Radar SAR y RAR

En la entrada de blog anterior “QUE ES Y COMO FUNCIONA LA TECNOLOGÍA RADAR”, introducimos el concepto de radar sin hablar sobre las aplicaciones y particularidades de utilizar un satélite como plataforma de desplazamiento de este sensor. En esta ocasión profundizaremos al respecto y comprenderás mas a detalle la diferencia entre radar RAR y SAR.

Recordemos que un radar es un sistema que utiliza sus propias ondas de radio para recibir información de un objeto, al emitir su propia energía, es conocido como un sistema activo. El objetivo al recibir la energía emitida por el sensor, la absorbe, transmite o refleja en todas direcciones. Dependiendo de las propiedades y geometría del objetivo, una parte de la energía es reflejada de devuelta hasta el radar. El tiempo que tarda en regresar la energía hasta el radar es proporcional a la distancia del objetivo desde la antena.

En 1978 se incluyó un radar en el satélite Seasat, esta fue la primera misión de detección remota por radar satelital. Los radares satelitales pueden dividirse en dos grandes tipos, los meteorológicos o radar Doppler y los que crean imágenes de la superficie terrestre conocidos como de imagen o de percepción remota. Los primeros, proyectan su haz hacia adelante, mientras que los segundos lo hacen lateralmente. Esta sección profundizará únicamente en el segundo tipo pues es el que se ha utilizado para el estudio del territorio. ERS-1 y 2, RADARSAT, Sentinel-1 y Capella Space son ejemplos de misiones satelitales radar utilizadas en la percepción remota para el estudio de la superficie terrestre.

Componentes de un Radar

Fundamentalmente, el radar de imágenes consta de un transmisor y un receptor, estos pueden colocarse conjuntamente y utilizar la misma antena “monoestática” o pueden colocarse por separado utilizando cada uno su propia antena “bistática”. Los radares monoestáticos son más comunes en la percepción remota y alternan la misma antena para irradiar y recibir la energía con la que trabajan.

Como funciona un radar de apertura real (RAR)

Como se mencionó, las imágenes en un radar son obtenidas por radares que miran lateralmente. El radar transmite su pulso de radiofrecuencia hacia el suelo por un costado de la nave, conforme la plataforma avanza adquiere datos en tiras ortogonales al movimiento de la plataforma. Como se muestra en la figura 1, el terreno se “escanea” en dos dimensiones: el rango (en verde) y el Azimuth (en azul).

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La primera dimensión está determinada por la distancia que el haz es capaz de tocar mientras la segunda dimensión depende del ancho del pulso y la velocidad a la que la plataforma avanza.

La imagen se crea a partir de la energía reflejada en la zona amarilla de la figura 1 que es conocida como la huella de la antena.  La capacidad del sensor de crear la imagen de un objeto depende de estas dos dimensiones, y es conocido como la resolución espacial.

En el “radar de apertura real“, el ancho del haz es inversamente proporcional a la longitud de la antena de emisión. Esto quiere decir que, a mayor tamaño de la antena, el ancho del haz disminuirá y el sensor incrementará su capacidad de distinguir objetos en un espacio más pequeño. Esta es la mayor limitante de los radares de apertura real pues, portar una antena de gran tamaño resulta poco práctico y en ocasiones imposible.

Resolución de una imagen radar de apertura real
Figura 1. Resolución de una imagen radar de apertura real

Como funciona un radar de apertura sintética (SAR)

El radar de apertura sintética utiliza algoritmos de procesamiento avanzados para aumentar la resolución azimutal del radar y poder recibir más información de los objetos en la superficie. Se le llama de apertura sintética por que busca “sintetizar” el efecto de apertura que daría una antena de mayor tamaño. Para lograr esto, se dirige el haz hacia el objetivo por un mayor tiempo, aumentando los pulsos de radiofrecuencia que llegan al mismo y por consecuencia la energía retornada captada por el receptor. Al sumar correctamente el total de la energía reflejada por el área objetivo resulta en una mejor resolución azimutal.

GENERACIÓN DE APERTURA SINTÉTICA
Figura 2. Generación de Apertura Sintética

Los satélites con tecnología SAR tienen enorme potencial sin explotar para resolver las necesidades del mercado, pero sus aplicaciones han permanecido limitadas debido a que sus imágenes son difíciles de obtener y requieren conocimientos técnicos avanzados para interpretar o explotar los datos.

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Para desbloquear este valor potencial, nuestro partner Capella Space ha diseñado una constelación de satélites SAR de alta tecnología que proporciona imágenes y productos derivados más adecuados para aplicaciones del mundo real y simplifican la experiencia general del usuario.

En la próxima entrada profundizaremos sobre otros conceptos fundamentales de las imágenes de radar y su interpretación, como la polarización, elmultilooking, la dirección, el ángulo de incidencia y otros fenómenos físicos que intervienen en la creación de la imagen.

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