Бортовой радар бокового обзора

Определение углов в вертикальной плоскости SLAR

Геометрия SLAR

Радар SLAR на авиасалоне ILA в Берлине

Воздушный радар бокового обзора ( SLAR ) — это радиолокатор, устанавливаемый на самолете или спутнике и направленный перпендикулярно направлению полета (отсюда и название — «бокового обзора » ). ^[1] Также возможен режим косоглазия (неперпендикулярный режим). SLAR может быть оснащен стандартной антенной (радар с реальной апертурой) или антенной с синтезированной апертурой .

Платформа радара движется в направлении оси x. Радар «смотрит» под углом обзора θ (или так называемым углом вне надира ). Угол α между осью x и линией визирования (LOS) называется углом конуса, угол φ между осью x и проекцией линии визирования на плоскость (x; y) называется углом азимута. Угол конуса и азимут связаны соотношением cos α  = cos φ  ∙ cos ε . На поверхность земли волна падает под (номинальным эллипсоидальным) углом падения β относительно вертикальной оси в этой точке. (В некоторых публикациях угол падения обозначается как θ _i .) Антенна освещает область, так называемый след. Направление входящей волны относительно горизонтальной плоскости также может быть измерено. Этот угол γ  = 90° −  β называется углом скольжения. Угол θ  =  ε  + 90° используется для математического описания в сферической системе координат.

Для приближения плоской Земли, что обычно для бортовых радаров с малым и средним радиусом действия, можно предположить, что угол скольжения и угол наклона равны γ  =  ε , а угол падения равен β  = 180° –  θ . Так называемый вектор LOS представляет собой единичный вектор (на рисунках показан красной стрелкой), направленный от антенны к рассеивателю на земле. Переменные u, v, w являются направляющими косинусами относительно осей x; y; z. Переменная u равна u  = cos α , где α — азимутальный угол между линией визирования и осью x (направление полета). ${\displaystyle {\vec {u}}=(u,v,w)^{t}}$

Разрешение по дальности (поперек пути)

Разрешение по дальности (способность разделять пиксели изображения перпендикулярно направлению полета) SLAR зависит от длины передаваемого импульса. У поверхности Земли разрешение по дальности имеет обратную зависимость от угла наклона:

${\displaystyle \delta _{g}={\frac {\tau c_{0}}{2\cos \gamma }}}$

${\displaystyle \tau }$ = длительность (может быть сжата в согласованном приемнике) импульса радара

${\displaystyle c_{0}}$= скорость света

${\displaystyle \gamma }$ = угол наклона

Ширина импульса обычно составляет 0,4 ... 1 мкс, т.е. = 8 ... 200 м. Чем короче ширина импульса, тем ниже и выше разрешение по дальности, но тем ниже эхо-сигнал. Это ограничение можно преодолеть с помощью внутриимпульсной модуляции . При использовании формы волны с ступенчатой ​​частотой и шириной полосы пропускания B разрешение по дальности составляет . ${\displaystyle \tau }$ ${\displaystyle \delta _{g}}$ ${\displaystyle \tau }$ ${\displaystyle \delta _{g}}$ ${\displaystyle \delta _{r}=c_{0}/2B}$

Азимутальное разрешение (вдоль траектории)

Азимутальное разрешение (более известное как разрешение по поперечной дальности) зависит от ширины луча антенны радара. Оно выводится из отношения физического размера антенны (реальной апертуры) к используемой длине волны. Из-за распространения луча оно также зависит от наклонной дальности.

${\displaystyle \delta _{Az}={\frac {\rho \lambda }{2L}}={\frac {H\lambda }{L\sin \gamma }}}$

${\displaystyle \lambda }$= длина волны

${\displaystyle L}$= длина антенны (в направлении полета)

${\displaystyle \rho }$= наклонная дальность

${\displaystyle H}$= высота платформы

Очевидно, что антенны SLAR как реальная апертура не могли быть построены достаточно большими, чтобы достичь желаемого разрешения по азимуту. Фактически, SLAR никогда не было возможно использовать в космосе, поскольку антенны были бы слишком большими, а их запуск в космос был бы слишком дорогим. Радиолокатор с синтезированной апертурой относится к методу улучшения разрешения по азимуту (не разрешения по дальности).

Смотрите также

• Радиолокационная съемка

Примечания и ссылки

1. "Мозаики бортовых радаров бокового обзора (SLAR) | Долгосрочный архив". lta.cr.usgs.gov . Получено 25.02.2018 .

Внешние ссылки

• Radartutorial
• «Взгляд со стороны» — статья журнала Flight 1966 года о SLAR