بررسی قابلیت پایش جابجایی در یک سامانه رادار روزنه مصنوعی زمینی با آنتن چندورودی - چندخروجی

با افزایش کاربرد سنجش از دور راداری و افزایش نیاز به داده های متنوع راداری در کاربردهای پایش زمین، مطالعات در زمینه توسعه و ارزیابی سامانه های رادار روزنه مصنوعی زمینی (gbsar) اهمیت بیشتری پیدا کرده است. سامانه های gbsar در مقایسه با سامانه های هوابرد و ماهواره ای دارای زاویه دید مناسب تر نسبت به محدوده پایشی هستند. علاوه بر این، این سامانه ها دارای قدرت تفکیک مکانی و زمانی بهتری در مقایسه با سایر سامانه ها هستند و هزینه راه اندازی کمتری دارند. مقاله پیشرو به توسعه و ارزیابی یک سامانه gbsar با ترکیب سنجنده رادار با آنتن چندورودی چندخروجی (mimo) و تصویربرداری روزنه مصنوعی (mimo gbsar) در محیط شبیه سازی می پردازد. سنجنده راداری مورد بررسی در این مقاله از دو آنتن فرستنده و چهار آنتن گیرنده در باند فرکانسیw با محدوده فرکانس 7681 گیگاهرتز بهره می برد. فشرده سازی در راستای آزیموت در دو مرحله فرم دهی پرتو آنتن مجازی mimo و سپس فشرده سازی تمامی سیگنال های راستای آزیموت صورت می گیرد. طبق نتایج شبیه سازی، حالت ترکیبی mimo gbsar، باعث بهبود قدرت تفکیک در راستای آزیموت از 400 میلی رادیان در حالت رادار mimo به 4.9 میلی رادیان بوده است. همچنین در مقایسه با حالت رادار روزنه مصنوعی مونو استاتیک، تعداد گام های موردنیاز در حالت ترکیبی از 920 گام به 115 گام در ریلی به طول 90 سانتی متر کاهش یافت که بیان گر قابلیت سامانه mimo gbsar به اخذ داده با نرخ تصویربرداری بالاتر است. در بررسی پردازش تداخل سنجی و قابلیت پایش جابجایی سامانه پیشنهادی در محیط شبیه سازی آزمایشی صورت گرفت که طی آن، هدفی با نرخ جابجایی 0.1 میلیمتر بر اپوک درنظر گرفته و فرایند ایجاد سیگنال خام و پردازش تداخل سنجی آن شبیه سازی گردید و تصویربرداری صورت گرفت. طی این آزمایش نرخ جابجایی هدف متحرک در هر اپوک 0.1 میلیمتر درنظر گرفته شد. طی این آزمایش، دقت براورد جابجایی سنجنده در مقیاس میکرو متر بدست آمد. بطوری که مقادیر شدت خطا از سطح 1.5 میکرومتر پایین تر و بطور میانگین حدود 0.32 میکرومتر براورد شدند.

Evaluating the deformation monitoring capability of a ground based SAR system with MIMO antenna

By increasing the applicability of groundbased SAR (GBSAR) systems in geoscience and remote sensing, the development and evaluation of new systems have gained attention. GBSAR systems can be utilized for monitoring areas that are hard to or cannot be seen by the airborne or spaceborne systems. Furthermore, they have better spatial and temporal resolutions and are costeffective and easy to implement. This paper develops and evaluates a GBSAR system by combining a multipleinput multipleoutput (MIMO) radar and mechanical linear rail as a synthetic aperture in azimuth direction (MIMO GBSAR) in a simulated environment. The considered radar sensor consists of two transmitters and four receiver antennas, operating at the W band frequency between 7681 GHz. Azimuth compression consists of two main steps: MIMO beamforming and then compressing all gathered signals in the azimuth direction. According to the simulated results, the proposed MIMO GBSAR is able to improve the azimuth angular resolution to 4.9 mrad, compared to the 400 mrad angular resolution of the simple MIMO radar. A monostatic radar sensor requires 920 steps to complete a 0.9 m linear synthetic aperture, while the proposed MIMO GBSAR requires 115 steps, which implies a faster data acquisition rate. A simulated experiment was conducted in order to evaluate the interferometric capability of the considered sensor. The target rsquo;s displacement rate was considered 0.1 millimeters per epoch. According to the results, the errors rsquo; amplitude was smaller than 1.5 micrometer, and the average displacement error was 0.32 micrometer.