Vehículo aeronáutico.

Vehículo aeronáutico (2) que comprende un espectrómetro (4) capaz de generar un análisis espectral deradiaciones reflejadas por una porción (12) de la superficie de la tierra,

estando el vehículo (2) en órbita alrededor dela tierra con un movimiento relativo con respecto a la superficie de la tierra, caracterizado por el hecho de que elespectrómetro (4) comprende un filtro (14) que comprende una red resonante compuesta por una nano-estructuraperiódica y que soporta un modo guiado, siendo el filtro (14) capaz de filtrar la luz en una banda espectral (Δλ) estrecha de radiaciones incidentes en función del ángulo de incidencia (θinc,) de dichas radiaciones en el filtro (14);siendo dicha banda espectral (Δλ) filtrada capaz de variar de manera continua en un intervalo espectral ([λ0, λ3]) másancho, cuando el ángulo de incidencia (θinc,) de dichas radiaciones incidentes varía de manera continua; y por elhecho de que el vehículo (2) comprende medios (6, 8) de determinación de la banda espectral (Δλ) de radiacionesfiltradas provenientes de una misma porción de superficie (12) para varias posiciones del vehículo (2) con respecto ala porción de superficie (12).

Vehículo aeronáutico [0001] La presente invención se refiere a un vehículo aeronáutico del tipo que comprende un espectrómetro capaz de generar un análisis espectral de radiaciones reflejadas por una porción de la superficie de la tierra, estando el vehículo en órbita alrededor de la tierra con un movimiento relativo con respecto a la superficie de la tierra.

El documento EP 0 767 361 describe un vehículo aeronáutico que comprende un espectrómetro capaz de determinar el espectro de las radiaciones reflejadas por la superficie de la tierra. El espectrómetro montado en este vehículo es generalmente del tipo interferómetro de Fabr y Perrot, Michelson, Mac Zehnder o utiliza elementos espectralmente dispersivos tales como los prismas y redes de difracción. El vehículo comprende también medios de desplazamiento del espectrómetro o de un elemento de este para descomponer las radiaciones incidentes. Este desplazamiento debe ser preciso y fiable. Otro vehículo aeronáutico se describe en el documento JP4340428 A.

La invención tiene como objetivo el de proponer un vehículo aeronáutico que comprende un espectrómetro que no precisa medios de desplazamiento del espectrómetro o de un elemento de este.

A tal efecto, la invención tiene por objeto un vehículo aeronáutico que comprende un espectrómetro capaz de generar un análisis espectral de radiaciones reflejadas por una porción de la superficie de la tierra, estando el vehículo en órbita alrededor de la tierra con un movimiento relativo con respecto a la superficie de la tierra, caracterizado por el hecho de que el espectrómetro comprende un filtro que comprende una red resonante compuesta por una nanoestructura periódica y que soporta un modo guiado, siendo el filtro capaz de filtrar en una banda espectral estrecha radiaciones incidentes en función del ángulo de incidencia de dichas radiaciones en el filtro; siendo dicha banda espectral filtrada capaz de variar de manera continua en un intervalo espectral más ancho, cuando el ángulo de incidencia de dichas radiaciones incidentes varía de manera continua, y el vehículo comprende medios de determinación de la banda espectral de radiaciones filtradas provenientes de una misma porción de superficie para varias posiciones del vehículo con respecto a la porción de superficie.

Ventajosamente, este vehículo utiliza su desplazamiento relativo con respecto a la superficie de la tierra para hacer variar el ángulo de incidencia de las radiaciones que penetran en el espectrómetro y realizar así una descomposición espectral de las radiaciones reflejadas por la superficie de la tierra.

Según unos modos particulares de realización, el vehículo comprende una o varias de las características siguientes, tomadas aisladamente o en combinación:

-los medios de determinación comprenden medios de detección de la amplitud de las radiaciones filtradas en la banda espectral, comprendiendo dichos medios de detección al menos una primera columna de píxeles dispuesta según una dirección de avance del vehículo, siendo dicha primera columna capaz de captar las radiaciones filtradas provenientes de la porción de superficie de la tierra; -el vehículo comprende medios de tratamiento capaces de determinar las longitudes de onda de las radiaciones reflejadas por una misma porción de superficie de la tierra a partir de los datos medidos durante un periodo de tiempo igual al periodo de tiempo necesario para que el desplazamiento del vehículo provoque una variación del ángulo de incidencia de las radiaciones provenientes de una diana que permite el barrido espectral del conjunto del intervalo espectral del filtro; -los medios de detección comprenden al menos una segunda columna de píxeles paralela a dicha primera columna de píxeles, siendo dicha segunda columna capaz de tomar imágenes de las porciones de superficie de la tierra adyacentes a la porción de superficie de la tierra que refleja las radiaciones descompuestas por el espectrómetro; -el filtro es fijo con respecto al vehículo; y

- el intervalo espectral es más de 100 veces más ancho que la banda espectral.

La presente invención también tiene por objeto un procedimiento de análisis espectral de radiaciones reflejadas por una porción de superficie de la tierra con ayuda de un vehículo aeronáutico capaz de desplazarse en órbita alrededor de la tierra con un movimiento relativo con respecto a la superficie de la tierra, comprendiendo dicho vehículo un espectrómetro que comprende un filtro que comprende una red resonante compuesta por una nanoestructura periódica que soporta un modo guiado, siendo el filtro capaz de filtrar una banda espectral estrecha que depende de un ángulo de incidencia de dichas radiaciones en el filtro, caracterizado por el hecho de que el procedimiento comprende:

- una etapa de filtrado de las radiaciones reflejadas por dicha porción de superficie;

- una etapa de desplazamiento del vehículo con respecto a dicha porción de superficie, realizándose dicha etapa de desplazamiento durante la etapa de filtrado, variando la banda espectral filtrada de manera continua en un intervalo espectral más ancho cuando el ángulo de incidencia de las radiaciones incidentes en el filtro varía de manera continua;

- una etapa de determinación de la banda espectral de radiaciones filtradas provenientes de una misma porción de superficie para varias posiciones relativas del vehículo con respecto a la porción de superficie.

La invención se comprenderá mejor con la lectura de la descripción siguiente, ofecida únicamente a título de ejemplo y hecha haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

- la figura 1 es una vista esquemática en perspectiva de un vehículo aeronáutico según la invención que sobrevuela una parte de la superficie de la tierra; -la figura 2 es una vista esquemática de un espectrómetro y de los medios de detección con el que está equipado el vehículo de la figura 1; -la figura 3 es una vista esquemática en perspectiva de un filtro utilizado en el espectrómetro ilustrado en la figura 2; -la figura 4 es una representación esquemática de las radiaciones generadas por el espectrómetro ilustrado en la figura 2, y medios de detección.

Con referencia a la figura 1, un vehículo aeronáutico tal como, por ejemplo, un satélite 2 según la invención está dotado de un espectrómetro 4 capaz de descomponer las radiaciones reflejadas por la superficie de la tierra 5, unos medios 6 de detección de las radiaciones descompuestas, y unos medios de tratamiento 8 de los datos espectrales detectados por los medios 6.

El satélite 2 es capaz de desplazarse en órbita baja alrededor de la tierra. Presenta un periodo de revolución diferente del periodo de rotación de la tierra sobre sí misma, de manera que el satélite 2 se desplaza relativamente a la superficie de la tierra 5.

El espectrómetro 4 es capaz de realizar la descomposición espectral de radiaciones reflejadas por una porción 12 de la superficie de la tierra 5 dispuesta bajo el satélite. Cuando el satélite 2 avanza, el espectrómetro 4 realiza la descomposición espectral de una banda de superficie 13 que se extiende según la dirección de avance del satélite X. A esta banda se llama generalmente traza.

Como la superficie de la tierra está alejada del espectrómetro 4, las radiaciones reflejadas por la porción de superficie 12 son paralelas y presentan un único ángulo de incidencia Binc con respecto al espectrómetro 4.

Con referencia a la figura 2, el espectrómetro 4 comprende un filtro resonante 14 colocado en la entrada de un formador de imágenes o medios de detección 6 de alta resolución. Este formador de imágenes está compuesto por un objetivo que focaliza los rayos sobre un detector matricial. El objetivo se esquematiza mediante una lente convergente 16 dispuesta aguas abajo del filtro 14.

Los medios de detección 6 compuestos por numerosos píxeles en línea y columna y colocados en el foco del objetivo (la lente convergente 16) es capaz de muestrear espacialmente y espectralmente las radiaciones filtradas por el filtro resonante.

El filtro 14 puede trabajar en transmisión y en reflexión. Es capaz de filtrar radiaciones con longitudes de onda comprendidas en una banda espectral estrecha JA cuando el ángulo de incidencia Binc es fijo. Esta banda espectral JA es capaz de variar de manera continua en un intervalo espectral [A0, A3] más ancho, cuando el ángulo de incidencia Binc en el filtro 14 varía de manera continua.

La anchura a media-altura de la banda espectral JA puede ser tan estrecha como de 0, 1 nm gracias a las prestaciones excepcionales de los filtros resonantes.

La anchura del intervalo... [Seguir leyendo]

1. Vehículo aeronáutico (2) que comprende un espectrómetro (4) capaz de generar un análisis espectral de radiaciones reflejadas por una porción (12) de la superficie de la tierra, estando el vehículo (2) en órbita alrededor de la tierra con un movimiento relativo con respecto a la superficie de la tierra, caracterizado por el hecho de que el espectrómetro (4) comprende un filtro (14) que comprende una red resonante compuesta por una nano-estructura periódica y que soporta un modo guiado, siendo el filtro (14) capaz de filtrar la luz en una banda espectral (JA) estrecha de radiaciones incidentes en función del ángulo de incidencia (Binc, ) de dichas radiaciones en el filtro (14) ; siendo dicha banda espectral (JA) filtrada capaz de variar de manera continua en un intervalo espectral ([A0, A3]) más ancho, cuando el ángulo de incidencia (Binc, ) de dichas radiaciones incidentes varía de manera continua; y por el hecho de que el vehículo (2) comprende medios (6, 8) de determinación de la banda espectral (JA) de radiaciones filtradas provenientes de una misma porción de superficie (12) para varias posiciones del vehículo (2) con respecto a la porción de superficie (12) .

2. Vehículo aeronáutico (2) según la reivindicación 1, en el cual los medios de determinación (6, 8) comprenden medios de detección (6) de la amplitud de las radiaciones filtradas en la banda espectral (JA) , comprendiendo dichos medios de detección (6) al menos una primera columna de píxeles (30) dispuesta según una dirección (X) de avance del vehículo (2) , siendo dicha primera columna (30) capaz de captar las radiaciones filtradas provenientes de la porción (12) de superficie de la tierra.

3. Vehículo aeronáutico (2) según la reivindicación 1 ó la 2, que comprende medios de tratamiento (8) capaces de determinar las longitudes de onda de las radiaciones reflejadas por una misma porción (12) de superficie de la tierra a partir de los datos medidos durante un periodo de tiempo igual al periodo de tiempo necesario para que el desplazamiento del vehículo (2) provoque una variación del ángulo de incidencia (Binc, ) de las radiaciones provenientes de una diana que permite el barrido por la banda espectral (JA) del conjunto del intervalo espectral ([A0, A3]) del filtro (14) .

4. Vehículo aeronáutico (2) según cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, en el cual los medios de detección (6) comprenden al menos una segunda columna (32) de píxeles paralela a dicha primera columna (30) de píxeles, siendo dicha segunda columna (32) capaz de tomar imágenes de las porciones (36, 38) de superficie de la tierra adyacentes a la porción (12) de superficie de la tierra que refleja las radiaciones descompuestas por el espectrómetro (4) .

5. Vehículo aeronáutico (2) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual el filtro (14) es fijo con respecto al vehículo (2) .

6. Vehículo aeronáutico (2) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual el intervalo espectral ([A0, A3]) es más de 100 veces más ancho que la banda espectral (JA) .

7. Procedimiento de análisis espectral de radiaciones reflejadas por una porción (12) de superficie de la tierra con ayuda de un vehículo aeronáutico (2) capaz de desplazarse en órbita alrededor de la tierra con un movimiento relativo con respecto a la superficie de la tierra, comprendiendo dicho vehículo (2) un espectrómetro (4) que comprende un filtro (14) que comprende una red resonante compuesta por una nano-estructura periódica que soporta un modo guiado, siendo el filtro (14) capaz de filtrar la luz en una banda espectral (JA) estrecha que depende de un ángulo de incidencia (Binc, ) de dichas radiaciones en el filtro (14) ; caracterizado por el hecho de que el procedimiento comprende:

- una etapa de filtrado de las radiaciones reflejadas por dicha porción de superficie (12) ;

- una etapa de desplazamiento del vehículo (2) con respecto a dicha porción de superficie (12) , realizándose dicha etapa de desplazamiento estando durante la etapa de filtrado, variando la banda espectral (JA) filtrada de manera continua en un intervalo espectral [A0, A3] más ancho cuando el ángulo de incidencia (Binc, ) de las radiaciones incidentes en el filtro (14) varía de manera continua;

- una etapa de determinación de la banda espectral (JA) de radiaciones filtradas provenientes de una misma porción de superficie (12) para varias posiciones relativas del vehículo (2) con respecto a la porción de superficie (12) .