ژئوماتیکسنجش از دور

رادار دریچه واقعی

رادار دریچه واقعی,توان تفکیک, برد, آزیموت,سنجش از دور

در سیستم رادار دریچه واقعی با ارسال پالس­های مایکروویو در جهت عمود بر مسیر حرکت ماهواره، تصویر نوارهای متوالی روی سطح زمین برداشته می­شود. با قرار گرفتن نوارهای متوالی، روند پوشش در راستای آزیموت تکمیل می­شود. علاوه بر این، تأخیر زمانی در بازتاب از بردهای دورتر، پوشش در راستای برد را تکمیل می­کند. بدین ترتیب، تصویر دو بعدی راداری به روش رادار درچیه واقعی تهیه می­ گردد.

Real Aperture Radar Imaging

در سیستم­ های راداری به فاصله بین ماهواره و تارگت زمینی، برد مایل (Slant Range) گفته می­شود. مسیر حرکت ماهواره را آزیموت (Azimuth) و جهت عمود بر مسیر حرکت ماهواره را برد (Range) می­گویند. در این سیستم­ها که امواج مایکروویو به صورت مایل به زمین تابیده می­شوند، به زاویه بین این امواج و راستای نادیر ماهواره، زاویه دید گفته می­شود.

در سیستم­های رادار دریچه واقعی (Real Aperture Radar)، یک پرتوی باریک از انرژی در جهت عمود بر مسیر حرکت ماهواره به سمت تارگت فرستاده می­شود. شدت انرژی بازگشتی از تارگت که توسط آنتن دریافت و ثبت می شود، تصویر یک نوار را بر روی سطح زمین مشخص می­کند. هنگام ارسال پالس بعدی، سنجنده رادار تغییر مکان پیدا کرده و از نوار دیگری روی سطح زمین تصویر برداری می­شود. سپس این نوارها به ترتیب برداشت آنها در کنار یکدیگر قرار گرفته و پوشش آزیموتی را تشکیل می­دهند. علاوه بر این، بازتاب از بردهای دورتر با تأخیر زمانی صورت می­گیرد و این روند پوشش در راستای برد را تکمیل می­کند. بدین ترتیب، تصویر دو بعدی رادار تشکیل شده که در آن سطرها نشان دهنده راستای آزیموت و ستون­ها نشانگر راستای برد هستند.

در سیستم­های رادار دریچه واقعی (Real Aperture Radar)، یک پرتوی باریک از انرژی در جهت عمود بر مسیر حرکت ماهواره به سمت تارگت فرستاده می­شود. شدت انرژی بازگشتی از تارگت که توسط آنتن دریافت و ثبت می شود، تصویر یک نوار را بر روی سطح زمین مشخص می­کند.

کوچک­ترین فاصله­ای که در آن دو تارگت زمینی در یک تصویر راداری از یکدیگر متمایز می­شوند، توان تفکیک رادار نامیده می­شود که این توان تفکیک در دو راستای برد و آزیموت متفاوت هستند. بر اساس قانون امواج الکترومغناطیس، توان تفکیک در راستای برد با استفاده از رابطه زیر محاسبه می­شود:

 

در رابطه فوق،  سرعت نور و  مدت زمان پالس ارسالی است. بنابر این رابطه، برای ارتقاء توان تفکیک تصویر در راستای برد لازم است که مدت زمان پالس (τ) کاهش یابد. از طرف دیگر، برای رسیدن به نسبتی مناسب از سیگنال به نویز در پالس­های دریافتی، می­بایست توان امواج ارسالی زیاد باشد. لازم به ذکر است که استفاده از سیگنال­هایی با طول موج کوتاه­تر و توان بالاتر موجب تلف شدن انرژی بیشتری شده و تقریبا استفاده از آنها غیر ممکن است.

بازتاب از بردهای دورتر با تأخیر زمانی صورت می­گیرد و این روند پوشش در راستای برد را تکمیل می­کند.

توان تفکیک در راستای Azimuth با استفاده از رابطه زیر محاسبه می­شود:

در رابطه فوق،  نشان دهنده برد،  طول موج مایکروویو و  طول آنتن است. با توجه به رابطه فوق، قدرت تفکیک مکانی در جهت آزیموت به طول آنتن وابسته است است. مطابق این رابطه، قدرت تفکیک مکانی در راستای آزیموت با افزایش طول آنتن بهتر می­شود، اما طراحی چنین سیستم­هایی به دلیل بالا رفتن وزن و ابعاد آنتن امکان­پذیر نبوده و لذا بهبود توان تفکیک تصویر راداری در راستای آزیوت با محدودیت همراه خواهد بود. محدودیت توان تفکیک رادار در راستای برد در سیستم­های رادار دریچه واقعی در دوره­های بعدی با ظهور سیستم­های رادار دریچه مصنوعی برطرف گردید. در سیستم­های رادار دریچه مصنوعی از قانون انتشار امواج صوتی داپلر برای شبیه­سازی طول آنتن رادار استفاده می­شود.

کوچک­ترین فاصله­ای که در آن دو تارگت زمینی در یک تصویر راداری از یکدیگر متمایز می­شوند، توان تفکیک رادار نامیده می­شود که این توان تفکیک در دو راستای برد و آزیموت متفاوت هستند.

منبع:

[۱]        “Synthetic Aperture Radar Land Applications Tutorial, Part I: Background and Theory, Prepared by ESSA”, 2009.

 

 

 

 

 

 

دیدگاهتان را بنویسید