KR101070334B1 - Radar system for acquiring image and controlling method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 영상 획득용 레이더 시스템을 제공한다. 상기 영상 획득용 레이더 시스템은 비행체에 장착되고, 곡면 형상을 갖는 반사형 안테나와; 상기 반사형 안테나에 장착되는 복수개의 피드와, 상기 복수개의 피드는 상기 비행체의 비행 방향(혹은 방위방향)으로 서로 이격되어 배치되고; 상기 비행체가 비행할 때, 특정 지역에 지속적으로 빔을 방사하도록 상기 비행 방향에 따라 정해진 순서로 상기 복수개의 피드를 순차적으로 구동하는 제어부를 포함한다.The present invention provides a radar system for image acquisition. The radar system for image acquisition includes: a reflective antenna mounted on a vehicle and having a curved shape; A plurality of feeds mounted on the reflective antenna and the plurality of feeds are spaced apart from each other in a flight direction (or azimuth direction) of the vehicle; When the vehicle is flying, it includes a control unit for sequentially driving the plurality of feeds in a predetermined order according to the flight direction to continuously radiate a beam in a specific area.
Description
본 발명은 영상 획득용 레이더 시스템 및 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a radar system and control method for image acquisition.
일반적으로 지상의 영상을 획득하기 위하여 비행체, 예를 들어 위성 및 항공기에는 예를 들어 합성개구면레이더(SAR: Synthetic Aperture Radar)가 탑재된다.In general, in order to acquire an image of the ground, a vehicle, for example, a satellite and an aircraft, is equipped with, for example, a synthetic aperture radar (SAR).
상기 합성 개구면 레이더는 펄스를 지정된 시간 간격을 두고 송출한다. 상기 송출된 펄스는 스캔되는 대상에 의해서 반사되고, 상기 반사된 펄스 신호, 즉 에코 신호(echo signal)가 상기 레이더로 다시 수신된다. 이와 같이 수신된 에코 신호는 시그널 프로세싱을 통해, 상기 대상에 대한 이미지로 표현된다. The composite aperture radar emits pulses at specified time intervals. The transmitted pulse is reflected by the object to be scanned, and the reflected pulse signal, that is, an echo signal, is received back into the radar. The received echo signal is represented as an image of the object through signal processing.
이와 같은 SAR 시스템은 도 1 내지 도 3과 같이 다양한 모드 예를 들어 STRIP 모드, SCAN 모드, SPOT 모드로 운용된다. Such a SAR system is operated in various modes, for example, STRIP mode, SCAN mode, SPOT mode as shown in Figs.
도 1은 SAR 시스템의 STRIP 운용 예를 나타낸 예시도이며, 도 2은 SAR 시스템의 SCAN 모드 운용 예를 나타낸 예시도이고, 도 3은 SAR 시스템의 SPOT 모드 운용 예를 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view showing an example of the STRIP operation of the SAR system, Figure 2 is an illustration showing an example of the SCAN mode operation of the SAR system, Figure 3 is an illustration showing an example of the SPOT mode operation of the SAR system.
상기 STRIP 모드는 표준모드라고도 하며 도 1을 참조하여 알 수 있는 바와같 이 빔 조향 없이, 단순히 위성/항공기와 같은 비행체의 비행 방향에 수직으로 부착된 안테나를 사용하여 빗자루로 쓸 듯이 지상 영역을 촬영하는 모드이며, 방위 방향 해상도는 안테나 크기에 의해 결정된다.The STRIP mode is also referred to as a standard mode, and as can be seen with reference to FIG. 1, without a beam steering, the ground region is photographed as if it is used as a broom using an antenna attached to the flight direction of a vehicle such as a satellite / aircraft. In this mode, the azimuth resolution is determined by the antenna size.
상기 SCAN 모드는 거리방향으로 전자적 및 기계적으로 안테나를 조향하여 빔을 넓은 영역에 방사함으로써, 광역의 영상을 제공하는 모드이며 해상도는 3 가지 모드중에 제일 낮다. The SCAN mode steers the antenna electronically and mechanically in a distance direction to radiate a beam over a wide area, thereby providing a wide image and having the lowest resolution among three modes.
한편, SAR 시스템으로 고해상도 영상을 획득하기 위해서는 탑재된 안테나 빔 폭보다 더 긴시간 동안 지상표적을 조사해야 한다. 이를 위해서는 안테나 빔을 한 지역에 집중적으로 방사하여야 한다.On the other hand, in order to obtain a high resolution image with the SAR system, it is necessary to investigate the ground target for a longer time than the mounted antenna beam width. To do this, the antenna beam must be concentrated in one area.
상기 SPOT 모드는 안테나 빔을 전자적 혹은 기계적으로 구동하여 안테나 크기와 상관없이, 지상영역을 지속적으로 촬영함으로써 방위방향 해상도를 증가시킬 수 있는 모드이며 보통 표준모드의 2 배 이상의 고해상도를 제공한다. The SPOT mode is a mode that can increase the azimuth resolution by continuously photographing the ground area irrespective of the antenna size by driving the antenna beam electronically or mechanically, and generally provides a higher resolution than twice the standard mode.
일반적으로 SPOT 모드를 구현하려면 지상의 표적들로부터 안테나가 갖는 방위방향(azimuth) 빔폭 보다 큰 대역폭을 갖도록 구현해야 한다. 이와 같은 큰 대역폭을 갖도록 하기 위한 방법으로서 능동형 안테나 시스템과 수동형 안테나 시스템이 있다.In general, in order to implement the SPOT mode, the antenna must be implemented to have a bandwidth larger than the azimuth beam width of the antenna from the ground targets. As a method for having such a large bandwidth, there are an active antenna system and a passive antenna system.
도 4는 SPOT 모드 구현을 위한 능동형 시스템의 예시를 나타내고, 도 5는 SPOT 모드 구현을 위한 수동형 시스템의 예시를 나타낸다.4 shows an example of an active system for SPOT mode implementation, and FIG. 5 shows an example of a passive system for SPOT mode implementation.
도 4를 참조하여 알 수 있는 바와 같이 상기 능동형 안테나 시스템의 경우는, 위성체의 물리적인 구동없이 전자적인 빔조향을 통해서 원하는 대역폭이 확보 될 때까지 지속적으로 표적을 조사한다. 그러나, 상기 능동형 안테나 시스템은 장비 제작비가 매우 고가이며 유지보수가 어려운 단점이 있다. As can be seen with reference to FIG. 4, in the case of the active antenna system, the target is continuously irradiated until the desired bandwidth is secured through electronic beam steering without physically driving the satellite. However, the active antenna system has a disadvantage that the equipment manufacturing cost is very expensive and difficult to maintain.
반면, 도 5(a)를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 수동형 안테나 시스템에서는 위성체 자체를 물리적으로 구동시켜 표적지역을 지속적으로 조사한다. 또는 도 5(b)를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 수동형 안테나 시스템에서는 안테나를 물리적으로 구동시켜 표적지역을 지속적으로 조사한다On the other hand, as can be seen with reference to Figure 5 (a), in the passive antenna system by physically driving the satellite itself to continuously survey the target area. Alternatively, as can be seen with reference to FIG. 5 (b), the passive antenna system continuously surveys the target area by physically driving the antenna.
그러나, 상기 수동형 안테나 시스템은 안테나의 구동에 필요한 김발 및 모터 등의 부수적인 장치가 필요하게 되어 위성의 경우 무게가 증가하는 단점이 생긴다.However, the passive antenna system requires an additional device such as a gimbal and a motor required for driving the antenna, which causes a disadvantage that the weight of the satellite increases.
이와 같이, 일반적으로 SPOT 모드로 운용하기 위해서는, 전자적인 빔조향 및 기계적인 안테나 혹은 플랫폼을 구동시켜야 하는 문제가 발생한다. 특히 상기 위성의 경우 위성 동체 자체를 움직이는 방식을 많이 사용하는데, 한 지역을 촬영한 후, 위성의 자세가 안정될 때까지 기다렸다가 다시 촬영해야 하므로, 촬영횟수가 제약받는 단점이 생긴다. 또한 전자적인 빔조향은 구현기술의 어려움과 많은 개발비용을 필요로 하는 문제점이 있다.As such, in general, in order to operate in the SPOT mode, a problem arises in that the electronic beam steering and the mechanical antenna or the platform must be driven. In particular, the satellite uses a lot of the method of moving the satellite fuselage itself, and after taking a region, it is necessary to wait until the attitude of the satellite is stabilized, and then to shoot again, there is a disadvantage that the number of shooting is limited. In addition, the electronic beam steering has a problem in that it requires difficulty of implementation technology and high development cost.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하는 데에 있다. 다시 말해서, 본 발명의 목적은 고행상도 영상을 제공할 수 있도록, 기존의 STRIP 모드를 개선하는 것을 목적으로 한다. 즉, 본 발명의 목적은 SAR 시스템을 STRIP 모드 방식으로 운용하면서도 고해상도 영상을 획득할 수 있게 하는 방안을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems. In other words, an object of the present invention is to improve the existing STRIP mode to provide a high resolution image. That is, an object of the present invention is to provide a method for obtaining a high resolution image while operating a SAR system in a STRIP mode.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 고해상도 영상을 처리하는 방안을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method of processing the high resolution image.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 빔 조향을 위해 반사형(reflector) 안테나를 물리적으로 회전시키는 대신에, 상기 반사형 안테나에 복수 개의 피드(feed)를 비행방향으로 부착시키고, 상기 복수 개의 피드를 이용하여 빔을 전/후로 조향시킴으로써 반복(Repeated)되게 표적영역을 조사함으로써 고해상도 영상을 얻을 수 있도록 한다. 즉, 본 발명은 SAR 시스템을 SPOT 모드로 운용함으로써 획득 가능한 고해상도 영상을 STRIP 모드로 운용하면서도 획득할 수 있는 이점이 있다. In order to achieve the above object, the present invention, instead of physically rotating a reflector antenna for beam steering, a plurality of feeds are attached to the reflecting antenna in a flying direction, and the plurality of By using the two feeds to steer the beam forward and backward, the target area is repeatedly irradiated to obtain a high resolution image. That is, the present invention has the advantage that can be obtained while operating in the STRIP mode, a high-resolution image obtainable by operating the SAR system in the SPOT mode.
또한, 본 발명은 SAR 영상의 단점인 스펙클(speckle) 잡음을 제거하기 위해, STRIP 모드로 획득한 복수개의 영상을 합성(영상을 더 함)으로써, STRIP 모드의 해상도 저하 없이 Multi-look 처리된 영상을 제작할 수 있는 이점이 있다.In addition, the present invention synthesized (adding images) a plurality of images obtained in the STRIP mode to remove speckle noise, which is a disadvantage of the SAR image, multi-look processing without degrading the resolution of the STRIP mode There is an advantage in producing an image.
구체적으로 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 영상 획득용 레이더 시스템을 제공한다. 상기 영상 획득용 레이더 시스템은 비행체에 장착되고, 곡면 형상을 갖는 반사형 안테나와; 상기 반사형 안테나에 장착되는 복수개의 피드와, 상기 복수개의 피드는 상기 비행체의 비행 방향으로 서로 이격되어 배치되고; 상기 비행체가 비행할 때, 특정 지역에 지속적으로 빔을 방사하도록 상기 비행 방향에 따라 정해진 순서로 상기 복수개의 피드를 순차적으로 구동하는 제어부를 포함한다. Specifically, in order to achieve the above object, the present invention provides a radar system for image acquisition. The radar system for image acquisition includes: a reflective antenna mounted on a vehicle and having a curved shape; A plurality of feeds mounted on the reflective antenna and the plurality of feeds are spaced apart from each other in a flight direction of the vehicle; When the vehicle is flying, it includes a control unit for sequentially driving the plurality of feeds in a predetermined order according to the flight direction to continuously radiate a beam in a specific area.
상기 제어부는 상기 비행체의 비행 속도에 따라 상기 복수개의 급전부들의 구동을 제어할 수 있다.The controller may control the driving of the plurality of power feeding units according to the flight speed of the vehicle.
상기 다수개의 피드들은 서로 밀착되게 장착되되 전기적으로 절연된다. 또한, 상기 다수개의 피드들은 서로 이격되어 장착될 수 있다.The plurality of feeds are mounted in close contact with each other but electrically insulated. In addition, the plurality of feeds may be mounted spaced apart from each other.
상기 다수개의 피드들에 의해서 방사되어 지상에 조사되는 빔들은 서로 중첩 영역을 갖도록 상기 피드들이 배치될 수 있다.The feeds may be arranged such that beams radiated by the plurality of feeds and irradiated to the ground have overlapping regions with each other.
상기 제어부는 상기 순차적 구동에 의해서 순차적으로 획득되는 신호를 처리하여 상기 특정 영역에 대한 영상을 생성한다.The controller generates an image of the specific area by processing signals sequentially obtained by the sequential driving.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 복수개의 급전부를 포함하는 안테나 시스템를 제어하는 방법을 제공한다. 상기 제어 장법은 제1 급전부에 의해 방사 가능한 빔이 미리 설정된 특정 지역에 시작 지점에 진입할 때, 제1 급전부를 구동시키는 단계와; 제2 급전부에 의해 방사 가능한 빔에 상기 미리 설정된 특정 지역의 시작 지점에 진입할 때, 상기 제2 급전부를 구동시키는 단계와; 상기 제1 급전부에 의해서 방사되는 빔이 상기 미리 설정된 특정 영역의 끝 지점을 벗어나는 경우, 상기 제1 급전부의 구동을 중단시키는 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, in order to achieve the above object, the present invention provides a method for controlling an antenna system including a plurality of feeder. The control method includes the steps of driving the first feeder when the beam radiated by the first feeder enters a starting point in a predetermined area; Driving the second feeder when entering a start point of the predetermined specific area in the beam radiated by a second feeder; If the beam emitted by the first feeder is out of the end point of the predetermined specific region, it may include the step of stopping the driving of the first feeder.
상기 방법은 상기 제1 급전부의 빔에 의해서 획득된 신호와 상기 제2 급전부의 빔에 의해서 획득된 신호를 합성하여, 상기 특정 영역에 대한 영상을 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include synthesizing a signal obtained by the beam of the first feeder and a signal obtained by the beam of the second feeder, and obtaining an image of the specific area.
본 발명은 반사형 안테나와 복수개의 피드를 사용하여 기계적 구동 및 전자적 빔 조향이 없이도, 기존 STRIP 방식으로 획득한 영상에 비해서는 2배의 고해상도(기존의 SPOT 모드와 비슷한 고해상도)를 획득할 수 있게 하였다.According to the present invention, a reflection antenna and a plurality of feeds can be used to obtain twice the resolution (high resolution similar to the existing SPOT mode) compared to the image obtained by the conventional STRIP method without mechanical driving and electronic beam steering. It was.
또한 본 발명은 개발 비용의 절감, 위험도 경감, 비행체의 무게 감소등을 달성한다.In addition, the present invention achieves a reduction in development costs, risk reduction, weight reduction of the aircraft.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따 라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is to be noted that the technical terms used herein are merely used to describe particular embodiments, and are not intended to limit the present invention. It is also to be understood that the technical terms used herein are to be interpreted in a sense generally understood by a person skilled in the art to which the present invention belongs, Should not be construed to mean, or be interpreted in an excessively reduced sense. In addition, when the technical terms used herein are incorrect technical terms that do not accurately express the spirit of the present invention, they should be replaced with technical terms that can be understood correctly by those skilled in the art. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted as defined in advance or in accordance with the context before and after, and should not be interpreted in an excessively reduced sense.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Also, the singular forms "as used herein include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed as necessarily including all of the various components, or various steps described in the specification, wherein some of the components or some of the steps It should be construed that it may not be included or may further include additional components or steps.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. In addition, terms including ordinal numbers, such as first and second, as used herein may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may be present in between. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설 명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or similar components will be given the same reference numerals regardless of the reference numerals and redundant description thereof will be omitted. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. In addition, it should be noted that the accompanying drawings are only for easily understanding the spirit of the present invention and should not be construed as limiting the spirit of the present invention by the accompanying drawings. The spirit of the present invention should be construed as extending to all modifications, equivalents, and alternatives in addition to the appended drawings.
도 6은 본 발명에 따른 안테나의 구조 및 동작 예를 나타낸다.6 shows a structure and an operation example of an antenna according to the present invention.
도 6을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 SAR 시스템(100)은 빔 조향을 위해 반사형(reflector) 안테나(110)를 물리적으로 회전시키는 대신에, 상기 반사형 안테나(110)에 복수 개의 피드(feed)(또는 급전부)(111, 112, 113)를 비행 방향으로 부착시키고, 상기 복수 개의 피드(111, 112, 113)를 이용하여 빔을 전/후로 조향시킴으로써 반복(Repeated) STRIP 모드로 동작시켜 표적영역을 조사함으로써 고해상도 영상을 얻을 수 있도록 한다.As can be seen with reference to FIG. 6, the
도 6에는 상기 반사형(reflector) 안테나(110)에 예시적으로 3개의 피드들(111, 112, 113)이 형성되어 있는 것으로 도시되었다. 상기 피드들의 개수는 운용 목적에 따라서 달라질 수 있다. 도 6에는 상기 복수개의 피드들(111, 112, 113)이 서로 밀착되어 있는 것으로 도시되었으나, 상기 피드들은 전기 절연체에 의해서 각기 고립될 수 있다. 또는, 상기 피드들 간에 전기 절연을 위해 서로 이격되어 배 치될 수 있다. 이때, 이격 거리는 운용목적에 따라 달라질 수 있다. 도시된 바와 같이 상기 각 피드들에 의해 방사되는 빔들은 상기 반사형 안테나(110)에 의해서 서로 다른 각도로 반사되어 지상으로 조사된다. 이와 같이 서로 다른 각도로 지상으로 조사되도록, 상기 피드들은 서로 다른 각도로 장착될 수 있고, 상기 이격 거리가 조절될 수도 있다.In FIG. 6, three
상기 복수개의 피드들은 SAR 시스템의 제어부(미도시)에 의해서 제어되어 순차적으로 구동된다. The plurality of feeds are controlled by a controller (not shown) of the SAR system and are sequentially driven.
상기 각 피드의 빔폭은 상기 반사형 안테나(110)의 직경과 연관되어 결정될 수 있다. 상기 피드의 빔폭에 따라 지상영역에 조사된 빔의 크기에 의존하여, 영상의 크기가 결정될 수 있다. The beamwidth of each feed may be determined in relation to the diameter of the
이상과 같이, 상기 반사형 안테나(110)에 형성된 다수개의 피드는 방위 방향 각도에 따라 비행방향의 전/후방으로 빔을 방출 할 수 있으므로 지상 영역을 반복적(repeated)으로 촬영할 수 있도록 한다. 이상과 같이 반복적으로 촬영하여 얻어진 신호는 신호 처리를 거쳐 고해상도의 영상으로 재현된다.As described above, since the plurality of feeds formed in the
도 7은 본 발명에 따른 SAR 시스템의 동작 예를 나타낸다.7 shows an operation example of a SAR system according to the present invention.
도 7을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 각각의 지상 영역의 기본크기를 동일하게 하고 R0, R1, R2, R3, R4, R5로 순번을 부여하였으며, 각 피드에서 송출되는 빔을 구별하기 위해, 제1 피드는 2점 쇄선, 제2 피드는 점선, 그리고 제3 피드는 실선으로 구별하였다. As can be seen with reference to Figure 7, the basic size of each terrestrial area is the same and given in turn as R0, R1, R2, R3, R4, R5, to distinguish the beams emitted from each feed, The first feed was divided by a dashed-dotted line, the second feed by a dotted line, and the third feed by a solid line.
각 피드 별 생성된 빔폭은 동일하고, 빔폭의 크기는 지상영역 기본크기 단위 에 2배라고 가정한다. 위성이 지상에 조사된 빔폭을 비행하는데 걸리는 시간을 SAT(Synthetic Aperture Time)라고 정의한다. 그리고, 의도된 촬영 영역은 빔폭의 절반인 R2 영역이라고 가정한다.It is assumed that the beam widths generated for each feed are the same, and the size of the beam width is twice the base unit of the ground area. The time it takes a satellite to fly the beamwidth irradiated on the ground is defined as Synthetic Aperture Time (SAT). In addition, it is assumed that the intended imaging area is an R2 area that is half the beam width.
먼저 ts=0 시각에 제1 피드(feed #1)을 동작시키면 도 7(a)과 같이 2점 쇄선으로 표시된 빔이 R0 및 R1 영역을 조사하게 된다. First, when the first feed (feed # 1) is operated at the time ts = 0, the beam indicated by the dashed-dotted line as shown in Figure 7 (a) is irradiated to the region R0 and R1.
이후, 위성이 진행함에 따라 2점 쇄선으로 표시된 빔이 우측으로 이동하게 된다. 이와 같이 위성이 진행하면, 1 SAT 시간 비행한 후에는 제2 피드(feed #2)의 빔의 가장 자리가 R2 영역의 끝에 오게 되고, 상기 제2 피드는 상기 R2 영역의 시작부분에 오게 되므로, 상기 SAR 시스템(100)의 제어부는 상기 제1 피드를 끄고 상기 제2 피드를 구동시킨다. Then, as the satellite proceeds, the beam indicated by the dashed-dotted line moves to the right. When the satellite proceeds in this way, after 1 SAT time flight, the edge of the beam of the second feed (feed # 2) is at the end of the R2 region, and the second feed is at the beginning of the R2 region, The control unit of the
이어서 상기 제2 피드를 1/2 SAT 구간 동안 구동한다. The second feed is then driven during the 1/2 SAT interval.
이어서, 상기 1/2 SAT 구간이 경과하면, 상기 제2 피드의 빔이 상기 R2 영역의 시작부분에 오게 되고, 상기 제3 피드의 빔이 상기 R2 영역의 끝부분에 오게 되므로, 상기 제2 피드를 끄고 상기 제3 피드를 구동한다.Subsequently, when the 1/2 SAT interval elapses, the second feed beam comes to the beginning of the R2 region, and the beam of the third feed comes to the end of the R2 region. Turn off and drive the third feed.
상기 제3 피드는 상기 R2 영역을 완전히 벗어나기 까지의 시간인 1 SAT 동안 구동한다. The third feed runs for 1 SAT, which is the time to completely exit the R2 region.
이상과 같이 R2 영역은 2 SAT 동안 빔이 연속적으로 조사되게 되므로 고해상도 영상을 제작할 수 있게 된다. As described above, since the beam is continuously irradiated for 2 SAT in the R2 region, a high resolution image can be produced.
또한, 단일 피드를 사용할 경우 최대 1 SAT의 시간 동안 획득된 신호자료를 사용하는 반면, 3개의 feed를 사용할 경우 R2 영역에 대해서는 2 SAT 시간 동안 신 호자료를 획득할 수 있으므로, 기존 STRIP 방식으로 얻은 해상도 보다 2배의 고해상도 영상을 획득할 수 있다. 이때, 영상 획득을 위해 필요한 신호 처리 기술은 FSA(Frequency Scaling Algorithm)를 이용할 수 있다 상기 FSA는 당업자가 용이하게 알 수 있는 바, 상세하게 설명하지 않기로 한다.In addition, when a single feed is used, the signal data acquired for up to 1 SAT is used, whereas when 3 feeds are used, the signal data can be obtained for 2 SAT hours for the R2 region. A high resolution image twice as high as the resolution can be obtained. In this case, a signal processing technique required for image acquisition may use a frequency scaling algorithm (FSA). The FSA is easily understood by those skilled in the art and will not be described in detail.
도 8은 본 발명에 따른 이점의 하나로 STRIP 방식의 해상도를 유지 하면서스펙클 잡음을 제거하는 Multi-look 영상 처리를 나타낸 예시도이다.8 is an exemplary view showing multi-look image processing for removing speckle noise while maintaining the resolution of the STRIP scheme as one of the advantages of the present invention.
도 8(a)를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 위성이 진행하면서 예컨대 3개의 피드를 순차적으로 동작시켜, R1 영역을 지속적으로 조사시키면, 상기 R1영역에 대한 독립된 3개의 영상 데이터를 획득할 수 있다.As can be seen with reference to FIG. 8 (a), when the satellite proceeds, for example, three feeds are sequentially operated to continuously irradiate the R1 region, three independent image data of the R1 region can be obtained. have.
이와 같이 획득된 3개의 영상을 도 8(b)와 같이 합성하면, Multi-look 영상을 획득할 수 있다. When the three images thus obtained are synthesized as shown in FIG. 8 (b), a multi-look image can be obtained.
도 9는 종래 기술과 본 발명에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸다.9 shows simulation results for the prior art and the present invention.
종래 기술과 본 발명을 아래의 표1과 같은 시뮬레이션 파라미터를 기초로 시뮬레이션을 수행하였다.In the prior art and the present invention, a simulation was performed based on simulation parameters as shown in Table 1 below.
(STRIP/RSTRIP)Range Chirp BW
(STRIP / RSTRIP)
(STRIP/RSTRIP)Range resolution
(STRIP / RSTRIP)
(STRIP/RSTRIP)Azimuth resolution
(STRIP / RSTRIP)
(STRIP/RSTRIP)SAT
(STRIP / RSTRIP)
도 9(a)와 R2 영역에 대해 종래 기술의 STRIP 방식으로 얻은 영상이고, 도 9(b)는 도 7 및 도 8에 도시된 본 발명에 따른 R-STRIP 방식으로 얻은 영상이다. 9 (a) and R2 are images obtained by the STRIP method of the prior art, and FIG. 9 (b) is an image obtained by the R-STRIP method according to the present invention shown in FIGS. 7 and 8.
상기 도 9(a)와 도 9 (b)의 점표적 영상을 비교해 보면, 도 9 (b)의 영상이 밝은 점 표적 근방에서 도 9(a) 에 비해 1/2 크기로 밀집되어 있음을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 R-STRIP 방식으로 얻은 영상이 종래 기술에 비하여 2배의 해상도 개선이 있음을 알 수 있다.Comparing the point target image of FIG. 9 (a) and FIG. 9 (b), the image of FIG. 9 (b) is closer to half the size of the bright point target than FIG. 9 (a). Can be. That is, it can be seen that the image obtained by the R-STRIP method according to the present invention has a 2 times improvement in resolution compared to the prior art.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, May be modified, modified, or improved.
도 1은 SAR 영상 획득 시스템의 STRIP 운용 예를 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary diagram illustrating an example of STRIP operation of a SAR image acquisition system.
도 2는 SAR 영상 획득 시스템의 SCAN 모드 운용 예를 나타낸 예시도이다.2 is an exemplary view illustrating an example of SCAN mode operation of a SAR image acquisition system.
도 3은 SAR 영상 획득 시스템의 SPOT 모드 운용 예를 나타낸 예시도이다.3 is an exemplary diagram illustrating an example of SPOT mode operation of a SAR image acquisition system.
도 4는 SPOT 모드 구현을 위한 능동형 시스템의 예시를 나타내고, 4 shows an example of an active system for implementing a SPOT mode,
도 5는 SPOT 모드 구현을 위한 수동형 시스템의 예시를 나타낸다.5 shows an example of a passive system for implementing a SPOT mode.
도 6은 본 발명에 따른 안테나의 구조 및 동작 예를 나타낸다.6 shows a structure and an operation example of an antenna according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 SAR 시스템의 동작 예를 나타낸다.7 shows an operation example of a SAR system according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 이점의 하나로 STRIP 방식의 해상도를 유지 하면서스펙클 잡음을 제거하는 Multi-look 영상 처리를 나타낸 예시도이다.8 is an exemplary view showing multi-look image processing for removing speckle noise while maintaining the resolution of the STRIP scheme as one of the advantages of the present invention.
도 9는 종래 기술과 본 발명에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸다.9 shows simulation results for the prior art and the present invention.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0364469B1 (en) | 1987-06-24 | 1993-07-28 | The Secretary of State for Defence in Her Britannic Majesty's Government of the United Kingdom of Great Britain and | Synthetic aperture radar |
| JP2003161779A (en) | 2001-11-26 | 2003-06-06 | Nec Corp | Synthetic aperture radar system and method of forming high definition image by processing by the system |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0364469B1 (en) | 1987-06-24 | 1993-07-28 | The Secretary of State for Defence in Her Britannic Majesty's Government of the United Kingdom of Great Britain and | Synthetic aperture radar |
| JP2003161779A (en) | 2001-11-26 | 2003-06-06 | Nec Corp | Synthetic aperture radar system and method of forming high definition image by processing by the system |
| US20080204311A1 (en) | 2007-02-23 | 2008-08-28 | Takashi Fujimura | Synthetic aperture radar and processing method of reproducing synthetic aperture radar image |
| US20090102704A1 (en) | 2007-09-20 | 2009-04-23 | Takashi Fujimura | Synthetic aperture radar, compact polarimetric sar processing method and program |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180097022A (en) | 2017-02-22 | 2018-08-30 | 국방과학연구소 | Hybrid microwave imaging system and operating method thereof |
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