Спутниковое ДРЛО

S.I.> В Качестве опорного сигнала можно использовать прямой сигнал Глонас/Навстар-


А когеррентность при этом будет соблюдаться?

Bredonosec> серж, а отOCR-ить нельзя?

§ 3.2. Принцип оптической голографии
Оптические методы обработки сигналов РСА в настоящее вре¬мя позволяют получать высококачественные изображения земной поверхности. Они используются в большинстве зарубежных РСА: AN/APQ-102A, AN/APD-11 и др.
х
Волна от источника оеетау
Сферический фазовый фронт Плоский сигнальной волны фазовый фронт

В основе оптических устройств обработки лежит голографи-ческий метод, при котором записанные на пленку радиолокацион¬ные сигналы (радиоголограммы) используются для формирования радиолокационного изображения. Этот метод был разработан пер¬воначально применительно к оптическому диапазону электромаг¬нитных колебаний. Впоследствии была доказана возможность его применения для радиодиапазона.
опорной
Степень почернения
6
валны Фотопластинка
Рис. 3.1. Схема голографической регистрации световой волны:
а — ход лучей; б — распределение интенсивности света на фотопла¬стинке
В РСА принцип голографии используется как при регистрации отраженных радиоволн, так и в оптических устройствах обработки сигналов.
Рассмотрим процесс голографирования в оптическом диапа¬зоне (рис. 3.1). Обязательным условием голографирования яв¬ляется когерентность источника света. В оптическом диапазоне источниками когерентного света являются лазеры.
Если пучком света от такого источника осветить точечный объ¬ект А, то часть энергии отразится и возникнет так называемая сигнальная волна, поступающая от объекта на фотопластинку и имеющая сферический фазовый фронт. Для регистрации голо¬граммы на ту же фотопластинку необходимо направить опорную волну. Эта волна должна быть когерентна с сигнальной волной, то есть должна иметь ту же частоту, что обычно достигается ис-
38

пользованием одного источника света, кроме того, в данной схеме голографирования предполагается, что опорная волна представ¬ляет собой пучок параллельных лучей, имеющих плоский фазовый фронт. В этом случае фаза колебаний опорной волны будет одна и та же в каждой точке фотопластинки.
Восстанов¬ленный сферический
фронт _сигнапьной
Изображение .объекта А
Интенсивность волны света
Фотопластинка,
с записью голограммы

Рис. 3.2. Получение изображения объекта с помощью голо¬граммы

Фаза колебаний сигнальной волны в каждой точке ее пересе¬чения с пластинкой различна и зависит от расстояния, которое прошла волна от объекта до данной точки. Так как опорная и сигнальная волны когерентны, разность фаз между ними в каж¬дой точке на фотопластинке неизменна во времени. При сложе¬нии на фотопластинке двух волн разность фаз сигнальной и опор¬ной волн приводит к пространственной амплитудной модуляции суммарного светового потока (интерференции).

Полученная интерференционная картина регистрируется на фотопластинку в результате достаточно длительной экспози¬ции.

После проявления фотопластинки степень ее почернения бу¬дет зависеть от амплитуды регистрируемого поля. График почер¬нения для рассматриваемого случая представлен на рис. 3.1,6. Такое изображение на фотопластинке называется голограммой точечного объекта А.

Голограмма позволяет восстановить изображение объекта. Для этого необходимо облучить ее опорной волной (рис. 3.2), Опорная волна, проходя через голограмму, создает изображение объекта А точно в том месте, где он находился в момент записи
39

Bredonosec> серж, а отOCR-ить нельзя?

голограммы. Изображение А не будет точечным, а несколько раз¬мытым. Размер пятна 6х, определяющий детальность создавае¬мого изображения:
Ъх «* X -J,
где К — длина облучающей волны;
R — расстояние от голограммы до объекта;
X — линейный размер голограммы.
Оптическая голография позволяет обеспечить чрезвычайно вы¬сокую разрешающую способность, так как длина волны света во много раз меньше размера голограммы.
В случае если объект представляет собой сложное тело, на голограмму записывается совокупность голограмм всех точек объ¬екта. Волновой фронт, формируемый при восстановлении с такой голограммы, равен сумме волновых фронтов от каждой точки объекта, то есть идентичен волновому фронту от самого объекта. При этом происходит формирование изображения объекта на рас¬стоянии R от голограммы.
Сформулируем основные особенности голографического про¬цесса:
— для голографии необходимо наличие когерентных опорной
и сигнальной волн;
— в процессе голографирования происходит перекодирование
амплитудно-фазового распределения поля сигнальной волны в ам¬
плитудное распределение сигнала и регистрация этого сигнала в
виде голограммы (интерференционной картины);
— для восстановления изображения необходимо облучить го¬
лограмму опорной волной.
Голограммы обладают рядом интересных свойств. Одно из важнейших состоит в возможности изменения масштаба изобра¬жения. Если одновременно изменить в одно и то же число раз линейный размер голограммы и длину волны восстанавливающего изображение пучка света, то в соответствующее число раз изме¬нится и масштаб создаваемого изображения. Если изменения длины волны и масштаба голограммы непропорциональны, то изображение также будет сформировано, однако в нем возникнут масштабные искажения. Во многих практических применениях эти искажения не играют существенной роли.
Это свойство позволяет записывать голограммы на одной дли¬не волны, например в радиодиапазоне, а восстанавливать волно¬вой фронт и наблюдать изображение на другой волне, в оптиче¬ском диапазоне.
§ 3.3. Методы синтезирования апертуры
Процесс синтезирования апертуры в самолетной РСА пояс¬няется с помощью рис. 3.3. Рассмотрим случай, когда в зоне обзо¬ра РЛС есть только один точечный отражающий объект А.
40

Самолет-носитель летит по строго прямолинейной траектории с постоянной путевой скоростью Vn- Передатчик, подобно лазеру в оптической голографии, облучает когерентной волной объект А. Антенна РЛС имеет относительно небольшую длину и, следова¬тельно, довольно широкую в азимутальной плоскости диаграмму направленности во- Отраженные от цели сигналы (сигнальная волна) поступают в РЛС в течение всего времени, пока объект находится в луче антенны, то есть на участке траектории дли¬ной Хо.

Рис. 3.3. К принципу действия РСА
Отраженный сигнал из приемника поступает на фазовый де¬тектор, где он складывается с опорным сигналом (опорной вол¬ной), формируемым передатчиком. Величина сигнала на выходе фазового детектора £/фД (интенсивность интерференционной кар¬тины) определяется амплитудой и фазой отраженного сигнала.
Отраженный от точечного объекта А сигнал образует сфери¬ческий фазовый фронт, а опорный сигнал при неизменной во времени (а значит, и вдоль траектории полета) начальной фазе имитирует плоскую опорную волну. Поэтому сигнал на выходе фазового детектора является голограммой точечного объекта А вдоль оси х (см. рис. 3.1,6). Длительность этого сигнала То равна времени, в течение которого самолет пролетает участок синтези¬рования: T0 = X0/Vn (см. рис. 3.3). Эта радиоголограмма соответ¬ствует антенне длиной XQ.
4!

S.I.>> В Качестве опорного сигнала можно использовать прямой сигнал Глонас/Навстар-
Tzvk> А когеррентность при этом будет соблюдаться?
А почему нет?
Сначала наш спутник принимает прямой импульс от Глонас/Навстар (опорный), а затем его же отражение от цели (сигнальный). Даже если они будут менять частоту от импульса к импульсу по случайному закону все равно мы будем складывать их когерентно потому что примем сначала опорный.
Глонас/Навстар в данном случае выполняют роль освещающего лазера в оптической голографии.

Tzvk> Дык, а годится ГлоНаСС на роль лазера? Насколько у енго сигнал импульс "монохроматичный"? Т.е. длина когерентности достаточная или нет?

Дык здаётся мне, что иначе он свою задачу - точного определения координат приёмником ЖПС- не сможет выполнить. ИМХО.

S.I.> Принцип создания синтезированной апертуры антенны РЛС-

Хотелось бы только ради чистоты упомянуть, что САА является частным случаем более общего принципа, а именно: когерентного накопления сигнала
КНС может быть:
-временным. Т.е. суммирование множества сигналов излученных/принятых из одной точки в разное время. Применяется тогда, когда отраженный сигнал очень слаб/сильны помехи, даже слабее порога шума приемника/слабее помехи. Так проводиться, например, РЛС зондирование планет.
-пространственным. Когда суммируются сигналы, излученные/принятые одновременно многими, разнесенными в пространстве, антеннами. Это принцип работы всех антенных решеток.
-пространственно-временным. Это и есть виртуальная антенна с синтезированной аппертурой -когда суммируются сигналы излученные разнесенными в пространстве антеннами в разное время. В этом случае антенна может быть одна, перемещаемая в разные точки виртуальной антенной решетки.

Ник

S.I.> Да, и никакого мошенства в отношении законов Физики.

Лично я согласен, принципиальных препятствий нет. Проблемы чисто технические.

S.I.>> Да, и никакого мошенства в отношении законов Физики.
TheFreak> Лично я согласен, принципиальных препятствий нет. Проблемы чисто технические.

Радиолокационная система, разработанная специалистами корпорации «Вымпел», позволит... ©
Самолёты врядли, а корабли вполне.

au> Ну как... Формула мне неизвестна, но думаю она с недетской степенью Концентрируешь энергию в узле — надёжность падает. Решётка концентрирует энергию в пространстве, а пространство не ломается.

В ФАР тоже есть SPOF (Single point of failure) и не один - задающий генератор, блок питания, причем в отличии от варианта с одним мощным передатчиком блок питания получается попротивней не высоковольтный на малые токи а низковольтный на большие, а значит что нужны еще толстые фидеры.

au> Вытащить раскладную ФАР не сложнее чем вытащить раскладное зеркало на 130м. Многократно проще, никаких сомнений даже.

Чем проще? Тем что кроме задач раскрытия зеркала добавляется необходимость разложиться аккуратненько и не порвать нигде несколько киллометров коаксиала и других проводов?