Введение

Применение радара для создания двухмерных изображений

Радарная съемка – это применение радара, используемое для создания двухмерных изображений, как правило, ландшафтов. Радарная съемка использует излучаемую энергию для освещения участка земной поверхности и получения изображения на радиоволнах. Для записи изображений используется антенна и цифровое хранилище данных. На радарном изображении отображается только энергия, отраженная обратно к антенне радара. Радар движется по траектории полета, а область освещения радара, или «след», перемещается по поверхности полосой, формируя изображение в процессе движения. Цифровые радарные изображения состоят из множества точек (пикселей). Каждый пиксель на радарном изображении представляет собой коэффициент обратного рассеяния для соответствующего участка земной поверхности (отражение от местности): более яркие области соответствуют высокому обратному рассеянию, а более темные – низкому. Радарная съемка обладает рядом преимуществ. Она может работать в условиях, когда цель заслонена препятствиями, и способна проникать сквозь землю (песок), воду или стены.

Трехмерные измерения

Трехмерные измерения обеспечиваются амплитудно-модулированными лазерными радарами – датчиком Erim и датчиком Perceptron. По скорости и надежности при работе на средних дистанциях трехмерные измерения демонстрируют превосходные показатели.

Техника и методы

Текущие методы радиолокационной съемки в основном опираются на синтезированную апертуру радара (SAR) и обращенную синтезированную апертуру радара (ISAR). Развивающаяся технология использует трехмерную радиолокационную съемку с моноимпульсным радаром.

Радар реальной диафрагмы

Радар с реальной апертурой (RAR) – это тип радара, который передает узконаправленный импульсный пучок радиоволн в направлении дальности, перпендикулярно направлению полета, и принимает обратное рассеяние от объектов, которое затем преобразуется в радиолокационное изображение на основе принятых сигналов. Обычно отраженные импульсы упорядочиваются по времени возврата от объектов, что соответствует сканированию в направлении дальности. Разрешение в направлении дальности зависит от длительности импульса. Разрешение в направлении азимута определяется произведением ширины луча и расстояния до объекта.

Радар AVTIS

Радар AVTIS – это 94 ГГц трехмерный радар с реальной апертурой. Он использует частотно-модулированную непрерывную волну и оснащен механически сканируемой моностатической системой с сантиметровым разрешением по дальности.

Лазерный радар

Лазерный радар – это технология дистанционного зондирования, измеряющая расстояние путем освещения цели лазером и анализа отраженного света. Лазерный радар применяется для многомерной визуализации и сбора информации. Во всех режимах сбора информации необходимы лазеры, излучающие в безопасном для глаз диапазоне, а также высокочувствительные приемники, работающие на этих длинах волн. Для трехмерной визуализации требуется возможность измерения расстояния до первого рассеяния в каждом пикселе. Следовательно, необходим массив дальномеров. Разрабатывается монолитный подход к созданию такого массива. Эта технология должна быть объединена с высокочувствительными детекторами, работающими в безопасном для глаз диапазоне.

Радар обратной диафрагмы (ISAR)

Радар с обратной синтетической апертурой (ISAR) – это еще один тип системы SAR, способный формировать изображения с высоким разрешением в двух и трех измерениях. Система ISAR состоит из стационарной радиолокационной антенны и движущегося объекта наблюдения. Теоретически ISAR эквивалентен SAR в том смысле, что высокое разрешение по азимуту достигается за счет относительного движения между сенсором и объектом, однако сцена движения в ISAR обычно состоит из некооперативных целей. Для обработки изображений ISAR требуются алгоритмы с более сложными схемами коррекции ошибок движения, чем для SAR. Технология ISAR использует движение объекта, а не излучателя, для создания синтетической апертуры. Радары ISAR обычно устанавливаются на судах или самолетах и могут формировать радиолокационное изображение достаточного качества для идентификации цели. Изображение ISAR часто позволяет различать различные типы ракет, военные и гражданские самолеты.

Радар 4D-обработки изображений

4D-радар использует антенную решетку с множественным входом и множественным выходом (MiMo) для высокоточного обнаружения, картирования и отслеживания нескольких статических и динамических целей одновременно. Он объединяет 3D-визуализацию с доплеровским анализом для создания дополнительного измерения – скорости. Система 4D-радиолокации измеряет время прохождения сигнала от каждой передающей (Tx) антенны до цели и обратно к каждой принимающей (Rx) антенне, обрабатывая данные из множества формирующихся эллипсоидов. Точка пересечения эллипсоидов, известная как «горячая точка», определяет точное местоположение цели в любой момент времени. Благодаря своей универсальности и надежности 4D-радар идеально подходит для использования в системах «умный дом», автомобильной промышленности, розничной торговле, системах безопасности, здравоохранении и многих других областях. Технология ценится за объединение всех преимуществ камер, лидаров, тепловизоров и ультразвуковых технологий, а также за дополнительные преимущества:

Разрешение: большая MiMo-антенная решетка обеспечивает точное обнаружение и отслеживание нескольких статических и динамических целей одновременно. Экономическая эффективность: стоимость 4D-радиолокации сопоставима со стоимостью 2D-радара, но при этом предлагает значительно большую ценность: более богатые данные, более высокую точность и расширенную функциональность, обеспечивая оптимальное соотношение цены и производительности. Надежность и конфиденциальность: в технологии отсутствуют оптические элементы, что обеспечивает ее надежную работу в любых условиях освещения и погоды. 4D-радар не требует прямой видимости целей, что позволяет ему функционировать в темноте, дыму, паре, при ослепляющем свете и в неблагоприятных погодных условиях. Он также обеспечивает конфиденциальность и скрытое наблюдение по умолчанию, что является все более важным требованием во всех отраслях.