Влияние случайных фазовых ошибок на разрешающую способность радиолокатора с синтезированной апертурой
Аннотация
В статье рассматривается задача анализа влияния случайных фазовых ошибок на разрешающую способность радиолокатора с синтезированной апертурой. Объектом исследования является усредненная функция рассеяния изображения точечной цели в пространстве радиолокационных координат. Для этой функции удается получить аналитическое решение, учитывающие статистические характеристики фазовых флуктуаций траекторного сигнала РСА, в том числе их многомерный закон распределения. Полученные выражения могут быть использованы для анализа влияния траекторных нестабильностей, вибраций, атмосферных флуктуаций, нестабильностей в приемо-передающем тракте РСА. Расчеты могут быть выполнены для любой заданной траектории полета носителя РСА, с учетом особенностей обзора и эффекта миграции дальности. В работе в качестве иллюстрации предлагаемой методики исследуется влияние траекторных нестабильностей БПЛА, вызванных флуктуациями поля ветровых скоростей на деградацию разрешающей способности РСА VHF диапазона частот, использующего систему спутниковой навигации.
- радиолокатор с синтезированной апертурой
- влияние случайных фазовых ошибок
- траекторный сигнал
- беспилотный летательный аппарат
Abstract (in English)
Influence of random phase errors on the spatial resolution of synthesis aperture radar
The article discusses the problem of analyzing the influence of random phase errors on the resolution of synthetic aperture radar (SAR). The object of study is the average scattering function of the image of a point target in the space of radar coordinates. For this function, it is possible to obtain an analytical solution that takes into account the statistical characteristics of phase fluctuations of the SAR trajectory signal, including their multidimensional probably distribution function. The resulting expressions can be used to analyze the influence of trajectory instabilities, vibrations, atmospheric fluctuations, and instabilities in the SAR transmit-receive path. Calculations can be performed for any given flight trajectory of the SAR, taking into account the features of the SAR mode and the effect of range migration. As an illustration of the proposed technique, the influence of trajectory instabilities of the radar caused by fluctuations in the wind velocity field on the degradation of the resolution of the VHF band SAR using a satellite navigation system is analyzed.
Для цитирования
Горячкин О.В. Влияние случайных фазовых ошибок на разрешающую способность радиолокатора с синтезированной апертурой // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – № 10. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.10.16
Литература
- Верба В.С. и др. Радиолокационные системы землеобзора космического базирования. - 2010.
- Буренин Н.И. Радиолокационные станции с синтезированной антенной. - 1972.
- Антипов В.Н. и др. Радиолокационные станции с цифровым синтезированием апертуры антенны. - Радио и связь, 1988.
- Кондратенков Г.С., Фролов А.Ю. Радиовидение. Радиолокационные системы дистанционного зонирования Земли. - 2005.
- Гусев С.Н., Журавлев С.В., Попов А.В. Определение пространственной разрешающей способности на радиолокационных изображениях при дистанционном зондировании Земли //Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. - 2021. - Т. 24. - №. 3. - С. 72-80.
- Кук Ч., Бернфельд М. Радиолокационные сигналы. - 1971.
- Гуляев Г.А. и др. Исследование влияния траекторных нестабильностей полета носителя малогабаритной РЛС с синтезированной апертурой на качество формируемых радиолокационных изображений //Цифровая обработка сигналов. - 2021. - №. 2. - С. 25-31.
- Jinping S. et al. Turbulence effects on high resolution airborne SAR performance //2011 International Conference on Electronics, Communications and Control (ICECC). - IEEE, 2011. - С. 1190-1193.
- Ji Y. et al. Spaceborne P-band SAR imaging degradation by anisotropic ionospheric irregularities: A comprehensive numerical study //IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. - 2020. - Т. 58. - №. 8. - С. 5516-5526.
- Goriachkin O.V. et al. SAR system for searching and detecting objects in the forest area, based on UAVs //2022 VIII International Conference on Information Technology and Nanotechnology (ITNT). - IEEE, 2022. - С. 1-4.
- Биард Р.У., МакЛэйн Т. У. Малые беспилотные летательные аппараты: теория и практика. - 2015.
- Langelaan J.W., Alley N., Neidhoefer J. Wind field estimation for small unmanned aerial vehicles //Journal of guidance, control, and dynamics. - 2011. - Т. 34. - №. 4. - С. 1016-1030.