강체원뿔 표적에 대한 합성개구소나 영상 시뮬레이션

Abstract

중심 주파수 300 kHz 이상의 주파수에서 운용되는 합성개구소나 영상을 시뮬레이션하기 위해 강체원뿔표적에 대한 Kirchhoff approximation 기반의 산란 모델을 수립하여 이에 대한 양상태 수신신호를 모사하였다. 이를 위해 신호 송수신 시스템은 1개의 송신과 다수의 수신 채널로 이루어져 Along-track 방향으로 일정한 속도로 이동하며 일정한 간격으로 송수신을 수행하는 시스템을 고려하였고 표적은 이에 대해 50 m 이격되어 5 m 깊이의 바닥에 착저해 있는 상황을 가정하였다. 원뿔표적의 경우 입사파 및산란파의 방향에 따라 그림 1(a)와 같이 적분 구간이 다르며, 경우에 따라 shadow 영역이 없는 경우도 존재하여 각도별 변화하는 산란 특성을 보여주었다. 그림 1(b)는 본 연구에서 수립한 산란 모델을 기반으로 꼭지각은 45도의 강체원뿔표적에 대해, 수평 기준 50도의 각도로 입사하였을 경우 같은 평면에서의 산란각에 대한 산란진폭을 계산한 결과이다. 특별한 경우에 대한 산란 특성을 음선이론과 비교하여 계산의 타당성을 확인하였다. 실제 합성개구소나 영상 시스템 및 운용조건을 고려하면 표적이 먼거리에 떨어져 있으므로 양상태 표적신호는 단상태 표적신호로 근사가 가능하였다. 주파수 공간의 산란신호는 표적에서의 위상지연을 고려하여 시간 신호로 변환하였고 이를 각 채널별로 모의한 후 이를 기반으로 신호처리한 합성개구소나 영상을 원뿔표적의 꼭지각 및 입사파와 산란파의 각도의 여러 조합에 따라 산출하였다.