The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회논문지)

The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Imaging Method in Time Domain for Bistatic Forward-Looking Radar in Short Range Application

근거리 Bistatic 전방 관측 레이다의 시간 영역 영상화 기법

  • Accepted : 2011.10.07
  • Published : 2011.11.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This study describes the time domain imaging algorithm which can be well applied to short-range UWB(ultra wideband) bistatic radar. In the imaging method of SAR technology, the frequency domain method is well applied to the areas which satisfy far-field condition. However in the near-field environment, the image quality is not good due to phase error. However back-projection method based on time domain is well applied to short-range imaging radar. Meanwhile because its processing time is very long, real time-processing is very difficult. To resolve this problem FFBP(Fast Factorized Back-Projection) was proposed. Using the raw data gathered on field we implemented back-projection and FFBP method. Then image quality and processing time were analyzed using these methods.

무인 차량의 야지 자율 주행을 위한 근거리 초광대역 bistatic 레이다에 적합한 시간 영역 영상화 기법의 구현에 대해 기술한다. 기존의 SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상화 기법에서 주파수 영역에 기반을 둔 방법은 원전계 조건을 만족하는 응용 분야에는 잘 적용되지만, 근거리에 적용할 경우 근사화에 따른 위상 오차가 크게 되어 영상의 품질을 떨어뜨린다. 따라서 근거리 영상 레이다에서는 시간 영역에 기반을 둔 back-projection 방법이 적합하다. 그러나 back-projection의 경우 수행 시간이 매우 긴 단점이 있다. 따라서 시간 영역에 기반을 두고 영상의 품질은 back-projection과 유사하며, 수행 시간을 줄일 수 있는 방법으로 개발된 것이 FFBP(Fast Factorized Back-Projection) 방법이다. 야지에서 획득한 레이다 원시데이터를 사용하여 back-projection 방법과 FFBP 방법을 구현하고 영상의 품질 및 수행 시간을 비교하여 bistatic 전방 관측 레이다의 시간 영역 영상화 기법의 적용 가능성을 입증한다.

Keywords

References

  1. J. C. Curlander, R. N. Mcdonough, Edde, Synthetic Aperture Radar: System and Signal Processing, John Wiley and Sons, New York, 1991.
  2. 곽영길, "위성 탑재 영상 레이더 기술 동향", 전자공학회지, 34(11), pp. 61-74, 2007년 11월.
  3. L. Nguyen, J. Sichina, "SAR image formation using phase-history data from non-uniform aperture", Proc. SPIE, vol. 6547, pp. 65470F-1-65470F-10, 2003.
  4. M. Ressler, L. Nguyen, F. Koenig, D. Wong, and G. Smith, "The Army Research Laboratory(ARL) synchronous impulse reconstruction(SIRE) forward looking radar", Proc. SPIE, vol. 6561, pp. 656105-1 ∼656105-12, 2007. https://doi.org/10.1117/12.719688
  5. L. Nguyen, M. Soumekh, "System trade analysis for an ultra-wideband forward imaging radar", Proc. SPIE, vol. 6230, pp. 623003-1∼623003-11, 2007.
  6. 선선구, 조병래, 박규철, 남상호, "무인 차량 탑재형 전방 관측 영상 레이다 가능성 연구", 한국전자파학회논문지, 21(11), pp. 1285-1294, 2010년 11월. https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2010.21.11.1285
  7. L. Nguyen, D. Wong, B. Stanton, and G. Smith, "Forward imaging for obstacle avodiance using ultra- wideband synthetic aperture radar", Proc. SPIE, vol. 5083, pp. 519-528, 2003. https://doi.org/10.1117/12.488580
  8. G. Krieger, J. Mittermayer, S. Buckreuss, M. Wendler, T. Sutor, F. Witte, and A. Moreira, "Sector imaging radar for enhance vision", Aerospace Science and Technology, vol. 7, pp. 147-158, 2002.
  9. L. M. H. Ulander, H. Hellsten, and G. Stenstrőm, "Synthetic aperture radar processing using fast factorized back projection", IEEE Trans. on Aeros. and Elect. Sys., vol. 39, no. 3, pp. 760-776, 2003. https://doi.org/10.1109/TAES.2003.1238734
  10. J. Wu, J. Yang, Y. Huang, H. Yang, and H. Wang, "Bistatic forward-looking SAR: Theory and challenges", Proc. IEEE Radar Conf., 2009.
  11. L. G. Cumming, F. H. Wong, Digital Processing of Synthetic Aperture Radar: Algorithms and Implementation, Boston: Artech House, 2005.