Αρχές λειτουργίας
Γεομετρία της λειτρουργίας του SLAR και της επιλυμένης επιφάνειας. Η κεράια SLAR (φαίνεται με κόκκινο χρώμα) με μήκος τοποθετείται στο κάτω μέρος του αεροσκάφους στο υψόμετρο της πτήσης H. Ένα τμήμα της δέσμης που εκπέμπει στην γωνία ναδίρ θ μελετήται. Το στοιχείο που εμφανίζεται με κόκκινο χρώμα υποδηλώνει ένα ακτινοβολημένο όγκος σε απόσταση R. Άλλοι παράμετροι εξηγούνται στο κείμενο.
Μια άλλη παράμετρος των μέσων ραντάρ είναι η πόλωση των εκπεμπόμενων παλμών τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα εκπέμπονται με τον φορέα του ηλεκτρικού πεδίου σε κατακόρυφη κατεύθυνση σε σχέση με το επίπεδο της επίπτωσης στο έδαφος. Κατά τον ίδιο τρόπο, τα backscattered κύματα καταγράφονται με τον ίδιο προσανατολισμό του φορέα του ηλεκτρικού πεδίου. Τα χαρακτηριστικά αυτά αναφέρονται ως πόλωση VV, δηλαδή, κάθετη και για τα εκπεμπόμενα και και τα δεχόμενα κύματα. Με άλλα μέσα, π.χ., ραντάρ στο διάστημα, μια πόλωση HH (οριζόντια-οριζόντια) και μια πόλωση HV ή VH (δηλαδή, πολλαπλή πόλωση των εκπεμπόμενων και δεχούμενων κυμάτων) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ειδικές εφαρμογές.
Οι διαστάσεις των pixel είναι λειτουργίες του beamwidth στην κατεύθυνση κατά μήκος της γραμμής και την διάρκεια των παλμών στην κατεύθυνση της κλίσης της περιοχής. Για την beamwidth γωνία θa, ακολουθεί από τις αρχές της περίθλασης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων:
όπου λ είναι το μήκος κύματος του ραντάρ, και
έιναι το μήκος της κεράιας.
Συνθετικές κεραίες ↓ ↑
Προφανώς το μήκος της κεραίας
είναι μια κρίσιμη παράμετρος για την beamwidth γωνία θa που - όπως θα δούμε παρακάτω - καθορίζει την ανάλυση του εδάφους: μια μεγαλύτερη κεραία μειώνει την beamwidth γωνία. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό
κατά τη χρήση των μέσων ραντάρ στους δορυφόρους, λόγω της πολύ υψηλότερης απόστασης από το έδαφος που
διαφορετικά θα οδηγήσει σε πολύ χαμηλή ανάλυση του εδάφους.
This drawback can be reduced by synthetically increasing
the antenna size up to the required length, which is possible due to the coherence properties of the radar signals.
Suppose an object which is hit by several pulses one after the other emitted and received by the aircraft or
satellite during overflight. If the received signals are stored then the signals can be treated as if they were
simultaneaously emitted and received by an antenna having a length of the flight track between the first and the
last pulse. This makes it possible to resolve objects on the ground with an along track size which is at least
as large as the synthetically enlarged antenna length.
These radar instruments are called Synthetic Aperture Radar or SAR.
A detailed description is given in a separate chapter on satellite SAR.
Radar Instruments using the antenna as is are called Real Aperture Radar or
RAR. The Side-looking Airborne Radar (SLAR) used in maritime surveillance is a RAR.
Το ψήφισμα κατά μήκος τροχιάς ακολουθεί ως εξής:
Το ψήφισμα κατά μήκος (along-track) ως εκ τούτου έιναι μια συνάρτηση με το εύρος κλίσης R και δεν είναι το ίδιο σε διάφορα μέρη της εικόνας.
Η ανάλυση του διαγώνιου εύρους είναι:
όπου τ έιναι η διάρκεια των παλμών ραντάρ, c είναι η ταχύτητα του φωτός,
και θ είναι η γωνία ναδίρ του υπό εξέταση τμήματος του παλμού ραντάρ. Ο παράγοντας των δύο στον παρονομαστή οφείλεται στο γεγονός ότι η ακτινοβολία διαδίδει εμπρός και πίσω το διάστημα της απόστασης rR για την επίτευξη αυτού του ψηφίσματος. Έτσι, το οριζόντιο ψήφισμα επί του εδάφους είναι:
Οι διαστάσεις των pixel ra και rρ εξαρτώνται από τη γωνία επίπτωσης θ και ως εκ τούτου, στην απόσταση στο πλαϊνό στόχο της γραμμής πτήσης.
Άσκηση: Μέγεθος του pixel ραντάρ:
↓ ↑
Πραγματοποιούμε πτήση επιτήρησης πάνψ από τα παράκτια ύδατα. Το SLAR έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
- μήκος κεραίας: 3 m
- συχνότητα μικροκυμάτων: 10 GHz
- διάρκεια των παλμών:: 50 ns
- οριζόντια beamwidth γωνία: 0.5°
Το αεροσκάφος λειτουργεί στα 1000 μ. υψόμετρο πτήσης. Σε οριζόντια απόσταση 5 χλμ. πλαϊνά από την τροχιά της πτήσης μπορούμε να δούμε έναν στόχο στην εικόνα ραντάρ. Θα μπορούσε αυτός ο στόχος να είναι όσο μικρό είναι ένα κυμαινόμενο βαρέλι, έχοντας μέγεθος 1μ, ή είναι πιο πιθανό να είναι ένα χαμένο δοχείο 30ft. ή ακόμη και ένα πλοίο με μήκος 50 μ;
