Девятая всероссийская открытая ежегодная конференция
«Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 14-18 ноября 2011 г.
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)
IX.C.369
Требования к точности изготовления и ориентации пассивных радиолокационных отражателей
1. Трехгранные уголковые отражатели
Ратушная Е.С.
Харьковский национальный университет имени В.Н.Каразина
Для решения задач оценки характеристик РСА космического базирования в процессе летных испытаний и эксплуатации широко используются пассивные радиолокационные отражатели, в частности, трехгранные уголковые отражатели (ТУО) с треугольными гранями. В случаях, когда оценка характеристик производится с целью сертификации результатов ДЗЗ, средства валидации должны быть рабочими эталонами, что накладывает повышенные требования к точности их изготовления, которая, в свою очередь, определяется разрешающей способностью по амплитуде принятого РСА сигнала.
С другой стороны, не менее важную роль в процессе эксплуатационной оценки характеристик РСА играет правильность ориентации пассивных радиолокационных отражателей.
Для определения допусков изготовления ТУО и необходимой точности работы их опорно-поворотных устройств нами разработана программа расчетов на базе языка С#. Расчеты проведены для ТУО с треугольными гранями (ТУО-3) в диапазоне длин внутренних ребер от 0,1 до 2 м для X, S и L – диапазонов.
Рассчитано изменение эффективная площадь рассеяния (ЭПР) ТУО-3 при ошибке изготовления ±0,5 мм и ±1мм. При рабочей длине волны λ = 10 см погрешность изготовления, равная 1 мм, даст изменения ЭПР, которые составляют от 0,2% от ЭПР при точном изготовлении для отражателя с длиной ребра 2 м, до 2,97% ЭПР УО при его точном изготовлении с длиной ребра 0,5м. Если длина волны λ = 23 см, ошибки измерения ЭПР составляют от 0,13% до 1,91% ЭПР, а при длине волны λ = 3 см эти ошибки находятся в пределах от 0,36% до 5,26%. Аналогичный расчет был проведен для ошибки изготовления УО, равной 0,5 мм.. При этом в случае λ = 10 см, погрешность составляет от 0,1% ЭПР точно изготовленного УО с длиной ребра 2 м, до 0,95% ЭПР УО с длиной ребра 0,5м, при λ = 23 см от 0,06% до 0,49% ЭПР, а при λ = 3 см – от 0,18% до 2,63% от ЭПР при условии точного изготовления УО.
Для исследования влияния неточности ориентации пассивных уголковых отражателей, т.е. влияния отклонения оси отражателя от направления зондирущего сигнала, рассчитано значение ЭПР в направлениях 1° ÷ 5° от направления ЭПРmax. Этот расчет показал, что при отклонении на 1 градус изменение ЭПР составляет 0,12% от ЭПР этих же уголковых отражателей при условии зондирования точно по оси отражателя. При отклонении на 5° ЭПР УО будет отличаться от расчетной на 3,04%.
Таким образом, максимальные изменения ЭПР за счет ошибки в изготовлении в рассматриваемых пределах составляет не более 0,2 дБ, т.е. не выходит за пределы разрешающей способности по амплитуде принимаемого сигнала большинства существующих РСА космического базирования. Следовательно, при изготовлении и ориентировании ТУО-3 в составе мир калибровочных комплексов заданные параметры – дапуски ±1мм и точность установки по азимуту и углу места не хуже 5градусов могут считаться вполне удовлетворительными.
Вопросы создания и использования приборов и систем для спутникового мониторинга состояния окружающей среды
163