Основы радиолокации

SIR-C/X-SAR

SIR-C/X-SAR означает Spaceborne Imaging Radar- C/X-band Synthetic Aperture Radar. SIR-C/X-SAR — это радар формирования изображений, который находился на орбите Земли на борту космического челнока «Индевор» («Endeavour») с 9 по 20 апреля 1994 года и с 30 сентября по 11 октября 1994 года. Высота полета составила 215 км на круговой орбите с наклонением 57°. Радар работал на трех передающих частотах параллельно с различной поляризацией и предоставлял разнообразные возможности наблюдения за поверхностью Земли.

SIR-C/X-SAR, состоящий из антенного блока радара и связанных с ним модулей передатчика и приемника, был размещен в грузовом отсеке космического челнока. Одновременно полученные изображения в L- и X-диапазонах помогли ученым изучить некоторые экологические процессы, такие как уничтожение тропических лесов Амазонки, распространение пустыни Сахара на юг и сохранение влаги в почве на Среднем Западе США.

Проект SIR-C/X-SAR был совместным предприятием Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA), Германского космического агентства (DARA), которое сейчас является частью Германского аэрокосмического центра (DLR), и итальянского космического агентства Agenzia Spaziale Italiana (ASI). Это был важный шаг в серии спутниковых радарных наблюдений, начавшейся с SEASAT в 1978 г., продолженной SIR-A (1981) и SIR-B (1984) и европейскими спутниками ERS-1 и ERS-2. Это прямой предшественник исследовательской программы НАСА «Система наблюдения Земли» (EOS).

Антенная структура SIR-C/X-SAR состоит из трех различных антенн, одна в L-диапазоне, другая в C-диапазоне и третья в X-диапазоне частот. Антенны L- и C-диапазонов состоят из излучающих элементов, смещенных на 90°, и поэтому могут передавать и принимать в линейной горизонтальной и вертикальной поляризации.

Антенна весом 10,5 тонн и размером 12 · 4 м является самым большим и тяжелым устройством, когда-либо изготовленным Лабораторией реактивного движения в Калифорнии. Электроника была заказана НАСА в сотрудничестве с подразделением коммуникационных систем Ball Communication Systems Division и позволяет проводить измерения с различной поляризацией с помощью антенн в L- и C-диапазонах. Обе антенны представляют собой активные фазированные решетки, позволяющие осуществлять электронное управление лучом, и каждая из них состояла из трех подрешеток с четырьмя подполями каждая. Каждая антенная решетка состоит из нескольких крестообразно расположенных излучателей в технике стриплайна, которые питались от отдельной фидерной сети для различных направлений поляризации.

Диаграмма направленности антенны формировалась сотнями небольших полупроводниковых модулей с меньшей мощностью излучения, которые располагались на поверхности антенны радара. Настроенная разность фаз между этими излучателями обеспечила электронный поворот на ±23° вокруг номинального механического угла поворота 40° от надира.

SIR-C был поляриметрическим радаром и передавал сигнал с чередующейся линейной горизонтальной и вертикальной поляризацией. Эхо-сигналы от этих передающих импульсов обрабатывались в двух отдельных приемниках. Таким образом, SIR-C позволяет обрабатывать до четырех различных комбинаций этой поляризации с соответствующей перекрестной поляризацией: HH (Horizontal transmitted, Horizontal received), VV (Vertical transmitted, Vertical received), HV и VH; а также для создания изображений с различной разностью фаз от этих поляризаций. На основе этой матрицы данных различной поляризации на земле могут быть созданы различные интерферометрические изображения. Поляриметрические данные предоставляют более подробную информацию о геометрической структуре поверхности Земли, ее растительности, а также подповерхностных неровностях, чем простые изображения с модуляцией яркости.

Радар X-SAR был изготовлен компанией Dornier в сотрудничестве с Alenia и работал на одной частоте. Антенна Х-диапазона состоит из волноводного щелевого излучателя. Он был механически повернут для наведения на точку на поверхности Земли.

Источник:

• NASA – What was SIR-C/XSAR (1994 Space Shuttle Missions) ?