Radar de apertura sintética

Imaxe obtida mediante radar de apertura sintética polo satélite Envisat durante o accidente do Prestige.

O radar de apertura sintética (SAR polas súas siglas en inglés, Synthetic-aperture radar) é un tipo do radar co que se obteñen imaxes mediante síntese de apertura. Como o radar normal, é unha técnica de detección activa na que as antenas emiten enerxía electromagnética para logo detectar a enerxía reflectida por obxectos e superficies.

Características e funcionamento

Principio da apertura sintética: a antena obtén imaxes mentres se move cubrindo un mesmo punto, coa distancia recorrida cubrindo o punto de interese sendo as dimensións da apertura.

O principio básico do SAR consiste en que unha antena en movemento pode obter imaxes dun mesmo sitio durante un certo tramo de espazo. Coas técnicas adecuadas esas imaxes poden compoñerse (de aí o de sintética) para obter unha imaxe coa resolución equivalente a unha antena de maior tamaño que a real, o que permite grandes resolucións incluso con antenas pequenas. O SAR emite un sinal de radar cara a superficie, medindo o sinal reflectido de volta e as súas características, en particular dúas: a fase, que da información interferométrica, e a amplitude, que dá información da forza da onda reflectida. Combinados, estes dous parámetros dan información sobre o tipo de superficie estudada polos SAR e as súas características. As frecuencias típicas coas que traballan os radares de apertura sintética están no rango das microondas, que poden atravesar as nubes, a bruma e o fume, permitindo obter imaxes durante mal tempo ou pola noite, e segundo a frecuencia utilizada poden chegar a penetrar no solo ata certa profundidade.

Os SAR normalmente móntanse en aeronaves ou satélites e soen ter varios modos de funciomento:

• Modo puntual (spotlight), para obter imaxes de alta resolución de áreas pequenas.
• Modo en franxas (stripmap), para obter imaxes de resolución media de áreas máis grandes.
• Modo de exploración (scan), co que se obteñen imaxes de baixa resolución de zonas moi grandes.

Cando a fonte de microondas do SAR e o receptor están na mesma plataforma, o radar denomínase monoestático (como a maioría dos SAR comerciais), mentres que se fonte e receptor están en plataformas distintas denomínase biestático.

Usos

Imaxe interferómetrica obtida mediante SAR mostrando a deformación do terreo durante a expansión do cumio do Mauna Loa.

Os radares de apertura sintética, pola súa alta resolución usando equipos relativamente modestos e a súa capacidade de ver a través das nubes e outros fenómenos, úsanse en variedade de aplicacións, incluíndo cartografía, estudos xeolóxicos, xestión de costas, xestión de desastres naturais como inundacións e en agricultura, onde se pode usar para detectar a saúde dos cultivos, a humidade do solo e para identificar áreas que necesiten máis atención. O SAR tamén se usa para monitorizar a capa de xeo, facer estudos oceanográficos, facer estudos interferométricos cos que descubrir pequenos cambios na superficie (útiles en sismoloxía e vulcanoloxía) e facer estudos topolóxicos cos que crear modelos dixitais de elevación.

O SAR úsase tamén en misións espaciais, tanto para a observación da Terra como doutros planetas e lúas. En particular, o planeta Venus e a lúa Titán posúen espesas atmosferas opacas a lonxitudes de onda visibles pero que son transparentes para o SAR. Só misións equipadas con radares, como Magalhães e Cassini-Huygens, poden cartografar a superficie deses corpos, pero en especial o SAR, pola súa alta resolución usando antenas relativamente pequenas, está especialmente indicado para este uso.

Diferenzas co radar

Aínda que tanto o radar como o SAR usan ondas electromagnéticas no rango da radio e das microondas para detectar obxectos, medir distancias e obter imaxes, hai diferenzas importantes entre ambas tecnoloxías:

• Tamaño da apertura: refírese ao tamaño físico da antena, que determina a resolución da imaxe, con maior resolución a maior tamaño de antena. No radar a resolución está limitada polo tamaño da antena mentres que no SAR a resolución ven dada pola distancia que recorre a antena nun tempo dado.
• Resolución: grazas á maior apertura do SAR, a resolución é moito maior.
• Plataformas: os radares normais necesitan de grandes antenas para conseguir grandes resolucións, polo que normalmente son estacionarios, mentres que os SAR úsanse en plataformas móbiles como aeronaves ou satélites.
• Aplicacións: os radares normais úsanse para navegación, seguimento e detección de obxectos, mentres que os SAR soen usarse para obter imaxes de alta resolución da superficie terrestre.

Véxase tamén

Bibliografía

• Jason Brown (1 de febreiro de 2020). Capella Space, ed. "SAR 101: An Introduction to Synthetic Aperture Radar" (en inglés). Consultado o 1 de novembro de 2023. 
• ESRI (ed.). "Introducción a SAR" (en inglés). Consultado o 1 de novembro de 2023. 
• GISGeography, ed. (21 de outubro de 2023). "Learn Synthetic Aperture Radar (SAR) by Example" (en inglés). Consultado o 1 de novembro de 2023. 
• Nuria Gimeno Martínez (1 de abril de 2019). INTA, ed. "¿Qué es un SAR?" (en inglés). Consultado o 1 de novembro de 2023. 
• NASA (ed.). "¿What is Synthetic Aperture Radar?" (en inglés). Consultado o 1 de novembro de 2023. 

Outros artigos

• Radar
• Envisat
• SAR-Lupe