【手続補正書】
【提出日】平成15年12月22日(2003.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数変調が施された送信信号が移動目標及び静止目標に照射され、その反射信号を受信した信号について、周波数変調を復調してレンジ方向の信号を圧縮するレンジ圧縮器と、
上記レンジ圧縮後の信号について周波数領域で参照関数との乗算を行うことによりアジマス（ＡＺ）方向の信号を圧縮し、レンジ−アジマス（ＡＺ）の２次元のレーダ画像を生成するＡＺ圧縮器と、
移動目標の画像をレーダ画像から取り出す目標抽出器と、
上記目標抽出器で取り出された移動目標の画像をレンジ圧縮後の信号に変換する逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理器と、
上記逆高速フーリエ変換した信号について移動目標のレンジ移動量及び位相誤差を検出し、それらを除去するオートフォーカス処理器と、
上記オートフォーカス処理後の信号から移動目標の画像化を行う高速フーリエ変換処理器と
を具備したことを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項２】
周波数変調が施された送信信号が移動目標及び静止目標に照射され、その反射信号を受信した信号について、周波数変調を復調してレンジ方向の信号を圧縮するレンジ圧縮器と、
上記レンジ圧縮後の信号について周波数領域で参照関数との乗算を行うことによりアジマス（ＡＺ）方向の信号を圧縮し、レンジ−アジマス（ＡＺ）の２次元のレーダ画像を生成するＡＺ圧縮器と、
移動目標の画像をレーダ画像から取り出すとともに静止目標の画像を画像合成器に出力する目標抽出器と、
上記目標抽出器で取り出された移動目標の画像をレンジ圧縮後の信号に変換する逆高速フーリエ変換処理器と、
上記逆高速フーリエ変換した信号について移動目標のレンジ移動及び位相誤差を検出し、それらを除去するオートフォーカス処理器と、
上記オートフォーカス処理後の信号から移動目標の画像化を行う高速フーリエ変換処理器と、
上記高速フーリエ変換処理後の移動目標の画像を静止目標の画像に重ね合わせる画像合成器と
を具備したことを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項３】
周波数変調が施された送信信号が移動目標及び静止目標に照射され、その反射信号を受信した信号について、周波数変調を復調してレンジ方向の信号を圧縮するレンジ圧縮器と、
上記レンジ圧縮後の信号について周波数領域で参照関数との乗算を行うことによりアジマス（ＡＺ）方向の信号を圧縮し、レンジ−アジマス（ＡＺ）の２次元のレーダ画像を生成するＡＺ圧縮器と、
複数の移動目標の画像をレーダ画像から取り出すとともに静止目標の画像を画像合成器に出力する目標抽出器と、
上記目標抽出器で取り出された移動目標の画像をレンジ圧縮後の信号に変換する逆高速フーリエ変換処理器と、
上記逆高速フーリエ変換した信号について移動目標のレンジ移動及び位相誤差を検出し、それらを除去するオートフォーカス処理器と、
上記オートフォーカス処理後の信号から移動目標の画像化を行う高速フーリエ変換処理器と、
上記高速フーリエ変換処理後の移動目標の画像を静止目標の画像に重ね合わせる画像合成器と
を具備したことを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項４】
周波数変調が施された送信信号が移動目標及び静止目標に照射され、その反射信号を受信した信号について、周波数変調を復調してレンジ方向の信号を圧縮するレンジ圧縮器と、
上記レンジ圧縮後の信号について周波数領域で参照関数との乗算を行うことによりアジマス（ＡＺ）方向の信号を圧縮し、レンジ−アジマス（ＡＺ）の２次元のレーダ画像を生成するＡＺ圧縮器と、
複数の移動目標の画像をＡＺ圧縮後の画像から取り出すとともに静止目標の画像を画像合成器に出力する目標抽出器と、
上記目標抽出器で取り出された複数の移動目標の画像を同時にレンジ圧縮後の信号に変換する逆高速フーリエ変換処理器と、
上記逆高速フーリエ変換した信号について複数の移動目標のレンジ移動及び位相誤差を同時に検出し、それらを除去するオートフォーカス処理器と、
上記オートフォーカス処理後の信号から複数の移動目標の画像化を同時に行う高速フーリエ変換処理器と、
上記高速フーリエ変換処理後の複数の移動目標の画像を静止目標の画像に重ね合わせる画像合成器と
を具備したことを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項５】
周波数変調が施された送信信号が移動目標及び静止目標に照射され、その反射信号を受信した信号について、周波数変調を復調してレンジ方向の信号を圧縮するレンジ圧縮器と、
上記レンジ圧縮後の信号について周波数領域で参照関数との乗算を行うことによりアジマス（ＡＺ）方向の信号を圧縮しレンジ−アジマス（ＡＺ）の２次元のレーダ画像を生成するＡＺ圧縮器と、
孤立反射点を上記ＡＺ圧縮後の画像から取り出す孤立反射点抽出器と、
上記取り出された孤立反射の画像をレンジ圧縮後の信号に変換する逆高速フーリエ変換処理器と、
上記逆高速フーリエ変換した信号について孤立反射点の位相誤差を検出し、それを除去するオートフォーカス処理器と、
上記オートフォーカス処理後の信号からレーダ画像を作成する高速フーリエ変換処理器と
を具備したことを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項６】
周波数変調が施された送信信号が移動目標及び静止目標に照射され、その反射信号を受信した信号について、周波数変調を復調してレンジ方向の信号を圧縮するレンジ圧縮器と、
上記レンジ圧縮器の出力から移動目標のレンジ移動及び位相誤差を検出し、それらを除去するオートフォーカス処理器と、
上記オートフォーカス処理器の出力からドップラ周波数を検出し画像化を行う高速フーリエ変換処理器と、
移動目標の画像を上記高速フーリエ変換処理後の画像から取り出す目標抽出器と、
上記目標抽出器で取り出された移動目標の画像をレンジ圧縮後の信号に変換する逆高速フーリエ変換処理器と
を具備し、
上記オートフォーカス処理器は上記逆高速フーリエ変換処理後の信号について再び移動目標のレンジ移動及び位相誤差を検出し、それらを除去する手段を有し、
さらに上記高速フーリエ変換処理器は再びオートフォーカス後の信号について画像化を行う手段を
具備したことを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項７】
周波数変調が施された送信信号が移動目標及び静止目標に照射され、その反射信号を受信した信号について、周波数変調を復調してレンジ方向の信号を圧縮するレンジ圧縮器と、
上記レンジ圧縮器の出力から移動目標のレンジ移動及び位相誤差を検出し、それらを除去するオートフォーカス処理器と、
上記オートフォーカス処理器の出力からドップラ周波数を検出し画像化を行う高速フーリエ変換処理器と、
複数の移動目標の画像を上記高速フーリエ変換処理後の画像から取り出す目標抽出器と、
上記目標抽出器で取り出された移動目標の画像をレンジ圧縮後の信号に変換する逆高速フーリエ変換処理器と
を具備し、
上記オートフォーカス処理器は上記逆高速フーリエ変換処理後の信号について再び移動目標のレンジ移動及び位相誤差を検出し、それらを除去する手段を有し、
また上記高速フーリエ変換処理器は再びオートフォーカス後の信号について画像化を行う手段を有し、さらに上記高速フーリエ変換処理器の出力段には複数の移動目標の画像を重ね合わせる画像合成器を
具備したことを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項８】
周波数変調が施された送信信号が移動目標及び静止目標に照射され、その反射信号を受信した信号について、周波数変調を復調してレンジ方向の信号を圧縮するレンジ圧縮器と、
上記レンジ圧縮器の出力から移動目標のレンジ移動及び位相誤差を検出し、それらを除去するオートフォーカス処理器と、
上記オートフォーカス処理器の出力からドップラ周波数を検出し画像化を行う高速フーリエ変換処理器と、
複数の移動目標の画像を上記高速フーリエ変換処理後の画像から取り出す目標抽出器と、
上記目標抽出器で取り出された複数の移動目標の画像をレンジ圧縮後の信号に変換する逆高速フーリエ変換処理器と、
上記オートフォーカス処理器は上記逆高速フーリエ変換処理後の信号について複数の移動目標のレンジ移動及び位相誤差を検出し、それらを除去する手段を有し、
また上記高速フーリエ変換処理器は再びオートフォーカス処理後の複数の信号について画像化を行う手段を有し、
さらに上記高速フーリエ変換処理器の出力段には複数の移動目標の画像を重ね合わせる画像合成器
を具備したことを特徴とするレーダ信号処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
ＳＡＲ信号処理器１は一般的に、図２０のようにレンジ方向の高分解能化を行うレンジ圧縮器２及びＡＺ方向の高分解能化を行うＡＺ圧縮器３で構成され、作成したレンジ−ＡＺの２次元画像を表示器４に出力するものである。レンジ圧縮器２の構成を図２１に示す。周波数変調された送信信号が目標に反射し、それを受信した信号に対して、その周波数変調の複素共役であるレンジ参照関数５とコンボリューション演算をすることにより、信号がレンジ方向に圧縮される。時間領域のコンボリューション演算は、周波数領域での乗算と等しいため、高速フーリエ変換（以下ＦＦＴ：Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理器６により周波数領域に変換した後、乗算器７によりＦＦＴ処理後のレンジ参照関数５と掛け合わされ、逆高速フーリエ変換（以下ＩＦＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ  ＦＦＴ）処理器８にて再び時間領域に変換する。次に、ＡＺ圧縮器３の構成を図２２に示す。レンジ圧縮後の信号について、パルス方向にＡＺ参照関数９とコンボリューション演算することによりＡＺ圧縮を行うものである。レンジ圧縮器２同様、周波数領域で演算を行うため、ＦＦＴ処理器６及びＩＦＦＴ処理器８を備える。また、レンジカーバチャ補正処理器１０により自機の移動に伴う目標のレンジ方向のずれ（レンジカーバチャ）を補正し、マルチルック処理器１１によりスペックル雑音を低減させる。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
オペレータは出力されたＳＡＲ画像２０に基づいて、図４に示すように、対象とする移動目標の領域をウインドウ２３で囲む。目標抽出器２４において図５に示すようにウインドウ２３内は１、ウインドウ２３外は０とすることにより、囲まれた領域のみの信号が取り出される。抽出後の画像を図６に示す。抽出後の画像は、目標抽出器２４で取り出された移動目標の画像をレンジ圧縮後の信号に変換するＩＦＦＴ処理器８により、レンジ圧縮後の信号に戻される。この信号には移動目標の反射信号１６のみが含まれているため、ＩＦＦＴ処理器８で逆高速フーリエ変換した信号について移動目標のレンジ移動量及び位相誤差を検出し、それらを除去するオートフォーカス処理器１８において、この信号の振幅の大きい孤立反射点を追尾することにより、目標のレンジ移動及び位相変化を除去することができる。オートフォーカス処理前の信号を図２４に、オートフォーカス処理後の信号を図２５に示す。オートフォーカス処理後の信号についてＦＦＴ処理を行うことにより、図７に示すような補正後の画像２５が作成される（図７）。
この実施の形態１によれば、ＳＡＲ画像中の移動目標の画像化を行うレーダ信号処理器を得ることができる。また、オートフォーカス処理を追加するだけでよいため、装置規模に影響が小さい。通常、信号処理器はデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）で構成されているため、新たに装置を追加することなく従来のＳＡＲ装置でこの信号処理を行うことができる。また、位相情報が維持されていれば、データレコーダで記録された画像やデータリンクで転送された画像についても同様に処理することができるため、地上での解析にも利用できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２を示す図で、オペレータにより移動目標が指示されると、目標抽出器２４において、移動目標と静止目標の分離が行われる。これは、移動目標の反射信号１６のみを抽出し、ＩＦＦＴ処理器８に入力すると同時に、静止目標の画像２１を高速フーリエ変換処理後の移動目標の画像を静止目標の画像に重ね合わせる画像合成器２６内のメモリに蓄積するものである。画像合成器２６内に蓄積される画像を図９に示す。移動目標１５については、ＩＦＦＴ処理、オートフォーカス処理、ＦＦＴ処理が行われ、再び画像化される。補正後の画像２５は、画像合成器２６においてメモリに蓄積されている静止目標の画像２１に重ね合わされ表示器４に出力される（図１０）。
この実施の形態２によれば、ＳＡＲ画像中の移動目標の画像化を行い、ＳＡＲ画像に重ねて表示するレーダ信号処理器を得ることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
実施の形態３．
図１１はこの発明の実施の形態３を示す図で、オペレータにより複数の移動目標の画像２２が指示されると、目標抽出器２４において、オペレータが指示した順に、静止目標の画像２１と移動目標の画像２２との分離が行われる。分離された移動目標の１つ目の画像が、ＩＦＦＴ処理器８において、レンジ圧縮後の信号に変換される。この変換後の信号についてオートフォーカス処理、ＦＦＴ処理が行われ、１つ目の補正後の画像２５が画像合成器２６に蓄積されている静止目標の画像２１に重ね合わせされる。続いて、２つ目、３つ目というように、順々に移動目標についてＩＦＦＴ処理、オートフォーカス処理、ＦＦＴ処理が行われ画像化される。全ての移動目標について画像化が終了した後、合成画像が表示器４に出力される。
この実施の形態３によれば、ＳＡＲ画像中の複数の移動目標の画像化を行い、ＳＡＲ画像に重ねて表示するレーダ信号処理器を得ることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
実施の形態４．
図１２はこの発明の実施の形態４を示す図で、オペレータにより複数の目標が指示されると、目標抽出器２４において、静止目標の画像２１と複数の移動目標の画像２２との分離が行われる。分離された複数の移動目標について、ＩＦＦＴ処理、オートフォーカス処理、ＦＦＴ処理を並列に行うことにより、複数の移動目標の補正後の画像２５を同時に作成する。作成された画像は、画像合成器２６において静止目標の画像２１に重ね合わされる。
この実施の形態４によれば、ＳＡＲ画像中の複数の移動目標の画像化を同時に行い、ＳＡＲ画像に重ねて表示するレーダ信号処理器を得ることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
実施の形態５．
図１３はこの発明の実施の形態５を示す図である。通常のＳＡＲにおいては、ＩＮＳ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）またはＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ）等の慣性センサを用いることにより、自機の動揺を検出し補正を行うことにより鮮明なＳＡＲ画像を得ることができる。しかし、慣性センサを持たないシステムや動揺補正が不完全な場合でも、オートフォーカスを行うことにより画像化を行うことができる。高次の位相誤差を補正するためには、ＰＰＰ等の受信信号を分析して求める手法が効果的である。しかし、一般のＳＡＲ画像は多数の信号が重なり合っているため、孤立反射点を検出することが困難である。実施の形態１〜４に示す手法は移動目標の画像２２をフォーカスさせることに用いていたが、これらの手法は静止目標の画像２１についても同様に行うことができる。プラットフォーム１２が動揺していた場合、従来のＳＡＲ処理により画像を生成すると、図１４に示すようにその画像は劣化してしまう。しかし、孤立反射点２７を抽出しその信号の位相変化に着目することでオートフォーカスを行うことができる。オペレータは振幅の大きく、他の反射点と干渉していない孤立反射点２７を指示する（図１４）。指示された点は、孤立反射点２７をＡＺ圧縮後の画像から取り出す孤立反射点抽出器２８にてＳＡＲ画像から抽出され、ＩＦＦＴ処理器８に入力される。ＩＦＦＴ処理器８でレンジ圧縮後の信号に戻された後、オートフォーカス処理により位相誤差が除去される。この信号についてＦＦＴ処理が行われ、鮮明なＳＡＲ画像が得られる。
この実施の形態５によれば、プラットフォームの動揺により劣化したＳＡＲ画像の焦点を合わせるレーダ信号処理器を得ることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
実施の形態６．
図１５はこの発明の実施の形態６を示す図である。ＩＳＡＲは、受信信号から移動目標の運動を推定し、画像化を行うものである。しかし、移動目標１５とクラッタ等の静止目標または他の移動目標がビーム内に混在している場合、受信信号の状態ではそれらを区別することができない。クラッタや他の移動目標の影響によりＩＳＡＲ画像が劣化した場合、オペレータは出力されたＩＳＡＲ画像に基づいて、図４に示すように、対象とする移動目標の画像２２の指示を行う。指示された領域のみの信号を取り出すために、目標抽出器２４においてウインドウ２３内の移動目標の画像を取り出す。取り出された画像はＩＦＦＴ処理器８においてレンジ圧縮後の信号に戻される。この信号には移動目標の信号１６のみが含まれているため、オートフォーカス処理器１８において、目標のレンジ移動及び位相変化を除去することができる。オートフォーカス処理後の信号について再度ＦＦＴ処理が行われ、移動目標の補正後の画像２５が作成される。
この実施の形態６によれば、クラッタに混在している移動目標のＩＳＡＲ画像化を行うレーダ信号処理器を得ることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
実施の形態７．
図１６はこの発明の実施の形態７を示す図で、オペレータは出力されたＩＳＡＲ画像に基づいて、図１７に示すように対象とする複数の移動目標の画像２２の指示を行う。目標抽出器２４において複数の移動目標の画像２２が抽出される（図６）。オペレータが指示した順に抽出された移動目標の画像２２が、ＩＦＦＴ処理器８において受信信号の状態に戻される。この信号についてオートフォーカス処理、ＦＦＴ処理が行われ、１つ目の補正後の画像２４が画像合成器２６の中に蓄積される（図７）。続いて、２番目の画像、３番目の画像という順でＩＦＦＴ処理、オートフォーカス処理、ＦＦＴ処理が行われ、補正後の画像２５が作成される。全ての移動目標について画像化が終了した後、図１８に示すようにそれら全ての画像が画像合成器２６において重ね合わされ、表示器４に出力される。
この実施の形態７によれば、クラッタに混在している複数の移動目標のＩＳＡＲ画像化を行うレーダ信号処理器を得ることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
実施の形態８．
図１９はこの発明の実施の形態８を示す図で、オペレータは出力されたＩＳＡＲ画像に基づいて、図１７に示すように対象とする複数の移動目標の画像２２の指示を行う。目標抽出器２４において複数の移動目標の画像２２が同時に抽出される。抽出された複数の移動目標の画像２２について、ＩＦＦＴ処理、オートフォーカス処理、ＦＦＴ処理を並列に行うことにより、複数の補正後の画像２５を同時に作成する。作成された画像は、画像合成器２６において重ね合わされ、表示器４に出力される。
この実施の形態８によれば、クラッタに混在している複数の移動目標のＩＳＡＲ画像化を同時に行うレーダ信号処理器を得ることができる。