Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2022, № 2 · RADAR INFORMATION METHODS AND ELEMENTS

Improvement of characteristics of space SAR in high resolution modes

S.L. Vnotchenko1, M.V. Shchetinin1

1 Research Institute of Precision Instruments, Moscow, Russia
Full text DOI: 10.30898/1684-1719.2022.2.9 UDC 621.396.965.21 EDN BZVQKC

Abstract

The methods of increasing the size of the radar image obtained by space radars with synthesized aperture in high-resolution mode are analyzed. The image size increase is achieved due to the extended scanning of the antenna beam in the azimuthal plane. The basis of the considered methods is the classical searchlight mode. The modes of composite (multi-frame) searchlight shooting and sliding searchlight shooting are compared. The dependences of azimuthal resolution and frame size on the size of the scanning sector are estimated. Numerical examples are based on the parameters of COSMO-SkyMed and TerraSAR-X radars. A list of the main ways to increase scanning is provided. A brief description of the Staring Spotlight mode is given, as an example, which allows to significantly increase the detail and quality of images.

  • space borne synthetic aperture radar
  • high-resolution images
  • spotlight mode
  • multi-frame mode
  • sliding spotlight mode
Аннотация (на русском)

Улучшение характеристик космических РСА в режимах высокого разрешения

Анализируются методы увеличения размеров радиолокационного изображения, получаемого космическими радиолокаторами с синтезированной апертурой в режиме высокого разрешения. Увеличение размеров изображения достигается за счет расширенного сканирования луча антенны в азимутальной плоскости. Основой рассматриваемых методов является классический прожекторный режим. Сравниваются режимы составной (многокадровой) прожекторной съемки и скользящей прожекторной съемки. Оцениваются зависимости азимутального разрешения и размера кадра от величины сектора сканирования. Численные примеры основываются на параметрах радиолокаторов COSMO-SkyMed и TerraSAR-X. Приводится перечень основных способов увеличения сканирования. Дается краткое описание режима Staring Spotlight, как примера, позволяющего существенно повысить детальность и качество изображений.

For citation

Vnotchenko S.L., Shchetinin M.V. Improvement of characteristics of space SAR in high resolution modes // Journal of Radio Electronics. – 2022. – No. 2. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.2.9

References

  1. Внотченко С.Л., Коваленко А.И., Риман В.В., Шишанов А.В. Технический облик многоапертурного космического радиолокатора с синтезированной апертурой на основе АФАР Х-диапазона. Всероссийские радиофизические научные чтения-конференции памяти Н.А. Арманда. Секция 2: Радиолокационные системы с синтезированной апертурой. Муром. 2010. С.91-95.
  2. Capece P. Active SAR Antennas: Design, Development and Current Programs.International Journal of Antennas and Propagation. 2009. https://doi.org/10.1155/2009/796064
  3. Stangl M., Werninghaus R., Zahn R. The TerraSAR-X active phased array antenna. 2003 IEEE International Symposium on Phased Array Systems and Technology. 2003. P.70-75. https://doi.org/10.1109/PAST.2003.1256959
  4. Mittermayer J., Wollstadt S., Prats P., Scheiber R. Staring Spotlight Imaging With TerraSAR-X. 2012 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium 2012. P.1606-1609. https://doi.org/10.1109/IGARSS.2012.6350809
  5. Mittermayer J., Wollstadt S., Prats-Iraola P., Scheiber R., Koppe W. The TerraSAR-X Staring Spotlight Mode Concept. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2014. V.52. №6. P.1-12. http://dx.doi.org/10.1109/TGRS.2013.2274821
  6. Kraus T., Bräutigam B., Mittermayer J., Wollstadt S., Grigorov C. TerraSAR-X Staring Spotlight Mode Optimization and Global Performance Predictions. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2016. V.9. №3. P.1015-1027. https://doi.org/10.1109/JSTARS.2015.2431821
  7. Biondi Filippo. COSMO-SkyMed Staring Spotlight SAR Data for Micro-Motion and Inclination Angle Estimation of Ships by Pixel Tracking and Convex Optimization. Remote Sensing. 2019. №11(7). P.766. https://doi.org/10.3390/rs11070766
  8. Wei Xu, Lu Zhang, Chonghua Fang, Pingping Huang, Weixian Tan, Yaolong Qi. Staring Spotlight SAR with Nonlinear Frequency Modulation Signal and Azimuth Non-Uniform Sampling for Low Sidelobe Imaging. Sensors. 2021. V.21(19). P.6487. https://doi.org/10.3390/s21196487