Modelo de sistema de imageamento em 2-D capaz de atravessar obstáculos com o uso de micro-ondas

Abstract

Um estudo sobre a importância do modelamento de um sistema específico de radar, o imageamento por micro-ondas, se faz interessante por abordar questões econômicas e de eficiência quanto à sua construção, uma vez que avalia a viabilidade dessa, a partir da validação desse modelo. Radares são dispositivos utilizados na sociedade em diversos âmbitos de atuação, dado que este sistema permite avaliar parâmetros diferentes dependendo de como é projetado. Haja vista que a construção de um dispositivo de imageamento implica em dispêndio de verba e tempo, fatores que em geral são rigorosamente administrados, seria de grande risco desenvolvêlo sem ter a certeza de que iria satisfazer os requisitos de projeto. Neste viés, um modelo computacional de imageamento por micro-ondas foi desenvolvido para avaliar, sob determinadas condições, a exequibilidade da geração de imagens de objetos obstruídos por obstáculos através de simulações. Foram retornados os valores correspondentes à energia percebida pelo receptor, bem como as imagens do objeto de interesse, dotadas de escalas de cinza consonantes com a reflexibilidade do material com o qual ele foi simulado, uma vez que o aumento da reflexibilidade desse material facilita seu imageamento A partir dessas duas informações foi possível avaliar para que parâmetros o sistema de imageamento tem maior eficiência, além de verificar se o modelo computacional se aplica a um sistema real. Para a verificação da efetividade do modelo computacional desenvolvido, foram adotadas três situações de análise: na primeira foi avaliado um objeto dielétrico dentro de um condutor; na segunda um objeto condutor dentro de um dielétrico; e, por fim, um objeto dielétrico dentro de outro dielétrico. Para o primeiro caso observou-se que a reflexão do condutor foi imensamente maior que a do dielétrico, impossibilitando a construção da imagem deste último, sem levar em consideração a influência das espessuras de cada um. Por conseguinte, no segundo caso, foi obtido 100 % da imagem do objeto inserido no dielétrico. Finalmente, para o terceiro caso, verificou-se que não ocorreu uma diferença tão grande de reflexibilidade entre ambos os materiais. Os resultados sugerem que o sistema é inviável para um material dielétrico obstruído por um condutor, bem como o contrário sendo a melhor situação. À exceção desses dois casos, observou-se que a eficiência do sistema é dependente da espessura dos objetos que se interessa imagear.

A study on the importance of modeling a specific radar system, microwave imaging, is interesting because it addresses economic and efficiency issues regarding its construction, since it assesses the feasibility of the latter, based on the validation of this model. Radars are devices used in society in various fields of activity, since this system allows the evaluation of different parameters depending on how it is designed. Given that the construction of a imaging device implies expenditure of time and money, factors that are generally strictly administered, it would be of great risk to develop it without being sure that it would satisfy the design requirements. In this bias, a computational model of microwave imaging was developed to evaluate, under certain conditions, the feasibility of imaging objects obstructed by obstacles through simulations. The values corresponding to the energy perceived by the receiver were returned, as well as the images of the object of interest, with gray scales consonant with the reflectivity of the material with which it was simulated, since the increase of the reflexibility of this material facilitates its imaging. From this information it was possible to evaluate for which parameters the imaging system has higher efficiency, besides verifying if the computational model applies to a real system In order to verify the effectiveness of the developed computational model, three analysis situations were adopted: in the first, a dielectric object was evaluated inside a conductor; in the second a conductive object within a dielectric; and, finally, a dielectric object within another dielectric. For the first case it was observed that the reflection of the conductor was immensely larger than that of the dielectric, making it impossible to construct the image of the latter, without taking into account the influence of the thicknesses of each one. Therefore, in the second case, 100% of the image of the object inserted in the dielectric was obtained. Finally, for the third case, it was verified that there was not such a great difference of reflexivity between both materials. The results suggest that the system is infeasible for a dielectric material obstructed by a conductor, as well as the opposite being the best situation. Except for these two cases, it was observed that the efficiency of the system is dependent on the thickness of the objects of interest.