ES2256102T3 - Sistema de radar de apertura sintetica de exploracion lateral. - Google Patents
Sistema de radar de apertura sintetica de exploracion lateral.Info
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Abstract
Un sistema de SAR de exploración lateral, que comprende: una abertura de transmisión, una abertura de recepción de distinto tamaño, separada de la mencionada abertura de transmisión y dividida en varias sub-aberturas de recepción dispuestas en dos dimensiones formando columnas en elevación y en acimut. caracterizado porque: el sistema de SAR de exploración lateral comprende además medios para procesar coherentemente las señales de cada sub-abertura de recepción, que comprenden: medios para generar un valor de fase variable en el tiempo y un valor de fase variable con la frecuencia, cada uno de los cuales está determinado para cada sub-abertura, utilizando el radio local del suelo, el radio de la órbita, el ángulo nadir descentrado, el tiempo del eco, la longitud del impulso y el ancho de banda de la señal del SAR, medios para ejecutar un desfase variable en el tiempo mediante la multiplicación del valor de la fase variable en el tiempo por la señal de cada sub-abertura de acimut y de elevación de acuerdo con la dirección del eco variable en el tiempo y la posición de la sub-abertura en la abertura de recepción, medios para corregir el desfase variable en el tiempo para los diferentes instantes en el impulso de transmisión, mediante la introducción de un desfase adaptado dependiente de la frecuencia en cada señal del eco, en el que el desfase variable con la frecuencia está adaptado a la geometría del radar y a la posición en la sub-abertura de recepción, medios para la suma coherente de las señales de las sub-aberturas en una columna de acimut para cada columna de acimut, medios a bordo para almacenar las señales de elevación sumadas, las cuales se refieran a cada columna en acimut, y medios para la transmisión hacia el suelo de las señales en elevación sumadas para cada columna en acimut.
Description
Sistema de radar de apertura sintética de
exploración lateral.
La invención está relacionada con un sistema de
SAR de exploración lateral (radar de abertura sintética). El
documento US-5059966 expone un sistema de radar de
abertura sintética en el que una pluralidad de haces se forman para
recibir las señales de los ecos por los medios de unidades de
formación de haces digitales. Los espectros de las señales
recibidas se sintetizan en una unidad de compresión en acimut para
mejorar la resolución radial transversal.
El documento 4253098 expone un sistema de radar
de abertura sintética, en el cual el haz de recepción está
controlado en cuanto a su directividad, de forma que se desplace a
través de una zona explorada necesaria de acuerdo con la dirección
de reflexión de un impulso de radar de interrogación sobre dicha
zona explorada. Para dicho fin, se proporciona una matriz de
recepción de alimentaciones lineales, que está conectada a
desplazadores de fase variables.
En los sistemas de SAR convencionales, la
cobertura en la dirección de exploración transversal y la revolución
geométrica a lo largo de la dirección de exploración son parámetros
contradictorios en el sistema.
En un sistema de SAR monoestático convencional,
se utilizan para transmitir y para recibir la misma abertura real
de longitud L y altura H. Con el fin de muestrear los ecos del radar
del área del blanco requerido de forma inequívoca, se muestra en
[1] que se precisa de una abertura A de antena mínima.
En la ecuación 1, v_{s} es la velocidad de la
plataforma de SAR, \lambda es la longitud de onda de la
frecuencia central, R_{s} es la distancia oblicua hasta el blanco,
\varphi es el ángulo de incidencia, y c es la velocidad de la
luz. Incluso aunque la ecuación 1 se base en varias aproximaciones,
se muestran claramente las limitaciones del principio de un sistema
de SAR convencional. Los dos parámetros de primer nivel, el ancho
de la zona explorada w_{sx} y la resolución de acimut
\delta_{az} son contradictorios, y no puede mejorarse al mismo
tiempo: Con el fin de iluminar un ancho mayor de la zona explorada,
la altura de la antena H tiene que reducirse. Una mejor resolución
de acimut en el modo de mapa de bandas requiere una longitud L más
corta de la antena (\delta_{az} = L/2).
Para el caso de un sistema de SAR
aerotransportado, esta limitación no es tan importante porque la
velocidad de la plataforma v_{s} y la distancia oblicua R_{s}
son unos ordenes de magnitud más pequeños que en el caso de un
sistema de SAR instalado en el espacio. El tamaño mínimo de la
antena es una consideración muy importante en el caso de que el
sistema de SAR esté instalado en el espacio. Los sistemas de SAR
convencionales utilizan modos especiales de operación para
solucionar estas limitaciones. Estos modos de operación se denominan
como modo de Haz Concentrado (Spotlight) y modo ScanSAR [2].
El modo de Haz Concentrado (Spotlight) permite la
mejora de la resolución de acimut mediante el apuntamiento del haz
de la antena hacia el punto para tener una abertura mayor. El
inconveniente de esta operación es que solo pueden procesarse las
imágenes en los puntos de alta resolución, no siendo posible la
cobertura continua.
El modo ScanSAR utiliza un haz de antena
altamente ágil, con el fin de conmutar rápidamente entre varias N
subzonas exploradas. Esto da lugar a una ancho mejorado de la zona
explorada pero a cambio se tiene el costo de una resolución de
acimut N+1 veces reducida.
El documento DE-3430749A1 expone
un método de ampliar la zona explorada y la reducción de los datos
en un sistema de SAR. El método utiliza el hecho de que el
historial del efecto Doppler para los blancos en diferentes rangos
de distancia tiene ligeras diferencias. Los ecos de los blancos de
distintos rangos de distancia se reciben en un único canal de
recepción y se transmiten hacia el terreno como un eco único. En
consecuencia, los ecos de distintos rangos de distancia pueden ser
separados debido a sus distintos historiales del efecto Doppler.
El sistema descrito en [3] tiene un modo especial
para conseguir una resolución mejorada a lo largo del seguimiento
de exploración. Durante la recepción, la abertura se divide en
acimut en dos sub-aberturas y la señal de cada
sub-abertura se registra por separado y se transmite
al terreno el procesamiento del sistema de SAR. La misma división en
acimut puede ser utilizada para la detección de los blancos en
movimiento.
El principio de la detección de blancos en
movimiento se encuentra expuesto con detalle en [4]. Precisa de
múltiples canales de recepción y múltiples antenas de recepción o
sub-aberturas separadas a lo largo de la dirección
del seguimiento de exploración. Los algoritmos especiales de
procesamiento de la señal les permite la detección de blancos en
movimiento dentro de la imagen de SAR.
Una técnica adicional que utiliza dos aberturas
de recepción y canales de recepción es la interferometría de SAR
[5]. En dicho caso las dos aberturas de recepción tienen que estar
separadas en elevación o en dirección de seguimiento cruzado. La
separación requerida para la interferometría es del orden de varias
decenas o incluso cientos de metros. De nuevo en este caso las dos
señales tienen que grabarse por separado y combinándose dolo después
del procesamiento de imágenes del sistema de SAR.
El objeto de la presente invención es solucionar
las limitaciones descritas del sistema de SAR convencional. El
nuevo sistema de SAR combina una alta resolución de acimut con una
anchura mejorada de la zona explorada y una cobertura continua sin
pérdidas en el modo de mapa de bandas.
La invención está definida mediante las
reivindicaciones adjuntas.
La invención está descrita con más detalles con
referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 muestra el principio de combinar
múltiples aberturas en recepción;
la figura 2 muestra múltiples aberturas de
recepción en elevación;
la figura 3 muestra el lugar central de fase
efectiva al utilizar múltiples aberturas de recepción en acimut;
la figura 4 muestra múltiples aberturas de
recepción en acimut y en elevación:
la figura 5 es un diagrama de bloques que muestra
la combinación de señales de distintas aberturas de recepción en
elevación;
la figura 6 muestra la definición de ángulos y de
radios en una geometría del suelo redonda,
la figura 7 es un diagrama que expone el ángulo
de exploración de la matriz en función del tiempo del eco,
la figura 8 muestra una posible realización de
una abertura de recepción,
la figura 9 muestra una posible realización de
una abertura de transmisión con transmisiones a través de una matriz
de antenas de bocina apiladas.
La arquitectura instrumental del de SAR de
acuerdo con la invención, combina una abertura de transmisión
independiente con múltiples aberturas de recepción en elevación así
como también en acimut. En lo que se expone a continuación, se
expone primeramente el principio de sub-aberturas
múltiples en elevación y a continuación el principio de múltiples
sub-aberturas en acimut. A continuación se combinan
ambos principios.
La arquitectura instrumental del de SAR de esta
invención tiene dos aberturas separadas para transmisión y
recepción. Las dos aberturas del radar biestático pueden estar
montadas en los mismos o en los distintos satélites que sobrevuelan
en una constelación. Esto permite la optimización del diseño
eléctrico de cada antena y del sistema electrónico de RF para
transmisión o para recepción. El tamaño de la abertura total puede
hacerse compatible también y poder variarlo entre la transmisión y
la recepción.
El tamaño de la abertura de transmisión determina
el área del blanco iluminado con un impulso de radar. El tamaño de
la abertura de transmisión en elevación es inversamente proporcional
al ancho de la banda explorada de la imagen final. Con el fin de
producir un ancho más amplio de la imagen de la zona explorada, el
tamaño de la abertura de transmisión en elevación h_{tx} tiene
que ser más pequeño que en un sistema de SAR convencional. La
dimensión en acimut es proporcional a la resolución máxima en acimut
de recepción.
Para compensar la menor ganancia de transmisión,
el tamaño de la abertura de recepción total en elevación es mayor
que en un sistema convencional. Se divide en varias
sub-aberturas. Cada sub-abertura
tiene que cubrir el área iluminada por la abertura de transmisión,
y por tanto su tamaño de elevación h_{tx} tiene que ser más
pequeño o igual que el tamaño de elevación de la abertura de
transmisión. El segundo requisito que limita el tamaño de elevación
de la sub-abertura es que al combinar las señales de
las sub-aberturas, los lóbulos de cuantificación
generados del diagrama de la antena resultantes tiene que estar por
debajo de un cierto nivel. El tamaño de acimut de cada
sub-abertura de recepción es el mismo que en la
abertura de transmisión. Para obtener las mismas condiciones
radiométricas que en un sistema convencional, el producto del tamaño
de la abertura tal de recepción deberá ser el mismo que el tamaño
de la abertura convencional al cuadrado si todos los demás
parámetros del instrumento permanecen los mismos. (Se espera poder
obtener dichas condiciones debido a un diseño optimizado de las
pérdidas de potencia de los trayectos de transmisión y recepción
independientes así como poder obtener una cifra de ruido menor.
Esto además mejorará el rendimiento del instrumento del SAR y
compensar parcialmente una menor ganancia).
La señal de cada sub-abertura es
recibida en un canal independiente. Cada canal proporciona una
entrada independiente para el procesamiento de la señal digital
subsiguiente.
La amplia zona explorada convertida en imagen y
la alta resolución en la dirección de acimut requieren el uso de
una abertura pequeña de transmisión en comparación con un diseño del
sistema de SAR convencional tal como se expuso en el último
párrafo.
Esta reducción en el tamaño de la abertura de
transmisión provoca una potencia de la señal recibida (determinada
por la ecuación del radar) en comparación con un sistema de SAR
convencional, y por tanto disminuirá la resolución radiométrica de
la imagen. Para mejorar el rendimiento radiométrico, la potencia de
transmisión y/o el tamaño de la abertura de recepción pueden
incrementarse. En el presente segundo concepto se realiza mediante
la construcción de una abertura de recepción mayor en elevación
fuera de las múltiples sub-aberturas de
recepción.
El eco recibido independientemente de dada
sub-abertura se desplaza en fase en el tiempo y la
función de fase dependiente de la frecuencia y combinándose
coherentemente después con las señales de otras aberturas de
recepción en el pre-procesamiento. Si este
pre-procesamiento se realiza a bordo del satélite,
la velocidad de los datos de recepción resultante es la misma que
para un radar con un canal de recepción.
En realidad, el procesamiento de las señales de
las múltiples aberturas de recepción puede considerarse como un
proceso de formación de haces múltiples en donde los múltiples haces
están orientados entre los puntos de nivel de -3dB en elevación de
la abertura de transmisión según se observa en la figura 1.
La orientación de los haces durante el
procesamiento pueden crear lóbulos de cuantificación en el diagrama
de recepción de la antena resultante. Esto tiene que tomarse en
cuenta cuando el tamaño en elevación de la
sub-aberturas de recepción h_{rs} haya sido
seleccionado. En general, el requisito del nivel del lóbulo de
cuantificación de recepción puede ser menos estricto que en el caso
de una antena de una matriz en fase activa, porque los lóbulos de
cuantificación solo aparecen en el diagrama de recepción y el
diagrama de transmisión independiente puede proporcionar una gran
parte de la supresión de la señal equivalente. Con el fin de
mantener sencillas las cosas para la explicación de los principios,
solo se investigará en lo que sigue a continuación solo las
aberturas de antenas no ponderadas. La introducción de un
abocinamiento de la antena proporciona una libertad adicional para
conseguir la optimización.
Los parámetros para la descripción de las
múltiples aberturas de recepción en una configuración en elevación
mostrados en la figura 2 se encuentran listados en la Tabla 1.
Tal como se expuso previamente, la dimensión de
elevación de la sub-abertura de recepción h_{rs}
en relación con la dimensión de elevación de la abertura de
transmisión h_{tx} está limitada por el nivel del lóbulo
especificado más alto.
A partir de la ecuación del radar, se sabe que la
relación de señal/ruido para uno de los puntos del blanco observado
es proporcional al producto de la ganancia de transmisión y
recepción, que es de nuevo proporcional al producto del área de
abertura de transmisión y recepción. Para poder comparar la
configuración de la abertura de recepción múltiple con el concepto
de abertura única de transmisión/recepción estándar, puede
calcularse la abertura de la antena efectiva.
\hskip1.2cm102
La abertura de antena total (transmisión +
recepción) A_{bi} de una configuración biestática que es necesaria
para mantener la misma relación de señal/ruido (SNR) para un blanco
puntual cuando los demás parámetros del objeto no se cambian se
calcula de la forma siguiente. El parámetro A = L. h es la
superficie de antena correspondiente en una configuración
monostática que proporciona el mismo valor del SNR (pero con un
ancho menor de la zona explorada).
Al insertar la Ecuación 2, se obtiene lo
siguiente:
En este modelo simplificado se puede suponer que
el ancho de la zona explorada convertida en imágenes en la
dirección de la distancia al suelo es proporcional al ancho del haz
de la antena en elevación. Esto significa que el ancho de la zona
explorada, que puede convertirse en imagen, es inversamente
proporcional a la dimensión de la abertura de transmisión en
elevación h_{tx}.
A partir de la Ecuación 5 puede observarse como
la altura h_{tx} de la abertura de transmisión, la altura
h_{rx} de la abertura de recepción, el ancho de la zona explorada
convertida en imagen es una función de N, al tener en cuenta la
altura h de la antena monoestática y el ancho de la zona explorada
correspondiente como referencia.
\hskip1.3cm105
El ancho de la zona explorada a convertir en
imagen se incrementa en un factor de:
cuando la dimensión de la abertura
de transmisión en elevación h_{tx} disminuye, la cual es
proporcional al incremento de la altura de la abertura de recepción
h_{rx}.
Esto conduce a la conclusión de que a diferencia
de los sistemas de SAR monoestáticos en el concepto del sistema de
SAR biestático propuesto, el ancho de la zona explorada convertida
en imagen se incrementa proporcionalmente a la altura de la
abertura de recepción h_{rx}, sin disminuir la resolución
radiométrica y geométrica.
Un factor que limita el ancho de la zona
explorada máxime obtenible en la distancia son las ambigüedades de
la distancia. La ambigüedades en la distancia pueden tener lugar
cuando la antena reciba al mismo tiempo ecos que se haya generado a
partir de impulsos subsiguientes y que por tanto no puedan ser
distinguidos. Esto puede suceder en el caso de un sistema
aerotransportado en donde varios impulsos subsiguientes se
encuentran siempre en el "aire" al mismo tiempo. La distancia
entre estos impulsos puede incrementarse mediante la reducción de
la frecuencia de repetición de los impulsos (PRF). Pero existe un
límite inferior para el PRF porque el espectro de acimut tiene que
ser muestreado correctamente. Una buena regla práctica es que el
siguiente impulso sea enviado lo más tarde cuando el satélite se ha
desplazado en ½ de la longitud l de acimut de la antena. En este
caso, el PRF mínimo está definido por la Ecuación 7.
El peor de los casos, es que el ancho mínimo de
la zona explorada obtenible w_{sw} para un cierto PRF, puede
encontrarse en el ángulo máximo de incidencia \varphi_{i}, tal
como puede observarse en la Ecuación 8. El ángulo de incidencia
\varphi_{i} se define como el ángulo entre el vector normal
local sobre la superficie del suelo y la dirección desde la que se
aproxima la onda. Además de ello, se supone que un máximo del 80%
de los intervalos de tiempo entre los impulsos puede ser utilizado
para recibir los ecos. El tiempo restante se reserva para el impulso
de transmisión y cierto tiempo de guarda. La velocidad de la luz
está denotada por c_{o}.
La ecuación 8 es una aproximación ya que supone
un ángulo de incidencia constante sobre la totalidad del ancho de la
zona de exploración.
Este conflicto entre la alta resolución en acimut
y el gran ancho de la zona explorada puede ser resuelto con una
configuración en la que se coloquen múltiples aberturas de recepción
(por ejemplo, M) en la dirección de acimut. Esta configuración
permite corregir el muestreo del espectro en acimut con un PRF que
abarque la dimensión total en acimut de la antena, la cual es M
veces menor que el PRF necesario para la dimensión I de la
sub-abertura. Esto es posible porque con cada
impulso se muestrea el eco en M posiciones diferentes. Puesto que
el centro de la fase efectivo está localizado entre la abertura de
transmisión y recepción, se cumple el rellenado del espaciado máximo
de ½ de la muestra en acimut. Esta operación del sistema de centro
de fase desplazado [2] se demuestra en la figura 3.
- \sqbullet
- Con el fin de cumplir con los requisitos radiométricos, cada abertura de recepción tiene que tener el tamaño de abertura según se muestra en el párrafo 2.1.
- \sqbullet
- El eco recibido en cada sub-abertura tiene que almacenarse por separado.
El concepto de las sub-aberturas
de recepción múltiples en elevación y las
sub-aberturas múltiples en acimut puede combinarse.
Dicha configuración es la mostrada en la figura 4.
La configuración con múltiples aberturas de
recepción en elevación y en acimut puede estar caracterizada con el
conjunto de los cinco parámetros mostrados en la Tabla 2.
La abertura de recepción tiene la dimensión L =
M-I en acimut, y h_{rx} en elevación.
La orientación a la zona de interés puede
realizarse mediante un balanceo del satélite. Se supone que el ancho
de la zona explorada en el modo de mapa de bandas, que es mayor que
con un sistema de SAR convencional es suficiente, y que no es
necesario el modo de SAR adicional para una aplicación de la zona
explorada ancha. Debido al apuntamiento mecánico, la selección de
una nueva zona explorada en una distinta posición de la distancia
requiere más tiempo que con un sistema de SAR, el cual está equipado
con una antena de un apilamiento matricial de fase activa.
El concepto presentado requiere tener múltiples
sub-aberturas de recepción, proporcionando las
mismas una señal de recepción en cada una de ellas. Esto
incrementaría la cantidad de datos, los cuales tiene que ser
almacenados a bordo y transmitidos después hasta la Tierra mediante
varias sub-aberturas de recepción
(N-M). Esto es especialmente crítico para un
sistema de radar de zona de exploración ancha de alta resolución,
que en cualquier caso requiere la manipulación de un gran volumen
de datos. En el procesamiento de los datos de SAR en una imagen,
las señales de recepción distintas tienen que ser combinadas. Se
sugiere que al menos esta parte del procesamiento se realice a
bordo con el fin de reducir el volumen de datos.
El concepto prevé múltiples
sub-aberturas de recepción en elevación así como
también en acimut. Las múltiples sub-aberturas de
recepción en acimut se utilizan para reducir el PRF requerido.
Debido a esta multiplicidad de aberturas de recepción en acimut no
se incrementa la velocidad de datos efectiva y no existiendo ninguna
reducción posible de datos.
Esto es diferente de las múltiples
sub-aberturas de recepción en elevación situadas en
una columna. Es posible combinar las señales de diferentes
sub-aberturas dentro de una columna en una señal que
contenga toda la información necesaria. En principio esto se
realiza mediante un desfase variable de cada señal seguido por la
suma de las señales de los ecos. Este desfase puede ser realizado
digitalmente, por ejemplo, mediante una multiplicación de fase
variable. El desfase variable en el tiempo se ejecuta de una forma
en la que la señal del eco de radar se maximice en la señal sumada
conforme la señal del radar se propaga sobre la superficie del
suelo.
Después de esta suma de las N señales de las N
sub-aberturas en la columna, solo las M señales de
las M columnas tienen que ser almacenadas a bordo y transmitidas
después a Tierra. Esto corresponde a una reducción de datos por un
factor N.
Para los sistemas de radar que utilizan una señal
modulada de frecuencia de impulsos en lugar de un impulso corto, el
desfase variable en el tiempo correcto varia con la frecuencia
debido a la mayor duración del impulso de transmisión y a la
conexión en el tiempo lineal entre el tiempo y la frecuencia en una
modulación de frecuencia de impulsos lineal. Esto significa que
además del desfase variable en el tiempo se precisa del desfase no
variable en el tiempo sino dependiente de la frecuencia. De nuevo
aquí, el objetivo de este procesamiento adaptativo variable en el
tiempo-frecuencia es maximizar la potencia de la
señal del eco en la señal resultante. El desfase variable en
frecuencia puede realizarse por ejemplo con un filtro pasatodo
diseñado especialmente o bien mediante una multiplicación de fases
después de la transformación en el dominio de la frecuencia.
El diagrama de bloques de la figura 5 muestra las
operaciones del procesamiento de la señal y la combinación de
señales de las distintas sub-aberturas de recepción
en elevación. El procesamiento de las señales se implementa mejor
en forma digital con posterioridad a la conversión
analógico-digital de la señal que se forma en cada
sub-abertura, de forma que no se precise una red de
formación de los haces en elevación.
El procesamiento de la señal descrito podría ser
implementado con un algoritmo que contuviera las etapas
siguientes:
- 1.
- Implementación de un desfase variable en el tiempo mediante la multiplicación de un valor adaptado de la fase variable en el tiempo con respecto a la señal de cada sub-abertura de acuerdo con la dirección del eco variable en el tiempo y de la posición de la sub-abertura en la abertura de recepción.
- 2.
- Corrección de este desfase variable en el tiempo para los distintos tiempos en el impulso de transmisión mediante la introducción de un desfase adaptado dependiente de la frecuencia en cada señal del eco. Este desfase variable en frecuencia está adaptado a la geometría del radar y a la posición en la sub-abertura de recepción. Una forma de realización es diseñar la función de transferencia de un filtro pasatodo en la forma adecuada.
- 3.
- Suma coherente de las señales de las sub-aberturas en una columna en una única señal con la ganancia de proceso maximizada para la señal del eco correspondiente.
- 4.
- Opcionalmente, la señal resultante puede ser comprimida utilizando un algoritmo similar al BAQ (método de BAQ o Cuantificación Adaptativa de Bloques [2].
- 5.
- Con esta señal se tiene que realizar un procesamiento de imágenes de SAR convencional con el fin de formar las imágenes de SAR a partir de los datos sin procede SAR.
Se supone una Tierra redonda localmente con un
radio terrestre local R_{E}, tal como se muestra en la figura 6.
Los otros parámetros son el radio de la órbita R_{Orbit}, el
ángulo de incidencia en el eje de la antena \varphi_{i}, el
ancho en los puntos a nivel de -3dB de la antena de transmisión
\theta_{tx}, la longitud de onda en la frecuencia central
\lambda, y la distancia de los centros de fase de las
sub-aberturas en elevación correspondientes a su
altura h.
Primeramente se examina la situación para un
sistema de SAR de impulsos cortos. La temporización de la señal de
recepción está caracterizada por el tiempo del eco t_{echo} del
centro de la zona explorada, y la longitud de la ventana de datos
l_{data}.
El ángulo nadir descentrado \beta para un
ángulo dado de incidencia \varphi_{i} está dado por la ecuación
siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
La visualización en el eje de los puntos de la
antena apunta a la dirección del ángulo nadir descentrado \beta.
Los límites de la zona explorada convertida en imagen del ángulo
nadir descentrado están definidos por el ancho \theta_{tx} a
nivel de 3dB de la antena transmisora. El ángulo nadir descentrado
para el borde de la zona explorada cercana al rango de distancia es
\beta_{n} = \beta - \theta_{tx}/2 y \beta_{f} =
\beta + \theta_{tx}/2 para el borde de la zona explorada de
larga distancia.
La distancia oblicua R_{s} puede ser convertida
en un tiempo del eco mediante la división de la mitad de la
velocidad de la luz t = 2R_{s}/c_{o}. Combinando esto, el tiempo
cercano al rango de la distancia t_{n} y el tiempo del rango de
distancia lejano t_{f} están definidos por las ecuaciones
siguientes:
El tiempo de la ventana de ecos, que tiene que
ser muestreado está dado sencillamente por la diferencia t_{echo}
= t_{f} - t_{n}. El tiempo del eco del centro de la zona
explorada está dado por t_{c} = (t_{f} + t_{n})/2.
En la etapa siguiente, el ángulo \theta en el
cual tiene que orientarse el diagrama de recepción resultante
alejándose del eje de la antena tiene que ser determinado como una
función del tiempo del eco. Para esto, tiene que invertirse la
Ecuación 12:
La inversión está dada en la Ecuación 13:
El ángulo \theta como función del tiempo del
eco está mostrado en la figura 7 utilizando un conjunto de
parámetros realistas: \varphi_{i} = 45º, \theta_{tx} = 3,8º
(corresponde a una altura de la antena t_{x} de 0,1 metros),
R_{Orbit} = 7038 Km, R_{E} = 6378 Km. En este caso, la relación
entre el tiempo del eco y el ángulo de exploración de la matriz de
antenas es similar a una función lineal. Para una zona de
exploración más ancha y un valor de \theta_{tx} más grande, la
no linealidad debida a la curvatura del suelo llega a ser más
visible.
Con el fin de encontrar una aproximación lineal
de este ángulo de exploración variable en el tiempo
\theta(t), la Ecuación 13 se somete a diferenciación con
respecto al tiempo \delta\theta(t)/\deltat, y la
expresión se evalúa en el tiempo central t_{c} de la zona
explorada.
\hskip0.3cm115
En la figura 7, se muestran la función
\theta(t) de la Ecuación 13 y la aproximación lineal.
En la siguiente etapa, el ángulo de exploración
de la abertura de recepción tiene que ser convertido en un desfase
en las señales individuales que proceden de las
sub-matrices de antenas. Este análisis se realiza
de la misma forma que para una matriz de antenas explorada
electrónicamente. En lugar de realizar el desfase en forma
analógica en la banda de RF, se realiza en forma digital en la banda
base compleja equivalente.
La posición central de la fase se supone que está
localizada en el centro de las sub-matrices de la
antena, y en donde d_{n} es la distancia dirigida del centro de
fase de las n sub-matrices de la antena desde el
centro de la abertura de recepción, que es positiva si está situada
por encima del centro de la abertura. Conjuntamente con la longitud
de onda \lambda del radar, el desfase en curso \gamma_{n} a
implementar para la señal de cada sub-abertura como
una función del ángulo de orientación \theta tiene que calcularse
con la Ecuación 16.
El desfase variable en el tiempo, que se
proporcionó en la sección 3,1 tiene que ser ampliado por un desfase
dependiente de la frecuencia cuando se utilice una señal de
transmisión modulada en frecuencia en lugar de un impulso corto para
obtener la resolución requerida de la distancia.
El sistema de SAR que opera con una modulación de
frecuencia de impulsos lineal se describe adicionalmente a los
parámetros ya dados con su longitud de impulso \tau_{p,} ancho
de banda B de la señal de SAR, velocidad de la modulación de
frecuencia de impulsos \kappa = B/\tau_{p}, y la frecuencia de
muestreo f_{s} del convertidor A/D. En un sistema modulado en
frecuencia de impulsos, el eco que procede de la zona explorada
convertida en imagen se amplia mediante la longitud del impulso. En
consecuencia, en este caso, la ventana del eco está dada por
t_{echo} = t_{f} t_{n} + \tau_{p}.
Para un sistema de impulsos cortos, el diagrama
del haz de recepción resultante puede ser apuntado siempre en la
dirección desde donde se origina el eco. En el caso de un impulso
largo esto solo será posible para una posición en el impulso. El
resto del impulso no recibe la ganancia de recepción total de la
antena. Esto puede ser compensado cuando se añade adicionalmente
una orientación del haz dependiente de la frecuencia. Después de la
multiplicación de la fase en el dominio del tiempo, que sigue al
centro del impulso, tiene lugar una multiplicación de fase en el
dominio del especto que implementa la orientación adecuada del haz
para cada sección dentro del impulso. Eso es posible debido a la
conexión directa entre el tiempo y la frecuencia presente en la
señal modulada en frecuencia por impulsos lineal.
Las etapas siguientes son necesarias para
combinar las señales de los ecos desde las diferentes
sub-aberturas en el caso de la señal modulada en
frecuencia por impulsos:
- 1.
- Multiplicación de la señal de tiempo con una función de fase variable en el tiempo \gamma_{n}(t) para cada sub-abertura para llevar a cabo el ángulo de orientación de la abertura \theta_{ch}(t). La diferencia hacia el ángulo de orientación del sistema de impulso corto mostrada en la Ecuación 13 es que el ángulo de orientación se calcula para la mitad del impulso que corresponde a la frecuencia central del chip. El ángulo de orientación del sistema con modulación de frecuencia por impulsos \theta_{ch}(t) mostrado en la Ecuación se proporciona por tanto mediante una versión retardada \tau_{p}/2 de \theta(t).
- 2.
- Realizar un ángulo de exploración \theta_{f}(t) para las frecuencias -B/2\leqf\leqB/2 para compensar el ensanchamiento de la señal a través del tiempo de la modulación de frecuencia por impulsos.
\vskip1.000000\baselineskip
- 3.
- Los ángulos de orientación \theta_{ch}(t) y \theta_{f}(t) se convierten en valores de fase para la multiplicación de la señal o del especto de la señal de cada sub-abertura con la ayuda de la Ecuación 16. La modificación del espectro con una fase lineal puede ser realizada con un retardo de tiempo de la señal adaptado para cada sub-abertura. Las partes del retardo de tiempo correspondientes a los periodos de muestreo total pueden realizarse mediante el almacenamiento de los datos durante varios ciclos de reloj. Las partes del retardo de tiempo correspondientes a fracciones de un periodo de muestreo pueden realizarse mediante una interpolación de los datos. Una forma para realizar digitalmente esta interpolación es mediante el uso de un filtro de interpolación. El retardo de tiempo de sub-muestreo puede realizarse también mediante un desplazamiento de la señal de reloj del convertidor analógico-digital.
La abertura de recepción total puede llegar a ser
una estructura relativamente grande, la cual tiene que ser
almacenable para el lanzamiento y posterior desplegue en el espacio.
Para este fin es importante que la estructura sea rígida, ligera de
peso y posiblemente delgada. Los requisitos eléctricos son un alto
ancho de banda y unas bajas pérdidas eléctricas frente al
amplificador de bajo ruido, para mantener a bajo nivel las pérdidas
totales del sistema y la figura de ruido del sistema, así como un
bajo costo de fabricación.
El radiador de microcintas tiene un alto
potencial para poder cumplir con estos requisitos. Con posterioridad
a un cierto número de microcintas, un amplificador de bajo ruido
amplifica la transmisión de la señal hasta el sistema electrónico
central de RF. El consumo de energía eléctrica del trayecto de
recepción es relativamente bajo, de forma que puede tenerse en
cuenta la estabilización de la temperatura del LNA (amplificador de
bajo ruido) para la detección de la fase. El número de amplficadores
LNA por cada sub-abertura queda determinado por las
pérdidas tolerables del LNA, con el fin de cumplir con la figura de
ruido y mediante la potencia de salida requerida de una
sub-abertura.
El radiador podría estar montado sobre una
estructura en forma de emparedado de fibra de carbón de panel de
abeja, que proporcione el necesario soporte mecánico (véase la
figura 8). En una primera estimación, la estructura descrita en la
banda X podría pesar aproximadamente 8 kg/m^{2}, y siendo inferior
a 30 mm de grosor.
En comparación con la abertura de recepción, la
abertura de transmisión es relativamente pequeña. El principal
énfasis es radiar la energía de RF generada con las menos pérdidas
posibles. Para la generación de la energía de RF podrían utilizarse
Tubos de Ondas Progresivas (TWT) así como también Módulos de
Potencia Media (MPM).
Dependiendo de la configuración del sistema, las
sub-aberturas son mucho más largas en la dirección
de acimut que en elevación. Esto requiere un diseño del reflector
especializado posiblemente con múltiples alimentaciones de
excitación. Una alternativa sería radiar directamente desde
múltiples bocinas. Conjuntamente con un gran número de MPM, podrían
apilarse para conformar la abertura de transmisión (véase la figura
9). Un gran número suficiente de estas unidades podrían
proporcionar una degradación airosa como concepto de
redundancia.
[1] J. C. Curlander and R. N.
McDonough, Synthetic Aperture Radar Systems and Signal
Processing, New York: Wiley, 1991, p. 21 ff.
[2] A. Currie, M. A. Brown,
Wilde-swath SAR, IEE Proceedings-F,
Vol. 139, No. 2, April 1992.
[3] R. Kwok, W. T. K. Johnson,
Block Adaptive Quantization of Magellan SAR Data,
1989, IEEE Trans.
Geoscience & Remote Sensing, Vol. 27, No. 4, pp. 375-383.
Geoscience & Remote Sensing, Vol. 27, No. 4, pp. 375-383.
[4] P. Meisl, A. Thompson, A.
Luscombe, RADARSAT-2 Mission: Overview and
Develop-ment Status, Proceedings of EUSAR 2000.
[5] J. H. G. Ender, Detection and
Estimation of Moving Target Signals by Multi-Channel
SAR, AEÜ Int. J. Electron Commun. 50 (1996) No. 2,
150-156.
[6] Fuk K. Li, R. M. Goldsteln,
Studies of Multibaseline Spacebome Interferometric Synthetic
Aperture Radars, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,
Vol. 28, No. 1, January 1990.
| Descripción del parámetro | Unidad | |
| Dimensión de acimut de una sub-abertura | [m] | I |
| Dimensión de elevación de la abertura de transmisión | [m] | h_{tx} |
| Dimensión de elevación de una sub-abertura de recepción | [m] | h_{rs} |
| Número de sub-aberturas fijadas en elevación en la abertura de recepción | N | |
| Dimensión de elevación de la abertura total de recepción | [m] | H_{rx} = N h_{rs} |
\vskip1.000000\baselineskip
| Descripción del parámetro | Unidad | |
| Dimensión de acimut de una sub-abertura | [m] | I |
| Dimensión de elevación de la abertura de transmisión | [m] | h_{tx} |
| Dimensión de elevación de una sub-abertura de recepción | [m] | h_{rs} |
| Numero de sub-aberturas fijadas en elevación en la abertura de recepción | N | |
| Dimensión de elevación de la abertura total de recepción | [m] | H_{rx} = N. h_{rs} |
| Número de sub-aberturas fijadas en acimut en la abertura de recepción | M | |
| Dimensión de acimut de la abertura total de recepción | [m] | M.I |
Claims (4)
1. Un sistema de SAR de exploración lateral, que
comprende:
una abertura de transmisión,
una abertura de recepción de distinto tamaño,
separada de la mencionada abertura de transmisión y dividida en
varias sub-aberturas de recepción dispuestas en dos
dimensiones formando columnas en elevación y en acimut.
caracterizado porque:
el sistema de SAR de exploración lateral
comprende además medios para procesar coherentemente las señales de
cada sub-abertura de recepción, que comprenden:
- medios para generar un valor de fase variable en el tiempo y un valor de fase variable con la frecuencia, cada uno de los cuales está determinado para cada sub-abertura, utilizando el radio local del suelo, el radio de la órbita, el ángulo nadir descentrado, el tiempo del eco, la longitud del impulso y el ancho de banda de la señal del SAR,
- medios para ejecutar un desfase variable en el tiempo mediante la multiplicación del valor de la fase variable en el tiempo por la señal de cada sub-abertura de acimut y de elevación de acuerdo con la dirección del eco variable en el tiempo y la posición de la sub-abertura en la abertura de recepción,
- medios para corregir el desfase variable en el tiempo para los diferentes instantes en el impulso de transmisión, mediante la introducción de un desfase adaptado dependiente de la frecuencia en cada señal del eco, en el que el desfase variable con la frecuencia está adaptado a la geometría del radar y a la posición en la sub-abertura de recepción,
- medios para la suma coherente de las señales de las sub-aberturas en una columna de acimut para cada columna de acimut,
- medios a bordo para almacenar las señales de elevación sumadas, las cuales se refieran a cada columna en acimut, y
- medios para la transmisión hacia el suelo de las señales en elevación sumadas para cada columna en acimut.
2. Un sistema de SAR de exploración lateral de
acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además medios para la
compresión de los datos de las señales de elevación sumadas mediante
la utilización de un algoritmo de BAQ.
3. Un método de tratamiento de señales de SAR,
que comprende las etapas de:
transmitir una señal por los medios de una
abertura de transmisión,
generar señales de recepción por medio de una
abertura de recepción de distinto tamaño separada de la mencionada
abertura de transmisión y dividida en varias aberturas de recepción,
dispuestas en dos dimensiones formando columnas en acimut y en
elevación,
caracterizado porque:
se realiza el tratamiento coherente de las
señales de cada sub-abertura de recepción
mediante
- la generación de un valor de fase variable en el tiempo y un valor de fase variable con la frecuencia, cada uno de los cuales está determinado por cada sub-abertura, utilizando el radio local del suelo, el radio de la órbita, y el ángulo nadir descentrado, el tiempo del eco, la longitud del impulso, y el ancho de banda de la señal de SAR,
- la ejecución de un desfase variable en el tiempo mediante la multiplicación del valor de la fase variable en el tiempo por la señal de cada sub-abertura de acimut y elevación de acuerdo con la dirección del eco variable en el tiempo y la posición de la sub-abertura en la abertura de recepción,
- la corrección del desfase variable en el tiempo para los diferentes instantes en el impulso de transmisión, mediante la introducción de un desfase adaptado dependiente de la frecuencia en cada señal del eco, en el que el desfase variable con la frecuencia está adaptado a la geometría del radar y a la posición en la sub-abertura de recepción,
- la suma coherente de las señales de las sub-aberturas en una columna de acimut para cada columna de acimut,
- el almacenamiento a bordo de las señales de elevación sumadas, las cuales se refieran a cada columna en acimut, y
- la transmisión hacia el suelo de las señales en elevación sumadas para cada columna en acimut.
4. Un método de acuerdo con la reivindicación 3,
caracterizado por la compresión de datos de las señales de
elevación sumadas mediante la utilización de un algoritmo de
BAQ.
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|---|---|
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Families Citing this family (60)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6888490B1 (en) * | 2004-07-20 | 2005-05-03 | Raytheon Company | Spatial multibeam ambiguity resolving technique (SMART) |
| EP1731921A1 (en) * | 2005-06-01 | 2006-12-13 | Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Radar system for aircraft |
| ES2388498T3 (es) * | 2005-11-16 | 2012-10-16 | Astrium Limited | Radar de apertura sintética |
| DE102005063417B4 (de) * | 2005-12-23 | 2021-01-07 | Airbus Defence and Space GmbH | Antenne für eine hochauflösende Synthetik-Apertur-Radarvorrichtung |
| CN101059563B (zh) * | 2006-04-20 | 2010-10-13 | 中国科学院电子学研究所 | 合成孔径雷达脉间移相方法 |
| DE102006022814A1 (de) * | 2006-05-13 | 2007-11-15 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Hochauflösendes Synthetik-Apertur-Seitenansicht-Radarsystem mittels Digital Beamforming |
| JP5029060B2 (ja) * | 2007-02-23 | 2012-09-19 | 日本電気株式会社 | 合成開口レーダおよび合成開口レーダ画像再生処理方法 |
| DE102007041373B3 (de) | 2007-08-30 | 2009-01-15 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Synthetik-Apertur-Radarverfahren |
| DE102007060769A1 (de) * | 2007-12-17 | 2009-06-18 | Robert Bosch Gmbh | Monostatischer Mehrstrahl-Radarsensor, sowie Verfahren |
| DE102008026497A1 (de) * | 2008-06-03 | 2010-01-07 | Astrium Gmbh | Verfahren zum Optimieren des Betriebs eines aktiven Seitensichtsensors bei veränderlicher Höhe über der zu erfassenden Oberfläche |
| US9857475B2 (en) | 2008-09-09 | 2018-01-02 | Geooptics, Inc. | Cellular interferometer for continuous earth remote observation (CICERO) |
| JP2010085167A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Mitsubishi Electric Corp | 画像レーダ装置 |
| FR2938925B1 (fr) * | 2008-11-21 | 2015-09-04 | Thales Sa | Dispositif de radar pour la surveillance maritime |
| EP2194400B1 (en) * | 2008-12-02 | 2011-11-16 | Thales Nederland B.V. | A surveillance system comprising a radar antenna mounted on a blade of a windmill |
| ES2647355T3 (es) * | 2009-02-06 | 2017-12-21 | Saab Ab | Sistema de radar y procedimiento para radar de apertura sintética |
| RU2009111512A (ru) * | 2009-03-31 | 2010-10-10 | Открытое акционерное общество "Межгосударственная акционерная корпорация "Вымпел" (RU) | Способ дистанционного зондирования при помощи многопозиционной радиолокационной системы и устройство для его реализации |
| EP2244102A1 (en) * | 2009-04-21 | 2010-10-27 | Astrium Limited | Radar system |
| US8378879B2 (en) * | 2009-06-18 | 2013-02-19 | The Johns Hopkins University | Apparatus and methods for remote detection of physiological changes |
| CA2802789C (en) * | 2010-06-28 | 2016-03-29 | Institut National D'optique | Synthetic aperture imaging interferometer |
| CA2802784C (en) | 2010-06-28 | 2016-03-15 | Institut National D'optique | Method and apparatus for compensating for a parameter change in a synthetic aperture imaging system |
| CN102270341B (zh) * | 2011-04-20 | 2015-01-07 | 电子科技大学 | 一种自适应的高精度干涉sar相位估计方法 |
| DE102011107403B4 (de) | 2011-07-07 | 2013-01-17 | Astrium Gmbh | Radarsystem mit synthetischer Apertur |
| EP2735055B1 (de) | 2011-07-20 | 2016-02-10 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. | Reflektorantenne für ein radar mit synthetischer apertur |
| FR2986334B1 (fr) * | 2012-01-26 | 2014-02-21 | Centre Nat Etd Spatiales | Instrument radar satellitaire pour la surveillance maritime |
| DE102012219229A1 (de) | 2012-10-22 | 2014-04-24 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Interferometrisches SAR-System |
| DE102012021010B4 (de) | 2012-10-26 | 2022-02-03 | Airbus Defence and Space GmbH | Synthetisches Apertur Radar zur gleichzeitigen Bildaufnahme und Bewegtzielerkennung |
| CN103823206B (zh) * | 2014-03-11 | 2016-03-02 | 北京理工大学 | 一种基于导航卫星的星地双基地sar时频同步方法 |
| CN104020449B (zh) * | 2014-05-15 | 2016-08-24 | 中国科学院电子学研究所 | 一种合成孔径雷达干涉相位图滤波方法和设备 |
| US9588223B2 (en) * | 2014-09-09 | 2017-03-07 | Raytheon Company | Phase center alignment for fixed repetition rate synthetic aperture systems |
| CA2980920C (en) | 2015-03-25 | 2023-09-26 | King Abdulaziz City Of Science And Technology | Apparatus and methods for synthetic aperture radar with digital beamforming |
| WO2017044168A2 (en) | 2015-06-16 | 2017-03-16 | King Abdulaziz City Of Science And Technology | Efficient planar phased array antenna assembly |
| EP3380864A4 (en) | 2015-11-25 | 2019-07-03 | Urthecast Corp. | APPARATUS AND METHODS FOR OPEN SYNTHESIS RADAR IMAGING |
| US11460572B2 (en) | 2016-08-12 | 2022-10-04 | University Of Washington | Millimeter wave imaging systems and methods using direct conversion receivers and/or modulation techniques |
| US11555916B2 (en) * | 2016-12-08 | 2023-01-17 | University Of Washington | Millimeter wave and/or microwave imaging systems and methods including examples of partitioned inverse and enhanced resolution modes and imaging devices |
| EP3631504B8 (en) | 2017-05-23 | 2023-08-16 | Spacealpha Insights Corp. | Synthetic aperture radar imaging apparatus and methods |
| EP3631506A4 (en) * | 2017-05-23 | 2020-11-04 | King Abdullah City of Science and Technology | APPARATUS AND METHODS FOR SYNTHESIS OF APERTURE RADAR EQUIPPED WITH A MULTI-APERTURE ANTENNA |
| WO2018217902A1 (en) | 2017-05-23 | 2018-11-29 | King Abdullah City Of Science And Technology | Synthetic aperture radar imaging apparatus and methods for moving targets |
| DE102017211294A1 (de) * | 2017-07-03 | 2019-01-03 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Synthetik-Apertur-Radarverfahren und Synthetik-Apertur-Radarsystem |
| EP3432027B1 (en) * | 2017-07-20 | 2021-09-01 | Airbus Defence and Space GmbH | High resolution wide swath synthetic aperture radar system |
| CA3083033A1 (en) | 2017-11-22 | 2019-11-28 | Urthecast Corp. | Synthetic aperture radar apparatus and methods |
| EP3521852B1 (en) * | 2018-01-31 | 2021-07-14 | Sivers Wireless AB | Radar beamforming method |
| CN109490884B (zh) * | 2018-11-21 | 2020-08-07 | 中国科学院电子学研究所 | 一种实现sar抗干扰的多脉冲组合成像方法 |
| CN109490883B (zh) * | 2018-11-21 | 2020-06-09 | 中国科学院电子学研究所 | 基于多脉冲组合的sar宽幅成像方法 |
| CN109490847B (zh) * | 2018-11-21 | 2020-01-31 | 中国科学院电子学研究所 | 一种多脉冲组合探测的雷达信号快速恢复方法 |
| CN109490885B (zh) * | 2018-11-21 | 2020-01-21 | 中国科学院电子学研究所 | 一种基于多脉冲组合的sar去模糊成像方法 |
| CN109286414B (zh) * | 2018-11-22 | 2020-02-21 | 维沃移动通信有限公司 | 一种天线确定方法和终端 |
| RU2703522C1 (ru) * | 2018-12-21 | 2019-10-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук | Способ идентификации подводного гидродинамического источника по скоростному радиолокационному изображению морской поверхности |
| WO2020136871A1 (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-02 | 三菱電機株式会社 | レーダ信号処理装置及びレーダ信号処理方法 |
| US11262446B2 (en) * | 2019-02-22 | 2022-03-01 | Eagle Technology, Llc | Multi-channel split-swath (MCSS) synthetic aperture radar (SAR) |
| IT201900005444A1 (it) * | 2019-04-09 | 2020-10-09 | Thales Alenia Space Italia Spa Con Unico Socio | Innovativo metodo per eseguire acquisizioni sar con dimensioni di swath incrementate |
| US11360209B2 (en) | 2019-05-03 | 2022-06-14 | Eagle Technology, Llc | Multiple beam antenna for wide swath satellite based SAR |
| CA3146033A1 (en) * | 2019-07-05 | 2021-05-06 | Urthecast Corp. | Systems and methods for determining operational parameters of a synthetic aperture radar |
| CA3089990A1 (en) * | 2019-08-20 | 2021-02-20 | Institut National D'optique | Method and system for detection and synthetic aperture imaging of a target |
| CN110966954A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-04-07 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 大口径光学元件面形拼接检测方法及设备 |
| KR102260877B1 (ko) * | 2021-02-22 | 2021-06-07 | 아주대학교산학협력단 | 위성 합성개구레이더의 원시데이터 처리 방법 및 장치 |
| CN114089291B (zh) * | 2022-01-19 | 2025-08-08 | 北京宏锐星通科技有限公司 | 对合成孔径雷达干扰的装置 |
| CN115184936B (zh) * | 2022-09-13 | 2022-12-06 | 中国人民解放军国防科技大学 | 基于圆周合成孔径雷达的目标全角度样本生成方法和装置 |
| FR3148302B1 (fr) * | 2023-04-27 | 2025-05-09 | Thales Sa | Système de détection comprenant une antenne réseau à commande de phase et procédé de détection associé |
| CN116973916A (zh) * | 2023-06-05 | 2023-10-31 | 王辉 | 一种Ka波段Null-SAR系统 |
| CN118068312B (zh) * | 2024-04-19 | 2024-06-18 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 一种信赖域星载双基干涉sar系统设计方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4088978A (en) * | 1976-09-27 | 1978-05-09 | Westinghouse Electric Corp. | Synthetic aperture side-looking sonar system |
| GB2032723B (en) * | 1978-10-26 | 1988-09-07 | Marconi Co Ltd | Improvements in or relating to radar systems |
| US4325065A (en) * | 1979-08-09 | 1982-04-13 | Eaton Corporation | Bistatic imaging radar processing for independent transmitter and receiver flightpaths |
| FR2483086A1 (fr) * | 1980-05-22 | 1981-11-27 | Martin Philippe | Procede de traitement de signal pour radar a visee laterale et a synthese d'ouverture et circuit de mise en oeuvre |
| US4727373A (en) * | 1986-03-31 | 1988-02-23 | Loral Corporation | Method and system for orbiting stereo imaging radar |
| JPH0727021B2 (ja) * | 1989-02-10 | 1995-03-29 | 三菱電機株式会社 | 合成開口レーダ装置 |
| JPH02210285A (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-21 | Mitsubishi Electric Corp | スポットライトマッピングレーダ装置 |
| US5295118A (en) * | 1993-02-18 | 1994-03-15 | Westinghouse Electric Corp. | Synthetic aperture side-looking sonar apparatus |
| US5898399A (en) * | 1996-05-10 | 1999-04-27 | Erim International, Inc. | Subchirp processing method |
-
2001
- 2001-03-15 AT AT01106289T patent/ATE317549T1/de not_active IP Right Cessation
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