다중 소형 개구 구조를 이용한 고해상도 광역관측 SAR 시스템 리뷰 = High Resolution Wide Swath SAR System Review Using Multiple Sub-Apertures Structure

국문 초록 (Abstract)

Synthetic aperture radar (SAR)는 날씨 조건에 상관없이 이미지를 형성할 수 있는 유용한 레이더 시스템이지만, 내재적인 한계로 인해 고해상도와 광역 관측을 동시에 만족시키는 것이 불가능하다. 해상도나 관측 영역 중 어느한쪽을 높일 수 있는 여러 모드가 개발되었지만 이러한 모드들은 나머지 한쪽의 성능이 저하된다. 따라서, 이를해결하고자 안테나의 구조를 변형한 SAR 시스템이 연구되었다. 이러한 시스템은 디지털 빔포밍을 이용한 다중 소형 개구 구조의 형태로 한번의 송신 신호에 대해 여러 수신 신호를 획득하여 ambiguity 없이 고해상도 광역 관측이미지를 얻을 수 있다. 본 논문은 튜토리얼로써 SAR의 이미지 형성 원리와 ambiguity가 발생하지 않는 pulse repetition frequency의 범위를 설명하고 이를 통해 고해상도와 광역 관측을 동시에 달성할 수 없음을 보인다. 또한, 이를 해결하기 위한 기술로 다중 개구 구조를 이용한 디지털 빔포밍 수신 기술을 소개하고 이에 대한 모의실험 결과를 통해 이 기술의 효용성을 입증한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Synthetic aperture radar (SAR) is a useful radar system that can form images regardless of weather conditions, but its inherent limitations make it impossible to achieve both high resolution and wide swath. Several modes have been developed to increase either resolution or swath, but these modes degrade the performance of the other. Therefore, to solve this problem, a SAR system with a modified antenna structure was studied. This system has a multiple sub-apertures structure using digital beamforming and can acquire multiple received signals for one transmit signal to obtain high resolution wide swath images without ambiguity. As a tutorial, this paper explains the image formation principles of SAR and the pulse repetition frequency range in which ambiguity does not occur, and shows that high resolution and wide swath cannot be achieved simultaneously. In addition, digital beamforming on receive technique using a multi-aperture structure is introduced as a technique to solve this problem, and the effectiveness of this technique is demonstrated through simulation results.