ISAR
레이다가 멈추고 표적이 움직이면 어떻게 되는가? 개구를 합성하려면 레이다가 표적을 보는 각이 바뀌기만 하면 된다. 그래서 배나 항공기처럼 표적이 돌면 레이다가 멈춰 있어도 같은 일이 일어난다. 이것을 역합성 개구 레이다(inverse SAR, ISAR)라 한다. 표적이 만큼 도는 동안, 회전축에서 옆으로 만큼 떨어진 산란점은 Doppler가 에 비례한다. 그래서 거리는 대역폭으로, cross-range(횡거리)는 Doppler로 가른다.
SAR의 에서 는 보는 각의 변화이므로, 이 식은 그 자리에 를 넣은 것과 같다.
그림에서 ▶를 누르면 표적이 펄스 64개 동안 돌고, ②에 산란점마다의 위상 변화가 쌓인다. 회전이 끝나면 ▶마다 펄스마다 주파수 방향으로 DFT 해 거리 프로파일을 만들고, 거리 bin마다 펄스 방향으로 DFT 해 영상을 만든다.
10 GHz, 대역폭 300 MHz(64단계), 펄스 64개 동안 산란점 여섯 개의 표적이 Δθ만큼 돈다. ①의 회전은 5배로 그렸고, ③의 원이 산란점의 실제 자리이다.
②의 직선은 기울기가 산란점의 cross-range에 비례한다. 4°를 도는 동안 cross-range 2 m의 산란점은 위상이 9.16바퀴, −3 m의 산란점은 13.76바퀴 반대쪽으로 돈다. 회전축 위의 산란점은 돌지 않는다. 이 위상 변화율이 각 산란점의 Doppler이고, 펄스 방향 DFT가 이 Doppler로 산란점을 cross-range에 늘어놓는다.
해 보기
- 회전각이 2°이면 cross-range bin과 영상이 어떻게 바뀌는지 확인하라.
관찰
cross-range bin이 0.429 m로 넓어져 cross-range로 가까운 산란점이 번진다.
- 회전각이 8°이면 cross-range bin이 어떻게 바뀌는지 보고, 회전이 더 커지면 무슨 문제가 생기는지 생각해 보라.
관찰
cross-range bin이 0.107 m로 좁아진다. 회전이 더 커지면 산란점이 range bin을 옮겨 다녀 이 간단한 2차원 DFT로는 흐려진다. SAR의 RCM과 같은 문제이다. 이 그림의 산란점은 8°를 도는 동안 거리가 많아야 0.42 m 바뀌어 range bin 0.50 m를 넘지 않는다.
강의 노트