Principio de Funcionamiento
Geometría del funcionamiento de SLAR y la superficie determinada. La antena SLAR (mostrada en color rojo) con longitud
está montada en el lado inferior de la aeronave a una altitud de vuelo H. Una sección del haz emitido en el ángulo
NADIR θ es considerada. El elemento que se muestra en color rojo denota un volumen irradiado a una distancia
R. Otros parámetros se explican en el texto.
Otro parámetro de los instrumentos de radar es la polarización de los pulsos emitidos y las señales recibidas.
Debido a la forma lineal y la alineación a lo largo de la trayectoria de la antena SLAR, las ondas electromagnéticas se emiten
con el vector de campo eléctrico en una orientación vertical con respecto al plano de incidencia al suelo. De la misma manera,
las ondas retrodispersadas se registran con la misma orientación del vector de campo eléctrico. Estas características se denominan
polarización VV, es decir, vertical para las ondas emitidas y recibidas. Con otros instrumentos, por ejemplo, un radar en
el espacio, una polarización HH (horizontal-horizontal) y una polarización HV o VH (es decir, polarización
cruzada de las ondas emitidas y recibidas) pueden usarse para aplicaciones específicas.
Las dimensiones de los píxeles son funciones del ancho del haz en la dirección a lo largo de la trayectoria, y de la longitud del pulso
en la dirección del rango inclinado. Para el ángulo de ancho de haz θa se siguen los principios de difracción
de las ondas electromagnéticas:
donde λ es la longitud de onda del radar y
es la longitud de la antena.
Antenas sintéticas ↓ ↑
Obviamente, la longitud de la antena es un parámetro
crucial para el ángulo del ancho del haz θa que, como veremos a continuación, determina la resolución del
suelo: una antena más grande reduce el ángulo del ancho del haz. Esto es especialmente importante cuando se utilizan instrumentos
de radar en satélites, debido a la distancia mucho mayor al suelo que, de otro modo, conduciría a una resolución de suelo muy pobre.
Este inconveniente se puede reducir aumentando sintéticamente el tamaño de la antena hasta la longitud requerida, lo que es posible
debido a las propiedades de coherencia de las señales de radar. Supón que un objeto es golpeado por varios pulsos, uno tras otro,
emitidos y recibidos por la aeronave o el satélite durante el sobrevuelo. Si las señales recibidas se almacenan, entonces pueden
tratarse como si fueran emitidas y recibidas simultáneamente por una antena que tiene una longitud de trayectoria de vuelo entre el
primer y el último pulso. Esto hace posible determinar objetos en el suelo con un tamaño a lo largo de la pista que es al menos tan
grande como la longitud de la antena agrandada sintéticamente.
Estos instrumentos de radar se denominan Radar de Apertura Sintética o SAR. Una
descripción detallada sobre satélites SAR se puede encontrar en un módulo separado.
Los instrumentos de radar que utilizan la antena tal cual se denominan Radar de Apertura Real o RAR.
El Radar Aerotransportado de Mirada Lateral (SLAR) utilizado en la vigilancia marítima es un RAR.
La resolución a lo largo de la pista es entonces:
La resolución a lo largo de la trayectoria es, por lo tanto, una función del rango inclinado R y no es la misma en diferentes partes
de la imagen.
La resolución del rango inclinado es:
donde τ es la longitud del pulso del radar, c es la velocidad de la luz y θ es el ángulo NADIR de la sección
del pulso considerada. El factor dos en el denominador se debe al hecho de que la radiación se propaga hacia adelante y hacia atrás en el intervalo
de distancia rR para lograr esta resolución. La resolución horizontal en el suelo es entonces:
Las dimensiones de los píxeles ra y rρ dependen del ángulo de incidencia θ y, por tanto,
de la distancia lateral de la trayectoria de vuelo al objetivo .
Ejercicio: Tamaño de píxel del radar
↓ ↑
Se realiza un vuelo de vigilancia sobre aguas costeras. El SLAR tiene las siguientes características:
- longitud de la antena: 3 m
- frecuencia de microondas: 10 GHz
- longitud del pulso: 50 ns
- ángulo horizontal del ancho de haz: 0.5°
La aeronave se opera a 1000 m de altitud de vuelo. A una distancia horizontal de 5 km de lado de la trayectoria de vuelo, se pueder ver
un objetivo en la imagen de radar. ¿Podría este objetivo ser tan pequeño como un barril flotante de 1 m, o sería más probable que fuera
un contenedor perdido de 30 pies o incluso un barco de 50 m de largo?
