Attività di ricerca svolte nel I anno di Dottorato di...
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AttivitAttivitàà di ricerca svolte nel di ricerca svolte nel I anno di Dottorato di ricerca in I anno di Dottorato di ricerca in
TELERILEVAMENTO TELERILEVAMENTO ––XXII CICLOXXII CICLO
Roma, lì 25 Ottobre 2007
Diego Cristallini
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 2
Attività di ricerca svolte nel I anno
Elaborazione SAR multi-canale per la cancellazione di interferenze e.m.
Elaborazione SAR multi-canale per miglioramento delle capacità di imaging
Identificazione di change in sequenze di immagini SAR multi-temporali
Outline
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 3
Elaborazione SAR multi-canale per cancellazione di interferenze e.m.
Studio condotto nel’ambito di un progetto di ricerca condotto dal Dipartimento INFOCOM con l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI)
Scopo dello studio: valutare la possibilità di implementare una cancellazione adattiva di interferenze e.m. in un SAR space-borne basata su nulling d’antenna
Alcune principali problematiche:
movimento piattaforma durante imaging
numero limitato di canali RX disponibili
posizionamento tempo-variante del nullo d’antenna
necessità di ottimizzazione dei fasci ausiliari
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 4
Le prestazioni delle tecniche di cancellazione basate sul nulling adattivo di antenna dipendono da:
o Numero di canali RX;o Guadagno dei fasci principale ed ausiliari disponibili;o Posizioni dei centri di fase dei fasci;
Lo studio si propone di identificare diversi modi possibili per selezionare fasci di antenna ausiliari, al variare del numero dei canali riceventi disponibili.
L’analisi rientra negli studi per la seconda generazione del SAR di COSMO-SkyMed, di cui ancora non sono note struttura e caratteristiche di antenna.
Si farà quindi riferimento al sensore di prima generazione, ritendendo che i risultati siano largamente validi anche per il sensore di seconda generazione.
Ottimizzazione dei beam per il nulling
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Facendo riferimento alla struttura di massima dell’antenna del SAR di COSMO/SkyMed, si seguiranno due approcci per la selezione dei fasci di antenna:
Aggiungere all’antenna principale unoo più fasci ausiliari; ciascuno connesso
ad un diverso canale ricevente
Suddividere l’antenna, in orizzontale o in verticale, in sub-array ciascuno
connesso ad un canale ricevente
Approccio A Approccio B
Ottimizzazione dei beam per il nulling (1/2)
daz
d el
daz
d el
SPAN 3
SPAN 2V
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 6
Ottimizzazione dei beam per il nulling (2/2)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800
5
10
15
20
25
30
35
40
45
φJ° (azimuth plane)
SIN
R (
dB
)
2 AUX - SPAN34 AUX - SPAN5
-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 1000
5
10
15
20
25
30
35
40
45
θJ° (elevation plane)
SIN
R (
dB
)
2 AUX - SPAN34 AUX - SPAN5
Le configurazioni Le configurazioni SPAN#SPAN# mostrano mostrano una limitata capacituna limitata capacitàà di di
cancellazione nel piano di cancellazione nel piano di azimuthazimuth(a causa della (a causa della direttivitdirettivitàà dei canali) dei canali) e nulla nel piano di elevazione (a e nulla nel piano di elevazione (a causa dei centri di fase dei canali causa dei centri di fase dei canali
allineati su tale piano)allineati su tale piano)
Per la configurazioni SPAN2v Per la configurazioni SPAN2v accade il contrario, una limitata accade il contrario, una limitata
capacitcapacitàà di cancellazione nel piano di cancellazione nel piano di elevazione (a causa della di elevazione (a causa della
direttivitdirettivitàà dei canali) e nulla nel dei canali) e nulla nel piano di piano di azimuthazimuth (a causa dei (a causa dei
centri di fase dei canali allineati su centri di fase dei canali allineati su tale piano)tale piano)
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Nel caso della disponibilità di un solo canale ausiliario le configurazioni di antenna analizzate sono:
1 Canale Ausiliario
dazd e
l
daz
d el
daz
d elOMNI4
TILE
OMNI1
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 8
1 Canale Ausiliario: piano di azimuth (1/2)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
φDOA
° (azimuth plane)
An
ten
na
gai
n (
dB
)
Cosmo Sky-Med (Taz: None, Tel: None)1x1 (Omnidirectional)2x2 (Omnidirectional)1 TILE
OMNI1OMNI4TILE
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 9
1 Canale Ausiliario: piano di azimuth (2/2)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800
5
10
15
20
25
30
35
40
45
φJ° (azimuth plane)
SIN
R (
dB
)
1 AUX - 1TILE1 AUX - 1x11 AUX - 2x2
Il canale ausiliario 1 TILE Il canale ausiliario 1 TILE soffre di capacitsoffre di capacitàà di di
cancellazione degradate in cancellazione degradate in prossimitprossimitàà degli zeri del suo degli zeri del suo
pattern di antenna.pattern di antenna.
I canali ausiliari ad ampio I canali ausiliari ad ampio beambeam (OMNI1 e (OMNI1 e OMNI4) soffrono di capacitOMNI4) soffrono di capacitàà di di
cancellazione degradate in ampie zone cancellazione degradate in ampie zone nellnell’’intorno della direzione di puntamento intorno della direzione di puntamento
dovute alla necessitdovute alla necessitàà di amplificare il di amplificare il segnale ricevuto sul canale ausiliario.segnale ricevuto sul canale ausiliario.
85 90 95-50
0
50
DOA of the interference - azimuth plane (degree)
SIN
R (
dB
)1 aux ch. - 1 radiating element1 aux ch. - 1 sub-array (48x8)1 sub-arrary azimuth patternJNR=40 dB
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 10
1 Canale Ausiliario: piano di elevazione (1/2)
-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
θDOA
° (elevation plane)
An
ten
na
gai
n (
dB
)
Cosmo Sky-Med (Taz: None, Tel: None)1x1 (Omnidirectional)2x2 (Omnidirectional)1 TILE
OMNI1OMNI4TILE
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 11
1 Canale Ausiliario: piano di elevazione (2/2)
-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 1000
5
10
15
20
25
30
35
40
45
θJ° (elevation plane)
SIN
R (
dB
)
1 AUX - 1x1 (Omnidirectional)1 AUX - 2x2 (Omnidirectional)1 AUX - 1TILE
-15 -10 -5 0 5 10 150
5
10
15
20
25
30
35
40
45
θJ° (elevation plane)
SIN
R (
dB
)
1 AUX - 1x1 (Omnidirectional)1 AUX - 2x2 (Omnidirectional)1 AUX - 1TILE
Analogamente a quanto Analogamente a quanto osservato nel piano di osservato nel piano di
azimuthazimuth, il canale , il canale ausiliario 1 TILE soffre di ausiliario 1 TILE soffre di capacitcapacitàà di cancellazione di cancellazione degradate in prossimitdegradate in prossimitàà
degli zeri del suo pattern degli zeri del suo pattern di antenna.di antenna.
Analogamente a quanto osservato nel piano Analogamente a quanto osservato nel piano di di azimuthazimuth, i canali ausiliari ad ampio , i canali ausiliari ad ampio beambeam(OMNI1 e OMNI4) soffrono di capacit(OMNI1 e OMNI4) soffrono di capacitàà di di
cancellazione degradate in ampie zone cancellazione degradate in ampie zone nellnell’’intorno della direzione di puntamento intorno della direzione di puntamento
dovute alla necessitdovute alla necessitàà di amplificare il segnale di amplificare il segnale ricevuto sul canale ausiliario.ricevuto sul canale ausiliario.
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 12
Nel caso in cui sia possibile applicare una pesatura per entrambi i piani di antenna e considerando sempre la disponibilità di due canali ausiliari le configurazioni di antenna analizzate sono:
OMNI1 + 1TILE;OMNI4dir + 1TILE;OMNI4dir + ½ PANNELLO (4 tiles);BOTTOM (W) + LEFT (W);OMNI4dir + 9x5;OMNI4dir + 11x3;30x1 + 1x16.
La funzione di peso considerata è una Taylor con SLR=-25dB e 6 lobi controllati sia per azimuth (applicata a sub-array) che per l’elevazione.
2 Ausiliari con antenna pesata
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 13
2 Ausiliari con antenna pesata: azimuth (1/2)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
φDOA
° (azimuth plane)
An
ten
na
gai
n (
dB
)
Cosmo Sky-Med (Taz: Taylor 25dB, Tel: Taylor 25dB)OMNI4dir30x11x1611x3
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 14
2 Ausiliari con antenna pesata: azimuth (2/2)
Nel caso di uso della Nel caso di uso della pesatura la configurazione di pesatura la configurazione di antenna 30x1 + 1x16 permette antenna 30x1 + 1x16 permette
di ottenere una buona di ottenere una buona cancellazione cancellazione
delldell’’interferente anche sui interferente anche sui primi lobi laterali primi lobi laterali delldell’’antenna SAR.antenna SAR.
Anche la configurazione OMNI4dir + Anche la configurazione OMNI4dir + 11x3 mostra buone capacit11x3 mostra buone capacitàà di di
cancellazione con perdite contenute cancellazione con perdite contenute entro i 4 entro i 4 dBdB rispetto al guadagno di rispetto al guadagno di
integrazione ottenibile in assenza di integrazione ottenibile in assenza di interferenze e pesatura di antenna.interferenze e pesatura di antenna.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 18040
41
42
43
44
45
46
47
φJ° (azimuth plane)
SIN
R (
dB
)
2 AUX - OMNI4dir + 11x32 AUX - 30x1+ 1x16
80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 10040
41
42
43
44
45
46
47
φJ° (azimuth plane)
SIN
R (
dB
)
2 AUX - OMNI4dir + 11x32 AUX - 30x1+ 1x16
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 15
2 Ausiliari con antenna pesata: elevazione (1/2)
-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
θDOA
° (elevation plane)
An
ten
na
gai
n (
dB
)
Cosmo Sky-Med (Taz: Taylor 25dB, Tel: Taylor 25dB)OMNI4dir30x11x1611x3
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 16
-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 10040
41
42
43
44
45
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47
θJ° (elevation plane)
SIN
R (
dB
)
2 AUX - OMNI4dir + 11x32 AUX - 30x1+ 1x16
-15 -10 -5 0 5 10 1540
41
42
43
44
45
46
47
θJ° (elevation plane)
SIN
R (
dB
)
2 AUX - OMNI4dir + 11x32 AUX - 30x1+ 1x16
Nel caso di uso della pesatura Nel caso di uso della pesatura la configurazione di antenna la configurazione di antenna
30x1 + 1x16 permette di 30x1 + 1x16 permette di ottenere una buona ottenere una buona
cancellazione dellcancellazione dell’’interferente interferente anche sui primi lobi laterali anche sui primi lobi laterali
delldell’’antenna SAR.antenna SAR.
Anche la configurazione OMNI4dir + Anche la configurazione OMNI4dir + 11x3 mostra buone capacit11x3 mostra buone capacitàà di di
cancellazione con perdite contenute cancellazione con perdite contenute entro i 4 entro i 4 dBdB rispetto al guadagno di rispetto al guadagno di
integrazione ottenibile in assenza di integrazione ottenibile in assenza di interferenze e pesatura di antenna.interferenze e pesatura di antenna.
2 Ausiliari con antenna pesata: elevazione (2/2)
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 17
2 Canali Ausiliari: confronto antenna pesata e non
Il confronto delle prestazioni Il confronto delle prestazioni ottenibili con la configurazione di ottenibili con la configurazione di
antenna 30x1 + 1x16 nel caso di antenna 30x1 + 1x16 nel caso di antenna SAR pesata o no antenna SAR pesata o no
permette di osservare il guadagno permette di osservare il guadagno ottenibile sui primi lobi laterali.ottenibile sui primi lobi laterali.
Di contro si ha una perdita, Di contro si ha una perdita, inferiore ad 1dB, dovuta inferiore ad 1dB, dovuta
allall’’efficienza della pesatura efficienza della pesatura imposta.imposta.
80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 10030
32
34
36
38
40
42
44
46
φJ° (azimuth plane)
SIN
R (
dB
)
2 AUX - 30x1 + 1x16 - Tapering: No2 AUX - 30x1+ 1x16 - Tapering: Yes
-15 -10 -5 0 5 10 1530
32
34
36
38
40
42
44
46
θJ° (elevation plane)
SIN
R (
dB
)
2 AUX - 30x1 + 1x16 - Tapering: No2 AUX - 30x1+ 1x16 - Tapering: Yes
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 18
Configurazioni degli ausiliari selezionate
4
3
3
2
Numero Canali RX
sì(sia Azimuth che
Elevazione)
OMNI4 + 21x9 + 30x1 + 1x164AUX-A
sì(sia Azimuth che
Elevazione)30x1 + 1x162AUX-B
sì(sia Azimuth che
Elevazione)OMNI4dir + 11x32AUX-A
sì(sia Azimuth che
Elevazione)OMNI41AUX-A
Pesatura Antenna Main (Taylor 25dB)ConfigurazioneNome
Configurazione
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 19
Enhanced Imaging in sistemi SAR multi-canale (1/2)
Elevata risoluzione in azimuth ed esteso range swath pongono requisiti contrastanti sulla selezione della PRF
Enhanced Imaging: canali riceventi multipli (n) incremento di risoluzione in azimuth& elaborazione coerente e/o della dimensione dello swath
~ 2·LSLS
CANALE SINGOLO IN RX DOPPIO CANALE IN RX
La suddivione dell’antenna in n sottoaperture in RX consente un allargamento del pattern di ciascuna sotto-apertura, consentendo di estendere la apertura sintetica qualora anche il pattern in TX sia opportunamente adattato
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 20
Enhanced Imaging in sistemi SAR multi-canale (2/2)
La frequenza di campionamento in azimuth, dopo ricombinazione dei data stream, è n volte la PRF in trasmissione:
STESSA PRF IN TX & ALLARGAMENTO BEAM IN AZIMUTH IN TX:consente di poter incrementare di un fattore n la banda Doppler senza aliasing
miglioramento della risoluzione in azimuth a parità di dimensione dello swath in range
RIDUZIONE DI UN FATTORE n DELLA PRF IN TX & STESSO AZIMUTH BEAM IN TX: consente di ottenere la stessa banda Doppler con ridotta PRF in TX
miglioramento della dimensione dello swath in range a parità di risoluzione (al fine di rendere effettivo l’incremento della dimensione dello swath, ènecessario un opportuno dimensionamento del pattern in elevazione usato in TX)
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 21
Tecnica di campionamento uniforme (DPC):
campionamento uniforme dei ritornirelazione fissa tra dx, v e PRF
ricostruzione non-ambigua del segnale mediante semplice interleaving dei data streamsimpossibilità di scegliere la PRF in modo da evitare la sovrapposizione tra la ricezione dei ritorni utili e la ricezione dei ritorni dal nadir
dx
vuniformPRF =
v = velocità del sensore
dx = distanza centri di fase delle sotto-aperture
Tecniche di ricostruzione del segnale SAR multi-canale (1/3)
tecnica Displaced Phase Center (DPC) (Currie, 1992)
ricostruzione del segnale da campionamento non uniformeApprocci proposti per l’Enhanced Imaging
× ♦ ×
× ♦ ×
× ♦ ×
dx
dx
= two-way phase center
♦ = TX phase center
= RX phase center
×
× × × × × ×Along Track
× ♦ ×
× ♦ ×
× ♦ ×
dx
dx
= two-way phase center
♦ = TX phase center
= RX phase center
× = two-way phase center
♦ = TX phase center
= RX phase center
×
× × × × × ×Along Track
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 22
Tecnica di campionamento non uniforme:
rimozione del vincolo stringente tra PRF, dx e vacquisizione con PRF “non uniforme” determina un campionamento non uniforme
in azimuth
la corretta ricostruzione del segnale SAR richiede processing addizionale basato sulla applicazione del teorema del campionamento generalizzato (Krieger, Gebert, Moreira 2004)
= two-way phase center
= TX phase center
= RX phase center
× = two-way phase center
= TX phase center
= RX phase center
× ××
× ××
× ××
dx
× ×× ×× × Along Track
dx
× ×× ×× ×
dx≠
Tecniche di ricostruzione del segnale SAR multi-canale (2/3)
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 23
PROBLEMA: controllo del livello delle ambiguità in azimuth:
utilizzando questa seconda tecnica di ricostruzione del segnale e lavorando con valori di PRF “non uniformi”, la risultante immagine
SAR è soggetta ad una degradazione di qualità dovuta all’incremento del livello delle ambiguità in azimuth
Al fine di misurare il livello di degradazione dell’immagine dovuto alle ambiguità in azimuth, definiamo l’Azimuth Ambiguity Ratio (AAR) come:
ofocalizzatutilesegnalepiccoofocalizzatambiguosegnalepicco
AAR PRFDopplerCentroide ==
Tecniche di ricostruzione del segnale SAR multi-canale (3/3)
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 24
Phased array modulare costituito da 6 x 8 tiles (azimuth x elevation). Ogni tile ha 5 x 8 moduli T/R (azimuth x elevation) ed ogni modulo T/R è formato da 10 elementi radianti in azimuth.
39.82Guadagno Singola Sotto-apertura
[dB]
3.75Distanza dei Centri di Fase dx [m]
1.41Larghezza fascio in Elevazione [°]0.24Larghezza fascio in Azimuth [°]1.28Altezza (Elevazione) [m]7.50Lunghezza (Azimuth) [m]
64Numero di Elementi Radianti
(Elevazione)
300Numero di Elementi Radianti
(Azimuth)
9.5Frequenza Portante [GHz]
Struttura Antenna di Riferimento
Principali Parametri di Antenna
Struttura dell’antenna di riferimento
Azimuth
Ele
vazi
one
zoom singola TILE
dx
Canale RX # 1
CONF-REF: ottenuta dividendo l’antenna in modo simmetrico lungo l’azimuth come indicato in figura
Canale RX # 2
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 25
PROBLEMA: controllo del livello delle ambiguità in azimuth:
utilizzando questa seconda tecnica di ricostruzione del segnale e lavorando con valori di PRF “non uniformi”, la risultante immagine SAR è soggetta ad una degradazione di qualità dovuta all’incremento del livello delle ambiguità in azimuth
Azimuth Ambiguity Ratio
Ambiguità in azimuth dopo ricostruzione del segnale
il basso livello di AAR subisce notevoli degradazioni per valori di PRF lontani dal valore uniforme di 2000 Hz
1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
PRF [Hz]
AA
R [d
B]
CONF-REF
PRFUniform
stretto intervallo di valori di PRF con
basso AAR
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 26
CONF-A: si spegne la colonna di moduli T/R etichettata con A;CONF-AB: si spengono le colonne di moduli T/R etichettate con A e B, e così via fino a CONF-ABCDE
Le configurazioni con selezione adattiva della dimensione e della distanza tra le sotto-aperture sono ottenute spegnendo una o più colonne di moduli T/R (facilmente ottenibile ponendo a zero i corrispondenti pesi di ampiezza)
0.720.660.600.560.52Larghezza fascio in azimuth singola sotto-apertura [°]
38.0638.4738.8539.2039.52Guadagno Singola Sotto-apertura [dB]
5.004.754.504.254.00Distanza Centri di Fase dx [m]
ABCDEABCDABCABA
Approccio con selezione adattiva della dimensione della sotto-apertura
Principali caratteristiche delle configurazioni di antenna
E D C B A A B C D E
Canale RX # 1 Canale RX # 2
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 27
Approccio con selezione adattiva della dimensione della sotto-apertura: pro e contro
VANTAGGI
differenti valori di dx differenti PRFUniform disponibili
maggiore flessibilità nella selezione della PRF
H = quota di volo della piattaforma; k intero
implementazione semplice
soluzione interssante per sistemi SAR passivi (nessun controllo sulla PRF per soppressione delle ambiguità in azimuth)
SVANTAGGI:
l’adattamento della dimensione della sotto-apertura riduce il guadagno
HckPRFNADIR 2/=
possibile processing on-board
riconfigurazione real time del sistema
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 28
Evaluation Results: considered scenario
Al fine di mostrare la validità dell’approccio proposto, è stato considerato il seguente scenario di simulazione
SAR monostatico a doppio canale operante in modalità StripmapDue target puntiformi uno disposto al broadside position (segnale utile)
ed il secondo avente un centroide Doppler pari a PRF (segnale ambiguo)ricostruzione del segnale SAR realizzata applicando il teorema del
campionamento generalizzato variando la PRF in trasmissioneFocalizzazione mediante filtro matched avente banda Doppler scelta in
accordo alla larghezza del fascio in azimuth della configurazione di antenna considerata
7500Velocità del sensore [m/s]630Quota orbitale [km]~ 38Angolo di incidenza [°]
1000 ÷ 2000PRF in TX [Hz]9.5Frequenza portante [GHz]
Valuazione delle performance in termini di:
livello ottenibile delle ambiguità in azimuth (AAR)
risoluzione in azimuth e dimensione swath in range
Principali parametri di sistema
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 29
Sono resi disponibili al sistema vari intervalli di PRF con basso AAR
Maggiore flessibilità nella selezione di un valore PRFNADIR
Risultati ottenuti: analisi delle performance (1/3)
largo intervallo di valori di PRF con
basso AAR
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 30
confronto con la configurazione CONF-REF (SENZA SELEZIONE ADATTIVA DIMENSIONE ANTENNA)
33.326.620.013.46.70Miglioramento dimensione swath[%]
1.761.350.970.620.30Perdita di guadagno sulla singola sotto-
apertura [dB]
41.234.125.816.47.21Miglioramento risoluzione azimuth [%]
15001578166617641875PRF Uniforme [Hz]
2.652.792.983.223.49Risoluzione in azimuth [m]
-64.0-62.8-64.7-66.8-67.8AAR [dB]
ABCDEABCDABCABA
Risultati ottenuti: analisi delle performance (2/3)
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 31
Tutte le configurazioni proposte permettono di ottenere:
un miglioramento sia in termini di RISOLUZIONE IN AZIMUTH che di DIMENSIONE DELLO SWATH rispetto a quanto ottenibile nel casoCONF-REF
Muovendosi dalla configurazione CONF-A alla CONF-ABCDE si osserva che:
il valore di PRF uniforme decresce consentendo un incremento dello swath
la larghezza del fascio azimutale della sotto-apertura aumenta, consentendo così un miglioramento della risoluzione in azimuth
è importante sottolineare che tali miglioramenti possono essere ottenuti se e solo se si realizza una cooperazione con l’antenna trasmittente in modo tale da adattare la larghezza del pattern 2-vie nelle direzioni di azimuth e di elevazione
I miglioramenti in termini di caratteristiche geometriche dell’immagine risultante sono pagati in termini di una riduzione del guadagno della singola sotto-apertura, il quale decresce muovendosi dalla configurazione CONF-A alla CONF-ABCDE
Risultati ottenuti: analisi delle performance (3/3)
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 32
Conclusioni e sviluppi futuri
Ottimizzazione forma e posizione dei fasci ausiliari in modo da consentire la cancellazione di un jammer. L’analisi ha mostrato la necessità di utilizzare almeno due fasci ausiliari (3 canali RX)
Nuovo approccio per l’Enhanced Imaging per SAR a doppio canale che prevede una selezionare adattiva della dimensione delle sotto-aperture, consentendo rilassamento dei vincoli sulla PRF e basso livello delle ambiguità in azimuth
Entrambi i campi di ricerca richiedono l’elaborazione di dati SAR multi-canale; le prestazioni ottenibili sono fortemente migliorabili aumentando il numero di canali in RX
investigazione della possibilità di limitare al massimo il numero di canali RX perfezionando gli algoritmi di elaborazione già studiati
Applicare gli algoritmi di elaborazione studiati (con eventuali opportune modifiche) a sistemi SAR space-borne multi-canale
protezione SAR da interferenze e.m.
miglioramento capacitàdi imaging del SAR
Attività svolta:
Sviluppi futuri:
D. Cristallini – Attività svolta nel I anno – Dottorato di ricerca in Telerilevamento – XXII ciclo 33
Pubblicazioni
[1] M. Sedehi, D. Cristallini, J. Marini, P. Lombardo, “Impact of an electromagnetic interference on imaging capability of a Synthetic Aperture Radar”, 2007 IEEE Aerospace Conference, Big Sky (MT), USA, 3-10 March 2007.
[2] D. Cristallini, J. Marini, P. Lombardo, “Adaptive Antenna Configuration for Unambiguous Signal Reconstruction in Dual-Channel SAR Systems”, EURAD 2007, Munich, Germany, 10-12 October 2007.
[3] M. Sedehi, D. Cristallini, M. Bucciarelli, P. Lombardo, “Constrained Adaptive Beamforming for Electromagnetic Interference Cancellation for a Synthetic Aperture Radar”, RADAR 2007, Edinburgh, UK, 15-18 October 2007.
[4] M. Sedehi, M. Bucciarelli, D. Cristallini, S. Scolamiero, P. Lombardo, “Interference covariance matrix estimation for a Multi-Channel Synthetic Aperture Radar”, EUSAR 2008, Friedrichshafen, Germany, 2-5 June 2008 (sottomesso).
[5] D. Cristallini, M. Sedehi, P. Lombardo, “Wide Swath and High Resolution Single Channel SAR Using Azimuth Phase Coding”, EUSAR 2008, Friedrichshafen, Germany, 2-5 June 2008 (sottomesso).
[6] D. Cristallini, P. Lombardo, “Detection of Step Changes in a Long Sequence of SAR Images”, EUSAR 2008, Friedrichshafen, Germany, 2-5 June 2008 (sottomesso).
[7] P. Lombardo, M. Sedehi, F. Colone, M. Bucciarelli, D. Cristallini, “Dual channel adaptive antenna nulling with auxiliary selection for spaceborne radar”, 2008 IEEE Aerospace Conference, Big Sky (MT), USA, March 2008 (sottomesso).