RADAR (RAdio Detection And Ranging)

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1 RADAR (RAdio Detection And Ranging)

2 RISOLUZIONE IN DISTANZA R2 R1

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4 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:

5 Potenza ricevuta sull antenna ricevente: Nel caso di radar monostatico: Antenna ricevente coincide con trasmittente:

6 IMMAGINI RADAR

7 LA RISOLUZIONE IN RANGE Due oggetti quindi sono distinguibili se la loro distanza è > /2 La distanza AB A B C D è minore di /2 Quando l impulso arriva a B e comincia ad essere riflesso sta ancora continuando la riflessione dello stesso impulso da A i due segnali si sovrappongono e a e B sono visti come un unico oggetto a

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9 Nascono due requisiti contrastanti: L impulso deve essere corto in modo da poter discriminare tra due o più impulsi i associati a bersagli distinti L impulso Limpulso 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 autocorrelazione abbia buone proprietà di risoluzione i

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12 LA RISOLUZIONE IN AZIMUTH È determinata dall ampiezza del fascio radar. Per essere distinguibili due oggetti devono essere seperati lungo l azimuth da una distanza maggiore di quella del fascio misurato a terra 1e2distinguibili; 3 e 4 non distinguibili 1 Ampiezza del fascio / D D = lunghezza dell antenna nella direzione di azimuth 2

13 SAR La tecnica SAR (Synthetic ti Aperture Radar) utilizza un metodo di elaborazione dei segnali che permette di ottenere risoluzioni spaziali molto alte con un antenna di piccole dimensioni, sfruttando l effetto Doppler Si 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 di risposta hanno una frequenza variabile poiché antenna e 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 dimensioni molto più grande di quella reale Sfruttando questa tecnica, con il satellite SEASAT con un antenna Sfruttando 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

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15 La lunghezza dell antenna sintetica è pari a L con L = θ a R Per il lobo principale dell antenna sintetica abbiamo Ne segue quindi per la risoluzione spaziale dove si è assunto

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17 La modalità Spotlight permette l aumento della risoluzione in La modalità Spotlight permette l aumento della risoluzione in azimut a discapito della copertura spaziale

18 OPERAZIONI DI PRE-PROCESSING Le operazioni di pre-elaborazione possono includere le procedure di co-registrazione i delle immagini i i (in caso di immagini i i multi-temporali, o multi-angolari) e di correzione geometrica Tipicamente i occorre poi considerare l uso di filtri i per rimuovere effetti di sistema abbastanza caratteristici del sensore. Ad esempio lo speckle Potrebbe inoltre essere opportuno convertire e/o calibrare i dati in modo da lavorare con quantità fisiche i piuttosto t che con toni di grigio. Questo facilita la standardizzazione degli algoritmi Alternativamente ti t si può scegliere di ottimizzare i le procedure per l immagine specifica. In questo caso hanno importanza le procedure di aumento del contrasto

19 LA MISSIONE COSMO- SKYMED Missione dell'agenzia Spaziale Italiana Costellazione LEO di 4 satelliti equipaggiati con Syntethic Aperture Radar (SAR) operanti in banda X che offrono copertura globale della Terra. Possibilità di osservazione dell'area di interesse più volte in un giorno (tempo min rivisitazione 140 min) Rapidità di esecuzione delle richieste. Spotlight : risoluzione spaziale 1 m

20 LA MISSIONE COSMO-SKYMED ASI, 2008.

21 LA MISSIONE COSMO-SKYMEDO S COSMO SkyMed Product Agenzia Spaziale Italiana (2008)