Waveguy-D

Moin.

Ich glaube, dass dein Edit in Radar gut gemeint, aber sachlich nicht ganz korrekt ist. Richtig ist, dass die Auflösung im Azimut von SAR entfernungsunabhängig ist. Hier wurde aber die Antenne betrachtet: deren Winkelauflösung ist aber von der Größe der Apertur abhängig. Was dann das SAR daraus macht - nämlich eine rechnerische Vergrößerung zu einer synthetischen Apertur, das ist in diesem Artikel nur kurz angedeutet und hat eben doch das Ziel, die Winkelauflösung der Antenne zu verbessern.

Der Artikel SAR ist allerdings (obwohl als lesenswert markiert) nicht geeignet, jemandem die Funktionsweise des SAR zu erläutern: Es ist leider ein ziemliches Durcheinander von historischen Zwischenschritten und dem aktuellem Stand. Der dort als "alternative Beschreibung" genannte Absatz beschreibt ein anderes Funktionsprinzip, welches die Entfernungsbestimmung nicht mehr als Laufzeitmessung, sondern als Funktion der Dopplerfrequenzhistorie nutzt. Das sind zwei völlig unterschiedliche Verfahren und keine "alternative Betrachtung". ≡c.w. 11:41, 12. Jul. 2011 (CEST)

Was meinst damit, dass nur die Antenne betrachtet wird? Die eigentliche Antenne wird doch erst im SAR-Prozessor zusammengesetzt? Oder meinst du unfocused sar? Dabei ignoriert man den Wegunterschied entlang der Apertur zu einem Punktstreuer (man summiert die Signale einfach auf). Das Prinzip klappt aber nur für sehr kleine synthetische Aperturen und die Entfernungsauflösung hängt von der Entfernung ab. Beim focused sar kompensiert man diesen Wegunterschied und kann dadurch sehr große Aperturen erreichen. Der Wegunterschied hängt von der Entfernung ab, weshalb für jede Entfernung ein eignener "Fokus" berechnet werden muss, um eine entfernungsunabhängige Azimutauflösung zu bekommen. Focused sar ist das, was man üblicherweise als SAR versteht. Man hat also nicht nur eine große Apertur, sondern auch eine virtuelle Linse und das ist ein entscheidender unterschied. Im Artikel Radar sollten unter Richtungsbestimmung neben dem allgemeinem SAR-Prinzip auch noch die Auswertung der Dopplerfrequenz bei bewegten Radaren aufgeführt werden.

Ich gebe dir Recht, dass der Artikel SAR im Moment noch nicht sehr gut das Prinzip beschreibt, was aber auch an der Komplexität des Themas liegen mag. Die Alternative Beschreibung betrachtet das eigentliche SAR-Prinzip mit Hilfe der Dopplerverschiebung. Die Entfernungsbestimmung geschiet auch hier über die Laufzeit. Die Dopplerverschiebung wird zur Azimutbestimmung ausgewertet. Die Dopplerverschiebung ist in flugrichtung maximal positiv nimmt mit dem Kosinus des Winkels zur Flugrichtung ab (Tangential zu Flugrichtung =0). Durch den Vorbeiflug an einem Punktziel entsteht ein Azimut-Chirp, da die Dopplerfrequenz für kleine winkel um 90° linear mit dem winkel ansteigt. Zusätzlich beinhaltet der Azimut-Chirp noch die Phasenänderung, die durch die radiale Entfernungsänderung beim Vorbeiflug (oft angenähert als Parabel) entsteht. Außerdem wird der Azimut-Chrip durch das Antennendiagramm und die Entfernungsänderung in der Amplitude moduliert. Dieser Azimut-Chirp muss für jede Entfernung komprimiert werden (gleiches Prinzip wie bei der Pulskompression für die Entfernungsbestimmung), um eine hohe Azimutauflösung zu erhalten, die unabhängig von der Entfernung ist. -- Waveguy-D 17:07, 9. Aug. 2011 (CEST)

Ein SAR muss nicht zwingend notwendig das Doppler-beam-sharpening verwenden. Zum Beispiel gibt es SAR auch als FMCW-Radar. Somit trifft der Begriff „entfernungsunabhängige Azimutauflösung“ nicht für alle SAR zu. Meine Erläuterungen zur Azimutauflösung habe ich in diesem Bild dargestellt. Die Entfernungsabhängigkeit ist dort zwar nicht vordergründig genannt, aber die Schrägentfernung ist trotzdem in dem trigonometrischen Verhältnis der Höhe zum Blickwinkel enthalten.≡c.w. 18:25, 9. Aug. 2011 (CEST)

In dem Bild ist die von der Antenne beleuchtete Fläche dargestellt (muss beim SAR innerhalb des Entfernungs- und Dopplereindeutigkeitsbereich liegen). Die Breite nimmt linear mit der Entfernung zu. Das Führt dazu, dass die Länge der synthetischen Apertur um den gleiche Faktor zunimmt. Das Doppler-beam-sharpening unterscheidet sich etwas von der Phasenkompensation, die man beim SAR durchführt. Beim SAR ist Synthetische Apertur i.d.R. so groß, dass die Fernfeldbedingung r > 2 · L² / λ nicht eingehalten wird. Es kann also keine homogene Ebene Welle angenommen werden, die von einem Punktziel auf die Apertur trifft. Es ist viel mehr eine Kugelwelle(=radialer Abstand ändert sich hyperbolisch beim Vorbeiflug), sodass die Phasenfehler (ein Chirp eintlang der syn. Apertur, entspricht der Dopplerverschiebung von Puls zu Puls) wie bei einer Fresnel-Linse kompensiert werden muss (Früher fand die Prozessierung sogar optisch mit Fresnelzonenplatten statt). Bei kleinen synthetischen Aperturen (Phasendifferenz<180°) muss man die Phase nicht kompensieren und kann die Pulse direkt zur synthetischen Apertur zusammensetzen. Bei fast allen SAR-Systmen trifft dieser Sonderfall aber nicht zu. Dieses Problem der Range-Migration stellt sich auch einem FMCW-Radar, welches als SAR eingesetzt werden soll. -- Waveguy-D 20:12, 14. Sep. 2011 (CEST)

Vielen Dank für diese ausführliche und nachvollziehbare Erläuterung. Ich wurde allerdings hier in der WP schon grob belehrt, dass diese „entfernungsunabhängige Azimutauflösung“ ausschließlich für das Stripline-SAR gelten soll, eine Aussage, die durch Skolnik (Radar Handbook) erst einmal bestätigt wird. Spätestens ab dem Moment in dem die Korrektur der eigenen Bewegung in ein nichtlineares SAR übergeht, sollte die Azimutauflösung in dem Korridor nicht mehr konstant sein. ≡c.w. 08:59, 15. Sep. 2011 (CEST)