Пространственная селекция при модулированном зондирующем сигнале

Модуляция зондирующего сигнала расширяет временной спектр

траекторного сигнала, что позволяет повышать разрешающую способность РСА по задержке сигнала (дальности).

Пусть зондирующий сигнал имеет равномерный спектр частот в полосе

(рис. 3.10). Волновые числа при

до

. Преобразование Фурье от такого спектра представляет собой зондирующий сигнал

пропорционален скорости рас-

, который в свою очередь пропорционален скорости

Тогда функция неопределенности

, получим, что

незначительно по сравнению с фазовым множителем и может быть вынесен за знак интеграла, то

описывает влияние модуляции и

представляет собой ФН по дальности зондирующего сигнала без учета синтезирования, а второй член этого выражения есть известная ФН СА по дальности при смодулированном зондирующем сигнале.

Таким образом, ФН синтезированной апертуры по дальности при модулированном узкополосном сигнале равна произведению ФН при смодулированном сигнале на ФН зондирующего сигнала по дальности. Разрешающая способность по дальности определяется шириной ФН зондирующего сигнала:

Таким образом, разрешение по дальности определяется шириной спектра узкополосного зондирующего сигнала, и влиянием синтезирования апертуры можно пренебречь.

и определяется выражением

В торой сомножитель определяет влияние на ФН модуляции сигнала. Разрешение по углу СА за счет модуляции зондирующего сигнала

обычно значительно хуже разрешения СА, определяемого несущей частотой:

ФН синтезированной апертуры по угловой координате равна произведению ФН при смодулированном сигнале и ФН, обусловленной только модуляцией зондирующего сигнала. При этом разрешение по азимуту за счет модуляции при малом угловом размере апертуры и узкополосном зондирующем сигнале значительно хуже разрешения СА по азимуту при не-модулированном сигнале и хуже разрешения по дальности.

Таким образом, разрешение по азимуту определяется угловым размером СА, и влиянием модуляции зондирующего сигнала можно пренебречь.

В РСА обычно используют импульсный периодический зондирующий сигнал, что обусловлено возможностью эффективной развязки передающего и приемного трактов при использовании единой приемопередающей антенны. Кроме того, ФН импульсного периодического сигнала имеет зону, свободную от боковых лепестков, что упрощает решение многих задач, связанных с наблюдением объектов на фоне земной поверхности. ФН импульсного периодического сигнала имеет периодическую структуру (рис. 3.11).

от предыдущего зондирующего сигнала, что соответствует неоднозначности по дальности.

фазы сигналов отличаются

то при

, откуда

что приводит к неоднозначности по угловой координате объектов:

(на рис. 3.11 заштрихована).

Траекторный сигнал РСА при периодическом зондирующем сигнале имеет вид

ФН синтезированной апертуры

Так как за время длительности зондирующего сигнала (импульса)

В этом случае ФН имеет вид

Рассмотрим область ФН в районе центрального пика, когда

по дальности. При этом изменением

за время синтезирования можно пренебречь. Тогда ФН

есть произведение ФН СА при немодулированном сигнале, которая определяет разрешение по углу, и ФН зондирующего сигнала, которая определяет разрешение по дальности.

При прямолинейной СА ФН по угловой координате

ФН по дальности является обычной ФН по задержке сигнала

Например, если в РСА используется импульсный зондирующий сигнал с линейной частотной модуляцией внутри импульса

— длительность импульса с единичной амплитудой, то ФН такого сигнала по дальности

а разрешающая способность по дальности

и требует учета в этом выражении не только линейных, но и квадратичных членов.

Для определенности рассмотрим прямолинейную СА, для которой с учетом квадратичных членов

где r - отклонение по дальности; 0 - отклонение по углу.

:

Угловая ширина бокового пика ФН будет равна

то угловая ширина бокового пика ФН будет приблизительно равна ширине ДН реальной антенны

равен

и его влияние возможно только при больших апертурах:

На рис. 3.12 представлен вид сечения центральной области ФН РСА при импульсном периодическом зондирующем сигнале.

Вследствие периодического характера ФН возможно:

1) появление ложных от меток;

неоднозначное измерение координат объекта;

снижение динамического диапазона изображения и характеристик обнаружения объектов на фоне местности в результате приема дополнительных сигналов фона от участков местности, расположенных в области боковых пиков ФН.

Для устранения этих нежелательных явлений обычно используют направленные свойства реальной антенны.