Кондор-ФКА №1 – Союз-2.1а/Фрегат – Восточный 1С – 27.05.2023 00:14 ДМВ

[Прол]

Специалисты Концерна «Вега» (входит в холдинг «Росэлектроника» Госкорпорации Ростех) совместно с инженерами НПО Машиностроения и Госкорпорации Роскосмос начали эксплуатацию

Как-то рановато. А как же процедура дегазации? Обычно у нас полезную нагрузку включают примерно через месяц после выведения. Стало быть, недели три еще до начала проверок локатора.

[Старый]

Специалисты Концерна «Вега» (входит в холдинг «Росэлектроника» Госкорпорации Ростех) совместно с инженерами НПО Машиностроения и Госкорпорации Роскосмос начали эксплуатацию

Как-то рановато. А как же процедура дегазации? Обычно у нас полезную нагрузку включают примерно через месяц после выведения. Стало быть, недели три еще до начала проверок локатора.

Это анонимное сообщение с неизвестного сайта противоречит всему и вся и не может быть принято всерьёз. Начиная с того что изготовители целевой аппаратуры не могут эксплуатировать космический аппарат.
 Официальных сообщений о работе, испытаниях или хотя бы отделении спутника как не было так и нет.

[Прол]

А можно просто антенну механически туда-сюда мотать или сделать вращающейся?

В "прожекторном" режиме так и делают, удерживая луч антенны (механически поворотом антенны либо электронно в АФАР) на снимаемом участке. За счет этого увеличивается доплеровский сдвиг и, соответственно, повышается разрешение по азимуту.

[Старый]

А можно просто антенну механически туда-сюда мотать или сделать вращающейся?

В "прожекторном" режиме так и делают, удерживая луч антенны (механически поворотом антенны либо электронно в АФАР) на снимаемом участке. За счет этого увеличивается доплеровский сдвиг и, соответственно, повышается разрешение по азимуту.

За счёт передвижения или удержания луча допплеровский сдвиг не увеличивается. Допплеровский сдвиг образуется только и исключительно за счёт перемещения носителя РЛСБО и снимаемой поверхности относительно друг друга. 
 А увеличение разрешения в прожекторном режиме достигается за счёт уменьшения ширины луча и соответственно размера снимаемого участка.

[Blin]

Коллеги, тут, конечно, офф-топ, однако так к консенсусу и не пришли. Так почему у ФИА-радаров наклонение 123 градуса вместо 57?.. Мне интересно.

Потому что больше скорость относительно снимаемой поверхности.

Но меньше доступное время синтезирования. Диалектика, однако.

Смотрю, Старый Клещ уже задрал всех, включая самого старину Доплера, который ни в чём не виноват.
Да, доплеровские частоты имеют место быть в РСА, поскольку есть движение.
Но порою хотелось бы чтобы их не было. Проявления эффекта Доплера в РСА всегда учитывают, в одних случаях используют к пользе, в других стараются по максимуму нивелировать/вовсе убрать, поскольку не только профит имеет РСА от этого эффекта, но и кучу проблем. Помним про диалектику.

Синтезированная апертура, в отличии от реальной антенны РЛС БО, существует исключительно в процессоре обработки сигналов, но в принципе делает то же самое - собирает эхо-сигналы от наблюдаемой сцены и раскладывает их по полочкам дальность-азимут. Разница в том, что РЛС БО делает это одномоментно, а РСА - последовательно. Это потому, что РЛС БО использует реальную синфазную антенную решётку, а РСА такую же решётку последовательно имитирует(синтезирует). Прикол РСА в том, что с его помощью можно имитировать антенную решётку такого большого размера, какой в реальности создать затруднительно, мягко говоря. В итоге удаётся сообразить громадную антенну с очень узкой диаграммой направленности и добиться очень высокого пространственного разрешения по азимуту(вдоль линии пути). А высокого пространственного разрешения по дальности(поперёк линии пути) человеки и без РСА научились добиваться, с этим и РЛС БО прекрасно справляется.
Сам процесс имитации состоит в том, что при пролёте вдоль цели РСА многократно облучает её зондирующим сигналом с помощью маленькой бортовой антенны(которую сделать и запулить в космос несравненно проще, чем большую), принимает на эту же маленькую антенну отраженные от цели сигналы, много-много сигналов при разных угловых положениях и дальностях РСА-цель или, что в принципе тоже самое, при разных угловых положениях и скоростях относительного движения РСА-цель,  складирует их в памяти, а уж затем суммирует.
И всё что ли?
Увы, но нет.
Суммирование должно быть синфазным/скоррелированным, чтобы привести к тому же результату, что естественным образом достигается в реальной синфазной антенной решётке РЛС БО. Чтобы добиться этого же в РСА нужно кое чем специально озаботиться.
Все последовательные зондирующие сигналы должны быть точными копиями друг друга вплоть до начальной фазы. Каждый принятый отражённый от цели сигнал нужно сравнить(с точностью до фазы) с хранящимся на борту РСА эталоном зондирующего сигнала(с него же копируются зондирующие сигналы). Результатом сравнения являются сведения об амплитуде и фазе принятых эхо-сигналов. Вот теперь можно и на склад тащить. Далее, зная закон относительного движения РСА-цель, характеристики эталонного(опорного) сигнала и ещё всякого нужного, можно приступать к получению красивого радиолокационного изображения. Всё это вкупе называется когерентная обработка сигналов и апертурный синтез. В интернетах про это много.
Ничего не напоминает? Ассоциации какие-то не возникают? Ну, подумайте. Замечу, что второе собственное имя РСА - голографический радиолокатор, а тот продукт, который поступает с выхода приёмника РСА и на основании которого создается радиолокационное изображение все так и называют - радиоголограмма. Ну а что? Дифрагировавшие на цели(отражённые) волны/сигналы интерферируют с опорной волной/сигналом. Чтобы интерференционная картинка была стабильной требуется согласованность волн/сигналов по фазе во времени, что и подразумевает понятие «когерентность». Такая картинка, будучи записана в память, хранит в себе сведения и об амплитуде и о фазе отражённых от цели волн/сигналов. Имея в своём распоряжении такую картинку(дифракционную решётку) и источник опорной волны/сигнала получить изображение цели не составляет неразрешимой проблемы. Читаем Габора и прочих.

Так что космические РСА - очень ёмкая и синтетическая в научно-прикладном смысле штука. Волновая природа и теория электромагнитных  излучений, интерференция с дифракцией, Доплер, голография, форма геоида, орбитальное движение, вращение Земли, точное время, точная навигация, точная ориентация, СВЧ-электроника,  свойства антенн, свойства сигналов, не говоря уже об отражательных свойствах разнообразных предметов, объектов  и поверхностей, ну и всякую вычислительную алгоритмику, сопутствующие ей программистские заморочки и всякое вычислительное «железо» опустить из виду никак нельзя. И тдтпмд.

Как всякая ёмкая/сложная  штука РСА очень диалектичны(помним про диалектику?), поэтому проектирование РСА - процесс оптимизации прорвы компромиссов между многочисленными противоречиями, имеющими место быть. Но зато возможно и немалое многообразие вариантов. Простор для творчества, короче.

Возвращаясь к Топазам, FIA которые.
Выбор общей архитектуры системы, характеристик радара, системы обработки и орбитального построения - результат некой конструкторской оптимизации по неизвестным нам критериям и показателям. Версия Старого Клеща имеет право быть, но не нравится лично мне по причине того, что добиться более высокого пространственного разрешения и более высокой оперативности можно и по другому. Да и выигрыш этот потенциальный...ну, ни о чём. Кроме того, большинство РСА и так забрасывают на обратные орбиты, предпочтительно близкие к ССО. И энергетика здесь при чём. Нет РСА, которые работают больше 10-15 минут на витке. И это очень хорошим результатом считается.
Версия, яростно критикуемых Старым авторов, о том, что дело обусловлено желанием минимизировать (до двух суток) период повторяемости трасс нравится мне больше. Но свой зуб тоже не дам, поскольку просто не владею вопросом как обеспечить такую же повторяемость трасс с каких-нибудь других подходящих орбит. А такая повторяемость в случае РСА важна, РСА - уникальный интерферометрический инструмент, обеспечивающий уникальные же возможности в деле выявления изменений на наблюдаемых объектах/местности на основе анализа изменений когерентности разновременных радиолокационных изображений.
                    Прим для Старого: «когерентная обработка» сигналов и «когерентное дешифрирование», за которое ты гневно гнобил авторов статьи, это о разном. Сигналы они обработали раньше, а «когерентно дешифрировали» они уже готовый продукт.

Лично для меня гораздо любопытнее вопрос: почему 5-й FIA в системе движется не на 123 градусах, а на 106? Догадок много, в основном вокруг многопозиционный режимов съёмки, но одного здравого смысла и знания основ не хватит, чтобы сообразить, что  именно там можно таким образом нагородить. Моделировать нужно, считать, а у меня из инструментов только планшет и лень.

Возвращаясь к Доплеру в РСА.
Он там есть, его не может не быть.
Съёмка с любого РСА всегда проводится с ориентацией оси антенны в плоскости так называемого «доплеровского центроида» - направления, в котором в данном сеансе съёмки средняя доплеровская частота траекторного сигнала минимальна. Желательно, чтобы её вообще не было, от неё одни проблемы. Но увы, в высокодетальных(прожекторных ака скошенных) режимах съёмки это безобразие полностью устранить нельзя, что изрядно мешает. В маршрутных режимах проще, луч антенны электронно или саму антенну механически подворачивают в плоскость центроида в пределах +/- 4 градуса от нормали к плоскости орбиты, компенсируя тем самым бег Земли. Интерес с точки зрения РСА представляют не столько собственно доплеровская добавка, как таковая, а девиация частоты(ширина спектра) в траекторном сигнале, скорость девиации, ну и точное положение доплеровского центроида. А ширина спектра доплеровских частот в траекторном сигнале зависит не только от относительной скорости РСА-цель, но и от кой чего ещё, размера зондирующей антенны, например.


О сигналах. По типам.
В РЛС БО их один, но условно разбитый на две фазы - зондирующий и отражённый целью, так что можно сказать, что сигналов два. А в РСА три - те же, что в РБО,  плюс так называемый «траекторный». Ну, тут надо поработать мыслью: 2 и 3 или 1 и 2, но все равно в РСА на один сигнал больше.

Зондирующий сигнал - привычный для радиолокации широкополосный сигнал, в РСА это либо импульс с линейно-частотной модуляцией частоты(ЛЧМ-сигнал) либо импульс с фазовой манипуляцией частоты на основе какой-нибудь М-последовательности, но ЛЧМ проще и понятнее.

Отражённый сигнал - тот же ЛЧМ, но претерпевший на пути к цели и обратно, и на самой цели, всякие превращения.

Одиночный зондирующий и одиночный отражённый сигнал - это сигналы поперёк линии пути(по дальности). Они реализуют то же,  что делает обычный РЛС БО и обеспечивают разрешение по дальности, разрешение по азимуту(вдоль линии пути) обеспечивается в РБО направленными свойствами самой антенны, никакого специального сигнала по азимуту нет. Короче, обычные для радиолокации сигналы, скорость света и всё такое.

Траекторный сигнал в РСА - #этодругое - это сигнал вдоль линии пути(по азимуту), строится в приёмнике РСА на основе всего множества принятых на интервале синтезирования апертуры отражённых от цели сигналов.

Наклонная дальность РСА-цель в процессе съёмки(движения РСА) постоянно изменяется, от начала сеанса съёмки уменьшается, принимая минимальное значение на траверсе РСА, затем снова увеличивается вплоть до границы интервала синтезирования. Это изменение дальности приводит к изменению фазы принимаемых РСА отражённых от цели сигналов. Можно показать(просто поверьте или  см. в Интернетах), что изменение наклонной дальности носит квадратичный характер. И изменение фазы(набег фазы) принимаемых РСА отражённых сигналов тоже(О, чудо!) носит квадратичный характер. Стало быть, частота заполнения этих сигналов, которая по определению есть производная от фазы по времени, носит линейный характер. Чтобы Старому Клещу было приятно, подобные изменения фазы можно смело называть «доплеровским набегом фазы сигнала» или уж совсем приятно «доплеровским сдвигом частоты».
Ну и в самом деле происходит этот набег фазы в результате изменения расстояния РСА-цель во времени, то есть в результате движения, Доплер при делах. Доплеровская прибавка к частоте принимаемых РСА отражённых от цели сигналов максимальна на краю(в начале) интервала синтезирования, спадает к центру, обращается в ноль на траверсе РСА (производная дальности по времени в этом месте равна нулю - мы говорим о строго боковом обзоре без всяких глупостей), а затем снова нарастает до максимума к концу интервала синтезирования. Вот этот сигнал, последовательно собранный на интервале синтезирования из отражённых сигналов, прошедший через гетеродин и фазовый детектор приёмника РСА и представляет собой(в виде квадратурных составляющих), ту самую голограмму о которой речь шла выше.

Итого: имеем ЛЧМ-сигнал поперёк линии пути, обычный для радиотехники, перемещающийся в пространстве со скоростью света и другой/второй ЛЧМ-сигнал - вдоль линии пути,  который существует только внутри РСА, который в пространстве как целое не очень то и перемещается, но имеет вполне определённую длительность равную интервалу синтезирования апертуры и «протяженность в пространстве» равную размеру синтезируемой апертуры, и скорость формирования равную путевой скорости носителя(это вместо скорости света, если что). Сигнал, который содержит  в себе всю информацию о фазах и амплитудах отражённых от цели сигналов, которая нужна для получения радиолокационного изображения.

Далее согласованная фильтрация ЛЧМ-сигналов в двух каналах (по дальности и по азимуту) или сразу двухмерная, если дури хватит, и трам-пам-пам все идут пить заслуженное пиво и любоваться красивыми радиолокационными изображениями

Заслуженное пиво потому, что кому-то удалось успешно разрешить массу противоречий между разрешением и энергетикой, добиться этой самой когерентности,  разрулить вопросы неоднозначности сигналов по дальности и азимуту или по всем осям сразу, преодолеть проблемы связанные с ошибками ориентации и стабилизации носителя, специфические проблемы цифровой обработки и так далее...далее...далее. Что где ни тронь, то обязательно в другом месте вылезает бяка. Как-то всё суметь собрать, скомпоновать, найти приемлемые компромиссы, чтобы всё работало - это разве не стоит пива?

[Старый]

Но меньше доступное время синтезирования. Диалектика, однако.

Время синтезирования мало и не играет решающей роли. 

[Старый]

Смотрю, Старый Клещ уже задрал всех, включая самого старину Доплера,

А кому счас легко... 

[Старый]

Да, доплеровские частоты имеют место быть в РСА, поскольку есть движение.
Но порою хотелось бы чтобы их не было.

Отнюдь. На допплеровском сдвиге частот построен принцип действия РСА. Без него РСА не будет работать. 

[Старый]

Так что космические РСА - очень ёмкая и синтетическая в научно-прикладном смысле штука. Волновая природа и теория электромагнитных  излучений, интерференция с дифракцией, Доплер, голография, форма геоида, орбитальное движение

Ай-яй-яй! Как же так? Опять Допплер! Даже впереди голографии! 
Объяснение работы РСА через голографию очень модное и математически верное. Но полностью скрывает физический смысл. Отсюда у людей далёких от физики процесса и возникает мнение что всё это работает не на допплере а на чёмто другом. 

[Старый]

Выбор общей архитектуры системы, характеристик радара, системы обработки и орбитального построения - результат некой конструкторской оптимизации по неизвестным нам критериям и показателям.

Диалектика учит нас что "неизвестное вам" не означает "неизвестное всем".

[Старый]

Версия Старого Клеща имеет право быть, но не нравится лично мне по причине того, что добиться более высокого пространственного разрешения и более высокой оперативности можно и по другому.

Предложи лучший способ. Нобеля конечно не дадут но Госпремию в принципе можно. 

[Старый]

Версия, яростно критикуемых Старым авторов, о том, что дело обусловлено желанием минимизировать (до двух суток) период повторяемости трасс нравится мне больше.

Ерунда какая! Для этого что - нужна обратная 123-градусная орбита? Любая кратность начиная от односуточной и кончая многомесячной может быть получена (и получается!) на обычной ССО. 
 А вот зачем тебе двухсуточная кратность? И вообще кратная орбита? Сам то можешь объяснить? 
 У сабжа этого топика Кондора какая кратность орбиты должна была быть?

[Старый]

Возвращаясь к Доплеру в РСА.
Он там есть, его не может не быть.
Съёмка с любого РСА всегда проводится с ориентацией оси антенны в плоскости так называемого «доплеровского центроида» - направления, в котором в данном сеансе съёмки средняя доплеровская частота траекторного сигнала минимальна. Желательно, чтобы её вообще не было, от неё одни проблемы.

Ты уверен что разобрался в принципе действия РСА?
Да, ось антенны направлена по направлению перпендикулярному направлению движения по которому допплеровский сдвиг равен нулю. Однако в стороны от этого направления сдвиг появляется и прямо пропорционален углу отклонения от оси антенны. За счёт чего и происходит развёртка по азимуту. 
 Вот же на картинке всё показано:

Чего не понятно то?

[Старый]

Прим для Старого: «когерентная обработка» сигналов и «когерентное дешифрирование», за которое ты гневно гнобил авторов статьи, это о разном.

Нет. ты не понял. "Когерентного дешифрования" не существует. Когерентная обработка сигнала есть а "когерентного дешифрования" нетуть.

[Старый]

Одиночный зондирующий и одиночный отражённый сигнал - это сигналы поперёк линии пути(по дальности). Они реализуют то же,  что делает обычный РЛС БО и обеспечивают разрешение по дальности, разрешение по азимуту(вдоль линии пути) обеспечивается в РБО направленными свойствами самой антенны, никакого специального сигнала по азимуту нет. Короче, обычные для радиолокации сигналы, скорость света и всё такое.

Стой, стой, стой! Как, как, как, говоришь в РСА обеспечивается разрешение по азимуту? Свойствами самой антенны, говоришь?

никакого специального сигнала по азимуту нет.

А кто тебе сказал что есть какойто специальный сигнал по азимуту?   Ты с кем и о чём споришь то? 
 А вот "специальные направленные свойства антенны" для развёртки по азимуту это оригинально. Хочу подробностей. Ты это прочитал где или сам придумал?
 Жаль что я выше уже озвучил как на самом деле производится развёртка по азимуту. Удалить, чтоли, пока ты не успел прочитать? 

[ratcustorb]

Лично для меня гораздо любопытнее вопрос: почему 5-й FIA в системе движется не на 123 градусах, а на 106?

Вероятно для обзора от 70 параллели и выше? 

[Blin]

А можно просто антенну механически туда-сюда мотать или сделать вращающейся?

В "прожекторном" режиме так и делают, удерживая луч антенны (механически поворотом антенны либо электронно в АФАР) на снимаемом участке. За счет этого увеличивается доплеровский сдвиг и, соответственно, повышается разрешение по азимуту.

За счёт передвижения или удержания луча допплеровский сдвиг не увеличивается. Допплеровский сдвиг образуется только и исключительно за счёт перемещения носителя РЛСБО и снимаемой поверхности относительно друг друга.
 А увеличение разрешения в прожекторном режиме достигается за счёт уменьшения ширины луча и соответственно размера снимаемого участка.

Да, но нет. В целом верно, высокое разрешение по азимуту обеспечивается синтезом большей апертуры с более узким лучом ДНА, а вот луч зондирующей антенны при скошенном обзоре наоборот расширяется. Ограничения на размеры кадра в прожекторном режиме связаны с условиями возникновения неразрешимой/неприемлемой неоднозначности сигналов в дальномерном и азимутальном каналах.
Повышение частоты доплеровского сдвига на краях синтезированной апертуры требует, для корректного учета фазы траекторного сигнала, уменьшения периода следования(увеличения частоты следования) зондирующих импульсов(всё по Котельникову), но в этом случае, начиная с какого-то уменьшенного периода следования зондирующих импульсов, накрывается дальномерный канал, в который начинают одновременно пролезать отражённые сигналы от предыдущих циклов зондирования с разных дальностей и от разных элементов снимаемой сцены, картинка разрушается. Находят некий компромисс между каналами, который и определяет возможные размеры кадра.

[Blin]

Старый Пень, прежде чем бросаться лаять, предлагаемый текст нужно прочитать полностью, осмыслить, понять, что «ты балбес, Шарик»(с), взять тряпочку и тихо помолчать в уголке, либо вежливо начать задавать  интересующие вопросы в свете вновь открывшихся обстоятельств.

[Старый]

Да, но нет. В целом верно, высокое разрешение по азимуту обеспечивается синтезом большей апертуры с более узким лучом ДНА, а вот луч зондирующей антенны при скошенном обзоре наоборот расширяется.

Чиво? Что за "луч зондирующей антенны"? Что за "скошенный обзор"? Есть только одна антенна, одна диаграмма направленности и один луч. 

Ограничения на размеры кадра в прожекторном режиме связаны с условиями возникновения неразрешимой/неприемлемой неоднозначности сигналов в дальномерном и азимутальном каналах.

Нет. Ограничения связаны с разрешающей способностью бортовой приёмной/обрабатывающей аппаратуры по времени/частоте. 

Повышение частоты доплеровского сдвига на краях синтезированной апертуры требует

Не на краях и не апертуры. А в зоне обзора и всей зоне обзора кроме центральной линии. Ещё раз смотри рекомендованную выше картинку. 
 Допплеровский сдвиг возникает не где-либо при отражении сигнала от зоны обзора.  Например в прожекторном режиме при отражении от каждой точки квадратика 10х10 км свой допплеровский сдвиг. Что и позволяет разрешить квадратик вдоль направления полёта на 10000 метровых пикселов.

для корректного учета фазы траекторного сигнала,

Никакого "траекторного сигнала" не существует. 

но в этом случае, начиная с какого-то уменьшенного периода следования зондирующих импульсов, накрывается дальномерный канал, в который начинают одновременно пролезать отражённые сигналы от предыдущих циклов зондирования с разных дальностей и от разных элементов снимаемой сцены, картинка разрушается.

Всё это обходится разными решениями но в целом разрешение РСА определяется разрешением приёмной аппартуры по частоте и времени. Аппаратура должна различать разницу в допплеровском сдвиге (или фазе) сигнала отражённого от двух соседних пикселов.

Находят некий компромисс между каналами, который и определяет возможные размеры кадра.

Существует загадочный так и не понятный мне предел - поле обзора разрешается максимум на 10000 пикселов. Если смотришь на квадратик 10х10 км то максимальное разрешение - 1 метр. Хочешь полметра - уменьшай квадратик до 5х5 км. 
 Но это уже детали. Главное: ты понял при чём тут допплеровский сдвиг? 

[Старый]

Старый Пень, прежде чем бросаться лаять, предлагаемый текст нужно прочитать полностью, осмыслить, понять, что «ты балбес, Шарик»(с), взять тряпочку и тихо помолчать в уголке, либо вежливо начать задавать  интересующие вопросы в свете вновь открывшихся обстоятельств.

Дело в том что эти тексты я прочитал в бумажном виде когда человечество ещё не знало слова "интернет". Так что время осмыслить и понять у меня было. А у тебя?  
Ну так ты понял как работает САР и при чём тут допплеровский сдвиг? Или опять нет?