영상 레이더

Imaging radar
레이더 디스플레이와 혼동하지 마십시오.
우주왕복선 엔데버호에 탑재된 SIR-C/X-SAR 레이더에 포착된 SAR 레이더 이미지는 테이데 화산을 보여준다.산타크루즈 데 테네리페는 섬의 오른쪽 하단 가장자리에서 보라색과 흰색으로 보입니다.정상 분화구의 용암 흐름은 녹색과 갈색으로 보이는 반면, 식생 지대는 화산 측면의 보라색, 녹색, 노란색으로 나타납니다.

이미지 레이더는 2차원 이미지(일반적으로 풍경)를 만드는 데 사용되는 레이더의 응용 프로그램입니다.영상 레이더는 지상의 영역을 비추고 무선 파장으로 사진을 찍기 위한 빛을 제공한다.안테나와 디지털 컴퓨터 스토리지를 사용하여 이미지를 기록합니다.레이더 이미지에서는 레이더 안테나를 향해 반사된 에너지만 볼 수 있다.레이더는 비행 경로를 따라 이동하고 레이더에 의해 조명된 영역(풋프린트)은 표면을 따라 이동하며 [1]이미지를 만듭니다.

디지털 레이더 이미지는 많은 점으로 구성됩니다.레이더 이미지의 각 픽셀은 지상의 해당 영역에 대한 레이더 후방 산란을 나타냅니다. 밝은 영역은 높은 후방 산란을 나타내고 어두운 영역은 낮은 후방 [1]산란을 나타냅니다.

레이더의 전통적인 적용은 라디오웨이브 신호를 전송하고 반사 신호의 방향과 지연을 감지하여 전형적으로 반사율이 높은 물체(항공기나 선박 등)의 위치와 움직임을 표시하는 것이다.한편, 촬상 레이더는 반사 신호의 강도를 한층 더 등록해 산란량(cf)을 결정함으로써 하나의 물체(예를 들어 풍경)의 화상 형성을 시도한다.빛 산란).등록된 전자파 산란은 2차원 평면에 매핑되며, 반사율이 높은 점이 보통 더 밝은 색으로 할당되어 이미지를 생성합니다.

이를 위해 몇 가지 기술이 발전했습니다.일반적으로 이들은 물체의 회전이나 다른 움직임으로 인해 발생하는 도플러 효과와 지구 상공을 비행하는 물체(일반적으로 평면)의 레이더에 의해 감지되는 물체와 후방 산란 사이의 상대적인 움직임으로 인해 발생하는 물체의 변화된 시야를 이용한다.최근의 기술 향상에 의해, 레이더 촬영이 보다 정확해지고 있다.이미징 레이더는 지구, 다른 행성, 소행성, 다른 천체들을 지도화하고 군사 시스템의 목표물들을 분류하는 데 사용되어 왔다.

묘사

촬상 레이더는 촬상에 사용할 수 있는 레이더 장치의 일종이다.일반적인 레이더 기술은 전파를 방출하고, 그 반사를 수신하고, 이 정보를 사용하여 데이터를 생성하는 것을 포함한다.촬상 레이더의 경우, 복귀파는 화상을 작성하기 위해서 사용됩니다.전파가 물체에 반사될 때, 이것은 전파에 변화를 줄 것이고 파동이 얼마나 멀리 이동했는지, 어떤 종류의 물체를 만났는지를 포함한 물체에 대한 데이터를 제공할 수 있다.컴퓨터는 수집된 데이터를 사용하여 [2]대상의 3-D 또는 2-D 이미지를 생성할 수 있습니다.

영상 레이더는 몇 가지 [3]장점이 있습니다.표적을 가리는 장애물이 있는 곳에서 작동할 수 있으며 지면(모래), 물 또는 [4][5]벽을 통과할 수 있습니다.

적용들

응용 프로그램에는 지표면 지형 및 해안 변화, 토지 이용 모니터링, 농업 모니터링, 얼음 순찰, 환경 모니터링, 기상 레이더 폭풍 모니터링, 윈드 시어 경고, 의료용 마이크로파 단층 촬영,[5] 벽 레이더 [6]이미징을 통한 3D [7]측정 등이 포함된다.

스루월레이더이미징

벽 매개변수 추정은 Ultra Wide-Band 레이더 시스템을 사용합니다.경음기 및 원형 안테나가 있는 핸들 M-시퀀스 UWB 레이더를 사용하여 데이터를 수집하고 스캔 [6]방법을 지원했습니다.

3차원 측정

3D 측정은 진폭 변조 레이저 레이더(Erim 센서 및 Perceptron 센서)에 의해 제공됩니다.중앙 범위 연산을 위한 속도와 신뢰성의 측면에서 3D 측정은 우수한 [7]성능을 발휘합니다.

기술 및 방법

현재 레이더 이미징 기술은 주로 합성 개구 레이더(SAR)와 역 합성 개구 레이더(ISAR) 이미징에 의존한다.모노펄스 레이더 3D 영상을 활용한 신기술이다.

실개구레이더

실제 개구 레이더(RAR)는 펄스 전파의 좁은 각도 빔을 비행 방향으로 직각으로 송신하고 수신 신호에서 레이더 영상으로 변환되는 목표물로부터 후방 산란을 수신하는 레이더 형태입니다.

일반적으로 반사된 펄스는 대상으로부터의 복귀 시간 순으로 배열되며, 이는 범위 방향 스캔에 해당합니다.

범위 방향의 분해능은 펄스 폭에 따라 달라집니다.방위 방향의 분해능은 [8]빔 폭 및 목표물까지의 거리의 곱과 동일합니다.

AVTIS 레이더

AVTIS 레이더는 94GHz의 실제 조리개 3D 영상 레이더입니다.Frequency-Modulated Continuous-Wave 변조를 사용하고 서브미터 범위 [9]분해능을 가진 기계 스캔 모노스타틱을 사용합니다.

레이저 레이더

주요 기사: Lidar

레이저 레이더는 레이저로 대상을 비추고 반사광을 [10]분석해 거리를 측정하는 원격 감지 기술이다.

레이저 레이더는 다차원 영상 촬영과 정보 수집에 사용됩니다.모든 정보 수집 모드에서는, 눈 안전 영역에 송신하는 레이저와 이러한 [11]파장의 민감한 리시버가 필요합니다.

3D 이미징에는 모든 픽셀 내의 첫 번째 산란까지의 범위를 측정할 수 있는 용량이 필요합니다.따라서 범위 카운터의 배열이 필요합니다.범위 카운터의 배열에 대한 단일 접근법이 개발되고 있습니다.이 기술은 눈 안전 [11]파장의 매우 민감한 검출기와 결합되어야 한다.

도플러 정보를 측정하려면 공간 이미징에 사용되는 것과 다른 유형의 감지 방식이 필요합니다.반환된 레이저 에너지는 [11]도플러 시프트를 추출할 수 있도록 헤테로다인 시스템의 로컬 오실레이터와 혼합되어야 합니다.

합성 개구 레이더(SAR)

주요 기사:합성 개구 레이더

합성자세레이더(SAR)는 물체를 따라 일련의 위치를 통해 실제 개구부 또는 안테나를 이동시켜 독특한 장기 간섭성 신호 변화를 제공하는 레이더의 한 형태이다.이것을 사용하면, 고해상도를 얻을 수 있습니다.

SAR는 2차원(2-D) 이미지를 생성합니다.영상의 한 차원은 범위라고 하며 레이더에서 물체까지의 "시선" 거리를 측정합니다.범위는 펄스의 송신으로부터 타겟으로부터의 에코 수신까지의 시간을 계측해 결정된다.또, 송신 펄스폭에 의해서 레인지 분해능이 결정된다.다른 치수는 방위각이라고 불리며 범위에 수직입니다.SAR의 비교적 미세한 방위 분해능은 다른 레이더와 다릅니다.미세한 방위 분해능을 얻으려면 물리적으로 큰 안테나가 송수신 에너지를 날카로운 빔에 집중시켜야 합니다.빔의 선명도에 따라 방위 분해능이 정의됩니다.공중레이더는 이 거리를 비행하면서 데이터를 수집해 물리적으로 긴 안테나에서 나오는 것처럼 처리할 수 있다.항공기가 안테나를 합성할 때 비행하는 거리를 합성 개구라고 합니다.합성빔의 폭이 좁은 것은 비교적 긴 합성개구에 기인하는 것으로, 작은 [12]물리 안테나보다 해상도가 높아집니다.

역개구레이더(ISAR)

주요 기사:역합성 개구 레이더

ISAR(Inverse Synthetic Aperture Radar)는 2차원 및 3차원 영상에서 고해상도를 생성할 수 있는 또 다른 종류의 SAR 시스템이다.

ISAR 시스템은 정지 레이더 안테나와 일부 운동을 하는 표적 장면으로 구성됩니다.ISAR는 이론적으로 센서와 물체 사이의 상대적인 움직임을 통해 높은 방위 분해능이 달성된다는 점에서 SAR와 동등하지만 ISAR 이동 대상 장면은 보통 비협력적인 물체로 구성됩니다.

ISAR 이미징에는 SAR에서 필요한 것보다 더 복잡한 동작 오류 수정 체계를 가진 알고리즘이 필요합니다.ISAR 기술은 합성 개구부를 만들기 위해 이미터가 아닌 타깃의 움직임을 사용합니다.ISAR 레이더는 일반적으로 선박이나 항공기에 사용되며 표적 인식을 위한 충분한 품질의 레이더 이미지를 제공할 수 있다.ISAR 이미지는 종종 다양한 미사일, 군용 항공기 및 민간 [13]항공기를 구별하기에 충분하다.

ISAR의 단점

  1. ISAR 영상은 대상의 실제 방위각을 얻을 수 없습니다.
  2. 때로는 반대의 이미지가 존재하기도 합니다.예를 들어,[clarification needed] 배가 바다에서 앞뒤로 구를 때 형성되는 이미지입니다.
  3. ISAR 영상은 회전 축에 수직인 Range-Doppler 평면에 있는 대상의 2-D 투영 영상입니다.Range-Doppler 평면과 좌표 평면이 다른 경우 ISAR 이미지는 대상의 실제 모양을 반영할 수 없습니다.따라서 대부분의 [13]경우 ISAR 이미징은 대상의 실제 형상 정보를 얻을 수 없습니다.

좌우로 굴러요.피칭은 앞뒤로, 요잉은 왼쪽 또는 오른쪽으로 회전합니다.

모노펄스 레이더 3차원 영상 기술

주요 기사:모노펄스 레이더

모노펄스 레이더 3D 영상 기술은 1-D 범위 영상과 모노펄스 각도 측정을 사용하여 각 산란기의 실제 좌표를 얻습니다.이 기술을 사용하면 대상의 움직임 변화에 따라 이미지가 달라지지 않습니다.모노펄스 레이더 3-D 이미징은 ISAR 기술을 활용하여 도플러 영역에서 산란체를 분리하고 모노펄스 각도 측정을 수행합니다.

단펄스 레이더 3D 촬영은 방위차광, 고도차광, 거리측정을 통해 얻은 3가지 파라미터 중 2가지를 이용해 3차원 물체의 3가지 뷰를 얻을 수 있다. 즉, 전방, 상부, 측면의 시야는 각각 방위차고, 방위거리, 고도범위가 될 수상은 3차원 물체의 3가지 뷰를 얻을 수 있다.

모노펄스 이미징은 일반적으로 근거리 표적에 적응하며 모노펄스 레이더 3D 이미징으로 얻은 이미지는 [14]물체의 실제 크기와 일치하는 물리 화상이다.

4차원 영상 레이더

4D 이미징 레이더는 다중 입력 다중 출력(MiMo) 안테나 어레이를 활용하여 여러 정적 타깃과 동적 타깃을 동시에 고해상도 검출, 매핑 및 추적합니다.3D 영상과 도플러 분석을 결합하여 추가 차원인 [15]속도를 생성합니다.

Vayyar Imaging의 60GHz 4D 영상 레이더 센서입니다.

4D 촬상 레이더 시스템은, 각 송신(Tx) 안테나로부터 목표물 및 수신(Rx) 안테나에의 비행 시간을 측정해, 형성된 다수의 타원체로부터의 데이터를 처리한다.타원체가 교차하는 지점(핫스팟으로 알려져 있음)은 주어진 순간에 대상의 정확한 위치를 나타냅니다.

4D 이미징 레이더는 범용성과 신뢰성으로 인해 스마트 홈, 자동차, 소매, 보안, 의료 및 기타 많은 환경에 이상적입니다.이 기술은 카메라, LIDAR, 열영상 및 초음파 기술의 모든 장점을 결합하여 다음과 같은 이점을 제공합니다.

  • 해상도: 대형 MiMo 안테나 어레이로 여러 정적 타깃과 동적 타깃을 동시에 정확하게 검출 및 추적할 수 있습니다.
  • 비용 효율: 4D 이미징 레이더의 가격은 2D 레이더 센서와 거의 동일하지만, 풍부한 데이터, 높은 정확도, 더 많은 기능 등 막대한 부가가치가 있으며, 최적의 가격 대비 성능 균형을 제공합니다.
  • 견고성과 프라이버시:이 기술은 광학이 관여하지 않기 때문에 모든 조명 및 기상 조건에서도 견고합니다. 4D 영상 레이더는 목표물과의 조준선이 필요하지 않으므로 어둠, 연기, 증기, 눈부심, 악천후에서도 조작할 수 있습니다.또, 프라이버시 보호와 신중한 감시를 설계로 보증하고[dubious – discuss] 있어, 모든 업계에서 한층 더 중요한 과제가 되고 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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외부 링크