Hochauflösende mono- und bistatische SAR-Bildgebung durch Verwendung eines neuartigen modularen Radarsenders und Multikanal-Empfangssystems

• Antragsteller: Dr.-Ing. Holger Nies
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 254415837

Der Antrag befasst sich mit der Fortführung des Vorhabens "Hochauflösende mono- und bistatische SAR-Bildgebung durch Verwendung eines neuartigen modularen Radarsenders und Multikanal-Empfangssystems". Während in der ersten Phase des Projektes der Schwerpunkt auf der Entwicklung des Rauschsendesystems, des Navigationssystems und der Kalibrierkörper sowie in der Signalverarbeitung in halbstationären SAR- und in ISAR-Konfigurationen lag, werden nun luftgestützte mono- und bistatische SAR-Experimente vorbereitet und durchgeführt.Durch neue Hardwarekomponenten verfügt der SAR-Sensor zum einen über eine größere Signalbandbreite (> 650 MHz) als vorher, zum anderen ermöglicht das jetzige Aufnahmesystem ein kontinuierliches Streaming der Daten über einen langen Aufnahmezeitraum (im Minutenbereich, abhängig von der Einschaltdauer) hinweg. Dadurch ergibt sich bei der Auswahl der Aufnahmegeometrie und Konfiguration eine Vielzahl neuer Möglichkeiten, die nun experimentell untersucht und analysiert werden. Die neue Sendeeinheit verfügt über einen integrierten Arbiträr-Funktionsgenerator, welcher alternierend zum Rauschsignal von Sendepuls zu Sendepuls, nahezu beliebige Sendesignalformen generieren und dem HF Signal aufmodulieren kann. Dies ermöglicht erstmalig den experimentellen Vergleich von (kostengünstig zu realisierender) Rauschwellenform mit einer Standardwellenform, wie z.B. Chirps, bei ansonsten identischen Aufnahmeparametern und Bedingungen.Die zu erreichenden Ziele innerhalb dieses Projektes sind zum einen die Fertigstellung und Kalibrierung des Multikanal-SAR-Sensors mit Rauschquelle und Arbiträr-Funktionsgenerator. Des Weiteren nimmt die Planung und Durchführung von verschiedenen mono- und bistatischen SAR-Experimenten zum Nachweis der Verwendbarkeit von Rauschtechnologie zur SAR-Bildgebung einen großen Teil der Bearbeitungszeit ein. Hierbei werden Teilprobleme, wie Missionsplanung und Datenfusion von Daten stammend von globalen Navigationssatellitensystemen und inertialen Messeinheiten gelöst.Ein besonderer Schwerpunkt liegt in der Weiterentwicklung von Algorithmen für multistatische ISAR und SAR-Anwendungen, insbesondere mit Hinblick auf die Recheneffizienz, Abbildungstreue und weitere Verwendbarkeit für interferometrische und tomographische SAR-Applikationen. Dies beinhaltet die Analyse und Korrektur der gewonnenen Radardaten anhand von genau vermessenen Eckenreflektoren (Corner Cubes) und Transpondern. Die durch Verwendung von Rauschsignalen oder (klassischen) frequenzmodulierten Signalen gewonnenen Ergebnisse werden analysiert und verglichen.Durch die Fortführung des Projekts wird die Grundlage geschaffen, an der Universität Siegen mit einem leistungsfähigen SAR-Sensor zukünftig innovative Anwendungen im Bereich der Umweltbeobachtung mit Radar zu erforschen. Neuartig ist die Verwendung einer Rauschquelle im Bereich des flugzeuggestützten SAR und deren Signalverarbeitung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen