РЛС с обратной синтезированной апертурой (ISAR ) представляет собой радиолокационный метод, использующий радиолокационное изображение для создания двумерного изображения цели с высоким разрешением. Он аналогичен обычному SAR, за исключением того, что технология ISAR использует движение цели, а не излучателя для создания синтетической апертуры. Радары ISAR играют важную роль на борту морских патрульных самолетов, предоставляя им радиолокационное изображение достаточного качества, позволяющее использовать его для целей распознавания целей. В ситуациях, когда другие радары отображают только один неидентифицируемый яркий движущийся пиксель, изображение ISAR часто бывает достаточным для различения различных ракет, военных самолетов и гражданских самолетов.
Изображения целевой области, полученные с помощью ISAR, могут быть полезным инструментом для определения местоположения рассеивающих областей на цели. Изображения ISAR часто создаются путем вращения цели и обработки результирующих доплеровских историй центров рассеяния. Если цель вращается по азимуту с постоянной скоростью на «малый» угол, рассеиватели будут приближаться или удаляться от радара со скоростью, зависящей только от положения поперечного диапазона - расстояния по нормали к линии радара. прицел с центром на оси вращения цели. Вращение приведет к генерации зависимых от диапазона доплеровских частот, которые можно пространственно отсортировать с помощью преобразования Фурье. Эта операция эквивалентна (но противоположна) созданию большой синтетической апертуры фазированной решетки антенны, сформированной когерентным суммированием выходных сигналов приемника для различных геометрия цели / антенны. Для малых углов изображение ISAR представляет собой двумерное преобразование Фурье принятого сигнала как функцию частоты и целевого аспектного угла.
Если цель вращается на «большие» углы, предыстория доплеровской частоты рассеивателя становится нелинейной, следуя синусоидальной траектории. Эта доплеровская история не может быть обработана напрямую с помощью преобразования Фурье из-за размытой доплеровской частотной истории, что приводит к потере разрешения по диапазону. Максимальный угол поворота, который может быть обработан немодифицированным преобразованием Фурье, определяется ограничением, согласно которому фазовая ошибка апертуры по синтезированной апертуре должна изменяться менее чем на заданную (произвольную) величину, например на 45 градусов. Это происходит, когда синтетическая апертура до целевого диапазона меньше, чем требуется предел, где - требуемая поперечная протяженность цели. В этот момент синтетическая апертура находится в пределах целевой области ближнего поля и требует фокусировки. Фокусировка достигается применением фазовой коррекции к синтетической апертуре.
ISAR используется в морском наблюдении для классификации судов и других объектов. В этих приложениях движение объекта из-за воздействия волн часто играет большую роль, чем вращение объекта. Например, элемент, который простирается далеко по поверхности корабля, такой как мачта, будет обеспечивать высокий синусоидальный отклик, который четко идентифицируется на двухмерном изображении. Изображения иногда создают сверхъестественное сходство с визуальным профилем с интересным эффектом, заключающимся в том, что по мере того, как объект качается в направлении приемника или от него, чередующиеся доплеровские сигналы вызывают циклическое изменение профиля между вертикальным и перевернутым. ISAR для морского наблюдения была впервые разработана компанией Texas Instruments в сотрудничестве с Военно-морской исследовательской лабораторией и стала важной функцией самолетов P-3 Orion и S-3B Viking ВМС США.
Исследования проводились также с наземным ISAR. Сложность использования этой возможности состоит в том, что движение объекта намного меньше по величине и обычно менее периодично, чем в случае с морем.
Пожалуй, наиболее ярким и убедительным с научной точки зрения приложением ISAR является получение изображений астероидов в дальнем космосе. Особенно красивым примером этого является так называемый астероид «собачья кость» 216 Клеопатра, который находится примерно на 20% дальше от Земли, чем Солнце. Ширина астероида составляет всего 60 миль в средней точке. И все же изображение четкое и «ощущается» как оптическое изображение. Это было похоже на использование телескопа Лос-Анджелеса размером с линзу человеческого глаза для изображения автомобиля в Нью-Йорке. Конечно, "хитрость" здесь в том, что астероид представлен на очень редком фоне, что дает возможность значительного устранения неоднозначности.
В феврале 2013 года Indra Sistemas, испанская ведущая технологическая корпорация, анонсировала первый пассивный радар ISAR. Пассивный радар характеризуется тем, что не испускает никаких форм излучения, то есть использует сигналы, присутствующие в окружающей среде. В этом случае радар использует сигналы цифрового наземного телевидения в качестве несовместимых источников освещения в окружающей среде.
Ошибки в процессе формирования изображения ISAR обычно приводят к расфокусировке и геометрии ошибки в изображении. К ошибкам преобразования ISAR относятся:
Ошибки в двумерном плоском обратном преобразовании ISAR включают: