Tecniche di elaborazione di segnali a banda larga per sistemi radar multi-canale spaceborne e airborne

L’ambito scientifico dell’attività di ricerca svolta riguarda lo sviluppo e l’analisi di tecniche innovative per l’elaborazione di segnali a banda larga, utilizzando le potenzialità che sistemi multo-canale e/o multi - sensore forniscono. Nello specifico l’obiettivo è rappresentato dallo studio di funzionalità avanzate per radar aviotrasportati e spaziali di nuova generazione, tra cui la cancellazione di interferenze elettromagnetiche (e.m.) a banda larga e la capacità di imaging di target ad alta risoluzione. Il primo argomento trattato riguarda l’elaborazione di dati radar ad apertura sintetica multicanale (M-SAR), allo scopo di difendere il sistema da interferenze elettromagnetiche a larga banda (SAR-ECCM) preservando le normali capacità di imaging. I SAR sono sensori attivi in grado di produrre, attraverso tecniche di scansione, “mappe” di parametri radiativi ad alta risoluzione, grazie all’utilizzo di bande elevate; a tal fine sfruttano il backscattering dalla superficie, che subisce un’attenuazione a due vie, quindi è di estrema importanza che sistemi di questo tipo siano in grado di proteggersi dalle interferenze elettromagnetiche (intenzionali, dovute al Jamming, oppure dovute alle spurie di altri sistemi a radiofrequenza, in altre parole Radio Frequency Interference - RFI), che subiscono attenuazioni a una via e possono essere caratterizzate da potenze molto più elevate di quelle del segnale utile, anche se ricevute dai lobi laterali del pattern di antenna. L’utilizzo di tecniche di nulling di antenna ottimizzate per lavorare a banda stretta non può garantire la protezione da interferenze di tipo Noise-Like a banda larga, quindi sembra di grande interesse lo sviluppo e lo studio di prestazioni di tecniche apposite, che prevedano l’aumento di gradi di libertà a disposizione, sia spaziali, nel senso di un numero maggiore di canali riceventi ed eventualmente introducendo vincoli aggiuntivi, sia temporali, in altre parole considerando la possibilità di elaborare più campioni di segnale per ciascun canale ricevente. Il secondo argomento affrontato riguarda l’elaborazione di dati radar ad apertura sintetica inversa (ISAR) al fine di aumentare la risoluzione cross-range dell’immagine quando siano disponibili le acquisizioni, monostatiche o bistatiche, di una molteplicità di sensori aviotrasportati. Come è noto l’ISAR fornisce immagini di target ad alta risoluzione sfruttando le caratteristiche del moto dei bersagli rispetto a un sensore, posto su di una piattaforma quasi stazionaria. Il principale svantaggio di questo tipo di processing risiede nel fatto che le prestazioni raggiungibili in termini di risoluzione cross-range dipendono dalle caratteristiche intrinseche del moto del bersaglio, piuttosto che da parametri di sistema; mentre la risoluzione in slant-range è determinata una volta che la banda e la forma d’onda trasmessa sono state decise, non c’è nessun modo di assegnare un valore desiderato di risoluzione cross-range. In casi particolari di bersagli con piccole componenti di movimento il valore di risoluzione di cross-range ottenuto può essere insufficiente, se si pensa che le immagini ISAR generalmente sono usate nelle procedure di Non Cooperative Target Recognition (NCTR). Per contrastare questo effetto è possibile derivare delle procedure per combinare in modo coerente le acquisizioni di un insieme di sensori trasportati da piattaforme che volano in formazione; in questo modo è possibile sintetizzare un’apertura equivalente maggiore, quindi un valore di risoluzione migliore che se si considerasse un unico sensore.