Кіріспе

Екі өлшемді суреттер жасауға қолданылатын радар туралы ақпарат. Бейнелеу радары – көбінесе ландшафттардың екі өлшемді суреттерін жасау үшін қолданылатын радардың бір түрі. Бейнелеу радары жер бетіндегі белгілі бір аймақты жарықтандырып, радио толқындары арқылы суретке түсіреді. Ол суреттерді сақтау үшін антенна мен цифрлық компьютерлік жадты пайдаланады. Радарлық суретте радар антеннасына кері шағылысқан энергия ғана көрінеді. Радар белгілі бір бағыт бойынша қозғалып, радар сәулесі түскен аймақ – із, жер бетінде жолақ бойы қозғалады, осы арқылы сурет құрылады. Радарлық суреттер көптеген нүктелерден тұрады. Радарлық суреттегі әрбір пиксель – жер бетіндегі сол аймақтың радарлық шағылысуы (жер бетінен кері қайтуы) көрсетеді: жарық аймақтар жоғары шағылысуды, ал қараңғы аймақтар төмен шағылысуды білдіреді. Бейнелеу радасының бірнеше артықшылығы бар. Ол нысананы жасыратын кедергілердің болуына қарамастан жұмыс істей алады және жерге (құмға), суға немесе қабырғаларға енуге қабілетті.

3D өлшеулер

3D өлшеулер амплитудалық модуляцияланған лазерлік радарлар – Erim сенсоры және Perceptron сенсоры арқылы жүзеге асырылады. Орташа қашықтықтағы жұмыстарда жылдамдық және сенімділік жағынан 3D өлшеулер жоғары өнімділікке ие.

Техникалар мен әдістер

Қазіргі радарлық бейнелеу техникалары негізінен синтетикалық апертуралық радар (SAR) және кері синтетикалық апертуралық радар (ISAR) бейнелеуіне сүйенеді. Дамып келе жатқан технология монопульстік радардың 3D бейнелеуін пайдаланады.

Нақты диафрагмалық радар

Нақты апертуралық радар (RAR) – бұл ұшу бағытына перпендикуляр, қашықтық бойынша тар бұрышты импульстік радио толқын сәулесін жіберіп, нысаналардан кері шағылысқанды қабылдайтын радар түрі. Алынған сигналдардан радарлық кескін жасалады. Кері шағылысқан импульстар әдетте нысаналардан келу уақыты бойынша реттеледі, бұл қашықтық бойынша сканерлеуге сәйкес келеді. Қашықтық бойынша ажыратымдылық импульстың ұзындығына байланысты. Азимут бойынша ажыратымдылық – бұл сәуленің ені мен нысанаға дейінгі қашықтықтың көбейтіндісіне тең.

AVTIS радары

AVTIS радары – 94 ГГц жиіліктің нақты апертуралы 3D бейнелеу радары. Ол жиілік модуляцияланған үздіксіз толқынды қолданады және бір метрден кем қашықтықтағы нысандарды анықтайтын механикалық түрде сканерленген моностатикалық жүйені пайдаланады.

Лазерлік радар

Лазерлік радар – лазер сәулесімен нысананы жарықтандыру және шағылған жарықты талдау арқылы қашықтықты өлшейтін қашықтықтан зондтау технологиясы. Лазерлік радар көп өлшемді бейнелеу және ақпарат жинау үшін пайдаланылады. Барлық ақпарат жинау режимдерінде көзге қауіпсіз аймақта сәуле шығаратын лазерлер және осы толқын ұзындықтарындағы сезімтал қабылдағыштар қажет. 3D бейнелеу үшін әрбір пикселдегі алғашқы шашырауға дейінгі қашықтықты өлшеу мүмкіндігі керек. Сондықтан, қашықтық санағыштардың массиві қажет. Қашықтық санағыштар массивіне монолиттік тәсіл әзірленуде. Бұл технология көзге қауіпсіз толқын ұзындығындағы жоғары сезімтал детекторлармен үйлестірілуі тиіс.

Кері апертуралы радар (ISAR)

Инверстік синтетикалық апертуралық радар (ISAR) – екі және үш өлшемді кескіндерде жоғары ажыратылысты алуға мүмкіндік беретін SAR жүйесінің бір түрі. ISAR жүйесі тұрақты радар антеннасынан және қозғалыс жасайтын нысана аймағынан құралады. ISAR теориялық тұрғыдан SAR-ға баламалы, себебі сенсор мен нысана арасындағы салыстырмалы қозғалыс арқасында жоғары азимуттық ажыратылысқа қол жеткізіледі, алайда ISAR-дағы қозғалмалы нысана көбінесе өзара іс-қимыл жасай бермейтін объектілерден тұрады. ISAR кескінін жасау үшін SAR-ға қарағанда қозғалыс қатесін түзеуге арналған күрделі схемалары бар алгоритмдер қажет. ISAR технологиясы синтетикалық апертураны жасау үшін шығарушының орнына нысананың қозғалысын пайдаланады. ISAR радарлары көбінесе кемелерде немесе ұшақтарда қолданылады және нысананы тануға жеткілікті сапалы радарлық кескінді қамтамасыз ете алады. ISAR кескіні әртүрлі зымырандарды, әскери және азаматтық ұшақтарды ажырату үшін жеткілікті болады.

4D бейнелеу радары

4D бейнелеу радары бірнеше кіріс-шығыс (MiMo) антенна массивін пайдаланып, бір мезгілде бірнеше статикалық және динамикалық нысаналарды жоғары ажыратылыммен анықтау, карталау және қадағалау мүмкіндігін береді. Ол 3D бейнелеуді Допплер талдауымен біріктіріп, жылдамдық – қосымша өлшемді құрайды. 4D бейнелеу радиолокациялық жүйесі әрбір таратушы (Tx) антеннадан нысанаға дейінгі және әрбір қабылдаушы (Rx) антеннаға кері қарайғы ұшу уақытын өлшейді, көптеген эллипсоидтардан алынған деректерді өңдейді. Эллипсоидтардың қиылысқан жері – «ыстық нүкте» деп аталады, ол кез келген сәтте нысананың нақты орнын көрсетеді. Оның әмбебаптығы мен сенімділігі 4D бейнелеу радарларын «ақылды үй», автомобиль, сауда, қауіпсіздік, денсаулық сақтау және тағы да көптеген салалар үшін өте қолайлы етеді. Бұл технология камера, LIDAR, жылулық бейнелеу және ультрадыбыстық технологиялардың барлық артықшылықтарын біріктіріп, қосымша пайдаларды ұсынады:

Ажыратылым: Үлкен MiMo антенна массиві бірнеше статикалық және динамикалық нысаналарды бір мезгілде дәл анықтауға және қадағалауға мүмкіндік береді.
Құн тиімділігі: 4D бейнелеу радарының құны 2D радар сенсорынан шамамен айырмашылығы жоқ, бірақ одан әлдеқайда көп пайда әкеледі: байытылған деректер, жоғары дәлдік және кеңейтілген функционалдық мүмкіндіктер, сонымен қатар баға мен өнімділіктің оңтайлы арақатынасын ұсынады.
Беріктігі және құпиялылығы: Оптикалық элементтері болмағандықтан, бұл технология жарық пен ауа райының кез келген жағдайында сенімді жұмыс істейді. 4D бейнелеу радары нысаналармен тікелей көру байланысын қажет етпейді, сондықтан ол қараңғыда, түтінде, буда, жарқыраған жарықта және қолайсыз ауа райында да жұмыс істей алады. Бұдан бөлек, ол құпиялылықты және жасырын бақылауды қамтамасыз етеді, бұл барлық салаларда маңызды мәселе болып табылады.