Hispanopedia WikiEl radar de reconstrucción de impulso síncrono (SIRE) es un sistema de radar de entrada múltiple, salida múltiple (MIMO) diseñado para detectar minas terrestres y dispositivos explosivos improvisados (IED) . [ 1 ] Consiste en un radar de banda ultraancha (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 por los objetivos en un área determinada. El sistema de radar SIRE viene montado sobre un vehículo y recibe señales que forman imágenes que revelan 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 ligero gracias a 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 GPS y de 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 forma parte de una larga generación de sistemas de radar de apertura sintética (SAR) y de banda ultraancha (UWB) desarrollados por el Laboratorio de Investigación del Ejército de los Estados Unidos (ARL) a partir de principios de la década de 1990. Entre los sistemas anteriores se incluyen los sistemas railSAR y boomSAR , así como el más reciente sistema de radar reconfigurable de incremento de frecuencia con agilidad espectral (SAFIRE) . [ 5 ] El radar SIRE fue transferido posteriormente al Centro de Investigación, Desarrollo e Ingeniería de Electrónica de Comunicaciones (CERDEC) en Fort Belvoir , Virginia. Allí, fue rediseñado 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 ]
Operación
El radar SIRE funciona principalmente como un método para evaluar el entorno circundante y determinar si la ruta que se está recorriendo es segura 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 afectados por la presencia de niebla o polvo que obstruya su línea de visión. Sin embargo, la mayoría de los sistemas de radar utilizan radiación de microondas de alta frecuencia, que tiene dificultades para penetrar la hierba y otra vegetación. En cambio, el radar SIRE puede penetrar la vegetación, diversos medios e incluso el suelo para detectar IED ocultos o enterrados debido a que utiliza radiación de microondas de baja frecuencia. [ 1 ] [ 2 ]
El ciclo de adquisición de datos para el radar SIRE consta de los siguientes pasos: [ 2 ]
- El ordenador central envía comandos a la placa de temporización y control del circuito SIRE para que emita pulsos de radar desde el transmisor izquierdo.
- El conjunto de receptores capta las señales de radar que regresan, las cuales son digitalizadas por el módulo de adquisición de matriz de puertas programables en campo (FPGA) y enviadas a la computadora central junto con la información de la marca de tiempo del receptor GPS.
- Los datos se integran, se escalan y se convierten al dominio de la frecuencia antes de enviarse a la interfaz gráfica de usuario para su visualización.
- El ciclo de adquisición de datos se repite con el transmisor derecho.
Transmisor
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 fueron elegidas porque proporcionan una buena fidelidad de pulso y una baja potencia reflejada. Los dos transmisores alternan su actividad con cada ciclo del proceso de adquisición de datos. [ 2 ]
Receptor
Los receptores utilizados en el radar SIRE son antenas de muesca Vivaldi dispuestas en una matriz lineal uniforme que abarca el ancho del vehículo. Cada receptor está conectado a un canal de recepción independiente. El método de formación de imágenes se basa en el algoritmo de retroproyección, donde los datos de los 16 canales de recepción se integran a distancias sucesivas a medida que el vehículo avanza. [ 7 ]
Supresión de interferencias de radiofrecuencia
Para evitar la interferencia de radiofrecuencia (RFI) de fuentes externas, como señales de radio, televisión y comunicaciones inalámbricas, 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 los métodos de filtrado convencionales, como el filtrado de muesca, el proceso de filtrado de RFI de banda estrecha y ancha del radar SIRE implica promediar mediciones repetidas del mismo perfil de alcance. [ 1 ]
Modos
El sistema de radar SIRE montado se presenta en dos modos según su orientación en la parte superior del vehículo. El modo más común es el de visión frontal, donde el radar apunta hacia la parte delantera del vehículo en la dirección de su desplazamiento. Una alternativa es el modo de visión lateral, donde el marco de la antena que soporta el sistema de radar SIRE gira 90 grados y la dirección del radar es perpendicular a la trayectoria del vehículo. El modo de visión lateral está diseñado para inspeccionar el área detrás de las paredes y mapear el interior de edificios cerrados. [ 3 ]
Véase también
Referencias
- 1 2 3 4 Ojowu, Ode (30 de abril de 2013). "SIRE: Un radar MIMO para la detección de minas terrestres/IED" . En Ranney, Kenneth I; Doerry, Armin (eds.). Tecnología de sensores de radar XVII . Actas de SPIE. Vol. 8714. págs. 87140O. Bibcode : 2013SPIE.8714E..0OO . doi : 10.1117/12.2015618 . S2CID 1552558. Archivado del original el 18 de junio de 2017, a través del Centro de Información Técnica de Defensa.
- 1 2 3 4 Ressler, Marc; Nguyen, Lam; Koenig, Francois; Wong, David; Smith, Gregory (2007). "El radar de exploración frontal de reconstrucción de impulso síncrono (SIRE) del Laboratorio de Investigación del Ejército (ARL)". En Gerhart, Grant R; Gage, Douglas W; Shoemaker, Charles M (eds.). Tecnología de sistemas no tripulados IX . Actas de SPIE. Vol. 6561. pág. 656105. Bibcode : 2007SPIE.6561E..05R . doi : 10.1117/12.719688 . S2CID 109944483 .
- 1 2 3 Nguyen, Lam (abril de 2009). "Algoritmos de procesamiento de señales e imágenes para el radar de reconstrucción de impulsos síncronos de banda ultraancha (UWB) (SIRE) del Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU." (PDF) . Laboratorio de Investigación del Ejército .
- ^ Saponaro, Felipe; Kambhamettu, Chandra; Ranney, Kenneth; Sullivan, Anders (31 de mayo de 2013). "Detección de objetivos ocultos mediante realidad aumentada con radar SIRE". En Ranney, Kenneth I; Doerry, Armin (eds.). Tecnología de sensores de radar XVII . Actas de SPIE. vol. 8714. págs. 87140S. Código Bib : 2013SPIE.8714E..0SS . doi : 10.1117/12.2015133 . S2CID 121659957 .
- ↑ Dogaru, Traian (marzo de 2019). "Estudio de imágenes para radar de penetración terrestre montado en vehículos aéreos no tripulados (UAV) pequeños: Parte I – Metodología y formulación analítica" . Laboratorio de Investigación del Ejército CCDC . ARL-TR-8654.
- ↑ Phelan, Brian; Ranney, Kenneth; Gallagher, Kyle; Clark, John; Sherbondy, Kelly; Narayanan, Ram (15 de julio de 2017). "Diseño de radar de frecuencia escalonada de banda ultraancha para imágenes de objetivos ocultos". IEEE Sensors Journal . 17 (14): 4435– 4446. Bibcode : 2017ISenJ..17.4435P . doi : 10.1109/JSEN.2017.2707340 . ISSN 1558-1748 . S2CID 12721792 .
- 1 2 Dogaru, Traian (agosto de 2015). "Un enfoque de superficie de Huygens para la implementación de antenas en simulaciones de sistemas de imágenes de radar de campo cercano" . Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU . Archivado del original el 16 de julio de 2018.
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