El radar de apertura sintética inversa ( ISAR ) es una técnica de radar que utiliza imágenes de radar para generar una imagen bidimensional de alta resolución de un objetivo. Es análogo al SAR convencional , excepto que la tecnología ISAR utiliza el movimiento del objetivo en lugar del emisor para crear la apertura sintética . [1] Los radares ISAR desempeñan un papel importante a bordo de los aviones de patrulla marítima al proporcionarles imágenes de radar de calidad suficiente para permitir su uso con fines de reconocimiento de objetivos . En situaciones en las que otros radares muestran sólo un píxel brillante en movimiento no identificable, la imagen ISAR suele ser adecuada para discriminar entre varios misiles, aviones militares y aviones civiles.
Las imágenes de la región objetivo producidas por ISAR pueden ser una herramienta útil para localizar regiones de dispersión en el objetivo. Las imágenes ISAR a menudo se producen girando el objetivo y procesando los historiales Doppler resultantes de los centros de dispersión. Si el objetivo gira en azimut a una velocidad constante a través de un ángulo "pequeño", los dispersores se acercarán o retrocederán del radar a una velocidad que dependerá únicamente de la posición transversal: la distancia normal a la línea de visión del radar con el origen en el eje de rotación objetivo. La rotación dará como resultado la generación de frecuencias Doppler dependientes del rango cruzado que pueden ordenarse espacialmente mediante una transformada de Fourier . Para ángulos pequeños, una imagen ISAR es la transformada de Fourier bidimensional de la señal recibida en función de la frecuencia y el ángulo de aspecto del objetivo.
Si el objetivo se gira en ángulos grandes, el historial de frecuencia Doppler de un dispersor se vuelve no lineal y sigue una trayectoria de onda sinusoidal . Este historial Doppler no puede procesarse directamente mediante una transformada de Fourier debido a que el historial de frecuencia Doppler está borroso, lo que resulta en la pérdida de resolución en el rango cruzado. El ángulo de rotación máximo que puede procesarse mediante una transformada de Fourier no modificada está determinado por la restricción de que el error de fase de apertura a través de la apertura sintetizada debe variar en menos de una cantidad especificada (arbitraria), por ejemplo 45 grados. Esto ocurre cuando la apertura sintética al alcance del objetivo es menor que la requerida por el límite donde está la extensión lateral requerida del objetivo. En este punto, la apertura sintética está dentro de la región objetivo del campo cercano y requiere enfoque. El enfoque se logra aplicando una corrección de fase a la apertura sintética.
ISAR se utiliza en vigilancia marítima para la clasificación de buques y otros objetos. En estas aplicaciones, el movimiento del objeto debido a la acción de las olas a menudo juega un papel más importante que la rotación del objeto. Por ejemplo, una característica que se extiende mucho sobre la superficie de un barco, como un mástil, proporcionará una respuesta sinusoidal elevada que es claramente identificable en una imagen bidimensional. Las imágenes a veces producen una extraña similitud con un perfil visual con el interesante efecto de que a medida que el objeto se balancea hacia o alejándose del receptor, los retornos Doppler alternos hacen que el perfil cambie entre vertical e invertido. ISAR para vigilancia marítima fue iniciado por Texas Instruments en colaboración con el Laboratorio de Investigación Naval y se convirtió en una capacidad importante de los aviones P-3 Orion y S-3B Viking de la Marina de los EE. UU .
También se han realizado investigaciones con el ISAR terrestre. La dificultad de utilizar esta capacidad es que el movimiento del objeto es mucho menor en magnitud y normalmente menos periódico que en el caso marítimo.
Quizás la aplicación más impactante visualmente y científicamente convincente del ISAR sea la obtención de imágenes de asteroides en el espacio profundo. Un ejemplo especialmente bello de esto es el asteroide Cleopatra 216 , llamado "hueso de perro" , que se encuentra aproximadamente un 20% más lejos de la Tierra que el Sol. El asteroide tiene sólo 60 millas de ancho en su punto medio. Sin embargo, las imágenes son nítidas y parecen una imagen óptica. Esto se ha citado como similar al uso de un telescopio en Los Ángeles del tamaño de la lente del ojo humano para tomar imágenes de un automóvil en Nueva York. Por supuesto, el truco aquí es que el asteroide se presenta sobre un fondo muy escaso, lo que permite una desambiguación sustancial.
En febrero de 2013, Indra Sistemas , empresa tecnológica española, anunció el primer ISAR pasivo. Un radar pasivo se caracteriza por no emitir ningún tipo de radiación, es decir, utiliza las señales presentes en el entorno. En este caso, el radar utiliza señales de televisión digital terrestre como fuente no cooperativa de iluminación en el entorno. [2]
Los errores en el proceso de obtención de imágenes ISAR generalmente resultan en desenfoque y errores de geometría en la imagen. Los errores de transformación ISAR incluyen:
Los errores en la transformación ISAR inversa plana 2D incluyen:
