A novel nonlinear frequency modulated chirp signal for synthetic aperture radar and sonar imaging

Abstract

In order to maintain average power levels as well as high range resolution, phasecoded signals are used in radar and sonar signal processing. One of the most commonly used phase-coded signals is the linear frequency modulated chirp waveform. Various nonlinear frequency-modulated chirps are offered as alternatives to linear frequency modulated chirp. In this paper a new nonlinear frequency modulated chirp waveform is proposed. Properties like bandwidths, point spread functions and Fourier transforms are given for the proposed chirp signal. Synthetic imagery for spotlight imaging geometry is reconstructed by using the polar format and Stolt format processing techniques using the linear frequency-modulated (LFM) and proposed nonlinear frequency modulated chirp. Comparisons are presented, and it is shown that proposed waveform can improve the sonar image resolution.

Radar ve sonar sinyal işlemede ortalama güç seviyeleriyle birlikte yüksek çözünürlüğü sağlayabilmek için evre-kodlu sinyaller kullanılmaktadır. En sıkça kullanılan sinyallarden biri de lineer sıklık değişimli (linear frequency modulated-LFM) sinyaldir. Lineer sıklık değişimli sinyale alternatif olarak bazı lineer olmayan sıklık değişimli sinyaller de ortaya atılmıştır. Bu çalışmada yeni bir lineer olmayan sıklık değişimli sinyal önerilmiştir. Ortaya atılan sinyalin; bant aralığı, nokta dağılım fonksiyonu ve Fourier dönüşümü gibi özellikleri sunulmuştur. Lineer sıklık değişimli sinyal ve önerilen lineer olmayan sıklık değişimli sinyal kullanılarak kutupsal format ve Stolt format işleme teknikleriyle sentetik görüntüler oluşturulmuş ve ortaya atılan sinyalin sonar görüntü çözünürlüğünü geliştirdiği gösterilmiştir.