Staggered synthetic aperture radar: 9 Tabellen
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Köln
DLR, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
2016
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Staggered Synthetic Aperture Radar
Michelangelo Villano
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Institut für Hochfrequenztechnik und
Radarsysteme
Oberpfaffenhofen
181 Seiten
110 Bilder
9 Tabellen
132 Literaturstellen
ULB Darmstadt
19960390
Deutsches Zentrum
für Luft- und Raumfahrt
Contents
Zusammenfassung v
Abstract vii
Acronyms and Symbols ix
1 Introduction 1
1 1 State of the Art: Spaceborne SAR Sensors 2
1 2 Motivation, Objectives, and Structure of the Thesis 5
2 SAR Remote Sensing 9
2 1 Geometry and Acquisition Process 9
2 2 Signal Processing 11
221 The Range Dimension 11
222 The Azimuth Dimension 14
2 3 System Performance 17
231 Resolution and Sidelobes 17
232 Distributed Scatterers and Speckle 17
233 Noise Equivalent Sigma Zero 18
234 Azimuth Ambiguities 18
235 Range Ambiguities and Nadir Returns 20
3 High-Resolution Wide-Swath Imaging 23
3 1 Azimuth Resolution and Swath Width 23
3 2 Digital Beamforming and Multiple Receive Subapertures 26
321 Multi-Channel Processing 28
3 3 New Architectures and Concepts 30
Contents
331 Multi-Channel ScanSAR 30
332 Multiple Elevation Beams 30
4 Staggered SAR 33
4 1 Concept 33
411 Processing Strategies 34
4 2 Design of Sequences of PRIs 35
421 Slow PRI Change 36
422 Fast PRI Change 38
423 More Elaborated Sequences 46
424 Sequences for Fully Polarimetrie SAR Systems 47
4 3 Interpolation Methods 49
431 Two-Point Linear Interpolation 50
432 Multi-Channel Reconstruction 50
433 Best Linear Unbiased (BLU) Interpolation 53
5 Performance Analysis and Design Examples 55
5 1 Input Parameters and Performance Measurements 55
5 2 Impact on Performance of the Features Peculiar of a Staggered SAR System 64
521 Impact of the Sequence of PRIs on Performance 64
522 Impact of the Interpolation Method on Performance 70
523 Impact of the Processing Strategy on Performance 71
5 3 System Design Considerations 73
531 Mean PRF on Transmit 73
532 Processed Doppler Bandwidth 76
533 Duty Cycle 77
534 Fully Polarimetrie SAR Systems 78
5 4 C-Band Design Examples Based on a Planar Antenna 80
6 Experiments with Real Data 87
6 1 F-SAR Experiment 87
611 Generation of Equivalent Staggered SAR Data 87
612 Performance Assessment on Raw Data 92
613 Data Focusing and Impulse Response Analysis 94
6 2 TerraSAR-X Experiment 106
621 Characteristics of TerraSAR-X and Experiment Definition 106
622 TerraSAR-X Data Processing and Analysis of the Results 114
Contents
iii
7 Data Volume Reduction 119
7 1 HRWS Systems and Azimuth Oversampling 119
7 2 On-Board Doppler Filtering and Decimation 120
7 3 FIR Filter Design 122
7 4 Performance Analysis 125
7 5 Joint Effects of Doppler Filtering and Quantization 129
8 Staggered SAR with Displaced Phase Centers 133
8 1 Concept 133
8 2 System Design 134
9 Conclusions 141
9 1 Discussion 141
9 2 Summary of Results 143
9 3 Outlook 145
Bibliography 147
A Spherical SAR Geometry 157
Curriculum Vitae
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