Учёные предложили упрощённый алгоритм калибровки радаров (01.12.2010)

Заметное влияние на точность измерения объектов радиолокационными методами оказывают различные шумы и несовершенство конструкции радаров. Искажения сигнала особенно сильно проявляются при дистанционном исследовании объектов с борта самолёта. Неверная оценка расстояния до объектов может привести к авиакатастрофе, например, при посадке в условиях ограниченной видимости. Сотрудники Фрязинского филиала Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова разработали алгоритм компенсации аппаратурных искажений радара для зондирования Земли в случае неполной калибровки устройства.

Дистанционное обнаружение объектов, а также изучение их геометрии основано на регистрации отражающихся от объектов радиоволн. Приборы, посылающие эти волны и принимающие их отражения от объектов, называют радиолокаторами или радарами. Для дистанционного зондирования Земли используют радиолокаторы с синтезированной апертурой антенны (РСА). Такое устройство позволяет оценить расстояние до Земли и расположение на ней различных объектов (деревьев, зданий), что становится особенно важным в условиях ограниченной видимости. Качество получаемого сигнала зависит от размера антенны и от параметров используемых радиоволн. Поскольку увеличивать антенну, установленную на летательном аппарате (вертолёт, самолёт, спутник), можно только до определённых пределов, выбор подходящих волн имеет большое значение.

Обычно для сканирования поверхности Земли применяется когерентный режим работы радара, при котором все параметры волны (частота, амплитуда, фаза, поляризация) постоянны во времени или изменяются упорядоченно. Это позволяет учитывать изменения поляризации волны при её отражении от объекта, и благодаря этому получать более полную информацию о его электрических свойствах, форме, размерах, ориентации по отношению к излучателю.

Измерение объектов в реальном времени требует тщательной калибровки радара. Этот процесс состоит из двух этапов: внутренняя калибровка – это измерение электронных параметров самого радара и их сравнение с эталонами, а внешняя калибровка – это настройка радара на внешние объекты в зоне его действия. Для внешней калибровки используются эталонные отражатели – объекты с заранее известными матрицами рассеяния. Как правило, для полной калибровки радаров необходимо три таких отражателя.

Александр Захаров и его коллеги из ИРЭ РАН создали математическую модель, описывающую параметры внешней калибровки. Она учитывает восемь параметров, таких как: рассеяние излучения, искажения в трактах приема и передачи сигнала, различные шумы. В работе, опубликованной в последнем номере журнала «Радиотехника и электроника», исследователи отмечают, что для поддержания стабильной работы бортовых радаров достаточно знать семь параметров, и при определенных условиях их можно получить с использованием двух, а не трех эталонных отражателей.

Предложенная модель дает возможность с высокой точностью измерять параметры отраженного от объекта сигнала при неполной калибровке, например, в случае, когда один из эталонных отражателей вышел из строя. Она также может стать хорошим руководством по калибровке радаров для зондирования земной поверхности. Об этом сообщает Информнаука.

Информация предоставлена: http://nauka.izvestia.ru/news/article104345.html