А.С. Петров – д.т.н., профессор, гл. науч. сотрудник, 

АО «НПО Лавочкина» (Московская область, г. Химки)

Е-mail: as-petr@yandex.ru

Постановка проблемы. Особенность радиолокаторов с синтезированной апертурой космического базирования состоит в том, что доплеровские параметры – доплеровский центроид и скорость изменения доплеровской частоты, определяющие азимутальное разрешение системы, постоянно изменяются в процессе полета платформы по орбите, а также при вариациях ее угловой ориентации. Поэтому требуется их максимально точная фиксация в каждый момент времени. Существует два  основных метода определения доплеровских параметров – вычисления через кинематические характеристики движущейся платформы и путем спектрального анализа принимаемого сигнала. По этой причине возникает необходимость разработки методики оценки доплеровских параметров космических РСА с помощью обоих методов, ориентированной на применение персональных ЭВМ.

Цель. Провести обзор, связанный с численным анализом доплеровских параметров РСА космического базирования, и разработать методику их моделирования с помощью персональных ЭВМ на основе применения кинематических моделей и методов спектрального анализа.

Результаты. Разработана упрощенная кинематическая модель движения космической платформы с установленной на ней аппаратурой радиолокатора с синтезированной апертурой (РСА), которая позволяет учитывать ее угловую ориентацию по крену, тангажу и рысканию. Получены соотношения для расчета доплеровских параметров (ДП) локатора – доплеровского центроида и скорости изменения доплеровской частоты с учетом угловой ориентации платформы и изменяющейся при полете орбитальной аномалии космического аппарата. Приведены результаты моделирования ДП для трех космических систем РСА, функционирующих на орбитах с низкой и средней высотой полета. Дан обзор методов автофокусировки ДП; с помощью модели, основанной на спектральном методе, проанализированы допустимые отклонения ДП от номинальных значений. 

Практическая значимость.Представленные модели и расчетные соотношения позволяют оценивать доплеровские параметры РСА космического базирования с точностью, достаточной для целей проектирования аппаратуры на системотехническом уровне с учетом вариации ее параметров при движении платформы по орбите.

Петров А.С. Моделирование доплеровских параметров космических радиолокаторов с синтезированной апертурой // Успехи современной радиоэлектроники. 2020. T. 74. № 7. С. 18–31. DOI: 10.18127/j20700784-202007-02.

1. Верба В.С., Неронский Л.Б., Турук В.Э. Перспективные технологии цифровой обработки радиолокационной информации космических РСА. М.: Радиотехника. 2019.
2. Tomiyasu K. Tutorial review of synthetic-aperture radar (SAR) with applications to imaging of the ocean surface // Proc. IEEE. 1978. V. 66. May. P. 563–583.
3. Li F.-K., Held D.N., Curlander J.C., Wu C. Doppler Parameter Estimation for Spaceborne Synthetic-Aperture Radars // IEEE Transactions On Geoscience And Remote Sensing. V. Ge-23. № 1. January, 1985. P. 47–56.
4. Bamler R. Doppler Frequency Estimation and the Cramer-Rao Bound // IEEE Transactions On Geoscience And Remote Sensing. 1991. V. 29. № 3. P. 385–390.
5. Cumming I.G., Wong F.H. Digital processing of synthetic aperture radar data: algoritms and implementation. Artech House. 2005.
6. Renga A., Moccia A.G. Use of Doppler parameters for ship velocity computation in SAR images // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2016. V. 54. № 7. P. 3995–4011.
7. Петров А.С., Прилуцкий А.А., Чиков В.А., Волченков А.С. К вопросу расчета геометрического разрешения и энергетического потенциала космического радиолокатора с синтезированной апертурой, расположенного на геосинхронной орбите и  работающего в бистатическом режиме // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2019. №4. С. 57–66.
8. Pitz W., Miller D. The TerraSAR-X Satellite // IEEE Transactions On Geoscience And Remote Sensing. 2010. V. 48. № 2. P. 615–622.
9. Волченков А.С., Петров А.С., Прилуцкий А.А., Чиков В.А. Побочные главные максимумы в субапертурных антенных решетках космического базирования // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2018. № 2. С. 100–106.