DOI QR코드

DOI QR Code

A study on the image formation system variable and performance analysis for optimum design of high resolution SAR

고해상도 SAR 최적 설계를 위한 영상형성 시스템 변수 및 성능분석에 관한 연구

  • 곽준영 (국방기술품질원 유도감시통신 연구부) ;
  • 정대권 (한국항공대학교 항공전자공학과 대학원)
  • Received : 2011.08.27
  • Accepted : 2011.12.02
  • Published : 2012.01.01

Abstract

Synthetic aperture radar (SAR) has been employed in various fields due to its capability to generate high resolution images regardless of weather and visibility. This paper presents a performance analysis on the image formation of high resolution SAR according to various slant range distance and synthetic aperture lengths using a range migration algorithm simulator. Although the visual performance on the SAR image is more accurate, a numeric analysis resulted in a comparable measurement. More specifically, raw data were generated for an ideal point target upon imaging geometries and design parameters such as slant range distance and synthetic aperture lengths. Finally, spatial resolution, peak to sidelobe ratio and integrated sidelobe ratio are drawn to provide SAR capabilities in the initial concept design, final in-flight calibration and validation stages.

합성 개구면 레이다(SAR: synthetic aperture radar)는 날씨 및 주 야간에 관계없이 고해상도의 영상을 형성할 수 있기 때문에 다양한 분야에서 활용되고 있다. 본 논문에서는 고해상도 SAR 설계시 경사거리와 합성개구면의 길이가 영상형성에 미치는 영향을 RMA 시뮬레이터를 이용하여 성능분석을 수행하였다. 형성된 영상의 성능은 직접 육안으로 확인할 수 있었으나, 영상을 분석하는 수치로서도 성능평가가 가능하였다. 보다 구체적으로, 다양한 경사거리와 합성개구면의 길이 변화와 영상획득을 위한 기하구조에 따라 이상적인 점표적에 대한 시뮬레이션의 원시 데이터를 생성하였고, Spotlight 영상 형성 알고리듬을 이용하여 이에 따른 점표적 응답특성의 공간 해상도, 최대 부엽 수준, 누적 부엽 수준에 대한 성능분석을 수행하였다.

Keywords

References

  1. 곽준영, RMA를 이용한 Spotlight SAR 영상형성 및 품질평가를 위한 시뮬레이터 개발 및 구현, 항공우주학회, 제39권 2호, pp183-194, Feb. 2011
  2. 국방기술품질원, 국방과학기술수준조사서, 감시정찰분야, Mar. 2007
  3. 곽준영, SAR 동향보고서, 기품원, Mar. 2010
  4. 국방기술품질원, "국방과학기술조사서", 제3권 감시정찰, 제3장 SAR 체계, pp.163-237, Nov. 2010
  5. 곽준영, 정대권, 기술 수준조사 및 분석을 통한 SAR(합성개구면 레이다)핵심기술 개발방안 연구, 한국 군사과학기술학회지 제14권 제4호, pp. 655-662, Aug. 2011
  6. Walter G. Carrara, Ron S. Goodman, Ronald M. Majewski, Artech House Spotlight Synthetic Aperture Radar - Signal Processing Algorithms, 1995, pp.401-442
  7. Ian G. Cumming, Frank H.Wong, Digital Processing of Synthetic Aperture Radar Data - Algorithms and Implementation - ARTECH HOUSE, 2005, pp.21-221
  8. 곽영길외 23, 위성탑재 영상레이다(ROK-SAR) 체계설계, 국방과학연구소(KTRC-517-991067), Dec. 1999, pp61-68, pp.369-371
  9. Mehrdad Soumekh, Synthetic Aperture RADAR Signal Processing with MATLAB Algorithms, A wiley-interscience Publication
  10. J.M. Horrell, M. R. Inggs, "Satellite and airborne SAR simulator", Proc. IEEE South African Symposium on Communications and Signal Processing, Aug. 1993.
  11. Extension of Range Migration Algorithm for Airborne SAR Data Processing Hee-Sub Shin, Won-Gyu Song, Jun-Won Son, Yong-Hwan Jung, and Jong-Tae Lim
  12. 정철호, 정재훈, 곽영길, 실제 클러터 배경에서 SAR 영상 임펄스 응답특성 분석, 대한 원격탐사학회, 제24권 제2호, 2008, pp99-106
  13. Spotlight-mode SAR(Synthetic Aperture Radar)에서의 Inversion 기법 성능 분석 Jeong-Hee Choi, 대한전자공학회, 제40권 제1호, Jan. 2003, pp.130-138
  14. Born, M., and E. Wolf , Principle of Optics, New York, Press, 1959, Appendix III
  15. Caffori, C., C. Pari, and F.Rocca " SAR Data Focusing Using Seismic Migration Techniques " IEEE Transactions on Aerospace and Electronic System Vol. 27, Mar. 1991, pp.194-206 https://doi.org/10.1109/7.78293
  16. F.H. Wong and Y.T. Soon, " Processing Spotlight Mode SAR Data without Azimuth Oversampling in Range Migration Algorithm" IEEE Asia Pacific Microwave Conference, pp.527-530, 1990
  17. C. Prati, A. Guarnieri, and F. Rocca, "Spotlight Mode SAR Focusing with the omega-k Technique", 1999, pp.527-530
  18. C.V. Jakowatz, D.E. Wahl, P.H. Eichel, D.C. Ghiglia, and P. A. Thompson. Spotlight-Mode Synthtic Aperture Radar: A Signal Processing Approach. Kluwer Academic Publishers, Boston, MA, 1996
  19. Kirk, J.C., Jr., "Motion Compensation for Synthetic Aperture Radar", IEEE Transaction on Aerospace and Electronic Systems, Vol. AES-11, No.3, May. 1975, pp.338-348 https://doi.org/10.1109/TAES.1975.308083
  20. Rocca, F., C. Cafforio, and C. Prati, "Synthetic Aperture Radar: A New Application for Wave Equation Technique, "Geophysical Prospecting 37, 1989, pp.809-830 https://doi.org/10.1111/j.1365-2478.1989.tb02235.x
  21. John C. Curlander, Robert N. McDonough Rocca, F., C. Cafforio, and C. Prati, "Synthetic Aperture Radar: Systems and Signal Processing "1991, pp.20