Бортовой радар бокового обзора

Определение углов в вертикальной плоскости СЛАР

Геометрия SLAR

Бортовой радар бокового обзора ( SLAR ) — это радар, установленный на самолете или спутнике и направленный перпендикулярно направлению полета (следовательно, боковой обзор ). ^[1] Также возможен косой (неперпендикулярный) режим . SLAR может быть оснащена 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 отклонения от надира ). Угол α между осью x и лучом зрения (LOS) называется углом конуса, угол φ между осью x и проекцией луча зрения на плоскость (x; y) называется азимутальным углом. Угол конуса и азимут связаны соотношением cos α  = cos φ  ∙ cos ε . На земную поверхность волна приходит под (номинальным эллипсоидным) углом падения β относительно вертикальной оси в этой точке. (В некоторых публикациях угол падения обозначается как θ _i .) Антенна освещает область, так называемый след. Также можно измерить направление падающей волны относительно горизонтальной плоскости. 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 малой и средней дальности – угол скольжения и угол склонения можно принять равными γ  =  ε , а угол падения составляет β  = 180° –  θ . Так называемый LOS-вектор представляет собой единичный вектор (на рисунках показан красной стрелкой), направленный от антенны к наземному рассеивателю. Переменные u, v, w представляют собой направленные косинусы относительно x; й; оси Z. Переменная u равна u  = cos α, где α — это угол азимута между лучом зрения и осью x (направлением 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. На Земле разрешение по дальности имеет обратную зависимость от угла склонения:

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

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

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

${\displaystyle \gamma }$ = угол наклона

Длительность импульса обычно составляет 0,4...1 мкс, т.е. = 8...200 мкм. 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 сигнала ступенчатой ​​частоты с полосой 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 трассы)

Азимутальное разрешение (более известное как разрешение по дальности) зависит от ширины луча антенны радара. Он рассчитывается на основе отношения физического размера антенны (реальной апертуры) к используемой длине волны. Распространение луча 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 с реальной апертурой не могут быть построены достаточно большими для достижения желаемого разрешения по азимуту. Фактически, SLAR никогда не было возможным использовать в космосе, потому что антенны были бы слишком большими, а их запуск в космос был бы слишком дорогим. Радар с синтезированной апертурой относится к методу улучшения разрешения по азимуту (а не разрешения по дальности).

Смотрите также

• Радарная визуализация

Примечания и ссылки

1. "Мозаика бортового радара бокового обзора (SLAR) | Долгосрочный архив" . lta.cr.usgs.gov . Проверено 25 февраля 2018 г.

Внешние ссылки

• Радартуториал
• «Взгляд сбоку», статья о полете 1966 года на SLAR.