SAR의 이미징 모드와 Time 개념

이미징 모드

1. Stripmap Mode

안테나가 비행기나 위성의 사이드에 고정되어 지면을 따라 빔을 드래그한다. 안테나의 빔폭에 의해 최대 방위 해상도가 제한된다.

방위 해상도는 플랫폼 속도, 플랫폼의 고도, 표적 관찰 시간,레이더 빔폭 등 에 의해 제한된다. 빔폭에 대해서 얘기하자면 빔폭이 좁을수록 레이더는 한번에 한 타겟만을 더 잘 관찰할수 있기 때문이다. 반대로 빔폭이 넓으면 레이더는 한번에 여러 표적을 관찰하게 되면서 각 표적에 대한 구분력이 떨어진다.

거리 해상도의 경우 크게 레이다의 펄스 폭 또는 밴드폭에 의해서 영향을 받는다.

 

2. Spotlight Mode

안테나 빔이 지면의 특정 지점에 고정되고 안테나는 그 지점에 빔을 고정하기 위해 회전한다. 이에 따라 최대 방위 해상도가 증가하고 이는 Squint Angle로만 제한된다.  

Squint 각도가 크다면 동일한 타겟을 더 오래 관측할수 있어 방위 해상도가 증가할 수 있다. 

 

3. Scan Mode

스트립맵 모드와 스폿라이트 모드의 하이브리드 형태로 레이다의 빔이 드래그되고 회전하여 스트립맵 보다 더 높은 해상도를 달성하면서 스폿라이트 모드로 커버할수 없는 넓은 영역을 커버할 수 있다.

 

 

 

Timing

Fast Time

 Fast TIme은 레이다에서 전송한 하나의 펄스가 표적에 부딪혀서 반사되어 다시 돌아오는 신호를 수신하는데 걸린 시간의  차원으로 일반적으로 밀리초, 마이크로로 측정된다. 빠른 시간은 변수 t 로 나타내고 Range와 관련이 있다.

 

Slow Time

 Slow Time은 레이다가 표적을 관찰하는 동안 여러 번의 펄스를 연속적으로 전송하고, 각각의 펄스가 표적에 부딪혀 반사되어 돌아오는 반환값들의 시간 차원이다. 레이다가 표적을 관찰하는 전체 기간 동안의 데이터를 수집하여 이를 통해 방위 정보를 얻는것을 나타낸다. 변수 η로 표현되고 일반적으로 초, 1/10초 단위이다.

Fast, Slow Time과 Slow time에 Fast time을 쌓은 모습

 

 

 이렇게 보면 어 둘다 펄스 반환 값을 측정하는 시간 차원아닌가 하겠지만 측정 시간의 범위와 목적이 다르다. 

Fast Time의 경우 단일 펄스에 대한 것으로 이 시간은 레이다와 표적간의 거리에 직접적으로 비례하여 거리를 측정할수 있다. Slow Time의 경우 연속적인 여러 펄스에 대한 것으로 이 과정에서 레이다는 다양한 관찰 각을 얻게 되어 방위 정보를 얻을수 있다.