radar (radio detection and ranging) -...
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RADAR(RAdio Detection And Ranging)
RISOLUZIONE IN DISTANZA
R1R2
EQUAZIONE DEL RADAR
Densità superficiale di potenza sull’oggetto osservato
Sezione trasversa bistatica di scattering dell’oggetto osservato:
Densità angolare di potenza reirradiata:
Densità superficiale di potenza incidente sull’antenna ricevente:Densità superficiale di potenza incidente sull antenna ricevente:
Potenza ricevuta sull’antenna ricevente:
Nel caso di radar monostatico:
Antenna ricevente coincide con trasmittente:
IMMAGINIRADAR
LA RISOLUZIONE IN RANGE
Due oggetti quindi sono distinguibili l l di t è /2se la loro distanza è > /2
A B C DLa distanza AB è i di /2
a
A B C D è minore di /2
Quando l’impulso arriva a B e comincia ad essere riflesso staancora continuando la riflessione dello stesso impulso da A i due psegnali si sovrappongono e a e B sono visti come un unicooggetto
Nascono due requisiti contrastanti:q
L’impulso deve essere corto in modo da poter discriminare tra d iù i l i i ti b li di ti tidue o più impulsi associati a bersagli distinti
L’impulso deve essere lungo in modo che l’energia del segnale L impulso deve essere lungo in modo che l energia del segnale ricevuto sia sufficientemente elevata
MODULAZIONE CHIRP
Si può intervenire sulla forma d’onda del segnale trasmesso dal radar, modulandola in maniera tale che la sua funzione di
t l i bbi b i tà di i l iautocorrelazione abbia buone proprietà di risoluzione
ÈLA RISOLUZIONE IN AZIMUTH
È determinata dall’ampiezza del fascio radar. Per esseredistinguibili due oggetti devono essere seperati lungo l’azimuth dauna distanza maggiore di quella del fascio misurato a terrauna distanza maggiore di quella del fascio misurato a terra
1 e 2 distinguibili;1 e 2 distinguibili; 3 e 4 non distinguibili 1
2Ampiezza del fascio / DD = lunghezza dell’antenna nella direzione di azimuth
L t i SAR (S th ti A t R d ) tili t d di
SARLa tecnica SAR (Synthetic Aperture Radar) utilizza un metodo di elaborazione dei segnali che permette di ottenere risoluzioni spaziali molto alte con un’antenna di piccole dimensionispaziali molto alte con un antenna di piccole dimensioni, sfruttando l’effetto DopplerSi memorizzano e confrontano i segnali di ritorno dalla superficieSi memorizzano e confrontano i segnali di ritorno dalla superficie osservata mentre il radar si sposta lungo la linea di volo
Mentre i segnali inviati sono a frequenza costante i segnali diMentre i segnali inviati sono a frequenza costante, i segnali di risposta hanno una frequenza variabile poiché antenna e superficie osservata sono in mote relativo fra loro.superficie osservata sono in mote relativo fra loro.Elaborando gli insieme dei segnali di risposta, detti storia di fase o frequenza Doppler, è possibile simulare un’antenna di dimensionifrequenza Doppler, è possibile simulare un antenna di dimensioni molto più grande di quella realeSfruttando questa tecnica, con il satellite SEASAT con un’antennaSfruttando questa tecnica, con il satellite SEASAT con un antenna lunga 6 metri, si sono eseguiti rilevamenti come se l’apertura dell’antenna fosse stata di 16 km
La lunghezza dell’antenna sintetica è pari a L con L = θaR
Per il lobo principale dell’antenna sintetica abbiamo
Ne segue quindi per la risoluzione spazialeNe segue quindi per la risoluzione spaziale
dove si è assunto
La modalità Spotlight permette l’aumento della risoluzione inLa modalità Spotlight permette l aumento della risoluzione in azimut a discapito della copertura spaziale
OPERAZIONI DI PRE-PROCESSING
Le operazioni di pre-elaborazione possono includere le d di i t i d ll i i i (i di i i iprocedure di co-registrazione delle immagini (in caso di immagini
multi-temporali, o multi-angolari) e di correzione geometricaTi i t i id l’ di filt i i Tipicamente occorre poi considerare l’uso di filtri per rimuovere
effetti di sistema abbastanza caratteristici del sensore. Ad esempio lo speckleesempio lo speckle
Potrebbe inoltre essere opportuno convertire e/o calibrare i dati i d d l tità fi i h i tt t h t i diin modo da lavorare con quantità fisiche piuttosto che con toni di grigio. Questo facilita la standardizzazione degli algoritmi
Alt ti t i ò li di tti i l d Alternativamente si può scegliere di ottimizzare le procedure per l’immagine specifica. In questo caso hanno importanza le procedure di aumento del contrastoprocedure di aumento del contrasto
LA MISSIONE COSMO-SKYMEDSKYMED
Missione dell'AgenziaSpaziale Italiana
Costellazione LEO di 4 satelliti equipaggiati con SyntethicAperture Radar (SAR) operanti in banda X che offrono
Possibilità di osservazione dell'area di interesse più volte in un
Aperture Radar (SAR) operanti in banda X che offronocopertura globale della Terra.
Possibilità di osservazione dell'area di interesse più volte in ungiorno (tempo min rivisitazione 140 min)
R idità di i d ll i hi tRapidità di esecuzione delle richieste.
Spotlight : risoluzione spaziale 1 m
LA MISSIONE COSMO-SKYMED
© ASI, 2008.
LA MISSIONE COSMO-SKYMEDSS O COS O S
COSMO‐SkyMed Product – © Agenzia Spaziale Italiana – (2008)