ＳＡＲ装置
【課題】フルポラリメトリＳＡＲにおいて、受信した反射波の交差偏波成分（ＨＶ成分、ＶＨ成分）のレンジＳ／Ａ（信号対虚像比）が悪くなるという課題があった。
【解決手段】本発明のＳＡＲ装置は、Ｈ偏波を受信する第一の受信機と、Ｖ偏波を受信する第二の受信機と、周波数変調されたパルス信号を生成し、パルス信号を出力する送信機と、パルス信号が入力される度に、入力されたパルス信号の位相を１８０度毎に切り替え、出力する移相器と、送信機または移相器から出力されたパルス信号をＨ偏波で送信し、Ｈ偏波の受信信号を受信し、受信したＨ偏波の受信信号を第一の受信機に出力するＨ偏波アンテナと、送信機または移相器から出力されたパルス信号をＶ偏波で送信し、Ｖ偏波の受信信号を受信し、受信したＶ偏波の受信信号を第二の受信機に出力するＶ偏波アンテナと、を有する。
【解決手段】本発明のＳＡＲ装置は、Ｈ偏波を受信する第一の受信機と、Ｖ偏波を受信する第二の受信機と、周波数変調されたパルス信号を生成し、パルス信号を出力する送信機と、パルス信号が入力される度に、入力されたパルス信号の位相を１８０度毎に切り替え、出力する移相器と、送信機または移相器から出力されたパルス信号をＨ偏波で送信し、Ｈ偏波の受信信号を受信し、受信したＨ偏波の受信信号を第一の受信機に出力するＨ偏波アンテナと、送信機または移相器から出力されたパルス信号をＶ偏波で送信し、Ｖ偏波の受信信号を受信し、受信したＶ偏波の受信信号を第二の受信機に出力するＶ偏波アンテナと、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＡＲ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星や航空機等の飛翔体を利用したリモートセンシングの分野では、地表の状態を撮像するためのセンサとして、マイクロ波帯を用いる４偏波合成開口レーダ（フルポラリメトリＳＡＲ；Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ、以下フルポラリメトリＳＡＲと称す）が用いられている。
【０００３】
関連するフルポラリメトリＳＡＲの技術が、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたフルポラリメトリＳＡＲでは、通常、Ｈ偏波（水平偏波）の送信パルスとＶ偏波（垂直偏波）の送信パルスを交互に送信する。その上で、Ｈ偏波の地表反射波とＶ偏波の地表反射波を、各偏波に対応した２つのアンテナと受信系により同時に受信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０８５１６９号公報（段落「００４３」〜「００４４」、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に記載したフルポラリメトリＳＡＲでは、平行偏波成分（ＨＨ成分、ＶＶ成分）の反射波は、交差偏波成分（ＨＶ成分、ＶＨ成分)の反射波に比べ、反射輝度（後方散乱係数）が高い。そのため、交差偏波成分の反射波（ＨＶ成分、ＶＨ成分）を受信する時は、前後の平行偏波成分（ＨＨ成分、ＶＶ成分）の送信パルスによるレンジ・アンビギュイティ（虚像）が強く受信される問題があった。
【０００６】
図６に、Ｈ偏波（水平偏波）の送信パルスとＶ偏波（垂直偏波）の送信パルスを交互に送信した場合の受信波の成分を示す。送信では、パルス毎にＨ偏波（水平偏波）の送信パルスとＶ偏波（垂直偏波）を観測対象に送信する。観測対象から反射された反射波は、Ｈ偏波（水平偏波）を受信する第一の受信機１と、Ｖ偏波（垂直偏波）を受信する第二の受信器により受信される。
【０００７】
Ｈ偏波（水平偏波）を受信する第一の受信機は、平行偏波成分（ＨＨ成分）と交差偏波成分（ＶＨ成分）の反射波を受信する。Ｖ偏波（垂直偏波）を受信する第二の受信機は、平行偏波成分（ＶＶ成分）と交差偏波成分（ＨＶ成分）の反射波を受信する。平行偏波成分（ＨＨ成分、ＶＶ成分）の反射波は、交差偏波成分（ＨＶ成分、ＶＨ成分）の反射波に比べ、反射輝度が高い。すなわち、交差偏波成分の反射波（ＨＶ成分、ＶＨ成分）を受信する時は、前後の平行偏波成分（ＨＨ成分、ＶＶ成分）の送信パルスによるレンジ・アンビギュイティ（虚像）が強く受信される。
【０００８】
その結果、受信した反射波の交差偏波成分（ＨＶ成分、ＶＨ成分）のレンジＳ／Ａ（信号対虚像比）が悪くなるという課題があった。
【０００９】
本発明の目的は、上述したＳＡＲ装置において、受信した反射波の交差偏波成分（ＨＶ成分、ＶＨ成分）のレンジＳ／Ａ（信号対虚像比）が悪くなるという課題を解決するＳＡＲ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のＳＡＲ装置は、Ｈ偏波の受信信号を受信する第一の受信機と、Ｖ偏波の受信信号を受信する第二の受信機と、周波数変調されたパルス信号を生成し、出力する送信機と、パルス信号が入力される度に入力されたパルス信号の位相を０度と１８０度に切り替え、出力する移相器と、送信機または移相器から出力されたパルス信号をＨ偏波で送信すると共に、Ｈ偏波の受信信号を受信し、受信したＨ偏波の受信信号を第一の受信機に出力するＨ偏波アンテナと、送信機または移相器から出力されたパルス信号をＶ偏波で送信すると共に、Ｖ偏波の受信信号を受信し、受信したＶ偏波の受信信号を第二の受信機に出力するＶ偏波アンテナと、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるＳＡＲ装置によれば、受信した反射波の交差偏波成分（ＨＶ成分、ＶＨ成分）のレンジＳ／Ａ（信号対虚像比）を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による第一の実施形態のＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明による第一の実施形態のＳＡＲ装置の動作を示すフローチャート図である。
【図３】本発明による第一の実施形態の送信偏波と受信波の成分を示す図である。
【図４】本発明による第二の実施形態のＳＡＲ装置及びＳＡＲ画像再生解析装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明による第二の実施形態のタイミング補正処理部の一例を示すブロック図ある。
【図６】一般的なＳＡＲ装置の送信偏波と受信波の成分を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
［第一の実施形態］
図１は、本発明による第一の実施形態のＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。図１において、ＳＡＲ装置１は、送信機１１と、第一の受信機１２と、第一の受信機１３と、移相器１４と、Ｈ偏波アンテナ１５と、Ｖ偏波アンテナ１６と、Ｈ偏波側サーキュレータ１７とＶ偏波側サーキュレータ１８とから構成される。
【００１５】
送信機１１は、周波数変調された送信パルス信号を生成する。例えば、直線周波数に変調された線形パルス変調器が挙げられる。第一の受信機１２は、観測対象から反射したＨ偏波の受信信号を受信する。第二の受信機１３は、観測対象から反射したＶ偏波の受信信号を受信する。これらの受信機は、受信信号を受信する一般的な受信機である。
【００１６】
移相器１４は、送信パルス毎に位相を切り替える。Ｈ偏波アンテナ１５と、Ｖ偏波アンテナ１６は、Ｈ偏波及びＶ偏波でパルス信号を送信し、Ｈ偏波及びＶ偏波の受信信号を受信するアンテナである。Ｈ偏波側サーキュレータ１７とＶ偏波側サーキュレータ１８は、送信ルートと受信ルートを切り替えるものである。
【００１７】
送信機１１から出力された送信パルス信号は、２分岐され、サーキュレータを介して、Ｈ偏波アンテナ１５とＶ偏波アンテナ１６に送信される。送信機１１とＶ偏波アンテナ用のサーキュレータ１８の間の移相器１４は、制御装置１９が発生したＰＲＩ（Ｐｕｌｓｅ Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）トリガにより、送信パルス毎に０度と１８０度の位相に切り替わる。ここで、制御装置１９は、任意のＰＲＩで送信トリガや受信ゲート等のタイミング信号を発生し、各部のタイミング制御を行う装置である。
【００１８】
従って、Ｈ偏波アンテナ１５からはＨ偏波の送信パルスが送信され、Ｖ偏波アンテナ１６からは、Ｈ偏波の位相に対し、送信パルス毎に０度と１８０度に位相が変化した＋Ｖ偏波と−Ｖ偏波送信パルスが交互に送信される。なお、ここではＨ偏波に対する相対位相０度のＶ偏波を＋Ｖ偏波、相対位相１８０度のＶ偏波を−Ｖ偏波と称している。すなわち、全体で見ると、Ｈ偏波に対し偏波面が＋４５度と−４５度に傾いた互いに直交する２種類の直線偏波が、Ｈ偏波アンテナ１５とＶ偏波アンテナ１６から交互に観測対象（例えば、地表が挙げられる）に向かい送信される。
【００１９】
以下、各々の偏波を、Ｈ偏波と＋Ｖ偏波の送信パルスを＋４５度送信偏波（Ｈ偏波送信＋Ｖ偏波送信）、Ｈ偏波と−Ｖ偏波の送信パルスを−４５度送信偏波（Ｈ偏波送信−Ｖ偏波送信）と称する。
【００２０】
なお、本実施形態では、送信機１１とＶ偏波アンテナ用のサーキュレータ１８の間に移相器１４が接続されているが、送信機１１とＨ偏波アンテナ用のサーキュレータ１７の間に接続されていてもよい。この場合、Ｖ偏波アンテナ１６からはＶ偏波が送信され、Ｈ偏波アンテナ１５からは、送信パルス毎に０度と１８０度に位相が変化した＋Ｈ偏波と−Ｈ偏波が交互に送信される。
【００２１】
続いて、観測対象からの反射波を、Ｈ偏波アンテナ１５とＶ偏波アンテナ１６で受信する。受信後、Ｈ偏波アンテナ用のサーキュレータ１７とＶ偏波アンテナ用のサーキュレータ１８を介し、第一の受信機１２（Ｈ受信）と第二の受信機１３（Ｖ受信）により各々受信し、デジタルデータとして出力する。
【００２２】
次に、本実施形態の動作のフローチャートを図２に示す。初めに、送信機１１は、周波数変調されたパルス信号でパルス信号が発生する度に１８０度位相が異なるパルス信号を送信する（Ｓ２）。
【００２３】
次に、Ｈ偏波アンテナ１５は、Ｈ偏波の受信信号を受信し、受信したＨ偏波を第一の受信機１２に出力する（Ｓ３−１）。また、Ｖ偏波アンテナ１６は、Ｖ偏波の受信信号を受信し、受信したＶ偏波を第二の受信機１３に出力する（Ｓ３−２）。
【００２４】
図３に、＋４５度送信偏波の送信パルスと−４５度送信偏波の送信パルスを交互に送信した場合の受信波の成分を示す。送信では、上述したように送信パルス毎に移相器１４が変化するため、＋４５度送信偏波の送信パルスと−４５度送信偏波の送信パルスを交互に送信する。観測対象から反射された反射波は、Ｈ偏波（水平偏波）を受信する第一の受信機１２と、Ｖ偏波（垂直偏波）を受信する第二の受信器１３により受信される。
【００２５】
第一の受信機１２は、送信パルス信号＋４５度送信偏波を受信する場合は、ＨＨ＋ＶＨ信号成分を受信し、送信パルス信号−４５度送信偏波を受信する場合は、ＨＨ−ＶＨ信号成分を受信する。また、第一の受信機１２が、ＨＨ＋ＶＨ信号成分を受信した場合は、ＨＨ＋ＶＨ信号成分の前後のＨＨ−ＶＨ信号成分が虚像成分となる。この時、信号成分ＨＨ＋ＶＨと虚像成分ＨＨ−ＶＨの反射波の輝度の差は、特許文献１における平行偏波成分（ＨＨ成分、ＶＶ成分）と交差偏波成分（ＨＶ成分、ＶＨ成分）の反射波の反射輝度の比が小さくなる。
【００２６】
そのため、信号成分ＨＨ＋ＶＨと虚像成分ＨＨ−ＶＨの反射波は、平行偏波成分（ＨＨ成分、ＶＶ成分）と交差偏波成分（ＨＶ成分、ＶＨ成分）の反射波より、送信パルスによるレンジ・アンビギュイティ（虚像）が小さくなる。すわなち、受信した反射波の交差偏波成分（ＨＶ成分、ＶＨ成分）のレンジＳ／Ａ（信号対虚像比）を改善することができる。
【００２７】
［第二の実施形態］
図４は、本発明による第二の実施形態のＳＡＲ装置及びＳＡＲ画像再生解析装置の構成を示すブロック図である。図４において、ＳＡＲ装置２の各構成は第一の実施形態と同様である。ＳＡＲ画像再生解析装置３は、ＳＡＲ装置からのＨ偏波受信データとＶ偏波受信データからＳＡＲ画像を再生するＳＡＲ画像再生処理部３１と、ＳＡＲ画像の偏波分離を行う偏波分離処理部３２と、フルポラリメトリＳＡＲ画像生成を生成するフルポラリメトリＳＡＲ画像生成部３３と、受信データを各成分に分離する分離処理部３４、３５より構成される。偏波分離処理部３２は、タイミング補正処理・偏波分離処理部３６、３７より構成される。タイミング補正処理・偏波分離処理部は例えば、図５に示すタイミング補正処理・偏波分離処理部４１、４２のような構成が挙げられる。
【００２８】
第一の受信機２２から出力されたＨ受信データは、ＳＡＲ画像再生解析装置３の分離処理部３４に入力される。分離処理部３４に入力されたＨ受信データは、送信パルス毎に＋４５度送信Ｈ偏波受信データと−４５度送信Ｈ偏波受信データに分離され、ＳＡＲ画像再生処理部３１に出力される。画像再生処理部３１では各々の成分のＳＡＲ画像に再生される。
【００２９】
第二の受信機２３から出力されたＶ受信データは、ＳＡＲ画像再生解析装置３の分離処理部３５に入力される。分離処理部３５に入力されたＨ受信データは、送信パルス毎に＋４５度送信Ｖ偏波受信データと−４５度送信Ｖ偏波受信データに分離され、各々、ＳＡＲ画像再生処理部３１に出力される。画像再生処理部３１では各々の成分のＳＡＲ画像に再生される。分離処理部３４、３５としては、±４５度の送信Ｈ偏波受信データ及び±４５度送信Ｖ偏波受信データを分離することができればよく、例えば一般的な偏波分離器を用いることができる。
【００３０】
従って、ＳＡＲ画像再生処理部３１では、処理分離部３４から出力された＋４５度送信Ｈ偏波及び−４５度送信Ｈ偏波と、処理分離部３４から出力された＋４５度送信Ｖ偏波及び−４５度送信Ｖ偏波の４種類の偏波に対応するＳＡＲ画像が再生される。再生された４種類の偏波に対応するＳＡＲ画像は、偏波分離処理部３２に入力され、偏波分離処理部３２の記憶装置（図示なし）に記憶される。
【００３１】
ここで、ＳＡＲ画像再生処理部３１から出力され、偏波分離処理部３２の記憶装置に記憶された４種類の偏波に対応するＳＡＲ画像は、＋４５度送信と−４５度送信の偏波の画像間では１パルス分のタイミングがずれている。
【００３２】
そのため、タイミング補正処理・偏波分離処理部３６、３７において、１パルス分のタイミングのずれを補正する偏波間のタイミング補正を行う。この偏波間のタイミング補正は、一般的なタイミング補正処理を適用できる。タイミング補正処理を行った上で、Ｈ及びＶ偏波の各受信データについて、＋４５度直線偏波送信データと−４５度直線偏波送信データの両者の和と差を取ることで偏波分離処理を行う。この計算は、偏波分離処理部３２の演算部（図示なし）で行われる。
【００３３】
タイミング補正・偏波分離されたＨＨ成分、ＨＶ成分、ＶＨ成分、ＶＶ成分の各成分は、フルポラリメトリＳＡＲ画像部３３に出力される。フルポラリメトリＳＡＲ画像部３３は、各成分に基づいて、ＳＡＲ画像データを再生する。フルポラリメトリＳＡＲ画像部３３は、ＨＨ成分、ＨＶ成分、ＶＨ成分、ＶＶ成分をフルポラリメトリＳＡＲ画像に再生する汎用装置であればよい。ＳＡＲ画像再生処理部３１及びフルポラリメトリＳＡＲ画像生成部３３は、汎用の構成のものである。
【００３４】
ここで、偏波分離処理部３２で行われる偏波分離について更に詳細に説明する。初めに、一般的なＨ偏波（水平偏波）の送信パルスとＶ偏波（垂直偏波）の送信パルスを交互に送信し、Ｈ偏波（水平偏波）とＶ偏波（垂直偏波）を受信する場合の偏波分離処理について説明する。
【００３５】
Ｈ偏波（水平偏波）とＶ偏波（垂直偏波）を受信した観測データは、ＨＨ成分（Ｈ偏波送信・Ｈ偏波受信）、ＨＶ成分（Ｈ偏波送信・Ｖ偏波受信）、ＶＨ成分（Ｖ偏波送信・Ｈ偏波受信）、ＶＶ成分（Ｖ偏波送信・Ｖ偏波受信）の４偏波成分からなる。各成分は、下記の式１から式４で示される。
Ｈ送信Ｈ受信データ：Ｄｈ１＝ＨＨｓ＋ＶＨａ：Ｓ（信号）−ＨＨ成分、Ａ（虚像）−ＶＨ成分 式１
Ｈ送信Ｖ受信データ：Ｄｈ２＝ＨＶｓ＋ＶＶａ：Ｓ（信号）−ＨＶ成分、Ａ（虚像）−ＶＶ成分 式２
Ｖ送信Ｈ受信データ：Ｄｖ１＝ＶＨｓ＋ＨＨａ：Ｓ（信号）−ＶＨ成分、Ａ（虚像）−ＨＨ成分 式３
Ｖ送信Ｖ受信データ：Ｄｖ２＝ＶＶｓ＋ＨＶａ：Ｓ（信号）−ＶＶ成分、Ａ（虚像）−ＨＶ成分 式４
ここで、ＨＨｓ、ＨＶｓ、ＶＨｓ、ＶＶｓは信号を示し、ＨＨａ、ＨＶａ、ＶＨａ、ＶＶａは虚像を示す。これらの４偏波成分を、各成分毎にＳＡＲ画像化を行うことによって、４偏波ＳＡＲ画像を取得している。この時、Ｈ偏波送信の画像（ＨＨ偏波とＨＶ偏波）とＶ偏波送信の画像（ＶＨ偏波とＶＶ偏波）では１パルス分のタイミングのずれがあるため、タイミング補正を行っている。
【００３６】
一方、本実施形態のＳＡＲ装置は、タイミング補正処理・偏波分離処理部３６において、１パルス分のタイミングのずれを補正するための偏波間のタイミング補正と偏波分離を行っている。すなわち、＋４５度直線偏波送信データと−４５度直線偏波送信データの両者のタイミング補正を行った上で、両者の和と差を計算する。タイミング補正処理は、前述の一般的なタイミング補正処理が適用できる。４種類の偏波データ（＋４５度送信Ｈ受信、＋４５度送信Ｖ受信、−４５度送信Ｈ受信、−４５度送信Ｖ受信）の信号成分と虚像成分は、それぞれ式５〜式８で示される。
＋４５度送信Ｈ受信データ：Ｄｐ１＝（ＨＨｓ＋ＶＨｓ）＋（ＨＨａ−ＶＨａ） 式５
＋４５度送信Ｖ受信データ：Ｄｐ２＝（ＨＶｓ＋ＶＶｓ）＋（ＨＶａ−ＶＶａ） 式６
−４５度送信Ｈ受信データ：Ｄｍ１＝（ＨＨｓ−ＶＨｓ）＋（ＨＨａ＋ＶＨａ） 式７
−４５度送信Ｖ受信データ：Ｄｍ２＝（ＨＶｓ−ＶＶｓ）＋（ＨＶａ＋ＶＶａ） 式８
ここで、偏波間の位相誤差の補正を掛けた後、式５と式７の和の平均値及び差の平均値及び式６と式８の和の平均値及び差の平均値の平均値を計算する。例えば、式５と式７の和の平均値は、（Ｄｐ１＋Ｄｍ１）／２となる。それぞれの結果は、式９〜式１２のように示される。
（Ｄｐ１＋Ｄｍ１）／２＝ＨＨｓ＋ＨＨａ：Ｓ（信号）−ＨＨ成分、Ａ（虚像）−ＨＨ成分 式９
（Ｄｐ１−Ｄｍ１）／２＝ＶＨｓ−ＶＨａ：Ｓ（信号）−ＶＨ成分、Ａ（虚像）−ＶＨ成分 式１０
（Ｄｐ２＋Ｄｍ２）／２＝ＨＶｓ＋ＨＶａ：Ｓ（信号）−ＨＶ成分、Ａ（虚像）−ＨＶ成分 式１１
（Ｄｐ２−Ｄｍ２）／２＝ＶＶｓ−ＶＶａ：Ｓ（信号）−ＶＶ成分、Ａ（虚像）−ＶＶ成分 式１２
ＨＨｓ、ＨＶｓ、ＶＨｓ、ＶＶｓは信号を示し、ＨＨａ、ＨＶａ、ＶＨａ、ＶＶａは虚像を示し、各パラメータは全て複素数である。
【００３７】
式９〜式１２に示すように、式５と式７、式６と式８のそれぞれの和と差を取ることにより、ＨＨ成分、ＶＨ成分、ＶＶ成分、ＶＨ成分に分離することができる。例えば、＋４５度送信Ｈ受信データ：Ｄｐ１と、＋４５度送信Ｖ受信データ：Ｄｍ１の和を取ることでＨＨ成分の信号を得ることができる。また、この信号成分は、虚像の成分と同じになる。
【００３８】
本実施形態では、偏波分離処理前の受信のデータの段階では、図３に示すように、＋４５度送信Ｈ偏波の信号を受信する際、前後のパルスによる−４５度送信Ｈ偏波の反射波のレンジ・アンビギュイティが混入する等、送信波の異なる偏波成分のアンビギュイティが混入する。しかし、偏波分離処理を行うことにより、ＨＨ成分、ＨＶ成分、ＶＨ成分、ＶＶ成分の各偏波の画像には、信号と同じ偏波成分のレンジ・アンビギュイティのみ残る。
【００３９】
この時、信号とアンビギュイティが同じ偏波成分であるので、信号が交差偏波でアンビギュイティが並行偏波である場合に比べ、反射輝度の差から、レンジ・アンビギュイティは少ない。すわなち、特許文献１に記載のフルポラリメトリＳＡＲに比べ、レンジＳ／Ａ（信号対虚像比）を改善することができる。
【００４０】
本実施の形態では、移相器の位相を０度と１８０度を切り替えることで、＋４５度偏波と−４５度偏波に送信偏波を切り替えたが、送信パルス毎に切り替える移相器の位相の関係は１８０度であれば良い。例えば、移相器の位相を＋９０度と−９０度とすることで、右旋と左旋の円偏波を交互に送信することもできる。
【００４１】
この時の関係式は下式の通りとなる。「ｊ」は虚数であり、各パラメータは全て複素数である。
左旋円偏波送信Ｈ受信データ：Ｄｌ１＝（ＨＨｓ＋ｊ・ＶＨｓ)＋（ＨＨａ−ｊＶＨａ） 式１３
左旋円偏波送信V受信データ：Ｄｌ２＝（ＨＶｓ＋ｊ・ＶＶｓ）＋（ＨＶａ−ｊ・ＶＶａ） 式１４
右旋円偏波送信H受信データ：Ｄｒ１＝（ＨＨｓ−ｊ・ＶＨｓ）＋（ＨＨａ＋ｊ・ＶＨａ） 式１５
右旋円偏波送信V受信データ：Ｄｒ２＝（ＨＶｓ−ｊ・ＶＶｓ）＋（ＨＶａ＋ｊ・ＶＶａ） 式１６
（Ｄｌ１＋Ｄｒ１）／２＝ＨＨｓ＋ＨＨａ：Ｓ（信号）−ＨＨ成分、Ａ（虚像）−ＨＨ成分 式１７
（Ｄｌ１−Ｄｒ１）／（２・ｊ）＝ＶＨｓ−ＶＨａ：Ｓ（信号）−ＶＨ成分、Ａ（虚像）−ＶＨ成分 式１８
（Ｄｌ２＋Ｄｒ２）／２＝ＨＶｓ＋ＨＶａ：Ｓ（信号）−ＨＶ成分、Ａ（虚像）−ＨＶ成分 式１９
（Ｄｌ２−Ｄｒ２）／（２・ｊ）＝ＶＶｓ−ＶＶａ：Ｓ（信号）−ＶＶ成分、Ａ（虚像）−ＶＶ成分 式２０
本実施の形態では、送信と受信でアンテナを共用しているが、送信と受信で別々のアンテナを構成しても良い。例えば、送信用には＋４５度送信偏波アンテナと−４５度送信偏波アンテナとし、受信用にはＨ偏波アンテナとＶ偏波アンテナとしても良い。
【００４２】
また、送信偏波と受信偏波は、送信の偏波をＨ偏波とＶ偏波、受信の偏波を＋４５度受信偏波と−４５度受信偏波というような組み替えを行っても良い。２種類の受信偏波と同じ偏波を同一パルス内で送信し、それと直交する偏波成分の送信と交互に繰り返す構成であれば良い。また、アンテナの構成は、フェーズドアレイアンテナを使用する構成でも良い。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記記載に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１、２ ＳＡＲ装置
３、 ＳＡＲ画像再生解析装置
１１、２１ 送信機
１２、２２ 第一の受信機
１３、２３ 第二の受信機
１４、２４ 移相器
１５、２５ Ｈ偏波アンテナ
１６、２６ Ｖ偏波アンテナ
１７、１８、２７、２８ サーキュレータ
１９、２９ 制御装置
３１ ＳＡＲ画像再生処理部
３２ 偏波分離処理部
３３ フルポラリメトリＳＡＲ画像部
３４、３５ 分離処理部
３６、３７、４１、４２ タイミング補正処理・偏波分離処理部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＡＲ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星や航空機等の飛翔体を利用したリモートセンシングの分野では、地表の状態を撮像するためのセンサとして、マイクロ波帯を用いる４偏波合成開口レーダ（フルポラリメトリＳＡＲ；Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ、以下フルポラリメトリＳＡＲと称す）が用いられている。
【０００３】
関連するフルポラリメトリＳＡＲの技術が、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたフルポラリメトリＳＡＲでは、通常、Ｈ偏波（水平偏波）の送信パルスとＶ偏波（垂直偏波）の送信パルスを交互に送信する。その上で、Ｈ偏波の地表反射波とＶ偏波の地表反射波を、各偏波に対応した２つのアンテナと受信系により同時に受信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０８５１６９号公報（段落「００４３」〜「００４４」、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に記載したフルポラリメトリＳＡＲでは、平行偏波成分（ＨＨ成分、ＶＶ成分）の反射波は、交差偏波成分（ＨＶ成分、ＶＨ成分)の反射波に比べ、反射輝度（後方散乱係数）が高い。そのため、交差偏波成分の反射波（ＨＶ成分、ＶＨ成分）を受信する時は、前後の平行偏波成分（ＨＨ成分、ＶＶ成分）の送信パルスによるレンジ・アンビギュイティ（虚像）が強く受信される問題があった。
【０００６】
図６に、Ｈ偏波（水平偏波）の送信パルスとＶ偏波（垂直偏波）の送信パルスを交互に送信した場合の受信波の成分を示す。送信では、パルス毎にＨ偏波（水平偏波）の送信パルスとＶ偏波（垂直偏波）を観測対象に送信する。観測対象から反射された反射波は、Ｈ偏波（水平偏波）を受信する第一の受信機１と、Ｖ偏波（垂直偏波）を受信する第二の受信器により受信される。
【０００７】
Ｈ偏波（水平偏波）を受信する第一の受信機は、平行偏波成分（ＨＨ成分）と交差偏波成分（ＶＨ成分）の反射波を受信する。Ｖ偏波（垂直偏波）を受信する第二の受信機は、平行偏波成分（ＶＶ成分）と交差偏波成分（ＨＶ成分）の反射波を受信する。平行偏波成分（ＨＨ成分、ＶＶ成分）の反射波は、交差偏波成分（ＨＶ成分、ＶＨ成分）の反射波に比べ、反射輝度が高い。すなわち、交差偏波成分の反射波（ＨＶ成分、ＶＨ成分）を受信する時は、前後の平行偏波成分（ＨＨ成分、ＶＶ成分）の送信パルスによるレンジ・アンビギュイティ（虚像）が強く受信される。
【０００８】
その結果、受信した反射波の交差偏波成分（ＨＶ成分、ＶＨ成分）のレンジＳ／Ａ（信号対虚像比）が悪くなるという課題があった。
【０００９】
本発明の目的は、上述したＳＡＲ装置において、受信した反射波の交差偏波成分（ＨＶ成分、ＶＨ成分）のレンジＳ／Ａ（信号対虚像比）が悪くなるという課題を解決するＳＡＲ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のＳＡＲ装置は、Ｈ偏波の受信信号を受信する第一の受信機と、Ｖ偏波の受信信号を受信する第二の受信機と、周波数変調されたパルス信号を生成し、出力する送信機と、パルス信号が入力される度に入力されたパルス信号の位相を０度と１８０度に切り替え、出力する移相器と、送信機または移相器から出力されたパルス信号をＨ偏波で送信すると共に、Ｈ偏波の受信信号を受信し、受信したＨ偏波の受信信号を第一の受信機に出力するＨ偏波アンテナと、送信機または移相器から出力されたパルス信号をＶ偏波で送信すると共に、Ｖ偏波の受信信号を受信し、受信したＶ偏波の受信信号を第二の受信機に出力するＶ偏波アンテナと、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるＳＡＲ装置によれば、受信した反射波の交差偏波成分（ＨＶ成分、ＶＨ成分）のレンジＳ／Ａ（信号対虚像比）を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による第一の実施形態のＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明による第一の実施形態のＳＡＲ装置の動作を示すフローチャート図である。
【図３】本発明による第一の実施形態の送信偏波と受信波の成分を示す図である。
【図４】本発明による第二の実施形態のＳＡＲ装置及びＳＡＲ画像再生解析装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明による第二の実施形態のタイミング補正処理部の一例を示すブロック図ある。
【図６】一般的なＳＡＲ装置の送信偏波と受信波の成分を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
［第一の実施形態］
図１は、本発明による第一の実施形態のＳＡＲ装置の構成を示すブロック図である。図１において、ＳＡＲ装置１は、送信機１１と、第一の受信機１２と、第一の受信機１３と、移相器１４と、Ｈ偏波アンテナ１５と、Ｖ偏波アンテナ１６と、Ｈ偏波側サーキュレータ１７とＶ偏波側サーキュレータ１８とから構成される。
【００１５】
送信機１１は、周波数変調された送信パルス信号を生成する。例えば、直線周波数に変調された線形パルス変調器が挙げられる。第一の受信機１２は、観測対象から反射したＨ偏波の受信信号を受信する。第二の受信機１３は、観測対象から反射したＶ偏波の受信信号を受信する。これらの受信機は、受信信号を受信する一般的な受信機である。
【００１６】
移相器１４は、送信パルス毎に位相を切り替える。Ｈ偏波アンテナ１５と、Ｖ偏波アンテナ１６は、Ｈ偏波及びＶ偏波でパルス信号を送信し、Ｈ偏波及びＶ偏波の受信信号を受信するアンテナである。Ｈ偏波側サーキュレータ１７とＶ偏波側サーキュレータ１８は、送信ルートと受信ルートを切り替えるものである。
【００１７】
送信機１１から出力された送信パルス信号は、２分岐され、サーキュレータを介して、Ｈ偏波アンテナ１５とＶ偏波アンテナ１６に送信される。送信機１１とＶ偏波アンテナ用のサーキュレータ１８の間の移相器１４は、制御装置１９が発生したＰＲＩ（Ｐｕｌｓｅ Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）トリガにより、送信パルス毎に０度と１８０度の位相に切り替わる。ここで、制御装置１９は、任意のＰＲＩで送信トリガや受信ゲート等のタイミング信号を発生し、各部のタイミング制御を行う装置である。
【００１８】
従って、Ｈ偏波アンテナ１５からはＨ偏波の送信パルスが送信され、Ｖ偏波アンテナ１６からは、Ｈ偏波の位相に対し、送信パルス毎に０度と１８０度に位相が変化した＋Ｖ偏波と−Ｖ偏波送信パルスが交互に送信される。なお、ここではＨ偏波に対する相対位相０度のＶ偏波を＋Ｖ偏波、相対位相１８０度のＶ偏波を−Ｖ偏波と称している。すなわち、全体で見ると、Ｈ偏波に対し偏波面が＋４５度と−４５度に傾いた互いに直交する２種類の直線偏波が、Ｈ偏波アンテナ１５とＶ偏波アンテナ１６から交互に観測対象（例えば、地表が挙げられる）に向かい送信される。
【００１９】
以下、各々の偏波を、Ｈ偏波と＋Ｖ偏波の送信パルスを＋４５度送信偏波（Ｈ偏波送信＋Ｖ偏波送信）、Ｈ偏波と−Ｖ偏波の送信パルスを−４５度送信偏波（Ｈ偏波送信−Ｖ偏波送信）と称する。
【００２０】
なお、本実施形態では、送信機１１とＶ偏波アンテナ用のサーキュレータ１８の間に移相器１４が接続されているが、送信機１１とＨ偏波アンテナ用のサーキュレータ１７の間に接続されていてもよい。この場合、Ｖ偏波アンテナ１６からはＶ偏波が送信され、Ｈ偏波アンテナ１５からは、送信パルス毎に０度と１８０度に位相が変化した＋Ｈ偏波と−Ｈ偏波が交互に送信される。
【００２１】
続いて、観測対象からの反射波を、Ｈ偏波アンテナ１５とＶ偏波アンテナ１６で受信する。受信後、Ｈ偏波アンテナ用のサーキュレータ１７とＶ偏波アンテナ用のサーキュレータ１８を介し、第一の受信機１２（Ｈ受信）と第二の受信機１３（Ｖ受信）により各々受信し、デジタルデータとして出力する。
【００２２】
次に、本実施形態の動作のフローチャートを図２に示す。初めに、送信機１１は、周波数変調されたパルス信号でパルス信号が発生する度に１８０度位相が異なるパルス信号を送信する（Ｓ２）。
【００２３】
次に、Ｈ偏波アンテナ１５は、Ｈ偏波の受信信号を受信し、受信したＨ偏波を第一の受信機１２に出力する（Ｓ３−１）。また、Ｖ偏波アンテナ１６は、Ｖ偏波の受信信号を受信し、受信したＶ偏波を第二の受信機１３に出力する（Ｓ３−２）。
【００２４】
図３に、＋４５度送信偏波の送信パルスと−４５度送信偏波の送信パルスを交互に送信した場合の受信波の成分を示す。送信では、上述したように送信パルス毎に移相器１４が変化するため、＋４５度送信偏波の送信パルスと−４５度送信偏波の送信パルスを交互に送信する。観測対象から反射された反射波は、Ｈ偏波（水平偏波）を受信する第一の受信機１２と、Ｖ偏波（垂直偏波）を受信する第二の受信器１３により受信される。
【００２５】
第一の受信機１２は、送信パルス信号＋４５度送信偏波を受信する場合は、ＨＨ＋ＶＨ信号成分を受信し、送信パルス信号−４５度送信偏波を受信する場合は、ＨＨ−ＶＨ信号成分を受信する。また、第一の受信機１２が、ＨＨ＋ＶＨ信号成分を受信した場合は、ＨＨ＋ＶＨ信号成分の前後のＨＨ−ＶＨ信号成分が虚像成分となる。この時、信号成分ＨＨ＋ＶＨと虚像成分ＨＨ−ＶＨの反射波の輝度の差は、特許文献１における平行偏波成分（ＨＨ成分、ＶＶ成分）と交差偏波成分（ＨＶ成分、ＶＨ成分）の反射波の反射輝度の比が小さくなる。
【００２６】
そのため、信号成分ＨＨ＋ＶＨと虚像成分ＨＨ−ＶＨの反射波は、平行偏波成分（ＨＨ成分、ＶＶ成分）と交差偏波成分（ＨＶ成分、ＶＨ成分）の反射波より、送信パルスによるレンジ・アンビギュイティ（虚像）が小さくなる。すわなち、受信した反射波の交差偏波成分（ＨＶ成分、ＶＨ成分）のレンジＳ／Ａ（信号対虚像比）を改善することができる。
【００２７】
［第二の実施形態］
図４は、本発明による第二の実施形態のＳＡＲ装置及びＳＡＲ画像再生解析装置の構成を示すブロック図である。図４において、ＳＡＲ装置２の各構成は第一の実施形態と同様である。ＳＡＲ画像再生解析装置３は、ＳＡＲ装置からのＨ偏波受信データとＶ偏波受信データからＳＡＲ画像を再生するＳＡＲ画像再生処理部３１と、ＳＡＲ画像の偏波分離を行う偏波分離処理部３２と、フルポラリメトリＳＡＲ画像生成を生成するフルポラリメトリＳＡＲ画像生成部３３と、受信データを各成分に分離する分離処理部３４、３５より構成される。偏波分離処理部３２は、タイミング補正処理・偏波分離処理部３６、３７より構成される。タイミング補正処理・偏波分離処理部は例えば、図５に示すタイミング補正処理・偏波分離処理部４１、４２のような構成が挙げられる。
【００２８】
第一の受信機２２から出力されたＨ受信データは、ＳＡＲ画像再生解析装置３の分離処理部３４に入力される。分離処理部３４に入力されたＨ受信データは、送信パルス毎に＋４５度送信Ｈ偏波受信データと−４５度送信Ｈ偏波受信データに分離され、ＳＡＲ画像再生処理部３１に出力される。画像再生処理部３１では各々の成分のＳＡＲ画像に再生される。
【００２９】
第二の受信機２３から出力されたＶ受信データは、ＳＡＲ画像再生解析装置３の分離処理部３５に入力される。分離処理部３５に入力されたＨ受信データは、送信パルス毎に＋４５度送信Ｖ偏波受信データと−４５度送信Ｖ偏波受信データに分離され、各々、ＳＡＲ画像再生処理部３１に出力される。画像再生処理部３１では各々の成分のＳＡＲ画像に再生される。分離処理部３４、３５としては、±４５度の送信Ｈ偏波受信データ及び±４５度送信Ｖ偏波受信データを分離することができればよく、例えば一般的な偏波分離器を用いることができる。
【００３０】
従って、ＳＡＲ画像再生処理部３１では、処理分離部３４から出力された＋４５度送信Ｈ偏波及び−４５度送信Ｈ偏波と、処理分離部３４から出力された＋４５度送信Ｖ偏波及び−４５度送信Ｖ偏波の４種類の偏波に対応するＳＡＲ画像が再生される。再生された４種類の偏波に対応するＳＡＲ画像は、偏波分離処理部３２に入力され、偏波分離処理部３２の記憶装置（図示なし）に記憶される。
【００３１】
ここで、ＳＡＲ画像再生処理部３１から出力され、偏波分離処理部３２の記憶装置に記憶された４種類の偏波に対応するＳＡＲ画像は、＋４５度送信と−４５度送信の偏波の画像間では１パルス分のタイミングがずれている。
【００３２】
そのため、タイミング補正処理・偏波分離処理部３６、３７において、１パルス分のタイミングのずれを補正する偏波間のタイミング補正を行う。この偏波間のタイミング補正は、一般的なタイミング補正処理を適用できる。タイミング補正処理を行った上で、Ｈ及びＶ偏波の各受信データについて、＋４５度直線偏波送信データと−４５度直線偏波送信データの両者の和と差を取ることで偏波分離処理を行う。この計算は、偏波分離処理部３２の演算部（図示なし）で行われる。
【００３３】
タイミング補正・偏波分離されたＨＨ成分、ＨＶ成分、ＶＨ成分、ＶＶ成分の各成分は、フルポラリメトリＳＡＲ画像部３３に出力される。フルポラリメトリＳＡＲ画像部３３は、各成分に基づいて、ＳＡＲ画像データを再生する。フルポラリメトリＳＡＲ画像部３３は、ＨＨ成分、ＨＶ成分、ＶＨ成分、ＶＶ成分をフルポラリメトリＳＡＲ画像に再生する汎用装置であればよい。ＳＡＲ画像再生処理部３１及びフルポラリメトリＳＡＲ画像生成部３３は、汎用の構成のものである。
【００３４】
ここで、偏波分離処理部３２で行われる偏波分離について更に詳細に説明する。初めに、一般的なＨ偏波（水平偏波）の送信パルスとＶ偏波（垂直偏波）の送信パルスを交互に送信し、Ｈ偏波（水平偏波）とＶ偏波（垂直偏波）を受信する場合の偏波分離処理について説明する。
【００３５】
Ｈ偏波（水平偏波）とＶ偏波（垂直偏波）を受信した観測データは、ＨＨ成分（Ｈ偏波送信・Ｈ偏波受信）、ＨＶ成分（Ｈ偏波送信・Ｖ偏波受信）、ＶＨ成分（Ｖ偏波送信・Ｈ偏波受信）、ＶＶ成分（Ｖ偏波送信・Ｖ偏波受信）の４偏波成分からなる。各成分は、下記の式１から式４で示される。
Ｈ送信Ｈ受信データ：Ｄｈ１＝ＨＨｓ＋ＶＨａ：Ｓ（信号）−ＨＨ成分、Ａ（虚像）−ＶＨ成分 式１
Ｈ送信Ｖ受信データ：Ｄｈ２＝ＨＶｓ＋ＶＶａ：Ｓ（信号）−ＨＶ成分、Ａ（虚像）−ＶＶ成分 式２
Ｖ送信Ｈ受信データ：Ｄｖ１＝ＶＨｓ＋ＨＨａ：Ｓ（信号）−ＶＨ成分、Ａ（虚像）−ＨＨ成分 式３
Ｖ送信Ｖ受信データ：Ｄｖ２＝ＶＶｓ＋ＨＶａ：Ｓ（信号）−ＶＶ成分、Ａ（虚像）−ＨＶ成分 式４
ここで、ＨＨｓ、ＨＶｓ、ＶＨｓ、ＶＶｓは信号を示し、ＨＨａ、ＨＶａ、ＶＨａ、ＶＶａは虚像を示す。これらの４偏波成分を、各成分毎にＳＡＲ画像化を行うことによって、４偏波ＳＡＲ画像を取得している。この時、Ｈ偏波送信の画像（ＨＨ偏波とＨＶ偏波）とＶ偏波送信の画像（ＶＨ偏波とＶＶ偏波）では１パルス分のタイミングのずれがあるため、タイミング補正を行っている。
【００３６】
一方、本実施形態のＳＡＲ装置は、タイミング補正処理・偏波分離処理部３６において、１パルス分のタイミングのずれを補正するための偏波間のタイミング補正と偏波分離を行っている。すなわち、＋４５度直線偏波送信データと−４５度直線偏波送信データの両者のタイミング補正を行った上で、両者の和と差を計算する。タイミング補正処理は、前述の一般的なタイミング補正処理が適用できる。４種類の偏波データ（＋４５度送信Ｈ受信、＋４５度送信Ｖ受信、−４５度送信Ｈ受信、−４５度送信Ｖ受信）の信号成分と虚像成分は、それぞれ式５〜式８で示される。
＋４５度送信Ｈ受信データ：Ｄｐ１＝（ＨＨｓ＋ＶＨｓ）＋（ＨＨａ−ＶＨａ） 式５
＋４５度送信Ｖ受信データ：Ｄｐ２＝（ＨＶｓ＋ＶＶｓ）＋（ＨＶａ−ＶＶａ） 式６
−４５度送信Ｈ受信データ：Ｄｍ１＝（ＨＨｓ−ＶＨｓ）＋（ＨＨａ＋ＶＨａ） 式７
−４５度送信Ｖ受信データ：Ｄｍ２＝（ＨＶｓ−ＶＶｓ）＋（ＨＶａ＋ＶＶａ） 式８
ここで、偏波間の位相誤差の補正を掛けた後、式５と式７の和の平均値及び差の平均値及び式６と式８の和の平均値及び差の平均値の平均値を計算する。例えば、式５と式７の和の平均値は、（Ｄｐ１＋Ｄｍ１）／２となる。それぞれの結果は、式９〜式１２のように示される。
（Ｄｐ１＋Ｄｍ１）／２＝ＨＨｓ＋ＨＨａ：Ｓ（信号）−ＨＨ成分、Ａ（虚像）−ＨＨ成分 式９
（Ｄｐ１−Ｄｍ１）／２＝ＶＨｓ−ＶＨａ：Ｓ（信号）−ＶＨ成分、Ａ（虚像）−ＶＨ成分 式１０
（Ｄｐ２＋Ｄｍ２）／２＝ＨＶｓ＋ＨＶａ：Ｓ（信号）−ＨＶ成分、Ａ（虚像）−ＨＶ成分 式１１
（Ｄｐ２−Ｄｍ２）／２＝ＶＶｓ−ＶＶａ：Ｓ（信号）−ＶＶ成分、Ａ（虚像）−ＶＶ成分 式１２
ＨＨｓ、ＨＶｓ、ＶＨｓ、ＶＶｓは信号を示し、ＨＨａ、ＨＶａ、ＶＨａ、ＶＶａは虚像を示し、各パラメータは全て複素数である。
【００３７】
式９〜式１２に示すように、式５と式７、式６と式８のそれぞれの和と差を取ることにより、ＨＨ成分、ＶＨ成分、ＶＶ成分、ＶＨ成分に分離することができる。例えば、＋４５度送信Ｈ受信データ：Ｄｐ１と、＋４５度送信Ｖ受信データ：Ｄｍ１の和を取ることでＨＨ成分の信号を得ることができる。また、この信号成分は、虚像の成分と同じになる。
【００３８】
本実施形態では、偏波分離処理前の受信のデータの段階では、図３に示すように、＋４５度送信Ｈ偏波の信号を受信する際、前後のパルスによる−４５度送信Ｈ偏波の反射波のレンジ・アンビギュイティが混入する等、送信波の異なる偏波成分のアンビギュイティが混入する。しかし、偏波分離処理を行うことにより、ＨＨ成分、ＨＶ成分、ＶＨ成分、ＶＶ成分の各偏波の画像には、信号と同じ偏波成分のレンジ・アンビギュイティのみ残る。
【００３９】
この時、信号とアンビギュイティが同じ偏波成分であるので、信号が交差偏波でアンビギュイティが並行偏波である場合に比べ、反射輝度の差から、レンジ・アンビギュイティは少ない。すわなち、特許文献１に記載のフルポラリメトリＳＡＲに比べ、レンジＳ／Ａ（信号対虚像比）を改善することができる。
【００４０】
本実施の形態では、移相器の位相を０度と１８０度を切り替えることで、＋４５度偏波と−４５度偏波に送信偏波を切り替えたが、送信パルス毎に切り替える移相器の位相の関係は１８０度であれば良い。例えば、移相器の位相を＋９０度と−９０度とすることで、右旋と左旋の円偏波を交互に送信することもできる。
【００４１】
この時の関係式は下式の通りとなる。「ｊ」は虚数であり、各パラメータは全て複素数である。
左旋円偏波送信Ｈ受信データ：Ｄｌ１＝（ＨＨｓ＋ｊ・ＶＨｓ)＋（ＨＨａ−ｊＶＨａ） 式１３
左旋円偏波送信V受信データ：Ｄｌ２＝（ＨＶｓ＋ｊ・ＶＶｓ）＋（ＨＶａ−ｊ・ＶＶａ） 式１４
右旋円偏波送信H受信データ：Ｄｒ１＝（ＨＨｓ−ｊ・ＶＨｓ）＋（ＨＨａ＋ｊ・ＶＨａ） 式１５
右旋円偏波送信V受信データ：Ｄｒ２＝（ＨＶｓ−ｊ・ＶＶｓ）＋（ＨＶａ＋ｊ・ＶＶａ） 式１６
（Ｄｌ１＋Ｄｒ１）／２＝ＨＨｓ＋ＨＨａ：Ｓ（信号）−ＨＨ成分、Ａ（虚像）−ＨＨ成分 式１７
（Ｄｌ１−Ｄｒ１）／（２・ｊ）＝ＶＨｓ−ＶＨａ：Ｓ（信号）−ＶＨ成分、Ａ（虚像）−ＶＨ成分 式１８
（Ｄｌ２＋Ｄｒ２）／２＝ＨＶｓ＋ＨＶａ：Ｓ（信号）−ＨＶ成分、Ａ（虚像）−ＨＶ成分 式１９
（Ｄｌ２−Ｄｒ２）／（２・ｊ）＝ＶＶｓ−ＶＶａ：Ｓ（信号）−ＶＶ成分、Ａ（虚像）−ＶＶ成分 式２０
本実施の形態では、送信と受信でアンテナを共用しているが、送信と受信で別々のアンテナを構成しても良い。例えば、送信用には＋４５度送信偏波アンテナと−４５度送信偏波アンテナとし、受信用にはＨ偏波アンテナとＶ偏波アンテナとしても良い。
【００４２】
また、送信偏波と受信偏波は、送信の偏波をＨ偏波とＶ偏波、受信の偏波を＋４５度受信偏波と−４５度受信偏波というような組み替えを行っても良い。２種類の受信偏波と同じ偏波を同一パルス内で送信し、それと直交する偏波成分の送信と交互に繰り返す構成であれば良い。また、アンテナの構成は、フェーズドアレイアンテナを使用する構成でも良い。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記記載に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１、２ ＳＡＲ装置
３、 ＳＡＲ画像再生解析装置
１１、２１ 送信機
１２、２２ 第一の受信機
１３、２３ 第二の受信機
１４、２４ 移相器
１５、２５ Ｈ偏波アンテナ
１６、２６ Ｖ偏波アンテナ
１７、１８、２７、２８ サーキュレータ
１９、２９ 制御装置
３１ ＳＡＲ画像再生処理部
３２ 偏波分離処理部
３３ フルポラリメトリＳＡＲ画像部
３４、３５ 分離処理部
３６、３７、４１、４２ タイミング補正処理・偏波分離処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｈ偏波を受信する第一の受信機と、
Ｖ偏波を受信する第二の受信機と、
周波数変調されたパルス信号を生成し、前記のパルス信号を出力する送信機と、
前記パルス信号が入力される度に、入力された前記パルス信号の位相を１８０度毎に切り替え、出力する移相器と、
前記送信機または前記移相器から出力された前記パルス信号をＨ偏波で送信すると共に、Ｈ偏波の受信信号を受信し、受信したＨ偏波の受信信号を前記第一の受信機に出力するＨ偏波アンテナと、
前記送信機または前記移相器から出力された前記パルス信号をＶ偏波で送信すると共に、Ｖ偏波の受信信号を受信し、受信したＶ偏波の受信信号を前記第二の受信機に出力するＶ偏波アンテナと、
を有するＳＡＲ装置。
【請求項２】
前記移相器は、前記パルス信号が入力される度に前記パルス信号の位相を１８０度毎に切り替え、前記Ｈ偏波アンテナに出力することを特徴とする請求項１に記載のＳＡＲ装置。
【請求項３】
前記移相器は、前記パルス信号が入力される度に前記パルス信号の位相を１８０度毎に切り替え、前記Ｖ偏波アンテナに出力することを特徴とする請求項１に記載のＳＡＲ装置。
【請求項４】
前記第一の受信データと前記第二の受信機から出力されるデータからＳＡＲ画像を再生するＳＡＲ画像再生処理部と、
前記ＳＡＲ画像の偏波分離を行う偏波分離処理部と、
前記フルポラリメトリＳＡＲ画像を生成するフルポラリメトリＳＡＲ画像生成部と、
をさらに備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＳＡＲ装置。
【請求項５】
周波数変調されたパルス信号を生成し、前記パルス信号を出力するステップと、
Ｈ偏波アンテナからＨ偏波で前記パルス信号を送信し、
且つ前記パルス信号が発生する度にＶ偏波アンテナからＶ偏波で
１８０度位相が異なるパルス信号を送信するステップと、
Ｈ偏波の受信信号を受信し、受信したＨ偏波の受信信号を前記Ｈ偏波受信機に出力するステップと、
Ｖ偏波の受信信号を受信し、受信したＶ偏波の受信信号を前記Ｖ偏波受信機に出力するステップと、
を含むＳＡＲ装置の送受信方法。
【請求項６】
周波数変調に変調されたパルス信号を生成し、前記パルス信号を出力するステップと、
Ｖ偏波アンテナからＶ偏波で前記パルス信号を送信し、
且つ前記パルス信号が発生する度にＨ偏波アンテナからＨ偏波で
１８０度位相が異なるパルス信号を送信するステップと、
Ｈ偏波の受信信号を受信し、受信したＨ偏波の受信信号を前記Ｈ偏波受信機に出力するステップと、
Ｖ偏波の受信信号を受信し、受信したＶ偏波の受信信号を前記Ｖ偏波受信機に出力するステップと、
を含むＳＡＲ装置の送受信方法。
【請求項７】
前記Ｈ偏波受信データと前記Ｖ偏波受信データからＳＡＲ画像を再生するステップと、
前記ＳＡＲ画像の偏波分離を行うステップと、
前記フルポラリメトリＳＡＲ画像生成を生成するステップと、
をさらに含む請求項５及び請求項６に記載のＳＡＲ装置の送受信方法。
【請求項１】
Ｈ偏波を受信する第一の受信機と、
Ｖ偏波を受信する第二の受信機と、
周波数変調されたパルス信号を生成し、前記のパルス信号を出力する送信機と、
前記パルス信号が入力される度に、入力された前記パルス信号の位相を１８０度毎に切り替え、出力する移相器と、
前記送信機または前記移相器から出力された前記パルス信号をＨ偏波で送信すると共に、Ｈ偏波の受信信号を受信し、受信したＨ偏波の受信信号を前記第一の受信機に出力するＨ偏波アンテナと、
前記送信機または前記移相器から出力された前記パルス信号をＶ偏波で送信すると共に、Ｖ偏波の受信信号を受信し、受信したＶ偏波の受信信号を前記第二の受信機に出力するＶ偏波アンテナと、
を有するＳＡＲ装置。
【請求項２】
前記移相器は、前記パルス信号が入力される度に前記パルス信号の位相を１８０度毎に切り替え、前記Ｈ偏波アンテナに出力することを特徴とする請求項１に記載のＳＡＲ装置。
【請求項３】
前記移相器は、前記パルス信号が入力される度に前記パルス信号の位相を１８０度毎に切り替え、前記Ｖ偏波アンテナに出力することを特徴とする請求項１に記載のＳＡＲ装置。
【請求項４】
前記第一の受信データと前記第二の受信機から出力されるデータからＳＡＲ画像を再生するＳＡＲ画像再生処理部と、
前記ＳＡＲ画像の偏波分離を行う偏波分離処理部と、
前記フルポラリメトリＳＡＲ画像を生成するフルポラリメトリＳＡＲ画像生成部と、
をさらに備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＳＡＲ装置。
【請求項５】
周波数変調されたパルス信号を生成し、前記パルス信号を出力するステップと、
Ｈ偏波アンテナからＨ偏波で前記パルス信号を送信し、
且つ前記パルス信号が発生する度にＶ偏波アンテナからＶ偏波で
１８０度位相が異なるパルス信号を送信するステップと、
Ｈ偏波の受信信号を受信し、受信したＨ偏波の受信信号を前記Ｈ偏波受信機に出力するステップと、
Ｖ偏波の受信信号を受信し、受信したＶ偏波の受信信号を前記Ｖ偏波受信機に出力するステップと、
を含むＳＡＲ装置の送受信方法。
【請求項６】
周波数変調に変調されたパルス信号を生成し、前記パルス信号を出力するステップと、
Ｖ偏波アンテナからＶ偏波で前記パルス信号を送信し、
且つ前記パルス信号が発生する度にＨ偏波アンテナからＨ偏波で
１８０度位相が異なるパルス信号を送信するステップと、
Ｈ偏波の受信信号を受信し、受信したＨ偏波の受信信号を前記Ｈ偏波受信機に出力するステップと、
Ｖ偏波の受信信号を受信し、受信したＶ偏波の受信信号を前記Ｖ偏波受信機に出力するステップと、
を含むＳＡＲ装置の送受信方法。
【請求項７】
前記Ｈ偏波受信データと前記Ｖ偏波受信データからＳＡＲ画像を再生するステップと、
前記ＳＡＲ画像の偏波分離を行うステップと、
前記フルポラリメトリＳＡＲ画像生成を生成するステップと、
をさらに含む請求項５及び請求項６に記載のＳＡＲ装置の送受信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−３２３４８（Ｐ２０１２−３２３４８Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７４０８６（Ｐ２０１０−１７４０８６）
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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