Ricostruzione di immagini a microonde ad altissima risoluzione

Il lavoro di questa tesi si pone come obiettivo quello di comprendere il significato fisico della funzione di riflettività di un bersaglio ed allo stesso tempo di determinare in una scansione monostatica quali sono le massime variazioni dell’angolo di vista osservabili affinchè tale funzione si possa ritenere invariata. Quest’ulteriore analisi ci darà un’indicazione sulla massima risoluzione ottenibile.
Partendo da campioni del campo elettromagnetico reirradiato si illustrerà la tecnica di ricostruzione dell’immagine del bersaglio intesa come la sua funzione di riflettività.
I campioni del campo e.m. riflesso sono ricavati attraverso una simulazione dello scattering di un bersaglio illuminato con un’onda elettromagnetica piana sia monofrequenziale che plurifrequenziale.
La tecnica dell’imaging assegna alla funzione di riflettività il significato di immagine radar del bersaglio senza tenere conto degli effettivi parametri che intervengono durante il processo di reirradiazione.
Uno dei contributi innovativi di questo lavoro è il calcolo della risposta impulsiva del sistema di imaging nel caso di scansione su angolo giro e per scansioni su angoli limitati, mettendo in evidenza quali sono i limiti che queste comportano in termini di alta ed altissima risoluzione.
Lo schema organizzativo del presente lavoro è il seguente.
Nel primo capitolo si farà un breve richiamo delle tecniche utilizzate per la ricostruzione dell’immagine di un bersaglio a partire dai campioni del segnale ricevuto.
Nel capitolo due verrà determinata in forma chiusa la risposta impulsiva del sistema di imaging al variare del numero dei campioni, della frequenza di lavoro e dell’ampiezza dell’angolo di scansione. Verranno evidenziate le differenze delle risposte impulsive che intervengono tra una scansione su angolo giro e su angolo limitato. Nel caso di angolo limitato il calcolo sarà svolto in due casi: alta risoluzione ed altissima risoluzione spaziale.
Nel terzo capitolo vengono descritte le principali tecniche numeriche per la ricostruzione del campo elettromagnetico reirradiato da un bersaglio di forma arbitraria. Le tecniche utilizzate sono la Teoria Geometrica della Diffrazione ed il Metodo dei Momenti. Sempre nel terzo capitolo si fornirà un’interpretazione fisica della funzione di riflettività e verranno illustrati quelli che sono i parametri che la modificano (polarizzazione, scansione, frequenza, ecc.).
Nel quarto capitolo viene descritta la tecnica che permette di ricostruire l’immagine a partire dai campioni del segnale acquisito in corrispondenza di una variazione limitata dell’angolo di vista del bersaglio.
Vengono valutati gli errori che si commettono nel calcolare la densità di corrente indotta nel caso di scansione monostatica confrontata con il caso di scansione bistatica prendendo come parametro l’apertura angolare. Gli oggetti che saranno analizzati sono i cilindrici a sezione variabile.
Prendendo come riferimento gli errori commessi nel caso del calcolo della densità di corrente indotta con scansione monostatica, verranno poi analizzate ed interpretate le immagini radar relative a bersagli di lunghezza infinita e perfettamente conduttori. In particolare sarà esaminato il caso di una striscia.
L’aver valutato l’espressione analitica della risposta impulsiva nel caso di altissima risoluzione spaziale, legata alle conoscenze sulla densità di corrente, offre lo sviluppo futuro di questo lavoro, ovvero la possibilità di utilizzare comunque la scansione monostatica
Gli sviluppi futuri prevedibili sono quindi quelli che permetteranno di vedere come applicare questa teoria a casi pratici, come la ricostruzione di immagini di oggetti di conducibilità finita e di forme più complesse.