Существует единственное существенное ограничение применения радаров в целях сверхдальних наблюдений - это ослабление сигнала. Если сигнал проходит большое расстояние, то он частично рассеивается, искажается и ослабевает и выделить его в приемнике из собственных шумов приемника и шумов иного происхождения зачастую крайне затруднительно. Ослабление сигнала при радиолокации вполне поддается расчету, который основан на простых физических соображениях. Если в какой- то точке излучается мощность Р, то поток мощности через единичную площадку, находящуюся на расстоянии R, будет пропорционален Р/4(R^2). В знаменателе стоит площадь сферы радиусом R, окружающей источник. Таким образом, при обычной радиосвязи мощность, принятая антенной, обратно пропорциональна квадрату расстояния. Этот закон - закон сферической расходимости пучка энергии - выполняется всегда при распространении волн в свободном пространстве. Даже если сконцентрировать излучаемую мощность в узкий луч и поток энергии возрастет в несколько раз (этот коэффициент называется коэффициентом направленного действия антенны), квадратичная зависимость от расстояния сохранится. Но в радиолокации радиосигнал преодолевает двойные расстояния, а сама облучаемая цель рассеивает энергию по всем направлениям , и если облучающий цель поток энергии ослабевает обратно пропорционально R^2 то приходящий к приемнику рассеянный поток еще ослабляется во столько же раз и оказывается обратно пропорциональным R^4. Это означает, что для повышения дальности действия РЛС в два раза, при прочих равных условиях, мощность ее передатчика надо повысить в 16 раз. Столь высокой ценой достигаются высокие характеристики современных РЛС.
2.3 Основные принципы функционирования РСА
Радиолокационные станции с синтезированной апертурой собирают информацию о поверхности Земли путем измерения и обработки отраженных ею сигналов в СВЧ-диапазоне и тем самым расширяют возможности изучения свойств поверхности Земли в некотором новом направлении. Кроме того, поскольку такие системы используют свою собственную энергию излучения и работают на относительно длинных волнах, они способны выполнять съемку поверхности круглосуточно и в любую погоду.
Разрешающая способность изображения в пассивных датчиках равна их угловой разрешающей способности (т.е. количеству длин волн, приходящихся на размер апертуры), умноженной на расстояние между датчиком и исследуемым участком или объектом. Таким образом, размер элемента разрешения прямо пропорционален длине волны излучения и высоте расположения датчика и обратно пропорционален размеру апертуры. При наблюдении с орбиты ИСЗ в оптическом и ИК-диапазонах достигается очень высокое разрешение при сравнительно умеренных размерах апертуры, что обусловлено малой длинной рабочих волн. В диапазоне СВЧ длины волн относительно велики, и для достижения высокого разрешения (не более десятков метров) требуется апертуры размерами порядка сотен метров и даже километров. Получить реально такие апертуры в настоящее время, разумеется, невозможно.
В радиолокационных системах с синтезированной апертурой указанные трудности преодолеваются за счет использования когерентных РЛС измерять расстояние и доплеровские частоты, что позволяет получить изображение поверхности с высоким разрешением при наблюдении с орбиты. Две соседние цели разрешаются благодаря различиям во временных задержках отраженных сигналов и в доплеровских частотах, изменяющихся во времени, причем эти различия не зависят от расстояния до цели. Таким образом, разрешающая способность РСА не зависит от высоты их расположения. Такое уникальное достоинство сопровождается, правда, появлением некоторых ограничений на ширину полосы обзора, размер антенны и требуемую мощность излучения.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.