Investigadores del CSP ARC han desarrollado un nuevo método para modelar una señal de radio que aumentará la eficacia del sondeo de la superficie terrestre. El desarrollo puede utilizarse para mejorar la precisión de los sistemas de radar y de satélite para la vigilancia de territorios que operan en el rango de las ondas de radio.
La teledetección de la superficie terrestre se lleva a cabo mediante diversos medios terrestres (sistemas de radar estacionarios), aéreos (drones) y espaciales (satélites). Estos sistemas se utilizan para resolver diversas tareas: en la agricultura, la geodesia, la cartografía, la vigilancia de la superficie terrestre, el océano, las capas atmosféricas, así como en la exploración de los recursos naturales.
La detección de la superficie de la Tierra suele realizarse mediante el registro de las reflexiones de las ondas de radio. Dichas señales se propagan de manera diferente cerca de la superficie de la Tierra, es decir, dependiendo de las condiciones meteorológicas y la topografía pueden propagarse a varios metros y cientos de kilómetros. Por eso, a la hora de desarrollar y hacer funcionar redes inalámbricas y radares, es de vital importancia entender claramente dónde puede y no puede penetrar la señal.
"Nuestra investigación se centra de la modelización informática de la propagación de las ondas de radio en las inhomogeneidades de la baja atmósfera. En este sentido, hemos propuesto un nuevo método eficaz que nos permite simular con precisión uno de los principales factores que afectan a la propagación de las ondas de radio: la permitividad dieléctrica arbitraria", afirma Mikhail Lytaev, investigador principal del laboratorio de informática aplicada y problemas de informatización de la sociedad en CSP ARC.
La permitividad dieléctrica es un parámetro de un modelo matemático que describe teóricamente los patrones de propagación de las señales de radio. Sin embargo, para simular los procesos en en condiciones reales, los científicos de CSP ARC se enfrentaron a la necesidad de desarrollar nuevos métodos numéricos y describir las condiciones para modelar una permitividad arbitraria dieléctrica de la superficie de la Tierra.
Hemos podido demostrar que el método propuesto permite aumentar la productividad y ampliar los límites de la aplicación de los sistemas de software para la planificación radioeléctrica y la teledetección de la Tierra. El método puede utilizarse en el desarrollo y la aplicación principalmente de sistemas de radares terrestres y sistemas de sondeo aérea que operan en el rango de las ondas de radio. Además, hemos conseguido reducir el gasto excesivo de recursos computacionales durante la modelización", añadió Mikhail Lytaev.
Los resultados de la investigación se presentaron en la conferencia internacional de Radares 2022 del IEEE, que destaca los últimos logros en tecnologías de radar y sus aplicaciones. La conferencia se celebró del 21 al 25 de marzo en NuevaYork e incluyó un formato online. Además, el proyecto contó con el apoyo de una subvención de la Fundación Científica de Rusia (No. 21-71-00039 en 2021-2023).