Radar apertur sintetis

Radar apertur sintetis atau Synthetic-aperture radar (SAR) adalah bentuk radar yang digunakan untuk membuat gambar dua dimensi atau rekonstruksi objek tiga dimensi, seperti lanskap. SAR menggunakan gerakan antena radar di atas wilayah target untuk memberikan resolusi spasial yang lebih baik daripada radar pemindai berkas konvensional. SAR biasanya dipasang pada platform yang bergerak, seperti pesawat terbang, uav drone atau pesawat ruang angkasa, dan memiliki asal-usul dalam bentuk radar udara tampak samping / side looking airborne radar (SLAR) yang canggih. Jarak tempuh perangkat SAR di atas target dalam waktu yang dibutuhkan sinyal radar untuk kembali ke antena menciptakan bukaan antena sintetis yang besar (ukuran antena). Biasanya, semakin besar aperture, semakin tinggi resolusi gambar, terlepas dari apakah aperture itu fisik (antena besar) atau sintetis (antena bergerak)- ini memungkinkan SAR untuk membuat gambar resolusi tinggi dengan antena fisik yang relatif kecil. Selain itu, SAR memiliki sifat memiliki apertur yang lebih besar untuk objek yang lebih jauh, memungkinkan resolusi spasial yang konsisten pada rentang jarak pandang.^{[1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11]}

This radar image acquired by the SIR-C/X-SAR radar on board the Space Shuttle Endeavour shows the Teide volcano. The city of Santa Cruz de Tenerife is visible as the purple and white area on the lower right edge of the island. Lava flows at the summit crater appear in shades of green and brown, while vegetation zones appear as areas of purple, green and yellow on the volcano's flanks.

Basic principle

Illustration of the SAR stripmap operation mode.

Depiction of the Spotlight Image Mode

Titan – Evolving feature in Ligeia Mare (SAR; 21 August 2014).

A model of a German SAR-Lupe reconnaissance satellite inside a Cosmos-3M rocket.

Untuk membuat citra SAR, pulsa gelombang radio yang berurutan ditransmisikan untuk "menerangi" pemandangan target, dan gema setiap denyut diterima dan direkam. Pulsa tersebut ditransmisikan dan gema diterima menggunakan antena pembentuk berkas tunggal, dengan panjang gelombang satu meter hingga beberapa milimeter. Saat perangkat SAR di dalam pesawat atau pesawat ruang angkasa bergerak, lokasi antena relatif terhadap target berubah seiring waktu. Pemrosesan sinyal dari pantulan radar yang direkam secara berurutan memungkinkan penggabungan rekaman dari berbagai posisi antena ini. Proses ini membentuk bukaan antena sintetis dan memungkinkan pembuatan gambar dengan resolusi lebih tinggi daripada yang mungkin dilakukan dengan antena fisik tertentu.^{[12][13][14][15][16][17][18][19][20]}

Pada 2010 , sistem lintas udara memberikan resolusi sekitar 10 cm, sistem pita ultra lebar memberikan resolusi beberapa milimeter, dan SAR terahertz eksperimental telah memberikan resolusi sub-milimeter di laboratorium.

Satelit dengan Synthetic Apeture Radar (SAR) mengorbit Bumi dalam orbit kutub LEO sinkron matahari dan akuisisi data dapat dilakukan kapan saja, siang atau malam, dan tidak bergantung pada cakupan awan, mengumpulkan data amplitudo dan fase. Satelit SAR memiliki jalur berulang yang menggunakan kumpulan data dua fase untuk lokasi yang sama pada waktu yang berbeda, memungkinkan interferometri SAR (InSAR) menunjukkan perpindahan tanah relatif antara dua kumpulan data di sepanjang arah pancaran radar. Satelit SAR beroperasi pada frekuensi yang ditentukan dengan L-band, C-band, dan X-band menjadi panjang gelombang yang dominan.

Berbagai lembaga mendukung berbagai misi SAR:

• European Space Agency (ESA): ERS-1, ERS-2, Envisat, Sentinel-1
• Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA): JERS-1, ALOS-1, ALOS-2
• Canadian Space Agency (CSA): Radarsat-1, Radarsat-2, Radarsat constellation
• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR): TerraSAR-X, TanDEM-X
• Indian Space Research Organization (ISRO): RISAT-1, NISAR (w/ NASA)
• Comision Nacional de Actividades Espaciales: SAOCOM
• Italian Space Agency (ASI): COSMO-Skymed
• Instituto National de Técnica Aeroespacial (INTA): PAZ
• Korea Areospace Research Institute (KARI): KOMPSat-5
• National Aeronautics and Space Administration (NASA): NISAR (w/ ISRO)

Referensi

1. "Introduction to Airborne RADAR", G. W. Stimson, Chapter 1 (13 pp).
2. Tomographic SAR. Gianfranco Fornaro. National Research Council (CNR). Institute for Electromagnetic Sensing of the Environment (IREA) Via Diocleziano, 328,I-80124 Napoli, ITALY
3. Oliver, C. and Quegan, S. Understanding Synthetic Aperture Radar Images. Artech House, Boston, 1998.
4. Synthetic Aperture Radar Imaging Using Spectral Estimation Techniques. Shivakumar Ramakrishnan, Vincent Demarcus, Jerome Le Ny, Neal Patwari, Joel Gussy. University of Michigan.
5. "Science Engineering & Sustainability: Bridge monitoring with satellite data SAR".
6. Moreira, Alberto; Prats-Iraola, Pau; Younis, Marwan; Krieger, Gerhard; Hajnsek, Irena; P. Papathanassiou, Konstantinos (2013). "A tutorial on synthetic aperture radar" (PDF). IEEE Geoscience and Remote Sensing Magazine. 1 (1): 6–43. doi:10.1109/MGRS.2013.2248301. Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
7. R. Bamler; P. Hartl (August 1998). "Synthetic aperture radar interferometry". Inv. Probl. 14 (4): R1–R54. Bibcode:1998InvPr..14R...1B. doi:10.1088/0266-5611/14/4/001.
8. Fornaro, Gianfranco; Pascazio, Vito (2014). "SAR Interferometry and Tomography: Theory and Applications". Communications and Radar Signal Processing. Academic Press Library in Signal Processing. 2. hlm. 1043–1117. doi:10.1016/B978-0-12-396500-4.00020-X. ISBN 9780123965004.
9. Reigber, Andreas; Lombardini, Fabrizio; Viviani, Federico; Nannini, Matteo; Martinez Del Hoyo, Antonio (2015). "Three-dimensional and higher-order imaging with tomographic SAR: Techniques, applications, issues". 2015 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS). hlm. 2915–2918. doi:10.1109/IGARSS.2015.7326425. ISBN 978-1-4799-7929-5. Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
10. Massachusetts Institute of Technology, Synthetic Aperture Radar (SAR) Imaging using the MIT IAP 2011 Laptop Based Radar, Presented at the 2011 MIT Independent Activities Period, 24 January 2011.
11. University of Illinois at Urbana-Champaign, AZIMUTH STACKING ALGORITHM FOR SYNTHETIC APERTURE RADAR IMAGING, By Z. Li, T. Jin, J. Wu, J. Wang, and Q. H. Liu.
12. NASA, An improved algorithm for retrieval of snow wetness using C-band AIRSAR, 25 October 1993.
13. Three Dimensional Imaging of Vehicles, from Sparse Apertures in Urban Environment, Emre Ertin, Department of Electrical and Computer Engineering, The Ohio State University.
14. Xiaoxiang Zhu, "Spectral Estimation for Synthetic Aperture Radar Tomography", Earth Oriented Space Science and Technology – ESPACE, 19 September 2008.
15. D. Rodriguez. "A computational Kronecker-core array algebra SAR raw data generation modeling system". Signals, Systems and Computers, 2001. Conference Record of the Thirty-Fifth Asilomar Conference on Year: 2001. 1.
16. T. Gough, Peter (June 1994). "A Fast Spectral Estimation Algorithm Based on the FFT". IEEE Transactions on Signal Processing. 42 (6): 1317–1322. Bibcode:1994ITSP...42.1317G. doi:10.1109/78.286949.
17. Datcu, Mihai; Popescu, Anca; Gavat, Inge (2008). "Complex SAR image characterization using space variant spectral analysis". 2008 IEEE Radar Conference.
18. J. Capo4 (August 1969). "High resolution frequency wave-number spectrum analysis". Proceedings of the IEEE. 57 (8): 1408–1418. doi:10.1109/PROC.1969.7278.
19. A. Jakobsson; S. L. Marple; P. Stoica (2000). "Computationally efficient two-dimensional Capon spectrum analysis". IEEE Transactions on Signal Processing. 48 (9): 2651–2661. Bibcode:2000ITSP...48.2651J. CiteSeerX 10.1.1.41.7 . doi:10.1109/78.863072.
20. I. Yildirim; N. S. Tezel; I. Erer; B. Yazgan. "A comparison of non-parametric spectral estimators for SAR imaging". Recent Advances in Space Technologies, 2003. RAST '03. International Conference On. Proceedings of Year: 2003.