Verification of Wavefront Inversion Scheme via Signal Subspace Comparison Between Physical and Synthesized Array Data in SAT Imaging

SAR Imaging에서 Physical Array와 합성 Array 신호의 Subspace 비교를 통한 Wavefront Inversion 기법 입증

Unlike the traditional radar system, Synthetic Aperture Radar(SAR) system is capable of imaging a target scene to ceertain degree of cross-range resolution. And this resolution is mainly depends on the size of aperture synthesized. Thus, a good system model and inversion scheme should be developed to actually give effect of synthesizing aperture size, which in turn gives better cross range resolution of reconstructed target scene. Among several inversion schemes for SAR imaging, we used an inversion scheme called wavefront reconstruction which has no approximation in wave propagation analysis, and tried to verify whether the collected data with synthesized aperture actually give the same support as that with physical aperture in the same size. To do this, we performed a signal subspace comparison of two imaging models with physical and synthesized arrays, respectively. Theoretical comparisons and numerical analysis using Gram-Schmidt procedures have been performed. The results showed that the synthesized array data fully span the physical array data with the same system geometry. This result strongly supports the previously proposed inversion scheme valuable in high resolution radar imaging.

Synthetic Aperture Radar 시스템은 레이더 또는 목적물을 일정거리 또는 시간 간격동안 움직여가면서 반사되는 신호를 측정하여 동시에 처리해 줌으로써 안테나 크기를 크게 하는 효과를 가지게 되므로 목적물의 형체를 파악하는 Imaging 시스템의 일종이다. Imaging의 성패는 어떤 Modeling 과 Inversion 과정을 거치느냐에 달려 있는데 본 논문에서는 가장 Approximation이 적은 Wavefront reconstruction 기법을 적용하여 SAR 모델에서 획득한 데이터와 같은 크기의 실제 안테나가 있다고 가정하였을 때의 데이터와 이론적이고 실험적인 Signal Subspace 비교를 수행하였다. 이 연구를 통해 새로운 기법인 Wavefront reconstruction 알고리즘을 충분히 뒷받침해 줄 수 있는 결과를 얻을 수 있다.