Радиолокационное синтезирование апертуры

Изображение поверхности Венеры, полученное космическим аппаратом Магеллан с использованием РСА

Радиолокационное синтезирование апертуры (РСА) — это способ, который позволяет получать радиолокационные изображения земной поверхности и находящихся на ней объектов независимо от метеорологических условий и уровня естественной освещенности местности с детальностью, сравнимой с аэрофотоснимками.

Особенности получения радиолокационного изображения

Радиолокатор синтезированной апертуры (большая антенна вверху снимка), установленный на АМС «Венера-15».

Наиболее простым способом получения радиолокационного изображения (РЛИ) местности является использование режима реального луча, когда радиолокационная станция (РЛС), установленная на самолете-носителе, осуществляет обзор земной поверхности путем сканирования антенной в горизонтальной плоскости, например, в секторе ±90° относительно вектора скорости носителя. При этом изображение местности в зоне обзора наблюдается в виде сектора размером ±90° с максимальным радиусом, равным дальности действия РЛС. Основным недостатком этого режима является низкая разрешающая способность по азимуту, которая при некогерентной обработке определяется шириной диаграммы направленности (ДН) реальной антенны в горизонтальной плоскости. Ширина ДН ${\Theta}_{az}$ зависит от горизонтального размера антенны $d$ (апертуры) и длины волны электромагнитных колебаний, излучаемых РЛС: ${\Theta}_{az}=\lambda / d$. В то же время линейное разрешение по азимуту увеличивается пропорционально наклонной дальности. Например, при длине волны $\lambda=3$ см и размере антенны 150 см ширина луча ${\Theta}_{az}=1,15$° и на дальности 120 км линейное разрешение будет составлять около 2,5 км. Такая низкая разрешающая способность приводит к тому, что на изображении наблюдаются отметки только от крупных объектов (мостов, населенных пунктов, кораблей).

Получение высокого разрешения по азимуту требует применения антенны с большим размером апертуры. Размещение антенн больших размеров на самолете невозможно, поэтому для обеспечения разрешения по азимуту значительно лучшего, чем определяемое шириной ДН реальной антенны, используются когерентные режимы работы, позволяющие сформировать синтезированную апертуру большего (в 1000 и более раз) размера.

Сущность РСА

Этот раздел не завершён. Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.

Литература

1. Радиолокационные системы многофункциональных самолетов. Т.1. РЛС — информационная основа боевых действий многофункциональных самолетов. Системы и алгоритмы первичной обработки радиолокационных сигналов / Под ред. А. И. Канащенкова и В. И. Меркулова. — М.: Радиотехника, 2006. — 656 с. — ISBN 5-88070-094-1
2. Кондратенков, Г. С. Радиолокационные станции обзора Земли / Г. С. Кондратенков, В. С. Потехин [и др.]. — М.: Радио и связь, 1983. — 272 с.
3. Антипов, В. Н. Радиолокационные станции с цифровым синтезированием апертуры антенны / В. Н. Антипов, В. Т. Горяинов [и др.]. — М.: Радио и связь, 1988. — 304 с. — ISBN 5-256-00019-5
4. Дудник, П. И. Многофункциональные радиолокационные системы: учеб. пособие для вузов / П. И. Дудник, А. Р. Ильчук [и др.]. — М.: Дрофа, 2007. — 283 с. — ISBN 978-5-358-00196-1

Ссылки

• Статья "Особенности характеристик и применения авиационных РСА" на портале Terraview.ru:Профессиональная сеть специалистов ДЗЗ.