(57)【要約】【課題】合成開口レーダシステムにおいて、高性能化に必要なアンテナ開口数増加に伴うデータ量増加を抑制することを目的とする。【解決手段】複数のアンテナ開口を有する合成開口レーダシステムにおいて、レンジフーリエ変換部４０は、複数のアンテナ開口により受信された複数の受信信号３２の各々をレンジフーリエ変換することにより周波数領域に変換し、複数の変換受信信号６１として出力する。符号変調部４１は、複数の変換受信信号６１の各々に、互いに直交性を有する複数の符号変調コード３３２の各々を乗算し、複数の変調受信信号６２として出力する。多重化部４３は、複数の変調受信信号６２を多重化し、多重化信号３４としてデータ記録部１５０に記録する。【選択図】図２
2020201133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ開口により受信された複数の受信信号の各々をレンジフーリエ変換することにより周波数領域に変換し、複数の変換受信信号として出力するレンジフーリエ変換部と、
前記複数の変換受信信号の各々に、互いに直交性を有する複数の符号変調コードの各々を乗算し、複数の変調受信信号として出力する符号変調部と、
前記複数の変調受信信号を多重化し、多重化信号としてデータ記録部に記録する多重化部と
を備えた合成開口レーダシステム。
【請求項２】
前記合成開口レーダシステムは、
前記多重化信号を復調し、復調多重化信号として出力する復調器と、
前記復調多重化信号に、各々が前記複数の符号変調コードの各々と複素共役関係にある複数の符号復調コードの各々を乗算して得られた複数のスペクトラムから成る画像スペクトラムを出力する符号復調部と、
前記画像スペクトラムを用いて、画像を再生する画像再生部と
を備えた請求項１に記載の合成開口レーダシステム。
【請求項３】
前記符号変調部は、
前記複数の変換受信信号の各々に、チャープレートを打ち消すデチャープ処理を実施するための参照信号を乗算するとともに前記複数の符号変調コードの各々を乗算し、互いに異なるチャープレートを有する前記複数の変調受信信号を出力する請求項１または請求項２に記載の合成開口レーダシステム。
【請求項４】
前記符号変調部は、
前記複数の受信信号に対応する複数の送信信号の各々と複素共役関係にある前記参照信号を、前記複数の変換受信信号の各々に乗算する請求項３に記載の合成開口レーダシステム。
【請求項５】
合成開口レーダシステムの合成開口レーダ方法において、
レンジフーリエ変換部が、複数のアンテナ開口により受信された複数の受信信号の各々をレンジフーリエ変換することにより周波数領域に変換し、複数の変換受信信号として出力し、
符号変調部が、前記複数の変換受信信号の各々に、互いに直交性を有する複数の符号変調コードの各々を乗算し、複数の変調受信信号として出力し、
多重化部が、前記複数の変調受信信号を多重化し、多重化信号としてデータ記録部に記録する合成開口レーダ方法。
【請求項６】
合成開口レーダシステムの合成開口レーダプログラムにおいて、
複数のアンテナ開口により受信された複数の受信信号の各々をレンジフーリエ変換することにより周波数領域に変換し、複数の変換受信信号として出力するレンジフーリエ変換処理と、
前記複数の変換受信信号の各々に、互いに直交性を有する複数の符号変調コードの各々を乗算し、複数の変調受信信号として出力する符号変調処理と、
前記複数の変調受信信号を多重化し、多重化信号としてデータ記録部に記録する多重化処理と
をコンピュータに実行させる合成開口レーダプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成開口レーダシステム、合成開口レーダ方法、および合成開口レーダプログラムに関する。特に、アンテナ開口面制御により複数の送受信ビームを形成し、高い分解能と広い観測幅を実現する合成開口レーダシステム、合成開口レーダ方法、および合成開口レーダプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
合成開口レーダは、ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ  Ｒａｄａｒ）と称される。以下において、合成開口レーダをＳＡＲと称して説明する場合がある。ＳＡＲは人工衛星あるいは航空機といった飛翔体に搭載される。ＳＡＲは、雲あるいは霧を貫通し昼夜を問わず地表を観測可能なセンサである。ＳＡＲに関する主要なパラメータとして、アジマス分解能およびレンジ観測幅がある。ＳＡＲの撮像原理からこれらのパラメータは相反関係にある。しかし、アンテナの開口を分割し、分割した開口毎に受信データを処理するマルチビームＳＡＲ方式により、アジマス分解能の向上とレンジ観測幅の拡大の両立が可能となっている。
高いアジマス分解能と広いレンジ観測幅を実現するマルチビームＳＡＲ方式は周知の技術であり、以下の非特許文献１および非特許文献２に示されている。
【０００３】
マルチビームＳＡＲ方式を採用したＳＡＲシステムでは、広域化および高分解能化を実現できる。しかし、アンテナ開口毎にデータを記録する必要があるため、ＳＡＲシステムとして記録するデータ量が増大する。データ量の増加に伴い、データ記録部の数または容量の増加が必要であり、システムリソースおよびコストの面で課題がある。そのため、マルチビームＳＡＲ方式におけるデータ量を削減するために様々な方法が検討されている。非特許文献３ではオンボード量子化を用いたマルチビームＳＡＲ方式の効率化方法が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｎ．Ｇｅｂｅｒｔ  ａｎｄ  Ｇ．Ｋｒｉｅｇｅｒ，“Ａｚｉｍｕｔｈ  Ｐｈａｓｅ  Ｃｅｎｔｅｒ  Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ  ｏｎ  Ｔｒａｎｓｍｉｔ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ−Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｗｉｄｅ−Ｓｗａｔｈ  ＳＡＲ  Ｉｍａｇｉｎｇ，”ｉｎ  ＩＥＥＥ  Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｒｅｍｏｔｅ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．６，ｎｏ．４，ｐｐ．７８２−７８６，Ｏｃｔ．２００９．
【非特許文献２】Ｑｉｓｏｎｇ  Ｗｕ，Ｍｅｎｇｄａｏ  Ｘｉｎｇ，Ｚｈｅｎｇ  Ｂａｏ  ａｎｄ  Ｈｏｎｇｚｈｕ  Ｓｈｉ，“Ｗｉｄｅ  ｓｗａｔｈ，ｈｉｇｈ  ｒａｎｇｅ  ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ＭＩＭＯ−ＳＡＲ，”２００９  ＩＥＴ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｒａｄａｒ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｇｕｉｌｉｎ，２００９，ｐｐ．１−６．
【非特許文献３】Ｍ．Ｍａｒｔｏｎｅ，ｅｔ  ａｌ．，“Ａｎ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｏｎｂｏａｒｄ  Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｔｒａｔｅｇｙ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉ−Ｃｈａｎｎｅｌ  ＳＡＲ  Ｓｙｓｔｅｍｓ”，ＥＵＳＡＲ２０１８，ｐｐ．５７２−５７７，Ｊｕｎｅ  ６，２０１８．
【非特許文献４】大内和夫，リモートセンシングのための合成開口レーダの基礎（第２版改訂版），東京電機大学出版局，２００９．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献３の効率化方法は、ドップラー帯域上で量子化誤差が一様に分布しており、なおかつ、量子化誤差が比較的大きい時のみ有効である。実際のＳＡＲの観測データではこのような条件を満たさないため、非特許文献３の効率化方法を実際のＳＡＲの観測データで使用するのは困難である。
【０００６】
本発明は、マルチビームＳＡＲ方式において、高性能化に必要なアンテナ開口数増加に伴うデータ量増加を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る合成開口レーダシステムは、
複数のアンテナ開口により受信された複数の受信信号の各々をレンジフーリエ変換し、複数の変換受信信号として出力するレンジフーリエ変換部と、
前記複数の変換受信信号の各々に、互いに直交性を有する複数の符号変調コードの各々を乗算し、複数の変調受信信号として出力する符号変調部と、
前記複数の変調受信信号を多重化し、多重化信号としてデータ記録部に記録する多重化部とを備えた。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る合成開口レーダシステムでは、複数のアンテナ開口から取得した受信信号に対して、符号変調部が符号変調処理を実施した後に多重化することでデータ量を削減する。よって、本発明に係る合成開口レーダシステムよれば、高性能化に必要なアンテナ開口数を増加した場合でもハードウェアリソースの増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る合成開口レーダシステムを示す構成図。
【図２】実施の形態１に係る合成開口レーダシステムの信号処理部の構成図。
【図３】実施の形態１に係る合成開口レーダシステムの信号復調部の構成図。
【図４】実施の形態１の変形例に係る合成開口レーダシステムのハードウェア構成例。
【図５】実施の形態１に係るレンジフーリエ変換処理、デチャープ処理、符号変調処理、多重化処理、および符号復調処理を実施した際の概念図。
【図６】実施の形態１に係る合成開口レーダシステムの動作を示すフロー図。
【図７】実施の形態１の変形例に係る合成開口レーダシステムを示す構成図。
【図８】実施の形態１の変形例に係る信号処理部を示す構成図。
【図９】実施の形態１の変形例に係る合成開口レーダシステムを示すハードウェア構成例。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。
【００１１】
実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１は、本実施の形態に係る合成開口レーダシステム１００を示す構成図である。以下では、合成開口レーダシステム１００をＳＡＲシステムと称する場合がある。
合成開口レーダシステム１００は、パルス信号を繰り返し観測領域に照射し、観測対象２００によって反射された反射波を受信し、その受信信号を用いてＳＡＲ画像を再生する装置である。
【００１２】
図２は、本実施の形態に係る合成開口レーダシステム１００の信号処理部１４０の構成図である。
図３は、本実施の形態に係る合成開口レーダシステム１００の信号復調部１０２の構成図である。
信号処理部１４０は、複数のアンテナ開口から受信した複数の受信信号３２の各々に、互いに直交性を持つ複数の符号変調コード３３２の各々を乗算し、複数の受信信号３２を多重化する。受信信号３２は、受信部１３０においてデジタル化されたデジタル受信信号である。多重化された信号は多重化信号３４である。
信号復調部１０２は、信号処理部１４０にて多重化された多重化信号３４に符号復調コード２２１を乗算し、画像スペクトラム３６を生成する。
本実施の形態では、アンテナ開口の数がＮであるとする。Ｎは自然数である。すなわち、送受信アンテナ１２０は、アンテナ開口１からアンテナ開口ＮのＮ個のアンテナ開口を有する。
【００１３】
励振部１０７は、パルス信号３１を生成し、一定の時間間隔で送信部１０８および受信部１３０に出力する。励振部１０７によって生成されるパルス信号３１はチャープ信号である。チャープ信号は、時間とともに周波数の変化率が変化する信号である。チャープ信号の周波数の変化率を、チャープレートと称する。
励振部１０７で生成されるパルス信号３１のパルス幅、帯域幅、チャープレートおよびパルス間の時間間隔は、制御部１０６から出力される制御信号３０によって決定される。
送信部１０８は励振部１０７から出力されたパルス信号３１の信号レベルを所望の信号レベルまで増幅し、送受切換器１０９に出力する。送受切換器１０９は、送受切換器ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）のＮ個の送受切換器を備える。
【００１４】
送受切換器ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は送受信アンテナの送信状態と受信状態を切り換える。送信状態では、送受切換器ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は送信部１０８からの信号を送受信アンテナ１２０のアンテナ開口ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）に出力する。受信状態では、送受切換器ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は送受信アンテナ１２０のアンテナ開口ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）で受信した反射波の信号を受信部１３０の受信部ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）に出力する。
【００１５】
送受信アンテナ１２０はアジマス方向に分割したアンテナ開口ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を備える。送受信アンテナ１２０は、送受切換器ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）から出力されたパルス信号を観測領域に向けて照射し、観測対象２００によって反射されたパルス信号の一部をＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号として受信する。送受信アンテナ１２０はＲＦ信号を送受切換器ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）に出力する。図１では一つの送受信アンテナ１２０が送信機能および受信機能を備えている。しかし、送受信アンテナは複数存在してもよく、送信アンテナと受信アンテナが別々に分かれていてもよい。
【００１６】
受信部ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は、送受切換器ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）から出力されたＲＦ信号をベースバンド信号に変換する。そして、受信部ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器によってベースバンド信号をデジタル受信信号、すなわち受信信号３２に変換する。受信部ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は、受信信号３２を信号処理部１４０に出力する。また、受信部ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は、励振部１０７から出力されたパルス信号３１をＡ／Ｄ変換器によってデジタル送信信号、すなわち送信信号３３に変換し、信号処理部１４０に出力する。
【００１７】
信号処理部１４０は、受信部ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）が出力した受信信号３２および送信信号３３を周波数領域に変換する。また、信号処理部１４０は、送信信号３３を参照信号３３１に変換する。信号処理部１４０は、周波数領域で受信信号３２に、参照信号３３１および符号変調コード３３２を乗算する符号変調処理を実施する。そして、信号処理部１４０は、Ｎ個の受信信号３２に対して多重化処理を実施することで多重化信号３４を生成する。信号処理部１４０は、多重化信号３４をデータ記録部１５０に出力する。
【００１８】
データ記録部１５０は、信号処理部１４０が出力した多重化信号３４を記録し、所望の時刻に多重化信号３４をデータ転送部１０１に出力する。
データ転送部１０１は、多重化信号３４を無線周波数信号３５にマッピングし、信号復調部１０２に出力する。
【００１９】
信号復調部１０２は、データ転送部１０１が出力した無線周波数信号３５から多重化信号３４を復調し、復調多重化信号６３とする。信号復調部１０２は、復調された多重化信号３４、すなわち復調多重化信号６３に符号復調コード２２１を乗算する符号復調処理を実施する。信号復調部１０２は、各アンテナ開口で受信したＮ個の受信信号に対応する画像スペクトラム３６を生成する。そして、信号復調部１０２は、画像スペクトラム３６を画像再生部１０３に出力する。
【００２０】
画像再生部１０３は、信号復調部１０２が出力した画像スペクトラム３６を用いてＳＡＲ画像３７を再生する処理を実施する。
【００２１】
表示器１０４は、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）といったプロセッサを備えている。表示器１０４は、画像再生部１０３により再生されたＳＡＲ画像３７をディスプレイに表示する。
【００２２】
制御部１０６は、送受信アンテナ１２０が送受を切り替えるタイミング、および、励振部１０７がパルス信号３１を生成するタイミングを制御する回路である。
【００２３】
＜信号処理部１４０の詳細説明＞
図２に示す信号処理部１４０のレンジフーリエ変換部ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は、受信部ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）から出力された受信信号３２、および送信信号３３を周波数領域に変換する。
信号処理部１４０の記録装置４２は、レンジフーリエ変換部ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）から出力された送信信号３３から、周波数空間上で送信信号３３の複素共役関係にある参照信号３３１を生成し、保持する。また、記録装置４２は、互いに直交性を持つ符号変調コードＣｎｍ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を記録している。すなわち、ｎ個の符号変調コードＣｎｍは互いに直交性を持つ。記録装置４２は、符号変調コードＣｎｍ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を符号変調部４１に出力する。
【００２４】
符号変調部４１の符号変調乗算器ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は、レンジフーリエ変化部ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）が出力した受信信号３２ごとに、参照信号３３１および符号変調コードＣｎｍ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を乗算することで、互いに直交性を持ったデジタル受信信号に変換する。すなわち、ｎ個の受信信号にそれぞれ符号変調コードＣｎｍ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を乗算することで得られるｎ個のデジタル受信信号は、互いに直交性を持つ。具体的には、１個目のデジタル受信信号と２個目のデジタル受信信号は直交性を有する。ここで、直交性を持つとは、２つの関数、すなわち信号が合成および分離できる数学的性質を持つことをいう。
【００２５】
図２では、符号変調コードＣｎｍ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）の乗算を並列に実施している。しかし、レンジフーリエ変化部ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）が出力した受信信号３２に対して符号変調コードＣｎｍ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を順番に乗算してもよい。このとき、符号変調乗算器は一つでよい。記録装置４２が、レンジフーリエ変換部ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）から出力された受信信号３２を保持し、参照信号３３１および符号変調コードＣｎｍ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）と共に受信信号３２を符号変調乗算器に出力する。
【００２６】
また、図２では記録装置４２が符号変調コードＣｎｍ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を保持する例を示している。しかし、符号変調乗算器で受信信号３２に符号変調コードを乗算する都度、符号変調コードを算出してもよい。
図２では、記録装置４２に保持されている参照信号３３１は、毎観測ごとにレンジフーリエ変換部ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）が出力する送信信号３３から算出される。しかし、励振部１０７が生成する全パルス信号に対応する参照信号３３１を保存し、生成されたパルス信号に応じた参照信号３３１を符号変調乗算器に出力してもよい。このとき、図１の励振部１０７は受信部１３０にパルス信号３１を送信しない。
また、ここでは参照信号３３１を受信信号３２に乗算することを想定しているが、これに限るものではなく、受信信号３２に参照信号３３１を乗算しなくてもよい。このとき、図１の励振部１０７は受信部１３０にパルス信号３１を送信せず、信号処理部１４０の記録装置４２には参照信号３３１が記録されない。
【００２７】
信号処理部１４０の多重化部４３は、具体的には周知のマルチプレクサ回路を搭載しており、符号変調部４１が出力したＮ個の受信信号３２を周波数空間上で１つの多重化信号３４に合成する。
【００２８】
図３の信号復調部１０２の復調器２０１は、データ転送部１０１から出力された無線周波数信号３５から多重化信号３４を復調し、復調多重化信号６３として符号復調部２０２の符号変調器ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）に出力する。
信号復調部１０２の記録装置２０３は、無線周波数信号３５に対応する符号復調コード２２１を記録しており、符号復調部２０２の符号復調乗算器ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）に出力する。
【００２９】
信号復調乗算器ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は周波数空間上で多重化信号３４に符号復調コードｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を乗算し、画像スペクトラム３６を生成する。
図３では、符号復調コードの乗算を並列に実施しているが、復調器２０１が出力した多重化信号３４に対して符号復調コードＣｎｄ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を順番に乗算してもよい。このとき、符号復調乗算器は一つでよく、記録装置２０３が、復調器２０１から出力された多重化信号３４を保持し、符号復調コードＣｎｄ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）と共に多重化信号３４を符号変調乗算器に出力する。
【００３０】
図３では記録装置２０３が符号復調コードＣｎｄ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を記録しており、符号復調乗算器に出力する。しかし、記録装置２０３が符号変調コードＣｎｍ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を保持し、多重化信号に符号復調コードを乗算する際に符号復調コードを算出してもよい。
【００３１】
図４は、本実施の形態に係る合成開口レーダシステム１００に用いられるコンピュータのハードウェア構成例を示す図である。
合成開口レーダシステム１００は、具体例として、電子回路９０９、メモリ９２１、および通信装置９５０を備える。
【００３２】
信号処理部１４０の構成要素であるレンジフーリエ変換部４０と符号変調部４１と多重化部４３と記録装置４２のそれぞれは、専用のハードウェアである電子回路９０９によって実現される。電子回路９０９は、具体的には、レンジフーリエ変換回路と符号変調回路と多重化回路と記録装置回路である。また、信号復調部１０２の構成要素である復調器２０１と符号復調部２０２と記録装置２０３のそれぞれは専用のハードウェアである電子回路９０９によって実現される。電子回路９０９は、具体的には、復調回路と符号復調回路と記録装置回路である。
【００３３】
ここで、レンジフーリエ変換回路、符号変調回路、多重化回路、記録装置回路、復調回路、符号変調回路は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものが該当する。ＡＳＩＣは、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔの略語である。ＦＰＧＡは、Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙの略語である。
【００３４】
なお、信号処理部１４０および信号復調部１０２の構成要素は、専用のハードウェアで実現されるものに限るものではない。信号処理部１４０および信号復調部１０２の構成要素は、ソフトウェア、ファームウェア、または、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現されるものであってもよい。ソフトウェアあるいはファームウェアはプログラムとしてコンピュータのメモリに格納される。コンピュータはプログラムを実行するハードウェアであり、具体的には、ＣＰＵ、中央処理装置、演算装置、およびマイクロコンピュータといったハードウェアが該当する。ＣＰＵは、Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔの略語である。
【００３５】
コンピュータのメモリ９２１は、具体的には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭといった不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、あるいはコンパクトディスクといった記憶機器が該当する。ＲＡＭは、Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙの略語である。ＲＯＭは、Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙの略語である。ＥＥＰＲＯＭは、Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙの略語である。
【００３６】
コンピュータの通信装置９５０は、レシーバとトランスミッタを有する。通信装置９５０は、無線で、ＬＡＮ、インターネット、あるいは電話回線といった通信網に接続している。通信装置９５０は、具体的には、通信チップまたはＮＩＣである。ＬＡＮは、Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋの略語である。ＮＩＣは、Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃａｒｄの略語である。
【００３７】
図５は、本実施の形態に係るレンジフーリエ変換処理、デチャープ処理、符号変調処理、多重化処理、および符号復調処理を実施した際の概念図である。
図５を参照しながら、レンジフーリエ変換処理、デチャープ処理、符号変調処理、多重化処理、および符号復調処理によるデータ量削減の原理を説明する。図５の例では受信信号に参照信号を乗算するデチャープ処理を実施している。しかし、デチャープ処理を実施せず受信信号に符号変調処理を実施してもよい。このとき、符号復調処理で用いる符号復調コードＣｎｄ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）が、符号変調コードＣｎｍ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）に送信信号の複素共役を乗算した結果の複素共役となる。
【００３８】
時間をτとし、チャープレートをＫとした場合、合成開口レーダシステム１００が送信する送信波Ｅｔ（τ）は数１のように表される。
【数１】
2020201133.tif 000003
【００３９】
合成開口レーダシステムが受信する受信波Ｅｒ（τ）は送信波Ｅｔ（τ）と同一の波形で表すことができ、ｎ番目のアンテナ開口から得られた受信信号の一つは数２で表わされる。
【数２】
2020201133.tif 000004
【００４０】
送信波と受信波は同一の波形で表わされるため、送信波の複素共役Ｓｔ＊（τ）は受信波の複素共役となる。送信波の複素共役Ｅｔ＊（τ）は数３で表わされる。
【数３】
2020201133.tif 000005
この送信波の複素共役Ｅｔ＊（τ）が上述の参照信号３３１となる。参照信号３３１は受信波と逆のチャープレートを示す。送信波の複素共役Ｅｔ＊（τ）と受信波のフーリエ変換の積を取ることで、受信波のチャープレートは打ち消される。このチャープレートの打消しはデチャープ処理と呼ばれる。デチャープ後の受信信号Ｓｄｅｃｈｉｒｐ（ｆ）は数４のように求められる。ここでＦはフーリエ変換を示し、ｆは周波数空間上であることを示す。
【数４】
2020201133.tif 000006
デチャープされた受信信号に対して、あるチャープレートＫｎを持つ信号Ｃｎｍ（ｆ）を周波数空間上で乗算することで、数５のように受信信号のチャープレートをチャープレートＫｎに変更することができる。
【数５】
2020201133.tif 000007
ここで互いに異なるチャープレートを持ち、高い直交性を示す信号を符号変調コードと呼ぶ。互いに高い直交性を持つ２つの符号変調コードの一例を数６に示す。ここで、τ０は受信信号のパルス幅である。また、Ｋ１，Ｋ２は同じ符号を持つチャープレートとする。そして、Ｆ−１は逆フーリエ変換である。
【数６】
2020201133.tif 000008
ここで示した符号変調コードは一例であり、符号変調コードＣｎｍ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）の形式は互いに直交性を持っている形式であればよい。具体的には、線形、非線形、あるいは多項式でもよい。
【００４１】
図５に示すようにアンテナ開口ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）から出力された受信信号にデチャープ処理を実施し、各受信信号に符号変調コードを周波数空間上で乗算することで、互いに異なるチャープレートを持つＮ個の受信信号が生成される。この符号変調コードの乗算処理を符号変調処理とする。
【００４２】
符号変調処理後のＮ個の受信信号は、互いに直交性を持ち、合成することができる。受信信号を合成する処理を多重化処理と称する。
符号変調処理後の受信信号ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）をＳｍｏｄ＿ｎ（ｆ）と表すと、多重化処理後の受信信号Ｓｍｕｌｔｉ（ｆ）は数７のように表される。
【数７】
2020201133.tif 000009
ここで、Ｓｍｏｄ＿ｎ（ｆ）とＳｍｕｌｔｉ（ｆ）のデータ量は同一であるため、多重化処理後の受信信号Ｓｍｕｌｔｉ（ｆ）は多重化処理前のＮ個の受信信号に対して１／Ｎのデータ量となる。
【００４３】
無線通信分野でのマルチプルアクセス技術の一つに符号分割多次元方式がある。符号分割多次元方式は一つの周波数を用いて、信号ごとに異なるスペクトル拡散符号を割り当てて通信を行う方式である。しかし、符号分割多次元方式では送信信号が拡散符号を用いて変調信号の周波数帯域よりも広帯域に拡散されるため、本方式とは異なる。
【００４４】
ＳＡＲ画像を再生するためには、多重化処理後の受信信号Ｓｍｕｌｔｉ（ｆ）から、多重化処理前のＮ個の受信信号から得られる画像スペクトラムを生成する必要がある。この画像スペクトラムの生成のため、マッチトフィルタが用いられる。マッチトフィルタ処理では互いに高い相関性を示す信号を周波数空間上で乗算する。これにより、信号に不要な信号成分が合成されていても所望の信号を抽出することが可能となる。合成開口レーダで用いられるマッチトフィルタ処理の例が非特許文献４に開示されている。
【００４５】
符号復調処理では、多重化処理後の受信信号Ｓｍｕｌｔｉ（ｆ）に対して、符号変調コードＣｎｍ（ｆ）と複素共役関係にある符号復調信号Ｃｎｄ（ｆ）を周波数領域で乗算する。この乗算によるマッチトフィルタリング処理により、符号変調コードＣｎｍ（ｆ）と同じチャープレートＫｎの信号のみが高い相関性を示し、画像スペクトラムが抽出される。画像スペクトラムが抽出される理由は、合成された信号に含まれるチャープレートの直交性が高いため、マッチトフィルタ処理により所望のチャープレートの信号のみに対して高い相関性が得られるためである。
【００４６】
多重化処理後の受信信号に対して、符号変調コードＣｎｍ（ｆ）（ｎ＝１，２，…，Ｎ）と複素共役の関係にある符号復調コードＣｎｄ（ｆ）（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を乗算することを、符号復調処理と称する。符号復調処理では、多重化処理後の受信信号内のＮ個の異なるチャープレートを持つ信号の画像スペクトラムの抽出が可能となる。この際に抽出される画像スペクトラムは数２の受信信号と、その受信信号の複素共役のフーリエ変換の積と同一となる。画像スペクトラムＧｎ（ｆ）は数８のように表される。
【数８】
2020201133.tif 000010
よって、抽出された画像スペクトラムは符号変調処理、多重化処理、および符号復調処理を実施しなかった場合と同様の信号であり、画像再生処理によって処理が可能である。
以上が符号変調処理、多重化処理、および符号復調処理によるデータ量削減の原理である。
【００４７】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図６は、本実施の形態に係る合成開口レーダ処理の動作を示す図である。
【００４８】
ステップＳ１０１において、制御部１０６は、励振部１０７に、制御部１０６内に保存されているパルス信号パラメータを制御信号３０により出力する。パルス信号パラメータは、具体的には、パルス幅、帯域幅、チャープレート、あるいはパルス間の時間間隔といったパラメータの組合せの一つである。
【００４９】
ステップＳ１０２において、励振部１０７は、制御信号３０を受け、その制御信号３０が示すパルス信号３１を繰り返し生成する。そして、励振部１０７は、パルス信号３１を増幅部である送信部１０８に出力する。励振部１０７は、生成した全パルス信号の内、一部またはすべてを受信部１３０に出力する。なお、ここでは受信部１３０にパルス信号３１を出力するタイミングは、受信部１３０がパルス信号３１を送信部１０８に出力する前を想定しているが、これに限るものではない。励振部１０７は、送信部１０８と受信部１３０に同時にパルス信号を送信しても良く、全パルス信号を送信部１０８に出力した後に受信部１３０にパルス信号３１を送信してもよい。
【００５０】
ステップＳ１０３において、送信部１０８は、励振部１０７からパルス信号３１を受けると、そのパルス信号３１の信号レベルを所望の信号レベルまで増幅し、増幅されたパルス信号を送受切換器ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）に出力する。
送受切換器ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は、送信部１０８から増幅されたパルス信号を受けると、そのパルス信号を送受信アンテナ１２０のアンテナ開口ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）に出力する。
【００５１】
ステップＳ１０４において、送受信アンテナ１２０は送受切換器ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）から受けたパルス信号を観測領域に向けて照射する。照射されたパルス信号は、具体的には地表面に散乱され、散乱波の一部はパルス信号の反射波として送受信アンテナ１２０に戻ってくる。送受信アンテナ１２０のアンテナ開口ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は反射波をＲＦ信号として受信し、送受切換器ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）に出力する。
【００５２】
ステップＳ１０５において、送受切換器ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は、送受信アンテナ１２０からＲＦ信号を受けると、そのＲＦ信号を受信部ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）に出力する。
【００５３】
ステップＳ１０６において、受信部ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は、送受切換器ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）からＲＦ信号を受けると、ＲＦ信号の周波数を変更し、ベースバンド信号に変換する。受信部ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は、ベースバンド信号を所定のサンプリングレートでアナログ信号からデジタル信号に変換し、受信信号３２とする。そして、受信部ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は、受信信号３２を信号処理部１４０に出力する。また、受信部ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は励振部１０７から受けたパルス信号３１をデジタル信号に変換し、送信信号３３とする。そして、受信部ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は、送信信号３３を信号処理部１４０に出力する。
【００５４】
ステップＳ１０７において、信号処理部１４０のレンジフーリエ変換部４０は、複数のアンテナ開口ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）により受信された複数の受信信号３２の各々をレンジフーリエ変換することにより周波数領域に変換し、複数の変換受信信号６１として出力する。
信号処理部１４０の符号変調部４１は、複数の変換受信信号６１の各々に、互いに直交性を有する複数の符号変調コード３３２の各々を乗算し、複数の変調受信信号６２として出力する。なお、符号変調部４１は、複数の変換受信信号６１の各々に、チャープレートを打ち消すデチャープ処理を実施するための参照信号３３１を乗算するとともに複数の符号変調コード３３２の各々を乗算し、互いに異なるチャープレートを有する複数の変調受信信号６２を出力する。参照信号３３１は、複数の受信信号３２に対応する複数の送信信号３３の各々と複素共役関係にある信号である。
多重化部４３は、複数の変調受信信号６２を多重化し、多重化信号３４としてデータ記録部１５０に記録する。
【００５５】
レンジフーリエ変換部４０は、受信部ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）が出力した受信信号ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）および送信信号ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を周波数領域に変換する。その内、送信信号ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を記録装置４２に記録する。記録装置４２は送信信号ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を参照信号ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）に変換する。符号変調部４１の符号変調乗算器ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は周波数領域の受信信号ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）に記録装置４２に記録されている参照信号ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）および符号変調コードＣｎｍ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を周波数空間上で乗算する。この乗算により、符号変調処理後の受信信号ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を合成し、多重化信号３４が生成される。信号処理部１４０の多重化部４３は、多重化信号３４をデータ記録部１５０に出力する。
【００５６】
ここで、信号処理部１４０の処理内容を具体的に説明する。
信号処理部１４０は、受信部ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）が出力した受信信号３２および送信信号３３をレンジフーリエ変換部４０でレンジ方向にフーリエ変換し、フーリエ変換後の受信信号３２を符号変調部４１に出力する。
本実施の形態では、送信信号３３と複素共役関係にある参照信号３３１およびＮ個の符号変調コードＣｎｍ（ｎ＝１，２，．．，Ｎ）を記録装置４２に保持しているとする。したがって、レンジフーリエ変換部４０は受信部１３０から受けた送信信号３３をレンジ方向にフーリエ変換し、記録装置４２に出力する。
記録装置４２はレンジフーリエ変換後のデジタル送信信号の複素共役関係にある参照信号３３１を生成し、保持する。
【００５７】
記録装置４２は、参照信号および符号変調コードＣｎｍ（ｎ＝１，２，．．，Ｎ）を符号変調部４１に出力する。符号変調部４１は、具体的には、受信部１から出力される信号に対して、符号変調乗算器１を用いて、参照信号、符号変調コードＣ１ｍの順に乗算する。また、符号変調部４１は、受信部２から出力される信号に対して、符号変調乗算器２を用いて、参照信号、符号変調コードＣ２ｍの順に乗算する。そして、符号変調部４１は、受信部Ｎからの受信信号から出力される信号に対して、符号変調乗算器Ｎを用いて、参照信号、符号変調コードＣＮｍの順に乗算する。符号変調部４１は、符号変調処理後の受信信号ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を多重化部４３に出力する。
多重化部４３は、符号変調処理後の受信信号ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）、すなわち変調受信信号６２を多重化し、多重化信号３４としてデータ記録部１５０に記録する。具体的には、多重化部４３は、符号変調部４１から受けた符号変調処理後の受信信号ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を周波数空間上で合成し、生成した多重化信号３４をデータ記録部１５０に出力する。
【００５８】
ステップＳ１０８において、データ記録部１５０は、多重化信号３４を受けると、その多重化信号３４を記録し、所望の時刻に多重化信号３４の一部、またはすべてをデータ転送部１０１に出力する。
【００５９】
ステップＳ１０９において、データ転送部１０１は、多重化信号３４を受け、その多重化信号３４を無線周波数信号にマッピングし、信号復調部１０２に向けて空間に照射する。
【００６０】
ステップＳ１１０において、信号復調部１０２の復調器２０１は、多重化信号３４を復調し、復調多重化信号６３として出力する。
また、信号復調部１０２の符号復調部２０２は、復調多重化信号６３に、各々が複数の符号変調コード３３２の各々と複素共役関係にある複数の符号復調コード２２１の各々を乗算して得られた複数のスペクトラムから成る画像スペクトラム３６を出力する。信号復調部１０２は、具体的には、多重化信号３４を受信し、多重化信号３４に対して、記録装置２０３に記録されている符号復調コードＣｎｄ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を乗算し、画像スペクトラムｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を画像再生部１０３に出力する。
【００６１】
ここで、信号復調部１０２の処理内容を具体的に説明する。
信号復調部１０２の復調器２０１は、データ転送部１０１から多重化信号３４がマッピングされた無線周波数信号を受け、多重化信号３４を復調する。そして、復調器２０１は、復調した多重化信号３４を符号復調部２０２に出力する。
記録装置２０３は、符号変調コードＣｎｍ（ｎ＝１，２，．．，Ｎ）と複素共役関係にある符号復調コードＣｎｄ（ｎ＝１，２，．．，Ｎ）を符号復調部２０２に出力する。符号復調部２０２は、具体的には、多重化信号３４に対して、符号復調乗算器１を用いて、符号復調コードＣ１ｄを周波数空間上で乗算する。また、符号復調部２０２は、多重化信号３４に対して、符号復調乗算器２を用いて、符号復調コードＣ２ｄを周波数空間上で乗算する。また、符号復調部２０２は、多重化信号３４に対して、符号復調乗算器Ｎを用いて、符号復調コードＣＮｄを周波数空間上で乗算する。符号復調部２０２の符号復調乗算器ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）は画像スペクトラムｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を生成し、その画像スペクトラムｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を画像再生部１０３に出力する。
【００６２】
ステップＳ１１１において、画像再生部１０３は、画像スペクトラム３６を用いて、画像を再生する。具体的には、画像再生部１０３は、信号復調部１０２から画像スペクトラムｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を受け、レンジ圧縮あるいはアジマス圧縮といった画像再生処理を実施することで、ＳＡＲ画像３７を再生する。
表示器１０４は、画像再生部１０３により再生されたＳＡＲ画像３７をディスプレイに表示する。
【００６３】
＊＊＊他の構成＊＊＊
＜変形例１＞
図７は、本実施の形態の変形例に係る合成開口レーダシステム１００を示す構成図である。また、図８は、本実施の形態の変形例に係る信号処理部１４０を示す構成図である。
本実施の形態のステップＳ１０２では、励振部１０７が受信部１３０にパルス信号３１を送信し、信号処理部１４０において参照信号３３１を生成することを想定している。しかし、上述したように参照信号３３１の生成を行わなくてもよい。参照信号３３１の生成を行わない場合、合成開口レーダシステム１００の構成図は図６に示す通りとなる。励振部１０７はパルス信号３１を受信部１３０に送信しない。そして、図７に示すように、参照信号を生成しない場合、送信信号は記録装置４２に送信されず、参照信号は生成されない。
【００６４】
＜変形例２＞
本実施の形態では、信号処理部１４０の構成要素であるレンジフーリエ変換部４０と符号変調部４１と多重化部４３と記録装置４２、および、信号復調部１０２の構成要素である復調器２０１と符号復調部２０２と記録装置２０３は専用の電子回路９０９によって実現されている。しかし、これらの機能要素は、ソフトウェアで実現されてもよい。
【００６５】
図９は、本実施の形態の変形例に係る合成開口レーダシステム１００を示すハードウェア構成例である。
合成開口レーダシステム１００は、コンピュータである。合成開口レーダシステム１００は、プロセッサ９１０を備えるとともに、メモリ９２１、補助記憶装置９２２、入力インタフェース９３０、出力インタフェース９４０、および通信装置９５０といった他のハードウェアを備える。プロセッサ９１０は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
【００６６】
合成開口レーダシステム１００は、機能要素として、上述した符号変調部４１と多重化部４３と記録装置４２と復調器２０１と符号復調部２０２と記録装置２０３を備える。これらの機能要素を合成開口レーダシステム１００の各機能要素と称する。
【００６７】
合成開口レーダシステム１００の各機能要素は、ソフトウェアにより実現される。なお、記録装置４２，２０３は、メモリ９２１に備えられていてもよい。
【００６８】
プロセッサ９１０は、合成開口レーダプログラムを実行する装置である。合成開口レーダプログラムは、合成開口レーダシステム１００の各機能要素の機能を実現するプログラムである。
プロセッサ９１０は、演算処理を行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。プロセッサ９１０の具体例は、ＣＰＵ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。
【００６９】
補助記憶装置９２２は、データを保管する記憶装置である。補助記憶装置９２２の具体例は、ＨＤＤである。また、補助記憶装置９２２は、ＳＤ（登録商標）メモリカード、ＣＦ、ＮＡＮＤフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤといった可搬の記憶媒体であってもよい。なお、ＨＤＤは、Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅの略語である。ＳＤ（登録商標）は、Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌの略語である。ＣＦは、ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ（登録商標）の略語である。ＤＶＤは、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋの略語である。
【００７０】
入力インタフェース９３０は、マウス、キーボード、あるいはタッチパネルといった入力装置と接続されるポートである。入力インタフェース９３０は、具体的には、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）端子である。なお、入力インタフェース９３０は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）と接続されるポートであってもよい。
出力インタフェース９４０は、ディスプレイといった出力機器のケーブルが接続されるポートである。出力インタフェース９４０は、具体的には、ＵＳＢ端子またはＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）端子である。ディスプレイは、具体的には、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）である。
【００７１】
メモリ９２１および通信装置９５０については、図４で説明したものと同様である。
【００７２】
合成開口レーダプログラムは、プロセッサ９１０に読み込まれ、プロセッサ９１０によって実行される。メモリ９２１には、合成開口レーダプログラムだけでなく、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）も記憶されている。プロセッサ９１０は、ＯＳを実行しながら、合成開口レーダプログラムを実行する。合成開口レーダプログラムおよびＯＳは、補助記憶装置９２２に記憶されていてもよい。補助記憶装置９２２に記憶されている合成開口レーダプログラムおよびＯＳは、メモリ９２１にロードされ、プロセッサ９１０によって実行される。なお、合成開口レーダプログラムの一部または全部がＯＳに組み込まれていてもよい。
【００７３】
合成開口レーダシステム１００は、プロセッサ９１０を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、合成開口レーダプログラムの実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ９１０と同じように、合成開口レーダプログラムを実行する装置である。
【００７４】
合成開口レーダプログラムにより利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値および変数値は、メモリ９２１、補助記憶装置９２２、または、プロセッサ９１０内のレジスタあるいはキャッシュメモリに記憶される。
【００７５】
合成開口レーダシステム１００の各機能要素の「部」あるいは「装置」を、「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えてもよい。また、符号変調処理と多重化処理と復調処理と符号復調処理と記録処理の「処理」を「プログラム」、「プログラムプロダクト」または「プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体」に読み替えてもよい。
【００７６】
合成開口レーダプログラムは、上記の各部の「部」を「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順あるいは各工程を、コンピュータに実行させる。また、合成開口レーダ方法は、上記の各部の「部」を「手順」に読み替えた各手順に相当する。
合成開口レーダプログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納されて提供されてもよい。また、合成開口レーダプログラムは、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
【００７７】
プロセッサと電子回路の各々は、プロセッシングサーキットリとも呼ばれる。つまり、合成開口レーダシステム１００の各機能要素の機能は、プロセッシングサーキットリにより実現される。
【００７８】
＊＊＊本実施の形態の効果の説明＊＊＊
マルチビームＳＡＲ方式を採用した合成開口レーダシステムでは、広域化および高分解能化を実現できる。しかし、受信開口毎にデータを記録する必要があるため、合成開口レーダシステムとして記録するデータ量が増大する。データ量の増加に伴い、データ記録部の容量、およびデータ転送速度の増加が必要であり、システムリソースおよびコストが増大する。観測性能を維持しつつ、システムリソースおよびコストの増大を防止するためには、データ量を削減する方式を検討する必要がある。
本実施の形態に係る合成開口レーダシステムでは、複数のアンテナ開口から取得した反射波の受信信号に対して、信号処理部が符号変調処理後に多重化することでデータ量を削減する。また、信号復調部が、多重化された受信信号に符号復調処理を実施しアンテナ開口数分の画像スペクトラムを生成する。よって、本実施の形態に係る合成開口レーダシステムよれば、アジマス分解能と観測幅を確保しつつハードウェアリソースの増加を抑えることが可能となる。
【００７９】
本実施の形態に係る合成開口レーダシステムでは、送受信アンテナのＮ個のアンテナ開口が受信した受信信号に対して信号処理部が周波数空間上のデジタル受信信号に変換し、符号変調処理後に多重化処理を実施することでデータ容量を削減する。そして、信号復調部が符号復調処理によりＮ個の受信信号に対応する画像スペクトルを生成することで、データ容量およびハードウェアの増加を抑えつつ高性能なＳＡＲ画像を再生することができる。
本実施の形態は、複数のアンテナ開口を搭載し、マルチビームＳＡＲ方式を用いて合成開口レーダ画像を再生する合成開口レーダシステムに適している。
【００８０】
以上の実施の形態１では、合成開口レーダシステムの各機能要素を独立した機能ブロックとして説明した。しかし、合成開口レーダシステムの構成は、上述した実施の形態のような構成でなくてもよい。合成開口レーダシステムの機能ブロックは、上述した実施の形態で説明した機能を実現することができれば、どのような構成でもよい。また、合成開口レーダシステムは、１つの装置でなく、複数の装置から成るシステムでもよい。
また、実施の形態１のうち、複数の部分を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、この実施の形態のうち、１つの部分を実施しても構わない。その他、この実施の形態を、全体としてあるいは部分的に、どのように組み合わせて実施しても構わない。
すなわち、実施の形態１では、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。
【００８１】
なお、上述した実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明の範囲、本発明の適用物の範囲、および本発明の用途の範囲を制限することを意図するものではない。上述した実施の形態は、必要に応じて種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００８２】
３０  制御信号、３１  パルス信号、３２  受信信号、３３  送信信号、３４  多重化信号、３５  無線周波数信号、３６  画像スペクトラム、３７  ＳＡＲ画像、４０  レンジフーリエ変換部、４１  符号変調部、４２  記録装置、４３  多重化部、６１  変換受信信号、６２  変調受信信号、６３  復調多重化信号、１００  合成開口レーダシステム、１０１  データ転送部、１０２  信号復調部、１０３  画像再生部、１０４  表示器、１０６  制御部、１０７  励振部、１０８  送信部、１０９  送受切換器、１２０  送受信アンテナ、１３０  受信部、１４０  信号処理部、１５０  データ記録部、２００  観測対象、２０１  復調器、２０２  符号復調部、２０３  記録装置、２２１  符号復調コード、３３１  参照信号、３３２  符号変調コード、９０９  電子回路、９１０  プロセッサ、９２１  メモリ、９２２  補助記憶装置、９３０  入力インタフェース、９４０  出力インタフェース、９５０  通信装置。
【図１】
2020201133.tif 000011
【図２】
2020201133.tif 000012
【図３】
2020201133.tif 000013
【図４】
2020201133.tif 000014
【図５】
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【図６】
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【図７】
2020201133.tif 000017
【図８】
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【図９】
2020201133.tif 000019