РЛС формирования изображений

редактировать
A SAR Радиолокационное изображение, полученное радаром SIR-C / X-SAR на борту корабля Space Shuttle Endeavour показывает вулкан Тейде. Город Санта-Крус-де-Тенерифе виден как пурпурно-белая область на нижнем правом краю острова. Лавовые потоки в кратере вершины проявляются в оттенках зеленого и коричневого, в то время как зоны растительности выглядят как участки пурпурного, зеленого и желтого цветов на склонах вулкана. Создание радиолокационного изображения с использованием движения платформы

РЛС формирования изображений - это приложение радара, которое используется для создания двухмерных изображений, обычно пейзажей. Радиолокатор излучает свет, чтобы осветить участок на земле и сделать снимок в радиоволнах. Для записи изображений он использует антенну и цифровой компьютер. На радиолокационном изображении можно увидеть только энергию, которая была отражена обратно в сторону антенны радара. Радар движется по траектории полета, и область, освещенная радаром, или зона покрытия, перемещается по поверхности в полосе, формируя изображение по мере того, как это происходит.

Цифровые радарные изображения состоят из множества точек. Каждый пиксель в изображении радара представляет обратное рассеяние радара для этой области на земле: более яркие области представляют сильное обратное рассеяние, более темные области представляют низкое обратное рассеяние.

Традиционное применение радара - отображение положения и движения обычно хорошо отражающих объектов (таких как самолет или корабли ) путем отправки радиоволнового сигнала с последующим обнаружением направления и задержки отраженного сигнала. С другой стороны, радар формирования изображений пытается сформировать изображение одного объекта (например, ландшафта) путем регистрации интенсивности отраженного сигнала для определения степени рассеяния (см. Рассеяние света ). Зарегистрированное электромагнитное рассеяние затем отображается на двумерную плоскость, при этом точкам с более высокой отражательной способностью обычно присваивается более яркий цвет, создавая таким образом изображение.

Для этого было разработано несколько методов. Как правило, они используют преимущество эффекта Доплера, вызванного вращением или другим движением объекта, а также изменением вида объекта, вызванным относительным движением между объектом и обратным рассеянием, которое воспринимается радар объекта (как правило, самолета), пролетающего над землей. Благодаря недавним усовершенствованиям методов радиолокационное изображение становится более точным. Визуализирующий радар использовался для составления карт Земли, других планет, астероидов, других небесных объектов и классификации целей для военных систем.

Содержание

  • 1 Описание
  • 2 Приложения
    • 2.1 Визуализация через стену с помощью радара
    • 2.2 Трехмерные измерения
  • 3 Методы и методы
    • 3.1 Радар с реальной апертурой
      • 3.1.1 Радар AVTIS
    • 3.2 Лазерный радар
    • 3.3 Радар с синтезированной апертурой (SAR)
    • 3.4 Радар с обратной апертурой (ISAR)
      • 3.4.1 Недостатки ISAR
    • 3.5 Моноимпульсный радар Метод построения трехмерных изображений
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Внешние ссылки

Описание

Радар формирования изображений - это разновидность радарного оборудования, которое можно использовать для получения изображений. Типичная радарная технология включает в себя излучение радиоволн, получение их отражения и использование этой информации для генерации данных. Для радара с формированием изображений возвращающиеся волны используются для создания изображения. Когда радиоволны отражаются от объектов, это вносит некоторые изменения в радиоволны и может предоставить данные об объектах, в том числе о том, как далеко прошли волны и с какими объектами они столкнулись. Используя полученные данные, компьютер может создать трехмерное или двухмерное изображение цели.

РЛС формирования изображений имеет несколько преимуществ. Он может работать при наличии препятствий, которые закрывают цель, и может проникать в землю (песок), воду или стены.

Применения

Применения включают: топографию поверхности и изменение берегов; мониторинг землепользования, сельскохозяйственный мониторинг, ледовое патрулирование, мониторинг окружающей среды, метеорологический радиолокационный мониторинг штормов, предупреждение о сдвиге ветра, медицинская микроволновая томография; визуализация через настенный радар; Трехмерные измерения и т. Д.

Сквозная радиолокационная съемка

Для оценки параметров стены используются широкополосные радарные системы Utra. Ручка М-последовательность СШП радар с роговыми и круговыми антеннами использовались для сбора данных и поддерживающих методы сканирования.

3-D измерения

измерения

3-D снабжены амплитудно-модулированного лазер радары - датчик Erim и датчик Perceptron. С точки зрения скорости и надежности операций на средней дальности, трехмерные измерения обладают превосходными характеристиками.

Методы и методы

Современные методы построения изображений с помощью радаров в основном основываются на радар с синтезированной апертурой (SAR) и радар с обратной синтезированной апертурой (ISAR). Новые технологии используют моноимпульсный радар 3-D изображение.

Радар с реальной апертурой

Радар с реальной апертурой (RAR) - это форма радара, которая передает узкоугольный луч импульсной радиоволны в направлении дальности под прямым углом к ​​направлению полета и принимает обратное рассеяние от целей, которое будет преобразовано в радиолокационное изображение из полученных сигналов.

Обычно отраженный импульс будет располагаться в порядке времени возврата от целей, что соответствует сканированию направления дальности.

Разрешение в направлении диапазона зависит от ширины импульса. Разрешение в азимутальном направлении идентично произведению ширины луча и расстояния до цели.

Радар AVTIS

Радар AVTIS представляет собой радар с 3D-изображением с реальной апертурой 94 ГГц. Он использует частотно-модулированную модуляцию непрерывных волн (FMCW) и использует механически сканируемый моностатический датчик с разрешением субметрового диапазона.

Лазерный радар

Лазерный радар - это технология дистанционного зондирования, которая измеряет расстояние с помощью освещение цели лазером и анализ отраженного света.

Лазерный радар используется для получения многомерных изображений и сбора информации. Во всех режимах сбора информации требуются лазеры, которые передают в безопасной для глаз области, а также чувствительные приемники на этих длинах волн.

Трехмерное изображение требует способности измерять диапазон до первого рассеяния в каждом пикселе. Следовательно, необходим массив счетчиков диапазона. Разрабатывается монолитный подход к массиву счетчиков дальности. Эта технология должна сочетаться с высокочувствительными детекторами безопасных для глаз длин волн.

Для измерения доплеровской информации требуется другой тип схемы обнаружения, чем тот, который используется для пространственной визуализации. Возвращенная энергия лазера должна быть смешана с гетеродином в гетеродинной системе, чтобы обеспечить извлечение доплеровского сдвига.

Радар с синтезированной апертурой (SAR)

Радар с синтезированной апертурой (SAR) является форма радара, который перемещает реальную апертуру или антенну через ряд положений вдоль объектов, чтобы обеспечить отличительные долгосрочные вариации когерентного сигнала. Это можно использовать для получения более высокого разрешения.

SAR создают двумерное (2-D) изображение. Одно измерение на изображении называется диапазоном и является мерой расстояния «прямой видимости» от радара до объекта. Дальность определяется путем измерения времени от передачи импульса до получения эхо-сигнала от цели. Кроме того, разрешение по дальности определяется шириной передаваемого импульса. Другой размер называется азимутом и перпендикулярен дальности. Способность SAR обеспечивать относительно высокое разрешение по азимуту отличает его от других радаров. Чтобы получить точное азимутальное разрешение, необходима физически большая антенна, чтобы сфокусировать передаваемую и принимаемую энергию в острый луч. Резкость луча определяет азимутальное разрешение. Бортовой радар может собирать данные во время полета на это расстояние и обрабатывать данные, как если бы они поступали от физически длинной антенны. Расстояние, на которое летит самолет при синтезировании антенны, известно как синтетическая апертура. Узкая синтетическая ширина луча является результатом относительно длинной синтетической апертуры, которая имеет более высокое разрешение, чем меньшая физическая антенна.

РЛС с обратной апертурой (ISAR)

РЛС с обратной синтетической апертурой (ISAR) - другой вид системы SAR, позволяющей получать двух- и трехмерные изображения высокого разрешения.

Система ISAR состоит из стационарной радиолокационной антенны и целевой сцены, которая претерпевает некоторое движение. ISAR теоретически эквивалентен SAR в том смысле, что разрешение с высоким азимутом достигается за счет относительного движения между датчиком и объектом, однако сцена с движущейся целью ISAR обычно состоит из не взаимодействующих объектов.

Для построения изображений ISAR необходимы алгоритмы с более сложными схемами исправления ошибок движения, чем те, которые необходимы для SAR. Технология ISAR использует движение цели, а не излучателя для создания синтетической апертуры. Радары ISAR обычно используются на судах или самолетах и ​​могут обеспечивать радиолокационное изображение достаточного качества для распознавания цели. Изображение ISAR часто бывает адекватным для различения различных ракет, военных самолетов и гражданских самолетов.

Недостатки ISAR

  1. Изображение ISAR не может получить реальный азимут цели.
  2. Там иногда существует обратное изображение. Например, изображение лодки, катящейся вперед и назад в океане.
  3. Изображение ISAR представляет собой двумерное проекционное изображение цели на плоскости доплеровского дальномера, которая перпендикулярна вращающемуся ось. Когда плоскость дальномерного доплеровского сдвига и координатная плоскость различны, изображение ISAR не может отражать реальную форму цели. Таким образом, формирование изображения ISAR не может получить информацию о реальной форме цели в большинстве ситуаций.

Перекатывание происходит из стороны в сторону. Качка бывает вперед и назад, рыскание - влево или вправо.

Моноимпульсный радарный метод построения трехмерных изображений

Моноимпульсный радарный трехмерный метод построения изображений использует одномерное изображение диапазона и измерение угла моноимпульса для получения реальных координат каждого рассеивателя. Используя эту технику, изображение не меняется при изменении движения цели. Моноимпульсная радиолокационная трехмерная визуализация использует методы ISAR для разделения рассеивателей в доплеровской области и выполнения измерения угла моноимпульса.

Трехмерное изображение с помощью моноимпульсного радара может получить 3 вида трехмерных объектов с использованием любых двух из трех параметров, полученных из луча разности азимута, луча разности высот и измерения дальности, что означает виды спереди, верх и сторона могут иметь значения азимут-возвышение, диапазон азимута и диапазон возвышения соответственно.

Моноимпульсная визуализация обычно адаптируется к целям ближнего действия, а изображение, полученное с помощью моноимпульсной радиолокационной трехмерной визуализации, является физическим изображением, которое согласуется с реальным размером объекта.

См. Также

Справочная информация

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-23 11:59:16
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте