Radar pokładowy obserwowany z boku - Side looking airborne radar

Definicja kątów w płaszczyźnie pionowej SLAR

Geometria SLAR

Boczny radar pokładowy ( SLAR ) to zamontowany na statku powietrznym lub satelitarnym radar obrazujący skierowany prostopadle do kierunku lotu (stąd patrzenie w bok ). Ukosa (tryb nonperpendicular) jest również możliwe. SLAR może być wyposażony w standardową antenę (radar z rzeczywistą aperturą) lub antenę z syntetyczną aperturą .

Platforma radaru porusza się w kierunku osi X. Radar „patrzy” pod kątem θ (lub tzw. Kątem odchylenia od nadiru ). Kąt α między osią x a linią widzenia (LOS) nazywany jest kątem stożka, kąt φ między osią x a rzutem linii wzroku na płaszczyznę (x; y) nazywany jest kątem azymutu. Kąt stożka i azymutu są powiązane przez cos α  = cos φ  ∙ cos ε . Na powierzchnię ziemi fala dociera pod (nominalnym elipsoidalnym) kątem padania β względem osi pionowej w tym punkcie. (W niektórych publikacjach kąt padania określany jest jako θ _i .) Antena oświetla obszar, tzw. Ślad. Można również zmierzyć kierunek nadchodzącej fali względem płaszczyzny poziomej. Ten kąt γ  = 90 ° -  β nazywamy kątem spasania. Kąt ϑ  =  ε  + 90 ° jest używany do matematycznego opisu w sferycznym układzie współrzędnych.

Przy przybliżeniu płaskiej ziemi - co jest typowe dla radarów pokładowych o krótkim i średnim zasięgu - można założyć, że kąt natarcia i kąt zagłębienia są równe γ  =  ε, a kąt padania wynosi β  = 180 ° -  ϑ . Tak zwany wektor LOS to wektor jednostkowy (na rysunkach pokazanych jako czerwona strzałka) skierowany od anteny do rozpraszacza naziemnego. Zmienne u, v, w są cosinusami kierunkowymi względem x; y; osie z. Zmienna u to u  = cos α, gdzie α jest kątem azymutu między linią widzenia a osią x (kierunek lotu). ${\ displaystyle {\ vec {u}} = (u, v, w) ^ {t}}$

Rozdzielczość zakresu (na całej ścieżce)

Rozdzielczość zasięgowa (możliwość oddzielenia pikseli obrazu prostopadle do kierunku lotu) SLAR-a zależy od długości przesyłanego impulsu. Na Ziemi rozdzielczość odległości ma odwrotną zależność od kąta depresji:

${\ Displaystyle \ delta _ {g} = {\ Frac {\ tau c_ {0}} {2 \ cos \ gamma}}}$

${\ displaystyle \ tau}$ = czas trwania (może być skompresowany w dopasowanym odbiorniku) impulsu radarowego

${\ displaystyle c_ {0}}$ = prędkość światła

${\ displaystyle \ gamma}$ = kąt zagłębienia

Szerokość impulsu wynosi zazwyczaj 0,4… 1 µs, tj. = 8… 200 m. Im krótsza szerokość impulsu, tym niższa i najwyższa rozdzielczość zakresu, ale niższy sygnał echa. To ograniczenie można przezwyciężyć stosując modulację wewnątrzimpulsową . Przy zastosowaniu fali o częstotliwości skokowej szerokości pasma B rozdzielczość zakresu wynosi . ${\ displaystyle \ tau}$${\ displaystyle \ delta _ {g}}$${\ displaystyle \ tau}$${\ displaystyle \ delta _ {g}}$${\ displaystyle \ delta _ {r} = c_ {0} / 2B}$

Rozdzielczość azymutalna (wzdłuż toru)

Rozdzielczość azymutalna (lepiej znana jako rozdzielczość krzyżowa) zależy od szerokości wiązki anteny radaru. Wyprowadza się go ze stosunku fizycznego rozmiaru anteny (rzeczywistej apertury) do użytej długości fali. Poprzez rozpieranie belki jest również zależne od zakresu skosu.

${\ Displaystyle \ delta _ {Az} = {\ Frac {\ rho \ lambda} {2L}} = {\ Frac {H \ lambda} {L \ sin \ gamma}}}$

${\ displaystyle \ lambda}$ = długość fali

${\ displaystyle L}$ = długość anteny (w kierunku lotu)

${\ displaystyle \ rho}$ = zakres skośny

${\ displaystyle H}$ = wysokość platformy

Jest oczywiste, że anteny SLAR jako rzeczywistej apertury nie mogą być zbudowane na tyle duże, aby osiągnąć pożądaną rozdzielczość azymutu. W rzeczywistości SLAR nigdy nie był możliwy do wykorzystania w kosmosie, ponieważ anteny byłyby zbyt duże, a ich start w kosmosie zbyt kosztowny. Radar z aperturą syntetyczną odnosi się do metody poprawy rozdzielczości azymutu (nie rozdzielczości zakresu).

Zobacz też

• Obrazowanie radarowe

Uwagi i odniesienia

Linki zewnętrzne

• Radartutorial
• „A Sideways Glance” - artykuł o locie z 1966 roku na temat SLAR