El radar de reconstrucción de impulsos síncronos (SIRE) es un sistema de radar de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) diseñado para detectar minas terrestres y dispositivos explosivos improvisados (IED) . [1] Consiste en un radar de banda ultra ancha (UWB) de baja frecuencia basado en impulsos que utiliza 16 receptores con 2 transmisores en los extremos de la matriz de recepción de 2 metros de ancho que envían formas de onda ortogonales alternas al suelo y devuelven señales reflejadas desde los objetivos en un área determinada. El sistema de radar SIRE viene montado en la parte superior de un vehículo y recibe señales que forman imágenes que descubren hasta 33 metros en la dirección en la que apuntan los transmisores. [2] Es capaz de recopilar y procesar datos como parte de un paquete asequible y liviano debido a los convertidores analógico-digitales (A/D) lentos (40 MHz) pero económicos que muestrean el amplio ancho de banda de las señales de radar. [1] [3] Utiliza tecnología de GPS y Realidad Aumentada (RA) junto con una cámara para crear una transmisión de video en vivo con una visualización más completa de los objetivos. [4]
El radar SIRE es parte de una larga generación de sistemas de radar de apertura sintética (SAR) y UWB desarrollados por el Laboratorio de Investigación del Ejército de los EE. UU. (ARL) a principios de la década de 1990. Los sistemas anteriores incluyen los sistemas railSAR y boomSAR , así como el sistema de radar SAFIRE (Spectrally Agile Frequency-Incrementing Reconfigurable) . [5] El radar SIRE finalmente se trasladó al Centro de Investigación, Desarrollo e Ingeniería de Electrónica de Comunicaciones (CERDEC) en Fort Belvoir, Virginia. Allí, se rediseñó como el sistema de radar ALARIC, que se modificó para tener un transmisor menos y operar en un rango de ancho de banda de 100 MHz a 1,5 GHz. [6]
El radar SIRE funciona principalmente como un método para evaluar el entorno circundante y determinar si el camino que se recorre es seguro para la navegación vehicular. En general, los sistemas de radar tienen una ventaja sobre los sistemas de sensores ópticos o láser porque no se ven obstaculizados por la presencia de niebla o polvo que bloquea su línea de visión. Sin embargo, la mayoría de los sistemas de radar utilizan radiación de microondas de alta frecuencia, que tiene dificultad para penetrar la hierba y otro tipo de follaje. En cambio, el radar SIRE puede penetrar el follaje, diversos medios e incluso el suelo para detectar IED ocultos o enterrados debido a su uso de radiación de microondas de baja frecuencia. [1] [2]
El ciclo de adquisición de datos del radar SIRE consta de los siguientes pasos: [2]
Los transmisores utilizados en el radar SIRE son bocinas electromagnéticas transversales (TEM) que generan pulsos de radar cortos, de 1 nanosegundo de duración, con una frecuencia de repetición de pulsos (PRF) de 1 MHz y una banda de frecuencia de 300 a 2500 MHz. [7] La potencia de salida máxima del transmisor es de 6 vatios, mientras que la potencia media es de 5 vatios para reducir el potencial de interferencia. Las bocinas TEM pueden manejar una impedancia característica de 200 ohmios y se eligieron porque proporcionan una buena fidelidad de pulso y una baja potencia reflejada. Los dos transmisores se alternan en actividad con cada ciclo del proceso de adquisición de datos. [2]
Los receptores utilizados en el radar SIRE son antenas Vivaldi Notch que están dispuestas en una matriz lineal uniforme que abarca el ancho del vehículo. Cada receptor está conectado a un canal receptor independiente. El método de obtención de imágenes se basa en el algoritmo de retroproyección, en el que los datos de los 16 canales receptores se integran en rangos sucesivos a medida que el vehículo avanza. [7]
Para evitar la interferencia de radiofrecuencia (RFI) de fuentes externas, como señales de radio, televisión y comunicación inalámbrica, en la banda de radiofrecuencia, el radar SIRE emplea varias técnicas para suprimir o extraer estas señales de los datos del radar UWB. [3] En lugar de métodos convencionales de detección como el enfoque de filtrado de muesca, el proceso de detección de RFI de banda estrecha y banda ancha del radar SIRE implica promediar mediciones repetidas del mismo perfil de rango. [1]
El sistema de radar SIRE montado se presenta en dos modos, dependiendo de su orientación en la parte superior del vehículo. El modo más comúnmente utilizado es el modo de observación hacia adelante, donde el radar se orienta hacia la parte delantera del vehículo en la dirección en la que se desplaza. Una alternativa es el modo de observación lateral, donde el marco de la antena que soporta el sistema de radar SIRE se gira 90 grados y la dirección del radar es perpendicular a la trayectoria del vehículo. El modo de observación lateral está diseñado para inspeccionar el área detrás de las paredes y mapear el interior de los edificios cerrados. [3]