А.А. Монаков1

1 Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (Санкт-Петербург, Россия)

Постановка проблемы. Одной из причин ухудшения качества радиолокационных изображений (РЛИ) в радиолокаторах с синтезированной апертурой антенны (РСА) являются миграции светящихся точек по элементам разрешения по дальности на интервале синтеза. Существующие на сегодняшний день алгоритмы, компенсирующие негативное влияние этих миграций, обладают существенным недостатком: они требуют больших вычислительных затрат.

Цель. Синтезировать простой алгоритм компенсации миграций светящихся точек по дальности методом «ключевого камня» без интерполяции, позволяющий уменьшить количество необходимых для его реализации вычислений.

Результаты. Представлен не использующий методы интерполяции функций алгоритм компенсации миграций светящихся точек на основе преобразования масштаба (Chirp Scaling, CS) и процедуры быстрого фурье-анализа, который является модификацией известного алгоритма «замкового камня» (Keystone Transformation, KT). Показано, что предлагаемый алгоритм обладает высоким быстродействием и может быть использован при любом зондирующем широкополосном сигнале. Проведено математическое моделирование, результаты которого подтвердили высокую эффективность предложенного алгоритма.

Практическая значимость. Синтезированный алгоритм может быть использован при обработке сигналов РСА бокового обзора для получения РЛИ с высоким пространственным разрешением.

Монаков А.А. Алгоритм компенсации миграций светящихся точек по дальности методом «ключевого камня» без интерполяции // Успехи современной радиоэлектроники. 2022. T. 76. № 12. С. 46–53. DOI: https:// doi.org/10.18127/j20700784-202212-07

1. Верба В.С., Неронский Л.Б., Осипов И.Г., Турук В.Э. Радиолокационные системы землеобзора космического базирования / Под ред. В.С. Вербы. М.: Радиотехника. 2010. 681 с.
2. Cumming I.G., Bennett J.R. Digital processing of SEASAT SAR data // Proc. IEEE Int. Conf. Acoust., Speech, Signal Process. Washington. DC. USA. Apr. 1979. P. 45–47.
3. Lin M.Y., Wu C. A SAR correlation algorithm which accommodates large range migration. IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing. 1984. V. 22. Nov. № 6. P. 592–597.
4. Chang C.Y., Jin M., Curlander J.C. Squint mode processing algorithms // Proc. IGARSS, Vancouver. Canada. July 1989. P. 1702–1706.
5. Smith A. M. A new approach to range-Doppler SAR processing // Int. J. Remote Sensing. 1991. V. 12. Feb. № 2. P. 235–251.
6. Franceschetti G., Schirinzi G. A SAR processor based on two‑dimensional FFT codes // IEEE Trans. Aerospace Electron. Syst. 1990. V. 26. Mar. № 2. P. 356–366.
7. Cafforio C., Prati C., Rocca F. SAR data focusing using seismic migration techniques // IEEE Trans. Aerospace Electron. Syst. 1991. V. 27. Mar. № 2. P. 194–207.
8. Franceschetti G., Lanari R., Marzouk E.S. Aberration free SAR raw data processing via transformed grid predeformation // Proc. IGARSS. Tokyo, Japan. Aug. 1993. P. 1593–1595.
9. Stolt R.H. Migration by Fourier transform. Geophysics. 1978. V. 43. Jan. № 1. P. 23–48.
10. Perry R.P., DiPietro R.C., Fante R.L. Coherent Integration with Range Migration Using Keystone Formatting // 2007 IEEE Radar Conference, Boston. MA. USA. April 2007. P. 863–868.
11. Jing L., Hong G., Weimin S., Mojun Z. A Fast Range Migration Compensation Method. 2nd International Conference on Signal Processing Systems (ICSPS). Dalian. China. July 2010. P. V2-139-V2-143.
12. Runge H., Bamler R. A novel high precision SAR focusing algorithm based on chirp scaling // Proc. IGARSS. Houston. TX. May 1992. P. 372–375.
13. Cumming I.G., Wong F., Raney K. A SAR processing algorithm with no interpolation // Proc. IGARSS. Tokyo. Japan. Aug. 1993. P. 376–379.
14. Wong F., Cumming I.G., Raney R.K. Processing simulated RADARSAT SAR data with squint by a high precision algorithm // Proc. IGARSS. Tokyo. Japan. Aug. 1993. P. 1176–1178.
15. Raney R.K., Runge H., Bamler R., Cumming I.G., Wong F. Precision SAR processing without interpolation for range cell migration correction // IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing. 1994. V. 32. July. No 4. P. 786–799.
16. Монаков А.А. Алгоритм компенсации миграций светящихся точек по дальности в РСА бокового обзора // Электромагнитные волны и электронные системы. 2018. Т. 23. № 7. С. 6–12.
17. Moreira A., Huang Y. Airbome SAR Processing of Highly Squinted Data Using a Chirp Scaling Approach with Integrated Motion Compensation // IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing. 1994. V. 32. Sept. № 5. P. 1029–1040.
18. Moreira A., Mittermayer J., Scheiber R. Extended Chirp Scaling Algorithm for Air- and Spaceborne SAR Data Processing in Stripmap and ScanSAR Imaging Modes // IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing. 1996. V. 34. Sept. № 5. P. 1123–1136.
19. Mittermayer J., Moreira A., Loffeld O. Spotlight SAR data processing using the frequency scaling algorithm // IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing. 1999. V. 37. Sept. № 5. P. 2198–2214.
20. Zhu D., Shen M., Zhu Z. Some Aspects of Improving the Frequency Scaling Algorithm for Dechirped SAR Data Processing // IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing. 2008. V. 46. June. № 6. P. 1579–1588.
21. Zhu D., Li Y., Zhu Z. A Keystone Transform without Interpolation for SAR Ground Moving Target Imaging // IEEE Geosci. and Remote Sensing Lett. 2007. V. 4. № 1. P. 18–22.
22. Монаков А.А., Поваренкин Н.В. Оценка угла места низколетящей цели: математическая модель сигнала, рассеянного шероховатой поверхностью при скользящих углах распространения // Успехи современной радиоэлектроники. 2019. Т. 73. № 11. С. 12–19.