Symulacje obserwacji radarowych

Zasada uzyskiwania obrazów radarowych:

Publikowane radarowe zdjęcia planetoid są efektem rekonstrukcji powracającego sygnału radarowego odbitego od powierzchni ciała.

1 1 1

Wysyłany sygnał z radaru odbija się od powierzchni planetoidy. Nierówna powierzchnia obiektu sprawia, że sygnał odbity od różnych jego części pokonuje różne odległości, co objawia się różnicą w czasie odbioru sygnału powracającego na Ziemię. Rozkład czasu odebrania sygnału daje informacje o przekrojach planetoidy prostopadłych do kierunku obserwacji. Korzystając z tych danych możemy zgrubnie oszacować rozmiary planetoidy. Do uzyskania finalnego obrazu radarowego wykorzystuje się fakt rotacji planetoidy. Kiedy sygnał odbija się od poruszającego się obiektu, zmienia swoją częstotliwość dzięki efektowi Dopplera. Oprócz zmiany częstości wynikającej z prędkości radialnej planetoidy, sygnał zostanie zmieniony dzięki rotacji obiektu (choć wkład od obrotu jest mały). Gdy zignorujemy wpływ ruchu orbitalnego zauważymy, iż część planetoidy, która zbliża się do obserwatora będzie zwracać sygnał o większej częstotliwości, z kolei część planetoidy, która od obserwatora się oddala zwracać będzie sygnał o mniejszej częstotliwości. Sygnał odbity od środkowej części nie będzie przesunięty wcale. Im większa prędkość radialna elementu powierzchni, tym większa zmiana częstotliwości.

Każdy z kanałów radioteleskopu rejestruje sygnał zwrotny o różnej częstotliwości. Sygnał powrotny z każdego kanału pochodzi z elementów powierzchni planetoidy o identycznych radialnych prędkościach rotacji; różna odległość od obserwatora takich poszczególnych elementów skutkuje sygnałem rozłożonym w czasie. Sumując dane z każdego kanału rekonstruowany jest finalny obraz radarowy planetoidy, gdzie na osi poziomej rozciąga się częstotliwość sygnału, a na osi pionowej opóźnienie sygnału. Każdy piksel takiego obrazu niesie trzy informacje: częstotliwość, opóźnienie oraz moc odebranego sygnału.

Tworzenie obrazu

1

Wizualizacja procesu symulacji obserwacji radarowych: