Προσδιορισμός Διαδοχικών θέσεων κινούμενου αντικειμένου με χρήση Αντίστροφου Ραντάρ Συνθετικού Ανοίγματος (INVERSE SAR)

Abstract

Η όραση είναι ίσως η πιο σημαντική από τις αισθήσεις του ανθρώπου. Ο φακός στο ανθρώπινο μάτι συγκεντρώνει τα οπτικά κύματα τα οποία ανακλώνται από τα αντικείμενα στον ενδιάμεσο περιβάλλοντα χώρο και αργότερα «μεταφράζονται» σε οπτική πληροφορία στον εγκέφαλο. Τα τεχνητά συστήματα οράσεως /εντοπισμού μιμούνται ακριβώς αυτή τη λειτουργία του οφθαλμού αισθητήρα και του εγκεφάλου επεξεργαστή. Τα τεχνητά συστήματα αρχικά κατασκευάστηκαν για να βελτιώνουν την ικανότητά μας να αναλύουμε -αναγνωρίζουμε στόχους (κιάλια, ραντάρ, σόναρ) ή για να απεικονίσουμε π.χ. με φωτογραφικές μηχανές τα αντικείμενα, όποια και αν είναι η περίπτωση, ο επιδιωκόμενος σκοπός επιτυγχάνεται καλύτερα με ένα φακό μεγαλύτερου ανοίγματος. Γενικώς, το «κλειδί» για την καλύτερη όραση είναι σαφώς το μεγαλύτερο άνοιγμα. Το SAR παράγει ένα χάρτη υψηλής ανάλυσης στάσιμων στόχων και το ανάγλυφο του εδάφους. Το ISAR χρησιμοποιεί ένα γεωμετρικά αντίστροφο τρόπο όπου το ραντάρ είναι σταθερό και οι στόχοι κινούνται για να δημιουργήσουν εικόνες των στόχων. Με μια επαρκή ανάλυση υψηλού Doppler (υπερήχων) μετατοπίζουμε συναφείς σκεδαστές σ’ ένα στόχο που παρατηρείται και υπολογίζουμε την κατανομή της ανακλασιμότητας του στόχου που αποκτάται διαμέσου του φάσματος συχνοτήτων κατά Doppler. Ανάλυση υψηλής εμβέλειας ανακτάται χρησιμοποιώντας μεγαλύτερο εύρος ζώνης εκπεμφθείσας κυματομορφής και η υψηλής ανάλυσης cross – range επιτυγχάνεται δε από συνεκτική επεξεργασία επιστρεφόμενου σήματος από μια σειρά μικρών ανοιγμάτων διαφορετικών οπτικών ραντάρ ώστε να εξομοιώσει ένα μεγάλο άνοιγμα. Οι συμβατικές μέθοδοι για την ανάκτηση πληροφοριών Doppler βασίζονται στην χρήση του μετασχηματισμού Fourier. Με τη λήψη μετασχηματισμού Fourier από ακολουθίες σειρών μπορεί να δημιουργηθεί μια εικόνα ISAR. Ως εκ τούτου η διαμόρφωση εικόνας σ’ ένα συμβατικό ραντάρ είναι μια εικόνα που βασίζεται στον μετασχηματισμό Fourier.

Vision is perhaps the most critical component of the human sensory system.The lens in the human eye collects the optical waves that are being reflected from the objects in its surrounding medium, which are then interpreted as visual information in the brain. Human made vision systems imitate the function of the eye the sensor and that of the brain the processor. Human-made vision systems are primarily built to improve on our ability to resolve targets, for example, binoculars, radars, and sonars, or to capture the image of a scene, for example, cameras. In either case the ability to view or capture a scene improves with a larger lens aperture (in a binocular or camera), a larger radar antenna aperture, or larger acoustic transducer aperture. The key to better vision is a larger aperture. SAR generates a high-resolution map of stationary surface targets and terrain. ISAR uses a geometrically inverse way where the radar is stationary and targets are moving to generate image of targets. With a sufficient high-Doppler resolution, differential Time-Frequency Transforms for Radar Imaging and Signal Analysis Doppler shifts of adjacent scatterers on a target can be observed, and the distribution of the target’s reflectivity can be obtained through the Doppler frequency spectrum.High-range resolution is obtained by using wide bandwidth of thetransmitted waveform, and high cross-range resolution is achieved by coherently processing returned signals from a sequence of small apertures at different aspect angles to the radar to emulate a large aperture. Conventional methods to retrieve Doppler information are based on the Fourier transform. By taking the Fourier transform of a sequence of time history series, an ISAR image can be formed. Therefore, the conventional radar image formation is a Fourier-based image formation