Yapay açıklıklı radarda farklı aralıklı hızlı fourier dönüşümü yöntemi

Abstract

Yapay açıklıklı radar algoritmalarının birçoğu düzensiz bir biçimde veya farklı aralıklarla dağılmış veri örneklerinin çok boyutlu ters Fourier dönüşümünü gerektirir. Spotlight mod SAR da yansıma fonksiyonu farklı 0 (bakış açısı) değerleri ve farklı frekanslar için ölçülür. Elde edilen yansıma değerlerinin FFT si alınarak dilim izdüşürme yöntemi uyarınca yansıma değerlerinin toplamı frekans uzayında elde edilir. Bu adımdan sonra örnekler kutupsal koordinat sisteminde yer alır. Ancak kutupsal koordinat sisteminde ters FFT alınması mümkün olmadığı için veriler kutupsal kordinat sisteminden kartezyen koordinat sistemine interpolasyon ile taşınır. Geleneksel yöntemlerde ideal alçak geçiren filtre yapısına olabildiğince yakın filtre elde edilmeye çalışılır. Tam olarak alçak geçiren filtre elde edilemediğinden dolayı frekans domeninde osilatif etki ortaya çıkar. Genlik düzeltmesi uygulanarak filtrenin geçirme bandmdaki bu osilatif etkilerden kurtunulmaya çalışılır. Farklı aralıklı hızlı Fourier dönüşümünde (unequally spaced fast Fourier transform: USFFT) genlik düzeltmesi osilatif etkileri yok etmek için değil, yaklaşık ideal filtre yapışım tamamlamak üzere gerçekleştirilir. Bu çalışmada yeni geliştirlen USFFT yöntemi kutupsal format SAR görüntü oluşturma algoritmasına uygulanmış ve geleneksel yöntemlerle kıyaslanmıştır.

Many synthetic aperture radar (SAR) image formation algorithms require the computation of a multidimensional Fourier transform of irregularly sampled or unequally spaced data samples. In spotlight mode SAR scattered values are measured for different angles and different frequencies. By taking fast Fourier transform (FFT) of this scattering values it is possible to fill in frequency domain according to projection-slice theorem. After this step samples are in polar coordinate system, which does not allow to take inverse FFT. It is necessary to transform data samples from polar to cartesian coordinates. In traditional approach, an attempt is made to approximate an ideal (rectangular) filter as close as possible which implies an oscillatory behavior in Fourier domain. Amplitude correction is applied to compensate for oscillatory behavior within the filter pass band. In unequally spaced FFT (USFFT) approach the ideal filter is not approximated in a close manner. The correction step is done not for removing residual oscillations but to finish construction of an approximation to the ideal filter. In this study, a recently developed algorithm, unequally spaced fast Fourier transform, is applied to SAR image formation and its accuracy and complexity are cnmnared to traditional algorithms. compared to traditional algorithms