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Side Looking Airborne Radar (SLAR)

Bild 1: SLAR-Geometry

Bild 1: SLAR-Geometry

Bild 1: SLAR-Geometry

Side Looking Airborne Radar (SLAR)

Die Plattforn eines Side Looking Airborne Radar (SLAR), das kann sowohl ein Flugzeug als auch ein Satellit sein, fliegt einen geraden Kurs in einer festen Höhe. Das Radar strahlt im rechten Winkel zu dem Kurs schräg zur Erdoberfläche und beleuchtet einen breiten Streifen (swath) auf ihr. Eine Entfernung (Range) ist definiert als Ausdehnung rechtwinklig zum Flugweg, während als Azimuth die Ausdehnung längs der Flugrichtung bezeichnet wird.

Der Begriff Swath width (deutsch: Abbildungsstreifenbreite) bezieht sich auf den Streifen auf der Erdoberfläche, von dem das SLAR Messdaten erhält. Die Längsausdehnung des Streifens liegt entlang der Flugstrecke. Die Streifenbreite wird rechtwinklig zum Kurs gemessen und sollte die geografische Entfernung sein, wird aber manchmal auch vereinfacht als Schrägentfernung angegeben.

Das SLAR nutzt erster Linie eine Antenne mit einer realen Apertur. Das bedeutet, dass diese Antenne eine angemessene geometrische Größe haben muss, um eine zulängliche Winkelauflösung zu erreichen. Die Azimuthauflösung des SLAR, Ra, wird berechnet mit

Ra = H · λ H = Höhe der Antenne, (Flughöhe)
L = geometrische Länge der Antenne
λ = Wellenlänge des Sendeimpulses und
θ = Einfallswinkel (incidence angle)
(1)

L · cos θ

Bild 2: Änderung des Auflösungsvermögens.

Bild 2: Änderung des Auflösungsvermögens.

Bild 2: Änderung des Auflösungsvermögens.

Die Gleichung zeigt, dass sich bei einem SLAR die Azimuthauflösung mit zunehmender Flughöhe linear verschlechtert. Der Einsatz eines SLAR in einem Satelliten würde für eine angemessene Winkelauflösung eine sehr große Antenne erfordern. Deshalb werden hier Radargeräte mit synthetischer Apertur (SAR) eingesetzt, um bei kleinerer Antenne eine höhere Auflösung zu erreichen.

Die Abmessungen der abgetasteten Fläche vergrößern sich mit dem Einfallswinkel Θ, da sich somit auch die Entfernung zwischen dem Radar und der Erdberfläche vergrößert. Das bedeutet, dass die Pixel eines Bildes im fernen Bereich größer sind, als im Nahbereich. Diese Änderung des Maßstabes muss bei der Darstellung des Bildes rechnerisch korrigiert werden.

Über den gesamten Bereich misst das Radar eine Entfernung auf der radialen Sichtlinie zwischen Radarantenne und einem beliebigen Ziel auf der Erdoberfläche. Das ist eine Schrägentfernung. Die Entfernungsauflösung quer zum Kurs ist ebenfalls vom Einfallswinkel abhängig und wird berechnet mit:

Rr = c0 · tp c0 = Lichtgeschwindigkeit
tp = Sendeimpulsdauer und
θ = Einfallswinkel (incidence angle)
(2)

2 sin θ

Rechenbeispiele:

Ein SLAR mit den technischen Daten
λ = 1 cm,
L = 3 m,
H = 6000 m,
θ = 60°, and
tp = 100 ns,
hat als Auflösungsvermögen
Ra = 40 m im Seitenwinkel und
Rr = 17.3 m in der Entfernung.

Das gleiche SLAR auf einer Plattform in einer Satelitenbahn mit einer Höhe von 600 km würde eine Azimuthauflösung von Ra = 4000 m erzielen!