CNL.OIM. HERIBERTO J E ROMAN

OIM-HJEROMAN SISTEMAS DE ARMAS Función Detección TEMA: Radar de Apertura Sintética – SAR-01 SSAA-II-02-007[A-01][a]

28-10-2014 PENSAR EN NACIÓN

RADARES CON APERTURA SINTETICA SAR-01

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APERTURA DE ANTENA Si bien el término es conocido para el desarrollo será necesario recordar que se entiende por apertura de antena. Dado que en técnicas de empleo radar una misma antena es utilizada tanto en transmisión como en recepción, en ambas situaciones la antena tiene hipotéticamente la misma ganancia para la frecuencia de operación. Pero la antena, también es sabido, recibe solo una parte de la energía que retorna del blanco. Como un segundo efecto es que la apertura de antena la cual describe cómo la antena recibe la potencia electromagnética entrante. En términos geométricos la apertura de antena se puede describir visualizando un área de un circulo que abrazando el broadside recibe toda la radiación y la entrega a su carga. Si la densidad de potencia se expresa en [wat por metro cuadrado] la apertura estará en [metros cuadrados]. La ganancia de antena es directamente proporcional a la apertura. Una antena isotrópica tiene

una apertura de λ² / 4π o, una antena con ganancia G

tendrá una apertura de G • λ² / 4π . Las dimensiones

de una antena dependen de su ganancia de la longitud de onda como una expresión de la frecuencia utilizada por el radar. Aquí es que aparecen las dimensiones reales, para altas frecuencias las antenas serán relativamente pequeñas, en general las ganancias logradas están entre 30 a 40 dB. Si se cambian algunas características, es decir se malogra la calidad técnica, o bien factores atmosféricos deforman las condiciones originales, tales como la acumulación de hielo éstas tienen gran influencia.

APERTURA SINTÉTICA

Un Synthetic Unperture Radar (SAR), o SAR, es un sistema de radar coherente, en un concepto mucho mas amplio que un simple radar de abordo, se trata de un sistema de observación espacial y con posibilidades en oblicuo, que utiliza en aeronaves, la trayectoria de vuelo de la plataforma para simular una antena de grandes dimensiones con lo cual se introduce una apertura electrónica que amplía el concepto inicial de apertura simple, introduce una posibilidad, cual es la de generar alta resolución en remoto en la detección las imágenes. De alguna manera en el tiempo, transmisión-recepción en ciclos individuales (PRT) estos radares completan la información con los datos de cada ciclo que se almacenaron electrónicamente. El procesamiento de señales utiliza magnitud y fase de las señales recibidas de pulsos sucesivos de los elementos de una apertura sintética. Después de un número determinado de ciclos, los datos almacenados se recombinan (teniendo en cuenta los efectos Doppler inherentes para las diferentes posiciones geométricas del transmisor respecto del objetivo en cada ciclo sucesivo, y finalmente para crear una imagen de alta resolución del terreno que se sobrevuela. Ver simulación Simulación del efecto seleccion de PRT

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El SAR trabaja en forma similar a una configuración plana, que ya se ha visto, pero a diferencia de tener un gran número de elementos en paralelo en la antena, el SAR utiliza una antena multiplexada en el tiempo. Las diferentes posiciones geométricas de los elementos de la antena serán, de todos modos, el resultado de la plataforma en movimiento. El procesador almacena todas las señales en retorno al radar, así como las amplitudes y fases, durante el tiempo T fijado desde la posición A a la D. Ahora bien, es posible reconstruir la señal que se hubiere obtenido

por una antena similar con una longitud v.T, donde v es la velocidad de la plataforma. Tanto como la línea de mira cambia a lo largo de la trayectoria de la plataforma, se produce la apertura sintética por procesamiento de señal como efecto del alargamiento virtual de la antena. Haciendo T mayor, se hace mayor la “apertura sintética” y de este modo se mejora la resolución. Así como un blanco tal como puede ser un buque como objetivo, desde que ingresa por primera vez al haz del radar, comienzan a retornar ecos para cada pulso transmitido los cuales son almacenados. Dado que la plataforma continúa su movimiento hacia adelante, todos los ecos del blanco de cada pulso son registrados durante todo el tiempo que el objetivo está dentro del haz.El punto en el cual el blanco sale de la visión radar, un tiempo mas tarde determina la longitud de la antena sintetizada simulada. La sintetizada expansión del ancho de haz, combinado con el incremento de tiempo sobre el blanco, del mismo modo que el alcance se incrementa, un balance de todas las acciones mantiene constante la resolución en toda la franja.

Fig.1-02 Interpretación geométrica de la expansión del ancho de haz sintetizado.

La resolución en azimut alcanzable por un SAR es aproximadamente igual a la mitad de la longitud real de la antena y no depende de la altitud de plataforma.

Los requisitos son:

Transmisor , coherente completo estable.

Procesador SAR eficiente y potente.

Exacto conocimiento de la trayectoria de vuelo y de la velocidad de la plataforma. Usando esta técnica, por los diseñadores de radar, se han podido alcanzar resoluciones que podrían exigirse con aperturas reales de antenas tan grandes, que en la práctica tendrían el tamaño de hasta 10 m. Un radar de apertura sintética es utilizado abordo de un transbordador espacial durante la Shuttle Radar Topography Mission (SRTM). El radar SAR puede ser asociado con lo que se denomina inversa SAR (abreviado a ISAR) una tecnología que en los términos más amplios, utiliza el movimiento del objetivo en lugar del emisor para crear la abertura sintética. Los radares ISAR radares tienen un papel importante abordo de aviones de patrullaje marítimo que les proporcione la imagen de radar de la calidad suficiente para permitir que sea utilizada para fines de reconocimiento.

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ABERRACIONES OPTICAS Distorsión por Alcance Directo La distorsión en alcance se produce porque el radar mide la distancia directa, inclinada respecto de las características del blanco que se desean observar, las cuales son mas evidentes para una visión horizontal sobre la superficie terrestre, la distancia real a lo largo de la tierra. Esto se traduce en una variación en la escala de imagen entre las mas cercanas a las mas alejadas. Escorzo (distorsión respecto a las reglas de la perspectiva) se produce cuando el haz del radar llega a la base de una figura con altura con inclinación respecto del radar (por ejemplo, una montaña) antes de llegar a la cima. Debido a que el radar mide la distancia oblicua en la distancia, la pendiente (desde el

punto a al punto b) aparecerá comprimida y la longitud

de la pendiente estará representada incorrectamente

(a' a b') en el plano de la imagen.

Fig1-03 Efecto SCORZO

Sobre-imposición (o superposición) se entiende cuando, si se tiene un terreno empinado en el alcance de inclinación del pico (b) es más corto que el pie de la montaña (a en la figura) en tal ocasión se invierte el orden de los dos objetos, el punto b " estará a una distancia antes del punto del a que se muestra. Efecto-Sombra se incrementa con un mayor ángulo de incidencia θ, un efecto que tiene que ver con la longitud de sombra algo similar a lo que se produce por ejemplo con el tiempo de la puesta del sol.

Fig.1-04 Efecto por SOBRE-IMPOSICIÓN

Fig.1-05 Efecto SOMBRA

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