Erstellung dreidimensionaler Radarsignaturen aus Turm-Drehstands-Messungen mit ausgedünnter Apertur

Abstract

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung von Algorithmen zur Erstellung von dreidimensionalen Radarsignaturen, die mittels Turm-Drehstands-Messungen aufgezeichnet wurden. Zur Prozessierung von Radarrohdaten existieren zweidimensionale Algorithmen zur Erstellung von 2D-Radarbildern. Ein auf der Polarformatmethode basierender Algorithmus wird in dieser Arbeit zur Prozessierung von 3D-Radarsignaturen erweitert. Dieser eignet sich besonders zur schnellen Prozessierung der Daten, da hierbei die Fast Fourier Transformation eingesetzt werden kann. Um Radarsignaturen in einem dreidimensionalen Raum auflösen zu können ist eine dreidimensionale Apertur nötig. Die dreidimensionale Apertur wird durch die Anordnung mehrerer Sende- und Empfangsantennen in Elevation und durch die Synthese in Azimut erzeugt. Hierbei kommt das Prinzip eines Synthetischen Apertur Radars (SAR) zum Einsatz. Zur Reduzierung des Hardwareaufwands soll hierbei eine ausgedünnte Apertur verwendet werden. Aufgrund der Verwendung der ausgedünnten Apertur und der damit verbundenen Unterabtastung der Daten im Ortsfrequenzbereich, ergeben sich Mehrdeutigkeiten im prozessierten Radarbild. Zur Reduktion dieser Artefakte werden bestehende Filter auf die 3D-Szenen angepasst und weitere Filter entwickelt. Zur Verifikation der Verfahren erfolgt die Prozessierung mit simulierten idealen Daten. Es wird die Auflösung in allen drei Dimensionen gezeigt und die Wirkung der Filter nachgewiesen. Abschließend werden die entwickelten Verfahren auf aufgezeichnete Messdaten einer früheren Messkampagne angewendet. Es wird gezeigt, dass die Verfahren auch unter realen Bedingungen die gewünschten Ergebnisse liefern und Auflösung und Unterdrückung von Artefakten den Simulationen entsprechen.