מכ"ם מפתח סינתטי

מכ"ם מִפְתָּח סינתטי (באנגלית: Synthetic Aperture Radar, בראשי תיבות: SAR) הוא מכ"ם המותקן על מטוס או לוויין ועושה שימוש בשיטות מורכבות של עיבוד נתונים על מנת לאחד נתונים של מספר שידורים עוקבים לכדי תמונה אחת. שיטה זו מנצלת את תנועת המטוס או הלוויין בפרקי הזמן שבין השידורים כדי לדמות ביצועי מכ"ם בעל אנטנה גדולה בהרבה.

הדמיית פני כוכב נוגה, על פי מדידות מכ"ם מפתח סינתטי של גשושית מגלן

אנטנת מכ"ם מפתח סינתטי מותקנת בחלקו האחורי של מטוס DC-8 של נאס"א

מכ"ם מפתח סינתטי מאפשר קבלת דימות ברזולוציה גבוהה מאוד של פני השטח הנסקר והעצמים הנמצאים עליו. המכ"ם מאפשר איסוף מודיעין צבאי בכל מזג אוויר, ומיפוי מפורט של כדור הארץ ושל כוכבי לכת אחרים.

בעשור השני של המאה ה-21 הוקמו חברות פרטיות שמספקות נתונים מלווייני עם מכ"ם מפתח סינתטי - Capella Space ו-ICEYE.

עקרונות פעולה

בתצורה אופיינית, אנטנה בודדת המותקנת על מטוס נע משדרת סדרה של דפקים הנקלטים ומעובדים לאות משולב (סינתטי) המדמה תוצר של אנטנה ארוכה בהרבה מהגודל הפיזי של האנטנה הקיימת (ואף מאורכו של המטוס עצמו). עיבוד הנתונים מתבצע במערך מחשוב רב־עוצמה המסתייע בהתמרת פורייה ונמצא על גבי המטוס עצמו או בתחנה קרקעית.

יתרונות

1. עבודה בכל מזג אוויר – מכיוון שניתן לעבוד באורכי גל ארוכים שכמעט אינם נבלעים בעננים.
2. עבודה לאורך כל שעות היממה (יום ולילה).
3. דיוק שאיננו תלוי בטווח – כתוצר לוואי מהאינטגרציה, בניגוד למטרות "רגילות" מכ"מיות או אופטיות, אין התבדרות עם הטווח ומתקבל דיוק, תאי רזולוציה שווים לכל טווח.
4. רזולוציה גבוהה – מכיוון שהאנטנה הסינתטית גדולה, ולכן כיווניותה טובה, ניתן לקבל תאי רזולוציה קטנים מאוד (חצי מטר עד כדי 10 ס"מ).
5. חדירה קרקעית באורכי גל ארוכים

חסרונות

1. אינו יכול לראות מטרות נעות. העיבוד מבוצע דרך אינטגרציה על זמן ארוך, בהנחה שהמהירות העצמית ידועה. לכן מטרות נעות נמרחות או אף יוצאות מחוץ לתמונה.
2. דורש כושר עיבוד נתונים גבוה.
3. דורש מידע מפורט על התנועה העצמית, ובפרט צורות טיסה ספציפיות.

שימושים

1. יצירת מטרות עצמיים (בדגש על מזג אוויר)
2. מיפוי
3. בדיקת תפיסות לפני תקיפה
4. מיפוי תשתיות או תופעות תת-קרקעיות

כיוונים עתידיים

1. אינטרפרומטריה – השוואת תמונות עוקבות (לאחר מספר דקות/שעות) ניתן להבחין בשינויים קטנים בסדר גודל מהרזולוציה, למשל צעדים בקרקע רכה.
2. ISAR – שימוש ב־SAR על מטרות נעות תוך הנחת מודל תנועה.
3. SAR בטיסה חופשית – ולא רק בטיסה ישרה ואופקית.

מערכות SAR

• המכ"ם של מטוס הקרב F-16I ("סופה") כולל מוד SAR
• מטע"ד SAR ל־F-4 פנטום ו־F-15.
• לווייני SAR, כדוגמת טכסאר ואופק 10

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא מכ"ם מפתח סינתטי בוויקישיתוף

• מכ"ם מפתח סינתטי, דף שער בספרייה הלאומית