KR20160002695A - 다중-스워스 스트립맵 합성 개구 레이더 이미징 - Google Patents

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탈레스 알레니아 스페이스 이탈리아 에스.피.에이 콘 유니코 소시오
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Abstract

본 발명은 합성 개구 레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 이미징(imaging) 방법에 관한 것으로, 본 방법은 공중 또는 위성 플랫폼(30)에 의해 수송되는 합성 개구 레이더에 의해 지표면의 영역들의 스트립맵 모드(stripmap mode)에서의 N개의 SAR 획득들(acquisitions)을 수행하는 과정을 포함하고 상기 합성 개구 레이더는 단일, 비분리 안테나 및 상기 단일, 비분리 안테나와 결합된 단일 수신기를 포함하며, N은 1보다 큰 정수이다. 스트립맵 모드에서의 각 SAR 획득은 합성 개구 레이더의 비행 방향에 대해 각각의 편각(squint angle)을 이용하여 수행되고, 상기 각각의 편각은 스트립맵 모드의 다른 N-1개의 SAR 획득들을 수행하는데 이용되는 편각들과는 같거나 다르다.
스트립맵 모드에서의 각각의 SAR 획득은 합성 개구 레이더의 천저(nadir)에 대한 각각의 고도각(elevation angle)을 이용하여 수행되고, 상기 각각의 고도각(elevation angle)은 스트립맵 모드에서의 다른 N-1개의 SAR 획득들을 수행하는데 이용되는 고도각들과는 다르고, 따라서, 스트립맵 모드에서의 각각의 SAR 획득은 스트립맵 모드에서의 다른 N-1개의 SAR 획득들을 통해 관측되는 스워스들과는 다른 각각의 지표면의 스워스와 관련되는 결과를 가져온다.
스트립맵 모드에서의 각각 수행된 SAR획득은 단일의 또는 집단의, 수행된 스트립맵 모드에서의 다른 N-1개의 SAR 획득들의 레이더 송신 및 수신 동작들과 개별적으로 또는 집단으로 시간 인터리빙 되고(time interleaved), 각 레이더 송신 및 수신 동작은 스트립맵 모드에서의 상기 SAR 획득에 이용되는 각각의 고도각 및 각각의 편각(squint angle)에 의해 정의되는 각 획득 방향들에서의 각 레이더 빔들의 송신 및 수신을 포함하고, 그렇게 함으로써 상기 각 획득 방향들은 서로 평행하고 수행된 스트립맵 모드에서의 다른 N-1 SAR 획득들과는 평행하지 않는 결과를 가져온다. 상기 방법은 수행된 스트립맵 모드에서의 N개의 SAR 획득들에 기반하여 스트립맵 모드에서의 상기 SAR획득을 통하여 관측된 특정 스워스(swath)의 영역들의 SAR 영상들을 생성하는 동작을 더 포함한다. 모든 생성된 SAR 영상들은 단일, 비분리 안테나의 방위 방향으로의 물리적 또는 등가 길이의 절반과 동일하고 하나의 방위 해상도를 갖는다.

Description

다중-스워스 스트립맵 합성 개구 레이더 이미징{MULTIPLE-SWATH STRIPMAP SAR IMAGING}
본 발명은 일반적으로 합성 개구 레이더(SAR:Synthetic Aperture Radar)에 의한 원거리 감지와 관련되고, 특히, 다중-스워스(swath) 스트립맵(stripmap) SAR 이미징(imaging)을 위한 획기적인 방법에 관한 것이다.
지표면의 합성 개구 레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 영상을 생성하기 위한 전형적인 기준의 기하 형태(geometry)가 도 1에 도시되어 있다. 이와 관련하여, 도 1에서(그리고 또한 이하에서 표현되고 설명되는 하기 도면들에서), 보편성을 상실함 없이, 지표면은 단지 도시 및 설명의 편의 및 단순성을 위하여, "평평한(flat)" 형태로 도시된(그리고 도시될) 것이라는 점이 강조될 것이다.
특히, 도 1은 실질적으로 상수로 간주되는 (지표면에 대한) 고도 h에서의 비행 방향 d를 따라 이동하는 합성 개구 레이더(synthetic aperture radar, 이하 설명의 단순성을 위하여 SAR 센서) 10을 개략적으로 도시한다. 알려진 대로, SAR 센서 10의 고도 h는 SAR 센서 10을 통과하는 (특히, SAR 센서 10의 안테나의 위상 중심을 통과하는) 천저(nadir) 방향 z를 따라 측정되고 지표면 및 비행 방향 d에 수직하다. 편리하게, SAR 센서 10은 예를 들면, 항공기, 또는 무인 항공기(unmanned aerial vehicle, UAV), 또는 위성과 같은, 항공/우주 플랫폼(platform)에 의해(도시의 단순성을 위해 도 1에서 도시되지 않는다) 비행/궤도에서 수송된다. 비행 방향 d의 지면항적선(지면 트레이스, ground trace)은 비행 방향 d와 평행하고 천저 방향 z에 수직한 방위 방향 x를 식별하고, 반면에, 천저 방향 z 및 방위 방향(azimuth direction) x에 모두 수직한 크로스-트랙(cross-track) 방향 y는 방위 방향 x와 함께 지표면과 접하는 x-y 평면을 식별한다. 이용에 있어서, 적절한 안테나(opportune antenna)(설명의 단순성을 위해 도 1에서 도시되지는 않음)를 이용하여, SAR 센서 10은 획득 방향(acquisition direction) sr로 레이더 펄스를 송신하고 관련된 돌아오는-산란(back-scattered) 신호들을 수신하며, 여기서 획득 방향 (acquisition direction) sr은 직거리(slant range)를 식별하고 천저 방향 z에 대한 고도각(elevation angle)
Figure pct00001
및 비행 방향 d (또는, 동등하게, 방위 방향 x)에 대한, 도 1에서의 SAR 획득 기하 형태에서
Figure pct00002
와 같은, 편각(squint angle)
Figure pct00003
을 형성한다.
특히, 도 1에서 도시된 SAR 획득 기하 형태는 이른바 스트립맵 모드(stripmap mode)에 관련되며, 스트립맵 모드에서 SAR 센서 10은 스워스(swath)로 알려진, 지표면의 스트립(strip)을 레이더 펄스(radar pulse)로 비추며, 그것으로부터의 관련된 되돌아오는-산란 신호를 수신한다. 상기 스워스는 기본적으로 방위 방향 x에 평행하게 확장되고 크로스-트랙 방향 y를 따라 주어진 폭 W를 가진다. 더욱 명확성을 위해, 도 2는 x-y 평면에서 스트립맵 모드에서의 SAR 획득의 기하 형태를 도시하는데, 여기서 어떻게 편각
Figure pct00004
가 모두 같은지 관측하는 것이 가능하다(특히, 도 2의 예시에서, 편각
Figure pct00005
는 모두 직각(right angle)이다).
SAR 기술은 완성된(mature) 기술로 여겨질 수 있다. 사실, 최근에는 SAR 기술의 특성들과 그들의 가능성을 설명하는 수 많은 기사들, 매뉴얼들, 특허들 및 특허 출원들이 있다. 이들에 대해 참조가 이루어질 수 있다.
2013년 1월 1일에 "Bidirectional SAR Imaging Mode"라는 제목으로 IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 51, no. 1의 601 내지 614면에 Josef Mittermayer et al.에 의해 작성된 논문, 설명의 단순성을 위해 Ref1로 지칭되고, 상기 논문에서는 양방향 SAR 영상을 생성하는 모드를 설명한다.
독일 특허 출원 DE 103 19 063 A1로서, 설명의 단순성을 위해 Ref2로 지칭되고, 상기 특허 출원은 다수의 SAR 빔을 생성하기 위해 다수의 안테나 구성 요소를 갖는 SAR 안테나 방법 및 시스템과 관련된다.
1992년 4월 1일에 "Wide-swath SAR"라는 제목으로 IEE Proceedings of Radar and Signal Processing, vol. 139, no. 2의 122 내지 135면에 A. Currie et al.에 의해 작성된 논문, 설명의 단순성을 위해 Ref3으로 지칭되고, 상기 논문에서는 SAR를 통해 관측 가능한 스워스를 넓히는 다양한 방법을 설명한다.
2010년 6월 7일에 "Advanced Concepts for High-Resolution Wide-Swath SAR Imaging"라는 제목으로 8th European Conference on Synthetic Aperture Radar의 524 내지 527면에 G. Krieger et al.에 의해 작성된 논문에서는 설명의 단순성을 위해 Ref4로 지칭되고, 상기 기사에서는 고-해상도 광역 SAR 영상을 생성하기 위한 다중채널 SAR 시스템과 관련하여 다양한 개념을 보여준다.
1991년에 "Synthetic Aperture Radar: Systems and Signal Processing"라는 제목으로 J. C. Curlander와 R. N. McDonough에 의해 작성된 서적, 설명의 단순성을 위해 Ref5로 지칭되는 상기 서적은 SAR 시스템에 대한 매뉴얼이다.
1999년 3월에 "Synthetic Aperture RADAR Processing"라는 제목으로 G. Franceschetti와 R. Lanari에 의해 작성된 서적, 설명의 단순성을 위해 Ref6으로 지칭되고, 상기 서적은 SAR 시스템에 대한 다른 매뉴얼이다.
알려진 대로, 스트립맵 모드에서의 SAR 획득을 위한 방위 해상도는 SAR 센서에 의해 타겟이 관측되는 개구각(또는 각도 차이 - 델타 각(delta angle))의 함수이고 또는, 동등하게, 방위 해상도는 또한 상기 타겟이 관측되는, SAR 센서의 속도와 관련되는, 시간 차이(델타 시간(delta time))의 함수로 나타날 수 있다. 특히, 방위 해상도는 아래의 수학식으로 표현될 수 있다(더 상세한 사항은 Ref3, Ref5 및 Ref6을 참조).
Figure pct00006
여기서 res는 방위 해상도, λ는 SAR 센서에 이용되는 파장, delta_angle은 SAR 센서에 의해 타겟이 관측되는 개구각(또는 각도차이 - 델타 각)이다.
상기 각도를 상기 안테나의 3 dB 개구(aperture)(단방향)로 가정하면(=0.886λ/L, L은 SAR 센서의 안테나의 방위 방향에 따른(along) 물리적 길이 또는 등가 길이), 전통적으로 스트립맵 모드에서의 방위 해상도와 관련된 제한(constraint)이 얻어지며, 그 값은 L/2와 같다(더 자세한 사항은 Ref3, Ref5 및 Ref6을 참조).
최근에는, 매우 넓은 안테나 빔들이 방위 해상도를 향상시키기 위해 이용되며, 이러한 것들은 작은 크기의 안테나 또는 언더-일루미네이티드(under-illuminated) 안테나들의 이용, 또는, 등가 크기를 감소시키기 위한 진폭 및/또는 위상 변조를 이용하거나, 또는 이른바 스포트라이트 모드(spotlight mode), 즉, 도 3에 개략적으로 도시된 스포트라이트 모드에서의 획득 로직(logic)을 이용하여 얻어진다.
특히, 도 3에서 도시된 것처럼, 스포트라이트 모드에서의 SAR 획득 로직은, 레이더 펄스로 동일한 관심 영역(area of interest)을 비추고 그것들로부터 되돌아오는-산란 신호를 수신하도록, SAR 센서 10의 비행 이동 동안에 연속적인, 또는 반연속적인(quasi-continuous), 안테나 빔의 조향(steering)을 이용하고(동적으로 편각
Figure pct00007
의 값을 조정함으로써), 이러한 방식은 상기 관심 영역에 대한 SAR 센서 10의 지속 시간(persistence time)을 증가시키고, 이에 따라 방위 해상도를 향상시킨다.
방위 해상도를 향상시키기 위한 상기 기술된 두 방법론은 몇 가지 문제점을 갖는다. 특히, 매우 넓은 안테나 빔의 이용은 높은 전송 전력의 이용을 요구하고, 스포트라이트 모드는 스워스들의 방위 길이에 한계를 가져온다.
상기 문헌에서 나타나듯이, 동작 모드의 파라미터들 사이를 연결하는 수학적 관계들이 존재한다. 특히, 방위 샘플링은 송신/수신 펄스 반복 주파수(Pulse Repetition Frequency, PRF)가 상기 SAR 센서의 속도 및 빔의 크기와 연관됨을 나타낸다(더 상세한 사항은 Ref3, Ref5 및 Ref6을 참조).
Figure pct00008
Figure pct00009
는 원하는 레벨의 모호성(ambiguity)에 의존하는 파라미터,
Figure pct00010
는 SAR 센서의 속력,
Figure pct00011
은 상기 SAR의 상기 안테나의 방위 방향으로의(방향을 따른) 물리적 또는 등가 길이를 가리킨다.
PRF의 값은, 레인지에서(in range), 측정되는 영역(예: 스워스)의 확장을 제한한다(더 상세한 사항에 대해서는 Ref3, Ref5 및 Ref6를 참조).
Figure pct00012
ΔR은, 레인지에서, 측정되는 영역(예: 스워스)의 확장, τ는 전송되는 펄스의 시간 간격(또는 구간) 및 c는 빛의 속도를 가리킨다.
SAR 시스템의 능력을 최대로 활용하기 위해, 스트립맵 및 스포트라이트 모드에 더하여, 수년간 SAR 센서들을 이용하는 다양한 다른 기술들이 제안되었고, 그것은 다음 세 개의 주요 모드로 분류된다.
버스트 모드(burst mode);
공간-분할 모드(space-division mode); 및
각-분할 모드(angle-division mode).
주요 버스트 모드로는 ScanSAR 모드가 있으며, 시간을 동기화 버스트로 나눈다(즉, 규칙적인 레이트(rate)로). 안테나의 명목상의(nominal) PRF에서 장면(scene) 부분은 각각의 버스트에서 획득되고, 이러한 방식으로 방위 스펙트럼이 올바르게 샘플된다(더 자세한 사항은 Ref3, Ref5, Ref6을 참조), 그러나 더 짧은 시간 동안 샘플된다(따라서 더 작은 델타 각 동안). 이 시간 분할은, 레인지에서, 스워스를 증가시키기 위해, 후속 버스트에서는, 빔을 다른 방향으로, 스위칭(switching)하는 것을 가능하게 한다. 실제로는, "방위 시간"은 Nb개의 버스트들로 나뉘어지고 각 버스트마다 다른 스트립이 획득된다. 이 모드의 가장 큰 제한점은, 획득된 델타 각(delta angle)을 감소시킴으로써, 방위 해상도가 악화되는 것이다. 특히, 스트립 내의 "구멍들(holes)"의 부존재를 보장하는 연속적인 커버리지(continuous coverage)의 제한은, 최적의 방위 해상도 조차도 특정 값보다 작을 수 없다는 것(즉, 좋을 수 없다는 것)을 암시한다(상세한 사항은 Ref3, Ref4, Ref5 및 Ref6을 참조). 특히 아래의 수학식과 같다.
Figure pct00013
ResScanSar는 ScanSAR 해상도, resStrip은 스트립맵 기준 해상도(즉, L/2)을 지칭한다.
TOPS 모드(상세한 사항은 Ref4를 참조)는 또한 버스트 모드 중 하나이다. 이 모드는 방위 조향 능력을 이용하고 스포트라이트 모드의 스캐닝 방향의 반대 방향으로의 스캐닝을 요구하는데, 즉, 재-중심화(re-centring) 보다는 빗질(스윕)(sweep)에 비교가 될 수 있다. 즉, 이는, 각 버스트마다, 최초의 방위 조향(steering)은, SAR 센서가 뒤로 "보고(look)" 다음에 상기 버스트의 마지막에서는 앞쪽을 가리키도록 한다. 이는 통상적인 ScanSAR 모드와는 달리, 반드시 각 타겟이 전체 안테나 패턴(pattern)에 의해 비추어지도록 하고 방사측정(radiometric) 응답 및 방위 모호성들(ambiguities)을 등화(equalizing) 가능하게 한다. 이전에 설명된 ScanSAR 모드에서 일어나는 것처럼, (또한 버스트 모드인) TOPS 모드에서, 또한, 타겟은 언제나 센서에 의해 통상적인 스트립맵 모드의 델타 각(또는 델타 시간)보다 작은 델타 각으로 노출된다(seen). 결과적으로, ScanSAR 처럼(전통적인 ScanSAR에 비하여 다른 수식들/제한들을 가진다 하도라도) TOPS 모드 또한 스트립맵 모드에 대한 방위 해상도 저하를 대가로, 레인지에서, 스워스의 확장을 가능하게 한다. 이러한 개념은 Ref4에서 요약되어 있고, Ref4의 서론에서 아래와 같이 기술되어 있다.
"손상된 방위 해상도를 대가로 넓은 스워스(swath)를 가능하게 하는 ScanSAR(또는 TOPS) 모드 및 위성 경로로의 비연속(비인접)(non-contiguous) 이미징을 대가로 향상된 방위 해상도를 가능하게 하는 스포트라이트 모드가 예이다."
앞에서 본 것처럼, 넓은 스워스 및 고 해상도의 요건은 상호 갈등 속에서 존재한다. 한편, 어크로스-트랙(across-track) 고도 평면에서 넓은 장면을 획득하여 "더 많은 시간"을 갖기 위해 낮은 PRF가 선호되고 반면에, 방위 해상도를 향상시키기 위해 넓은 안테나 빔이 선호될 것이다. 그러나 위 후자의 특성은 높은 PRF를 요구할 것이고, 그리하여 첫 번째 요건과 반대가 된다. 이러한 문제들을 극복하기 위해, 공간-분할 모드를 이용하는 기술들이 과거에 제안되었는데, 예를 들면, 전위 위상 센터(displaced Phase Centres, DPC) 기술로, 다수의 수신 안테나들의 이용을 요구한다(자세한 사항은 Ref3 및 Ref4를 참조). 이는 다수의 SAR 센서들의 이용, 또는 단일 안테나의 분할 및 다수의 수신 시스템들의 이용에 의해 달성될 수 있다. 넓은 빔이 송신되고(L 크기의 작은 안테나에서) 동시에 방위 방향을 따라 배열된 M 개의 (전송시와 같은 작은 크기의) 안테나들로 수신된다. 다수의 수신 구성 요소의 이용은 많은 수의 방위 샘플들을 갖도록 하고 결국 낮은 물리적 PRF를 이용하도록 한다(상세한 사항은 Ref3 및 Ref4 참조). 이 기술의 가장 큰 제한점은 복잡도(complexity)이다. 사실, 이 기술은 동시에 M개의 수신기들 및 M개의 "작은" 안테나들(또는 M개의 서브-블록들로 분할된 큰 안테나)의 이용을 요구하고 따라서 적절한 제품 민감성(product sensitivity)을 달성하기 위해 높은 전송 전력을 요구한다. 또한, 상기 문헌(literature)은 모호성 레벨에 대한 영향뿐만 아니라, M개의 위상 중심들에 대한 지식 오류들(errors of knowledge)에 대한 민감성에 관한 알고리즘 레벨에서의 몇 가지의 임계 영역(위험 부분)들을 지적한다. 이 임계 영역들을 줄이는 것을 시도하는 상기 문헌들에서 몇 가지의 변형들이 있는데, 예를 들면, High Resolution Wide-Swath(HRWS) 기술로, 이는 고도(elevation)에서의 빔을 "추적(follow)"하기 위해 고도를 분할하는 것을 예정하며, 지향성(directivity) 및 결과적으로 제품 민감성을 증가시킨다.
각-분할(angle-division) 모드를 이용하는 기술들의 목적은 공간-분할 모드를 이용하는 기술들의 목적과 비슷하나, 추가적인 샘플들이 다른 방향들에서 샘플링되어 획득된다. 특히, 2개의 주요 로직이 있다. 고도에서의 각 분할 및 방위(azimuth)에서의 각 분할이 있다.
고도에서의 각 분할(이에 관하여, Ref4에서 설명된 Multiple Elevation Beam 기술의 참조가 이루어질 수 있다)은 다수의 안테나/수신 시스템들 및 단일 송신기(넓은 스워스로)를 이용한 동시 획득, 또는 더 지향적인(directive) 송신을 예상한다(자세한 사항은 Ref3 및 Ref4를 참조). 이러한 방식으로, 다수의 획득들이 명목 방위 해상도로(대략 L/2) 스트립맵 모드에서 얻어진다. 레인지 모호성의 문제점들을 줄이기 위해, 상기 문헌은 고도에서 개별적인 빔들을 스퀸트 하는 것(squinting)을 제안한다.
대신에, 방위(azimuth)에서의 각 분할(이에 관하여, Ref3에서 설명된 Single Phase Centre Multi Beam 기술의 참조가 이루어질 수 있다) 은 단일, 넓은 빔을 통한 송신 및 동시에 M개의 더 좁은 빔들을 통한 수신을 예정한다. 이러한 방식으로, 넓은 빔이 얻어질 수 있으나(해상도를 향상시킴), 스포트라이트 모드와 비슷하게, 상기 단일 수신 채널들은 다른 각 부분을 정확하게 샘플한다. M배 큰 합성된 델타 각을 얻기 위해 이 채널들은 처리과정 동안에 결합되고, 결과적으로 해상도를 향상시킨다(더 자세한 사항은, Ref3 및 Ref4를 참조). 일반적으로, 방위에서의 각(angular) 분할 기술들은 모호성의 레벨에 대해 많은 임계(위험) 영역들을 갖는다. 사실, 송신시 상기 안테나 및 수신시 단일 안테나들의 측면 로브들(lateral lobes)은 상호작용하며, 모호성의 레벨을 상승시킨다.
또한, 이 경우, 각 분할 기술들의 가장 큰 제한점은 복잡도이다. 사실, 이러한 기술들은 M개의 수신기들 및 M개의 "작은" 안테나들(또는 M개의 서브-블록으로 분할된 큰 안테나)의 동시 이용을 고려하고 따라서 적절한 제품 민감성을 달성하기 위해 높은 전송 전력을 요구한다.
공간 및 각 분할 개념들은 Ref4에서 잘 요약되며, 이의 섹션 2에서 아래와 같이 기술된다. "여러 몇 개의 제안들은 다중-채널 레이더 수신기를 지상의 넓은 면적을 비추는 작은 개구(aperture) 송신기와 결합함으로써 방위 해상도 대 넓은 스워스 커버리지 딜레마를 해결한다. 예들은 Squinted multiple beam SAR …, the displaced phase centre antenna(DPCA) 기술 …, the Quad Array SAR system …, 및 the High-Resolution Wide-Swath(HRWS) SAR 시스템"이 있다.
비록 목적은 다르나, 양방향(bidirectional) SAR 이미징(imaging) 모드(Bidi - 상세한 사항은 Ref1을 참조)도 각 분할 기술들의 하나로 분류되어야 한다. 다른 시간에서 동작하거나 위상 배열 안테나의 방위 그레이팅 로브들(lobes)를 활용함으로써, 이 모드는 동시에 2개의 다른 영상들을 획득한다. 하나는 앞 장면에 관련되고 다른 하나는 뒷 장면에 관련된다. 방위 각도 차이는 시간 차이와 등가이고, 즉, 다른 시간에서 노출된(seen) 동일한 장면이며, 결국 영상들을 비교함으로써 장면에서 움직이는 타겟을 식별하는 것이 가능하다. 이 기술은 방위에서 각도적으로 분리된 2개의 획득을 예상하는 것, 즉, 더 높은 해상도의 영상을 재구성하기 위해 두 채널의 데이터를 결합하는 것은 가능하지 않다는 것을 주목하는 것이 중요하다.
Ref1의 결론에서, 아래와 같이 기술된다.
"BiDi short-term series는 변화와 속도 감지를 위해 이용될 수 있다. 속도 측정에 있어서 BiDi 이미징 모드의 가능성은 미래 연구 과제의 영역이다. BiDi의 이후 가능한 어플리캐이션들은 넓게 분산된 도플러 스펙트럼들(Doppler spectra)의 활용에 의해 어롱-트랙 이동(along-track displacement)의 높은 정확도 측정을 포함한다.
끝으로, 비록 SAR 기술이 다른 종류의 안테나로 개발될 수 있으나, 이용의 최대 유연성을 제공하는 안테나는 이른바 "위상 배열(phased array)" 종류이며, 이는 획득 방향의 급격한 스위칭을 가능하게 한다. 예를 들면, Ref2에서 설명된 것 같이, 다른 종류의 안테나가 이용될 수 있다.
본 발명의 목적은 여러 스워스(swaths)들을 관측하는 것을 가능하게 하는 스트립맵 SAR 이미징 방법(stripmap SAR imaging method)을 제공하는 것이다.
상기-기술된 목적은 SAR 이미징 방법 및 SAR 시스템과 관련된 본 발명에 의해, 첨부된(appended) 특허 청구 범위에서의 정의에 의해, 달성된다.
특히, 본 발명에 따른 상기 SAR 이미징 방법은 지표면의 영역의 스트립맵 모드에서 N개의 SAR 획득을 공중 또는 위성 플랫폼에 의해 수송되는 합성 개구 레이더를 이용하여 수행하는 것을 포함하고, 상기 합성 개구 레이더는 단일, 비분리 안테나 및 상기 단일, 비분리 안테나와 결합된(coupled) 단일 수신기를 포함하며, 여기서 N은 1보다 큰 정수이다.
스트립맵 모드에서의 각각의 SAR 획득은 합성 개구 레이더의 비행 방향에 대한 각각의 편각(squint angle)을 이용하여 수행되며, 여기서 상기 각각의 편각은 스트립맵 모드에서의 다른 N-1개의 SAR 획득들을 수행하는데 이용되는 편각과는 같거나 다르다.
스트립맵 모드의 각각의 SAR 획득은 합성 개구 레이더의 천저(nadir)에 대한 고도각(elevation angle)을 이용하여 수행되고, 각각의 고도각은 스트립맵 모드에서 N-1개의 SAR 획득에 사용되는 고도각과 다르며, 스트립맵 모드에서의 각각의 SAR 획득은 수행된 스트립맵 모드에서의 N-1개의 SAR 획득들을 통해 관측될 수 있는 스워스들과 다른 지표면의 각각의 스워스와 관련된다.
또한, 스트립맵 모드에서 수행된 SAR 획득 각각은 각각의 레이더 송신 및 수신 동작을 포함하는데, 송신 및 수신 동작은,
스트립맵 모드에서의 수행된 다른 N-1개의 SAR 획득들의 단일의 또는 집단의 레이더 송신 및 수신 동작들과 개별적으로 또는 집단으로 시간 인터리빙 되고(time interleaved),
스트립맵 모드에서의 상기 SAR 획득을 위해 이용되는 각각의 고도각(elevation angle) 및 각각의 편각(squint angle)에 의해 정의된 각각의 획득 방향들에서의 각각의 레이더 빔의 송신과 수신동작을 포함하며, 결과적으로 상기 각각의 획득 방향들은 서로 평행하고 스트립맵 모드에서의 수행된 다른 N-1개의 SAR 획득들의 획득 방향들과는 평행하지 않는 결과를 가져온다.
상기 방법은 또한, 스트립맵 모드에서 수행된 SAR 획득의 각각에 기반하여, 스트립맵 모드에서의 상기 SAR 획득을 통하여 관측된 각각의 스워스의 영역들의 SAR 영상(이미지)들을 생성하는 과정을 더 포함한다.
본 발명은 현재 스트립맵 유형의 SAR 획득 기술과 함께 획득할 수 있는 방위 해상도에 관하여 더 나은 방위 해상도를 달성할 수 있는 다중-스워스 스트립맵 SAR 이미징 방법을 제공하는 것에 효과가 있다. 생성한 모든 SAR 영상들은 하나의 동일한 방위 해상도를 가지며, 이는 SAR의 단일의 비분리 안테나의 방위 방향을 따라 물리적 길이 또는 등가적 길이의 절반과 동일하다.
본 발명의 더 나은 이해를 위해, 비제한적 예시의 방법을 제공함으로써 몇몇의 선호되는 실시 예들이 첨부된 도면(스케일 되지 않음)을 참조하여 설명된다.
도 1 및 2는 스트립맵 모드(stripmap mode)에서의 SAR 영상에 대해 전형적인 획득 기하 형태를 개략적으로 도시한다.
도 3은 스포트라이트 모드(spotlight mode)에서의 SAR 영상에 대한 전형적인 획득 기하 형태를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 제1 측면에 따른 스트립맵 모드에서의 SAR 획득을 위한 로직(logic)의 예를 개략적으로 도시한다.
도 5 및 6은 본 발명의 제2 측면에 따른 스트립맵 모드에서의 SAR 획득의 기술을 수행하는 제1 획득 전략을 적용한 효과를 개략적으로 도시한다.
도 7 및 8은 본 발명의 제2 측면에 따른 스트립맵 모드에서의 SAR 획득의 기술을 수행하는 제2 획득 전략을 적용한 효과를 개략적으로 도시한다.
이하의 설명은 본 분야의 기술자들이 본 발명을 실시하고 이용할 수 있도록 제공된다. 보여지는 실시 예에 대한 다양한 변형은 즉시 기술자들에게 명확할 것이며 본원에 기재된 포괄적 원리들이 본 발명의 보호 범위에서 벗어나지 않으면서 다른 실시 예들 및 어플리캐이션들에 적용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 단지 본원에서 설명되고 도시되는 실시 예들에 제한되도록 의도된 것이 아니며, 본원에 개시되고 첨부된 청구항에서 정의된 원리들 및 특징들과 일관된 가장 넓은 범위와 부합된다.
본 발명은 비통상적인 방법으로 SAR 센서들에서 이용되는 안테나의 조향(steering) 능력을 활용하고자 하는 출원인의 직관에서 유래되었다. 상기 출원인은 시분할(time-sharing)에 있어서 SAR 센서의 송신 및 수신 특성을 활용하는 다중-시간적(multi-temporal) 및 다중-빔(multi-beam) SAR 획득 기술을 생각하였다.
특히, 본 발명에 기반되는 아이디어는 SAR 영상들의 N개의 집합들을 얻기 위하여 스트립맵 모드(stripmap mode)에서의 SAR 획득을 스트립맵 모드에서의 N개의 부분 획득(elemental acquisition)들로 나누고(N>1) 그것들을 결합하는 것이고, SAR 영상들의 각각의 집합은 각각의 스워스와 관련된다(다시 말하면, 같은 방위 해상도의 N개의 별개의 스워스들을 관측한다).
자세하게, 본 발명의 제1 측면은 N개의 다른 스워스들을 관측하도록 N개의 다른 고도각(elevation angle)을 이용한 N개의 다른 SAR 획득들을 수행하는 것을 고려한다.
구체적으로, 본 발명의 제1 측면에 기반하는 아이디어는 펄스 반복 구간(PRI: pulse repetition interval) 레벨에서 인터리빙된 몇 개의 SAR 획득들을 수행하는 것이고, 여기서 PRI 레벨은 2개의 연속한 송신된 펄스들 사이의 시간들을 나타내고, 특히 안테나의 획득 고도 방향이 PRI 레벨에서 변한다. 이를 행하기 위해서, 이용되는 SAR 센서의 안테나가 관련된 명목 PRF보다 N 배 더 높은 펄스 반복 주파수(Pulse Repetition Frequency, PRF, PRF=1/PRI)가 이용된다. 도 1로 잠시 돌아와서, 설명의 명확을 위해, 고도각은 SAR 센서의 안테나의 포인팅(pointing) 방향 sr과 SAR 센서의 천저 방향 z 사이의 각도
Figure pct00014
라는 것을 기억해야 한다.
인자 N 만큼 PRF를 증가시킴으로써, N 개의 다른 스트립들이 N 배 작게 이용 가능한 시간을 가질 것이고, 따라서, 일반적으로 그것들은 인자 N 만큼 줄어든 스워스를 가질 것이다. 그러나 N 개의 다른 관측 스워스를 "더함(adding)"으로써, 종래의 스트립맵 모드의 전형적인 스워스 크기가 여전히 얻어진다. 각각의 스트립들은 인자 N 만큼 작기 때문에, 고도에서 N 배 더 큰 안테나를 이용하는 것이 가능하다, 이 때문에, 제품 지향성(product directivity), 즉 민감성을 향상시킨다. 일반적으로, 안테나는 더 효율적인 방법으로 활용될 수 있다.
또한, 인자 N 만큼 PRF를 증가시킴으로써, N 개의 스트립맵 획득들이 얻어질 수 있고, 개별적으로 상기 안테나의 크기와 호환되는 PRF들을 갖는다(이러한 방식으로, 방위 모호성 값들은 바뀌지 않는다).
비록 상기 기술된 본 발명의 제1 측면에 따른 스트립맵 모드에서의 SAR 획득 기술은 1보다 큰 통칭 정수 N에 대하여 이용될 수 있으나, 여기에서는 일반성의 상실 없이, 설명의 단순성을 위하여, 예시들은 N=2인 경우로 설명될 것이고, 여기에서 N=2인 경우에 대하여 설명되는 개념들이 또한 1 보다 큰 통칭 정수 N의 경우에서도 필요한 부분들만 수정하여 적용될 수 있다라는 것이 이해되어야 한다.
본 발명의 제2 측면의 더 나은 이해를 위해, 도 4는 N=2인 경우 및 위성 어플리캐이션의 경우 본 발명의 상기 제1 측면에 따른 스트립맵 모드에서의 SAR 획득을 위한 로직(logic)의 예를 개략적으로 도시한다(이 SAR 획득 로직이 항공기, 무인 항공기, 또는 헬리콥터와 같은 공중 플랫폼의 경우에도 이롭게 이용될 수 있다는 것을 이해해야 한다).
특히, 도 4(여기에서 사용되는 직교좌표계(Cartesian reference system)는 도 1-3에 대하여 이전에 소개된 것과 실질적으로 대응한다)는 비행 방향 d를 따라 이동하고 SAR 센서(도 4에서 설명의 편의상 도시되지 않음)를 구비하는 위성 30을 도시하며, SAR 센서는 결국 단일 수신기와 결합된 단일, 비분리 안테나(도 4에서 설명의 편의상 도시되지 않음)를 구비하고 주어진 명목 펄스 반복 주파수 PRFnom과 관련된다.
도 4에서 도시된 예시에서, 시간적 거리 PRIop=1/(2PRFnom)에서 연속적인 펄스를 전송하도록, 상기 SAR 센서는 안테나의 명목 반복 주파수 PRFnom의 2배인 동작 펄스 반복 주파수 PRFop에서 이용된다(즉, PRFop=2PRFnom). 특히, 도 4에서 도시된 것과 같이, 위성 30에 있는 상기 SAR 센서는 제1 고도각을 이용하여 제1 SAR 획득들의 시리즈를 수행하고 제2 고도각을 이용하여 제2 획득들의 시리즈를 수행한다. 여기서 상기 제1 및 제2 SAR 획득들은 PRI 레벨에서 인터리빙되고(다시 말해, 제1 SAR 획득은 언제나 제2 획득과 번갈아 한다(교체된다)), 상기 제1 및 제2 SAR 고도각들은 서로 다르다. 다른 말로, 제1 SAR 획득들은 제1 고도각을 이용하여 얻어지고, 그러면 시간적 거리 PRIop=1/PRFop=1/(2PRFnom)에서, 제2 SAR 획득은 제2 고도각을 이용하여 수행되고, 그러면, 언제나 시작적 거리 PRIop=1/PRFop=1/(2PRFnom)에서, 제1 SAR 획득은 제1 고도각을 이용하여 다시 수행되고 반복되며, 언제나 제2 SAR 획득의 실행으로 제1 SAR 획득의 실행을 번갈아 하며(교체하며), 시간 주기 PRIop=1/PRFop=1/(2PRFnom)만큼 다른 획득들 사이에 간격을 둔다. 이러한 방식으로, 위성 30에 있는 상기 SAR 센서는 2개의 별개의 스워스들을 관측할 수 있다(도 4에 도시된 것처럼).
동일한 스워스와 관련된 획득들은 안테나의 명목 펄스 반복 주파수 PRFnom 으로 수행된다는 것, 즉, 안테나의 명목 반복 주파수 PRFnom으로 제1 SAR 획득들이 수행되고 또한, 안테나의 명목 반복 주파수 PRFnom으로 제2 SAR 획득들이 수행된다는 것이 중요하다. 이러한 방식으로, 방위 모호성 값들은 바뀌지 않는다.
일반적으로, 사용되는 동작 펄스 반복 주파수 PRFop는 요구되는/명목 주파수 PRFnom 보다 N 배 더 크기 때문에, 개별적인 획득들은 명목 PRF들을 가질 것이고, 그리하여 모든 제품 품질 파라미터들은 바뀌지 않은 채로 남는다. 모든 의도들 및 목적들에 대해, 본 발명의 제1 측면에 따른 스트립맵 모드에서의 SAR 획득의 기술은, 레인지에서(in range), 스워스를, 방위 해상도와 같은 다른 파라미터의 변경없이 N 개의 축소된 크기(대략 1/N)의 스워스들로 분리하는 것을 가능하게 한다.
각각의 획득을 위해, 표준(standard) 스트립맵 통합 시간과 같은 통합 시간을 얻도록, 모든 N개의 획득들은 같은 편각을 이용하여 수행되거나, 또는 각각의 SAR 획득은 다른 N-1개의 획득들을 수행하는데 이용된 편각과 다른 각각의 편각을 이용하여 수행될 수 있다.
그러므로 본 발명의 제1 측면에 따른 스트립맵 모드에서의 SAR 획득 기술은 미디움 확장(medium extension)의 영역에 관심있고, 고도 평면에서 서로 분리된 2명의(일반적으로, N명) 이용자들에 대한 서빙을 가능하게 한다. 종래의 스트립맵 기술로는, 이러한 요구들은 서로 충돌할 것이고 결국 동시에 그들을 지원하는 것은 가능하지 않을 것이다.
영상 품질 파라미터들을 바꾸지 않기 위해, 본 발명의 제1 측면에 따른 기술에 이용되는 PRF는 안테나의 고유(natural) PRF 보다 크다. PRF를 증가시킴으로써, 레인지에서 얻어질 수 있는 스워스는 더 작다. 따라서, 본 발명의 제2 측면은 제품에 대한 영향을 제어하고 유도되는 품질저하를 관리하도록, 증가된 PRF를 이용하지 않거나, 또는 어떤 경우이든 인자 N만큼 증가되지는 않는, 스트립맵 모드에서의 SAR 획득에 관한 기술에 관한 것이다.
특히, 본 발명의 상기 제2 측면은 PRI 레벨에서 인터리빙되지 않는 이른바 버스트-모드 스트립맵 기술과 관련되는데, 즉, N개의 스트립맵 획득들은 PRI 레벨에서, 고도의(in elevation), 안테나의 획득 방향을 다르게 하여 수행되는 것이 아니라, PRI 블록들 내에서, 고도의, 안테나의 획득 방향을 다르게 함으로써 수행된다.
구체적으로는, 본 발명의 제2 측면은 버스트-모드 스트립맵(burst-mode stripmap) 기술에 관한 것이고, 이는, PRI 블록들에서, PRF의 증가 없이 안테나의 획득 고도 방향을 다르게 함으로써 N개의 스트립맵 획득들이 수행되는 것, 즉, 고도각이 이용되는 것이다.
본 발명의 제2 측면에 따라, 증가되지 않은 PRF 와 고도각의 변화를 이용하는 버스트-모드 스트립맵 기술은, 레인지에서, 스워스를 2배 정도까지 연장하는 것을 가능하게 한다.
획득을 둘로 나누기 위해(일반적인 경우에서는 N으로), 또한 이용되는 안테나의 고유 명목 PRF를 이용하는 것을 가정하여, "구멍들(holes)"이 획득 방식에 있어서 도입된다. 만약 이러한 구멍들이 주기적인 특성을 갖지 않는다면, 그 효과는 모든 측면 로브들(lateral lobes)의 분산된 상승(raising)이 될 것이며, 즉 ISLR(Integrated Side Lobe Ratio) 파라미터는 악화되나, PSLR(Peak Side Lobe Ratio)는 그렇지 않는다. 반대로, 두 종류들(일반적인 경우, N개 종류들)의 획득에 대한 주기적인 실행 패턴을 이용함으로써, 알려진 위치에서의 쌍 에코(paired echoes)가 생성된다. 요건에 따라, 다양한 해법이 선택될 수 있고 그러면 주어진 패턴들이 획득 로직에 적용될 수 있다. 낮은 수의 샘플들이 통합될 것이기 때문에, 제품은 손상된 NESZ(Noise Equivalent Sigma Zero) 파라미터를 가질 것이다.
예시적인 방법으로, 도 5 및 6은 본 발명의 제2 측면에 따른 증가되지 않은 PRF로 버스트-모드 스트립맵 기술을 이용한 획득의 N개 종류들의 주기적 실행 패턴을 적용한 효과를 도시하며, 반면에 도 7 및 8는 본 발명의 제2 측면에 따른 증가되지 않은 PRF로 버스트-모드 기술을 이용한 획득의 N개 종류들의 무작위 실행 패턴을 적용한 효과를 도시한다.
본 발명의 제1 측면에 따른 기술과 비교하여, 상기 안테나 빔의 스위칭은 상당히 낮은 주파수에서 일어나기 때문에 본 발명의 제2 측면에 따른 기술은 낮은 기술적 제한을 가져온다.
간략하게 요약하면, 본 발명은,
같은 방위 해상도로 N개의 개별적인 스워스를 관측하기 위해, 인자 N 만큼 증가된 PRF의 이용 및 PRI 레벨로 N 개의 다른 고도각들의 인터리빙된 이용(특히, N 개 스워스들의 각각은 통상적인 스트립맵 모드의 명목 방위 해상도로 관측된다(즉, L/2)); 및
같은 방위 해상도로 인자 N만큼, 레인지에서, 스워스 확장을 위한 증가되지 않은 PRF의 이용 및 N 개의 다른 고도각들(elevation angles)의 버스트 이용(즉, N개 스워스들의 관측을 가능하게 하고, 스워스 각각은 통상적인 스트립맵 모드 획득들을 통해 관측되는 스워스들의 크기에 비견되는 크기를 가지며), (특히, 각 스워스는 통상적인 스트립맵 모드의 명목 방위 해상도(즉, L/2)로 관측된다), 을 고려한다.
본 발명은 N 개의 "연속적인" 스트립맵 획득들을 수행하는 것을 가능하게 하고(즉, 통상적인 스트립맵 모드의 통합 시간들과 같은 시간으로), 그리하여, 각각의 스워스에 대해, 통상적인 스트립맵 모드의 명목상의 최대 방위 해상도(즉, L/2)를 얻는다. 특히, 본 발명의 제1 측면에 따르면, 각각의 획득은 이용되는 상기 SAR 센서의 상기 안테나의 명목 PRF로 수행된다는 것을 주목해야 한다.
결국, 본 발명은 상기 SAR 센서의 비행 방향에 수직한 방향으로 비연속적인(비인접한) 영역들을 동시에 획득하는 것을 가능하게 하는 다중-빔 획득 로직들을 활용한다. 이는 여러 스워스를 동시에 관측하도록 하지 못하는 종래의 스포트라이트(spotlight) 및 스트립맵 기술들과 다르다.
본 발명은 이미 제조된 시스템들의 제품들의 범위를 넓힐 뿐만 아니라, 무엇보다도 새로운 SAR 시스템들을 설계하는 새로운 방법론을 소개한다.
마지막으로, 종래의 스포트라이트 및 스트립맵 모드와 본 발명을 비교한 후에, 이전에 설명된 고-해상도 넓은-스워스 SAR 영상 생성의 공지 기술로부터의 주요한 차이점이 이제 설명될 것이다.
특히, 본 발명과는 달리, 버스트 기술들(예: ScanSAR 및 TOPS)은, 레인지에서, 스워스를 증가시키기 위해 방위 해상도의 악화를 예상한다.
단일 수신 채널을 이용해 작동하는(즉, 단일 수신기로) 본 발명과는 달리, 공간-분할 기술들(예: DPC 및 HRWS) 및 각-분할 기술들(예: MEB 및 SPCMB)은 동시의 수신을 위한 M 개의 시스템의 이용을 예정하고 또한 작은 안테나의 이용을 예정한다(전형적으로, 하나의 안테나가 M개의 작은 안테나로 분할된다).
Ref1에서 설명된 BiDi 모드는 이동 타겟 식별(Moving Target Identification, MTI)이라는 다른 목적을 갖는데, 따라서 레인지에서 여러 스워스들을 관측하는 목적을 갖지 않는다. 또한, 획득 기하구조가 본 발명의 경우와 다르다. 빔 스위칭은 실제로 고도 평면이 아닌 방위 평면에서 일어난다.
또한, Ref2는 안테나-레벨 구현 로직이고 본 발명과 같이 획득 로직을 포함한 것이 아님이 주목되어야 한다. 추가적으로, Ref2의 도 3으로부터 추론되는 대로, 상기 획득들은 상기 안테나의 스워스에 대해 상당한 공간에 의해 분리되고 반복 특성을 가진다. 버스트들은 상기 안테나의 고유 주파수(PRF)로 방위 스펙트럼의 연속적인 샘플링을 보장하지 않는데, 즉, 같은 스워스에 대한 버스트에 있어서 시간적 연속성이 없고, 본 발명에 의해 예상되는 것과 달리, 최고의 성취 가능한 방위 해상도가 스트립맵 모드의 명목 방위 해상도(즉, L/2) 보다 나쁘다. 특히, Ref2의 도 3에서 도시된 기하 형태는, ScanSAR 모드의 전형적인 것인데, 이는 방금 언급된 것과 같이, 다수의 스워스들을 관측하는 것을 가능하게 하나, 방위 해상도는 스트립맵 모드의 명목 해상도(즉, L/2)보다 나쁘고, 결과적으로, 본 발명에 의해 다양한 스워스로 얻을 수 있는 것들 보다 나쁘다.
마지막으로, Ref3의 섹션 5는 또한 ScanSAR 모드, 즉, 레인지에서, 시간적으로 인접하지 (연속하지) 않는 버스트로 다수의 서브-스워스(sub-swath)을 획득하는 모드를 나타내는 것을 주목하는 것이 중요하다. 상기 버스트들은 연속적이고 스트립맵 모드에서 얻을 수 있는 구간들에 비해 더 짧은 구간에 있고, 따라서, 본 발명에서 예상되는 것과 반대로, 스트립맵 모드의 명목 해상도(즉, L/2)를 기준으로 방위 해상도에 있어서의 악화가 있다. 또한, Ref3의 도 10은 획득 로직을 보여주는 것이 아닌, 오직 장면의 거리에 따라 선택될 수 있는 PRF 값을 설명할 뿐이다. 특히, Ref3의 도 10에서의 도시에 따르면, 레인지에서, 개별 영역들에 대해서, 동기화되고(synchronous) 공간 분리된(spaced out) 버스트들이 예정되며, 그것에 의해 방위 해상도의 성능 저하를 강제한다. 추가적으로, Ref3의 도 8은 통상적인 ScanSAR 모드를 도시하는데, 이는 이전에 언급된 것과 같이, 다수의 스워스들을 관측하는 것을 가능하게 하나, 방위 해상도는 스트립맵 모드의 명목 해상도(즉, L/2)보다 나쁘고, 결과적으로, 다양한 스워스로 본 발명에 의해 얻을 수 있는 것들 보다 나쁘다.
결론적으로, 첨부된 청구항들에 정의된 대로 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서, 다양한 수정들이 본 발명에 적용될 수 있다는 것은 명백하다.

Claims (5)

  1. 합성 개구 레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 이미징 방법에 있어서,
    공중 또는 위성 플랫폼(30)에 의해 운송되며 단일, 비분리 안테나 및 상기 단일, 비분리 안테나와 결합된 단일 수신기를 포함하는 합성 개구 레이더(20)를 이용함으로써 지표면의 영역의 스트립맵 모드(stripmap mode)에서 N개의 SAR 획득들(acquisitions) 을 수행하는 과정을 포함하며, N은 1보다 큰 정수이고,
    상기 스트립맵 모드에서의 각각의 SAR 획득은 합성 개구 레이더의 비행 방항에 대한 편각(squint angle)을 이용하여 수행되고, 상기 각각의 편각은 스트립맵 모드에서 다른 N-1개의 SAR 획득들을 수행하는데 이용되는 편각들과 같거나 다르고,
    상기 스트립맵 모드에서의 각각의 SAR 획득은 합성 개구 레이더의 천저(nadir)에 대한 고도각(elevation angle)을 이용하여 수행되고, 상기 각각의 고도각은 스트립맵 모드에서의 다른 N-1 개의 SAR 획득들을 수행하는데 이용되는 고도각과는 다르고, 그러므로 스트립맵 모드에서의 각각의 SAR 획득은, 스트립맵 모드에서의 다른 N-1개의 획득들을 통해 관측된 스워스들과는 다른, 지표면의 각각의 스워스와 관련되는 결과를 유발하고,
    상기 스트립맵 모드에서 수행된 각각의 SAR 획득은 각각의 레이더 송신 및 수신 동작을 포함하고,
    상기 송신 및 수신 동작들은,
    단일로 또는 그룹으로, 스트립맵 모드에서 수행된 다른 N-1개의 SAR 획득들의 레이더 송신 및 수신 동작들의 단일 또는 그룹들과 시간 인터리빙 되고(time interleaved),
    스트립맵 모드에서 상기 SAR 획득에 이용되는 각각의 고도각 및 각각의 편각에 의해 정의되는 각각의 획득 방향들에서 각각의 레이더 빔들의 송신 및 수신을 포함하고, 상기 각각의 획득 방향들은 서로 평행하고, 스트립맵 모드에서 수행된 다른 N-1 개의 SAR 획득들의 획득 방향과는 평행하지 아니한 결과를 유발하는, 동작들이며,
    상기 방법은 스트립맵 모드에서 수행된 각각의 SAR 획득에 기반하여, 스트립맵 모드에서의 상기 SAR 획득을 통해 관측된 각각의 스워스의 영역들의 SAR 영상들을 생성하는 과정을 더 포함하고,
    상기 생성된 SAR 영상들 모두는 하나의 동일한 방위 해상도를 가지며, 상기 방위 해상도는 합성 개구 레이더의 단일, 비분리 안테나의 방위 방향을 따른 물리적 길이 또는 등가 길이의 절반에 해당하는, 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    합성 개구 레이더의 단일, 비분리 안테나는 명목 펄스 반복 주파수와 관련되고,
    상기 스트립맵 모드에서 각각 수행된 SAR 획득들의 각각의 레이더 송신 및 수신 동작들은 개별적으로 스트립맵 모드에서 수행된 다른 N-1 SAR 획득들의 단일의 레이더 송신 및 수신 동작에 시간 인터리빙되고,
    상기 레이더 송신 및 수신 동작들은 스트립맵 모드에서의 N개의 SAR 획득들 각각이 명목 펄스 반복 주파수로 수행되도록 명목 펄스 반복 주파수의 N배와 같은 동작 반복 주파수로 수행되는, 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 합성 개구 레이더의 단일, 비분리 안테나는 명목 펄스 반복 주파수와 관련되고,
    상기 스트립맵 모드에서의 수행된 SAR 획득 각각의 레이더 송신 및 수신 동작들은, 그룹으로, 스트립맵 모드에서의 수행된 다른 N-1개의 SAR 획득들의 레이더 송신 및 수신 동작의 그룹에, 시간 인터리빙되고,
    상기 레이더 송신 및 수신동작들은 명목 펄스 반복 주파수에 비견되는 동작 반복 주파수로 수행되는, 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 스트립맵 모드에서의 N개의 다른 SAR 획득들의 레이더 송신 및 수신 동작들의 그룹들은 주기적 또는 무작위의 인터리빙 패턴에 따라 시간 인터리빙되는, 방법.
  5. 단일, 비분리 안테나 및 상기 단일, 비분리 안테나와 결합된 단일한 수신기;를 포함하고,
    전술된 어느 청구항에서 청구된 합성 개구 레이더(SAR, Synthetic Aperture Radar) 이미징 방법을 수행하도록 구성된, 합성 개구 레이더.

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