Verbessert die Übertragung von wenigen Schüsseln die Leistung der Radarüberwachung von der Erde bei GEO und darüber hinaus erheblich? Wenn ja, wie genau?

Die USA der BBC wollen, dass ein riesiges Radar in Großbritannien Weltraumobjekte verfolgt, sagt:

Oberstleutnant Jack Walker von der US Space Force sagte der BBC, die USA seien mit Großbritannien „im Gespräch“ über die Aufstellung der Radargeräte „möglicherweise in Schottland oder weiter südlich“.

Er sagte, der Standort würde „zwischen 10 und 15 Parabolantennen (große Satellitenschüsseln) für die Verfolgung und vier bis sechs für die Übertragung “ beherbergen und eine Fläche von etwa 1 Quadratkilometer abdecken.

Jede Radarschüssel hat einen Durchmesser von 15 Metern.

Col Walker sagte, der Zweck des Systems sei es, „Ziele zu erkennen und zu verfolgen, die möglicherweise eine Bedrohung für unsere hochwertigen Vermögenswerte darstellen könnten“.

und diese Antwort auf Wie können wir ein Radar auf Radioteleskopen wie FAST oder GMRT installieren? in Astronomy SE diskutiert eine ähnlich klingende Gruppe gemischter Sende- und Empfangsschüsseln für „Chinas erdnahes Asteroiden-Radarsystem“ und die Phaseneinstellung der Schüsseln, wie in dem verlinkten Artikel beschrieben.

Die Radarüberwachung heizt sich auf!

Frage: Verbessert die Übertragung von wenigen Schüsseln die Leistung der Radarüberwachung von der Erde bei GEO und darüber hinaus erheblich? Wenn ja, wie genau?

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Antworten (1)

Mehrere Schüsseln können als Phased-Array arbeiten, um einen schmaleren Strahl zu erzeugen, aber aufgrund des verdünnten Array-Fluchs können sie keinen helleren Strahl erzeugen, als jeder von ihnen es könnte, wenn er die gleiche Gesamtsendeleistung hätte.

Ein solches Array kann den Strahl jedoch viel schneller elektronisch scannen, als sich eine Schüssel bewegen könnte, was möglicherweise schnellere Vermessungen eines Himmelsausschnitts oder verschiedene Arten von Beobachtungen ermöglicht, die von einem so schnellen Scannen abhängen. Außerdem können die Sendeschüsseln nicht als Phased-Array arbeiten, sondern dazu verwendet werden, mehrere unterschiedliche Bereiche zu beleuchten. Ein Array mit 4 Sendern und mindestens ebenso vielen Empfangsschüsseln könnte möglicherweise aufgeteilt werden, um 4 verschiedene Objekte in völlig unterschiedlichen Teilen des Himmels kontinuierlich zu verfolgen oder ein neu entdecktes Objekt weiter zu untersuchen, während der Großteil des Arrays mit einer Vermessung fortfährt.

Kurz gesagt, es ist ein Kompromiss. Die gleichen Ressourcen in eine einzelne Schüssel zu investieren, könnte eine hellere Beleuchtung und eine größere Radarreichweite/Empfindlichkeit für kleinere Objekte ermöglichen, auf Kosten der Flexibilität.

Eine einzelne Schüssel kann eine Anordnung von Strahlen unter Verwendung einer Anordnung von Speisehörnern in der Brennebene erzeugen. Dies erfolgt sowohl im Empfangsmodus 1 , 2 als auch im Sendemodus 3 und könnte in der Frequenz oder im Timing gemultiplext werden, um ein Übersprechen benachbarter Kanäle zu vermeiden, falls erforderlich, oder die Strahlen können rechnerisch ähnlich wie bei ASKAP kombiniert werden.
"Verdünnter Array-Fluch" löst Das Problem hatte einen bestimmten erkannten Namen, an den ich mich nicht erinnern kann ... obwohl ich in diesem Absatz "empfangen" in "übertragen" ändern muss, es sei denn, es gilt in beide Richtungen (was es scheint könnte).
@uhoh Es ist eine allgemeine Wahrheit über Elektromagnetismus, dass Antennen genau so empfangen, wie sie senden, was üblicherweise als Reziprozitätssatz bezeichnet wird .
@RyanC ja, aber ich beziehe mich eher auf den Fluch als auf das Strahlungsmuster. Wenn es einen Fluch-Reziprozitätssatz gibt, freue ich mich darauf, darüber zu lesen!
@RyanC Der Grund für eine gewisse Asymmetrie liegt in der Art und Weise, wie ein spärliches Array zwischen Radioastronomen und Radaringenieuren unterschiedlich verwendet werden kann. Zusätzlich zu verschiedenen Zielen, Rauschquellen und Signalverarbeitungsschemata werden die Radarleute eher im Nahfeld arbeiten (z. B. 10 km Basislinie, 400 km Höhe), während es für die Astronomen ein reines Fernfeld ist. Daher bleibe ich diesbezüglich erst einmal unverbindlich.
Je mehr ich darüber nachdenke, desto interessanter wird es! Wenn zwei Sendeschüsseln mehrere Kilometer voneinander entfernt sind, werden sie ein komplex geformtes LEO-Raumschiff aufgrund der unterschiedlichen Winkel etwas anders anregen. Der "Fluch" in seiner einfachsten Form gilt für wirklich weit entfernte Muster. Ich kann sehen, dass ich lange brauchen werde, um dieses ganze Problem zu lösen, das viel größer ist, als eine Frage abdecken kann. Es wird mein ganz persönlicher „Kaninchenbau“. Aber kurz gesagt, das Reziprozitätstheorem ist äußerst hilfreich und könnte vielleicht sogar in die Antwort nach oben verschoben werden. Danke!
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