Geosynchronus SAR system using broadcasting satellites

This master graduation thesis is about the simulation of a geosynchronus SAR system that is able to monitor large land areas and to observe objects movement, such as buildings or landslides. The experiment carried out involves the use of a telecommunication satellite as illuminator and satellite dishes placed on the ground as targets: broadcasting satellites have geosynchronus orbits that allow to produce a synthetic aperture, necessary to create an acquistion SAR system. After some general information about SAR techniques and satellite orbits, the project of a monostatic system is discussed: in this system the transmitter and the receiver are placed on the same satellite. Orbit parameters, transmitted power and antenna dimension are designed to satisfy the requirements and the constraints identified on the basis of the intended application. Then, SAR images and data obtained from simulations made using this system and observing different targets are presented. After that, the bistatic case is studied, considering a real telecommunication satellite as transmitter and the satellite designed before as receiver. Performance obtained in the different cases are discussed and compared.

In questo lavoro di tesi ci si è occupati della simulazione di sistemi di acquisizione SAR geosincroni per verificarne la capacità di monitorare ampie aree di territorio e di osservare il movimento di oggetti, quali ad esempio edifici o corpi di frana. L’esperimento effettuato prevede l’utilizzo di un satellite di telecomunicazione come illuminatore e di parabole satellitari TV collocate a terra come target: i satelliti radiotelevisivi seguono infatti un’orbita geosincrona che permette di produrre un’apertura sintetica necessaria per creare un sistema di acquisizione SAR. Dopo aver fornito informazioni generali riguardo alle tecniche SAR e alle orbite dei satelliti, viene effettuato il progetto di un sistema monostatico, costituito da un unico satellite utilizzato come trasmettitore e ricevitore, le cui caratteristiche tecniche (parametri orbitali, potenza trasmessa e dimensione dell’antenna) sono state impostate in modo tale da soddisfare i requisiti e i vincoli individuati in base all’applicazione prevista. In seguito vengono presentate le immagini e i dati SAR ottenuti dalle simulazioni effettuate utilizzando tale sistema, osservando differenti target al suolo. Viene poi affrontato il caso bistatico, simulato utilizzando satelliti radiotelevisivi esistenti come trasmettitori e il satellite progettato per il sistema monostatico come ricevitore. Le prestazioni ottenute nei vari casi sono infine state confrontate tra loro.