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자가-회전 운동을 겪는 표적의 고품질 ISAR 영상 형성을 위한 RMC와 결합된 RCMC 프로세싱 체인
유보현(Bo-Hyun Ryu),강병수(Byung-Soo Kang),강기봉(Ki-Bong Kang),이명준(Myung-Jun Lee),김경태(Kyung-Tae Kim) 한국전자파학회 2021 한국전자파학회논문지 Vol.32 No.1
자가-회전 운동을 겪는 표적의 경우, 표적의 비 균일한 회전 운동에 의하여 형성된 역합성 개구면 레이다(inverse synthetic aperture radar: ISAR) 영상에 1) 산란점들이 거리 방향으로 움직이는 거리 셀 천이(range cell migration: RCM) 현상과 2) 형성된 ISAR 영상에 도플러(Doppler) 방향으로의 퍼짐 현상이 야기된다. 상기 현상들은 각각 거리 셀 천이 보상(RCM correction: RCMC)과 회전 운동 성분 보상(rotational motion compensation: RMC)을 수행하여 보상할 수 있으나, 현재까지의 ISAR 신호처리 기법에서는 RCMC와 RMC가 독립적으로 수행되고 있는 상황이다. 이에 본 논문에서는 RCMC와 RMC를 결합하여, 자가-회전 운동을 겪는 표적의 비 균일 회전 성분에 의한 모든 ISAR 영상의 품질 저하 현상을 보상하는 처리 체계(processing chain)를 제안한다. 본 논문에서는 모의시험 및 실측 해상 표적 데이터를 활용하여 제안된 처리 체계의 효용성을 검증하였다. In ISAR imaging, a self-rotating target induces a nonuniform rotational motion (RM) between the radar and the target. Because the non-uniform RM results in the range cell migration (RCM) in the range-compressed data and blurring effects in the obtained ISAR images, it is highly desirable to properly compensate for the non-uniform RM of the target for the purpose of focusing ISAR images. Fortunately, in conventional ISAR imaging methods, the aforementioned effects due to the non-uniform RM can be eliminated by performing RCMC and RMC, respectively. Nonetheless, in the existing methods, RCMC and RMC have been conducted separately, yielding unfocused ISAR images of self-rotating targets. Therefore, in this paper, we propose an ISAR imaging processing chain that combines RCMC and RMC. Furthermore, experimental results based on simulated and real measured data are provided to demonstrate the effectiveness of the proposed scheme.
모노스태틱 등가 모델을 활용한 바이스태틱 SAR 영상 형성에 관한 연구
유보현(Bo-Hyun Ryu),강병수(Byung-Soo Kang),이명준(Myung-Jun Lee),김경태(Kyung-Tae Kim) 한국전자파학회 2018 한국전자파학회논문지 Vol.29 No.9
본 논문에서는 송신 레이다와 수신 레이다가 분리된 바이스태틱(bistatic) 환경에서 합성 개구면 레이다(synthetic aperture radar: SAR) 영상을 형성하는 기법에 관하여 서술한다. 바이스태틱 SAR는 모노스태틱(monostatic) SAR에 비해 다양한 SAR 영상 획득 시나리오를 형성할 수 있기 때문에 기존의 모노스태틱 SAR의 한계를 극복할 수 있다. 그러나 현재까지 국내에서 바이스태틱 SAR 영상 형성과 관련된 연구가 매우 미진한 상황이다. 이에 따라 본 논문에서는 바이스태틱 기하구조에서의 레이다 수신 신호를 모델링하고, 이를 모노스태틱 등가 모델(equivalent model)을 활용하여 바이스태틱 SAR 영상을 형성하는 방법에 관하여 서술한다. 본 논문에서는 바이스태틱 기하구조에서의 모의시험을 통해 본 논문에서 서술된 바이스태틱 SAR 영상 형성 기법의 효용성을 검증한다. In this paper, we propose a method to generate SAR(synthetic aperture radar) images for bistatic radar. The bistatic SAR can overcome several limitations of monostatic SAR, because the former can be applied to a variety of scenarios, compared to the latter. However, no study has been conducted on bistatic SAR imaging so far. In this paper, we propose a method to generate bistatic SAR images using the monostatic equivalent model and conventional monostatic SAR imaging algorithms. Simulations using airborne SAR in the bistatic geometry validated the efficacy of the proposed method.
SAR-ATI를 이용한 효율적인 지상 이동 표적 보상 알고리즘
유보현(Bo-Hyun Ryu),강병수(Byung-Soo Kang),임병균(Byoung-Gyun Lim),오태봉(Tae-Bong Oh),김경태(Kyung-Tae Kim) 한국전자파학회 2017 한국전자파학회논문지 Vol.28 No.7
본 논문에서는 지상 이동 표적의 SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상 형성 과정에서 표적의 움직임에 의해 발생하는 SAR 영상의 왜곡 현상을 보상하는 알고리즘을 제안한다. 일반적인 SAR 영상 형성 알고리즘은 고정 표적과 레이다 플랫폼 사이의 거리 변화를 보상함으로써 왜곡 없는 SAR 영상을 형성하지만, 이동 표적의 경우, 표적의 움직임에 의해 야기된 추가적인 거리 변화가 왜곡된 SAR 영상을 형성한다. 본 논문에서는 지상 이동 표적의 기하학적 위치 및 움직임이 SAR 영상에 야기하는 왜곡 현상을 분석하고, SAR-ATI(SAR-Along-Trck Interferometry)와 위상 정렬 기법을 이용해 기 왜곡 현상을 야기하는 표적의 모든 변수들을 추정하는 알고리즘을 제안한다. 최종적으로 본 논문에서는 잡음이 존재하는 환경에서 모의시험을 수행해 제안된 기법의 효용성을 증명한다. Recently, well-known SAR imaging algorithms have been developed to form the focused SAR images for stationary targets. In general, the conventional methods exploit the range variation only defined by the motion of radar platform and SAR geometry. However, for SAR imaging of ground moving targets, the motion of the targets induces an additional range shift, yielding the blurred SAR images. To overcome the problem, in this paper we propose an effective motion compensation algorithm operated under a multi-channel SAR, named along-track interferometry(ATI) and phase unwrapping to directly estimate the motion parameters of the targets. In simulations, 50 Monte-Carlo simulation results show the effectiveness of the algorithm in the presence of noise.
바이스태틱 ISAR 영상 형성을 위한 회전운동보상 기법 연구
강병수(Byung-Soo Kang),유보현(Bo-Hyun Ryu),김경태(Kyung-Tae Kim) 한국전자파학회 2017 한국전자파학회논문지 Vol.28 No.8
본 논문에서는 바이스태틱 역합성 개구면 레이다(Bistatic ISAR: Bi-ISAR) 영상 형성에 적합한 회전운동보상(Rotational Motion Compensation: RMC) 기법을 제안한다. 이를 위해 추적된 표적의 궤적, 송신기, 수신기의 위치정보들을 이용하여 바이스태틱 각도 변화에 의해 기인된 기하학적 왜곡 현상을 보상한다. 다음으로, 관측각도의 변화율을 일정하게 하는 새로운 시간변수를 정의한 후, 보간법을 통해 기 정의된 시간 변수에 대한 레이다 신호를 획득함으로써 RMC를 수행한다. 이에 대한 결과로, Bi-ISAR 기하구조에서 표적의 비균일 회전성분을 적절히 보상함으로써 초점이 맞는 Bi-ISAR 영상을 획득할 수 있다. 바이스태틱 기하구조에서 기동하는 비행기 모델 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안된 Bi-ISAR RMC 기법의 효용성을 검증하였다. In this paper, we propose a rotational motion compensation(RMC) for bistatic inverse synthetic aperture radar(Bi-ISAR) imaging. For this purpose, geometry-error, caused by changes of bistatic-angle, is removed using known position information of a transmitter, a receiver, and target trajectories. Next, RMC is performed to compensate non-uniform rotational motion error by reformatting radar signal in terms of a newly defined slow time variable that converts non-uniform rotational motion into uniform one. Simulation results using an aircraft model composed of ideal point scatterers validate the efficacy of the proposed Bi-ISAR RMC method.