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Desarrollo de un prototipo de radar de apertura sintética e implementación de algoritmos de reducción de ruido en imágenes de radar.
Development of a prototype of synthetic aperture radar and implementation of noise reduction algorithms in radar images.
José Enrique Almanza Medina
Miguel Angel Alonso Arévalo
Jorge Torres Rodríguez
Acceso Abierto
Atribución
Telemetría
Actualmente el desarrollo y evolución de la tecnología sucede muy rápidamente, aparatos electrónicos que antes parecían inasequibles, ahora se pueden obtener o construir con mayor facilidad por ingenieros o investigadores. El propósito de esta tesis es documentar el procedimiento que se siguió para la construcción de un Radar de Apertura Sintética (SAR) de bajo costo y de manera complementaria, el procesamiento de imágenes SAR para la reducci´on de ruido speckle. En este trabajo se presenta un prototipo de radar tipo FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) de bajo presupuesto que trabaja en la banda ISM (Industrial, Scienti?c and Medical) de 2.4 GHz con un ancho de banda de 295 MHz y utilizando componentes commercial-off-the-shelf (COTS) para reducir los costos. Inicialmente se evaluó el sistema de radar en el modo de operación de medición de distancias y en particular en la aplicación de medición de la humedad en el suelo. Posteriormente se evaluó el sistema en el modo de operación SAR y se exponen los resultados. La formación de la imagen se realiza utilizando el Algoritmo de Migración de Rango (RMA), cuyo desempeño fue validado mediante simulaciones con datos sintéticos para formar objetivos puntuales y también con pruebas en condiciones reales usando el radar propuesto. Se documentan también los diagramas esquemáticos y lista de materiales de los componentes que forman el diseño del radar. Para complementar el trabajo se realizó el procesamiento de imágenes SAR para la reducción del ruido speckle utilizando los ?ltros lineales: Lee, Lee mejorado, Frost y Frost mejorado. Para evaluar visualmente el resultado del ?ltrado del speckle, primeramente se hizo el corregistro de las im´agenes SAR, obtenidas por el sensor SAR ERS-2, con imágenes ópticas de la misma zona adquiridas por los sensores TM (Thematic Mapper) y ETM (Enhanced Thematic Mapper) abordo de los satélites Landsat 5 y 7 respectivamente y después se les aplicaron los ?ltros reductores de speckle.
Nowadays technology advancement rate is getting faster, electronic devices that previously seemed unattainable, can now be easily obtained or built by engineers or researchers. The purpose of this thesis is to document the procedure followed to build a low cost Synthetic Aperture Radar (SAR) and, in addition, a number of SAR image processing algorithms to reduce speckle noise was done. This work presents a low cost FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar prototype that operates in the ISM (Industrial, Scienti?c and Medical) band of 2.4 GHz with a bandwidth at 295 MHz and it uses commercial off the shelf (COTS) components to reducecosts.Initiallytheradarsystemwastestedintherangingoperatingmodeandinthe particular application of measuring soil moisture. Then, the system was tested in the SAR operating mode and the results were reported. Image formation is done using the Range Migration Algorithm (RMA) and it was validated through simulations with synthetic data to form point objectives and also real images were generated using the proposed device. Schematics and a bill of materials (BOM) of the components to make up the design of the radar are also documented. To complement this work, SAR image processing to reduce the speckle noise was done using the following linear ?lters: Lee, enhanced Lee, Frost and enhanced. In order to visually evaluate the result of speckle ?ltering, SAR images obtained by the SAR ERS-2 sensor were ?rst co-registrated with optical images of the same area acquired by the TM (Thematic Mapper) and ETM (Enhanced Thematic Mapper) sensors on-board the Landsat 5 and 7 satellites respectively. Then the speckle reducing ?lters were applied.
CICESE
2015
Tesis de maestría
Español
Almanza Medina,J.E. 2015. Desarrollo de un prototipo de radar de apertura sintética e implementación de algoritmos de reducción de ruido en imágenes de radar. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 75 pp.
TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES
Aparece en las colecciones: Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones

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