RADAR DE ABERTURA SINTÉTICA APLICAÇÕES EM ISAR

1. RADAR DE ABERTURA SINTÉTICAAPLICAÇÕES EM ISAR José M. B. Dias Instituto Superior Técnico Instituto de Telecomunicações Portugal IST/IT

2. Sumário • O Radar Lateral • O Conceito de Abertura Sintética • Formação de Imagem SAR • Exemplos • Aplicações ISAR IST/IT

3. Radar • Sistema activo - opera 24 horas por dia • Depende pouco das condições meteorológicas • Gera imagens de microondas IST/IT

4. Resolução: 1m X 1m Dimensão: 630m x 630m Pixeis: 940m x 940m IST/IT

5. Banda Espectral Frequência (GHz) Comprimento de Onda (cm) P 0.3 – 1.0 100 –30 L 1.0– 2.0 30 - 15 S 2.0 – 4.0 15 – 7.5 C 4.0 – 8.0 7.5 – 3.75 X 8.0 – 12.5 3.75 – 2.4 Ku 12.5 – 18.0 2.4 – 1.67 K 18.0 – 26.5 1.67 – 1.1 Ka 26.5 – 40.0 1.1 – 0.75 IST/IT Comprimento de onda e frequência das microondas.

6. Esquematização da aquisição de informação através do sistema SLAR. IST/IT

7. Modos de operação SAR IST/IT

8. - Geometria de um Sistema de Abertura Sintética Resolução ERS-1 DRA-Airborne SAR !!!!!! IST/IT

9. - Compressão de Impulso (Resolução Lateral) Ideia: • Enviar sinais de longa duração • Comprimi-los na recepção IST/IT

10. - Compressão de Impulso (cont.) Modulação Linear de Frequência (chirp) [Dick, 53],[Darlington, 54] IST/IT

11. - Compressão de Impulso (exemplo) IST/IT

12. - Resolução Azimutal • Sinal Transmitido • Sinal Recebido Atraso Ganho da antena Fase de propagação IST/IT

13. - Resolução Azimutal (cont.) Aproximação de Fresnel Sinal Recebido Chirp • Duração: • Chirp rate: IST/IT

14. - Resolução Azimutal (cont.) s(t) é um chirp Mas • Resolução: • Independente de r0 • Proporcional a D IST/IT

15. - Processador de SAR (aproximaçaõ de Fresnel) Processador básico de SAR em modo Strip-Mapping Desmodulação de quadratura Chirp rate: Duração: Compressão em distância Compressão em azimute IST/IT

16. - Presença de “range walk” e “range curvature” 3 2 1 1- Spaceborn sem movimento Dificuldade Encontrar a assinatura de um alvo no plano (r,y) 2- Spaceborn com movimento 3-Airborn sem movimento IST/IT

17. - Metodologia 2D Recontrução de Frente de Onda IST/IT

18. - Reconstrução de frente de onda (cont) (Aproximação de fase estacionária) Transformada de Fourier de f(x,y) IST/IT

19. - Reconstrução de frente de onda (cont) • Estimador de F • Filtro Inverso • Filtro Adaptado IST/IT

20. - Reconstrução de frente de onda (cont) Resposta Impulsional do filtro Adaptado IST/IT

21. Modo de Operação ISAR • Alvo move-se • Sensor estático • ou móvel • Complexidade adicional • Parametros de trajectória IST/IT

22. - Exemplo de ISAR GAIR – GROUND-TO-AIR IMAGING RADAR PROCESSOR • Funções • Seguimento de • aeronaves a baixa • altitude • Adquirir dados ISAR • Processar os dados • adquiridos e gerar imagens • de alta resolução IST/IT

23. Parâmetros de operação IST/IT

24. Aspect angle –40º Grazing angle –23º Alvo IST/IT

25. IST/IT

26. -Técnicas de Formação de Imagem • Tópicos de Investigação em SAR • Técnicas de Formação de Imagem • Diversidade na polarização • Pertubações na trajectória do sensor • Detecção/Identificação de alvos em movimento • Estimação de reflectividade • Estimação de mapas de altura-InSAR IST/IT

27. Interferometria SAR IST/IT

28. Absolute Phase estimation in InSAR (Interferometric SAR) InSAR Problem: Estimate f2- f1 from signal read by s1 and s2 IST/IT

29. Dificuldades • É apenas possível determinar módulo 2p ( é • uma função periódica de período 2p. ) • Os dados radar estão imersos em ruído (por • exemplo, ruído térmico) • O termo não é nulo devido a descorrelação • dos tipos geométrico, temporal e espacial. IST/IT

30. Geometria InSAR IST/IT

31. Registo IST/IT

32. Exemplo Imagem de amplitude Disparidades da imagem reamostrada IST/IT

33. Coerência Interferograma IST/IT

34. Histogramas da coerência Após registo fino Após registo grosso IST/IT

35. Results IST/IT

36. Results Estimated surface (15:15:120)+2 } truth surface (15:15:120) IST/IT

37. Results Estimated Original IST/IT

38. Outro Exemplo IST/IT

39. IST/IT