Enfocado de imágenes de radar de apertura sintética inversa. Nuevas técnicas y aplicaciones

Abstract

ISAR es una técnica radar coherente capaz de generar imágenes distancia-Doppler de blancos no-cooperativos. Tales imágenes pueden ser útiles para posteriores esquemas de reconocimiento y/o identificación. La técnica ISAR complementa la labor de otros sensores generadores de imágenes, como cámaras pasivas o sistemas láser radar, los cuales pueden ver reducidas sus prestaciones en condiciones atmosféricas adversas. El movimiento del blanco se descompone en movimiento de traslación y de rotación. El primero se divide a su vez en componente radial y tangencial, mientras que el segundo tiene tres componentes de actitud: guiñada, cabeceo y balanceo. La componente radial del movimiento de traslación es indeseada, pues no produce gradiente Doppler entre dispersores del blanco y además genera importantes efectos de desenfocado. El resto de componentes del movimiento del blanco pueden generar el deseado gradiente Doppler entre dispersores situados en la misma celda de distancia, con lo que se obtiene información bidimensional. Sin embargo, estas componentes también pueden producir efectos de desenfocado en la imagen ISAR obtenida: migración a través de las celdas de resolución. En esta Tesis Doctoral se presentan técnicas de enfocado de imágenes ISAR que mitigan los efectos de desenfocado debidos al movimiento. Por un lado, se presentan técnicas de compensación del movimiento de traslación. Estos métodos trabajan en dos etapas: alineamiento de los perfiles de distancia y ajuste fino de la fase. Por otro lado, se desarrollan también técnicas de compensación del movimiento de rotación, donde se considera tanto tasa de rotación uniforme como no-uniforme. Finalmente, se presentan otras técnicas de enfocado que hacen uso de transformadas tiempo-frecuencia y algoritmos de superresolución. Las técnicas de enfocado ISAR son útiles para aplicaciones de vigilancia de tráfico. En los últimos capítulos se muestra la utilización de tales métodos para la obtención de imágenes ISAR enfocadas de blancos reales marítimos. En el caso de la aplicación de vigilancia de tráfico rodado, se explotan los datos capturados para la estimación de la dinámica y la longitud de los vehículos simultáneamente iluminados en un tramo de carretera por un radar de alta resolución. Finalmente, en lo que respecta a la vigilancia de tráfico aéreo, se estudian las posibilidades de clasificación de helicópteros en base al eco de las aspas cuando se utiliza un radar LFMCW de alta resolución.