SAR (tutka)

SAR-tutka-nimitys tulee engl. sanoista synthetic-aperture radar, synteettisen apertuurin tutka eli suuren laskennallisen läpimitan tutka. Liikkuvan tutkan antennin koko on tehtävän mittauksen kannalta paljon suurempi kuin tutkan fyysinen antenni, ts. tutkan apertuuri on synteettinen. Tyypillisesti synteettisen tutkan antennin "koko" vastaa satoja metrejä luonnossa.

Tutkan antenni luodaan virtuaalisesti lentokoneen (tai esim. lennokin) tai satelliitin liikkeellä. Erilliset kaiut tallennetaan muistiin ja käsitellään yhdessä aivan kuin ne olisi mitattu suuresta antennista. Tällöin tästä synteettisestä antennista voi tulla hyvin suuren vahvistuksen omaava ja tarkka.

Synteettinen antenni muodostuu siitä, että lentokone tai alusta, jossa tutka on, liikkuu ja pulssitutka lähettää koko ajan lyhyitä pulsseja. Jokainen pulssi edustaa antennielementtiä ja pulssien lukumäärä antennin pituutta. Syntyy näennäinen monen antennielementin ryhmä.

Tarkkuus syntyy siitä, että voidaan käyttää hyvin lyhyttä pulssin pituutta (toinen x/y-elementti on pulssin pituus) ilman, että pulssin vastaavasti pieni energia haittaa tutkan etäisyysulottuvuutta, koska pulssit integroidaan muistista "päällekkäin" ja ne kasvavat voimakkuudeltaan. Vaikutus muistuttaa suuren aukon (aperture) vaikutusta valokuvauksessa. (Tästä johtuu SAR-tutkan nimi.) Tarkkuuteen vaikuttaa myös keilan leveys (toinen x/y-elementti on keilan leveys). Hyvin kapea keila saadaan näennäisesti suurella antennilla. Lopputuloksena saadaan tarkkuudeltaan ja resoluutioltaan lähes valokuvamaisia kuvia.

SAR vaatii nykyisessä muodossaan hyvin suurta laskentakapasiteettia erillisten kaikujen yhdistämiseen eli synteettisen antennin muodostamiseen. Muistin määrä ja laskentakapasiteetti määräävät synteettisen antennin näennäisen pituuden ja siksi myös koko järjestelmän resoluution.

SLAR- ja SAR-tutkat kehitettiin toisen maailmansodan jälkeen Yhdysvalloissa tiedustelun tarkoituksiin. Sittemmin SAR-tutka on otettu käyttöön mm. ympäristön ja metsien kaukokartoituksessa esim. helikoptereissa ja satelliiteissa. Satelliiteissa SAR-tutkia on maapallon kaukokartoituksen lisäksi käytetty myös planeettaluotaimissa, kuten Venusta tutkineessa Magellanissa.