한국전자파학회논문지 (The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science)

  • 제26권2호
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  • Pages.218-225
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  • 2015
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  • 1226-3133(pISSN)
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  • 2288-226X(eISSN)
한국전자파학회 (The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science)
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펄스 간 이동 성분을 갖는 계단 첩 파형의 개선된 PSO를 이용한 ISAR 영상 요동 보상

Inter-Pulse Motion Compensation of an ISAR Image Generated by Stepped Chirp Waveform Using Improved Particle Swarm Optimization

  • 강민석 (포항공과대학교 전자전기공학과) ;
  • 이성현 (포항공과대학교 전자전기공학과) ;
  • 박상홍 (부경대학교 전자공학과) ;
  • 신승용 (LIG넥스원 ISR 연구센터) ;
  • 양은정 (국방과학연구소) ;
  • 김경태 (포항공과대학교 전자전기공학과)
  • Kang, Min-Seok (Department of Electrical and Electronic Engineering, Pohang University of Science and Technology) ;
  • Lee, Seong-Hyeon (Department of Electrical and Electronic Engineering, Pohang University of Science and Technology) ;
  • Park, Sang-Hong (Department of Electronic Engineering, Pukyong National University) ;
  • Shin, Seung-Yong (ISR Research Center, LIGnex1) ;
  • Yang, Eunjung (Agency for Defense Development) ;
  • Kim, Kyung-Tae (Department of Electrical and Electronic Engineering, Pohang University of Science and Technology)
  • 투고 : 2014.12.12
  • 심사 : 2015.01.29
  • 발행 : 2015.02.27
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초록

역합성 개구면 레이더(Inverse Synthetic Aperture Radar: ISAR) 영상은 표적으로부터 반사되어 돌아온 레이더 수신신호들을 코히런트하게 신호처리하여 형성한 표적의 2차원 영상이다. 본 논문에서는 계단 첩 파형(Stepped Chirp Waveform: SCW)을 이용한 ISAR 영상 형성과정에서 펄스 간 움직임(Inter-Pulse Motion: IPM)이 존재하는 경우, 이를 효과적으로 보상하기 위한 알고리즘을 제안한다. 널리 쓰이는 최적화 기법 중 하나인 particle swarm optimization(PSO)를 기반으로 IPM에 관련된 표적의 속도와 가속도를 추정한다. 또한, 개선된 PSO를 통해 기존의 성능을 더욱 향상시켜 실시간 요동보상을 수행한다. 시뮬레이션에서는 Boeing-737의 점 산란원 모델을 이용한 기동 시나리오에서 제안된 알고리즘의 성능을 확인한다.

Inverse synthetic aperture radar(ISAR) is coherent imaging system formed by conducting signal processing of received data which consists of radar cross section(RCS) reflected from maneuvering target. A novel algorithm is proposed to compensate inter-pulse motion(IPM) for the purpose of forming an well-focused ISAR image through signals generated by stepped chirp waveform( SCW). The velocity and acceleration of the target related to IPM are estimated based on particle swarm optimization (PSO) which has been widely used in optimization technique. Furthermore, a modified PSO which enables us to improve the performance of PSO is used to compensate IPM in a very short-time. Simulation results using point scatterer model of a Boeing-737 aircraft validate the performance of the proposed algorithm.

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참고문헌

  1. 이성현, 강민석, 박상홍, 신승용, 양은정, 김경태, "계단 첩 파형(Stepped Chirp Waveform)을 이용한 ISAR 영상 형성", 한국전자파학회논문지, 25(9), pp. 930-937, 2014년 9월. https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2014.25.9.930
  2. W. Chongyu, Y. Yang, "Chirp sub-pulse stepped frequency radar signal processing", IEEE Third International Symposium on Information Processing, pp. 251-254, 2010.
  3. S. H. Park, H. T. Kim, and K. T. Kim, "Stepped-frequency ISAR motion compensation using particle swarm optimization with an island model", Progress in Electromagnetics Research, PIER 85, pp. 25-37, 2008.
  4. S. H. Park, H. T. Kim, and K. T. Kim, "Improved autofocusing of stepped-frequency ISAR images using particle swarm optimization", IET Electronics Letters, vol. 45, no. 20, 2009.
  5. D. Zhu, L. Wang, and Y. Yu, "Robust ISAR range alignment via minimizing the entropy of the average range profile", IEEE Geosci. Remote Sens., vol. 6, no. 2, pp. 204-208, Apr. 2009. https://doi.org/10.1109/LGRS.2008.2010562
  6. L. Wang, X. Liu, and Z. Zhou, "Minimum-entropy phase adjustment for ISAR", IEE Proc.-Radar Sonar Navig., vol. 151, no. 4, Aug. 2004.