Формирование изображений в цифровых РЛС с синтезированной апертурой антенны. Горячкин О.В - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУТИ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

Каждый k-й отражённый радиоимпульс в этой пачке получает задержку
τ
(t
k
)=2R(t
k
)/c, фазовый сдвиг несущего колебания
ϕ
(t
k
)=4
π
R(t
k
)/
λ
и некоторый
амплитудный коэффициент, индуцированный диаграммой направленности
(ДН) антенны G
k
, зависящие от момента излучения импульса t
k
.
(
)
(
)()
(
)
(
)
[
]
kkkотр
ttjttSGkts
ϕωτ
−−=
0
expRe),(
. (4)
В большинстве случаев достаточно проанализировать квадратичную
аппроксимацию R(t) в окрестности точки траверза цели – t
тр
:
()
2
тр
тр
2
тр
2
тр
2
тр
)(
)(2
)())(()( tt
tR
V
tRttVtRtR −+≈−+= . (5)
Т. о. огибающая пачки отражённых импульсов определяется ДН антенны
и квадратичным фазовым набегом, который эквивалентен линейной частотной
модуляции пачки импульсов, так как:
() ()
()
()
тр
тр
2
2
2
1
tt
tR
V
t
dt
d
tf −≈=
λ
ϕ
π
. (6)
Вид такой пачки показан на рис. 4. Частотную модуляцию пачки
отражённых импульсов можно объяснить эффектом Доплера, возникающим
вследствие движения ЛА. Данная линейная частотная модуляция огибающей
пачки отражённых импульсов имеет полосу частот
∆
f=2VL
s
/
λ
R.
Максимальное квадратичное смещение отражённых импульсов по оси
задержки, показанное на рис. 4, как правило, меньше разрешающей
способности РСА по задержке
δτ
и проявляется только в космических или
сверхширокополосных РСА, где носит название эффекта миграции дальности.
Таким образом, в РСА, в отличие от РБО, мы обрабатываем не один
отражённый импульс, а пачку импульсов. Комплексная огибающая этой пачки
не что иное, как дискретное представление ЛЧМ импульса. Воспользовавшись
этим фактом, мы можем сжать этот сигнал вдоль оси X до величины
x
∆
,
воспользовавшись, например, согласованным с этим сигналом фильтром:
22
x
s
x
D
L
R
f
V
==
∆
=∆
λ
.
(7)
Т. е. азимутальное разрешение РСА не зависит от расстояния до цели,
длины волны, скорости полёта и т.п., и определяется только длиной
азимутального раскрыва антенны, причём, чем он меньше, тем выше
разрешающая способность РСА. Чем меньше апертура реальной антенны, тем
больше L
s
, тем больше отношение длины синтезированной антенны к длине
волны, которое мы теперь можем сделать сколь угодно большим. Таким
образом, особенность РСА, в необходимости совместной когерентной
обработки пачки отражённых импульсов длиной N=L
s
/
∆
x
. 
      Каждый k-й отражённый радиоимпульс в этой пачке получает задержку
τ(tk)=2R(tk)/c, фазовый сдвиг несущего колебания ϕ(tk)=4πR(tk)/λ и некоторый
амплитудный коэффициент, индуцированный диаграммой направленности
(ДН) антенны Gk, зависящие от момента излучения импульса tk.
                                         [                                         ]
                     s отр (t , k ) = Re G k S (t − τ (t k )) exp( j (ω 0 t − ϕ (t k ))) . (4)
    В большинстве случаев достаточно проанализировать квадратичную
аппроксимацию R(t) в окрестности точки траверза цели – tтр:
                                                                     V2
                  R(t ) = R(t тр ) + (V (t − t тр )) ≈ R (t тр ) +
                                    2                 2
                                                                              (t − t тр ) 2 .   (5)
                                                                   2 R(t тр )
     Т. о. огибающая пачки отражённых импульсов определяется ДН антенны
и квадратичным фазовым набегом, который эквивалентен линейной частотной
модуляции пачки импульсов, так как:
                                                           2V 2
                                                            ( )(          )
                                            1 d
                                  f (t ) =       ϕ (t ) ≈         t − t тр .                    (6)
                                           2π dt          λR t тр
     Вид такой пачки показан на рис. 4. Частотную модуляцию пачки
отражённых импульсов можно объяснить эффектом Доплера, возникающим
вследствие движения ЛА. Данная линейная частотная модуляция огибающей
пачки отражённых импульсов имеет полосу частот ∆f=2VLs/λR.
     Максимальное квадратичное смещение отражённых импульсов по оси
задержки, показанное на рис. 4, как правило, меньше разрешающей
способности РСА по задержке δτ и проявляется только в космических или
сверхширокополосных РСА, где носит название эффекта миграции дальности.
     Таким образом, в РСА, в отличие от РБО, мы обрабатываем не один
отражённый импульс, а пачку импульсов. Комплексная огибающая этой пачки
не что иное, как дискретное представление ЛЧМ импульса. Воспользовавшись
этим фактом, мы можем сжать этот сигнал вдоль оси X до величины ∆ x ,
воспользовавшись, например, согласованным с этим сигналом фильтром:
                                    V    λR D x
                               ∆x =    =     =   .                    (7)
                                    ∆f 2 L s   2
     Т. е. азимутальное разрешение РСА не зависит от расстояния до цели,
длины волны, скорости полёта и т.п., и определяется только длиной
азимутального раскрыва антенны, причём, чем он меньше, тем выше
разрешающая способность РСА. Чем меньше апертура реальной антенны, тем
больше Ls, тем больше отношение длины синтезированной антенны к длине
волны, которое мы теперь можем сделать сколь угодно большим. Таким
образом, особенность РСА, в необходимости совместной когерентной
обработки пачки отражённых импульсов длиной N=Ls/∆x.

Страницы