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JP2697627B2 - Correlation processing device and image reproduction processing device for synthetic aperture radar - Google Patents

Correlation processing device and image reproduction processing device for synthetic aperture radar

Info

Publication number
JP2697627B2
JP2697627B2 JP6216985A JP21698594A JP2697627B2 JP 2697627 B2 JP2697627 B2 JP 2697627B2 JP 6216985 A JP6216985 A JP 6216985A JP 21698594 A JP21698594 A JP 21698594A JP 2697627 B2 JP2697627 B2 JP 2697627B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
data
correlation
thinning
fourier transform
Prior art date
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Application number
JP6216985A
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Inventor
剛 菊池
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、所定の信号とこれに対
応する参照データとの間の相関をとる相関処理装置に係
わり、特に相関処理後のデータを間引きしてデータ量の
削減を行う相関処理装置およびこれを利用した合成開口
レーダの画像再生処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a correlation processing device for obtaining a correlation between a predetermined signal and reference data corresponding to the predetermined signal, and in particular, to reduce the amount of data by thinning out the data after the correlation processing. The present invention relates to a correlation processing device and an image reproduction processing device for a synthetic aperture radar using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】相関処理は、2つの信号の関連の強さを
調べる際に用いられる。たとえばレーダの分野において
は、送信した信号と物体に反射して戻ってきたエコー信
号との間の相関をとることによって、分解能の向上を図
ることが行われている。レーダには種々のタイプのもの
があるが、代表的なものとしてパルスレーダがある。こ
れは、アンテナからパルス状の電波を周期的に送信し、
送信された電波が物体に反射して戻ってくるまでに要し
た時間によって物体との距離を探知するようになってい
る。その分解能は、送信するパルス幅に大きく依存して
おり、パルス幅を短くすることによって分解能を高める
ことができる。
2. Description of the Related Art Correlation processing is used in examining the strength of association between two signals. For example, in the field of radar, resolution is improved by correlating a transmitted signal with an echo signal reflected back from an object. There are various types of radars, and a typical example is a pulse radar. This means that pulsed radio waves are periodically transmitted from the antenna,
The distance to the object is detected based on the time required for the transmitted radio wave to reflect off the object and return. The resolution greatly depends on the pulse width to be transmitted, and the resolution can be increased by shortening the pulse width.

【0003】分解能を高めるためにパルス幅を短くした
場合には、物体に反射して戻ってくるまでのエネルギの
減衰により、戻ってきた電波の受信が困難になる。この
ため、パルス幅を短くするときは、これに応じて送信す
る電波を大電力化したり、アンテナの大型化を行う必要
があり、装置の大型化やコストアップの要因になってい
た。そこで、相関処理を利用してパルス幅を擬似的に短
くするパルス圧縮技術を用いたレーダ装置が種々提案さ
れている。
If the pulse width is shortened in order to increase the resolution, it is difficult to receive the returned radio wave due to the attenuation of the energy until the light is reflected back to the object. Therefore, when shortening the pulse width, it is necessary to increase the power of radio waves to be transmitted or to increase the size of the antenna in response to this, which has been a factor of increasing the size of the device and increasing the cost. Therefore, various radar apparatuses using a pulse compression technique for shortening a pulse width in a pseudo manner by using a correlation process have been proposed.

【0004】パルス圧縮技術のひとつに、送信波として
FM変調パルス(周波数変調パルス)を用い、戻ってき
たエコー信号と所定の参照波との間の相関をとることに
よって、パルス幅を短くしたのと同様の効果を得る技術
がある。このパルス圧縮技術を用いたレーダ装置では、
1つのパルス幅に相当する期間に、その周波数が次第に
上昇または下降するようなFM変調パルスを送信する。
そして戻ってきたエコー信号の周波数を調べ、その周波
数によって、送信波のうちどのタイミングで送信した電
波がエコー信号として戻ってきたかを判別するようにな
っている。これにより、周波数の分解能に応じただけ送
信波のパルス幅を短くしたのと同様の効果を得ている。
戻ってきた信号の周波数は、送信したFM変調パルスに
応じた参照データ列とエコー信号との間の相関をとるこ
とによって調べられている。
One of the pulse compression techniques is to reduce the pulse width by using an FM modulation pulse (frequency modulation pulse) as a transmission wave and correlating the returned echo signal with a predetermined reference wave. There is a technique to obtain the same effect as described above. In a radar device using this pulse compression technology,
During a period corresponding to one pulse width, an FM modulated pulse whose frequency gradually increases or decreases is transmitted.
Then, the frequency of the returned echo signal is checked, and based on the frequency, it is determined at which timing of the transmission wave the transmitted radio wave has returned as the echo signal. As a result, the same effect as that of reducing the pulse width of the transmission wave by the frequency resolution is obtained.
The frequency of the returned signal is examined by correlating the echo data with the reference data sequence corresponding to the transmitted FM modulated pulse.

【0005】また、人工衛星あるいは航空機からリモー
トセンシングによって地表の様子の探知を行う合成開口
レーダでは、2次元の領域についての探知が行われてい
る。たとえば、レーダを搭載した衛星を一定の速度で所
定の方向に移動させ、この方向と垂直な方向にFM変調
パルスを周期的に送信することで2次元の探知が行われ
ている。衛星の移動方向はアジマス方向と呼ばれ、それ
と垂直な方向はレンジ方向と呼ばれている。このような
合成開口レーダでは、受信したエコー信号に対してレン
ジ方向およびアジマス方向についてそれぞれ所定の相関
処理を行い、可視化された画像を得るようになってい
る。また、先に説明したFM変調パルスを用いてレンジ
方向の分解能の向上を図ることが一般に行われている。
In a synthetic aperture radar for detecting the state of the earth's surface by remote sensing from an artificial satellite or an aircraft, a two-dimensional area is detected. For example, two-dimensional detection is performed by moving a satellite equipped with a radar at a constant speed in a predetermined direction and periodically transmitting an FM modulation pulse in a direction perpendicular to this direction. The direction of movement of the satellite is called the azimuth direction, and the direction perpendicular thereto is called the range direction. In such a synthetic aperture radar, a predetermined correlation process is performed on the received echo signal in the range direction and the azimuth direction, and a visualized image is obtained. Further, it is common practice to improve the resolution in the range direction using the FM modulation pulse described above.

【0006】合成開口レーダには、受信したエコー信号
をメモリに一旦蓄積し、充分な時間をかけて各種演算処
理を行いエコー信号に対応する画像を得るものと、エコ
ー信号の受信と平行してリアルタイムに画像として可視
化するものがある。可視化された画像を作成する処理
は、まずレンジ方向について行われ、その後アジマス方
向について行われるようになっている。エコー信号を基
に可視化された画像を作成するために必要な演算量は非
常に多い。このため、画像をリアルタイムで形成するク
イックル装置のように特に高速化が要求される装置で
は、間引き機能つき相関処理回路を用いて、レンジ方向
の相関処理結果を間引きし、アジマス方向の演算量を減
少させることが多く行われている。
A synthetic aperture radar temporarily stores a received echo signal in a memory and performs various arithmetic processes over a sufficient time to obtain an image corresponding to the echo signal. Some are visualized as images in real time. The process of creating a visualized image is performed first in the range direction and then in the azimuth direction. The amount of computation required to create a visualized image based on the echo signal is very large. For this reason, in a device that requires a particularly high speed, such as a quickle device that forms an image in real time, a correlation processing circuit with a thinning function is used to thin out the correlation processing result in the range direction, and the amount of calculation in the azimuth direction is reduced. It is often done to reduce.

【0007】図5は従来から使用されている間引き機能
つき相関処理回路の概要を表わしたものである。相関回
路101には送信するFM変調パルスに応じて予め定め
られた参照データ列102が入力されている。また、相
関回路101には、送信したFM変調パルスが何らから
の物体に反射して戻ってきたエコー信号103が入力さ
れている。相関回路101は参照データ列102とエコ
ー信号103との間の相関をとり、その結果を相関デー
タ104として出力するようになっている。間引き回路
105は相関データ104を所定の割合で間引き、出力
するデータ量を削減するようになっている。間引き回路
105の出力する出力データ106は図示しない後続の
処理回路に入力され、ここで所定の演算が行われること
によって画像として表示されるようになっている。
FIG. 5 schematically shows a conventional correlation processing circuit having a thinning function. A predetermined reference data sequence 102 according to the FM modulation pulse to be transmitted is input to the correlation circuit 101. The echo signal 103 from which the transmitted FM-modulated pulse is reflected by any object and returned is input to the correlation circuit 101. The correlation circuit 101 obtains a correlation between the reference data sequence 102 and the echo signal 103, and outputs the result as correlation data 104. The thinning circuit 105 thins out the correlation data 104 at a predetermined ratio to reduce the amount of data to be output. Output data 106 output from the thinning circuit 105 is input to a subsequent processing circuit (not shown), and is displayed as an image by performing a predetermined operation there.

【0008】画像を得るまでの処理時間を短縮する他の
装置として、演算すべき処理内容を簡素化して処理速度
を向上させた合成開口レーダの画像再生処理装置が特開
昭61−13371号公報に開示されている。この合成
開口レーダの画像再生処理装置では、レンジ方向に圧縮
された撮像データに対してビット反転処理を省略した高
速フーリエ変換処理を行い、その結果得られたデータと
所定の参照関数との相関演算を行っている。そして相関
処理の結果に対してビット反転処理を省略した高速逆フ
ーリエ変換を行うようになっている。高速フリーエ変換
処理は、時間領域でのデータを周波数領域でのデータに
置き換えて、相関処理を単なる乗算として高速に実行さ
せるために行われているに過ぎない。したがって、周波
数領域で整列した高速フーリエ変換の結果は必要としな
いことから、高速フーリエ変換および高速逆フーリエ変
換に於けるビット反転処理を省略することで処理の高速
化が図られている。
As another apparatus for shortening the processing time until an image is obtained, an image reproduction processing apparatus for a synthetic aperture radar in which the processing content to be calculated is simplified and the processing speed is improved is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-13371. Is disclosed. The image reproduction processing apparatus of the synthetic aperture radar performs a fast Fourier transform process omitting the bit inversion process on the image data compressed in the range direction, and performs a correlation operation between the resulting data and a predetermined reference function. It is carried out. Then, fast inverse Fourier transform without bit inversion processing is performed on the result of the correlation processing. The high-speed Fourier transform process is simply performed to replace data in the time domain with data in the frequency domain and to execute the correlation process as a simple multiplication at high speed. Therefore, since the results of the fast Fourier transform aligned in the frequency domain are not required, the processing is speeded up by omitting the bit inversion processing in the fast Fourier transform and the fast inverse Fourier transform.

【0009】また、合成開口レーダの画像再生装置では
一般に、ドップラ効果を利用してアジマス方向の分解能
の向上を図ることが行われている。物体との距離は、受
信したエコー信号をレンジ方向に解析することによって
得ることができる。しかし、送信するパルスの幅や合成
開口レーダのアジマス方向への移動速度に応じて、受信
されたエコー信号によって得られるアジマス方向の位置
情報は一定の広がりを持っている。物体との距離は、送
信波を反射する物体が静止しているものとすると、合成
開口レーダがアジマス方向に移動するにつれて、次第に
短くなり、最も近づいた後、再び長くなるように変化す
る。そこで、この性質を利用して、物体に最も近づいた
ときの位置を演算によって求めて、アジマス方向での分
解能の向上が図られている。
Further, in an image reproducing apparatus of a synthetic aperture radar, generally, the resolution in the azimuth direction is improved by utilizing the Doppler effect. The distance to the object can be obtained by analyzing the received echo signal in the range direction. However, the position information in the azimuth direction obtained from the received echo signal has a certain width according to the width of the pulse to be transmitted and the moving speed of the synthetic aperture radar in the azimuth direction. Assuming that the object reflecting the transmitted wave is stationary, the distance to the object gradually decreases as the synthetic aperture radar moves in the azimuth direction, and changes to become longer again after approaching the closest. Therefore, utilizing this property, the position at which the object is closest to the object is obtained by calculation to improve the resolution in the azimuth direction.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したような、
レンジ方向に相関処理を行った後の相関データを間引き
して、その後の演算量を削減するレーダ装置では、受信
したエコー信号に含まれる情報が間引きによって欠落し
てしまうことがある。たとえば、参照データ列と受信し
たエコー信号との間の相関をとったときに、小さな物体
に反射して戻ってきたエコー信号の影響が、1つの相関
データにしか現われない場合がある。このような場合、
相関データを単純に間引きすると、ちょうどその影響の
現われている相関データを間引いてしまう場合がある。
間引きによりその物体に関する情報が失われたときに
は、可視化された画像からその物体が消えてしまうの
で、正確な画像を再生することができないという問題が
あった。
SUMMARY OF THE INVENTION As described above,
In a radar apparatus that thins out the correlation data after performing the correlation processing in the range direction and reduces the amount of calculation thereafter, information included in the received echo signal may be missing due to the thinning. For example, when the correlation between the reference data sequence and the received echo signal is obtained, the effect of the echo signal reflected back to a small object may appear only in one piece of correlation data. In such a case,
If the correlation data is simply decimated, there is a case where the correlation data having the effect is decimated.
When the information about the object is lost due to the thinning, the object disappears from the visualized image, so that there is a problem that an accurate image cannot be reproduced.

【0011】また、ドップラ効果を利用してアジマス方
向の分解能の向上を図る場合には、物体との距離の変化
を正確に認識する必要がある。しかしながら、レンジ方
向について相関処理されたデータを単純に間引いた場合
には、物体との距離の変化の連続性が破壊される。この
ため、ドップラ効果を利用してアジマス方向の分解能の
向上を図ることができないという問題があった。
When the resolution in the azimuth direction is to be improved by utilizing the Doppler effect, it is necessary to accurately recognize a change in the distance from the object. However, if the data subjected to the correlation processing in the range direction is simply thinned out, the continuity of the change in the distance to the object is destroyed. Therefore, there is a problem that the resolution in the azimuth direction cannot be improved by using the Doppler effect.

【0012】一方、特開昭61−13371号公報に開
示されている合成開口レーダの画像再生処理装置では、
間引き以外の方法により演算処理の高速化が行われてい
るので、再生した画像に情報の欠落は生じない。しかし
ながら、演算内容を簡素化しただけでは、可視化された
画像をリアルタイムで得ることができるほど処理速度の
高速化を図ることはできなかった。
On the other hand, in an image reproduction processing apparatus of a synthetic aperture radar disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-13371,
Since the speed of the arithmetic processing is increased by a method other than the thinning-out, no information is lost in the reproduced image. However, simplification of the content of operation alone has not been able to increase the processing speed so that a visualized image can be obtained in real time.

【0013】そこで本発明の目的は、相関処理を施した
結果得られたデータに含まれる情報を欠落させることな
く相関処理後のデータを間引き、その後の演算で処理す
べきデータ量を削減させることができる相関処理装置を
提供することにある。
It is an object of the present invention to thin out data after correlation processing without losing information included in data obtained as a result of performing correlation processing, and to reduce the amount of data to be processed in subsequent calculations. It is an object of the present invention to provide a correlation processing device that can perform the above.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、所定の信号との間の相関をとるために予め用意され
た時間領域での参照データ列を周波数領域でのデータに
変換する高速フーリエ変換回路と、この高速フーリエ変
換回路によって変換された後のデータとこれに含まれる
一定の周波数よりも高い周波数成分を除去するための所
定の窓関数とを乗算する乗算回路と、この乗算回路によ
って乗算された結果得られた周波数領域でのデータを時
間領域でのデータに変換する高速逆フーリエ変換回路
と、この高速逆フーリエ変換回路によって変換された後
のデータと前記所定の信号との相関をとる相関回路と、
この相関回路によって相関のとられた結果得られたデー
タを、その間引いた後のデータ量の前記相関回路の出力
するデータ量に対する比率が、前記高速フーリエ変換回
路のサンプリング周波数に対する前記窓関数の除去する
前記一定の周波数と等しいかあるいはそれよりも大きく
なるような所定の割合で間引きする間引き回路とを相関
処理装置に具備させている。
According to the first aspect of the present invention, a high-speed conversion of a reference data sequence in a time domain, which is prepared in advance to obtain a correlation with a predetermined signal, into data in a frequency domain. A Fourier transform circuit, a multiplying circuit for multiplying the data converted by the fast Fourier transform circuit and a predetermined window function for removing a frequency component higher than a certain frequency contained therein, and the multiplying circuit A fast inverse Fourier transform circuit for converting data in the frequency domain obtained as a result of the multiplication by time into data in the time domain; and a correlation between the data converted by the fast inverse Fourier transform circuit and the predetermined signal. A correlation circuit that takes
The data obtained as a result of correlation by this correlation circuit is output from the correlation circuit in the amount of data after the data is thinned out.
The ratio of the amount of data to
Of the window function for the sampling frequency of the road
Equal to or greater than the certain frequency
The correlation processing device is provided with a thinning circuit for thinning at a predetermined ratio.

【0015】すなわち請求項1記載の発明では、信号と
相関をとるべき参照データ列の高周波成分を予め除去し
ておき、この高周波成分の除去された参照データ列と信
号との間の相関をとっている。これにより、高い周波数
成分を含んだ参照データ列との相関では1つの相関結果
にしかその影響が現われないような信号であっても、複
数の相関結果にその影響が現われるようになる。したが
って、このような相関結果を間引きしても、間引きされ
た後の相関データにも信号の影響が現れているので、信
号に含まれていた情報を欠落させることなく相関処理後
のデータ量を削減することができる。
That is, according to the first aspect of the present invention, the high frequency component of the reference data sequence to be correlated with the signal is removed in advance, and the correlation between the reference data sequence from which the high frequency component has been removed and the signal is obtained. ing. As a result, even if a signal is such that its effect appears only in one correlation result in the correlation with the reference data sequence including a high frequency component, the effect appears in a plurality of correlation results. Therefore, even if such correlation results are decimated, the effect of the signal also appears on the decimated correlation data, so that the data amount after the correlation processing can be reduced without losing the information included in the signal. Can be reduced.

【0016】なお、請求項記載の発明では、間引き回
路によって間引きする所定の割合は、高速フーリエ変換
回路のサンプリング周波数に対する窓関数の除去する一
定の周波数の比と等しいか、あるいはそれよりも大きく
設定されている。たとえば、相関処理された結果のデー
タを4分の1に間引きする場合には、高速フーリエ変換
回路のサンプリング周波数の4分の1よりも高い周波数
成分が除去されるように窓関数を設定する。これによ
り、元の参照データ列との間で相関をとったときには1
つの相関データにしかその影響が現われないような信号
であっても、4つ以上の相関データにその影響が現われ
るようになる。したがって4分の1に間引きした後のデ
ータにも信号の影響を確実に残すことができる。
According to the first aspect of the present invention, the predetermined rate of thinning by the thinning circuit is equal to or greater than the ratio of the sampling frequency of the fast Fourier transform circuit to the fixed frequency to be removed by the window function. Is set. For example, when thinning out the data resulting from the correlation processing to a quarter, the window function is set so that a frequency component higher than a quarter of the sampling frequency of the fast Fourier transform circuit is removed. Thereby, when a correlation is obtained with the original reference data sequence, 1
Even for a signal whose effect appears only in one correlation data, the effect appears in four or more correlation data. Therefore, it is possible to surely leave the influence of the signal on the data that has been thinned to one fourth.

【0017】請求項記載の発明では、合成開口レーダ
の送信する送信波の波形に応じて予め定められた時間領
域での参照データ列を周波数領域でのデータに変換する
高速フーリエ変換回路と、この高速フーリエ変換回路に
よって変換された後のデータとこれに含まれる一定の周
波数よりも高い周波数成分を除去するための所定の窓関
数とを乗算する乗算回路と、この乗算回路によって乗算
された結果得られた周波数領域でのデータを時間領域で
のデータに変換する高速逆フーリエ変換回路と、この高
速逆フーリエ変換回路によって変換された後のデータと
前記合成開口レーダによって受信された前記送信波のエ
コー信号との間でレンジ方向について相関をとる相関回
路と、この相関回路によってレンジ方向について相関の
とられた結果得られたデータを所定の割合で間引きする
間引き回路と、この間引き回路によって間引きされた後
のデータを基にアジマス方向について所定の処理を行う
アジマス方向処理回路とを合成開口レーダの画像再生処
理装置に具備させている。
According to the second aspect of the present invention, a fast Fourier transform circuit for converting a reference data sequence in a predetermined time domain into data in a frequency domain according to a waveform of a transmission wave transmitted by the synthetic aperture radar, A multiplication circuit for multiplying the data converted by the fast Fourier transform circuit and a predetermined window function for removing a frequency component higher than a certain frequency included in the data, and a result obtained by multiplication by the multiplication circuit A high-speed inverse Fourier transform circuit that converts the obtained data in the frequency domain to data in the time domain, and the data converted by the fast inverse Fourier transform circuit and the transmission wave received by the synthetic aperture radar. A correlation circuit for correlating in the range direction with the echo signal, and a result obtained by correlating in the range direction by the correlation circuit. A thinning circuit for thinning out the data at a predetermined ratio, and an azimuth direction processing circuit for performing predetermined processing in the azimuth direction based on the data thinned out by the thinning circuit are provided in the image reproduction processing device of the synthetic aperture radar. Let me.

【0018】すなわち請求項記載の発明によれば、合
成開口レーダのレンジ方向の相関処理において、高周波
成分の除去された参照データ列を使用している。これに
より、間引き後に残った相関処理後のデータにもエコー
信号に含まれていた情報の影響が現われる。また、間引
き後の削減されたデータに対してアジマス方向の処理を
行っているので、アジマス方向の処理時間を短縮するこ
とができ、可視化された画像を短時間のうちに得ること
ができる。また、間引きしても、エコー信号に含まれて
いた情報の欠落がないので、たとえばドップラ効果を利
用してアジマス方向の分解能を向上させることができ
る。
That is, according to the second aspect of the invention, in the correlation processing in the range direction of the synthetic aperture radar, the reference data sequence from which the high-frequency component has been removed is used. As a result, the influence of the information included in the echo signal also appears in the data after the correlation processing remaining after the thinning. In addition, since the processing in the azimuth direction is performed on the reduced data after thinning, the processing time in the azimuth direction can be reduced, and a visualized image can be obtained in a short time. In addition, since the information contained in the echo signal is not lost even when the data is thinned, the resolution in the azimuth direction can be improved by using, for example, the Doppler effect.

【0019】請求項記載の発明では、間引き回路によ
って間引きする所定の割合は、高速フーリエ変換回路の
サンプリング周波数に対する窓関数の除去する一定の周
波数の比と等しいか、あるいはそれよりも大きく設定さ
れている。これにより、間引き後のデータにエコー信号
に含まれていた情報の影響を確実に残すことができる。
According to the third aspect of the present invention, the predetermined ratio for thinning out by the thinning-out circuit is set to be equal to or larger than the ratio of the fixed frequency to be removed by the window function to the sampling frequency of the fast Fourier transform circuit. ing. As a result, the influence of the information included in the echo signal can be reliably left in the thinned data.

【0020】[0020]

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to embodiments.

【0021】図1は、本発明の一実施例における相関処
理装置の回路構成の概要を表わしたものである。高速フ
ーリエ変換回路11には、相関をとるための参照データ
として参照データ列12が入力されている。参照データ
列12は、相関をとるべき信号に応じて予め定められた
ものであり、16ビットで表わされたディジタル信号の
集まりである。たとえば、合成開口レーダの送信するパ
ルスがFM変調パルスである場合には、このパルスに対
応する波形の振幅を所定のサンプリングレートで分解能
が16ビットのディジタル信号に変換した参照データ列
が入力される。高速フーリエ変換回路11は入力された
参照データ列12を時間領域でのデータから周波数領域
でのデータに変換することを行う。高速フーリエ変換回
路11によって変換された後のデータは乗算回路13に
入力され、ここで所定の窓関数14と掛け合わされるよ
うになっている。窓関数14は、周波数領域に変換され
た参照データ列に含まれる所定の周波数よりも高い周波
成分を除去するように予め設定されている。このように
周波数領域に変換することによって、窓関数12との間
で単なる乗算を行うことによって参照データ列の高周波
成分の除去を行うことができる。
FIG. 1 shows an outline of a circuit configuration of a correlation processing apparatus according to an embodiment of the present invention. A reference data sequence 12 is input to the fast Fourier transform circuit 11 as reference data for obtaining a correlation. The reference data sequence 12 is predetermined according to a signal to be correlated, and is a group of digital signals represented by 16 bits. For example, when the pulse transmitted by the synthetic aperture radar is an FM modulation pulse, a reference data string obtained by converting the amplitude of a waveform corresponding to this pulse into a digital signal having a resolution of 16 bits at a predetermined sampling rate is input. . The fast Fourier transform circuit 11 converts the input reference data sequence 12 from data in the time domain to data in the frequency domain. The data converted by the fast Fourier transform circuit 11 is input to the multiplication circuit 13, where it is multiplied by a predetermined window function 14. The window function 14 is preset so as to remove a frequency component higher than a predetermined frequency included in the reference data string converted into the frequency domain. By converting to the frequency domain in this way, it is possible to remove high-frequency components of the reference data sequence by simply performing multiplication with the window function 12.

【0022】乗算回路13の出力は高速逆フーリエ変換
回路15に入力されている。高速逆フーリエ変換回路1
5は周波数領域でのデータを時間領域でのデータ16に
変換するものである。これら高速フーリエ変換回路1
1、乗算回路13および高速逆フーリエ変換回路15に
よって、参照データ列12は、その高周波成分が除去さ
れたものに変換される。変換後の参照データ列を、以後
間引き用参照データ列16と呼ぶことにする。間引き用
参照データ列16は元の参照データ列と同様に16ビッ
トのディジタル信号の集合になっている。間引き用参照
データ列16は、信号17との相関をとる参照データ列
として相関回路18に入力されて、参照関数として相関
回路に設定される。参照データ列を変更しない場合は、
1度間引き用参照データ列16を相関回路18に設定す
れば、以後これを変更する必要はない。
The output of the multiplication circuit 13 is input to the fast inverse Fourier transform circuit 15. Fast inverse Fourier transform circuit 1
Numeral 5 is for converting data in the frequency domain into data 16 in the time domain. These fast Fourier transform circuits 1
1. The multiplication circuit 13 and the fast inverse Fourier transform circuit 15 convert the reference data string 12 into a signal from which the high-frequency components have been removed. The converted reference data sequence is hereinafter referred to as a thinning-out reference data sequence 16. The thinning-out reference data sequence 16 is a set of 16-bit digital signals, like the original reference data sequence. The thinning-out reference data sequence 16 is input to the correlation circuit 18 as a reference data sequence for correlating with the signal 17, and is set in the correlation circuit as a reference function. If you do not want to change the reference data column,
Once the thinning-out reference data sequence 16 is set in the correlation circuit 18, it need not be changed thereafter.

【0023】相関回路18には、参照データ列12との
間で相関をとるべき信号17が入力されている。信号1
7は、そのビット幅が16ビットのディジタル信号であ
り、所定の周期で順次相関回路18に入力されるように
なっている。相関回路18は設定された間引き用参照デ
ータ列16と順次入力される信号17との間で畳込み演
算を行い、その結果得られる相関データ19を次々と出
力するようになっている。相関回路18の出力する相関
データ19は、間引き回路21に入力され、所定の割合
でデータの間引きが行われるようになっている。間引き
回路21で間引きする割合は、乗算回路13で乗算する
窓関数14に応じたものになっている。たとえば、相関
処理後のデータを4分の1のデータ量に間引きするとき
は、高速フーリエ変換回路11のサンプリング周波数の
4分の1の周波数よりも高い周波数成分を除去するよう
に窓関数14の設定が行われる。
A signal 17 to be correlated with the reference data sequence 12 is input to the correlation circuit 18. Signal 1
Reference numeral 7 denotes a digital signal having a bit width of 16 bits, which is sequentially input to the correlation circuit 18 at a predetermined cycle. The correlation circuit 18 performs a convolution operation between the set reference data sequence 16 for thinning and the signal 17 that is sequentially input, and outputs correlation data 19 obtained as a result one after another. The correlation data 19 output from the correlation circuit 18 is input to a thinning circuit 21 so that the data is thinned at a predetermined rate. The rate of thinning by the thinning circuit 21 depends on the window function 14 multiplied by the multiplying circuit 13. For example, when thinning out the data after the correlation processing to a quarter of the data amount, the window function 14 of the fast Fourier transform circuit 11 removes a frequency component higher than a quarter of the sampling frequency. The settings are made.

【0024】図2は相関回路と間引き回路についてその
回路構成の概要を表わしたものである。相関回路18
は、直列に接続された第1〜第Nのレジスタ311 〜3
N と、参照データ列16を保持する第1〜第Nの参照
レジスタ321 〜32N とを備えている。またレジスタ
311 〜31N に保持された信号17と参照データ列1
6とを掛け合わせる第1〜第Nの乗算器331 〜33N
と、これらの出力の総和をとる加算回路34とが設けら
れている。実施例の相関回路18ではNは500であ
り、レジスタ31、参照レジスタ32および乗算器33
はそれぞれ500個ずつ設けられている。レジスタ31
1 〜31N および加算回路34にはそれぞれクロック信
号35が入力されている。レジスタ311 〜31N はク
ロック信号35が入力されるたびに、その保持内容が更
新されるようになっている。その結果クロック信号35
に同期して信号17は図中の左から右に向かって1段ず
つシフトされるようになっている。また、信号17はク
ロック信号35に同期して順次入力されるようになって
いる。したがって、最新に入力されたものから500サ
ンプル分前までの信号17が500個のレジスタ31に
よって保持されるようになっている。
FIG. 2 shows an outline of the circuit configuration of the correlation circuit and the thinning circuit. Correlation circuit 18
Are the first to Nth registers 31 1 to 31 3 connected in series
1 N, and first to N-th reference registers 32 1 to 32 N for holding the reference data sequence 16. The signal 17 held in the registers 31 1 to 31 N and the reference data string 1
6 to the first to Nth multipliers 33 1 to 33 N
And an addition circuit 34 for calculating the sum of these outputs. In the correlation circuit 18 of the embodiment, N is 500, and the register 31, the reference register 32, and the multiplier 33
Are provided 500 each. Register 31
A clock signal 35 is input to each of 1 to 31 N and the adder circuit 34. Each time the clock signal 35 is inputted, the contents held in the registers 31 1 to 31 N are updated. As a result, the clock signal 35
The signal 17 is shifted one stage at a time from left to right in FIG. The signal 17 is sequentially inputted in synchronization with the clock signal 35. Therefore, the signals 17 from the latest input to the last 500 samples are held by the 500 registers 31.

【0025】第1〜第Nの参照データレジスタ321
32N は、間引き用参照データを500サンプル分保持
するようになっている。たとえば、FM変調パルスの一
周期を等間隔に500に分割してその各々をサンプリン
グして得られた間引き用参照データ列16の値が順に保
持されるようになっている。。第1〜第Nの乗算器33
1 〜33N はそれぞれレジスタ311 〜31N に保持さ
れた信号17と参照レジスタ321 〜32N に保持され
た参照データとの間で掛算を行うようになっている。加
算回路34は信号17が入力されるたびに第1〜第1N
の乗算器331〜33N で乗算された結果の総和をとっ
た相関データ19を出力するようになっている。このよ
うに相関回路18は、最新の500サンプル分の信号1
7と参照データ列との間の相関をとった相関データ19
をクロック信号に同期して順次出力するようになってい
る。
The first to N-th reference data registers 32 1 to 32 1
32 N holds thinning-out reference data for 500 samples. For example, one cycle of the FM modulation pulse is divided into 500 at equal intervals, and the values of the reference data sequence 16 for thinning obtained by sampling each of them are sequentially held. . First to Nth multipliers 33
1 to 33 N multiply the signal 17 held in the registers 31 1 to 31 N by the reference data held in the reference registers 32 1 to 32 N , respectively. Each time the signal 17 is input, the adder circuit 34 outputs the first to first N
And outputs the multiplier 33 1 ~ 33 N correlation data 19 taking the sum of the results that have been multiplied by. As described above, the correlation circuit 18 outputs the signal 1 for the latest 500 samples.
Correlation data 19 obtained by correlating 7 with the reference data sequence
Are sequentially output in synchronization with a clock signal.

【0026】間引き回路18は、間引きする割合を制御
するカウンタ36と、相関データ19を保持する出力レ
ジスタ37とから構成されている。カウンタ36にはク
ロック信号35が入力されている。たとえば相関データ
19を4分の1に間引きする場合には、カウンタ35の
カウント値として4を設定する。このように設定すると
カンウタ36からは、クロック信号35を4クロック分
カウントするたびにカウントオーバ信号38が出力され
る。出力レジスタ37はカウントオーバ信号38が入力
されるたびに相関データ19を改めて保持するようにな
っている。これらにより、間引き回路21から出力され
るデータ39は、相関データ19の4分の1の量に削減
されることになる。
The thinning circuit 18 comprises a counter 36 for controlling the rate of thinning, and an output register 37 for holding the correlation data 19. The clock signal 35 is input to the counter 36. For example, when the correlation data 19 is thinned to one fourth, 4 is set as the count value of the counter 35. With this setting, the counter 36 outputs the count-over signal 38 every time the clock signal 35 is counted for four clocks. The output register 37 holds the correlation data 19 every time the count-over signal 38 is input. As a result, the data 39 output from the thinning circuit 21 is reduced to a quarter of the correlation data 19.

【0027】図1に示した相関処理装置では、高速フー
リエ変換回路11、乗算回路13および高速フーリエ変
換回路15によって参照データ列12の高周波成分を除
去した間引き用参照データ列16を生成している。そし
て、これを相関回路18の参照データとして用いてい
る。入力される信号17によっては、高い周波数成分を
含んだ元の参照データ列12との間で相関をとった場合
に、1つの相関データ19にしかその影響が現われない
ことがある。このような信号17であっても、高周波成
分を除去した間引き用参照データ列16との間で相関を
とることによって、複数の相関データ19にその影響が
現われるようになる。その結果、相関データ19を間引
きしても、間引きした後の相関データに信号の影響が現
われているので、間引きによって信号に含まれていた情
報が完全に欠落するようなことは起こらない。これによ
り、情報の欠落を生じることなく相関データ19のデー
タ量を削減することができる。高域成分の除去された参
照データ列と相関をとることは、たとえばレーダの画像
を例に説明すれば、画像にボカシを掛けたと同じような
効果を得ることができる。したがって、小さな物体であ
っても、これがある程度広い範囲に広がったような相関
結果を得ることができる。
In the correlation processing apparatus shown in FIG. 1, the thinning-out reference data sequence 16 from which the high-frequency component of the reference data sequence 12 has been removed is generated by the fast Fourier transform circuit 11, the multiplication circuit 13 and the fast Fourier transform circuit 15. . This is used as reference data of the correlation circuit 18. Depending on the input signal 17, when a correlation is obtained with the original reference data sequence 12 including a high frequency component, the effect may appear only on one correlation data 19. Even with such a signal 17, the correlation between the signal 17 and the thinning-out reference data sequence 16 from which high-frequency components have been removed has an effect on a plurality of correlation data 19. As a result, even if the correlation data 19 is decimated, the influence of the signal appears on the decimated correlation data, so that the information contained in the signal is not completely lost due to the decimation. Thereby, the data amount of the correlation data 19 can be reduced without causing a loss of information. Taking a correlation with the reference data sequence from which the high-frequency component has been removed can provide the same effect as applying a blur to an image, for example, by taking a radar image as an example. Therefore, even for a small object, it is possible to obtain a correlation result in which the object spreads to a certain extent.

【0028】間引き回路21によって間引きを行う割合
は、窓関数14の高域遮断周波数と密接な関係がある。
たとえば、相関データを4分の1の量に削減させるよう
に間引きを行う場合には、信号17の影響が4つ以上の
相関データ19に現われるようにする必要がある。この
ため、データ量を4分の1に削減するように間引きする
場合には、窓関数14は高速フーリエ変換回路11のサ
ンプリング周波数の4分の1以上の周波数帯域を除去す
るように設定しなければならばい。すなわち高域側を除
去してその帯域幅を4分の1以下にする必要がある。
The rate at which thinning is performed by the thinning circuit 21 is closely related to the high cutoff frequency of the window function 14.
For example, when thinning is performed so as to reduce the correlation data to a quarter, it is necessary to make the influence of the signal 17 appear in four or more correlation data 19. For this reason, when thinning out the data amount so as to reduce it to a quarter, the window function 14 must be set so as to remove a frequency band equal to or more than a quarter of the sampling frequency of the fast Fourier transform circuit 11. Goodbye. That is, it is necessary to remove the high-frequency side to reduce the bandwidth to one-fourth or less.

【0029】つぎにこの相関処理装置を合成開口レーダ
に適応した場合について説明する。
Next, a case where the correlation processing apparatus is applied to a synthetic aperture radar will be described.

【0030】図3は図1に示した相関処理装置を用いた
合成開口レーダの画像再生処理装置についてその概要を
表わしたものである。合成開口レーダ41は図示しない
そのアンテナ部からパルス波42を送信し、物体に反射
して戻ってきたエコーパルス43を受信するようになっ
ている。送信波発生回路44はアンテナ部から送信すべ
きパルス波42の基準信号として送信波35と、これに
応じた参照データ列12を生成する部分である。送信波
発生回路44は、パルス幅を擬似的に短くするために、
送信波35としてFM変調パルスを生成するようになっ
ている。送信波発生回路44は、図示しないROM(リ
ード・オンリ・メモリ)とアドレス発生回路とディジタ
ル・アナログ変換回路によって構成されている。出力さ
せるべきFM変調パルスの振幅を所定のサンプリング間
隔で量子化したデータを予めROMに格納しておく。こ
れをアドレス発生回路により順次読み出して、その値を
ディジタル・アナログ変換器でアナログ信号に変換して
出力するようになっている。また、ROMに格納してあ
るデータがそのまま参照データ列12として出力される
ようになっている。
FIG. 3 shows an outline of an image reproduction processing apparatus of a synthetic aperture radar using the correlation processing apparatus shown in FIG. The synthetic aperture radar 41 transmits a pulse wave 42 from an antenna unit (not shown), and receives an echo pulse 43 reflected back from an object. The transmission wave generation circuit 44 is a part that generates the transmission wave 35 as a reference signal of the pulse wave 42 to be transmitted from the antenna unit and the reference data sequence 12 corresponding thereto. The transmission wave generation circuit 44 has a function to reduce the pulse width in a pseudo manner.
An FM modulation pulse is generated as the transmission wave 35. The transmission wave generation circuit 44 includes a ROM (Read Only Memory) (not shown), an address generation circuit, and a digital / analog conversion circuit. Data obtained by quantizing the amplitude of the FM modulation pulse to be output at a predetermined sampling interval is stored in the ROM in advance. These are sequentially read out by an address generation circuit, and the values are converted into analog signals by a digital / analog converter and output. Further, the data stored in the ROM is output as the reference data string 12 as it is.

【0031】物体に反射して戻ってきたエコーパルス4
3は合成開口レーダ41によって受信されてエコー信号
17としてレンジ方向処理回路48に入力される。ま
た、レンジ方向処理回路48には、送信波発生回路44
の出力する参照データ列12が入力されている。レンジ
方向処理回路48は図1に示した相関処理装置と同じ構
成になっている。ここでは、図1に示した相関処理装置
と同様に間引き回路によって相関データのデータ量を4
分の1に削減するように、間引き率および窓関数が設定
されているものとする。以後、レンジ方向処理回路48
の内部についての説明は、図1を基に行うことにする。
レンジ方向処理回路48の出力49はアジマス方向処理
回路51に入力されている。表示装置52はレンジ方向
およびアジマス方向について演算の行われた結果のデー
タ53を基に、エコー信号17に対応した可視画像をリ
アルタイムで表示するようになっている。
Echo pulse 4 reflected back from the object
3 is received by the synthetic aperture radar 41 and input to the range direction processing circuit 48 as the echo signal 17. The range direction processing circuit 48 includes a transmission wave generation circuit 44.
Is input. The range direction processing circuit 48 has the same configuration as the correlation processing device shown in FIG. Here, similarly to the correlation processing apparatus shown in FIG.
It is assumed that the thinning rate and the window function are set so as to reduce the number by one. Thereafter, the range direction processing circuit 48
1 will be described based on FIG.
The output 49 of the range direction processing circuit 48 is input to the azimuth direction processing circuit 51. The display device 52 is configured to display a visible image corresponding to the echo signal 17 in real time based on data 53 obtained as a result of performing calculations in the range direction and the azimuth direction.

【0032】レンジ方向処理回路48は、送信波発生回
路44から入力された参照データ列12を基に、間引き
用参照データ列16を生成する。これは、図1に示した
相関処理装置と同様に高速フーリエ変換回路11、乗算
回路13および高速逆フーリエ変換回路15によって行
われる。元の参照データ列12の高域成分が除去された
間引き用参照データ列16は相関回路18に設定され、
その後合成開口レーダ41による探知が開始される。
The range direction processing circuit 48 generates the thinning-out reference data sequence 16 based on the reference data sequence 12 input from the transmission wave generation circuit 44. This is performed by the fast Fourier transform circuit 11, the multiplying circuit 13, and the fast inverse Fourier transform circuit 15, similarly to the correlation processing apparatus shown in FIG. The thinning-out reference data sequence 16 from which the high-frequency component of the original reference data sequence 12 has been removed is set in the correlation circuit 18,
Thereafter, detection by the synthetic aperture radar 41 is started.

【0033】合成開口レーダ41から送信されて何らか
の物体に反射して戻ってきたパルス波43は、相関回路
18にすでに設定されている間引き用参照データ16と
の間で次々と相関がとられる。このように間引き用参照
データ16との間で相関をとることによって2つの効果
を同時に得ることができる。その1つは、参照データ列
との相関をとるとこによってパルス幅を擬似的に短くし
たのと同様の効果を得ることである。他の1つは、相関
データ19の高域成分を間引き率に応じてフィルタリン
グすることである。このように予め高域成分の除去され
た参照データ列と相関をとれば、これら2つの効果を同
時に得ることができ、相関データの高域成分を除去する
ための処理を別途行う必要がない。これにより、レンジ
方向の処理時間を短縮することができる。間引き回路2
1は、相関回路18の出力する相関データ19を予め設
定された間引き率で間引きする。したがって、レンジ方
向処理回路48の出力する相関データ49は、間引きに
よってそのデータ量が削減されている。
The pulse wave 43 transmitted from the synthetic aperture radar 41 and reflected back to some object is successively correlated with the thinning reference data 16 already set in the correlation circuit 18. Thus, two effects can be obtained simultaneously by correlating with the reference data 16 for thinning. One of them is to obtain the same effect as pseudo-shortening the pulse width by correlating with the reference data sequence. The other is to filter the high frequency components of the correlation data 19 according to the thinning rate. By correlating with the reference data sequence from which the high-frequency component has been removed in advance as described above, these two effects can be obtained at the same time, and there is no need to separately perform processing for removing the high-frequency component of the correlation data. Thereby, the processing time in the range direction can be reduced. Thinning circuit 2
1 thins out the correlation data 19 output from the correlation circuit 18 at a preset thinning rate. Accordingly, the data amount of the correlation data 49 output from the range direction processing circuit 48 is reduced by thinning.

【0034】アジマス方向処理回路51は、レンジ方向
処理回路48の出力する相関データ49について各種の
演算を行うようになっている。アジマス方向処理回路
は、レンジ方向処理回路48によって間引きされた後の
データについて演算を行うので、処理すべきデータ量が
少なくなり、処理の高速化を図ることができる。アジマ
ス方向処理回路51では、たとえば、ドップラ効果を利
用して分解能を向上させる処理が行われるようになって
いる。
The azimuth direction processing circuit 51 performs various operations on the correlation data 49 output from the range direction processing circuit 48. Since the azimuth direction processing circuit performs an operation on the data that has been thinned out by the range direction processing circuit 48, the amount of data to be processed is reduced, and the processing speed can be increased. In the azimuth direction processing circuit 51, for example, processing for improving resolution using the Doppler effect is performed.

【0035】図4はアジマス方向処理回路の回路構成を
表わしたものである。レンジ方向処理回路の出力49は
高速フーリエ変換回路61に入力され、時間領域での相
関データは周波数領域でのデータに変換される。高速フ
ーリエ変換回路61の出力は乗算回路62に入力されて
いる。また、乗算回路62には、乗算係数を順次発生す
る乗算係数発生回路63が接続されている。乗算回路6
2は、高速フーリエ変換回路61から入力されたデータ
に乗算係数発生回路65から入力された所定の乗算係数
を掛け合わせることを行う回路である。ここでは、ドッ
プラ効果を利用したアジマス方向の処理を行うために、
ドップラフィルタを構成するような乗算係数が生成され
るようになっている。乗算回路62の乗算結果は高速逆
フーリエ変換回路64に入力されて、時間領域での相関
データ65に変換される。パワー算出回路66は、相関
データ65の実数部と虚数部の値の2乗をそれぞれ計算
しこれらを加えたのち、その平方根をとる回路である。
すなわちパワー算出回路66は、相関データ65に含ま
れている位相情報の絶対値を求めて画像の濃度を表わし
た画像データに変換することを行うものである。画像デ
ータ67は、アドレス発生回路68の出力するアドレス
信号69に応じて画像メモリ71の所定の位置に記憶さ
れるようになっている。画像メモリ71は1画面分の画
像を記憶できるようになっている。画像メモリ71に記
憶された画像は、図3の表示装置52によって読み出さ
れ図示しないCRT等のディスプレイに表示されるよう
になっている。こうして、合成開口レーダ41によって
受信されたエコー信号17をもとに可視化された画像が
形成されるようになっている。
FIG. 4 shows the circuit configuration of the azimuth direction processing circuit. The output 49 of the range direction processing circuit is input to the fast Fourier transform circuit 61, and the correlation data in the time domain is converted into data in the frequency domain. The output of the fast Fourier transform circuit 61 is input to the multiplying circuit 62. The multiplication circuit 62 is connected to a multiplication coefficient generation circuit 63 that sequentially generates multiplication coefficients. Multiplication circuit 6
Reference numeral 2 denotes a circuit for multiplying data input from the fast Fourier transform circuit 61 by a predetermined multiplication coefficient input from the multiplication coefficient generation circuit 65. Here, in order to perform processing in the azimuth direction using the Doppler effect,
A multiplication coefficient that forms a Doppler filter is generated. The result of the multiplication by the multiplication circuit 62 is input to the fast inverse Fourier transform circuit 64 and converted into correlation data 65 in the time domain. The power calculation circuit 66 is a circuit that calculates the squares of the values of the real part and the imaginary part of the correlation data 65, adds them, and takes the square root thereof.
That is, the power calculation circuit 66 calculates the absolute value of the phase information included in the correlation data 65 and converts it into image data representing the density of the image. The image data 67 is stored in a predetermined position of the image memory 71 in accordance with the address signal 69 output from the address generation circuit 68. The image memory 71 can store an image for one screen. The image stored in the image memory 71 is read by the display device 52 of FIG. 3 and displayed on a display such as a CRT (not shown). Thus, a visualized image is formed based on the echo signal 17 received by the synthetic aperture radar 41.

【0036】レンジ方向処理回路48の出力する相関デ
ータ49は、間引きされておりそのデータ量が削減され
ている。しかし、高周波成分を除去した間引き用参照デ
ータ列16との間で相関がとられているので、間引き後
の相関データ49にも、エコー信号17に含まれていた
物体の情報が欠落せずに残っている。したがって、物体
の位置情報の連続性が破壊されていない。このためアジ
マス方向の処理においてドップラ効果を利用して分解能
の向上を図ることが可能になっている。また、レンジ方
向処理回路48では、間引き用参照データ16は最初に
1度作成すればよいだけなので、実際にエコー信号17
の受信中は、演算量の多い高速フーリエ変換や高速逆フ
ーリエ変換の処理は行われない。したがって、レンジ方
向の処理は高速に行うことができる。これに対して図4
に示したアジマス方向処理回路51では、高速フーリエ
変換処理や高速逆フーリエ変換処理をエコー信号17の
受信と平行して行わなければならない。このため、レン
ジ方向処理回路48においてアジマス方向処理回路51
の処理すべきデータ量を削減することは、画像再生のた
めの処理時間の短縮に大きな効果を果たすことになる。
The correlation data 49 output from the range direction processing circuit 48 is thinned out and the data amount is reduced. However, since correlation is obtained between the reference data sequence 16 for thinning from which high-frequency components have been removed, the information of the object included in the echo signal 17 is not lost in the correlation data 49 after thinning. Remaining. Therefore, the continuity of the position information of the object is not broken. Therefore, it is possible to improve the resolution by utilizing the Doppler effect in the processing in the azimuth direction. Also, in the range direction processing circuit 48, since the thinning-out reference data 16 only needs to be created once at first, the echo signal 17
During the reception, the fast Fourier transform and the inverse fast Fourier transform, which require a large amount of computation, are not performed. Therefore, processing in the range direction can be performed at high speed. In contrast, FIG.
In the azimuth direction processing circuit 51 shown in (1), fast Fourier transform processing and fast inverse Fourier transform processing must be performed in parallel with the reception of the echo signal 17. Therefore, the azimuth direction processing circuit 51 in the range direction processing circuit 48
Reducing the amount of data to be processed has a significant effect on shortening the processing time for image reproduction.

【0037】以上説明した実施例では、相関データを4
分の1に減少させるように間引きする場合を示したが、
間引きする割合はこれに限るものではない。また、合成
開口レーダを例に説明したが、相関処理後のデータに対
して行う演算量を減らす必要のある装置であれば、どの
ようなものにでも適応できることは言うまでもない。
In the embodiment described above, the correlation data is 4
Although the case of thinning out to reduce it by a factor of 1 was shown,
The rate of thinning is not limited to this. Also, the synthetic aperture radar has been described as an example, but it goes without saying that the apparatus can be applied to any apparatus that needs to reduce the amount of calculation performed on the data after the correlation processing.

【0038】[0038]

【発明の効果】このように請求項1記載の発明によれ
ば、相関をとるべき参照データ列の高周波成分を予め除
去しておき、この高周波成分の除去された参照データ列
と所定の信号との間で相関をとっている。これにより、
元の参照データ列との相関では1つの相関結果にしかそ
の影響が現われないような情報を含んだ信号であって
も、高周波成分を除去した後の参照データ列と相関をと
ることによって複数の相関結果にその影響が現われるよ
うになる。したがって、間引きした後の相関結果にも、
元の信号に含まれていた情報の影響が現われるので、情
報の欠落が生じることなく相関処理後のデータ量を削減
することができる。また、参照データ列との相関処理後
にその高周波成分を除去するような特別な処理を必要と
しないので、処理の高速化および装置の簡略化を図るこ
とができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the high-frequency component of the reference data sequence to be correlated is removed in advance, and the reference data sequence from which the high-frequency component has been removed and the predetermined signal are output. Have a correlation between This allows
Even if the signal contains information whose influence is apparent only in one correlation result in the correlation with the original reference data sequence, a plurality of signals can be obtained by correlating with the reference data sequence after removing high-frequency components. The effect will appear on the correlation result. Therefore, the correlation result after thinning out also
Since the influence of the information included in the original signal appears, the amount of data after the correlation processing can be reduced without any loss of information. Further, since special processing for removing the high-frequency component after the correlation processing with the reference data sequence is not required, the processing can be speeded up and the apparatus can be simplified.

【0039】しかも請求項1記載の発明では、間引き回
路によって間引きする所定の割合は、高速フーリエ変換
回路のサンプリング周波数に対する窓関数の除去する一
定の周波数の比と等しいか、あるいはそれよりも大きく
設定されている。たとえば、相関処理された結果のデー
タを4分の1に間引きする場合には、高速フーリエ変換
回路のサンプリング周波数の4分の1よりも高い周波数
成分が除去されるように窓関数を設定している。これに
より、信号に含まれていた情報の影響を確実に間引き後
のデータに残すことができる。
Further, according to the first aspect of the present invention, the predetermined ratio for thinning out by the thinning-out circuit is set to be equal to or larger than the ratio of the fixed frequency to be removed by the window function to the sampling frequency of the fast Fourier transform circuit. Have been. For example, when thinning out the data resulting from the correlation processing to a quarter, a window function is set so that a frequency component higher than a quarter of the sampling frequency of the fast Fourier transform circuit is removed. I have. As a result, the influence of the information included in the signal can be reliably left in the data after the thinning.

【0040】さらに請求項記載の発明によれば、合成
開口レーダによって受信したエコー信号のレンジ方向の
処理において、高周波成分の除去された参照データ列を
使用して相関処理を行っている。そして、相関処理後の
データを所定の割合で間引いている。これらにより、間
引き後に残った相関処理後のデータにもエコー信号に含
まれていた情報の影響が現われる。また、間引き後の削
減されたデータに対してアジマス方向の処理が行われる
ので、2次元の画像を高速に可視化することができる。
また、間引きしても、エコー信号に含まれていた情報の
欠落がないので、たとえばドップラ効果を利用してアジ
マス方向の分解能の向上を図ることができる。
According to the second aspect of the present invention, in the processing in the range direction of the echo signal received by the synthetic aperture radar, the correlation processing is performed using the reference data sequence from which the high frequency component has been removed. Then, the data after the correlation processing is thinned out at a predetermined ratio. As a result, the influence of the information included in the echo signal also appears in the data after the correlation processing remaining after the thinning. In addition, since the processing in the azimuth direction is performed on the reduced data after the thinning, a two-dimensional image can be visualized at high speed.
In addition, since the information contained in the echo signal is not lost even if the data is thinned, the resolution in the azimuth direction can be improved by using, for example, the Doppler effect.

【0041】また請求項記載の発明によれば、間引き
回路によって間引きする所定の割合は、高速フーリエ変
換回路のサンプリング周波数に対する窓関数の除去する
一定の周波数の比と等しいか、あるいはそれよりも大き
く設定されている。これにより、エコー信号に含まれて
いた情報の影響を確実に間引き後のデータに残すことが
できる。
According to the third aspect of the present invention, the predetermined ratio for thinning out by the thinning-out circuit is equal to or greater than the ratio of the sampling frequency of the fast Fourier transform circuit to the fixed frequency to be eliminated by the window function. It is set large. As a result, the influence of the information included in the echo signal can be reliably left in the thinned data.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例における相関処理装置の回路
構成の概要を表わしたブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an outline of a circuit configuration of a correlation processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した相関処理装置の相関回路および間
引き回路についてその回路構成を表わしたブロック図で
ある。
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of a correlation circuit and a thinning circuit of the correlation processing apparatus shown in FIG.

【図3】本発明の一実施例における合成開口レーダの画
像再生装置の概要を表わしたブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an outline of an image reproducing apparatus of a synthetic aperture radar according to one embodiment of the present invention.

【図4】図3に示した合成開口レーダの画像再生装置の
アジマス方向処理回路についてその回路構成の概要を表
わしたブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an outline of a circuit configuration of an azimuth direction processing circuit of the image reproducing apparatus of the synthetic aperture radar shown in FIG.

【図5】従来から使用されている間引き機能つき相関処
理回路の概要を表わしたブロク図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an outline of a conventionally used correlation processing circuit with a thinning function.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 高速フーリエ変換回路 12 参照データ列 13 乗算回路 14 窓関数 15 高速逆フーリエ変換回路 16 間引き用参照データ列 17 入力信号 18 相関回路 19 相関データ 21 間引き回路 41 合成開口レーダ 48 レンジ方向処理回路 51 アジマス方向処理回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Fast Fourier transform circuit 12 Reference data sequence 13 Multiplier circuit 14 Window function 15 Fast inverse Fourier transform circuit 16 Decimation reference data sequence 17 Input signal 18 Correlation circuit 19 Correlation data 21 Decimation circuit 41 Synthetic aperture radar 48 Range direction processing circuit 51 Azimuth Direction processing circuit

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−223288(JP,A) 特開 昭60−140942(JP,A) 特開 昭60−130908(JP,A) 特開 昭61−260300(JP,A) 特開 昭63−26112(JP,A) 特開 昭63−281511(JP,A) 特開 平1−10717(JP,A) 特開 平2−98717(JP,A) 特開 平5−273267(JP,A)Continuation of the front page (56) References JP-A-4-223288 (JP, A) JP-A-60-140942 (JP, A) JP-A-60-130908 (JP, A) JP-A-61-260300 (JP, A) JP-A-63-26112 (JP, A) JP-A-63-281511 (JP, A) JP-A-1-10717 (JP, A) JP-A-2-98717 (JP, A) 5-273267 (JP, A)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 所定の信号との間の相関をとるために予
め用意された時間領域での参照データ列を周波数領域で
のデータに変換する高速フーリエ変換回路と、 この高速フーリエ変換回路によって変換された後のデー
タとこれに含まれる一定の周波数よりも高い周波数成分
を除去するための所定の窓関数とを乗算する乗算回路
と、 この乗算回路によって乗算された結果得られた周波数領
域でのデータを時間領域でのデータに変換する高速逆フ
ーリエ変換回路と、 この高速逆フーリエ変換回路によって変換された後のデ
ータと前記所定の信号との相関をとる相関回路と、 この相関回路によって相関のとられた結果得られたデー
タを、その間引いた後のデータ量の前記相関回路の出力
するデータ量に対する比率が、前記高速フーリエ変換回
路のサンプリング周波数に対する前記窓関数の除去する
前記一定の周波数と等しいかあるいはそれよりも大きく
なるような所定の割合で間引きする間引き回路とを具備
することを特徴とする相関処理装置。
1. A fast Fourier transform circuit for converting a reference data sequence in a time domain prepared in advance to obtain a correlation with a predetermined signal into data in a frequency domain, and a transform by the fast Fourier transform circuit A multiplication circuit that multiplies the data after the multiplication by a predetermined window function for removing a frequency component higher than a certain frequency included in the data, and a frequency domain obtained by multiplication by the multiplication circuit. A fast inverse Fourier transform circuit for converting data into data in the time domain; a correlation circuit for correlating the data converted by the fast inverse Fourier transform circuit with the predetermined signal; The data obtained as a result of the sampling is output from the correlation circuit in the amount of data after the data is thinned out.
The ratio of the amount of data to
Of the window function for the sampling frequency of the road
Equal to or greater than the certain frequency
A thinning circuit for thinning at a predetermined ratio.
【請求項2】 合成開口レーダの送信する送信波の波形
に応じて予め定められた時間領域での参照データ列を周
波数領域でのデータに変換する高速フーリエ変換回路
と、 この高速フーリエ変換回路によって変換された後のデー
タとこれに含まれる一定の周波数よりも高い周波数成分
を除去するための所定の窓関数とを乗算する乗算回路
と、 この乗算回路によって乗算された結果得られた周波数領
域でのデータを時間領域でのデータに変換する高速逆フ
ーリエ変換回路と、 この高速逆フーリエ変換回路によって変換された後のデ
ータと前記合成開口レーダによって受信された前記送信
波のエコー信号との間でレンジ方向について相関をとる
相関回路と、 この相関回路によってレンジ方向について相関のとられ
た結果得られたデータ を所定の割合で間引きする間引き
回路と、 この間引き回路によって間引きされた後のデータを基に
アジマス方向について所定の処理を行うアジマス方向処
理回路 とを具備することを特徴とする合成開口レーダの
画像再生処理装置。
2. A waveform of a transmission wave transmitted by a synthetic aperture radar.
Of the reference data sequence in a predetermined time domain according to the
Fast Fourier transform circuit to convert to data in wave number domain
And the data converted by this fast Fourier transform circuit.
Frequency components and frequency components higher than a certain frequency
Multiplier for multiplying by a predetermined window function for removing
And the frequency domain obtained as a result of multiplication by this multiplication circuit.
High-speed reverse converter that converts data in the time domain to data in the time domain.
And Rie conversion circuit, de converted by the inverse fast Fourier transform circuit
Data and the transmission received by the synthetic aperture radar
Correlate with the wave echo signal in the range direction
A correlation circuit and the correlation circuit correlates in the range direction.
Thinning out the data obtained as a result at a specified rate
Circuit and the data after being thinned out by this thinning circuit.
Azimuth direction processing that performs predetermined processing in the azimuth direction
Of synthetic aperture radar, characterized by comprising a sense circuit
Image reproduction processing device.
【請求項3】 前記間引き回路によって間引いた後のデ
ータ量の前記相関回路の出力するデータ量に対する比率
は、前記高速フーリエ変換回路のサンプリング周波数に
対する前記窓関数の除去する前記一定の周波数の比と等
しいかあるいはそれよりも大きいことを特徴とする請求
項2記載の合成開口レーダの画像再生処理装置。
3. The data after thinning by the thinning circuit.
Of the data amount to the data amount output from the correlation circuit
Is the sampling frequency of the fast Fourier transform circuit.
And the ratio of the constant frequency to be removed by the window function
Claims that are higher or larger
Item 3. An image reproduction processing device for a synthetic aperture radar according to Item 2.
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