А.С. Петров

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

Постановка проблемы. В зарубежной и отечественной литературе, посвященной космическим системам дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), а речь идет о многих десятках монографий и тысячах журнальных статей, вопросы, связанные с методикой выявления определяющих их общий облик базовых параметров, освещены в недостаточной мере. Известны различные подходы к анализу характеристик космических ДЗЗ при фиксированных значениях параметров, определяющих облик системы. Однако исходная задача, которую необходимо решить, состоит в том, чтобы вначале выявить эти параметры для любого частотного диапазона.

Цель. Разработать методику выбора основных параметров систем ДЗЗ космического базирования, расположенных на низких орбитах, реализованных на аналоговой аппаратуре и работающих в режиме бокового обзора, для последующей оценки этих параметров и выдачи практических рекомендаций по формированию облика миссий, работающих во всех основных радиочастотных диапазонах.

Результаты. Представлена связь между размерами апертуры антенны и полосой захвата земной поверхности при использовании модели сферической Земли и приведены отображающие ее графические зависимости. Выявлены ограничения, накладываемые на размеры апертуры антенны космического локатора его геометрическим разрешением в продольном направлении и уравнением энергического потенциала. Определен минимально допустимый вертикальный размер апертуры антенны и максимально допустимая угломестная ширина полосы захвата земной поверхности при заданном значении азимутального разрешения. Выявлен подход к выбору размеров апертуры антенны радиолокатора с синтезированной апертурой (РСА), при которых одновременно удовлетворяются ограничения по энергетическому потенциалу системы и по импульсным временным характеристикам. Разработана замкнутая методика определения базовых параметров локатора и сделана ее верификация. С помощью данной методики проведены расчеты базовых параметров космических РСА, установленных на низколетящих платформах и работающих в X-, L- и P-диапазонах волн.

Практическая значимость. Разработанная методика позволяет ускорить, уточнить и облегчить трудоемкую процедуру
выбора базовых параметров космических миссий ДЗЗ, реализованных в аналоговом исполнении на основе РСА. Тем самым решаются сложные проблемы, связанные с формированием облика таких систем.

Петров А.С. Формирование облика низкоорбитальных космических систем дистанционного зондирования Земли // Успехи
современной радиоэлектроники. 2022. T. 76. № 5. С. 26–41. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202205-02

1. Груздов В.В., Колковский Ю.В., Криштопов А.В., Кудря А.И. Новые технологии зондирования Земли из космоса. М.: Техносфера. 2018.
2. Верба В.С., Неронский Л.Б., Осипов И.Г, Турук В.Э. Радиолокационные системы землеобзора. М.: Радиотехника. 2010.
3. Research Results and Projects Status Report 2011 – 2017. Technical Report, October 2018. Part 2.3. Airborne SAR // Microwaves and Radar Institute. URL: https://www.researchgate.net/publication/330384080.
4. Carrara W.G., Goodman R.S, Majewsky R.M. Spotlight Aperture Radar. Signal processing. Artech House. 1995. P. 553.
5. Curlander J.C., R.N. McDonough R.N. Synthetic Aperture Radar: Systems and Signal Processing. John Wiley and Sons, Inc. New York. 1991.
6. Huber S., Almeida F.Q., Villano M., Younis M., Krieger G., Moreira A. Tandem-L: A Technical Perspective on Future Spaceborne SAR Sensors for Earth Observation // IEEE Transactions On Geoscience And Remote Sensing. 2018. V. 56. № 8. P. 4792–4807.
7. Valle P., Orlando G., Mizzoni R., Heliere F., Klooster K. P-band feedarray for BIOMASS // Proc. 6th Eur. Conf. Antennas Propag. (EUCAP). 2012. P. 3426–3430.
8. Cherniakov M. Bistatic radar: emerging technology. Part 4 by Krieger G. and Moreira A. // Spaceborne Interferometric and Multistatic SAR Systems. John Wiley & Sons. 2008. P. 95–158.
9. De Zan F., Guarnieri A.M. TOPSAR: Terrain observation by progressive scans // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2006. V. 44. № 9. P. 2352–2360.
10. Радиолокационные станции с цифровым синтезированием апертуры антенны / Под ред. В.Т. Горяинова. М.: Радио и связь. 1988.
11. Радиолокационные системы воздушной разведки, дешифрование радиолокационных изображений: учебник для курсантов ВВИА имени Н.Е. Жуковского / Под ред. Л.А. Школьного. М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского. 2008.
12. Авиационные системы радиовидения. Монография / Под ред. Г.С. Кондратенкова. М.: Радиотехника. 2015.
13. Петров А.С. Методика оценки параметров низкоорбитальных космических радиолокаторов с синтезированной апертурой // Успехи современной радиоэлектроники. 2021. Т. 75. № 5. С. 46–59. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202105-04.
14. Портал специалистов ДЗЗ. URL: http://terraview.ru/articles/15/cosmo-sky-med. 23.08.2011.
15. Radarsat Constellation Mission (RCM) // ASC.Medias-Media.CSA@canada.ca, Mapgroup.space@gmail.com.