EP4713715A1 - Synthetik-apertur-radarverfahren - Google Patents

Synthetik-apertur-radarverfahren

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EP4713715A1
EP4713715A1 EP24724245.6A EP24724245A EP4713715A1 EP 4713715 A1 EP4713715 A1 EP 4713715A1 EP 24724245 A EP24724245 A EP 24724245A EP 4713715 A1 EP4713715 A1 EP 4713715A1
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EP
European Patent Office
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radar
pulse
earth
pulses
different
Prior art date
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Pending
Application number
EP24724245.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
João Pedro TURCHETTI RIBEIRO
Thomas Kraus
Markus Bachmann
Alberto Moreira
Gerhard Krieger
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Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Publication of EP4713715A1 publication Critical patent/EP4713715A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
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    • G01S13/28—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein the transmitted pulses use a frequency- or phase-modulated carrier wave with time compression of received pulses
    • G01S13/282—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein the transmitted pulses use a frequency- or phase-modulated carrier wave with time compression of received pulses using a frequency modulated carrier wave
    • G—PHYSICS
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    • G01S13/904—SAR modes
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    • G01S13/9052—Spotlight mode
    • G—PHYSICS
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    • G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G01S13/904—SAR modes
    • G01S13/9054—Stripmap mode

Definitions

  • the invention relates to a synthetic aperture radar method for remote sensing of the earth's surface via a radar device and a corresponding synthetic aperture radar system.
  • Synthetic aperture radar methods also known as SAR methods, enable remote sensing of the earth's surface using radar pulses that are sent out by a radar device and whose radar echoes are reflected on the earth's surface and received again by this radar device.
  • the radar device moves at a constant speed over the earth's surface in a so-called azimuth direction.
  • the radar echoes are recorded along the so-called range direction, which runs perpendicular to the azimuth direction.
  • the term "earth's surface” is to be understood broadly in the following and can include not only the surface of the earth but also the surface of another celestial body and in particular a planet.
  • SAR methods make use of the knowledge that, due to the moving radar device, the same areas of the earth's surface are recorded from different positions of the radar device, which makes it possible to obtain amplitude and phase information and ultimately a radar image (also known as a SAR image) of the earth's surface. A synthetic aperture in the azimuth direction is thus generated.
  • the radar device in transmit mode generates successive radar pulses that direct a fixed radar beam obliquely at the earth's surface.
  • the radar echoes of these radar pulses are then received by the same radar device in receive mode.
  • the problem here is that the width of the strip of the earth's surface detected is subject to range limitations. In particular, the signal quality deteriorates when the strip is too wide. Furthermore, gaps occur within each strip because radar echoes that arrive at the radar device when a radar pulse is transmitted cannot be received by the radar device.
  • a further development of conventional SAR methods is the so-called F-scan technique, which is described, for example, in the publication WO 2019/015911 Al.
  • the radar beam generated with a radar pulse moves along the range direction towards shorter distances between the radar device and the earth's surface.
  • the radar pulse is frequency modulated within a predetermined frequency band so that the position of the moving radar beam correlates with corresponding frequencies of the radar pulse.
  • the F-scan method enables the signals of the radar echo of a radar pulse in the Essentially arrive at the radar device at the same time, which means that the reception time interval of the radar echoes can be significantly shortened compared to conventional methods. This in turn means that for a given pulse repetition rate of the radar pulses transmitted one after the other, the width of the detected strip can be increased.
  • the object of the invention is to further develop a synthetic aperture radar method based on the F-scan technique described above in order to further increase the area covered by the earth's surface.
  • the synthetic aperture radar method uses a radar device for remote sensing of the earth's surface, which moves in an azimuth direction above the earth's surface, wherein the radar device can be operated in a transmitting mode for emitting radar pulses to the earth's surface and in a receiving mode for receiving the radar echoes of the radar pulses from the earth's surface along a range direction running perpendicular to the azimuth direction.
  • the radar device preferably contains a single antenna device, which is set up both for emitting the radar pulses and for receiving the radar echoes. In the transmitting mode, the antenna device cannot receive any radar waves.
  • the radar device emits radar pulses with associated pulse durations in succession during transmission mode, with a radar pulse generating a radar beam directed at the earth's surface and having a waveform in a frequency band.
  • the frequencies contained in the waveform within the frequency band are varied over the pulse duration, with the radar beam simultaneously varying over the pulse duration. along the range direction towards shorter distances between the radar device and the Earth's surface in order to illuminate a section in the range direction on the Earth's surface.
  • the method according to the invention thus uses the F-scan technique based on a moving radar beam and a frequency-modulated radar pulse.
  • the frequency of the radar pulse within the frequency band preferably changes linearly, whereby the frequency can become larger or smaller over time depending on the embodiment.
  • the radar echo of the respective radar pulse is received by the radar device in reception mode after reflection in the illuminated section in a reception time interval assigned to the respective radar pulse.
  • each radar pulse is assigned a reception time interval in which the radar echo of the respective radar pulse is received, whereby a reception time interval can also be assigned to several radar pulses if necessary.
  • a respective reception time interval can be temporarily interrupted by transmitting one or more subsequent radar pulses, because when a radar pulse is transmitted, it is generally not possible for the radar device to receive a radar echo.
  • each radar pulse belongs to a pulse type from a predetermined number of different pulse types (ie at least two different pulse types), whereby the pulse type is always changed between two consecutive radar pulses and the radar pulses of the same pulse type are transmitted with a predetermined pulse repetition rate.
  • Radar pulses of the same pulse type also have waveforms in the same frequency band and generate radar beams which illuminate the same section in the range direction on the earth's surface.
  • radar pulses of different pulse types have waveforms in different frequency bands and generate Radar beams which illuminate different sections in the range direction on the earth's surface.
  • each frequency band of the different frequency bands contains at least some frequencies which are not contained in any other frequency band of the different frequency bands.
  • the different frequency bands are disjoint to one another (i.e., have no intersections).
  • sections which are different in the range direction is to be understood here and below in such a way that for each pair of sections of the different sections, at least some of one section of the pair has no overlap in the range direction with the other section of the pair.
  • each section of the different sections contains at least one partial area in the range direction which is not contained in any other section of the different sections.
  • the method according to the invention has the advantage that the use of different pulse types enables the parallel detection of several sections of the earth's surface in the range direction using the F-scan technique. In this way, a large area on the earth's surface can be detected.
  • the predetermined pulse repetition rate at which the radar pulses of the respective pulse types are transmitted is the same for all pulse types.
  • the pulses of the different pulse types are transmitted interleaved with one another at a constant offset.
  • a sequence of successive radar pulses of all pulse types is repeatedly generated in accordance with the predetermined number of different pulse types without an intermediate reception time interval for radar echoes of Radar pulses of this sequence are sent out, with radar echoes of radar pulses of all pulse types of the predetermined number of different pulse types being received in a reception time interval, with the received radar echoes belonging to radar pulses from different, chronologically successive earlier sequences.
  • the number of radar echoes received in a reception time interval corresponds to the predetermined number of different pulse types. This means that there are no two radar echoes in a reception time interval that belong to different radar pulses of the same pulse type. All earlier sequences generally occur before the sequence followed by the reception time interval.
  • the number of radar pulses in the sequence therefore corresponds to the predetermined number of different pulse types, with each sequence containing one radar pulse of each pulse type.
  • This embodiment is characterized in that the radar echoes of the radar pulses of all pulse types are received in parallel in a common reception time interval, so that the radar echoes can be detected in a shorter time.
  • a respective reception time interval is provided exclusively for the radar echo of a radar pulse.
  • At least some of the different sections and preferably all of the different sections are disjoint sections on the earth's surface, ie sections that are disjoint in the range direction (ie free of intersections).
  • the disjoint sections are selected such that a radar echo originating from a gap between two disjoint sections in the range direction is Radar equipment would arrive while it is transmitting, so that this radar echo usually cannot be received at all.
  • the sections of at least some of the different sections have an overlap in the range direction.
  • one or more of the different pulse types each belong to a stripmap SAR mode in which the radar pulses of the pulse type generate radar beams with main beam directions perpendicular to the azimuth direction.
  • this embodiment implements a special variant of the stripmap operating mode known per se, wherein in the stripmap operating mode the earth's surface is detected along an elongated strip by radar pulses in a direction perpendicular to the azimuth direction.
  • one or more of the different pulse types each belong to a spotlight SAR mode in which the radar pulses of the pulse type generate radar beams that illuminate a fixed target area on the earth's surface.
  • this embodiment implements a special variant of a conventional spotlight operating mode, wherein in the spotlight operating mode the radar beams are also inclined relative to the azimuth direction in order to obtain high-resolution S AR data from a corresponding target area.
  • the two previously explained embodiments relating to a stripmap SAR mode and a spotlight SAR mode can also be combined with one another.
  • one or more pulse types can belong to a stripmap SAR mode, whereas one or more other pulse types belong to a spotlight SAR mode.
  • the predetermined pulse repetition rate of the radar pulses of at least one pulse type of the predetermined number of different pulse types is changed one or more times during the implementation of the method. This ensures that so-called blind areas, from which incoming radar echoes cannot be received due to the transmission of a radar pulse, are shifted over time. In this way, the data loss due to blind areas can be greatly reduced.
  • the pulse repetition rate can be changed in different ways. In particular, it can remain constant over several pulse repetition intervals before a change. It is also possible for the pulse repetition rate to be changed after each pulse repetition interval.
  • the section in the range direction that is illuminated by the radar beam generated by the radar pulses of the respective pulse type is changed one or more times during the execution of the method.
  • the pulse repetition rate of the radar pulses of the respective pulse type is changed at the same time, so that a gap that affects an area on the earth's surface from which radar echoes cannot be received before the pulse repetition rate is changed due to the transmission of a radar pulse is covered by the changed section.
  • radar echoes are received in the changed section from the area of the earth's surface that represented a gap before the pulse repetition rate was changed. In this way, the loss of data due to gaps or blind areas can be reduced.
  • the invention relates to a synthetic aperture radar system for remote sensing of the earth's surface with a radar device which, during operation, moves in an azimuth direction above the earth's surface, wherein the radar device is operable in a transmitting mode for transmitting radar pulses to the earth's surface and in a receiving mode for receiving the radar echoes of the radar pulses from the earth's surface along a range direction running perpendicular to the azimuth direction, wherein the synthetic aperture radar system is designed such that during operation it carries out the synthetic aperture radar method according to the invention or one or more preferred variants of this method.
  • Fig. 1 is a schematic perspective view explaining the SAR principle used in the invention
  • Fig. 2 is a schematic diagram illustrating the differences between a conventional stripmap SAR mode without F-scan and a conventional stripmap SAR mode with F-scan;
  • Fig. 3 is a schematic perspective view of the conventional stripmap SAR mode with F-scan
  • Fig. 4 is a schematic perspective view showing a
  • Fig. 5 and Fig. 6 are diagrams illustrating properties of the pulse types used in the embodiment of Fig. 4;
  • Fig. 7 is a schematic perspective view showing a SAR operating mode according to a second embodiment of the invention.
  • Fig. 8 is a schematic perspective view showing a
  • a SAR radar device 100 which comprises a radar antenna, which is indicated in Fig. 1 as a rectangular antenna array.
  • the radar device 100 moves in the so-called azimuth direction x at a flight speed v at a height h above the earth's surface GR.
  • the dashed line NT indicates the so-called nadir track, which is the projection of the azimuth direction perpendicular to the earth's surface GR.
  • the radar device 100 is a combined transmitting and receiving device which transmits radar radiation in transmitting mode and receives radar radiation in receiving mode. It is not possible to receive radar radiation during transmitting mode.
  • the radar device 100 sends a radar beam RB based on a radar pulse RP to the earth's surface GR at an angle ß.
  • the radar beam RB corresponds to the main lobe of the emitted antenna radiation and falls on the earth's surface at the angle j.
  • the radar pulses RP are directed at the earth's surface GR in successive pulse repetition intervals with a predetermined pulse repetition frequency.
  • the largest part of the energy of a respective radar pulse RP or its radar beam RB is directed at an approximately elliptical surface FP on the earth's surface. This surface is usually referred to as a "footprint". or “footprint” of the radar device or the associated radar antenna.
  • SR denotes the oblique distance from the radar device 100 to a point on the earth's surface.
  • This oblique distance can be clearly converted into the so-called ground range, the direction of which is denoted by y in Fig. 1.
  • the ground range corresponds to the projection of the oblique distance SR onto the earth's surface GR and runs perpendicular to the azimuth direction x.
  • the direction of the ground range is also generally referred to as the range direction.
  • the footprint FP has an extension in the range direction that corresponds to the width of the strip SW shown.
  • the principle of the SAR measurement is based on the fact that a point on the earth's surface GR is recorded several times from different angles due to the movement of the radar device 100. Due to the Doppler effect, a frequency shift occurs when the radar echoes are recorded, which can be suitably evaluated, whereby amplitude and phase information and thus an image point of the earth's surface are finally obtained for the points on the earth's surface at which the radar pulses are reflected.
  • the corresponding calculation of image points of the earth's surface from the recorded radar echoes is well known to the expert and is therefore not explained in further detail.
  • the diagram DU shows the emission of the radar beam RB for the stripmap SAR mode without F-scan
  • the diagram DI2 shows the emission of the radar beam RB for the stripmap SAR mode with F-scan
  • the diagram DU' shows the wavefronts of the correspondingly emitted radar pulses RP and the resulting radar echoes EC for the stripmap SAR mode without F-scan
  • the diagram DI2' shows the wavefronts of the emitted radar pulses RP and the resulting radar echoes EC for the stripmap SAR mode with F-scan.
  • a radar beam RB is emitted to illuminate the strip SW, which does not change over time. Due to the fixed radar beam, the wave fronts of the radar pulses RP are emitted without a time offset, which in turn means that the resulting radar echoes EC return to the radar device 100 with a time delay due to the different distances of their reflection points (see diagram DU'). A long reception time interval is therefore required to receive the radar echoes. Furthermore, the conventional stripmap SAR method has the disadvantage that a wide radar beam is used, which leads to so-called range ambiguities caused by simultaneously received radar echoes from different radar pulses.
  • the F-scan causes the radar beam RB to move in the direction of the arrow P shown.
  • this leads to a time offset in the wave front of the transmitted radar pulses RP.
  • This time offset in turn compensates for the time offset of the radar echoes EC that occurs without the F-scan. Consequently, the radar echoes EC of the respective pulses RP are received by the radar device 100 at essentially the same time. In this way, the radar echoes can be detected in a much shorter reception time interval.
  • the use of a narrow radar beam can improve the signal quality, while at the same time the movement of the radar beam ensures that a wide strip on the earth's surface is detected.
  • Fig. 3 shows again in perspective the stripmap SAR mode with F-scan from the diagrams DI2 and DI2' of Fig. 2.
  • radar pulses RP are transmitted successively with the pulse repetition interval PRI, whereby each radar pulse generates a radar beam RB which covers the strip SW on the earth's surface due to its movement in the direction of the arrow P.
  • Fig. 4 shows a first embodiment of a SAR operating mode according to the invention.
  • sequences of three radar pulses RP of different pulse types PT1, PT2 and PT3 are transmitted in succession.
  • the pulse type PT1 first the pulse type PT1, then the Pulse type PT2 and then pulse type PT3 are sent out.
  • the radar pulses of the same pulse type are sent out with a fixed, predefined pulse repetition interval PRI, which is the same for all pulse types.
  • PRI pulse repetition interval
  • Fig. 4 shows three temporally successive sequences of correspondingly emitted radar pulses RP of the different pulse types PT1, PT2 and PT3.
  • the radar pulses of the different pulse types differ in that, on the one hand, they are linear frequency-modulated signals in disjoint frequency bands and, on the other hand, they cover different strips SW1, SW2 and SW3 on the earth's surface.
  • Each pulse type generates a radar beam RB that moves within the corresponding strip along the range direction y towards the nadir track NT.
  • the radar pulse of pulse type PT1 generates a radar beam that illuminates the strip SW1
  • the radar pulse of pulse type PT2 generates a radar beam that illuminates the strip SW2
  • the radar pulse of pulse type PT3 generates a radar beam that illuminates the strip SW3.
  • the gaps between the strips SW1 and SW2 or the strips SW2 and SW3 arise because these gaps correlate with time intervals in which the radar device 100 is currently transmitting radar pulses and therefore cannot receive any radar echoes.
  • Each sequence of the three radar pulses of different pulse types is followed by a reception time interval in which the radar echoes of the radar pulses of all pulse types are received by the radar device in reception mode.
  • the radar echoes in the reception time interval belong to radar pulses from different, chronologically successive earlier sequences, which are usually several pulse repetition intervals ahead of the sequence followed by the reception time interval.
  • the radar echo of the radar pulse of pulse type PT1 belongs to an earlier sequence that is ahead of the sequence from which the radar echo of the radar pulse of pulse type PT2 originates
  • the radar echo of the radar pulse of Pulse type PT2 belongs to an earlier sequence that is temporally before the sequence from which the radar echo of the radar pulse of pulse type PT3 originates. Due to the moving radar beams, the radar echoes arrive in a much shorter period of time than in a conventional SAR operating mode without F-scan.
  • the radar echoes can also be assigned to the associated radar pulses.
  • modified embodiments such as the variant of Fig. 7 described below, in which a stripmap SAR mode is combined with a spotlight SAR mode, it is sufficient if the frequency bands are only different according to the definition given above.
  • the embodiment of Fig. 4 enables the detection of a large area of the earth's surface using several strips by successively emitting moving radar pulses of different pulse types, whereas in the conventional F-scan operating mode only one strip of the earth's surface is ever detected.
  • the radar pulses of a sequence are received in a common reception time interval, which improves the time efficiency of the method.
  • the use of a narrow radar beam for the individual strips achieves a high signal-to-noise ratio and reduces the signal strength of range ambiguities.
  • Corresponding SAR images obtained from radar echoes acquired using the method of Fig. 4 show gaps between the displayed strips. These gaps can be compensated for using known techniques.
  • the radar pulses of the individual pulse types can be transmitted in successive bursts, with the bursts differing in that the detected strip is shifted from one burst to the next. This can ensure that all gaps occurring in a burst are covered by corresponding strips of another burst.
  • the pulse repetition rate can also be varied over time, which in turn causes the position of the gaps to change, thereby increasing the Data loss caused by gaps is significantly reduced so that the lost data can be reconstructed via interpolation.
  • Fig. 5 shows a diagram which shows the pulse shapes of the pulse types from Fig. 4 as a function of time t (abscissa) along the ordinate PU.
  • the dotted line LI corresponds to the pulse type PT1, the dashed line L2 to the pulse type PT2 and the solid line to the pulse type PT3.
  • the individual pulse types are rectangular pulses which are sent out one after the other.
  • the pulse duration of the individual pulse types PT1, PT2 and PT3 are designated PD1, PD2 and PD3 respectively.
  • the pulses are of different lengths. They are transmitted at the beginning of a pulse repetition interval PRI in a period of about 100 ps.
  • the pulse interval PRI as a whole is about 390 ps long.
  • Fig. 6 shows the frequency bands (ordinate with frequency f) of the individual pulses of pulse types PT1, PT2 and PT3 over time t (abscissa).
  • the dotted line LI' shows the frequency band FBI of pulse type PT1
  • the dashed line L2' shows the frequency band FB2 of pulse type PT2
  • the solid line L3' shows the frequency band FB3 of pulse type PT3.
  • the frequency bands are disjoint to one another, which makes it possible to distinguish between the radar echoes of the radar pulses of different pulse types received together in the reception time interval.
  • Fig. 7 and Fig. 8 show a second and a third embodiment of a SAR operating mode according to the invention. These embodiments differ from the first embodiment in that the radar echoes of the successively transmitted radar pulses of different pulse types are no longer received in a common reception time interval, but a separate reception time interval is used for each pulse type. This means that the radar echoes of the respective pulse types represent separate SAR data acquisitions with independent SAR raw data, from which separate SAR images can then be obtained.
  • two pulse types PT1 and PT2 are used, which are transmitted alternately one after the other.
  • the radar pulses RP of the first pulse type PT1 carry out a stripmap SAR mode with F-scan, i.e.
  • the radar pulses RP of the second pulse type PT2 generate radar beams RB that are all directed at a fixed target area TR on the earth's surface, this target area having a width SW2 in the range direction that is significantly smaller than the width of the strip SW1.
  • the radar beams of the second pulse type PT2 are used to implement a SAR mode in the manner of a known spotlight SAR mode, whereby, in contrast to the conventional spotlight SAR mode, the individual radar beams carry out a movement (i.e. an F-scan).
  • Fig. 8 shows a third embodiment of a SAR operating mode according to the invention.
  • this operating mode also contains two different pulse types PT1 and PT2 with separate reception time intervals for the radar echoes.
  • the first pulse type PT1 carries out a stripmap operating mode with F-scan in a strip SW1 analogous to Fig. 7.
  • the second pulse type PT2 also carries out a stripmap operating mode with F-scan, but a strip SW2 is detected from the earth's surface which is disjoint in the range direction y from the strip SW1 which is detected with the first pulse type PT1.
  • the embodiments of the invention described above have a number of advantages.
  • several pulse types that generate a moving radar beam for detecting the earth's surface are interleaved with each other, with each pulse type covering a different section in the range direction of the earth's surface.
  • This enables the detection of an overall wide area of the earth's surface with high resolution and good signal quality. can be achieved.
  • the radar echoes of all pulse types are recorded in a common reception time interval.
  • the radar echoes can be differentiated from one another due to the use of different frequency bands of the radar pulses.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Synthetik-Apertur-Radarverfahren zur Fernerkundung der Erdoberfläche (GR) über eine Radareinrichtung (100), die sich in eine Azimut-Richtung (x) über der Erdoberfläche (GR) bewegt, wobei die Radareinrichtung (100) in einem Sendebetrieb zum Aussenden von Radarpulsen (RP) zur Erdoberfläche (GR) und in einem Empfangsbetrieb zum Empfang der Radarechos (EC) der Radarpulse (RP) betreibbar ist, wobei die Radareinrichtung (100) im Sendebetrieb aufeinander folgend Radarpulse (RP) mit zugehörigen Pulsdauem (PD1, PD2, PD3) aussendet, wobei ein jeweiliger Radarpuls (RP) einen auf die Erdoberfläche (GR) gerichteten Radarstrahl (RB) erzeugt und eine Wellenform in einem Frequenzband (FB1, FB2, FB3) aufweist, wobei in der Wellenform enthaltene Frequenzen innerhalb des Frequenzbands (FB1, FB2, FB3) über die Pulsdauer (PD1, PD2, PD3) hinweg variiert werden und sich der Radarstrahl (RB) über die Pulsdauer (PD1, PD2, PD3) hinweg entlang der Range-Richtung (y) bewegt, um einen Abschnitt (SW1, SW2, SW3) in Range-Richtung (y) auf der Erdoberfläche (GR) zu beleuchten. Im erfmdungsgemäßen Verfahren werden aufeinander folgend Radarpulse (RP) von wechselnden Pulstypen (PT1, PT2, PT3) ausgesendet, wobei Radarpulse (RP) von unterschiedlichen Pulstypen (PT1, PT2, PT3) Wellenformen in unterschiedlichen Frequenzbändern (FB1, FB2, FB3) aufweisen und Radarstrahlen (RB) erzeugen, welche unterschiedliche Abschnitte (SW1, SW2, SW3) in Range-Richtung (y) auf der Erdoberfläche (GR) beleuchten.

Description

Synthetik-Apertur-Radarverfahren
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Synthetik- Apertur-Radarverfahren zur Fernerkundung der Erdoberfläche über eine Radareinrichtung sowie ein entsprechendes Synthetik- Apertur-Rad ar sy stem .
Synthetik-Apertur-Radarverfahren, welche auch als SAR-Verfahren bezeichnet werden, ermöglichen die Fernerkundung der Erdoberfläche über Radarpulse, die von einer Radareinrichtung ausgesendet werden und deren Radarechos nach Reflexion an der Erdoberfläche von dieser Radareinrichtung wieder empfangen werden. Die Radareinrichtung bewegt sich dabei mit konstanter Geschwindigkeit über der Erdoberfläche in einer sog. Azimut-Richtung. Die Radarechos werden entlang der sog. Range-Richtung erfasst, welche senkrecht zur Azimut-Richtung verläuft. Der Begriff der Erdoberfläche ist im Folgenden weit zu verstehen und kann neben der Oberfläche der Erde auch die Oberfläche eines anderen Himmelskörpers und insbesondere eines Planeten umfassen. Bei SAR-Verfahren macht man sich die Erkenntnis zunutze, dass aufgrund der bewegten Radareinrichtung die gleichen Bereiche der Erdoberfläche aus unterschiedlichen Positionen der Radareinrichtung erfasst werden, wodurch eine Amplituden- und Phaseninformation und schließlich ein Radarbild (auch als SAR-Bild bezeichnet) der Erdoberfläche erhalten werden kann. Es wird somit eine synthetische Apertur in Azimut-Richtung erzeugt.
In herkömmlichen SAR-Verfahren werden von der Radareinrichtung im Sendebetrieb aufeinander folgend Radarpulse erzeugt, die einen feststehenden Radarstrahl schräg auf die Erdoberfläche richten. Die Radarechos dieser Radarpulse werden anschließend von der gleichen Radareinrichtung im Empfangsbetrieb empfangen. Dabei besteht das Problem, dass die Breite des von der Erdoberfläche erfassten Streifens in Range-Richtung Begrenzungen unterliegt. Insbesondere wird die Signalqualität bei der Erfassung zu breiter Streifen schlechter. Ferner kommt es zum Auftreten von Lücken innerhalb eines jeweiligen Streifens, da Radarechos, die beim Aussenden eines Radarpulses gerade an der Radareinrichtung ankommen, von dieser nicht empfangen werden können.
Um einen breiteren Bereich auf der Erdoberfläche zu erfassen, ist es aus der Druckschrift US 9 869 762 B2 bekannt, mit einer Radareinrichtung parallel mehrere SAR- Akquisitionen von unterschiedlichen Streifen auf der Erdoberfläche durch Verschachtelung von Sequenzen unterschiedlicher Radarpulse durchzuführen.
Eine Weiterentwicklung von herkömmlichen SAR-Verfahren ist die sog. F-Scan- Technik, die beispielsweise in der Druckschrift WO 2019/015911 Al beschrieben ist. Bei diesem Verfahren bewegt sich der mit einem Radarpuls erzeugte Radarstrahl entlang der Range-Richtung hin zu kürzeren Entfernungen zwischen Radareinrichtung und Erdoberfläche. Gleichzeitig ist der Radarpuls innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbands frequenzmoduliert, so dass die Position des sich bewegenden Radarstrahls mit entsprechenden Frequenzen des Radarpulses korreliert. Das F-Scan-Ver- fahren ermöglicht es, dass die Signale des Radarechos eines Radarpulses im Wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt an der Radareinrichtung ankommen, wodurch das Empfangszeitintervall der Radarechos im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren deutlich verkürzt werden kann. Dies bedeutet wiederum, dass für eine vorgegebene Pulswiederholrate der nacheinander ausgesendeten Radarpulse die Breite des erfassten Streifens vergrößert werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Synthetik-Apertur-Radarverfahren basierend auf der oben beschriebenen F-Scan-Technik weiterzuentwickeln, um den von der Erdoberfläche erfassten Bereich weiter zu vergrößern.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 bzw. die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 12 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Das erfindungsgemäße Synthetik-Apertur-Radarverfahren verwendet zur Fernerkundung der Erdoberfläche eine Radareinrichtung, die sich in eine Azimut-Richtung über der Erdoberfläche bewegt, wobei die Radareinrichtung in einem Sendebetrieb zum Aussenden von Radarpulsen zur Erdoberfläche und in einem Empfangsbetrieb zum Empfang der Radarechos der Radarpulse von der Erdoberfläche entlang einer senkrecht zur Azimut-Richtung verlaufenden Range-Richtung betreibbar ist. Vorzugsweise enthält die Radareinrichtung eine einzelne Antenneneinrichtung, welche sowohl zum Aussenden der Radarpulse als auch zum Empfang der Radarechos eingerichtet ist. Im Sendebetrieb kann die Antennenrichtung dabei keine Radarwellen empfangen.
Im erfindungsgemäßen Synthetik-Apertur-Radarverfahren sendet die Radareinrichtung im Sendebetrieb aufeinander folgend Radarpulse mit zugehörigen Pulsdauem aus, wobei ein Radarpuls einen auf die Erdoberfläche gerichteten Radarstrahl erzeugt und eine Wellenform in einem Frequenzband aufweist. Die in der Wellenform enthaltenen Frequenzen innerhalb des Frequenzbands werden über die Pulsdauer hinweg variiert, wobei sich gleichzeitig der Radarstrahl über die Pulsdauer hinweg entlang der Range-Richtung hin zu kürzeren Entfernungen zwischen Radareinrichtung und Erdoberfläche bewegt, um einen Abschnitt in Range-Richtung auf der Erdoberfläche zu beleuchten.
Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet somit die F-Scan-Technik basierend auf einem bewegten Radarstrahl und einem frequenz-modulierten Radarpuls. Die Frequenz des Radarpulses innerhalb des Frequenzbands verändert sich vorzugsweise linear, wobei die Frequenz je nach Ausführungsform über die Zeit hinweg größer oder kleiner werden kann.
Das Radarecho des j eweiligen Radarpulses wird nach Reflexion im beleuchteten Abschnitt in einem dem jeweiligen Radarpuls zugeordneten Empfangszeitintervall durch die Radareinrichtung im Empfangsbetrieb empfangen. Mit anderen Worten ist jedem Radarpuls ein Empfangszeitintervall zugewiesen, in dem der Empfang des Radarechos des jeweiligen Radarpulses stattfindet, wobei ein Empfangszeitintervall gegebenenfalls auch mehreren Radarpulsen zugewiesen sein kann. Gegebenenfalls kann ein jeweiliges Empfangszeitintervall temporär durch das Aussenden eines oder mehrerer nachfolgender Radarpulse unterbrochen werden, denn beim Aussenden eines Radarpulses ist in der Regel ein Empfang eines Radarechos durch die Radareinrichtung nicht möglich.
Im Unterschied zu der herkömmlichen F-Scan-Technik zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass jeder Radarpuls zu einem Pulstyp aus einer vorgegebenen Anzahl von unterschiedlichen Pulstypen (d.h. zumindest zwei unterschiedliche Pulstypen) gehört, wobei zwischen zwei aufeinander folgenden Radarpulsen der Pulstyp immer gewechselt wird und die Radarpulse vom gleichen Pulstyp mit einer vorgegebenen Pulswiederholrate ausgesendet werden. Radarpulse vom gleichen Pulstyp weisen ferner Wellenformen im gleichen Frequenzband auf und erzeugen Radarstrahlen, welche den gleichen Abschnitt in Range-Richtung auf der Erdoberfläche beleuchten. Demgegenüber weisen Radarpulse von unterschiedlichen Pulstypen Wellenformen in unterschiedlichen Frequenzbändern auf und erzeugen Radarstrahlen, welche unterschiedliche Abschnitte in Range-Richtung auf der Erdoberfläche beleuchten. Der Begriff der unterschiedlichen Frequenzbänder ist hier und im Folgenden derart zu verstehen, dass für jedes Paar von Frequenzbändern der unterschiedlichen Frequenzbänder zumindest ein Teil der Frequenzen des eines Frequenzbands des Paars unterschiedlich von den Frequenzen des anderen Frequenzbands des Paars ist. Vorzugsweise enthält jedes Frequenzband der unterschiedlichen Frequenzbänder zumindest teilweise Frequenzen, welche in keinem anderen Frequenzband der unterschiedlichen Frequenzbänder enthalten sind. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die unterschiedlichen Frequenzbänder disjunkt zueinander (d.h. schnittmengenfrei). Der Begriff von in Range-Richtung unterschiedlichen Abschnitten ist hier und im Folgenden derart zu verstehen, dass für jedes Paar von Abschnitten der unterschiedlichen Abschnitte zumindest ein Teil des einen Abschnitts des Paars keine Überdeckung in Range-Richtung mit dem anderen Abschnitt des Paars aufweist. Vorzugsweise enthält jeder Abschnitt der unterschiedlichen Abschnitte zumindest einen Teilbereich in Range-Richtung, der in keinem anderen Abschnitt der unterschiedlichen Abschnitte enthalten ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass durch die Verwendung von unterschiedlichen Pulstypen die parallele Erfassung von mehreren Abschnitten der Erdoberfläche in Range-Richtung mittels der F-Scan-Technik ermöglicht wird. Auf diese Weise kann ein großer Bereich auf der Erdoberfläche erfasst werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die vorgegebene Pulswiederholrate, mit der die Radarpulse der jeweiligen Pulstypen ausgesendet werden, für alle Pulstypen gleich groß. Mit anderen Worten werden die Pulse der verschiedenen Pulstypen verschachtelt zueinander mit konstantem Versatz ausgesendet.
In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wiederholend eine Sequenz von aufeinander folgenden Radarpulsen aller Pulstypen entsprechend der vorgegebenen Anzahl von unterschiedlichen Pulstypen ohne dazwischen liegendes Empfangszeitintervall für Radarechos von Radarpulsen dieser Sequenz ausgesendet, wobei anschließend in einem Empfangszeitintervall Radarechos von Radarpulsen aller Pulstypen der vorgegebenen Anzahl von unterschiedlichen Pulstypen empfangen werden, wobei die empfangenen Radarechos zu Radarpulsen aus unterschiedlichen, zeitlich aufeinander folgenden früheren Sequenzen gehören. Die Anzahl der empfangenen Radarechos in einem Empfangszeitintervall entspricht dabei der vorgegebenen Anzahl von unterschiedlichen Pulstypen. D.h., es gibt in einem Empfangszeitintervall keine zwei Radarechos, welche zu unterschiedlichen Radarpulsen des gleichen Pulstyps gehören. Alle früheren Sequenzen liegen in der Regel zeitlich vor der Sequenz, an welche sich das Empfangszeitintervall anschließt. Die Anzahl der Radarpulse der Sequenz entspricht somit der vorgegebenen Anzahl von unterschiedlichen Pulstypen, wobei jede Sequenz einen Radarpuls von jedem Pulstyp enthält. Diese Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass parallel in einem gemeinsamen Empfangszeitintervall die Radarechos der Radarpulse aller Pulstypen empfangen werden, so dass die Radarechos in kürzerer Zeit erfasst werden können. Durch die Verwendung von unterschiedlichen Frequenzbändern für die Wellenformen der Radarpulse unterschiedlicher Pulstypen wird dabei gewährleistet, dass die Radarechos der Radarpulse verschiedener Pulstypen voneinander unterschieden werden können.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein jeweiliges Empfangszeitintervall ausschließlich für das Radarecho eines Radarpulses vorgesehen. Durch die Verwendung von solchen separaten Empfangszeitintervallen wird für jeden Pulstyp eine separat verarbeitbare SAR-Datenakquisition des dem Pulstyp zugeordneten Abschnitts auf der Erdoberfläche generiert.
In einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sind zumindest manche der unterschiedlichen Abschnitte und vorzugsweise alle unterschiedlichen Abschnitte disjunkte Abschnitte auf der Erdoberfläche, d.h. Abschnitte, die in Range-Richtung disjunkt (d.h. schnittmengenfrei) sind. Vorzugsweise sind die disjunkten Abschnitte derart gewählt, dass ein Radarecho, das von einer Lücke zwischen zwei disjunkten Abschnitten in Range-Richtung stammt, an der Radareinrichtung ankommen würde, während diese gerade im Sendebetrieb ist, so dass dieses Radarecho in der Regel überhaupt nicht empfangen werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es auch möglich, dass die Abschnitte zumindest mancher der unterschiedlichen Abschnitte in Range-Richtung eine Überlappung aufweisen.
In einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens gehören einer oder mehrere der unterschiedlichen Pulstypen jeweils zu einem Stripmap-SAR- Modus, in dem die Radarpulse des Pulstyps Radarstrahlen mit Hauptstrahlrichtungen senkrecht zur Azimut-Richtung erzeugen. Mit anderen Worten wird mit dieser Ausführungsform eine spezielle Variante des an sich bekannten Stripmap-Betriebsmodus realisiert, wobei im Stripmap-Betriebsmodus die Erdoberfläche entlang eines länglichen Streifens durch Radarpulse in Richtung senkrecht zur Azimut-Richtung erfasst wird.
In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens gehören einer oder mehrere der unterschiedlichen Pulstypen jeweils zu einem Spotlight- SAR-Modus, in dem die Radarpulse des Pulstyps Radarstrahlen erzeugen, die ein festes Zielgebiet auf die Erdoberfläche beleuchten. Mit anderen Worten wird mit dieser Ausführungsform eine spezielle Variante eines herkömmlichen Spotlight-Betriebsmodus realisiert, wobei im Spotlight-Betriebsmodus die Radarstrahlen auch gegenüber der Azimut-Richtung geneigt werden, um von einem entsprechenden Zielgebiet S AR-Daten mit hoher Auflösung zu gewinnen.
Die beiden zuvor erläuterten Ausführungsformen betreffend einen Stripmap-SAR- Modus und einen Spotlight- SAR-Modus können auch miteinander kombiniert werden. Insbesondere können eine oder mehrere Pulstypen zu einem Stripmap-SAR- Modus gehören, wohingegen eine oder mehrere andere Pulstypen zu einem Spotlight- SAR-Modus gehören. In einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die vorgegebene Pulswiederholrate der Radarpulse zumindest eines Pulstyps der vorgegebenen Anzahl von unterschiedlichen Pulstypen ein oder mehrere Male während der Durchführung des Verfahrens verändert. Hierdurch wird erreicht, dass sog. blinde Bereiche, aus denen ankommende Radarechos aufgrund des Aussendens eines Radarpulses nicht empfangen werden können, über die Zeit hinweg verschoben werden. Auf diese Weise kann der Datenverlust durch blinde Bereiche stark reduziert werden. Je nach Ausgestaltung kann die Pulswiederholrate unterschiedlich verändert werden. Insbesondere kann sie vor einer Veränderung über mehrere Pulswiederholintervalle konstant bleiben. Ebenso ist es möglich, dass die Pulswiederholrate nach jedem Pulswiederholintervall verändert wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für einen jeweiligen Pulstyp zumindest eines Teils der unterschiedlichen Pulstypen und ggf. von allen unterschiedlichen Pulstypen der Abschnitt in Range-Richtung, den der durch die Radarpulse des jeweiligen Pulstyps erzeugte Radarstrahl beleuchtet, ein oder mehrere Male während der Durchführung des Verfahrens verändert. Vorzugsweise wird dann, wenn für einen jeweiligen Pulstyp der Abschnitt in Range- Richtung, den der durch die Radarpulse des j eweiligen Pulstyps erzeugte Radarstrahl beleuchtet, verändert wird, gleichzeitig die Pulswiederholrate der Radarpulse des jeweiligen Pulstyps verändert, so dass eine Lücke, welche einen Bereich auf der Erdoberfläche betrifft, aus dem Radarechos vor Veränderung der Pulswiederholrate aufgrund des Aussendens eines Radarpulses nicht empfangen werden können, durch den veränderten Abschnitt abgedeckt wird. Mit anderen Worten werden im veränderten Abschnitt aus dem Bereich der Erdoberfläche, der vor Veränderung der Pulswiederholrate eine Lücke dargestellt hat, Radarechos empfangen. Auf diese Weise kann der Datenverlust durch Lücken bzw. blinde Bereiche vermindert werden.
Neben dem oben beschriebenen Verfahren betrifft die Erfindung ein Synthetik- Apertur-Radarsystem zur Fernerkundung der Erdoberfläche mit einer Radareinrichtung, die sich im Betrieb in eine Azimut-Richtung über der Erdoberfläche bewegt, wobei die Radareinrichtung in einem Sendebetrieb zum Aussenden von Radarpulsen zur Erdoberfläche und in einem Empfangsbetrieb zum Empfang der Radarechos der Radarpulse von der Erdoberfläche entlang einer senkrecht zur Azimut-Richtung verlaufenden Range-Richtung betreibbar ist, wobei das Synthetik-Apertur-Radarsystem derart ausgestaltet ist, dass es im Betrieb das erfindungsgemäße Synthetik-Apertur- Radarverfahren bzw. eine oder mehrere bevorzugte Varianten dieses Verfahrens durchführt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung, anhand der das im Rahmen der Erfindung verwendete SAR-Prinzip erläutert wird;
Fig. 2 eine schematische Darstellung, welche die Unterschiede zwischen einem konventionellen Stripmap- SAR-Modus ohne F- Scan und einem konventionellen Stripmap- SAR-Modus mit F- Scan verdeutlicht;
Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstellung des konventionellen Stripmap- SAR-Modus mit F-Scan;
Fig. 4 eine schematische perspektivische Darstellung, welche einen
SAR-Betriebsmodus gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wiedergibt;
Fig. 5 und Fig. 6 Diagramme, welche Eigenschaften der in der Ausführungsform der Fig. 4 verwendeten Pulstypen verdeutlichen; Fig. 7 eine schematische perspektivische Darstellung, welche einen SAR-Betriebsmodus gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wiedergibt; und
Fig. 8 eine schematische perspektivische Darstellung, welche einen
SAR-Betriebsmodus gemäß einer dritte Ausführungsform der Erfindung wiedergibt.
Anhand von Fig. 1 wird zunächst allgemein das Prinzip einer SAR-Messung erläutert. Hierzu wird eine SAR-Radareinrichtung 100 verwendet, die eine Radarantenne umfasst, welche in Fig. 1 als rechteckförmiges Antennen-Array angedeutet ist. Die Radareinrichtung 100 bewegt sich in der sog. Azimut-Richtung x mit einer Fluggeschwindigkeit v in einer Höhe h über der Erdoberfläche GR. Durch die gestrichelte Linie NT ist dabei die sog. Nadir-Spur angedeutet, welche die Projektion der Azimut-Richtung senkrecht auf die Erdoberfläche GR ist. Zur Bewegung der Radareinrichtung befindet sich diese auf einem Flugobjekt (nicht gezeigt), welches vorzugsweise ein Satellit ist, jedoch gegebenenfalls auch ein Flugzeug sein kann. Die Radareinrichtung 100 ist eine kombinierte Sende- und Empfangseinrichtung, welche im Sendebetrieb Radarstrahlung aussendet und im Empfangsbetrieb Radarstrahlung empfängt. Während des Sendebetriebs ist es nicht möglich, Radarstrahlung zu empfangen.
Die Radareinrichtung 100 sendet im Sendebetrieb in einem Winkel ß einen Radarstrahl RB basierend auf einem Radarpuls RP auf die Erdoberfläche GR. Der Radarstrahl RB entspricht der Hauptkeule der ausgesendeten Antennenstrahlung und fällt in dem Winkel j auf die Erdoberfläche. Die Radarpulse RP werden in aufeinander folgenden Pulswiederholintervallen mit vorgegebener Pulswiederholfrequenz auf die Erdoberfläche GR gerichtet. Der größte Teil der Energie eines j eweiligen Radarpulses RP bzw. seines Radarstrahls RB ist auf eine näherungsweise elliptische Fläche FP auf die Erdoberfläche gerichtet. Diese Fläche wird in der Regel als „Footprint“ bzw. „Fußabdruck“ der Radareinrichtung bzw. der zugeordneten Radarantenne bezeichnet.
In Fig. 1 bezeichnet SR die Schrägentfemung von der Radareinrichtung 100 zu einem Punkt auf der Erdoberfläche. Diese Schrägentfernung kann eindeutig in die sog. Ground-Range umgerechnet werden, deren Richtung in Fig. 1 mit y bezeichnet ist. Die Ground-Range entspricht der Projektion der Schrägentfernung SR auf die Erdoberfläche GR und verläuft senkrecht zur Azimut-Richtung x. Im Folgenden wird die Richtung der Ground-Range auch allgemein als Range-Richtung bezeichnet. Der Fußabdruck FP hat eine Ausdehnung in der Range-Richtung, die der Breite des dargestellten Streifens SW entspricht. Während der Bewegung der Radareinrichtung 100 werden an der Erdoberfläche reflektierte Radarechos der Radarpulse aus dem Streifen SW erfasst. Hierzu wird die Radareinrichtung 100 in einem Empfangsbetrieb geschaltet.
Das Prinzip der SAR-Messung beruht darauf, dass ein Punkt auf der Erdoberfläche GR mehrfach aus unterschiedlichen Blickwinkeln aufgrund der Bewegung der Radareinrichtung 100 erfasst wird. Aufgrund des Doppler-Effekts kommt es bei der Erfassung der Radarechos zu einer Frequenzverschiebung, die geeignet ausgewertet werden kann, wodurch schließlich für die Punkte der Erdoberfläche, an denen die Radarpulse reflektiert werden, eine Amplituden- und Phaseninformation und somit ein Bildpunkt der Erdoberfläche erhalten wird. Die entsprechende Berechnung von Bildpunkten der Erdoberfläche aus den erfassten Radarechos ist dem Fachmann hinlänglich bekannt und wird deshalb nicht weiter im Detail erläutert.
In Fig. 1 ist ein herkömmlicher Stripmap- SAR-Modus (ohne F-Scan) gezeigt, bei dem mit der SAR-Radareinrichtung 100 ein länglicher Streifen SW mit einem festen, senkrecht zur Azimut-Richtung ausgesendeten Radarstrahl RB erfasst wird. Eine bekannte Abwandlung dieses Stripmap-SAR-Modus ist der Stripmap- SAR-Modus mit F-Scan, der anhand von Fig. 2 im Vergleich zum Stripmap-SAR-Modus ohne F-Scan verdeutlicht wird. Fig. 2 enthält vier Diagramme Dll, Dll', DI2 und DI2', die jeweils Schnitte in einer Ebene senkrecht zu der in Fig. 1 dargestellten Azimut-Richtung x wiedergegeben. Das Diagramm DU zeigt das Aussenden des Radarstrahls RB für den Stripmap- SAR-Modus ohne F-Scan, wohingegen das Diagramm DI2 das Aussenden des Radarstrahls RB für den Stripmap- SAR-Modus mit F-Scan zeigt. Das Diagramm DU' zeigt die Wellenfronten der entsprechend ausgesendeten Radarpulse RP und der hieraus resultierenden Radarechos EC für den Stripmap- SAR-Modus ohne F-Scan, wohingegen das Diagramm DI2' die Wellenfronten der ausgesendeten Radarpulse RP und der hieraus resultierenden Radarechos EC für den Stripmap-SAR-Modus mit F- Scan zeigt.
Wie man aus dem Diagrammen DU erkennt, wird im Stripmap-SAR-Modus ohne F- Scan zur Beleuchtung des Streifens SW ein Radarstrahl RB ausgesendet, der sich zeitlich nicht verändert. Aufgrund des feststehenden Radarstrahls werden die Wellenfronten der Radarpulse RP ohne Zeitversatz ausgesendet, was wiederum zur Folge hat, dass die daraus resultierenden Radarechos EC aufgrund unterschiedlicher Entfernung ihrer Reflexionspunkte zeitversetzt zu der Radareinrichtung 100 zurückgelangen (siehe Diagramm DU'). Es wird somit ein langes Empfangszeitintervall für den Empfang der Radarechos benötigt. Ferner hat das herkömmliche Stripmap-SAR- Verfahren den Nachteil, dass ein breiter Radarstrahl verwendet wird, der zu sog. Range-Mehrdeutigkeiten führt, welche durch gleichzeitig empfangene Radarechos von unterschiedlichen Radarpulsen verursacht werden.
Zur Verbesserung des Stripmap-SAR-Modus der Diagramme DU und DU' ist der Stripmap-SAR-Betriebsmodus mit F-Scan bekannt, der in den Diagrammen DI2 und DI2' der Fig. 2 gezeigt ist. Dabei wird durch ein geeignetes Design der Radarantenne erreicht, dass linear frequenz-modulierte Pulse RP mit einer räumlichen Steuerung des Radarstrahls RB (englisch: beamsteering) kombiniert werden. Mit anderen Worten verändert sich die Frequenz eines Radarpulses RP beim Aussenden über die Zeit hinweg und parallel bewegt sich der durch den Radarpuls verursachte Radarstrahl RB entlang der Range-Richtung, d.h. entlang der Breite des erfassten Streifens SW. Die entsprechende Position des bewegten Radarstrahls korreliert somit mit einem Frequenzausschnitt aus dem Frequenzband des ausgesendeten Radarpulses.
Wie aus dem Diagramm DI2 der Fig. 2 ersichtlich, führt der F-Scan dazu, dass sich der Radarstrahl RB in Richtung des dargestellten Pfeils P bewegt. Gemäß dem Diagramm DI2' führt dies zu einem Zeitversatz in der Wellenfront der ausgesendeten Radarpulse RP. Dieser Zeitversatz kompensiert wiederum den Zeitversatz der Radarechos EC, der ohne F-Scan auftritt. Folglich werden die Radarechos EC der jeweiligen Pulse RP im Wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt von der Radareinrichtung 100 empfangen. Auf diese Weise können die Radarechos in einem wesentlich kürzeren Empfangszeitintervall erfasst werden. Darüber hinaus kann durch die Verwendung eines schmalen Radarstrahls die Signalqualität verbessert werden, wobei gleichzeitig durch die Bewegung des Radarstrahls die Erfassung eines breiten Streifens auf der Erdoberfläche gewährleistet wird.
Fig. 3 zeigt nochmals in perspektiver Darstellung den Stripmap- SAR-Modus mit F- Scan aus den Diagrammen DI2 und DI2' der Fig. 2. Wie man erkennt, werden Radarpulse RP aufeinander folgend mit dem Pulswiederholintervall PRI ausgesendet, wobei jeder Radarpuls einen Radarstrahl RB generiert, der den Streifen SW auf der Erdoberfläche aufgrund seiner Bewegung in Richtung des Pfeils P abdeckt.
Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens stellen eine Verbesserung des soeben erläuterten F-Scan-SAR-Modus dar. Dabei wird die Erdoberfläche über bewegte Radarstrahlen erfasst, welche mehrere unterschiedliche Bereiche auf der Erdoberfläche abdecken.
Fig. 4 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen SAR-Betriebs- modus. Gemäß dem dort gezeigten Verfahren werden aufeinander folgend Sequenzen von jeweils drei Radarpulsen RP von unterschiedlichen Pulstypen PT1, PT2 und PT3 ausgesendet. Innerhalb einer Sequenz wird zuerst der Pulstyp PT1, dann der Pulstyp PT2 und dann der Pulstyp PT3 ausgesendet. Die Radarpulse des gleichen Pulstyps werden mit einem festen vorgegebenen Pulswiederholintervall PRI ausgesendet, das für alle Pulstypen gleich ist. Mit anderen Worten werden innerhalb einer Sequenz die einzelnen Radarpulse der unterschiedlichen Pulstypen mit dem gleichen Zeitversatz zueinander ausgesendet.
In Fig. 4 sind drei zeitlich aufeinander folgende Sequenzen von entsprechend ausgesendeten Radarpulsen RP der unterschiedlichen Pulstypen PT1, PT2 und PT3 angedeutet. Die Radarpulse der unterschiedlichen Pulstypen unterscheiden sich darin, dass sie zum einen linear frequenz-modulierte Signale in disjunkten Frequenzbändern sind und zum anderen unterschiedliche Streifen SW1, SW2 und SW3 auf der Erdoberfläche abdecken. Jeder Pulstyp erzeugt dabei einen Radarstrahl RB, der sich innerhalb des entsprechenden Streifens entlang der Range-Richtung y hin zu der Nadir-Spur NT bewegt. Konkret erzeugt der Radarpuls vom Pulstyp PT1 einen Radarstrahl, der den Streifen SW1 beleuchtet, der Radarpuls vom Pulstyp PT2 einen Radarstrahl, der den Streifen SW2 beleuchtet, und der Radarpuls vom Pulstyp PT3 einen Radarstrahl, der den Streifen SW3 beleuchtet. Die Lücken zwischen den Streifen SW1 und SW2 bzw. den Streifen SW2 und SW3 ergeben sich dadurch, dass diese Lücken mit Zeitintervallen korrelieren, in denen die Radareinrichtung 100 gerade Radarpulse aussendet und demzufolge keine Radarechos empfangen kann.
An eine jeweilige Sequenz der drei Radarpulse unterschiedlicher Pulstypen schließt sich ein Empfangszeitintervall an, in dem die Radarechos der Radarpulse aller Pulstypen mit der Radareinrichtung im Empfangsbetrieb empfangen werden. Die Radarechos im Empfangszeitintervall gehören dabei zu Radarpulsen aus unterschiedlichen, zeitlich aufeinander folgenden früheren Sequenzen, welche zeitlich in der Regel mehrere Pulswiederholintervalle vor der Sequenz liegen, an welche sich das Empfangszeitintervall anschließt. Mit anderen Worten gehört im Empfangszeitintervall das Radarecho des Radarpulses des Pulstyps PT1 zu einer früheren Sequenz, die zeitlich vor der Sequenz liegt, aus der das Radarecho des Radarpulses des Pulstyps PT2 stammt, während im Empfangszeitintervall das Radarecho des Radarpulses des Pulstyps PT2 zu einer früheren Sequenz gehört, die zeitlich vor der Sequenz liegt, aus der das Radarecho des Radarpulses des Pulstyps PT3 stammt. Aufgrund der bewegten Radarstrahlen kommen die Radarechos in einem wesentlich kürzeren Zeitraum als in einem herkömmlichen SAR-Betriebsmodus ohne F-Scan an. Durch die Verwendung von disjunkten Frequenzbändern für die verschiedenen Pulstypen können die Radarechos auch den zugehörigen Radarpulsen zugeordnet werden. In abgewandelten Ausführungsformen, wie z.B. der weiter unten beschriebenen Variante der Fig. 7, bei der ein Stripmap-SAR-Modus mit einem Spotlight-SAR-Modus kombiniert wird, ist es ausreichend, wenn die Frequenzbänder nur unterschiedlich entsprechend der weiter oben gegebenen Definition sind.
Die Ausführungsform der Fig. 4 ermöglicht durch das aufeinander folgende Aussenden von bewegten Radarpulsen unterschiedlicher Pulstypen die Erfassung eines großen Bereichs der Erdoberfläche mittels mehrerer Streifen, wohingegen im herkömmlichen F-Scan-Betriebsmodus immer nur ein Streifen der Erdoberfläche erfasst wird. Darüber hinaus werden die Radarpulse einer Sequenz in einem gemeinsamen Empfangszeitintervall empfangen, wodurch die Zeiteffizienz des Verfahrens verbessert wird. Gleichzeitig wird durch die Verwendung eines schmalen Radarstrahls für die einzelnen Streifen ein hohes Signal-zu-Rausch-Verhältnis erreicht sowie die Signalstärke von Range-Mehrdeutigkeiten vermindert.
Entsprechende SAR-Bilder, die aus den mit dem Verfahren der Fig. 4 erfassten Radarechos gewonnen werden, weisen Lücken zwischen den dargestellten Streifen auf. Diese Lücken können durch bekannte Techniken kompensiert werden. Beispielsweise können die Radarpulse der einzelnen Pulstypen in aufeinander folgenden Bursts übertragen werden, wobei sich die Bursts darin unterscheiden, dass der erfasste Streifen von einem Burst zum nächsten verschoben wird. Dadurch kann erreicht werden, dass alle Lücken, die in einem Burst auftreten, durch entsprechende Streifen eines anderen Brusts abgedeckt werden. Darüber hinaus kann gegebenenfalls auch die Pulswiederholrate über die Zeit hinweg variiert werden, was wiederum dazu führt, dass sich die Position der Lücken verändert, wodurch der durch die Lücken verursachte Datenverlust deutlich vermindert wird, so dass die verlorenen Daten über Interpolation rekonstruiert werden können.
Fig. 5 zeigt ein Diagramm, welches entlang der Ordinate PU die Pulsformen der Pulstypen aus Fig. 4 in Abhängigkeit von der Zeit t (Abszisse) wiedergibt. Die gepunktete Linie LI entspricht dabei dem Pulstyp PT1, die gestrichelte Linie L2 dem Pulstyp PT2 und die durchgezogene Linie dem Pulstyp PT3. Die einzelnen Pulstypen sind rechteckförmige Pulse, die nacheinander ausgesendet werden. Die Pulsdauer der einzelnen Pulstypen PT1, PT2 bzw. PT3 sind mit PD1, PD2 bzw. PD3 bezeichnet. Wie man erkennt, sind die Pulse unterschiedlich lang. Sie werden zu Beginn eines Pulswiederholintervalls PRI in einem Zeitraum von etwa 100 ps übertragen. Das Pulsintervall PRI als Ganzes ist etwa 390 ps lang.
Fig. 6 verdeutlicht die Frequenzbänder (Ordinate mit der Frequenz f) der einzelnen Pulse der Pulstypen PT1, PT2 und PT3 über die Zeit t (Abszisse) hinweg. Die gepunktete Linie LI' zeigt das Frequenzband FBI des Pulstyps PT1, die gestrichelte L2' das Frequenzband FB2 des Pulstyps PT2 und die durchgezogene Linie L3' das Frequenzband FB3 des Pulstyps PT3. Wie man erkennt, sind die Frequenzbänder disjunkt zueinander, wodurch es ermöglicht wird, dass die gemeinsam im Empfangszeitintervall empfangenen Radarechos der Radarpulse verschiedener Pulstypen unterschieden werden können.
Fig. 7 und Fig. 8 zeigen jeweils eine zweite und eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen SAR-Betriebsmodus. Diese Ausführungsformen unterscheiden sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die Radarechos der aufeinander folgend ausgesendeten Radarpulse unterschiedlicher Pulstypen nicht mehr in einem gemeinsamen Empfangszeitintervall empfangen werden, sondern für jeden Pulstyp ein separates Empfangszeitintervall genutzt wird. Dies bedeutet, dass die Radarechos der jeweiligen Pulstypen separate SAR-Datenakquisitionen mit unabhängigen SAR-Rohdaten darstellen, aus denen dann separate SAR-Bilder gewonnen werden können. In der in Fig. 7 gezeigten zweiten Ausführungsform werden zwei Pulstypen PT1 und PT2 verwendet, welche abwechselnd nacheinander ausgesendet werden. Die Radarpulse RP des ersten Pulstyps PT1 führen einen Stripmap- SAR-Modus mit F-Scan aus, d.h. sie erzeugen Radarstrahlen RB, die sich über einen breiten Streifen SW1 auf der Erdoberfläche entlang der Range-Richtung y in einer Ebene senkrecht zur Azimut-Richtung x bewegen. Im Unterschied hierzu werden durch die Radarpulse RP des zweiten Pulstyps PT2 Radarstrahlen RB erzeugt, die alle auf ein festes Zielgebiet TR auf die Erdoberfläche gerichtet sind, wobei dieses Zielgebiet eine Breite SW2 in Range-Richtung aufweist, die wesentlich geringer als die Breite des Streifens SW1 ist. Mit den Radarstrahlen des zweiten Pulstyps PT2 wird ein SAR-Modus nach Art eines an sich bekannten Spotlight- SAR-Modus realisiert, wobei im Gegensatz zum herkömmlichen Spotlight-SAR-Modus die einzelnen Radarstrahlen eine Bewegung (d.h. einen F-Scan) ausführen.
Fig. 8 zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen SAR-Betriebs- modus. In Analogie zum Betriebsmodus gemäß Fig. 7 enthält auch dieser Betriebsmodus zwei unterschiedliche Pulstypen PT1 und PT2 mit separaten Empfangszeitintervallen für die Radarechos. Der erste Pulstyp PT1 führt analog zu Fig. 7 einen Stripmap-Betriebsmodus mit F-Scan in einem Streifen SW1 durch. Im Unterschied zu Fig. 7 führt in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 auch der zweite Pulstyp PT2 einen Stripmap-Betriebsmodus mit F-Scan durch, wobei jedoch ein Streifen SW2 von der Erdoberfläche erfasst wird, der in Range-Richtung y disjunkt zum Streifen SW1 ist, der mit dem ersten Pulstyp PT1 erfasst wird.
Die im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Im Besonderen werden mehrere Pulstypen, die einen sich bewegenden Radarstrahl zum Erfassen der Erdoberfläche erzeugen, miteinander verschachtelt, wobei jeder Pulstyp einen unterschiedlichen Abschnitt in Range-Richtung auf die Erdoberfläche abdeckt. Hierdurch kann die Erfassung eines insgesamt breiten Bereichs auf die Erdoberfläche mit hoher Auflösung und guter Signalqualität erreicht werden. In einer Variante werden die Radarechos aller Pulstypen in einem gemeinsamen Empfangszeitintervall erfasst. Dabei können die Radarechos aufgrund der Verwendung von unterschiedlichen Frequenzbändern der Radarpulse voneinander unterschieden werden. Durch die Verwendung eines gemeinsamen Empfangs- zeitintervalls für alle Pulstypen können mehr SAR-Rohdaten im gleichen Zeitraum gewonnen werden, was bedeutet, dass die SAR-Akquisition eine größere Fläche am Boden ab decken kann.

Claims

Patentansprüche
1. Synthetik-Apertur-Radarverfahren zur Fernerkundung der Erdoberfläche (GR) über eine Radareinrichtung (100), die sich in eine Azimut-Richtung (x) über der Erdoberfläche (GR) bewegt, wobei die Radareinrichtung (100) in einem Sendebetrieb zum Aussenden von Radarpulsen (RP) zur Erdoberfläche (GR) und in einem Empfangsbetrieb zum Empfang der Radarechos (EC) der Radarpulse (RP) von der Erdoberfläche (GR) entlang einer senkrecht zur Azimut- Richtung (x) verlaufenden Range-Richtung (y) betreibbar ist, wobei die Radareinrichtung (100) im Sendebetrieb aufeinander folgend Radarpulse (RP) mit zugehörigen Pulsdauern (PD1, PD2, PD3) aussendet, wobei ein jeweiliger Radarpuls (RP) einen auf die Erdoberfläche (GR) gerichteten Radarstrahl (RB) erzeugt und eine Wellenform in einem Frequenzband (FBI, FB2, FB3) aufweist, wobei in der Wellenform enthaltene Frequenzen innerhalb des Frequenzbands (FBI, FB2, FB3) über die Pulsdauer (PD1, PD2, PD3) hinweg variiert werden und sich der Radarstrahl (RB) über die Pulsdauer (PD1, PD2, PD3) hinweg entlang der Range-Richtung (y) hin zu kürzeren Entfernungen zwischen Radareinrichtung (100) und Erdoberfläche (GR) bewegt, um einen Abschnitt (SW1, SW2, SW3) in Range-Richtung (y) auf der Erdoberfläche (GR) zu beleuchten, wobei das Radarecho (EC) des jeweiligen Radarpulses (RP) nach Reflexion im beleuchteten Abschnitt (SW1, SW2, SW3) in einem dem jeweiligen Radarpuls (RP) zugeordneten Empfangszeitintervall durch die Radareinrichtung (100) im Empfangsbetrieb empfangen wird, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Radarpuls (RP) zu einem Pulstyp (PT1, PT2, PT3) aus einer vorgegebenen Anzahl von unterschiedlichen Pulstypen (PT1, PT2, PT3) gehört und zwischen zwei aufeinander folgenden Radarpulsen (RP) der Pulstyp (PT1, PT2, PT3) immer gewechselt wird, wobei das Aussenden der Radarpulse (RP) vom gleichen Pulstyp (PT1, PT2, PT3) mit einer vorgegebenen Pulswiederholrate erfolgt, wobei Radarpulse (RP) vom gleichen Pulstyp (PT1, PT2, PT3) Wellenformen im gleichen Frequenzband (FBI, FB2, FB3) aufweisen und Radarstrahlen (RB) erzeugen, welche den gleichen Abschnitt (SW1, SW2, SW3) in Range-Richtung (y) auf der Erdoberfläche (GR) beleuchten, und wobei Radarpulse (RP) von unterschiedlichen Pulstypen (PT1, PT2, PT3) Wellenformen in unterschiedlichen Frequenzbändern (FBI, FB2, FB3) aufweisen und Radarstrahlen (RB) erzeugen, welche unterschiedliche Abschnitte (SW1, SW2, SW3) in Range-Richtung (y) auf der Erdoberfläche (GR) beleuchten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Pulswiederholrate für alle Pulstypen (PT1, PT2, PT3) gleich groß ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wiederholend eine Sequenz von aufeinander folgenden Radarpulsen (RP) aller Pulstypen (PT1, PT2, PT3) entsprechend der vorgegebenen Anzahl von unterschiedlichen Pulstypen (PT1, PT2, PT3) ohne dazwischen liegendes Empfangszeitintervall für Radarechos (EC) von Radarpulsen (RP) dieser Sequenz ausgesendet wird und anschließend in einem Empfangszeitintervall Radarechos (EC) von Radarpulsen (RP) aller Pulstypen (PT1, PT2, PT3) der vorgegebenen Anzahl von unterschiedlichen Pulstypen (PT1, PT2, PT3) empfangen werden, wobei die empfangenen Radarechos (EC) zu Radarpulsen (RP) aus unterschiedlichen, zeitlich aufeinander folgenden früheren Sequenzen gehören.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Empfangszeitintervall ausschließlich für das Radarecho (EC) eines Radarpulses (RP) vorgesehen ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest manche der unterschiedlichen Abschnitte (SW1, SW2, SW3) in Range-Richtung (y) disjunkte Abschnitte (SW1, SW2, SW3) auf der Erdoberfläche (GR) sind.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (SW1, SW2, SW3) zumindest mancher der unterschiedlichen Abschnitte (SW1, SW2, SW3) in Range-Richtung (y) eine Überlappung aufweisen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehrere der unterschiedlichen Pulstypen (PT1, PT2, PT3) jeweils zu einem Stripmap- SAR-Modus gehören, in dem die Radarpulse (RP) des Pulstyps Radarstrahlen (RB) mit Hauptstrahlrichtungen senkrecht zur Azimut-Richtung (x) erzeugen.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehrere der unterschiedlichen Pulstypen (PT1, PT2, PT3) jeweils zu einem Spotlight- SAR-Modus gehören, in dem die Radarpulse (RP) des Pulstyps Radarstrahlen (RB) erzeugen, die ein festes Zielgebiet auf der Erdoberfläche (GR) beleuchten.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Pulswiederholrate der Radarpulse zumindest eines Pulstyps (PT1, PT2, PT3) der vorgegebenen Anzahl von unterschiedlichen Pulstypen (PT1, PT2, PT3) ein oder mehrere Male verändert wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für einen jeweiligen Pulstyp (PT1, PT2, PT3) zumindest eines Teils der unterschiedlichen Pulstypen (PT1, PT2, PT3) der Abschnitt (SW1, SW2, SW3) in Range-Richtung (y), den der durch die Radarpulse (RP) des jeweiligen Pulstyps (PT1, PT2, PT3) erzeugte Radarstrahl (RB) beleuchtet, ein oder mehrere Male verändert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn für einenjeweiligen Pulstyp (PT1, PT2, PT3) der Abschnitt (SW1, SW2, SW3) in TI
Range-Richtung (y), den der durch die Radarpulse (RP) des jeweiligen Pulstyps (PT1, PT2, PT3) erzeugte Radarstrahl (RB) beleuchtet, verändert wird, gleichzeitig die Pulswiederholrate der Radarpulse (RP) des jeweiligen Pulstyps (PT1, PT2, PT3) verändert wird, so dass eine Lücke, welche einen Bereich auf der Erdoberfläche (GR) betrifft, aus dem Radarechos (EC) vor Veränderung der Pulswiederholrate aufgrund des Aussendens eines Radarpulses (RP) nicht empfangen werden können, durch den veränderten Abschnitt (SW1, SW2, SW3) abgedeckt wird.
12. Synthetik-Apertur-Radarsystem zur Fernerkundung der Erdoberfläche (GR) mit einer Radareinrichtung (100), die sich im Betrieb in eine Azimut-Richtung (x) über der Erdoberfläche (GR) bewegt, wobei die Radareinrichtung (100) in einem Sendebetrieb zum Aussenden von Radarpulsen (RP) zur Erdoberfläche (GR) und in einem Empfangsbetrieb zum Empfang der Radarechos (EC) der Radarpulse (RP) von der Erdoberfläche (GR) entlang einer senkrecht zur Azimut-Richtung (x) verlaufenden Range-Richtung (y) betreibbar ist, wobei das Synthetik-Apertur-Radarsystem derart ausgestaltet ist, dass die Radareinrichtung (100) im Sendebetrieb aufeinander folgend Radarpulse (RP) mit zugehörigen Pulsdauern (PD1, PD2, PD3) aussendet, wobei ein jeweiliger Radarpuls (RP) einen auf die Erdoberfläche (GR) gerichteten Radarstrahl (RB) erzeugt und eine Wellenform in einem Frequenzband (FBI, FB2, FB3) aufweist, wobei in der Wellenform enthaltene Frequenzen innerhalb des Frequenzbands (FBI, FB2, FB3) über die Pulsdauer (PD1, PD2, PD3) hinweg variiert werden und sich der Radarstrahl (RB) über die Pulsdauer (PD1, PD2, PD3) hinweg entlang der Range-Richtung (y) hin zu kürzeren Entfernungen zwischen Radareinrichtung (100) und Erdoberfläche (GR) bewegt, um einen Abschnitt (SW1, SW2, SW3) in Range-Richtung (y) auf der Erdoberfläche (GR) zu beleuchten, wobei das Radarecho (EC) des jeweiligen Radarpulses (RP) nach Reflexion im beleuchteten Abschnitt (SW1, SW2, SW3) in einem Empfangszeitintervall durch die Radareinrichtung (100) im Empfangsbetrieb empfangen wird, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Radarpuls (RP) zu einem Pulstyp (PT1, PT2, PT3) aus einer vorgegebenen Anzahl von unterschiedlichen Pulstypen (PT1, PT2, PT3) gehört und zwischen zwei aufeinander folgenden Radarpulsen (RP) der Pulstyp (PT1, PT2, PT3) immer gewechselt wird, wobei das Aussenden der Radarpulse (RP) vom gleichen Pulstyp (PT1, PT2, PT3) mit einer vorgegebenen Pulswiederholrate erfolgt, wobei Radarpulse (RP) vom gleichen Pulstyp (PT1, PT2, PT3) Wellenformen im gleichen Frequenzband (FBI, FB2, FB3) aufweisen und Radarstrahlen (RB) erzeugen, welche den gleichen Abschnitt (SW1, SW2, SW3) in Range-Richtung (y) auf der Erdoberfläche (GR) beleuchten, und wobei Radar- pulse (RP) von unterschiedlichen Pulstypen (PT1, PT2, PT3) Wellenformen in unterschiedlichen Frequenzbändern (FBI, FB2, FB3) aufweisen und Radarstrahlen (RB) erzeugen, welche unterschiedliche Abschnitte (SW1, SW2, SW3) in Range-Richtung (y) auf der Erdoberfläche (GR) beleuchten.
13. Synthetik- Apertur-Radarsystem nach Anspruch 12, welches zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 11 eingerichtet ist.
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