Abbildendes MIMO-Radar mit modifizierten Chirp-Signalen

Abstract

Ein Radar mit synthetischer Apertur (SAR) und mehreren Sende- und Empfangskanälen (MIMO-SAR) bietet eine höhere Flexibilität, sowie eine verbesserte Effizienz gegenüber einem konventionellen SAR-System mit einem Kanal. Die multiplen Empfangskanäle können unter anderem dazu genutzt werden, die Streifenbreite bei gleichbleibender Azimutauflösung zu erhöhen oder räumliche Interferenzen zu unterdrücken. Mehrere Sendekanäle, welche simultan im gleichen Frequenzband senden, stellen jedoch gegenwärtig eine Herausforderung dar. Die Generierung einer orthogonalen Signalform, welche die Ambiguitätsbedingungen erfüllt und für Punkt- und Flächenziele gleichermaßen eine ausreichend gute Impulsantwort erzielt, erweist sich mit herkömmlichen Methoden als ausgeschlossen. Daher wird in diesem Paper eine modifizierte Chirp-Signalform eingeführt, welche in Kombination mit digitaler Strahlformung die Ambiguitätsfunktion um einen weiteren Freiheitsgrad erweitert und somit eine perfekte Orthogonalität ermöglicht. Weiterhin wird auf das Hardwaredesign des MIMO-Radar Demonstrators, ein Multikanal-Messsystem für Radar und SAR-Anwendungen, eingegangen. Dieses im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. entwickelte System ermöglicht die messtechnische Verifikation von dem in diesem Paper dargestellten Signalformen, sowie weiterer innovativer Konzepte zukünftiger Erdbeobachtungsmissionen.