低
減するために、マルチルック処理器１５で重ね合わさ
れ、高い分解能を持った合成開口レーダ（Ｓｙｎｔｈｅ
ｔｉｃＡｐｅｒｔｕｒｅＲａｄａｒ：以下ＳＡＲ）
画像として出力される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の合成開口レーダ
画像を作成するための航空機搭載用レーダ装置はこのよ
うに構成されており、自機の移動及び動揺による補正を
行い、固定目標の高分解能画像を作成することは可能で
ある。しかし、図１０（ａ）のように移動目標が存在し
た場合、図１０（ｂ）にのようにドップラ周波数がシフ
トする。このときのＳＡＲ画像への影響を図１１に示
す。図１１（ａ）に示すようにドップラ周波数がシフト
している場合、図１１（ｂ）に示した参照関数をかけあ
わせると、図１１（ｃ）のように移動目標の自機に対す
る速度分だけずれが生じる。また、実際には目標の移動
速度は一定ではないため、ドップラ周波数に広がりをも
っており、画像化処理を行うとぼけてしまう。このよう
に、目標の移動により発生するドップラ周波数により、
目標の位置がずれたり、画像にぼけが生じたりし、さら
に、目標のドップラ周波数がレーダの帯域よりも広かっ
た場合、周波数軸上で折り返しが発生し、画像化できな
いといった課題があった。また、移動目標検出処理を行
おうとしても、ＳＡＲの信号処理で用いるＰＲＦと、移
動目標を検出するために必要なＰＲＦは大きく異なるた
め、同一の信号を用いて処理することができなかった。

【０００５】この発明は上記の課題を解消するためにな
されたもので、ＳＡＲにおいて移動目標の検出を行い、
その位置を算出し、ＳＡＲ画像上に移動目標を表示する
ことを目的とする。

【０００６】また、この発明は移動目標検出を行った結
果を用いることにより、構成品をほとんど変えることな
く移動目標の逆合成開口レーダ（ＩｎｖｅｒｓｅＳＡ
Ｒ：以下ＩＳＡＲ）画像を得ることを目的としている。

【０００７】また、この発明は移動目標のＩＳＡＲ画像
のドップラ周波数で表されるクロスレンジ方向の座標を
距離に変換することを目的としている。

【０００８】また、この発明はＸバンドのレーダにおい
て、自機速度１７０〜１９０ｍ／ｓ、マルチルック〔数
３〕〜〔数４〕で分解能３ｍの性能を実現するアンテナ
サイズ及びＰＲＦを得ることを目的としている。

【０００９】また、この発明は機体と電波的に干渉する
ことなく大きなアンテナを搭載することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明による航空機
搭載用レーダ装置は、移動目標を検出するためにＰＲＦ
を高くして送信した信号に対し、受信機、サンプリング
周波数を低くするアジマス方向プリサム処理器を設け、
高分解能画像を作成するための信号処理を行う。同時
に、受信した信号の帯域を制限して分解能を低くするた
めのレンジ方向プリサム処理器を設け、目標の反射信号
が分解されないようにする。また、受信信号のΣ信号及
びΔ信号を出力するモノパルスアンテナと、このΣ信号
とΔ信号のそれぞれに対しパルス圧縮、クラッタ抑圧、
周波数分析及び検波を行う演算器を設ける。Σ信号を用
いて検出した移動目標に対してモノパルス演算を行い角
度を算出する。算出された角度から、移動目標をＳＡＲ
画像上に重ね合わせて表示するための演算器を設ける。

【００１１】また、第２の発明による航空機搭載用レー
ダ装置は、検出された移動目標のドップラ周波数から、
目標のレンジ移動量及びドップラ変化量を算出し補正す
るレンジ移動補正処理器及びドップラ補正処理器を設
け、移動目標の２次元画像を作成するための周波数分析
器及び検波器を設けたものである。

【００１２】また、第３の発明による航空機搭載用レー
ダ装置は、受信信号のΣ信号及びΔ信号を出力するモノ
パルスアンテナと、このΣ信号とΔ信号のそれぞれに対
し処理を行うレンジ移動補正処理器、ドップラ補正処理
器、周波数分析器及び検波器を設け、角度検出器により
移動目標のＩＳＡＲ画像における２つの点の角度を求
め、その角度をもとにＩＳＡＲ画像のクロスレンジ方向
をドップラ周波数から距離に変換する座標変換器を設け
たものである。

【００１３】また、第４の発明による航空機搭載用レー
ダ装置は、２つのアンテナを並べ、それぞれのアンテナ
から受信した信号に対しプリサム処理器、パルス圧縮処
理器、クラッタ抑圧処理器、周波数分析器、検波器及び
目標検出器を設け、目標を検出する。２つの信号で検出
した目標の位相から目標の角度を求めるための演算器を
設ける。同様にして、２つの信号に対してレンジ移動補
正処理器、ドップラ補正処理器、周波数分析器及び検波
器を設け２つのＩＳＡＲ画像を作成する。２つのＩＳＡ
Ｒ画像から、目標の各点の角度を算出する演算器を設
け、ＩＳＡＲ画像のドップラ周波数成分を距離に変換す
る。

【００１４】また、第５の発明による航空機搭載用レー
ダ装置は、Ｘ帯の周波数を用い、１．５ｍ〜２ｍのアン
テナを用い、送信時のＰＲＦを２０００Ｈｚ以上とし、
受信後、高分解能画像化処理を行う際にプリサム処理を
行いリサンプリング後のレートを２６０〜３８０Ｈｚに
する。

【００１５】また、第６の発明による航空機搭載用レー
ダ装置は、アンテナボアサイト方向から自機の機体の最
短距離にあるエッジに対する角度ψが、ビーム幅の１／
２以上になるように、アンテナを機体の上部又は下部に
横向きに取り付けたものである。

【００１６】

【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を示す構
成図であり、図において１〜３及び５〜１５は従来の装
置と同一のものである。１６は、送信、受信を行うため
のモノパルスアンテナである。アジマス方向プリサム処
理器１７は移動目標を検出するために必要なＰＲＦでサ
ンプリングされたデータをＳＡＲの処理を行うのに必要
なだけのＰＲＦにサンプリングし直すものである。１８
はレンジ方向プリサム処理器であり、高い分解能をもつ
ＳＡＲ画像を作成するためにかけられた周波数変調の帯
域を移動目標検出に必要な分解能に対応する帯域に制限
するためのものである。１９はクラッタ抑圧処理器であ
り固定目標からの反射信号を低減するものである。２０
は周波数分析器であり、ＦＦＴ処理により移動目標のド
ップラ周波数を検出するものである（１０のＦＦＴ演算
器と同一の動作を行う）。２１は一定誤警報確率（ＣＦ
ＡＲ）により目標を検出する目標検出器である。２２は
目標位置修正器であり、ＳＡＲ画像上でオフセットして
表示される目標の正しい位置を算出するものである。２
３は重ね合わせ処理器であり、ＳＡＲ画像上に移動目標
のシンボルを重ねて表示するものである。

【００１７】次に、動作について説明する。送信機２か
ら出力された信号はモノパルスアンテナ１６で外部に送
信される。また、目標からの反射信号は同じモノパルス
アンテナ１６で受信される。受信後、Σ信号及びΔ信号
の２の信号は受信機５に送られ、増幅、位相検波され
る。このΣ信号とΔ信号の振幅の関係を図２（ａ）に示
す。ＳＡＲ画像化処理にはΣ信号が送られる。移動目標
検出処理にはΣ信号とΔ信号の両方が送られる。移動し
ている目標の速度を検出するためには、レーダのＰＲＦ
が目標のドップラ周波数よりも大きくなければならな
い。そのため、移動目標検出処理においては、ＰＲＦを
高くする必要がある。しかし、ＰＲＦを高くすると、Ｓ
ＡＲ画像化処理において扱うデータ量が多くなってしま
い、データ収集時間内に処理を終えることができなくな
る。そのためアジマス方向プリサム処理器１７で受信信
号のサンプリング周波数を下げ、ＳＡＲ画像化処理に必
要なだけのＰＲＦにデータを減らす処理を行う。これ以
降のＳＡＲ画像化処理に関しては、従来装置と同一の処
理を行う。また、移動目標検出処理においてレンジ方向
の高分解能化処理を行ってしまうと、その分解能よりも
大きい目標からの反射信号はレンジ方向に分割されてし
まい反射電力が小さくなり探知距離が低下してしまう。
そこで、レンジ方向プリサム処理器１８において帯域制
限を行い、レンジ分解能を低くし目標の信号が分割され
ることを防ぐ。また、図１に示すようにＳＡＲ信号処理
と移動目標検出処理を並列に機能させることにより、Ｓ
ＡＲ信号処理時間中に移動目標検出処理を行う。そし
て、プリサム処理後の信号は６のパルス圧縮器を通り、
狭パルス（プリサムを行ったため、ＳＡＲ画像化処理に
おける狭パルスよりも幅は広い）が生成される。この圧
縮後の信号からクラッタ抑圧処理器１９により固定目標
からの反射信号を低減し、移動目標の信号のみを出力す
る。出力された信号は周波数分析器２０において、ドッ
プラ周波数の分析が行われ、検波器１４により振幅検出
が行われる。振幅検出を行った後、Σ信号を用い、目標
検出器２１で目標の検出を行う。角度検出器２２におい
て、検出された目標のレンジビンにおけるΣ信号とΔ信
号の比から誤差電圧を求めることにより（図２
（ｂ））、アンテナのボアサイト方向からの目標の角度
を算出する。目標位置算出器２３において、検出された
移動目標の距離及び角度からＳＡＲ画像上における目標
の位置を計算し、２４の重ね合わせ処理器においてＳＡ
Ｒ画像上に移動目標の正しい位置にシンボルを重ねて表
示する。

【００１８】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２を示す構成図であり、図において１〜３，５〜２４
は実施の形態１と同一のものである。２５はドップラ補
正処理器であり、これは目標の移動により発生するドッ
プラ周波数の変化を補正するものである。

【００１９】次に動作について説明する。移動目標検出
処理において、周波数分析器２０で算出された移動目標
のドップラ周波数を用いて、目標検出器２１で検出され
た目標のレンジ移動量を算出する。なお、目標の速度
は、ドップラ周波数ｆ_d 及び波長λを用い、〔数１〕に
より求められる。

【００２０】

【数１】

【００２１】得られた目標の速度と観測時間から目標の
移動量の平均を求め、それを補正量とし、レンジ移動補
正処理器７にて、目標のレンジ移動の補正を行う。ま
た、周波数分析器２０で求められた目標のドップラ周波
数に基づき観測時間中の目標のドップラ周波数の変化量
を求める。それを補正量とし、ドップラ補正処理器２５
にて、目標のドップラ周波数変化の補正を行う。これら
の処理により、目標はあたかも止まっているようになる
（直進の運動成分がない）。この補正後のデータを用い
周波数分析器２０において目標の周波数分析を行うと、
目標の回転運動成分により発生するドップラ周波数を抽
出することができる。これを検波器１４により振幅検出
し、目標の２次元（レンジ−ドップラ）画像を作成す
る。

【００２２】実施の形態３．図４はこの発明の実施の形
態３を示す構成図であり、図中１〜２５は実施の形態
１，２と同一のものである。２６は座標変換器であり、
移動目標のＩＳＡＲ画像におけるクロスレンジ方向の座
標をドップラ周波数から距離に変換するものである。

【００２３】次に、動作について説明する。１〜３，５
〜２５までのＳＡＲ画像化処理及び移動目標検出処理は
実施の形態１〜３と同一である。受信機から出力された
Σ信号及びΔ信号に対しアジマス方向プリサム処理器１
７でサンプリング周波数を低くし、パルス圧縮処理器６
で狭パルスを作成する。その後、ＩＳＡＲ画像化処理レ
ンジ移動補正処理器７で目標のレンジ移動の補正を行
い、ドップラ補正処理器２５で目標のドップラ周波数変
化の補正を行う。Σ信号及びΔ信号の結果それぞれにつ
いて周波数分析を行い、２つのＩＳＡＲ画像が作成され
る。２つにＩＳＡＲ画像から、ある２つ点の誤差電圧
（Δ／Σ）を求め、角度を算出する。２点間の角度θと
目標までの距離Ｒから〔数２〕により、その２点間の距
離ｒを求めることができる。

【００２４】

【数２】

【００２５】ある２点間のドップラ周波数差と距離は比
例していることから、先に求められた２点間の距離を基
準とし、ＩＳＡＲ画像のクロスレンジ方向の座標をドッ
プラ周波数からレンジ（距離）に変換することができ
る。座標変換器２６においてこの処理を行い、レンジ−
ドップラからレンジ−レンジの画像に変換する。

【００２６】実施の形態４．図５は実施の形態４を示す
ものであり、上記の実施の形態３のモノパルスアンテナ
の代わりに２７のアンテナ１と、２８のアンテナ２の２
つのアンテナを取り付けたものである。送信時は片方の
アンテナを用い、受信時には２つのアンテナを用いる。
この２つのアンテナから得られた受信信号の信号１をＳ
ＡＲ処理に出力し、信号１及び信号２を移動目標検出処
理、ＩＳＡＲ処理に出力する。ＳＡＲ処理に関しては実
施の形態１〜３と同一である。移動目標検出処理に出力
された信号１及び信号２はそれぞれレンジ方向プリサム
処理器１８、パルス圧縮器６、クラッタ抑圧処理器１
９、周波数分析器２０、検波器１４において処理され
る。その後、信号１は目標検出器２１において目標の検
出が行われる。検出された目標における信号１及び信号
２の位相差を利用し、角度検出器２５において目標の角
度を求める。原理について説明する。図６に示すよう
に、２つのアンテナの距離をｄ、目標の角度をθとする
と、２つのアンテナで受信した信号の位相差Δφは各ア
ンテナまでの距離の差Ｘを用い〔数３〕により求められ
る。

【００２７】

【数３】

【００２８】これより、信号１及び信号２の位相差が得
られれば目標の角度が検出できることがわかる。同様
に、信号１及び信号２のそれぞれに対しレンジ移動補正
処理器７、ドップラ補正処理器２３、周波数分析器１９
及び検波器１４で処理を行い、２つのＩＳＡＲ画像を作
成する。作成されたＩＳＡＲ画像から、２つの点Ａ，Ｂ
の位相を求める（図８（ａ））。同様にして、もう１つ
のＩＳＡＲ画像からもＡ’，Ｂ’の位相を求める。（図
８（ｂ））。Ａ−Ａ’間及びＢ−Ｂ’間の位相差は〔数
４〕、〔数５〕で表される。

【００２９】

【数４】

【００３０】

【数５】

【００３１】これにより、Ａ点、Ｂ点の角度θ_A 及びθ
_B は〔数６〕、〔数７〕により求めることができる。

【００３２】

【数６】

【００３３】

【数７】

【００３４】Ａ、Ｂの角度と距離Ｒから、〔数８〕によ
りＡＢ間の距離ｒ_ABを求めることができる。

【００３５】

【数８】

【００３６】ある２点間のドップラ周波数差とその２点
間の距離は比例していることから、先に求めた２点間の
距離ｒ_ABを基準とし、ＩＳＡＲ画像のクロスレンジ方向
の座標をドップラ周波数からレンジに変換することがで
きる。座標変換器２６において、いくつかの孤立反射点
に対しこの処理を行い、その平均値を基準としてドップ
ラ周波数からレンジへの変換を行う。

【００３７】実施の形態５．このような航空機搭載用レ
ーダ装置において、長距離で高分解能の画像を得ようと
すると、距離のアンビギュイティ及び周波数のアンビギ
ュイティが問題となる。長距離で目標を観測しようとす
ると、ＰＲＦを〔数９〕で示す条件にしなければならな
い。

【００３８】

【数９】

【００３９】ここで、Ｒは目標の距離、ｃは光速であ
る。また、アジマス方向を高分解能化しようとすると、
アジマス方向のビーム幅θ_az、自機速度ｖ及び波長λか
ら〔数１０〕に示す条件が導かれる。

【００４０】

【数１０】

【００４１】ここで、係数１．５は周波数の折り返しを
防ぐためのオーバーサンプリングである。また、アンテ
ナの長さＬは分解能Ｘ_a 、マルチルック数Ｎを用い、
〔数１１〕により求められる。

【００４２】

【数１１】

【００４３】これらの条件から、一般の航空機搭載レー
ダに用いられるＸ帯の周波数を用いた場合で、レンジ１
６０ＮＭ以上、分解能３ｍ、マルチルック数３〜４、自
機速度１７０〜１９０ｍ／ｓを満たすために、ＳＡＲ画
像化処理におけるサンプリング周波数は２６０〜３８０
Ｈｚ、送信時のＰＲＦは５００Ｈｚ以下となり、アンテ
ナの長さ１．５〜２ｍとなる。また、高速の移動目標と
して６０ノット以上の移動目標を探知する場合、送信時
のＰＲＦは２０００Ｈｚ以上が必要となる（この時の最
大探知距離は４０ＮＭ）。

【００４４】実施の形態６．実施の形態５のような大き
さのアンテナは航空機の機首に搭載することが困難であ
るため、航空機の下部または上部に横向きに取り付ける
必要がある。その際に機体との電波の干渉を避けるた
め、図８に示すようにアンテナを取り付ける。アンテナ
ボアサイト方向から自機の機体のエッジに対する角度ψ
がビーム幅の１／２以上になるように取り付けることに
より、機体との電波の干渉をなくすことができる。

【００４５】

【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、以下のような効果を有する。

【００４６】第１の発明によれば、アジマス方向プリサ
ム処理を用いサンプリング周波数を制御すること及びレ
ンジ方向プリサム処理を用い帯域を制限することによ
り、１つの送信信号から、分解能、探知距離性能及び信
号処理速度を低下させることなくＳＡＲ信号処理と移動
目標検出処理を行うことができる。

【００４７】また、第２の発明によれば、移動目標検出
処理で得られた情報を用いることにより、処理を１つ追
加するだけでＩＳＡＲ信号処理を行うことができる。

【００４８】また、第３の発明によれば、モノパルスア
ンテナから得られるΣ信号及びΔ信号を用いることによ
り、移動目標のＩＳＡＲ画像におけるクロスレンジ方向
の座標をドップラ周波数からレンジに変換することがで
きる。

【００４９】また、第４の発明によれば、２つのアンテ
ナから得られる信号の位相差を用いることにより、移動
目標の測角精度を向上でき、さらに、移動目標のＩＳＡ
Ｒ画像におけるクロスレンジ方向の座標をドップラ周波
数から距離に変換することができる。

【００５０】また、第５の発明によれば、送信パルスの
ＰＲＦを２０００Ｈｚ以上、アジマス方向のプリサム処
理後のレートを２６０〜３８０Ｈｚとし、アンテナの長
さ１．５〜２ｍとすることにより、Ｘ帯のレーダにおい
て、自機速度１７０〜１９０ｍ／ｓ、マルチルック数３
〜４で分解能３ｍの性能を満足することができる。

【００５１】また、第６の発明によれば、アンテナボア
サイト方向から自機の機体の最短距離にあるエッジに対
する角度ψが、ビーム幅の１／２以上になるように、ア
ンテナを機体の上部又は下部に横向きに取り付けること
により、機体と電波的に干渉することなく大きなアンテ
ナを搭載することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１を示す構成図であ
る。

【図２】モノパルスによる測角の基本原理を示す概念
図である。

【図３】この発明の実施の形態２を示す構成図であ
る。

【図４】この発明の実施の形態３を示す構成図であ
る。

【図５】この発明の実施の形態４を示す構成図であ
る。

【図６】２つのアンテナによる測角の基本原理を示す
概念図である。

【図７】信号１，２の画像における孤立反射点Ａ，
Ｂ，Ａ’及びＢ’を示す概念図である。

【図８】この発明の実施の形態６を示す図である。

【図９】従来の航空機搭載用レーダ装置の構成図であ
る。

【図１０】目標の移動によるドップラ周波数のシフト
を示す概念図である。

【図１１】目標の移動によるＳＡＲ画像のずれを示す
概念図である。

【符号の説明】

１励振器、２送信機、３送受信切換器、４アン
テナ、５受信機、６パルス圧縮器、８慣性基準装
置、９バッファメモリ、１０ＦＦＴ演算器、１１
参照関数作成器、１２複素乗算器、１３ＩＦＦＴ演
算器、１４検波器、１５マルチルック処理器、１６
モノパルスアンテナ、１７アジマス方向プリサム処
理器、１８レンジ方向プリサム処理器、１９クラッ
タ抑圧処理器、２０周波数分析器、２１目標検出
器、２２角度検出器、２３目標位置算出器、２４
重ね合わせ処理器、２５ドップラ補正処理器、２６
座標変換器、２７アンテナ１、２８アンテナ２、２
９自機の機体、３０固定目標、３１移動目標。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一定の周波数の連続波を発生する励振器
と、周波数変調を施した送信パルス信号を一定のパルス
繰り返し周波数で発生する送信機と、送信パルス信号を
目標に向けて放射するとともに目標からの反射信号を受
信し、受信信号のΣ信号及びΔ信号を出力するモノパル
スアンテナと、送信と受信の切り換えを行う送受信切換
器と、受信信号を増幅及び位相検波してビデオ信号を得
る受信機と、受信信号のサンプリング周波数を低くする
演算器と、サンプリングし直された信号における周波数
変調を復調して狭パルスを発生するパルス圧縮器と、パ
ルス圧縮後の信号における自機の移動により生じる目標
までの距離の変化を補正する演算器と、受信信号のデー
タを一時的に蓄積しておくバッファメモリと、バッファ
メモリから読み出された受信信号に対して高速フーリエ
変換を行う演算器と、自機の移動及び動揺を感知する慣
性基準装置と、慣性基準装置から出力される自機の移動
及び動揺データによりアジマス圧縮するための参照関数
を作成する演算器と、高速フーリエ変換された結果と参
照関数とを複素乗算する演算器と、複素乗算された結果
に対して逆高速フーリエ変換を行う演算器と、逆高速フ
ーリエ変換された信号の振幅検出を行い画像を作成する
検波器と、振幅検出された画像のスペックル雑音を低減
するためのマルチルック処理を行う演算器と、受信機か
ら出力された信号の帯域制限を行う演算器と、帯域制限
後の信号を復調し狭パルスを発生するパルス圧縮器と、
パルス圧縮後の信号におけるクラッタの信号を低減し移
動目標の信号だけを抽出する演算器と、クラッタ抑圧後
の信号のドップラ周波数を分析する演算器と、周波数分
析後の信号の振幅を検出する検波器と、振幅検出した信
号から一定誤警報確率により目標を検出する目標検出器
と、検出した目標のΣ信号及びΔ信号を用い目標の角度
を検出する演算器と、検出された角度をもとに合成開口
レーダ画像における移動目標の位置を算出する演算器
と、マルチルック処理した合成開口レーダ画像上に移動
目標のシンボルを重ね合わせる演算器とを備えたことを
特徴とする航空機搭載用レーダ装置。
【請求項２】一定の周波数の連続波を発生する励振器
と、周波数変調を施した送信パルス信号を一定のパルス
繰り返し周波数で発生する送信機と、送信パルス信号を
目標に向けて放射するとともに目標からの反射信号を受
信し、受信信号のΣ信号及びΔ信号を出力するモノパル
スアンテナと、送信と受信の切り換えを行う送受信切換
器と、受信信号を増幅及び位相検波してビデオ信号を得
る受信機と、受信信号のサンプリング周波数を低くする
演算器と、サンプリングし直された信号における周波数
変調を復調して狭パルスを発生するパルス圧縮器と、パ
ルス圧縮後の信号における自機の移動により生じる目標
までの距離の変化を補正する演算器と、受信信号のデー
タを一時的に蓄積しておくバッファメモリと、バッファ
メモリから読み出された受信信号に対して高速フーリエ
変換を行う演算器と、自機の移動及び動揺を感知する慣
性基準装置と、慣性基準装置から出力される自機の移動
及び動揺データによりアジマス圧縮するための参照関数
を作成する演算器と、高速フーリエ変換された結果と参
照関数とを複素乗算する演算器と、複素乗算された結果
に対して逆高速フーリエ変換を行う演算器と、逆高速フ
ーリエ変換された信号の振幅検出を行い画像を作成する
検波器と、振幅検出された画像のスペックル雑音を低減
するためのマルチルック処理を行う演算器と、受信機か
ら出力された信号の帯域制限を行う演算器と、帯域制限
後の信号を復調し狭パルスを発生するパルス圧縮器と、
パルス圧縮後の信号におけるクラッタの信号を低減し移
動目標の信号だけを抽出する演算器と、クラッタ抑圧し
た信号のドップラ周波数を分析する演算器と、周波数分
析後の信号の振幅を検出する検波器と、振幅検出した信
号から一定誤警報確率により目標を検出する目標検出器
と、検出した目標のΣ信号及びΔ信号を用い目標の角度
を検出する演算器と、検出された角度をもとに合成開口
レーダ画像における移動目標の位置を算出する演算器
と、マルチルック処理した合成開口レーダ画像上に移動
目標のシンボルを重ね合わせる演算器と、目標検出器で
検出された目標の移動によって生じる目標までの距離変
化を周波数分析結果を用いて補正する演算器と、目標の
移動によって生じるドップラ周波数の変化を補正するた
めの演算器と、目標の周波数を分析し目標の回転による
ドップラ周波数の差を得るための演算器と、出力された
信号の振幅を検出し移動目標の逆合成開口レーダ画像を
作成する検波器とを備えたことを特徴とする航空機搭載
用レーダ装置。
【請求項３】一定の周波数の連続波を発生する励振器
と、周波数変調を施した送信パルス信号を一定のパルス
繰り返し周波数で発生する送信機と、送信パルス信号を
目標に向けて放射するとともに目標からの反射信号を受
信し受信信号のΣ信号及びΔ信号を出力するモノパルス
アンテナと、送信と受信の切り換えを行う送受信切換器
と、受信信号を増幅及び位相検波してビデオ信号を得る
受信機と、受信信号のサンプリング周波数を低くする演
算器と、サンプリングし直された信号における周波数変
調を復調して狭パルスを発生するパルス圧縮器と、パル
ス圧縮後の信号における自機の移動により生じる目標ま
での距離の変化を補正する演算器と、受信信号のデータ
を一時的に蓄積しておくバッファメモリと、バッファメ
モリから読み出された受信信号の高速フーリエ変換を行
う演算器と、自機の移動及び動揺を感知する慣性基準装
置と、慣性基準装置から出力される自機の移動及び動揺
データによりアジマス圧縮するための参照関数を作成す
る演算器と、高速フーリエ変換された結果と参照関数と
を複素乗算する演算器と、複素乗算された結果に対して
逆高速フーリエ変換を行う演算器と、逆高速フーリエ変
換された信号の振幅検出を行い画像を作成する検波器
と、振幅検出された画像のスペックル雑音を低減するた
めのマルチルック処理を行う演算器と、受信機から出力
された信号の帯域制限を行う演算器と、帯域制限後の信
号を復調し狭パルスを発生するパルス圧縮器と、パルス
圧縮後の信号におけるクラッタの信号を低減し移動目標
の信号だけを抽出する演算器と、クラッタ抑圧した信号
のドップラ周波数を分析する演算器と、周波数分析後の
信号の振幅を検出する検波器と、振幅検出した信号から
一定誤警報確率により目標を検出する目標検出器と、検
出した目標のΣ信号及びΔ信号を用い目標の角度を検出
する演算器と、検出された角度をもとに合成開口レーダ
画像における移動目標の位置を算出する演算器と、マル
チルック処理した合成開口レーダ画像上に移動目標のシ
ンボルを重ね合わせる演算器と、検出された目標の移動
によって生じる目標までの距離変化を周波数分析結果を
用いて補正する演算器と、目標の移動によって生じるド
ップラ周波数の変化を補正するための演算器と、目標の
周波数を分析し目標の回転によるドップラ周波数の差を
得るための演算器と、出力された信号の振幅を検出し移
動目標の逆合成開口レーダ画像を作成する検波器と、逆
合成開口レーダ画像の各点の角度をモノパルスにより検
出する角度検出器と、得られた各点の角度をもとに逆合
成開口レーダ画像のクロスレンジ方向の座標をドップラ
周波数から距離に変換する座標変換器とを備えたことを
特徴とする航空機搭載用レーダ装置。
【請求項４】一定の周波数の連続波を発生する励振器
と、周波数変調を施した送信パルス信号を一定のパルス
繰り返し周波数で発生する送信機と、送信パルス信号を
目標に向けて放射するとともに目標からの反射信号を受
信する２つのアンテナと、送信と受信の切り換えを行う
送受信切換器と、受信信号を増幅及び位相検波してビデ
オ信号を得る受信機と、受信信号のサンプリング周波数
を低くする演算器と、サンプリングし直された信号にお
ける周波数変調を復調して狭パルスを発生するパルス圧
縮器と、パルス圧縮後の信号における自機の移動により
生じる目標までの距離の変化を補正する演算器と、受信
信号のデータを一時的に蓄積しておくバッファメモリ
と、バッファメモリから読み出された受信信号に対して
高速フーリエ変換を行う演算器と、自機の移動及び動揺
を感知する慣性基準装置と、慣性基準装置から出力され
る自機の移動及び動揺データによりアジマス圧縮するた
めの参照関数を作成する演算器と、高速フーリエ変換さ
れた結果と参照関数とを複素乗算する演算器と、複素乗
算された結果に対して逆高速フーリエ変換を行う演算器
と、逆高速フーリエ変換された信号の振幅検出を行い画
像を作成する検波器と、振幅検出された画像のスペック
ル雑音を低減するためのマルチルック処理を行う演算器
と、受信機から出力された信号の帯域制限を行う演算器
と、帯域制限後の信号を復調し狭パルスを発生するパル
ス圧縮器と、パルス圧縮後の信号におけるクラッタの信
号を低減し移動目標の信号だけを抽出する演算器と、ク
ラッタ抑圧した信号のドップラ周波数を分析する演算器
と、周波数分析後の信号の振幅を検出する検波器と、振
幅検出した信号から一定誤警報確率により目標を検出す
る目標検出器と、検出した目標の２つの信号を用い目標
の角度を検出する演算器と、検出された角度をもとに合
成開口レーダ画像における移動目標の位置を算出する演
算器と、マルチルック処理した合成開口レーダ画像上に
移動目標のシンボルを重ね合わせる演算器と、検出され
た目標の移動によって生じる目標までの距離変化を周波
数分析結果を用いて補正する演算器と、目標の移動によ
って生じるドップラ周波数の変化を補正するための演算
器と、目標の周波数を分析し目標の回転によるドップラ
周波数の差を得るための演算器と、出力された信号の振
幅を検出し移動目標の逆合成開口レーダ画像を作成する
検波器と、逆合成開口レーダ画像の各点の角度を２つの
アンテナから得られた逆合成開口レーダ画像の位相差に
より検出する角度検出器と、得られた各点の角度をもと
に逆合成開口レーダ画像のドップラ周波数で表されるク
ロスレンジ方向の座標を距離に変換する座標変換器とを
備えたことを特徴とする航空機搭載用レーダ装置。
【請求項５】移動目標検出のため送信信号のパルス繰
り返し周波数を２０００Ｈｚ以上、合成開口レーダ画像
化信号処理におけるサンプリング周波数を２６０〜３８
０Ｈｚとし、１．５ｍ〜２ｍの長さのアンテナを用いた
Ｘ帯の周波数の請求項１〜４のいずれかに記載の航空機
搭載用レーダ装置。
【請求項６】アンテナを航空機の下部又は上部に横向
きに取り付けたもので、アンテナボアサイト方向から自
機の機体の最短距離にあるエッジに対する角度がビーム
幅の１／２以上になるように取り付けた請求項１〜５の
いずれかに記載の航空機搭載用レーダ装置。