www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основы радиолокации

Радиолокатор бокового обзора

Рисунок 1. Геометрия функционирования радиолокатора бокового обзора

Рисунок 1. Геометрия функционирования радиолокатора бокового обзора

Рисунок 1. Геометрия функционирования радиолокатора бокового обзора

Радиолокатор бокового обзора

Радиолокатор бокового обзора (РЛБО, англ. Side Looking Airborne Radar, SLAR) размещается на борту летательного аппарата (самолет, космический аппарат). При функционировании радиолокатора платформа движется прямолинейным курсом на фиксированной высоте. Луч антенны направлен перпендикулярно курсу платформы под некоторым углом к земной поверхности, последовательно освещая некоторую ее часть в виде полосы (см. Рисунок 1). Целью является каждая точка земной поверхности (при формировании радиолокационного изображения, картографировании) или находящиеся на ней объекты (при ведении воздушной разведки). Измерению подлежат две координаты цели: путевая дальность — по оси, направленной вдоль направления полета платформы, и наклонная дальность — по оси, соответствующей направлению зондирования, то есть перпендикулярно направлению полета.

Таким образом зона обзора представляет собой полосу, параллельную траектории полета платформы. Ширина полосы определяется дальностью действия радиолокатора.

В радиолокаторах бокового обзора, как правило, используются антенны с реальными апертурами. Это означает, что угловая разрешающая способность радиолокатора определяется геометрическими размерами его антенны, которые, в свою очередь, ограничены размерами летательного аппарата. Линейное разрешение Ra по угловой координате (вдоль путевой дальности) определяется формулой

Ra = H · λ где H — высота антенны
   (высота полета платформы);
L — геометрическая длина антенны;
λ — длина зондирующей волны;
θ — угол падения (наклона луча относительно горизонтальной плоскости на высоте полета).
(1)
L · cos θ

Figure 2: Resolution cell variation.

Рисунок 2. Изменение размеров элемента разрешения с изменением параметров обзора

Рисунок 2. Изменение размеров элемента разрешения с изменением параметров обзора

Из формулы (1) видно, что с увеличением высоты угловое разрешение также увеличивается. Поэтому в случае высотных платформ (например, космические аппараты) для улучшения разрешающей способности радиолокатора по углу, то есть для уменьшения его углового разрешения, необходимо увеличивать длину антенны, что для реальных апертур имеет свой предел. В таких случаях для получения высокого углового разрешения применяют метод синтезирования апертуры.

Размер элемента разрешения на земной поверхности увеличивается от точки, соответствующей нижнему краю луча, с увеличением расстояния от платформы радиолокатора до точек поверхности. Это означает, что линейный размер элемента разрешения на дальнем крае радиолокационного изображения будет больше, чем в его средине. Возникающее таким образом искажение масштаба необходимо учитывать при дальнейшей обработке.

Измеряемую при помощи радиолокатора бокового обзора дальность до цели называют наклонной. Реальное же расстояние между целями на зенмной поверхности называю горизонтальной дальностью. Поперечное разрешение радиолокатора определяется по формуле:

Rr = c0 · tp где c0 — скорость света;
tp — длительность зондирующего сигнала;
θ — угол падения.
(2)
2 sin θ

Пример:

Радиолокатор бокового обзора со следующими характеристиками:
λ = 1 см,
L = 3 м,
H = 6000 м,
θ = 60°,
tp = 100 нс,
имеет разрешение
Ra = 40 м и
Rr = 17,3 м

Обратите внимание, что тот же радиолокатор, находясь на высоте 600 км, обеспечивает угловое разрешение Ra = 4000 м.