RU2614041C1 - Method for generating image of the ground surface in radar station with antenna aperture synthesis - Google Patents

Method for generating image of the ground surface in radar station with antenna aperture synthesis Download PDF

Info

Publication number
RU2614041C1
RU2614041C1 RU2016113258A RU2016113258A RU2614041C1 RU 2614041 C1 RU2614041 C1 RU 2614041C1 RU 2016113258 A RU2016113258 A RU 2016113258A RU 2016113258 A RU2016113258 A RU 2016113258A RU 2614041 C1 RU2614041 C1 RU 2614041C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radar
partial
earth
antenna
range
Prior art date
Application number
RU2016113258A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Алексеевич Соловьев
Вера Алексеевна Чугунова
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс"
Priority to RU2016113258A priority Critical patent/RU2614041C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2614041C1 publication Critical patent/RU2614041C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G01S13/9004SAR image acquisition techniques
    • G01S13/9017SAR image acquisition techniques with time domain processing of the SAR signals in azimuth

Abstract

FIELD: radar ranging.
SUBSTANCE: invention relates to radar engineering, in particular, to aerospace onboard radar stations with antenna aperture synthesis (ARS), forming radar image (RI) of the ground surface using antenna aperture synthesis (AAS) when scanning this surface with ARS antenna directional pattern. Said result is achieved due to the fact, that the method for generating image of the ground surface in radar station with antenna aperture synthesis involves merging of radar images of the ground surface partial sections, subject to radar scanning, obtained by means of radiation and receiving coherent pulses when these sections are radiated by ARS antenna, analogue-to-digital conversion of the received radar signals, formation of two-dimensional arrays of digitized received signals by their distribution by range channels and radiation periods and further digital processing of generated two-dimensional arrays, provided that exposure of the ground surface sections to ARS antenna radiation is implemented via discrete or sliding method, and summation of amplitudes of partial RI resolution elements, corresponding to generated two-dimensional arrays, is carried out after switching said arrays from coordinate system "range-Doppler frequency” into normal earth-fixed axis system (NEFAS).
EFFECT: achieved technical result – reduced distortions of generated RIs, arising due to change of Doppler shift of radar signal carrier frequency reflected by elements of the ground surface while moving ARS carrier.
1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к радиолокационной технике, в частности к аэрокосмическим бортовым радиолокационным станциям с синтезированием апертуры антенны (РСА), формирующим радиолокационные изображения (РЛИ) земной поверхности с использованием синтезирования антенного раскрыва (САР) в процессе сканирования этой поверхности диаграммой направленности антенны РСА. Изобретение может быть использовано в гражданской и военной авиации, в космической технике.The invention relates to radar technology, in particular to aerospace airborne radar stations with synthesizing antenna apertures (SAR), forming radar images (RLI) of the earth's surface using the synthesis of antenna aperture (ATS) in the process of scanning this surface with the radiation pattern of the SAR antenna. The invention can be used in civil and military aviation, in space technology.

Известен способ формирования радиолокационного изображения (РЛИ) поверхности с помощью синтезированной апертуры (В.Н. Антипов и др. Радиолокационные станции с цифровым синтезированием апертуры антенны. М.: Сов. радио, 1988, стр. 158), основанный на последовательном формировании в системе координат (СК) «дальность-доплеровский сдвиг несущей частоты» радиолокационных сигналов и объединении Nпк парциальных кадров (ПК) радиолокационных изображений Nк парциальных участков, на которые разбивается область земной поверхности, подлежащая радиолокационному наблюдению с борта летательного аппарата (ЛА) - носителя РСА.A known method of forming a radar image (RLI) of a surface using a synthesized aperture (VN Antipov et al. Radar stations with digital synthesis of the antenna aperture. M: Sov. Radio, 1988, p. 158), based on sequential formation in the system coordinates (SC) "the range-Doppler shift of the carrier frequency" radar signals and combining partial frames nk N (CW) radar images N to the partial areas into which the area of the earth's surface to be radioloka ion monitoring on board the aircraft (LA) - PCA carrier.

Каждый из парциальных кадров РЛИ формируется путем излучения когерентных импульсных зондирующих сигналов антенной РСА в направлении соответствующего парциального участка земной поверхности, приема и аналого-цифрового преобразования отраженных сигналов, образования двумерных массивов оцифрованных сигналов путем их распределения по каналам дальности и периодам излучения, цифровой обработки данных, содержащихся в образованных массивах данных.Each of the partial radar image frames is formed by emitting coherent pulsed probing signals by a SAR antenna in the direction of the corresponding partial portion of the earth's surface, receiving and analog-to-digital conversion of the reflected signals, the formation of two-dimensional arrays of digitized signals by their distribution over the distance channels and periods of radiation, digital data processing, contained in the formed data arrays.

В этом способе ПК РЛИ формируются в виде двумерных цифровых массивов значений амплитуд элементов разрешения, выводимых на индикацию в форме градаций яркости пикселей двумерного видеоизображения. РЛИ парциальных кадров представляются в системе координат «дальность-азимут», при этом азимутальное положение наблюдаемых элементов земной поверхности характеризуется величинами доплеровских сдвигов несущей частоты (величинами доплеровских частот) радиолокационных сигналов, отражаемых этими элементами, зависящими от направления визирования указанных элементов относительно направления вектора скорости носителя РСА.In this method, PC radar images are formed in the form of two-dimensional digital arrays of values of the amplitudes of the resolution elements that are displayed in the form of gradations of pixel brightness of a two-dimensional video image. Partial radar images are represented in the range-azimuth coordinate system, while the azimuthal position of the observed elements of the earth's surface is characterized by the values of Doppler shifts of the carrier frequency (values of Doppler frequencies) of radar signals reflected by these elements, depending on the direction of sight of these elements relative to the direction of the carrier velocity vector PCA.

Постоянство разрешения по азимуту (величины различаемых дискретов доплеровских сдвигов частоты) поддерживается соответствующим изменением длин интервалов синтезирования апертуры антенны при разных углах наблюдения. С целью устранения спекл-эффекта Nн получаемых парциальных кадров РЛИ каждого участка земной поверхности некогерентно накапливаются и поэлементно суммируются, образуя Nк усредненных (некогерентно накопленных) парциальных кадров (НПК) РЛИ. При этом общее количество парциальных кадров РЛИ: Nпк=NкNн.The constancy of the azimuth resolution (the magnitude of the discrete discrepancies of Doppler frequency shifts) is supported by a corresponding change in the lengths of the synthesis aperture synthesis intervals at different viewing angles. In order to eliminate the speckle effect of N n of the received partial frames, the radar images of each plot of the earth's surface incoherently accumulate and are added element-wise, forming N to the averaged (incoherently accumulated) partial frames (NPC) of the radar image. Moreover, the total number of partial radar frames: N pc = N to N n .

Для формирования парциальных кадров РЛИ парциальных участков области земной поверхности, подлежащей радиолокационному наблюдению с борта ЛА, осуществляется сканирование диаграммой направленности антенны РСА, которая последовательно (дискретно) устанавливается и фиксируется (позиционируется) в направлении на каждый парциальный участок указанной области, подлежащий текущему визированию в режиме синтезирования апертуры антенны.To form the partial frames of the radar image of the partial areas of the earth's surface area to be radar-guided from the aircraft, scanning is carried out by the radiation pattern of the SAR antenna, which is sequentially (discretely) installed and fixed (positioned) in the direction to each partial area of the indicated area, subject to current sighting in the mode synthesizing aperture antenna.

Аналогичным образом формируются радиолокационные изображения земной поверхности с помощью синтезированной апертуры по способу, описанному в (М. Skolnik, Radar Handbook, th. ed., McGrowHill, 2008, ch. 5.4, fig. 5.34).Similarly, radar images of the earth's surface are formed using the synthesized aperture according to the method described in (M. Skolnik, Radar Handbook, th. Ed., McGrowHill, 2008, ch. 5.4, fig. 5.34).

Основными недостатками описанного способа формирования радиолокационных изображений земной поверхности в радиолокационной станции с синтезированием апертуры антенны являются:The main disadvantages of the described method of forming radar images of the earth's surface in a radar station with the synthesis of the antenna aperture are:

- необходимость позиционирования диаграммы направленности антенны РСА (в направлении каждого подлежащего наблюдению парциального участка земной поверхности), пока осуществляется формирование Nн подлежащих накоплению синтезированных парциальных кадров РЛИ этого участка;- the need to position the radiation pattern of the SAR antenna (in the direction of each partial portion of the earth's surface to be monitored), while N n synthesized partial frames of the radar image of this portion to be accumulated are being generated;

- трудности совмещения синтезированных парциальных кадров РЛИ, первоначально формируемых в близкой к полярной системе координат «дальность-доплеровская частота», возникающие за счет изменения доплеровских частот радиолокационных сигналов, отражаемых элементами земной поверхности от кадра к кадру, а также изменением положения начала указанной системы координат, обусловленных смещением носителя РСА.- the difficulties of combining the synthesized partial radar image frames initially formed in a “range-Doppler frequency” coordinate system that arises due to a change in the Doppler frequencies of the radar signals reflected by the elements of the earth’s surface from frame to frame, as well as a change in the position of the origin of the specified coordinate system, due to the displacement of the PCA carrier.

Более универсальным и наиболее близким к предлагаемому способу формирования РЛИ с использованием САР является способ, описанный в патенте РФ №2511216 С1 на изобретение «Способ формирования изображения поверхности в радиолокационной станции с синтезированием апертуры антенны», МПК G01S 13/89, опубл. 10.04.2014 г. Данный способ рассматривается в качестве прототипа.More universal and closest to the proposed method for the formation of radar data using ATS is the method described in RF patent No. 2511216 C1 for the invention “Method for surface imaging in a radar station with synthesizing antenna aperture”, IPC G01S 13/89, publ. 04/10/2014, This method is considered as a prototype.

Сущность этого способа формирования радиолокационного изображения земной поверхности в радиолокационной станции с синтезированием апертуры антенны состоит в объединении радиолокационных изображений, разнесенных по азимуту парциальных кадров, полученных посредством излучения когерентных импульсных зондирующих сигналов, облучения антенной РСА парциальных участков земной поверхности, аналого-цифровом преобразовании принятых сигналов, формировании двумерных массивов оцифрованных принятых сигналов путем их распределения по каналам дальности и периодам излучения и цифровой обработки сформированных двумерных массивов, состоящей из:The essence of this method of forming a radar image of the earth’s surface in a radar station with synthesizing an aperture of the antenna consists in combining radar images spaced in azimuth of partial frames obtained by emitting coherent pulsed sounding signals, irradiating a portion of the earth’s surface with an SAR antenna, and analog-to-digital conversion of the received signals, the formation of two-dimensional arrays of digitized received signals by their distribution over the channel m range and the emission periods and digitally processing the generated two-dimensional arrays consisting of:

а) N-кратного выполнения:a) N-fold execution:

- коррекции расположения по дальности и зависимости фазы от дальности;- correction of the location in range and the dependence of the phase on the range;

- азимутального предсуммирования;- azimuthal presummation;

- сжатия по дальности;- range compression;

- записи результатов сжатия по дальности в буферную память,- recording the results of range compression in the buffer memory,

- азимутальной фазовой коррекции;- azimuthal phase correction;

- формирования азимутальных элементов разрешения посредством быстрого преобразования Фурье (БПФ);- the formation of azimuthal resolution elements through the fast Fourier transform (FFT);

- автофокусировки;- autofocus;

- амплитудного детектирования и усреднения;- amplitude detection and averaging;

б) наложения полученных раздельно N РЛИ (N=Nн, см. выше) путемb) overlapping separately obtained N RLI (N = N n , see above) by

осуществления скользящего суммирования амплитуд азимутальных элементов разрешения в каждом канале дальности и формирования при этом усредненных (некогерентно накопленных) парциальных кадров для итогового РЛИ;performing a rolling summation of the amplitudes of the azimuthal resolution elements in each range channel and the formation of averaged (incoherently accumulated) partial frames for the resulting radar image;

в) сжатия динамического диапазона амплитуд элементов разрешения, полученного после наложения РЛИ.c) compression of the dynamic range of the amplitudes of the resolution elements obtained after applying the radar image.

Формирование парциальных кадров РЛИ в прототипе осуществляется в системе координат «дальность-доплеровская частота» при скользящем сканировании земной поверхности диаграммой направленности антенны РСА, что позволяет сократить общее время формирования этих кадров.The formation of the partial frames of the radar image in the prototype is carried out in the coordinate system "range-Doppler frequency" with a rolling scan of the earth's surface by the radiation pattern of the SAR antenna, which reduces the total time of formation of these frames.

Как указывалось выше, в реальных условиях в процессе получения полного радиолокационного изображения области земной поверхности, подлежащей обзору со сканированием ДН антенны РСА, парциальные кадры РЛИ участков указанной области формируются на разных отрезках траектории полета носителя РСА (летательного аппарата), как показано на фиг. 1 (для случая дискретного сканирования) и на фиг. 2 (для случая скользящего сканирования ДН антенны). В процессе формирования парциальных кадров РЛИ, вследствие движения ЛА (в общем случае по криволинейной траектории, например, при одновременном осуществлении маневра), могут изменяться величина и направление вектора скорости полета ЛА, величины углов визирования наблюдаемых наземных объектов как в азимутальной (горизонтальной), так и в вертикальной плоскостях.As mentioned above, in real conditions, in the process of obtaining a complete radar image of the Earth’s surface area to be examined with scanning the bottom of the PCA antenna, partial radar frames of sections of this area are formed on different segments of the flight path of the PCA carrier (aircraft), as shown in FIG. 1 (for the case of discrete scanning) and in FIG. 2 (for the case of a sliding scan of the antenna bottom). During the formation of partial radar image frames, due to the movement of the aircraft (in the general case along a curved path, for example, while maneuvering simultaneously), the magnitude and direction of the aircraft’s flight speed vector, the angles of sight of the observed ground objects in both azimuthal (horizontal) and and in vertical planes.

Соответственно, меняются и доплеровские сдвиги несущей частоты принимаемых РСА радиолокационных сигналов, отражаемых наблюдаемыми наземными объектами.Accordingly, the Doppler shifts of the carrier frequency of the received SAR radar signals reflected by observable ground objects also change.

При переднебоковом обзоре доплеровский сдвиг Fdg(t), εy(t)) несущей частоты радиолокационных сигналов, отраженных наблюдаемым малоразмерным (точечным) наземным объектомIn the anterolateral view, the Doppler shift F dg (t), ε y (t)) of the carrier frequency of the radar signals reflected by the observed small-sized (point) ground object

Figure 00000001
Figure 00000001

где:Where:

Vg(t) - горизонтальная (путевая) составляющая скорости полета ЛА;V g (t) is the horizontal (track) component of the aircraft flight speed;

Vy(t) - вертикальная составляющая скорости полета ЛА;V y (t) is the vertical component of the flight speed of the aircraft;

ϕg(t) - отклонение проекции линии визирования наблюдаемого точечного объекта на горизонтальную плоскость от проекции вектора скорости ЛА на эту же плоскость;ϕ g (t) is the deviation of the projection of the line of sight of the observed point object on the horizontal plane from the projection of the aircraft velocity vector on the same plane;

εy(t) - угол наклона линии визирования наблюдаемого наземного точечного объекта;ε y (t) is the angle of inclination of the line of sight of the observed ground-based point object;

λ - длина волны зондирующих сигналов РСА.λ is the wavelength of the probing SAR signals.

Изменение доплеровских сдвигов несущей частоты радиолокационных сигналов, отражаемых наблюдаемыми наземными объектами, влечет за собой, в том числе, смещение радиолокационных отметок этих объектов (от кадра к кадру), в частотных дискретах парциальных кадров РЛИ, формируемых БПФ:A change in the Doppler shifts of the carrier frequency of radar signals reflected by observable ground objects entails, among other things, a shift in the radar marks of these objects (from frame to frame) in the frequency discretes of the partial radar frames generated by the FFT:

а) при изменении величин путевой скорости Vg(t) полета ЛА и углов ϕg(t), εy(t) визирования наблюдаемого наземного объекта в горизонтальной и вертикальной плоскостях (первое слагаемое в числителе (1)). Следствием является размывание этих отметок в РЛИ, формируемых при амплитудном суммировании парциальных кадров;a) when the values of the ground speed V g (t) of the flight of the aircraft and the angles ϕ g (t), ε y (t) of the sight of the observed ground object in the horizontal and vertical planes change (the first term in the numerator (1)). The consequence is the erosion of these marks in radar images formed by the amplitude summation of partial frames;

б) при наличии вертикальной составляющей скорости Vy(t)движения ЛА и разных величинах углов наклона εy(t) линий визирования объектов, наблюдаемых на земной поверхности. Объектов, находящихся на одном азимутальном пеленге, но на разных дальностях от ЛА (второе слагаемое в числителе (1)).b) in the presence of a vertical component of the speed V y (t) of the aircraft motion and different values of the slope angles ε y (t) of the line of sight of objects observed on the earth's surface. Objects located on the same azimuth bearing, but at different distances from the aircraft (the second term in the numerator (1)).

В качестве примера на фиг. 4 приведены радиолокационные изображения квадратного по конфигурации плоского тестового участка местности, показанного фиг. 3, состоящего из 9-ти точечных отражателей, каждый из которых отстоит от ближайших соседей на 500 метров и наблюдается с борта ЛА на наклонной дальности 15 км до центра участка. Высота полета ЛА 7,5 км. Скорость полета ЛА VЛА=300 м/с. Отклонение вектора путевой скорости ЛА от направления на центр визируемого участка ϕg=-25°.As an example in FIG. 4 shows radar images of a square configuration of a flat test site shown in FIG. 3, consisting of 9 point reflectors, each of which is 500 meters from its nearest neighbors and is observed from the aircraft at an inclined distance of 15 km to the center of the site. The flight altitude is 7.5 km. Aircraft flight speed V Aircraft = 300 m / s. The deviation of the vector of the ground speed of the aircraft from the direction to the center of the sighted area ϕ g = -25 °.

Радиолокационные изображения, приведенные на фиг. 4, получены путем математического моделирования и соответствуют: а) отсутствию и б) наличию вертикальной составляющей скорости полета ЛА. В последнем случае угол наклона вектора скорости ЛА θ=-30°.The radar images shown in FIG. 4, obtained by mathematical modeling and correspond to: a) the absence and b) the presence of the vertical component of the flight speed of the aircraft. In the latter case, the angle of inclination of the aircraft velocity vector θ = -30 °.

Указанные смещения радиолокационных отметок наблюдаемых наземных объектов по доплеровской частоте (азимутальной координате парциальных кадров РЛИ в системе координат «дальность-доплеровская частота») могут привести к возникновению искажений формируемого (по частям - при сканировании ДН антенны) полного РЛИ земной поверхности. При этом данные искажения могут возникать как при некогерентном накоплении (усреднении) парциальных кадров РЛИ парциальных участков земной поверхности, так и при формировании полного РЛИ этой поверхности путем объединения некогерентно накопленных (усредненных) парциальных кадров РЛИ в полное радиолокационное изображение. В последнем случае возможно как наложение некогерентно накопленных парциальных кадров друг на друга, так и появление провалов на их границах в полном РЛИ.The indicated displacements of the radar marks of the observed ground objects by the Doppler frequency (azimuthal coordinate of the partial radar frames in the range-Doppler frequency coordinate system) can lead to distortions of the formed (in parts - when scanning the antenna bottom) full radar surface of the earth. At the same time, these distortions can occur both during incoherent accumulation (averaging) of partial radar images of partial sections of the earth’s surface and during the formation of a complete radar image of this surface by combining incoherently accumulated (averaged) partial radar images into a complete radar image. In the latter case, it is possible both the overlapping of incoherently accumulated partial frames on each other, and the appearance of failures at their borders in full radar.

Сокращение общего времени формирования парциальных кадров РЛИ, обеспечиваемое прототипом, позволяет уменьшить величину указанных смещений радиолокационных отметок наблюдаемых наземных объектов по доплеровской частоте в формируемых парциальных РЛИ, но не исключает их появление, а также их отрицательное влияние на формирование РЛИ.The reduction in the total time of formation of the partial radar image frames provided by the prototype allows to reduce the magnitude of the indicated displacements of the radar marks of the observed ground objects by the Doppler frequency in the generated partial radar image, but does not exclude their appearance, as well as their negative impact on the formation of the radar image.

Техническим результатом предлагаемого способа получения радиолокационных изображений земной поверхности бортовыми радиолокационными станциями, формирующими указанные РЛИ с использованием синтезирования апертуры антенны в процессе сканирования этой поверхности диаграммой направленности антенны РСА, является уменьшение искажений РЛИ земной поверхности, формируемых путем получения и объединения парциальных кадров радиолокационных изображений, а именно уменьшение искажений, возникающих за счет межкадрового изменения доплеровских сдвигов несущей частоты радиолокационных сигналов, отражаемых элементами наблюдаемой земной поверхности, а также изменения положения начала близкой к полярной системы координат «дальность-доплеровская частота», в которой формируются парциальные кадры РЛИ, при перемещении носителя РСА.The technical result of the proposed method for obtaining radar images of the earth’s surface by airborne radar stations forming these radar images using the synthesis of the antenna aperture during scanning of this surface by the radiation pattern of the SAR antenna is to reduce the distortion of radar images of the earth’s surface formed by obtaining and combining partial frames of radar images, namely reduction of distortions arising due to interframe change Doppler x shifts of the carrier frequency of the radar signals reflected by the elements of the observed earth's surface, as well as changes in the position of the origin close to the polar coordinate system "range-Doppler frequency", in which the partial radar frames are formed when moving the SAR carrier.

Сущность предлагаемого способа формирования радиолокационного изображения земной поверхности в радиолокационной станции с синтезированием апертуры при сканировании диаграммой направленности антенны РЛС заключается в объединении парциальных кадров радиолокационных изображений, получаемых посредством излучения когерентных импульсов зондирующих сигналов при облучении антенной РСА парциальных участков области земной поверхности, подлежащей обзору, аналого-цифровом преобразовании принятых сигналов, формировании двумерных массивов оцифрованных принятых сигналов путем их распределения по каналам дальности и периодам излучения и цифровой обработки сформированных двумерных массивов, состоящей из:The essence of the proposed method for generating a radar image of the earth’s surface in a radar station with aperture synthesis when scanning with a radiation pattern of a radar antenna consists in combining partial frames of radar images obtained by emitting coherent pulses of sounding signals when an SAR antenna irradiates partial sections of the region of the earth’s surface to be examined, analog digital conversion of received signals, the formation of a two-dimensional array s of the digitized received signals by their distribution over the range channels and periods of radiation and digital processing of the generated two-dimensional arrays, consisting of:

а) N-кратного выполнения:a) N-fold execution:

- коррекции расположения по дальности и зависимости фазы от дальности;- correction of the location in range and the dependence of the phase on the range;

- азимутального предсуммирования;- azimuthal presummation;

- сжатия по дальности;- range compression;

- записи результатов сжатия по дальности в буферную память;- recording the results of range compression in the buffer memory;

- азимутальной фазовой коррекции;- azimuthal phase correction;

- формирования азимутальных элементов разрешения посредством быстрого преобразования Фурье (БПФ);- the formation of azimuthal resolution elements through the fast Fourier transform (FFT);

- автофокусировки;- autofocus;

- амплитудного детектирования и усреднения;- amplitude detection and averaging;

- преобразования сформированных двумерных массивов, соответствующих полученным РЛИ, из системы координат «дальность-доплеровская частота» в нормальную земную систему координат (НЗСК);- conversion of the generated two-dimensional arrays corresponding to the received radar data from the coordinate system “range-Doppler frequency” to the normal earth coordinate system (NSC);

б) наложения (как при скользящем, так и при дискретном сканировании) N парциальных кадров РЛИ, сформированных раздельно в НЗСК, путем суммирования (некогерентного накопления) амплитуд соответствующих элементов разрешения (пикселей) преобразованных двумерных массивов;b) overlapping (both with sliding and with discrete scanning) N partial radar frames formed separately in the NSCC by summing (incoherent accumulation) of the amplitudes of the corresponding resolution elements (pixels) of the converted two-dimensional arrays;

в) сжатия динамического диапазона амплитуд элементов разрешения усредненных (некогерентно накопленных) в НЗСК парциальных РЛИ;c) compression of the dynamic range of amplitudes of resolution elements averaged (incoherently accumulated) in the NSC partial radar data;

г) объединения усредненных (некогерентно накопленных) парциальных РЛИ в полное радиолокационное изображение области земной поверхности, подлежащей обзору.d) combining averaged (incoherently accumulated) partial radar images into a complete radar image of the region of the earth's surface to be surveyed.

Отличие предлагаемого способа формирования радиолокационных изображений (РЛИ) земной поверхности с использованием синтезирования апертуры антенны в процессе сканирования этой поверхности диаграммой направленности антенны РСА от прототипа заключается в том, что до сложения (некогерентного накопления) парциальных РЛИ участков земной поверхности, формируемых в процессе сканирования антенной РСА, каждое из этих изображений переводится из системы координат «дальность-доплеровская частота» в нормальную земную систему координат (НЗСК), связанную с областью земной поверхности, подлежащей радиолокационному обзору. При этом горизонтальная плоскость НЗСК совпадает с местной горизонтальной плоскостью, соответствующей области земной поверхности, подлежащей радиолокационному обзору с использованием синтезирования апертуры антенны и сканирования диаграммой направленности антенны РСА.The difference between the proposed method of forming radar images (RLI) of the earth’s surface using the synthesis of the antenna aperture during scanning of this surface by the directivity pattern of the SAR antenna from the prototype is that before the addition (incoherent accumulation) of the partial SARs of the earth’s surface formed during scanning by the SAR antenna , each of these images is transferred from the “range-Doppler frequency” coordinate system to the normal earth coordinate system (NSC), knitted with the area of the earth's surface to be radar survey. In this case, the horizontal plane of the NWCC coincides with the local horizontal plane corresponding to the region of the earth's surface to be radar survey using synthesis of the antenna aperture and scanning by the radiation pattern of the SAR antenna.

Этот перевод может осуществляться, например, следующим образом.This translation can be carried out, for example, as follows.

1. На горизонтальной плоскости выбранной НЗСК определяется прямоугольная область, включающая в себя район земной поверхности, подлежащий радиолокационному обзору с использованием САР при сканировании диаграммы направленности антенны РСА, как показано на фиг. 5.1. On the horizontal plane of the selected NSC, a rectangular region is determined that includes the region of the earth’s surface to be radar-surveyed using ATS when scanning the radiation pattern of the SAR antenna, as shown in FIG. 5.

Стороны этой области могут быть ориентированы, например, вдоль (ось X области) и поперек (ось Z области) азимутального направления визирования ее центра из точки, соответствующей середине отрезка траектории полета ЛА, на котором должно осуществляться формирование РЛИ со сканированием ДН антенны РСА (как показано на фиг. 5).The sides of this region can be oriented, for example, along (the X axis of the region) and across (the Z axis of the region) of the azimuthal direction of sighting of its center from the point corresponding to the middle of the segment of the flight path of the aircraft, on which radar images should be formed with scanning the bottom of the SAR antenna (as shown in Fig. 5).

Указанная область разбивается на NК непересекающихся парциальных участков, подлежащих обзору с позиционным (дискретным) или скользящим сканированием диаграммой направленности антенны РСА. Определенные в НЗСК парциальные участки земной поверхности соответствуют парциальным кадрам РЛИ, подлежащим формированию с использованием синтезирования апертуры антенны при сканировании диаграммой направленности антенны РСА. Сканирование диаграммой направленности антенны РСА при этом может осуществляться как дискретным способом, так и скользящим в том числе, как указано в прототипе. Предполагается, что сканирование ДН антенны может осуществляться как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.The specified region is divided into N K disjoint partial sections to be reviewed with positional (discrete) or sliding scanning radiation pattern of the SAR antenna. The partial sections of the earth's surface defined in the NSCC correspond to the partial radar frames to be formed using the synthesis of the antenna aperture when scanning by the radiation pattern of the SAR antenna. Scanning by the radiation pattern of the SAR antenna can be carried out both in a discrete way and in a sliding one, including, as indicated in the prototype. It is assumed that scanning the antenna bottom can be carried out both in horizontal and vertical planes.

В режиме скользящего азимутального сканирования диаграммой направленности антенны линейная азимутальная протяженность L парциальных участков области земной поверхности, определенной в НЗСК, и подлежащей радиолокационному наблюдению (при равномерном разбиении этой области на участки), число N=Nн некогерентно накапливаемых (суммируемых) парциальных кадров, соответствующих этим участкам, и азимутальная угловая ширина Θ сканирующей ДН антенны связываются соотношениемIn the mode of sliding azimuthal scanning by the antenna radiation pattern, the linear azimuthal length L of the partial sections of the Earth's surface region defined in the NSCC and subject to radar observation (when this region is evenly divided into sections), the number N = N n of incoherently accumulated (summed) partial frames corresponding to these areas, and the azimuthal angular width Θ of the scanning antenna beam are related by

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где:Where:

DS - значение наклонной дальности до ближайшего канала дальности РЛИ, формируемого в СК «дальность-доплеровская частота» (соответствующего ближней границе наблюдаемого парциального участка).DS is the value of the slant range to the nearest RLI range channel formed in the SC “range-Doppler frequency” (corresponding to the near boundary of the observed partial section).

Элементы разрешения каждого (k-го,

Figure 00000003
) ПК РЛИ, подлежащего формированию в НЗСК, индексируются:Resolution Elements of Each (kth,
Figure 00000003
) PK RLI to be formed in the NZSK are indexed:

вдоль оси Z:along the z axis:

ik=(i1k, …, i2k), где i1k, i2k - соответственно начальное и конечное значения индексов;i k = (i1 k , ..., i2 k ), where i1 k , i2 k are the initial and final values of the indices, respectively;

вдоль оси X:along the x axis:

jk=(j1k, …, j2k), где j1k, j2k - также начальное и конечное значения индексов.j k = (j1 k , ..., j2 k ), where j1 k , j2 k are also the initial and final values of the indices.

2. По окончании формирования каждого кадра РЛИ земной поверхности в системе координат «дальность-доплеровская частота» (в текущем положении сканирующей ДН антенны РСА) для каждого (ik, jk)-го элемента ПК РЛИ, соответствующего парциальному участку земной поверхности, полностью накрываемому в текущий момент времени сканирования диаграммой направленности антенны, осуществляются:2. At the end of the formation of each frame of the radar image of the earth’s surface in the coordinate system “range-Doppler frequency” (in the current position of the scanning antenna bottom of the SAR antenna) for each (i k , j k ) th element of the PC of the radar image corresponding to a partial portion of the earth’s surface, covered at the current time by scanning the radiation pattern of the antenna are carried out:

2.1. Расчет текущей расчетной наклонной дальности

Figure 00000004
до элемента земной поверхности, соответствующего (ik, jk)-му элементу формируемого в НЗСК (n-го,
Figure 00000005
) парциального кадра РЛИ k-го участка земной поверхности2.1. Calculation of the current estimated slant range
Figure 00000004
to the element of the earth's surface corresponding to the (i k , j k ) th element formed in the NSCC (n-th,
Figure 00000005
) the partial frame of the radar image of the k-th plot of the earth’s surface

Figure 00000006
,
Figure 00000006
,

где:Where:

Xа (n), Yа (n), Zа (n) - расчетные координаты фазового центра антенны РСА (летательного аппарата) в момент начала формирования n-го парциального кадра РЛИ k-го участка НЗСК;X a (n) , Y a (n) , Z a (n) are the calculated coordinates of the phase center of the SAR antenna (aircraft) at the beginning of the formation of the n-th partial radar frame of the k-th portion of the NWCC;

Yа (n) - высота полета ЛА в НЗСК;Y a (n) is the flight altitude of the aircraft in NZSK;

Figure 00000007
,
Figure 00000008
- расчетные координаты (ik, jk)-го элемента k-го ПК РЛИ, соответствующего k-му участку в выбранной НЗСК.
Figure 00000007
,
Figure 00000008
- the calculated coordinates of the (i k , j k ) th element of the k-th radar search system corresponding to the k-th section in the selected NSC.

2.2. Определяется номер

Figure 00000009
канала дальности РЛИ,сформированного в СК «дальность-доплеровская частота», которому принадлежит (ik, jk)-й элемент ПК РЛИ, формируемого в НЗСК2.2. The number is determined
Figure 00000009
the radar range channel formed in the SC “range-Doppler frequency”, which belongs to the (i k , j k ) th element of the radar radar array formed in the NSC

Figure 00000010
,
Figure 00000010
,

где:Where:

DS(n) - значение наклонной дальности до ближайшего канала дальности РЛИ, сформированного в СК «дальность-доплеровская частота»;DS (n) - the value of the slant range to the nearest channel of the radar range formed in the SC "range-Doppler frequency";

Δd - размер дискрета по дальности РЛИ, сформированного в СК «дальность-доплеровская частота».Δd is the size of the discrete along the range of the radar image generated in the SC "range-Doppler frequency".

Round - соответствует операции округления числа, заключенного в скобках, до целого.Round - corresponds to the operation of rounding the number in brackets to an integer.

2.3. Рассчитываются значения углов

Figure 00000011
наклона линии визирования элементов земной поверхности, соответствующих (ik, jk)-м элементам n-го ПК РЛИ (k-го участка), формируемого в НЗСК.2.3. Angle values are calculated
Figure 00000011
the slope of the line of sight of the elements of the earth's surface corresponding to the (i k , j k ) th elements of the n-th radar detector (k-th section) formed in the NSC.

Figure 00000012
Figure 00000012

2.4. Рассчитываются значения углов

Figure 00000013
визирования элементов земной поверхности, соответствующих (ik, jk)-м элементам n-го ПК РЛИ в горизонтальной плоскости НЗСК относительно оси X.2.4. Angle values are calculated
Figure 00000013
sighting of the elements of the earth’s surface corresponding to the (i k , j k ) th elements of the nth radar detector in the horizontal plane of the NWCC relative to the X axis.

Figure 00000014
Figure 00000014

2.5. Рассчитываются значения углов

Figure 00000015
визирования элементов земной поверхности, соответствующих (ik, jk)-м элементам n-го ПК РЛИ в горизонтальной плоскости НЗСК относительно направления вектора путевой скорости2.5. Angle values are calculated
Figure 00000015
sighting of elements of the earth’s surface corresponding to (i k , j k ) th elements of the nth radar detector in the horizontal plane of the NSC relative to the direction of the ground speed vector

Figure 00000016
,
Figure 00000016
,

где:Where:

Figure 00000017
- угол пути ЛА (носителя РСА);
Figure 00000017
- the angle of the path of the aircraft (PCA carrier);

Vx(n) - проекция вектора скорости полета ЛА на ось X выбранной НЗСК;Vx (n) is the projection of the aircraft flight velocity vector on the X axis of the selected NSC;

Vz(n) - проекция вектора скорости полета ЛА на ось Z выбранной НЗСК.Vz (n) is the projection of the flight speed vector of the aircraft on the Z axis of the selected NSC.

2.6. Рассчитываются значения

Figure 00000018
доплеровских сдвигов несущей частоты сигналов, отраженных элементами земной поверхности, соответствующих (ik, jk)-м элементам n-го ПК РЛИ, формируемого в НЗСК2.6. The values are calculated
Figure 00000018
Doppler shifts of the carrier frequency of the signals reflected by the elements of the earth's surface, corresponding to (i k , j k ) th elements of the n-th radar detector formed in the NSC

Figure 00000019
Figure 00000019

где:Where:

Figure 00000020
- значение горизонтальной составляющей вектора скорости носителя РСА;
Figure 00000020
- the value of the horizontal component of the velocity vector of the SAR carrier;

Vy(n) - значение вертикальной составляющей вектора скорости ЛА.Vy (n) is the value of the vertical component of the aircraft velocity vector.

2.7. Рассчитываются значения доплеровских сдвигов

Figure 00000021
несущей частоты радиолокационных сигналов, отражаемых элементами земной поверхности, соответствующими (ik, jk)-м элементам формируемого n-го ПК РЛИ k-го участка. Указанные значения рассчитываются относительно нижней границы
Figure 00000022
частотного окна, в котором должен осуществляться анализ доплеровских сдвигов частот при формировании n-го кадра РЛИ в СК «дальность-доплеровская частота».2.7. Doppler shifts are calculated
Figure 00000021
the carrier frequency of the radar signals reflected by the elements of the earth's surface, corresponding to the (i k , j k ) th elements of the generated n-th radar radar detector of the k-th section. The indicated values are calculated relative to the lower limit.
Figure 00000022
the frequency window in which the analysis of Doppler frequency shifts should be carried out during the formation of the nth frame of the radar image in the SC "range-Doppler frequency".

Figure 00000023
Figure 00000023

где:Where:

Figure 00000024
- нижняя граница окна анализа доплеровских сдвигов частот в частотной области;
Figure 00000024
- the lower border of the window for the analysis of Doppler frequency shifts in the frequency domain;

floor - соответствует операции выделения целой части, числа, заключенного в скобках;floor - corresponds to the operation of selecting the integer part, the number enclosed in brackets;

Figure 00000025
- расчетное значение доплеровского сдвига несущей частоты радиолокационных сигналов, отраженных от точки земной поверхности, относительно которой осуществляется фокусировка траекторного сигнала РСА при формировании n-го парциального кадра РЛИ k-го участка;
Figure 00000025
- the estimated value of the Doppler shift of the carrier frequency of the radar signals reflected from a point on the earth’s surface, relative to which the PCA trajectory signal is focused during the formation of the nth partial radar frame of the kth section;

Тp - период повторения зондирующих импульсов РСА.T p - the repetition period of the probe pulses of the SAR.

2.8. Рассчитываются значения доплеровских сдвигов

Figure 00000026
несущей частоты сигналов, отраженных от элементов земной поверхности, соответствующих (ik, jk)-м элементам n-го ПК РЛИ k-го участка, относительно значения
Figure 00000027
доплеровского сдвига несущей частоты для соответствующей точки фокусировки РЛИ2.8. Doppler shifts are calculated
Figure 00000026
the carrier frequency of the signals reflected from the elements of the earth's surface, corresponding to the (i k , j k ) th elements of the n-th radar detector of the k-th section, relative to the value
Figure 00000027
Doppler shift of the carrier frequency for the corresponding focus point

Figure 00000028
при
Figure 00000029
Figure 00000028
at
Figure 00000029

Figure 00000030
при
Figure 00000031
Figure 00000030
at
Figure 00000031

где:Where:

Figure 00000032
Figure 00000032

2.9. Определяются номера доплеровских фильтров, соответствующих в парциальном кадре РЛИ земной поверхности, сформированном в системе координат «дальность-доплеровская частота», (ik, jk)-м элементам n-го парциального кадра РЛИ (k-го участка), формируемого в НЗСК.2.9. The numbers of Doppler filters corresponding to the partial frame of the radar image of the earth's surface, formed in the coordinate system "range-Doppler frequency", (i k , j k ) -th elements of the n-th partial frame of the radar image (k-th section) formed in the NSCC are determined .

Figure 00000033
,
Figure 00000033
,

где:Where:

Тс - время синтезирования апертуры антенны при формировании одного парциального кадра РЛИ.T with - the synthesis time of the antenna aperture during the formation of one partial frame of the radar image.

2.10. Осуществляется присвоение (ik, jk)-му элементу формируемого в НЗСК n-го ПК РЛИ k-го участка, значения уровня (амплитуды) сигнала

Figure 00000034
, соответствующего значению этого уровня в элементе разрешения РЛИ, сформированного в СК «дальность-доплеровская частота»
Figure 00000035
, в
Figure 00000036
канале дальности и в
Figure 00000037
доплеровском фильтре.2.10. The (i k , j k ) -th element is being assigned to the k-th section of the signal of the signal level (amplitude) formed in the NSCS of the n-th radar detector
Figure 00000034
corresponding to the value of this level in the radar resolution element formed in the SC "range-Doppler frequency"
Figure 00000035
, at
Figure 00000036
range channel and in
Figure 00000037
Doppler filter.

Данное присвоение может осуществляться также с учетом величин уровней сигналов в соседних элементах разрешения РЛИ, сформированного в СК «дальность-доплеровская частота», с использованием оконной фильтрации.This assignment can also be carried out taking into account the values of signal levels in neighboring resolution elements of the radar image generated in the SC “range-Doppler frequency” using window filtering.

Далее осуществляется некогерентное суммирование (наложение) N парциальных кадров РЛИ, полученных раздельно в НЗСК, путем суммирования амплитуд соответствующих элементов разрешения (пикселей) ПК РЛИ. Совокупность всех (Nк) сформированных усредненных (некогерентно накопленных) ПК РЛИ, очевидно, формирует полное (результирующее) РЛИ области обзора земной поверхности в НЗСК.Next, incoherent summation (overlapping) of N partial radar image frames obtained separately in the NSCC is carried out by summing the amplitudes of the corresponding resolution elements (pixels) of the radar data source. The totality of all (N k ) formed averaged (incoherently accumulated) RS radar images, obviously, forms the complete (resulting) radar radar of the Earth's surface survey area in the NSC.

Как следует из приведенного описания, применение предложенного способа по сравнению с прототипом за счет:As follows from the above description, the application of the proposed method in comparison with the prototype due to:

- перевода парциальных кадров РЛИ, формируемых РСА при позиционном или скользящем сканировании ДН антенны, из системы координат «дальность-доплеровская частота» в нормальную земную систему координат, связанную с областью земной поверхности, подлежащей радиолокационному наблюдению;- translation of the partial frames of the radar data generated by the SAR during positional or sliding scanning of the antenna bottom from the coordinate system "range-Doppler frequency" to the normal earth coordinate system associated with the region of the earth's surface subject to radar observation;

- некогерентного суммирования (наложения) N парциальных кадров РЛИ (соответствующих одному и тому же парциальному участку земной поверхности) после их перевода в НЗСК;- incoherent summation (overlapping) of N partial radar frames (corresponding to the same partial plot of the earth's surface) after their transfer to the NSC;

- объединения парциальных (просуммированных в НЗСК) Nк непересекающихся между собой кадров парциальных радиолокационных изображений, непосредственно прилегающих друг к другу парциальных участков местности, в полное (результирующее) радиолокационное изображение области земной поверхности, подлежащей радиолокационному наблюдению, исключает появление искажений в результирующих полных РЛИ, которые могут возникать вследствие:- combining partial (summed in NZSC) N to non-overlapping frames of partial radar images directly adjacent to each other of the partial terrain into a complete (resulting) radar image of the earth's surface subject to radar observation, eliminates the appearance of distortion in the resulting full radar images, which may arise due to:

а) суммирования (некогерентного накопления) в системе координат «дальность-доплеровская частота» парциальных кадров РЛИ, в которых доплеровские сдвиги несущей частоты радиолокационных сигналов, отражаемых одними и теми же элементами земной поверхности, различаются;a) summation (incoherent accumulation) in the coordinate system "range-Doppler frequency" of the partial radar frames in which the Doppler shifts of the carrier frequency of the radar signals reflected by the same elements of the earth's surface are different;

б) объединения парциальных кадров РЛИ, накопленных в системе координат «дальность-доплеровская частота» с различающимся положением начала этой системы координат, в полное радиолокационное изображение земной поверхности.b) combining the partial radar image frames accumulated in the “range-Doppler frequency” coordinate system with a different position of the origin of this coordinate system into a complete radar image of the earth's surface.

При этом применение предложенного способа возможно как при скользящем, так и при дискретном сканировании ДН антенны РСА при увеличении скорости обзора земной поверхности.Moreover, the application of the proposed method is possible both with sliding and with discrete scanning of the bottom of the SAR antenna with an increase in the speed of the survey of the earth's surface.

Источники информацииInformation sources

1. В.Н. Антипов и др. Радиолокационные станции с цифровым синтезированием апертуры антенны. М.: Сов. Радио, 1988, стр. 158.1. V.N. Antipov et al. Radar stations with digital synthesis of the antenna aperture. M .: Sov. Radio 1988, p. 158.

2. М. Skolnik, Radar Handbook, th. ed., McGrowHill, 2008, ch. 5.4, fig. 5.34.2. M. Skolnik, Radar Handbook, th. ed., McGrowHill, 2008, ch. 5.4, fig. 5.34.

3. Патент РФ №2511216 C1, МПК G01S 13/89, опубл. 10.04.2014.3. RF patent No. 2511216 C1, IPC G01S 13/89, publ. 04/10/2014.

Claims (2)

1. Способ формирования изображения земной поверхности в радиолокационной станции с синтезированием апертуры антенны (РСА), основанный на объединении разнесенных по азимуту и по дальности парциальных кадров радиолокационных изображений (РЛИ), каждое из которых получено путем излучения когерентных импульсных зондирующих сигналов, облучения сканирующей антенной РСА парциальных участков зоны земной поверхности, подлежащей радиолокационному обзору, аналого-цифрового преобразования принятых отраженных сигналов, образования двумерных массивов оцифрованных сигналов и цифровой обработки содержащихся в массивах данных путем N-кратного выполнения коррекции расположения по дальности и зависимости фазы от дальности, азимутального предсуммирования, сжатия по дальности, записи результатов сжатия по дальности в буферную память, азимутальной фазовой коррекции, формирования азимутальных элементов разрешения посредством быстрого преобразования Фурье, автофокусировки, амплитудного детектирования и усреднения, далее наложения N парциальных РЛИ путем суммирования амплитуд соответствующих элементов разрешения, сжатия динамического диапазона амплитуд элементов разрешения, полученного после наложения парциальных РЛИ, отличающийся тем, что наложение (суммирование амплитуд элементов разрешения) полученных раздельно N парциальных кадров РЛИ участков земной поверхности, сжатие динамического диапазона амплитуд элементов разрешения, полученного после наложения парциальных РЛИ, и объединение усредненных (некогерентно накопленных) парциальных РЛИ в полное радиолокационное изображение области земной поверхности, подлежащей обзору, осуществляется после преобразования сформированных двумерных массивов, соответствующих полученным парциальным РЛИ земной поверхности, из системы координат «дальность - доплеровская частота» в нормальную земную систему координат (НЗСК).1. A method of forming an image of the earth’s surface in a radar station with synthesizing antenna aperture (SAR), based on the combination of partial frames of radar images (azimuth and distance), each obtained by emitting coherent pulsed sounding signals, irradiating a scanning SAR antenna partial sections of the earth's surface area to be radar survey, analog-to-digital conversion of the received reflected signals, the formation of two-dimensional of digital signals and digital processing of the data contained in the data arrays by N-fold correcting the location in range and phase dependence on range, azimuthal summing, range compression, recording the results of range compression in the buffer memory, azimuthal phase correction, formation of azimuthal resolution elements by fast Fourier transform, autofocus, amplitude detection and averaging, then superimposing N partial radar images by summing the amplitudes of the corresponding resolution elements, compressing the dynamic range of the amplitudes of the resolution elements obtained after applying the partial radar image, characterized in that the overlapping (summing the amplitudes of the resolution elements) separately received N partial frames of the radar image of the Earth’s surface, compressing the dynamic range of the amplitudes of the resolution elements obtained after applying the partial radar image , and the combination of averaged (incoherently accumulated) partial radar images into a complete radar image of the Earth's surface area Subject Review, performed after converting the generated two-dimensional array corresponding to the obtained partial RLI earth's surface from the coordinate system "range - Doppler frequency" in normal terrestrial coordinate system (NZSK). 2. Способ формирования изображения земной поверхности в радиолокационной станции с синтезированием апертуры антенны по п. 1, отличающийся тем, что наложение N парциальных кадров РЛИ, полученных раздельно в НЗСК, может осуществляться как при скользящем, так и при дискретном сканировании земной поверхности диаграммой направленности антенны РСА.2. The method of imaging the earth's surface in a radar station with the synthesis of the antenna aperture according to claim 1, characterized in that the superposition of N partial radar frames obtained separately in the NSCS can be performed both with a rolling and discrete scanning of the earth's surface by the antenna radiation pattern PCA.
RU2016113258A 2016-04-06 2016-04-06 Method for generating image of the ground surface in radar station with antenna aperture synthesis RU2614041C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016113258A RU2614041C1 (en) 2016-04-06 2016-04-06 Method for generating image of the ground surface in radar station with antenna aperture synthesis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016113258A RU2614041C1 (en) 2016-04-06 2016-04-06 Method for generating image of the ground surface in radar station with antenna aperture synthesis

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2614041C1 true RU2614041C1 (en) 2017-03-22

Family

ID=58453146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016113258A RU2614041C1 (en) 2016-04-06 2016-04-06 Method for generating image of the ground surface in radar station with antenna aperture synthesis

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2614041C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110109104A (en) * 2019-04-17 2019-08-09 电子科技大学 A kind of equidistant slice imaging geometric distortion correction method of array SAR
RU2740782C1 (en) * 2019-11-26 2021-01-21 Александр Петрович Сонин Method of radar surveying of earth and near-earth space by radar with synthesized antenna aperture in band with ambiguous range with selection of moving targets on background of reflections from underlying surface and radar with synthesized antenna aperture for implementation thereof

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7411540B1 (en) * 2005-03-10 2008-08-12 Itt Manufacturing Enterprises Inc. Synthetic aperture radar (SAR) data compression
US20100283669A1 (en) * 2009-04-07 2010-11-11 Thales Multi-mode ground surveillance airborne radar
WO2011001141A1 (en) * 2009-06-30 2011-01-06 Mitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. Radar system
RU2419109C1 (en) * 2009-11-10 2011-05-20 Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Рязанский государственный радиотехнический университет Method of viewing earth's surface in front zone of view of onboard radar set
RU2511216C1 (en) * 2012-12-17 2014-04-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" Method of generating image of surface in synthetic aperture radar station
RU2526850C2 (en) * 2012-11-28 2014-08-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точных приборов" Method of obtaining radar image of portion of earth's surface and synthetic aperture radar station (versions)
RU2560082C2 (en) * 2014-01-09 2015-08-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" Method for frontal earth surface aperture synthesis with exclusion of blind zones in front zone using multi-position radar system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7411540B1 (en) * 2005-03-10 2008-08-12 Itt Manufacturing Enterprises Inc. Synthetic aperture radar (SAR) data compression
US20100283669A1 (en) * 2009-04-07 2010-11-11 Thales Multi-mode ground surveillance airborne radar
WO2011001141A1 (en) * 2009-06-30 2011-01-06 Mitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. Radar system
RU2419109C1 (en) * 2009-11-10 2011-05-20 Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Рязанский государственный радиотехнический университет Method of viewing earth's surface in front zone of view of onboard radar set
RU2526850C2 (en) * 2012-11-28 2014-08-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точных приборов" Method of obtaining radar image of portion of earth's surface and synthetic aperture radar station (versions)
RU2511216C1 (en) * 2012-12-17 2014-04-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" Method of generating image of surface in synthetic aperture radar station
RU2560082C2 (en) * 2014-01-09 2015-08-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" Method for frontal earth surface aperture synthesis with exclusion of blind zones in front zone using multi-position radar system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110109104A (en) * 2019-04-17 2019-08-09 电子科技大学 A kind of equidistant slice imaging geometric distortion correction method of array SAR
CN110109104B (en) * 2019-04-17 2022-03-15 电子科技大学 Array SAR (synthetic aperture radar) equidistant slice imaging geometric distortion correction method
RU2740782C1 (en) * 2019-11-26 2021-01-21 Александр Петрович Сонин Method of radar surveying of earth and near-earth space by radar with synthesized antenna aperture in band with ambiguous range with selection of moving targets on background of reflections from underlying surface and radar with synthesized antenna aperture for implementation thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7106243B2 (en) Technique for enhanced quality high resolution 2D imaging of ground moving targets
CN110488288B (en) Airborne SAR high-resolution tomography method
Viviani et al. IBIS-ArcSAR: An innovative ground-based SAR system for slope monitoring
KR101804522B1 (en) Apparatus and Method for SAR Offset Tracking using Multiple-Displacement estimated Kernel
Magnard et al. Processing of MEMPHIS Ka-band multibaseline interferometric SAR data: From raw data to digital surface models
CN114217274B (en) Method and device for positioning target of interference synthetic aperture radar
Pastina et al. MIMO distributed imaging of rotating targets for improved 2-D resolution
CN112034459A (en) Linear synthetic aperture radar imaging method and system based on antenna directional diagram compensation
RU2614041C1 (en) Method for generating image of the ground surface in radar station with antenna aperture synthesis
RU2511216C1 (en) Method of generating image of surface in synthetic aperture radar station
Hosseiny et al. Structural displacement monitoring using ground-based synthetic aperture radar
CN111707996B (en) GEO satellite-borne SAR moving target detection method based on improved GRFT-STAP
Bezvesilniy et al. Synthetic aperture radar systems for small aircrafts: Data processing approaches
Al-Ibadi et al. DEM extraction of the basal topography of the Canadian archipelago ICE caps via 2D automated layer-tracker
RU2617116C1 (en) Method for forming a surface image in a radar location with synthesization of antenna aperture with electronic control of a beam
André et al. Spatially variant incoherence trimming for improved SAR CCD
US6204800B1 (en) Method for monitoring the earth surface
André et al. Spatially variant incoherence trimming for improved bistatic SAR CCD
RU2707556C1 (en) Method of determining terrain elevation height of a radar with synthesized antenna aperture
RU2499279C1 (en) Method of estimating aircraft altitude from radar images of earth's surface
Santi et al. A parasitic array receiver for ISAR imaging of ship targets using a coastal radar
Kubica Opportunistic radar imaging using a multichannel receiver
RU2626012C1 (en) Method of ground mapping by airborne radar
Gisinger et al. Recent Findings on the Sentinel-L Geolocation Accuracy Using the Australian Corner Reflector Array
Baczyk et al. ISAR imaging with a multi-channel multi-static passive radar