Radaru obrazu jest włączony radarowy , który emituje wiązkę impulsów w zakresie długości fal milimetrowych centymetr lub reprezentuje środowisko badane w dwóch lub trzech wymiarach.
Te obrazy mają zastosowanie zarówno cywilne, jak i wojskowe. Systemy radarowe mogą być montowane na satelitach lub samolotach, ale mogą również działać na ziemi. Powietrzne radary obrazowania służą do mapowania Ziemi i innych planet, dobór długości fali umożliwia uniknięcie obecności chmur lub pyłu o dużej gęstości. To mapowanie gleby umożliwia badanie zmian skorupy planetarnej lub użytkowania gruntów, terenów podmokłych itp.
Radar meteorologiczny The radar naziemny przenikliwy i tomografia w medycynie mikrofalową są inne radar obrazowania, ale tym razem na ziemi.
Radaru głównego wektor zaprojektowano w celu wskazania położenia, a ruch wysoce odblaskowych celów na wyświetlaczy w układzie kartezjańskim lub polarnym z echem emitowanej wiązki, bez określenia kształtu obiektu. Radary obrazujące wykorzystują raczej serię spójnych impulsów przesuniętych w czasie i przestrzeni, ale oświetlających te same punkty, aby uzyskać pełny obraz badanego środowiska.
W celu uzyskania tych obrazów opracowano kilka technik, z których większość wykorzystuje efekt Dopplera związany ze względną prędkością radialną między radarem a celem, interferometrią między różnymi echami pochodzącymi z tego samego miejsca oraz efektem stereoskopowym między dwoma punktami. inny widok. Najbardziej znane to radar pokładowy z widokiem z boku, radar z syntetyczną aperturą (SAR) i radar z odwróconą syntetyczną aperturą (RSOI).
Radar boczny (RVL) to radar, którego antena jest zorientowana bocznie w stosunku do swojego nośnika. W praktyce termin ten oznacza pokładowe radary obrazujące, które badają w locie obszar przesunięty w bok w stosunku do trajektorii pojazdu i dla których rozdzielczość azymutalna jest bezpośrednio powiązana z rzeczywistą aperturą zastosowanej anteny. Służy do produkcji taśm o wysokiej rozdzielczości z półfotograficznym detalem.
A syntetyczny otwór radaru (SAR) wykonuje przetwarzanie danych, aby poprawić rozdzielczość w azymucie . Antena radaru jest przymocowana do bocznej powierzchni nośnika (samolot lub satelita), podobnie jak RVL. Ma jednak dość dużą aperturę azymutalną (kilka stopni) w kierunku ruchu i bocznie może przechodzić od horyzontu do pionu, co daje dość niską rozdzielczość. Ponieważ echa docierają w różnym czasie, możesz uzyskać przybliżony obraz gruntu, jeśli sondujesz tylko w ustalonym kierunku.
Jednak gdy radar się porusza, ten sam punkt jest kilkakrotnie oświetlony, dla każdego punktu pod radarem uzyskiwana jest seria danych. Łącząc zmienność amplitudy i fazy tych ech, przetwarzanie syntezy apertury umożliwia uzyskanie obrazów obserwowanych obszarów, jak przy użyciu dużej anteny o bardzo wysokiej rozdzielczości. Ponieważ przetwarzanie odbywa się za pomocą transformaty Fouriera , jest zwykle obliczane później lub zdalnie przez potężny komputer.
Radar z odwróconą syntetyczną aperturą (RSOI) to kolejny rodzaj systemu SAR, który może generować dwu- i trójwymiarowe obrazy o wysokiej rozdzielczości. Jeden z takich systemów składa się z nieruchomej anteny radarowej, która bada ruchomy obiekt docelowy. Jest to teoretycznie odpowiednik SAR w rozdzielczości azymutalnej i jest osiągany przez rejestrowanie względnego ruchu między czujnikiem a obiektem. Algorytmy przetwarzania tych systemów są bardziej złożone, aby uwzględnić korekcję błędów w szacowaniu ruchu celu. Koncepcja RSOI jest powszechnie stosowana na statkach lub samolotach w celu zapewnienia obrazu radarowego o wystarczającej jakości do rozpoznawania celów niewspółpracujących: rozróżnianie różnych pocisków, samolotów wojskowych i cywilnych, satelitów itp.
Obrazy RSOI mogą jednak nie uzyskać prawdziwego azymutu i przemieszczenia celu. Rzeczywiście, dwuwymiarowy obraz projekcyjny celu uzyskuje się przez określenie jego odległości od radaru i jego prędkości radialnej Dopplera , ale ta ostatnia jest tylko projekcją rzeczywistej prędkości (na przykład prędkość zerowa może pochodzić tak samo od celu w spoczynku względem radaru, jak od innego poruszającego się prostopadle do radaru). Ponadto obszar równoważny radaru (SER), który określa współczynnik odbicia każdego punktu na scenie lub celu, różni się w zależności od kąta widzenia. Konieczne jest zatem wyznaczenie trajektorii celu w inny sposób i przybliżenie zmienności SER wraz z kątem, w przeciwnym razie obraz może nie odzwierciedlać rzeczywistego kształtu celu.
W jednowymiarowym radarze monopulsowym, zamiast emitować sygnał tak, jak na wyjściu anteny, wiązka jest dzielona na kilka listków (zwykle dwa), z których każdy skierowany jest w nieco innym kierunku, z zachowaniem pewnego nakładania się. Następnie odbite sygnały są oddzielnie odbierane, wzmacniane i przetwarzane, a następnie porównywane ze sobą. To określa najsilniejszy odbierany sygnał, a tym samym kierunek celu. Ponieważ porównanie jest dokonywane na sygnałach emitowanych w tym samym ciągu, zwykle przez kilka mikrosekund unika się zmian położenia lub kierunku celu.
Trójwymiarowa technika monopulsu wykorzystuje tę samą zasadę do uzyskania pozycji każdej części badanej sceny widzianej z dwóch lub trzech kierunków i zakresów. Stosując te same algorytmy jak dla RSOI w celu oddzielenia poszczególnych rozpraszaczy wstecznych transformatą Fouriera ich prędkości radialnej, możliwe jest uzyskanie obrazu sondowanych obiektów. Ta technika jest używana szczególnie w przypadku bliskich celów.
Różne typy radarów wykorzystują zmienność przecinanego medium do mapowania jego struktury. Tak więc fala przechodząca z ośrodka, który nie jest bardzo gęsty jak powietrze, do innego, gęstszego, będzie wytwarzać echo proporcjonalne do zmiany lub właściwości dielektrycznych drugiego. Na przykład wiązka radaru centymetrowego z łatwością przechodzi przez powietrze, ale jest częściowo odbijana przez ciekłą wodę, a intensywność echa jest proporcjonalna do natężenia opadów. Taki radar może zatem mapować opady w regionie w trzech wymiarach. Wybierając inną długość fali, możliwe jest badanie gleby, a nawet ludzkiego ciała. Dlatego radary obrazowania objętościowego znajdują się w satelitach meteorologicznych, a także w medycynie.
Zalety zobrazowań radarowych nad zobrazowaniami optycznymi są wielorakie:
Zastosowania (cywilne) tego typu obrazów są liczne, możemy przytoczyć: