한국통신학회논문지 (The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences)

  • 제41권11호
  • /
  • Pages.1653-1660
  • /
  • 2016
  • /
  • 1226-4717(pISSN)
  • /
  • 2287-3880(eISSN)
한국통신학회 (The Korean Institute of Commucations and Information Sciences)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

영상레이더 잔상 제거를 위한 펄스 반복 주파수의 범위 설계

Range Design of Pulse Repetition Frequency for Removal of SAR Residual Image

  • 투고 : 2016.09.02
  • 심사 : 2016.10.06
  • 발행 : 2016.11.30
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

영상레이더는 이동하는 플랫폼에 탑제되어 운용되며, 이동 중에 전자파를 송수신하고 획득한 데이터를 영상 처리하여 관측 지역의 영상을 획득하는 전천후 레이더이다. 또한 전자파의 투과성에 의해 영상레이더의 송수신 신호는 대기 및 지표 투과가 가능하며, 기상조건에 관계없이 전천후로 영상 획득이 가능한 이점이 있다. 그러나 영상 레이더는 이동하며 전자파를 송수신하기 때문에 사용하는 펄스 반복 주파수에 따라 잔상 왜곡 및 고스트 이미지 등의 영상 왜곡이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 영상 왜곡의 방지를 위해 지구 관측을 목적으로 하는 L밴드 대역 위성용 영상레이더에서 사용되는 펄스 반복 주파수의 범위 설계를 연구하며, 제안하는 시스템 설계 절차에 따라 시스템 변수 및 펄스 반복 주파수를 도출한다. 또한 MATLAB 기반의 영상레이더 관측 시뮬레이터를 이용하여 사용되는 펄스 반복 주파수에 따라 발생되는 잔상 왜곡 및 고스트 이미지와 제거된 이미지를 확인하였고 관측한 점 목표물의 임펄스 응답 분석으로 최종 도출된 펄스 반복 주파수의 적합성을 검증하였다.

The synthetic aperture rardar (SAR) is an active sensor using microwaves. It transmits a microwave signal, called a chirp pulse, and receives the reflected signal in a moving platform such as satellite and unmanned aerial vehicle. Since this sensor uses microwaves that can penetrate the atmosphere, SAR generates the images regardless of light and weather conditions. However SAR operates on the moving platform, the Doppler shift and the side-looking observation method should be considered. In addtion, a residual image or ghost image can be occurred according to selection of the pulse repetition frequency (PRF). In this paper, a range design of the PRF for the L-band spaceborne SAR system is studied for prevention of SAR image distortion. And the system is studied for prevention of SAR image distortion. And the system parameter and the PRF are calibrated iteratively according to the proposed system design procedure and design constraints. The MATLAB based on SAR system simulator has been developed to verify the validity of calculated PRF. The developed simulator assumes that SAR sensor is operated by the PRF calculated from the design. The results of the simulator show that the targets in image has a valid peak to side-lobe ratio (PSLR) so that the PRF can be used for the spaceborne SAR sensor.

키워드

참고문헌

  1. K. Tomiyasu, "Tutorial review of synthetic-aperture radar (SAR) with applications to imaging of the ocean surface," in Proc. IEEE, vol. 66, no. 5, pp. 563-583, 1978. https://doi.org/10.1109/PROC.1978.10961
  2. A. Moreira, "Suppressing the azimuth ambiguities in synthetic aperture radar images," IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., vol. 31, no. 4, pp. 885-894, Jul. 1993. https://doi.org/10.1109/36.239912
  3. K. R. Kim, et al., "A range design of pulse repetition frequency for removal of SAR residual image," in Proc. KICS, pp. 23-24, Jeju Island, Korea, June 2016.
  4. K. R. Kim, "System design and performance evaluation of synthetic aperture radar for onboard satellite," M. S. Dissertation, Ajou Univ., Suwon, Korea, 2016.
  5. Y. Heein, et al., "Phase error compensation method using polynomial model for a direct digital synthesizer based chirp signal generator," 2015 IEEE IGARSS, pp. 786-789, 2015.
  6. H. B. Lee, J. H. Choi, J. H. Lee, Y. H. Kim, Y. J. Kim, and S. C. Kim, "Interference mitigation by high-resolution frequency estimation method for automotive radar systems," J. KICS, vol. 41, no. 2, pp. 254-262, Feb. 2016. https://doi.org/10.7840/kics.2016.41.2.254
  7. C. H. Lim, H. J. Kim, and C. J. Kim, "Detection of a radar signal using the periodicity of its autocorrelation function," J. KICS, vol. 41, no. 7, pp. 732-737, July 2016. https://doi.org/10.7840/kics.2016.41.7.732
  8. Y. S. Lee, J. S. Kim, E. G. Kim, and J. S. Lim, "Identification algorithm for Up/Down sliding PRIs of unidentified RADAR pulses with enhanced electronic protection," J. KICS, vol. 41, no. 6, pp. 611-619, June 2016. https://doi.org/10.7840/kics.2016.41.6.611
  9. A. M. Guarnieri, "Adaptive removal of azimuth ambiguities in SAR images," IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., vol. 43, no. 3, pp. 625-633, Mar. 2005. https://doi.org/10.1109/TGRS.2004.842476
  10. C. Y. Chang and J. Curlander, "Application of the multiple PRF technique to resolve doppler centroid estimation ambiguity for spaceborne SAR," IEEE Trans. Geosci. and Remote Sens., vol. 30, no. 5, pp. 941-949, Sep. 1992. https://doi.org/10.1109/36.175329
  11. M. Suess, B. Gramfmueller, and R. Zahn, "A novel high resolution, wide swath SAR system," IEEE IGARSS'01., vol. 3, pp. 1013-1015, July 2001.
  12. C. H. Jung, T. B. Oh, and Y. K. Kwag, "Simulator for high resolution synthetic aperture radar image formation and image quality analysis," J. KIEES, vol. 18, no. 8, pp. 997-1004, 2007.
  13. J. Curlander and R. McDonough, Synthetic Aperture Radar Systems & Signal Processing, John Wiley & Sons, Inc., 1991.

피인용 문헌

  1. ESA 레이다의 빔폭 특성을 고려한 적정 PRF 설계 기법 vol.30, pp.6, 2019, https://doi.org/10.5515/kjkiees.2019.30.6.498