radar de imágenes

La estimación de parámetros de pared utiliza sistemas de radar de banda ultraancha. Se utilizó un radar UWB de secuencia M con antenas de bocina y circulares para la recopilación de datos y el soporte del método de escaneo. ^{[ 6 ]}

Las mediciones 3D se obtienen mediante radares láser de amplitud modulada: el sensor Erim y el sensor Perceptron. En términos de velocidad y fiabilidad para operaciones de alcance medio, las mediciones 3D ofrecen un rendimiento superior. ^{[ 7 ]}

El radar de apertura real ( RAR ) es un tipo de radar que transmite un haz de ondas de radio pulsadas de ángulo estrecho en la dirección del alcance, perpendicular a la dirección de vuelo, y recibe la retrodispersión de los objetivos, que se transforma en una imagen de radar a partir de las señales recibidas.

Normalmente, el pulso reflejado se organiza en el orden del tiempo de retorno desde los objetivos, lo que corresponde al escaneo de la dirección del alcance.

La resolución en la dirección de alcance depende del ancho del pulso. La resolución en la dirección azimutal es idéntica al producto del ancho del haz y la distancia al objetivo. ^{[ 8 ]}

El radar láser es una tecnología de teledetección que mide la distancia iluminando un objetivo con un láser y analizando la luz reflejada. ^{[ 10 ]}

El radar láser se utiliza para la obtención de imágenes multidimensionales y la recopilación de información. En todos los modos de recopilación de información, se requieren láseres que transmitan en la región segura para la vista, así como receptores sensibles a estas longitudes de onda. ^{[ 11 ]}

La obtención de imágenes 3D requiere la capacidad de medir la distancia hasta la primera dispersión dentro de cada píxel. Por lo tanto, se necesita una matriz de contadores de distancia. Se está desarrollando un enfoque monolítico para una matriz de contadores de distancia. Esta tecnología debe combinarse con detectores de alta sensibilidad que operen en longitudes de onda seguras para la vista. ^{[ 11 ]}

Para medir la información Doppler se requiere un esquema de detección diferente al que se utiliza para la obtención de imágenes espaciales. La energía láser reflejada debe mezclarse con un oscilador local en un sistema heterodino para permitir la extracción del desplazamiento Doppler. ^{[ 11 ]}

El radar de apertura sintética (SAR) es un tipo de radar que desplaza una apertura o antena real a través de una serie de posiciones a lo largo de los objetos para proporcionar variaciones distintivas de la señal coherente a largo plazo. Esto permite obtener una mayor resolución.

Los radares de apertura sintética (SAR) producen una imagen bidimensional (2D). Una dimensión de la imagen se denomina alcance y mide la distancia en línea recta desde el radar hasta el objeto. El alcance se determina midiendo el tiempo transcurrido desde la transmisión de un pulso hasta la recepción del eco del objetivo. La resolución del alcance también está determinada por el ancho del pulso transmitido. La otra dimensión se denomina acimut y es perpendicular al alcance. La capacidad del SAR para producir una resolución de acimut relativamente fina lo diferencia de otros radares. Para obtener una resolución de acimut fina, se necesita una antena físicamente grande que concentre la energía transmitida y recibida en un haz nítido. La nitidez del haz define la resolución de acimut. Un radar aerotransportado podría recopilar datos mientras vuela esta distancia y procesarlos como si provinieran de una antena físicamente larga. La distancia que recorre la aeronave sintetizando la antena se conoce como apertura sintética. Un ancho de haz sintético estrecho resulta de una apertura sintética relativamente larga, lo que proporciona una resolución más fina que una antena física más pequeña. ^{[ 12 ]}

El radar de apertura sintética inversa (ISAR) es otro tipo de sistema SAR que puede producir imágenes bidimensionales y tridimensionales de alta resolución.

Un sistema ISAR consta de una antena de radar fija y una escena objetivo en movimiento. Teóricamente, ISAR es equivalente a SAR, ya que la alta resolución azimutal se logra mediante el movimiento relativo entre el sensor y el objeto; sin embargo, la escena objetivo móvil de ISAR suele estar compuesta por objetos que no interactúan entre sí.

Para la formación de imágenes ISAR se requieren algoritmos con esquemas de corrección de errores de movimiento más complejos que los necesarios en SAR. La tecnología ISAR utiliza el movimiento del objetivo en lugar del emisor para generar la apertura sintética. Los radares ISAR se utilizan comúnmente en buques o aeronaves y pueden proporcionar una imagen de radar de calidad suficiente para el reconocimiento de objetivos. La imagen ISAR suele ser adecuada para diferenciar entre diversos misiles, aeronaves militares y aeronaves civiles. ^{[ 13 ]}

La técnica de imágenes 3D por radar monopulso utiliza una imagen de rango 1D y la medición del ángulo monopulso para obtener las coordenadas reales de cada dispersor. Mediante esta técnica, la imagen no varía con el movimiento del objetivo. La técnica de imágenes 3D por radar monopulso emplea técnicas ISAR para separar los dispersores en el dominio Doppler y realizar la medición del ángulo monopulso.

La obtención de imágenes 3D mediante radar monopulso permite obtener las 3 vistas de objetos 3D utilizando dos cualesquiera de los tres parámetros obtenidos a partir del haz de diferencia de acimut, el haz de diferencia de elevación y la medición de alcance, lo que significa que las vistas frontal, superior y lateral pueden ser acimut-elevación, acimut-alcance y elevación-alcance, respectivamente.

La formación de imágenes monopulso generalmente se adapta a objetivos de corto alcance, y la imagen obtenida mediante imágenes 3D de radar monopulso es la imagen física que es consistente con el tamaño real del objeto. ^{[ 14 ]}

El radar de imágenes 4D utiliza una matriz de antenas de entrada múltiple y salida múltiple (MiMo) para la detección, el mapeo y el seguimiento de alta resolución de múltiples objetivos estáticos y dinámicos simultáneamente. Combina imágenes 3D con análisis Doppler para crear la dimensión adicional: la velocidad. ^{[ 15 ]}

Un sistema de radar de imágenes 4D mide el tiempo de vuelo desde cada antena transmisora ​​(Tx) hasta el objetivo y de regreso a cada antena receptora (Rx), procesando los datos de los numerosos elipsoides formados. El punto de intersección de los elipsoides, conocido como punto caliente, revela la posición exacta del objetivo en cualquier momento.

Su versatilidad y fiabilidad hacen que el radar de imágenes 4D sea ideal para hogares inteligentes, automoción, comercio minorista, seguridad, sanidad y muchos otros entornos. Esta tecnología se valora por combinar todas las ventajas de las tecnologías de cámara, LIDAR, termografía y ultrasonidos, con beneficios adicionales:

• Resolución : la gran matriz de antenas MiMo permite la detección y el seguimiento precisos de múltiples objetivos estáticos y dinámicos simultáneamente.
• Rentabilidad : El radar de imágenes 4D cuesta aproximadamente lo mismo que un sensor de radar 2D, pero con un inmenso valor añadido: datos más completos, mayor precisión y más funcionalidades, a la vez que ofrece una óptima relación precio-rendimiento.
• Robustez y privacidad : Al no utilizar componentes ópticos, esta tecnología es robusta en cualquier condición de iluminación y meteorológica. El radar de imágenes 4D no requiere visión directa con los objetivos, lo que permite su funcionamiento en la oscuridad, con humo, vapor, deslumbramiento y en condiciones climáticas adversas. Además, garantiza la privacidad y la vigilancia discreta desde su diseño, una preocupación cada vez más importante en todos los sectores.