خودتمرکزدهی برای جبران خطای حرکت در رادار روزنه ترکیبی پهپاد با تفکیک‌پذیری زیاد برد

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر

2 دانشگاه صنعتی اصفهان - پژوهشکده فناوری اطلاعات و ارتباطات

چکیده

حساسیت پهپاد (UAV) به اغتشاشات جوی باعث انحراف آن از مسیر مستقیم و ایجاد خطای حرکت در تصاویر رادار روزنه ترکیبی پهپاد (UAV SAR) می‌شود. در این مقاله جبران خطای حرکت یک UAV SAR که در مود تصویربرداری نواری در ارتفاع پایین کار می‌کند و از سیگنال LFM پله‌ای برای افزایش تفکیک‌پذیری برد بهره می‌برد، بررسی می‌گردد و دو رویکرد جبران حرکت همراه با تشکیل تصویر پیشنهاد می‌شود. برای جبران حرکت، روش‌های قبلی خودتمرکزدهی گرادیان فاز به‌حالت سیگنال LFM پله‌ای تعمیم داده می‌شود. خطای حرکت بر اساس بازتاب زیرپالس میانی سیگنال LFM پله‌ای تخمین زده شده و برای جبران خطای بازتاب همه زیرپالس‌ها به‌کار می‌رود. این ایده، پیچیدگی محاسباتی خودتمرکزدهی در UAV SAR دارای تفکیک‌پذیری زیاد را به‌طور قابل توجه کاهش می‌دهد. همچنین شبیه‌سازی رویکردهای پیشنهادی برای خطاهای چندجمله‌ای و سینوسی نشان می‌دهد که خطای حرکت به‌خوبی جبران شده و مقادیر ISLR و PSLR می‌تواند به حدود dB -20 در تصاویر اهداف نقطه‌ای کاهش یابد. بنابراین این رویکردها برای جبران خطای حرکت و تشکیل تصویر در سامانه‌های UAV SAR با تفکیک‌پذیری زیاد مناسب هستند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Autofocus for Motion Error Compensation in High Range Resolution UAV Synthetic Aperture Radar

نویسندگان [English]

  • M. S. Fazel 1
  • M. Beheshti 2
1 Faculty of Electrical and Computer Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
2 Research Institute for Information and Communication Technology, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Unmanned air vehicle (UAV) sensitivity to atmospheric turbulence leads to deviation from the straight trajectory and results in motion error in the UAV synthetic aperture radar (SAR) images. In this paper, motion error compensation of a UAV SAR, which works in the stripmap mode at low altitude and uses stepped linear frequency modulation (LFM) signaling for high range resolution is investigated and two joint motion compensation and image formation approaches are proposed. For motion compensation, the existing phase gradient autofocus methods are extended to the case of stepped-LFM signaling. The motion error is estimated based on the echoed data of the middle stepped-LFM sub-pulse and is applied for error compensation of all sub-pulses. This idea significantly reduces the autofocus computational complexity in high resolution UAV SAR. Simulation results of the proposed approaches for polynomial and sinusoidal errors show their good motion compensation performance with ISLR and PSLR values close to -20 dB for point targets. Therefore, the proposed approaches are appropriate for motion error compensation and image formation in high resolution UAV SAR systems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Synthetic aperture radar (SAR)
  • stepped-LFM
  • motion error
  • autofocus

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار