Multi-Static Multi-Band Synthetic Aperture Radar (SAR) Constellation basada en Circuitos Fotónicos Integrados
Autores: Reza, Manuel; Amir, Malik Muhammad Haris; Imran, Muhammad; Pandey, Gaurav; Camponeschi, Federico; Maresca, Salvatore; Scotti, Filippo; Serafino, Giovanni; Malacarne, Antonio; Porzi, Claudio; Ghelfi, Paolo; Bogoni, Antonella; Scaffardi, Mirco
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Multi-Static Multi-Band Synthetic Aperture Radar (SAR) Constellation basada en Circuitos Fotónicos Integrados
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Multiestática
Sar
Fotónica
Mimo
Señales
Satélites
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Los SAR multiestáticos desde órbitas LEO permiten la obtención de imágenes de alta resolución y la detección de objetivos en movimiento en una sola pasada. Un enfoque coherente MIMO requiere la generación de señales multi-banda, ortogonales, cuya fusión aumenta la resolución del sistema. Hasta ahora, la capacidad de sincronización de las señales SAR de diferentes satélites es crítica. Aquí proponemos el uso de la fotónica para generar, recibir y distribuir las señales de radar en una constelación coherente de SAR multiestática. La fotónica supera los problemas en la implementación de SAR MIMO, permitiendo la generación flexible de señales multi-banda y la generación centralizada en un satélite primario con distribución coherente a todos los satélites secundarios de las señales SAR a través de enlaces FSO. El análisis numérico muestra que el sistema propuesto tiene un NESZ < -29.6 dB, satisfaciendo los requisitos del sistema SAR. Una prueba experimental de concepto basada en COTS, tanto para la conversión ascendente como descendente de la señal, se implementa para demostrar la funcionalidad del sistema, mostrando un rendimiento similar a las simulaciones. La implementación de los sistemas propuestos con tecnologías integradas podría reducir el SWaP del sistema y aumentar la robustez a las vibraciones. Se propone un diseño basado en la plataforma SOI consolidada con la integración híbrida basada en la transferencia de InP amplificadores ópticos semiconductores. Los amplificadores compensan las pérdidas de las guías de onda SOI pasivas, disminuyendo la pérdida total de conversión. La multiplexación de polarización de los peines modulados y no modulados que se enviarán desde (hacia) el satélite primario a (desde) el satélite secundario a través de los enlaces FSO evita filtros ópticos complejos que ocupan mucho espacio y requieren varios señales de control.
Descripción
Los SAR multiestáticos desde órbitas LEO permiten la obtención de imágenes de alta resolución y la detección de objetivos en movimiento en una sola pasada. Un enfoque coherente MIMO requiere la generación de señales multi-banda, ortogonales, cuya fusión aumenta la resolución del sistema. Hasta ahora, la capacidad de sincronización de las señales SAR de diferentes satélites es crítica. Aquí proponemos el uso de la fotónica para generar, recibir y distribuir las señales de radar en una constelación coherente de SAR multiestática. La fotónica supera los problemas en la implementación de SAR MIMO, permitiendo la generación flexible de señales multi-banda y la generación centralizada en un satélite primario con distribución coherente a todos los satélites secundarios de las señales SAR a través de enlaces FSO. El análisis numérico muestra que el sistema propuesto tiene un NESZ < -29.6 dB, satisfaciendo los requisitos del sistema SAR. Una prueba experimental de concepto basada en COTS, tanto para la conversión ascendente como descendente de la señal, se implementa para demostrar la funcionalidad del sistema, mostrando un rendimiento similar a las simulaciones. La implementación de los sistemas propuestos con tecnologías integradas podría reducir el SWaP del sistema y aumentar la robustez a las vibraciones. Se propone un diseño basado en la plataforma SOI consolidada con la integración híbrida basada en la transferencia de InP amplificadores ópticos semiconductores. Los amplificadores compensan las pérdidas de las guías de onda SOI pasivas, disminuyendo la pérdida total de conversión. La multiplexación de polarización de los peines modulados y no modulados que se enviarán desde (hacia) el satélite primario a (desde) el satélite secundario a través de los enlaces FSO evita filtros ópticos complejos que ocupan mucho espacio y requieren varios señales de control.