계단 첩 파형(Stepped Chirp Waveform)을 이용한 ISAR 영상 형성

Abstract

역 합성 개구면 레이더(Inverse Synthetic Aperture Radar: ISAR) 영상은 레이더를 이용해 전자기파를 방사하여 표적에 맞고 다시 되돌아오는 신호를 이용하여 형성할 수 있으며, 표적의 유무 판별과 식별을 위해 사용하는 보편적인 수단중 하나이다. 본 논문에서는 계단 첩 파형(Stepped Chrip Waveform: SCW)의 주파수 영역에서의 합성과 서브-샘플링(sub-sampling) 방법을 이용하여 초점이 맞는 고해상도의 ISAR 영상을 형성하는 방법을 소개한다. 기존의 계단 주파수 파형(stepped freuqnecy waveform)을 이용하는 방법은 낮은 펄스 반복 주기로 인하여 비모호 거리(unambiguous range)가 짧아 고스트(ghost) 현상이 발생하는 문제점이 발생하지만, 이는 SCW를 이용한 ISAR 영상 형성 방법을 통해 해결할 수 있다. 본 논문에서는 산란점들로 구성된 보잉-737 표적이 속도와 가속도를 가지고 움직인다고 가정한 후 제안한 방법으로 고해상도의 ISAR 영상을 형성하였다. Inverse synthetic aperture radar (ISAR) images can be generated by radar which radiates the electromagnetic wave to a target and receives signal reflected from the target. ISAR images can be widely used to target detection and recognition. This paper proposed a method of generation of high resolution ISAR images by synthesizing frequency spectrums of each stepped chirp waveform in one burst and sub-sampling in frequency domain. This process is performed over entire bursts during coherent processing interval. Conventional ISAR image generation method using stepped frequency waveform has a severe problem of short unambiguous range, loading to ghost phenomenon. However, this problem can be resolved by the proposed method. In simulations, we generate high resolution ISAR image of the moving target which is Boeing-737 aircraft model composed of several ideal point scatterers.