Uma nova abordagem de imageamento em radares de abertura sintética baseada na transformada fracionária de Fourier

Abstract

O sensoriamento remoto tem sido empregado em aplicações civis e militares como vigilância, identificação de alvos, cartografia, monitoramento de desastres naturais, mapeamento para a agricultura, entre outras. Uma das ferramentas usadas para tais aplicações é o imageamento de uma região por radares de abertura sintética (do inglês synthetic aperture radar - SAR). Esse tipo de radar possui vantagens frente a outros métodos de imageamento, como a operação sob quaisquer condições climáticas ou em qualquer momento do dia. A estratégia mais utilizada para obter uma imagem a partir de dados SAR é utilizar um algoritmo por compressão intrapulso por filtro casado, especificamente o algoritmo range Doppler. O surgimento de outras técnicas de processamento de sinais possibilita o emprego de novas alternativas para compressão de pulso sem a necessidade de projetar um filtro, dentre elas a transformada fracionária de Fourier (TFrF). Neste trabalho, introduz-se um algoritmo derivado do range Doppler com o uso da TFrF de modo a eliminar a necessidade da inserção de parâmetros de funcionamento do radar para a formação de imagens. Para tanto, foi utilizada a minimização da norma-l1 do sinal no domínio fracionário como métrica para a obtenção da máxima compressão de pulso. São levantadas as soluções analíticas de cada passo do algoritmo proposto e também simuladas em software duas situações de imageamento distintas. O algoritmo proposto obteve imagens com boa focalização nos cenários considerados. Além do mais, obteve resultados quantitativos próximos para compressão de pulso quando comparado a outro método baseado na TFrF. Por fim, o estudo também propiciou uma ampliação de conhecimentos na área de processamento de sinais para sensoriamento remoto.