Кондратенков Г.С. Радиовидение (2005) (1151787), страница 29
Текст из файла (страница 29)
При постоянной частоте повторения Г„ соответственно увеличивается энергия сигнала вследствие увеличения числа накапливаемых импульсов Х, . Для обеспечения постоянства характеристик РЛИ целей целесообразно поддерживать постоянство энергии сигналов, т.е. постоянство 1Ч, . Для этого необходимо изменять частоту повторения с изменением угла наблюдения: У Г =Маб = — япО або ба В этом случае Т,М,б — — Т,Г„= Т,/Т„= 1Ч, = сопы . При постоянном интервале синтезирования скорость сканирования ДН й, также постоянна и выбирается исходя из заданного времени обзора и размера сектора обзора й, = 0,6,/Т,б, .
Максимальное время син- тезирования в этом случае составляет: 0 н н н а где Մ— количество некогерентных накоплений при формировании РЛИ. Таким образом, при СО время синтезирования ограничено шириной зоны обзора и временем обзора и обычно бывает невелико. В связи с этим при СО достаточно часто осуществляется нефокусированная обработка (режим ДОЛ), при этом опорная функция компенсирует среднюю частоту сигналов кадра и не учитывает ЛЧМ сигнал. Средняя частота рассчитывается для каждого интервала синтезирования: .4я Ь„(п) = %(п) ехр — 1 — ЧпТ„соя О„„ (5.42) где О„„.
— угол наблюдения на 1с-м интервале синтезирования. Предельное время синтезирования в режиме ДОЛ определяется выражением (5.32), а разрешающая способность РСА — выражением (5.33). 3. Телескопический обзор (ТО) применяется при необходимости получения высокого разрешения и многократного наблюдения одного и того же участка местности. При этом участок местности, представляю- 164 Принци~и построения РСА земяеобзора ший интерес, должен полностью помещаться внутри ДН и его РЛИ получается путем кадровой обработки сигнала на одном интервале синтезирования. РЛИ формируется в виде отдельного кадра в окрестности выбранной точки (центра кадра), координаты которой задаются дальностью К„и азимутом О„относительно центра интервала синтезирования.
ДН отслеживает центр кадра в течение одного или нескольких интервалов синтезирования. При этом закон управления ДН по азимуту имеет вид: (1) 0 + Чгяп0иО где О„, ʄ— начальные угол наблюдения и наклонная дальность до центра кадра на интервале синтезирования. При ТО в отличие от ПБО и СО отсутствует модуляция сигнала, связанная с изменением положения Д11. Опорная функция при ТО изменяется от одного интервала синтезирования к другому по мере изменения угла наблюдения и дальности центра кадра: .4п Ь„(п) = Ъ'(п)ехр 3— Ч п2Т'~ -ЧпТ„созВ„+ " вп' О„ 2К„ Для получения кадра РЛИ на каждом интервале синтезирования после умножения сигнала на опорную функцию (5.43) выполняется спектральный анализ в пределах области частот (5.40). При такой обработке вследствие применения одной опорной функции зона обзора (размер кадра) определяется выражениями (5.35) или (5.36) и обычно меньше максимальной, определяемой шириной ДН.
Для получения кадра РЛИ с максимальным размером ЛЬ„, =К„ВО для каждого элемента разрешения в кадре РЛИ необходимо применять оптимальный алгоритм (5.26), что ведет к усложнению системы обработки. Разрешающая способность при ТО может быть весьма высокой, так как максимальное время Т, ограничено только вычислительными возможностями системы обработки и фазовыми искажениями траекторного сигнала. Среди комбинированных режимов обзора возможно применение секторно-телссконичвскоо обзора, когда в течение одного интервала синтезирования применяют ТО, затем поворачивают ДН и вновь применяют ТО и т.д., что обеспечивает более широкую зону обзора ЛЬ > 8ОК„.
Алгоритм обработки сигналов РСА землеобзора наряду с синтезированием предусматривает некогерентное накопление сигналов РЛИ. Глава 5 Некогереитиое иакоилеиие. РЛИ, полученному с помощью РСА, как и всякому изображению, полученному с помощью когерентной системы, присущи особенности, связанные со спекл-шумом. Сиекл-шум проявляется в яркостной пятнистости (зернистости) при изображении даже статистически ровных поверхностей. РЛИ в РСА при однократном обзоре представляет собой пространственный шум, дисперсия которого изменяется в соответствии с отражаюшими свойствами объектов, а интервал корреляции примерно равен разрешающей способности.
Спекл-шум возникает из-за того, что случайные по характеристикам и расположению элементарные отражатели, представляющие шероховатую поверхность объектов в элементе разрешения РСА, образуют случайное поле переизлучения. Следствием этого является случайная величина ЭПР элементов разрешения объектов. Пятнистость изображения может заметно снизить вероятность обнаружения объектов и другие характеристики РСА.
Влияние спекл-шума ослабляется путем дополнительного некогерентного накопления (сложения) нескольких независимых РЛИ одного и того же участка местности (объектов). Для формирования некоррелированных между собой изображений могут использоваться различные методы: 1) параллельная работа РЛС на нескольких разнесенных несуших частотах; 2) работа с излучением и приемом сигналов различной поляризации; 3) разбиение всей полосы частот зондирующего сигнала на ряд примыкающих к друг другу полос, ширина которых определяется требуемым разрешением по дальности; 4) аналогичное разбиение всего траекторного сигнала длительностью Т, на примыкающие к друг другу участки, размер Т, которых определяется требуемым разрешением по азимуту. Преимущество последнего метода в том, что траекторный сигнал практически всегда имеет информационную избыточность, т.е.
То» Т,, и для некогерентного накопления необходимы лишь дополнительные устройства в системе обработки сигналов. Величина Т представляет собой общее время облучения (наблюдения) объекта. При переднебоковом обзоре оно определяется шириной ДН реальной антенны и скоростью полета ЛА. При секторном обзоре зависит, кроме того, от угловой скорости врашения антенны по азимуту, а при телескопическом — теоретически не ограничено. Время корреляции спекл-шума в элементе разрешения на выходе системы обработки равно времени синтезирования Т,, поэтому максимально возможное число некогерентных выборок изображения на всем интервале наблюдения объекта равно 166 Лрииципы поапроения Ра.А зеилеоозора ТО ХО 1Ч т х с с Наиболее просто осуществить некогерентное накопление при телескопическом обзоре.
В этом случае необходимо сложить кадры РЛИ, полученные на последовательных интервалах синтезирования. При большом числе некогерентно накапливаемых изображений необходимо учитывать изменение системы координат изображений при изменении угла наблюдения. Число лучей, формируемых на каждом интервале синтезирования при ТО и одном отсчете РЛИ на элемент разрешения по азимуту (1с, =1), определяется отношением ширины зоны обзора Л1. и разрешения по азимуту: Х, =М/Ы.
Если зона обзора определяется шириной ДН, то: (5.44) Ы Рассмотрим алгоритм некогерентного накопления РЛИ при переднебоковом обзоре. Максимальный размер синтезированной апертуры Хо =ОоК„/я1пО„, а размер апертуры при синтезировании Х, =й.К„/(2Ыя1пО„). При этом максимальное число некогерентных изображений одного и того же объекта, которое может быть сформировано при ПБО и использовании всего траекторного сигнала: 1Ч„„ Хо 2Я (5.45) с а При построчном формировании РЛИ одним синтезированным лучом каждый объект наблюдается за время обзора только один раз, когда синтезированная ДН совпадает с направлением на объект, т.е. некогерентное накопление сигналов изображения отсутствует.
Поэтому, чтобы обеспечить некогерентное накопление Хи некоррелированных изображений в пределах Хо, требуется при каждом положении апертуры формировать 1ч„синтезированных лучей, разнесенных по азимуту на размер синтезированной апертуры Х,. Разнос необходим для обеспечения некоррелированности изображений. Сигналы изображения в каждом луче запоминаются на соответствующее время, пропорциональное Т„и складываются (рис. 5.18,а). В результате сложения образуется как бы один синтезированный луч, в котором выполнено Х„некогерентных накоплений.
При формировании РЛИ по кадраи при ПБО изображения кадров смещены на размер синтезированной апертуры, поэтому для получения РЛИ без пропусков необходимо 1Ч„=Х,(бх=Ж„/25е~ азимутальных лучей. Однако каждый объект в этом случае наблюдается только один 167 Глина о раз, поэтому для некогерентного накопления необходимо, чтобы кадры РЛИ перекрывались, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
