Radar Temelleri - Bölüm 2

Radar Temelleri - Bölüm 2

 

Sentetik Açıklıklı Radar Nedir?

1. bölümde, radarın ne olduğunu ve yaygın olarak hangi frekans bantlarında çalıştığından bahsettik. Şimdi dikkatimizi belirli radar türlerinden birine - sentetik açıklıklı radar (SAR) - ve bunun uydularda kullanımına çevireceğiz. Neden geliştirildiğini, işleyişinin temel ilkelerini ve ne için kullanıldığını ele alacağız.

Radarın uzaysal çözünürlüğü veya görebildiği ayrıntı miktarı anten boyutuna bağlıdır. Daha küçük veya daha uzak şeyleri net bir şekilde görmek için daha büyük bir antene ihtiyacınız olacaktır. Bu, karasal uygulamalar için uygulanabilir olsa da, uydular için anteni büyütmek mümkün değildir. Çin'in 305 metre genişliğindeki FAST teleskopu, aşağı yukarı 2001:Bir Uzay Destanı filmindeki kurgusal Uzay İstasyonu V  kadar büyüktür, ancak bu kadar çok malzemeyi uzaya fırlatmak aşırı derecede pahalı olacaktır. Uluslararası uzay istasyonu, Uzay İstasyonu V'nin tahmini beşte biri büyüklüğündedir ve yörüngede geliştirmek ve bir araya getirmek için 150 milyar dolara mal olmaktadır.

Öyleyse neden uydularda radar görüntüleme sensörleri kullanmak isteyelim ki, neden sadece geleneksel bir kamera kullanmıyoruz?

Kameralar ucuzdur, her şeyi görürler ve uzaydaki en büyük kamera 300 metre çapında bile değil! Çünkü radar neredeyse tüm hava koşullarında çalışabiliyor, karanlıkta görebiliyor, bulutlara, ağaç tepelerine, toprağa, kuma ve bazı kaya türlerine girebiliyor. Bize görsel görüntülerin tek başına sağlayabileceğinden çok daha zengin bir veri seti sağlıyor.

Şimdi neden uzayda dünyaya bakan bir radara sahip olmak istediğimizi biliyoruz. Standart uydunun yüksekliğinde (yaklaşık 300-600 km), görüntünüzün 1 pikselini 10 m'ye eşdeğer kılmak için, 4.250 m uzunluğunda bir antene ihtiyacınız vardır! Bununla birlikte, yörüngeye büyük bir anten fırlatmanın çok yüksek maliyeti olduğunun da farkındayız. Dolayısıyla, uyduların daha küçük antenlere sahip olması gerektiğini varsaymalıyız ki gerçekten de öyleler. O halde, anten boyutunda bu tür kısıtlamalarla böyle bir mesafeden kullanışlı uzaysal çözünürlük nasıl elde edebiliriz? Cevap sentetik açıklıklı radardır.

Sentetik Açıklıklı Radar Nedir?

Sentetik açıklıklı radar (SAR), radar anteninin boyutunu büyütmenin mümkün olmadığı durumlarda kullanılan bir tekniktir. Anten boyutunu artırmak yerine, daha büyük bir anten, daha küçük bir anteni uydunun yörünge yolu gibi bir yayda hareket ettirerek etkili bir şekilde simüle edilebilir. Sensör yay boyunca hareket ederek hedefin daha fazlasını görüntüleyebilir ve paralaks etkisi nedeniyle birden fazla perspektiften görüntü yakalayabilir. Bu, görüntüye ek derinlik verileri ekleyerek, görünür ışık görüntüleme sensörlerinin yaptığı gibi pikseller değil, hacimsel pikseller veya 'vokseller' meydana getirir. Uydunun sensörü dünyayı dolaşırken birçok örnekten toplanan veriler, hedefin 3D görüntüsünü oluşturur.

Sentetik Açıklıklı Radar ne için kullanılır?

   Kullanım Alanı

  Örnek

   Askeri gözetim

  Silah dağıtımını izleme

  Oşinografi (Okyanus bilimi)

  Dalga yüksekliği, su derinliği, okyanus tabanı topografyası

  Ormancılık

  Orman örtüsünün, sulak alanların, ormansızlaşmanın haritalandırılması

  Tarım

  Fotosentezi izleme, mahsul verimi tahmini

  Kentsel inceleme

  İnşaat faaliyetlerinin izlenmesi, altyapı istikrarı, afetlerin haritalanması, kentsel büyüme

  Buzul bilim

  Buzullarda ve okyanus buz tabakalarında buz hacminin izlenmesi

  Jeoloji

  Deprem ve heyelanların izlenmesi, haritacılık

  Topografya

  Arazinin dikey özelliklerinin haritalanması

  Arkeoloji

  Eski kentsel alanların zemin ve bitki örtüsü penetrasyon görüntülemesi

Tablo 1: Sentetik Açıklıklı Radar (SAR) için kullanım örnekleri

Radarın ilkeleri oldukça basit olsa da, SAR uygulaması geliştirmek ve gerçekçi bir simülasyonda radar gönderme ve alma sinyallerini doğru bir şekilde modelleyebilmek çok önemlidir. Karasal uygulamalarda bakım her zaman yapılabilir ve bir parçanın değiştirilmesi her zaman mümkündür. Uydu tabanlı SAR uygulamalarında ise aynı durum söz konusu değildir ve bu durum kritik öneme sahiptir.

Kritik tasarımların kusursuz çalışması gerekir ve piyasaya sürdükten sonra bir şeyi değiştirme şansı yoktur. Keysight'ın PathWave sistem tasarım yazılımı W4521E radar modeli kitaplığı, bu geliştirme engellerinin üstesinden gelmenizi ve tasarımlarınızın gerçek dünyada amaçlandığı gibi çalışmasını sağlamanıza yardımcı olur.

Öğrendiğimiz gibi, SAR'ın desteklediği uygulama çeşitliliği oldukça fazladır: askeri, ticari ve arkeolojik bunlardan yalnızca birkaçıdır. Bu, yalnızca gelecekteki iklim koşullarını tahmin etmeye yardımcı olmakla kalmayıp, aynı zamanda unutulmuş şehirleri ortaya çıkarmak için geçmişimizi de görebilen bir teknolojidir. Büyük ve küçük krizlerin ölçeğini anlamamıza yardımcı olmak için dünyamız hakkında bize bilgi sağlar ve aksiyon almamıza yardımcı olur. Teknoloji ilerledikçe, SAR görüntü işleme algoritmalarındaki ve anten tasarımındaki gelişmeler ilerledikçe, SAR uygulamaları daha çeşitli hale gelecek ve evimiz olarak adlandırdığımız gezegenimiz hakkında yeni şeyler öğreneceğimizi bilmek heyecan verici.

 
 
Yönetici | 14.09.2021 799 Görüntüleme
 

Yorumlar
 
Henüz yorum bulunmamaktadır. İlk yorumu sen yazabilirsin. Yorum yazmak için tıklayın
Bu Kategorideki Diğer Yazılar
Whatsapp Online Telefon Numarası