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

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Performance Analysis of Quad-pol SAR System for Wide-Swath Operation Mode

광역관측 운용 모드에 대한 Quad-pol SAR 시스템의 성능 분석

  • Lim, Jung-Hwan (Department of Electronics and Information Engineering, Korea Aerospace University) ;
  • Yoon, Seong Sik (Imaging Radar Team, Hanwha Systems) ;
  • Lee, Jae-Wook (Department of Electronics and Information Engineering, Korea Aerospace University) ;
  • Lee, Taek-Kyung (Department of Electronics and Information Engineering, Korea Aerospace University) ;
  • Ryu, Sang-Burm (Payload Electronics Team, Korea Aerospace Research Institute) ;
  • Lee, Hyeon-Cheol (Payload Electronics Team, Korea Aerospace Research Institute) ;
  • Lee, Sang-Gyu (Payload Electronics Team, Korea Aerospace Research Institute)
  • 임정환 (한국항공대학교 항공전자정보공학과) ;
  • 윤성식 (한화시스템 영상레이다팀) ;
  • 이재욱 (한국항공대학교 항공전자정보공학과) ;
  • 이택경 (한국항공대학교 항공전자정보공학과) ;
  • 유상범 (한국항공우주연구원 탑재체전자팀) ;
  • 이현철 (한국항공우주연구원 탑재체전자팀) ;
  • 이상규 (한국항공우주연구원 탑재체전자팀)
  • Received : 2018.11.19
  • Accepted : 2019.02.18
  • Published : 2019.02.28
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Abstract

In this study, we propose a performance analysis of a quadrature-polarimetric(quad-pol) synthetic aperture radar(SAR) system for wide-swath operation mode and compare it with a single-pol system based on the operation mode. To achieve a shorter revisit time for an SAR satellite, we must observe a wide area, and two SAR operation modes exist for this purpose, which are called ScanSAR and SweepSAR. In general, a quad-pol SAR system can obtain a greater variety of information about a target than a single-pol system. Because this system affects system performance parameters, analyzing these effects is required. Based on a performance analysis of the wide-swath quad-pol SAR system, the system parameters and appropriate operation mode can be selected to satisfy the performance requirements.

본 논문에서는 광역관측 운용 모드에 대한 Quad-pol SAR 시스템의 성능을 분석하고, 단일편파 시스템과의 비교 및 각 운용 모드 사이의 비교를 수행하고자 한다. SAR 위성의 짧은 재방문 주기를 위해서는 넓은 영역을 관측해야 하며, 이를 위한 SAR 운용 모드로 ScanSAR와 SweepSAR가 있다. 일반적으로 Quad-pol SAR 시스템은 관측 대상의 정보를 단일 편파를 사용할 때보다 다양하게 얻을 수 있지만 시스템 성능 변수들에 영향을 주므로 이러한 영향을 분석할 필요가 있다. 광역관측 Quad-pol SAR 시스템의 성능 분석 결과로부터 목표 성능을 만족시키기 위한 시스템 변수와 적합한 운용 모드를 선정할 수 있다.

Keywords

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그림 2. RAR에 대한 PB 영향 Fig. 2. Effect of PB for RAR.

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그림 3. PB 변화에 따른 모호성 성능 Fig. 3. Ambiguity performances according to PB variation.

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그림 4. SweepSAR 안테나 길이에 따른 관측 폭과 해상도의 변화 Fig. 4. Variation of swath-width and resolution according to antenna length of SweepSAR.

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그림 5. SAR 송·수신 시스템 블록도 Fig. 5. Block diagram of SAR Tx/Rx system.

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그림 6. Quad-pol SAR 시스템의 송·수신 펄스 타이밍 다이어그램 Fig. 6. Tx/Rx pulse timing diagram of quad-pol SAR system.

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그림 7. Quad-pol SAR 시스템 성능 분석의 검증. Line:참고문헌 [8], Symbol: 계산 Fig. 7. Verification of quad-pol SAR system performance analysis. Line: reference [8], Symbol: calculation.

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그림 8. ScanSAR 시스템의 단일편파 및 Quad-pol 성능 Fig. 8. Single-pol and quad-pol performances of ScanSAR system.

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그림 9. SweepSAR 시스템의 단일편파 및 Quad-pol 성능 Fig. 9. Single-pol and quad-pol performances of SweepSAR system.

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그림 10. Quad-pol ScanSAR 및 SweepSAR 모호성 비 성능 Fig. 10. Ambiguity performances of quad-pol ScanSAR and SweepSAR.

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그림 1. PRF 변화에 따른 모호성 성능 Fig. 1. Ambiguity performances according to PRF variation.

표 1. 운용 모드별 성능 비교(단일편파) Table 1. Performance comparison between each operation mode(Single-pol).

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표 2. 각 운용 모드 별 단일편파 및 Quad-pol SAR 시스템 성능 Table 2. Single-pol and quad-pol SAR system performance of each operation mode.

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