Aplicaciones de la teledetección activa en la ingeniería: Radar de apertura sintética (Parte 1)

Resumen

El radar de apertura sintética (SAR) constituye una herramienta fundamental en teledetección activa gracias a su capacidad para adquirir imágenes de alta resolución, independientemente de la iluminación solar y de las condiciones atmosféricas. Este sistema se basa en la síntesis coherente de señales recibidas a lo largo de una trayectoria, formando una apertura sintética que permite obtener una elevada resolución en azimut. Paralelamente, la resolución en distancia se determina por el ancho de banda de la señal transmitida. A diferencia de los sensores ópticos, las imágenes SAR requieren un procesamiento exhaustivo para ser interpretables, lo que implica la compresión de impulsos en distancia y azimut mediante técnicas de filtrado adaptado (matched filtering). La adquisición de datos da lugar a una matriz bidimensional de muestras complejas que representan tanto la amplitud como la fase de la señal reflejada por cada punto del terreno. Este procesamiento se ve condicionado por fenómenos como la migración de celdas en rango (Range Cell Migration, RCM), debida a la variación de la distancia radar-objetivo durante el tiempo de apertura sintética. La corrección precisa del RCM es esencial para evitar el desenfoque en azimut y constituye uno de los principales retos del enfoque SAR, tratándose de un problema espacio-variante que requiere funciones de referencia no estacionarias. Asimismo, se describen los efectos del speckle, una variación aleatoria de la intensidad debida a la interferencia coherente de múltiples dispersores elementales dentro de un mismo píxel. Aunque frecuentemente se considera ruido, el speckle es un fenómeno físico que refleja la estructura del objetivo a nivel de sub-resolución, y su mitigación se aborda mediante técnicas como el promediado multi-look. El artículo también introduce los principales modos de adquisición SAR: Stripmap, que ofrece una resolución constante sobre una banda continua; ScanSAR, que permite ampliar el ancho de barrido a costa de una menor resolución en azimut; y Spotlight, que mejora la resolución al prolongar el tiempo de iluminación mediante el apuntamiento electrónico del haz. Estas configuraciones determinan el compromiso inherente entre resolución espacial y cobertura, lo que limita las capacidades del SAR mono-canal convencional. El conocimiento detallado de estos fundamentos es esencial para entender los avances tecnológicos que han permitido superar dichas limitaciones en desarrollos posteriores.