Tecniche di ricostruzione di profili in distanza per sistemi radar a banda sintetica

In sistemi radar le forme d’onda di tipo Stepped frequency sono comunemente utilizzate per ottenere elevate risoluzioni in range. In radar Stepped frequency (SF), il moto radiale del bersaglio produce distorsioni sul profilo in range ricostruito. In particolare la velocità radiale del bersaglio produce uno shift range, una perdita del rapporto segnale rumore (SNR) ed uno allargamento (spreading) simmetrico della Point Spread Function (PSF), mentre l’accelerazione radiale del bersaglio ne produce uno smussamento (smearing) asimmetrico. In questo lavoro di tesi è stata effettuata un analisi teorica delle distorsioni prodotte dal moto del bersaglio valutandone gli effetti sulla ricostruzione dei profili in range sintetici. Generalmente gli effetti di distorsione dovuti all’accelerazione radiale sono trascurabili quando il radar utilizza un valore di Pulse Repetition Frequency (PRF) elevato, mentre occorre compensarli nel caso di radar con bassa PRF. In questo lavoro di tesi, è stata definito un nuovo funzionale, chiamato contrasto del profilo in range, usato per implementare le tecniche di compensazione di moto. In particolare, è stata proposta una tecnica basata sull’ottimizzazione del contrasto per effettuare la stima dei parametri di moto al fine di ridurre le distorsioni suo profilo in range ricostruito. La tecnica proposta è in grado di compensare entrambi i termini di fase che sono dovuti alla velocità ed all’accelerazione radiale. Quindi permette di focalizzare i profili in range anche nel caso di sistemi radar a bassa PRF. Inoltre, la tecnica proposta può essere applicata a qualsiasi tipo di forma d’onda Stepped Frequency. Infine è stata effettuata un’analisi degli errori di stima sia da un punto di vista teorico che per mezzo di dati simulati e reali. È stata analizzata anche un’estensione dell’algoritmo proposto valida per radar polarimetrici. Lo scopo è stato quello di verificare che l’utilizzo di maggiore informazione può migliorare il valore del contrasto del profilo e quindi il grado di focalizzazione. Un ulteriore beneficio derivante dall’utilizzo di sistemi completamente polarimetrici è la capacità di identificare i meccanismi di scattering che sono legati alle proprietà fisiche del bersaglio.