science >> Wetenschap >  >> Natuur

Team ontwerpt tweedimensionale radarreflector om subtiele grondbewegingen te meten

De compacte Van Atta retroreflectorpanelen ontworpen door SwRI kunnen in verschillende geometrische patronen worden gerangschikt, waardoor ze gemakkelijk op een oppervlak kunnen worden gemonteerd en minder gevoelig zijn voor beschadiging. Krediet:Southwest Research Institute

Een wetenschappelijk en technisch team van het Southwest Research Institute ontwierp een tweedimensionale radarretroreflector die op afstand subtiele verschuivingen in de aardkorst bewaakt. De Van Atta-retroreflector, waarvoor patent is aangevraagd, werkt samen met satellieten om de grondbewegingen als gevolg van aardbevingen nauwkeurig te meten. olie productie, mijnbouw en andere processen. Beweging kan een risico vormen voor kritieke infrastructuur zoals nucleaire installaties, luchthavens en bruggen.

"Door verschuivingen in de aardkorst te volgen, noodmanagers, stadsleiders of iedereen met interesse in gemeenschapsveiligheid kan instabiliteiten in een bepaald gebied detecteren en erop anticiperen, "Zei SwRI Senior Research Scientist Dr. Marius Necsoiu die het Van Atta-retroreflectorconcept creëerde met ondersteuning van SwRI-ingenieurs Emilio Martinez en B. David Moore. "Dit maakt proactieve planning en oplossingen mogelijk om onstabiele grond aan te pakken."

De Van Atta retroreflector bevat een antenne-array gepatenteerd door Dr. L.C. Van Atta in 1959. Zijn unieke array-ontwerp stuurt energie terug in de richting van aankomst over een breed scala aan hoeken. De Van Atta-retroreflector van SwRI combineert de principes van Van Atta met radarinterferometrie, een op satellieten gebaseerde methode om grondbewegingen te meten met radarsignalen. Wanneer ze in de loop van de tijd worden gevolgd, de gereflecteerde signalen laten zien of de grond op een bepaalde locatie verschuift, zelfs een kleine beweging detecteren.

"Het analyseren van subtiele veranderingen vanuit de ruimte vereist markeringen op de grond die in de loop van de tijd niet veranderen, "Zei Necsoiu. "De compacte Van Atta-retroreflector zorgt voor die consistentie. Het platte ontwerp zorgt voor een veilige, verzonken montage op constructies of de grond. In aanvulling, de retroreflector is bestand tegen een reeks uitdagende omgevingen en temperaturen, waardoor het ideaal is voor dit soort gegevensverzameling."

Traditioneel, driedimensionale reflectoren, bekend als hoekreflectoren, zijn omvangrijk en gevoelig voor beschadiging of vandalisme. De Van Atta retroreflectorpanelen, die minder dan 1 voet x 1 voet meten, kan worden geverfd om bij elk oppervlak te passen en in verschillende patronen te worden geconfigureerd, waardoor ze gemakkelijker te verbergen zijn en minder vatbaar voor beschadiging. Aanvullende toepassingen zijn onder meer het meten van veranderingen in natuurlijke formaties zoals rotsgletsjers, en militaire tracking en communicatie.

"Wanneer bevestigd aan buitenapparatuur, de Van Atta-retroreflector fungeert als een tracker van elke volgende beweging. Commerciële radiofrequentiebeeldvormingssatellieten kunnen overal ter wereld gemarkeerde objecten lokaliseren en identificeren, dag of nacht en in alle weersomstandigheden, " zei James Moryl, directeur van de afdeling Radiofrequentiesensoren en -systemen van SwRI. "De reflector kan ook werken in combinatie met een draagbare of op een drone gemonteerde lezer. De Van Atta-technologie biedt een groter werkbereik en een groter dekkingsgebied dan concurrerende commerciële en militaire trackingoplossingen."

De Van Atta-retroreflector van SwRI kan worden aangepast voor een reeks frequenties, waardoor het compatibel is met elke satelliet, drone of radioapparaat. Deze technologie is momenteel beschikbaar voor projecten van de overheid en de industrie.