ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ РАДИОЛОКАТОРА С СИНТЕЗОМ АПЕРТУРЫ АНТЕННЫ

THE PRINCIPLE OF OPERATION OF AN ANTENNA APERTURE SYNTHESIS RADAR

Malyshev Igor Yurievich

Student, Department of Advanced Technology, MIREA - Russian Technological University,

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

В статье описан принцип действия радиолокатора с синтезом апертуры антенны, используемый для достижения высокого углового разрешения в радиоинтерферометрии. Описываются принципы работы СА, основанные на синтезе данных от двух перемещающихся малых апертур с помощью корреляционного приёмника, что позволяет имитировать работу антенны с большой апертурой.

ABSTRACT

The article describes the principle of operation of radar with antenna aperture synthesis, used to achieve high angular resolution in radio interferometry. The principles of the CA operation are described, based on the synthesis of data from two moving small apertures using a correlation receiver, which makes it possible to simulate the operation of a large-aperture antenna.

Ключевые слова: синтез апертуры, алгоритмы синтеза апертуры, дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ), обработка радиолокационных данных, обзор алгоритмов.

Keywords:  aperture synthesis, aperture synthesis algorithms, remote sensing of the Earth (remote sensing), radar data processing, algorithm overview.

Синтез апертуры (далее – СА) – метод получения высокого углового разрешения c помощью синтеза результатов измерений, выполняемых радиоинтерферометром, состоящим из двух малых апертур, перемещающихся в пределах большой апертуры, и корреляционного приёмника. Результат измерения методом СА аналогичен измерениям с антенной большой апертуры. При СА выполняется большое количество измерений при различных положениях элементов и результаты суммируются с определёнными весами и фазами [1].

Современный системы СА состоят из большого числа полноповоротных антенн и одновременно действующих независимых корреляционных интерферометров, что значительно сокращает время наблюдений. Вращаясь вместе с Землёй, каждый интерферометр измеряет большое число слагаемых ряда. Для многоэлементных интерферометров метод СА позволяет синтезировать луч с такой шириной, которая может быть получена с апертурой, имеющей размеры, сравнимые с размерами антенной решётки.

Для более полного извлечения информации из результатов измерений используются априорные сведения о яркости неба. Такая априорная информация позволяет применять системы далеко разнесённых антенн, а также строить карты неба, используя только амплитудные измерения, когда сведения о фазе ненадёжны или отсутствуют [2].

Алгоритмы прямого формирования радиолокационных изображений предусматривают двойное сжатие радиоголограммы: по дальности и по азимуту. В зависимости от вида алгоритма сжатие может производиться как во временной, так и в частотной областях с использованием процедуры быстрого преобразования Фурье [3].

Антенна, установленная на летательном аппарате (например, на спутнике для дистанционного зондирования Земли), в соответствии со своей диаграммой направленности (далее – ДНА) высвечивает на поверхности Земли радиолокационное пятно, форма которого зависит от диаграммы направленности антенны.

Метод синтеза апертуры представляет собой мощный инструмент для получения высокого разрешения в радиоастрономии и радиолокации. Благодаря использованию перемещающихся антенн и корреляционной обработки данных, СА позволяет достигать качества изображений, сопоставимого с использованием крупных апертур, при этом современные системы значительно ускоряют процесс наблюдений. Интеграция априорных данных и усовершенствованных алгоритмов обработки сигналов расширяет возможности метода, делая его незаменимым для задач дистанционного зондирования и астрономических исследований.

Список литературы:

1. Апертурный синтез // Большая российская энциклопедия: электрон. версия. — URL: https://old.bigenc.ru/physics/text/1824302 (дата обращения: 07.01.2026).
2. Христиансен, В. Н. Радиотелескопы / В. Н. Христиансен, И. А. Хёгбом. — М. : Мир, 1988. — 336 с.
3. Нуссбаумер, Г. Быстрое преобразование Фурье и алгоритмы вычисления свёрток / Г. Нуссбаумер. — М. : Радио и связь, 1985. — 248 с.