Academic literature on the topic 'Surface Equivalent Radar (SER)'
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Journal articles on the topic "Surface Equivalent Radar (SER)"
1
Mesnard, Frédéric, and Henri Sauvageot. "Climatology of Anomalous Propagation Radar Echoes in a Coastal Area." Journal of Applied Meteorology and Climatology 49, no. 11 (2010): 2285–300. http://dx.doi.org/10.1175/2010jamc2440.1.
Full textAbstract:
Abstract Anomalous propagation (AP) of ground-based radar beam results in the detection of ground echoes beyond the horizon. One year of data gathered with an S-band meteorological radar located on the coast in southwest France is used to analyze the spatial distribution of AP ground echoes (APE). The APE distributions of duration and reflectivity in the radar-observed area are found to be strongly related to the main feature of the regional orography and topography up to the farthest distance (250 km) observed by the radar, notably the nature of the surface, the topographic orientation with respect to the radar beam direction, and the altitude. The distribution of APE in the studied area is found to be strongly anisotropic around the radar, with wide differences between land and sea. Rain accumulation equivalent to the APE is, in certain places, of the same order or higher than the real rain depth. The distribution of the ground surfaces, as calculated from a ground numerical model, compares qualitatively well with the APE radar reflectivity distribution.
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Holbrook, W. Steven, Scott N. Miller, and Matthew A. Provart. "Estimating snow water equivalent over long mountain transects using snowmobile-mounted ground-penetrating radar." GEOPHYSICS 81, no. 1 (2016): WA183—WA193. http://dx.doi.org/10.1190/geo2015-0121.1.
Full textAbstract:
The water balance in alpine watersheds is dominated by snowmelt, which provides infiltration, recharges aquifers, controls peak runoff, and is responsible for most of the annual water flow downstream. Accurate estimation of snow water equivalent (SWE) is necessary for runoff and flood estimation, but acquiring enough measurements is challenging due to the variability of snow accumulation, ablation, and redistribution at a range of scales in mountainous terrain. We have developed a method for imaging snow stratigraphy and estimating SWE over large distances from a ground-penetrating radar (GPR) system mounted on a snowmobile. We mounted commercial GPR systems (500 and 800 MHz) to the front of the snowmobile to provide maximum mobility and ensure that measurements were taken on pristine snow. Images showed detailed snow stratigraphy down to the ground surface over snow depths up to at least 8 m, enabling the elucidation of snow accumulation and redistribution processes. We estimated snow density (and thus SWE, assuming no liquid water) by measuring radar velocity of the snowpack through migration focusing analysis. Results from the Medicine Bow Mountains of southeast Wyoming showed that estimates of snow density from GPR ([Formula: see text]) were in good agreement with those from coincident snow cores ([Formula: see text]). Using this method, snow thickness, snow density, and SWE can be measured over large areas solely from rapidly acquired common-offset GPR profiles, without the need for common-midpoint acquisition or snow cores.
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Turpin, O. C., R. G. Caves, R. I. Ferguson, and B. Johansson. "Verification of simulated snow cover in an Arctic basin using satellite-derived snow-cover maps." Annals of Glaciology 31 (2000): 391–96. http://dx.doi.org/10.3189/172756400781819932.
Full textAbstract:
AbstractTime series of Earth observation (EO) data (Landsat Thematic Mapper (TM), U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration Advanced Very High Resolution Radiometer (NOAA AVHRR) and European Remote-sensing Satellite synthetic-aperture radar (ERS SAR)) were obtained for a 2250 km2 mountainous basin in northern Sweden to validate snow-cover area (SCA) estimates produced by a conceptual model (HBV) during three melt seasons. SCA depletion curves derived for each image type, arid coincident images, reveal that the SCA estimate varies with the sensor. Discrepancies betweenTM and AVHRR appear to be an effect of spatial resolution. However, differences betweenTM and SAR are not simply related. Since more AVHRR thanTM data were available, a TM-equivalent SCA was derived from AVHRR by relating TM SCA to AVHRR channel 1 reflectance. The TM-equivalent SCA was used to test SCA simulated by HBV for the 1992 melt season. Although the modelled and TM-equivalent SCA were in reasonable agreement, the modelled SCA declined faster than the TM-equivalent SCA. Partial recalibration of model parameters controlling snowpack accumulation improved the match between the modelled and EO-derived SCA decline. The recalibrated parameters were verified using SCA maps generated for the 1996 and 1998 melt seasons. The adjusted parameter sets had little effect on the Nash-Sutcliffe R2 runoff fit but improved the volume fit in all three years.
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Gregory, William, Isobel R. Lawrence, and Michel Tsamados. "A Bayesian approach towards daily pan-Arctic sea ice freeboard estimates from combined CryoSat-2 and Sentinel-3 satellite observations." Cryosphere 15, no. 6 (2021): 2857–71. http://dx.doi.org/10.5194/tc-15-2857-2021.
Full textAbstract:
Abstract. Observations of sea ice freeboard from satellite radar altimeters are crucial in the derivation of sea ice thickness estimates, which in turn provide information on sea ice forecasts, volume budgets, and productivity rates. Current spatio-temporal resolution of radar freeboard is limited as 30 d are required in order to generate pan-Arctic coverage from CryoSat-2 and 27 d are required from Sentinel-3 satellites. This therefore hinders our ability to understand physical processes that drive sea ice thickness variability on sub-monthly timescales. In this study we exploit the consistency between CryoSat-2, Sentinel-3A, and Sentinel-3B radar freeboards in order to produce daily gridded pan-Arctic freeboard estimates between December 2018 and April 2019. We use the Bayesian inference approach of Gaussian process regression to learn functional mappings between radar freeboard observations in space and time and to subsequently retrieve pan-Arctic freeboard as well as uncertainty estimates. We also employ an empirical Bayesian approach towards learning the free (hyper)parameters of the model, which allows us to derive daily estimates related to radar freeboard spatial and temporal correlation length scales. The estimated daily radar freeboard predictions are, on average across the 2018–2019 season, equivalent to CryoSat-2 and Sentinel-3 freeboards to within 1 mm (standard deviations <6 cm), and cross-validation experiments show that errors in predictions are, on average, ≤ 4 mm across the same period. We also demonstrate the improved temporal variability of a pan-Arctic daily product by comparing time series of the predicted freeboards, with 31 d running means from CryoSat-2 and Sentinel-3 freeboards, across nine sectors of the Arctic, as well as making comparisons with daily ERA5 snowfall data. Pearson correlations between daily radar freeboard anomalies and snowfall are as high as +0.52 over first-year ice and +0.41 over multi-year ice, suggesting that the estimated daily fields are able to capture real physical radar freeboard variability at sub-weekly timescales.
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Ka, Min-Ho, Pavel E. Shimkin, Aleksandr I. Baskakov, and Mikhail I. Babokin. "A New Single-Pass SAR Interferometry Technique with a Single-Antenna for Terrain Height Measurements." Remote Sensing 11, no. 9 (2019): 1070. http://dx.doi.org/10.3390/rs11091070.
Full textAbstract:
One of the prospective research topics in radar remote sensing technology is the methodology for designing an optimal radar system for high-precision two-dimensional and three-dimensional image acquisition of the Earth’s surface with minimal hardware requirements. In this study, we propose a single-pass interferometric synthetic aperture radar (SAR) imaging technique with only a single antenna for the estimation of the terrain height. This technique enabled us to obtain terrain height information in one flight of the carrier, on which only one receiving antenna was mounted. This single-antenna single-pass interferometry required a squint angle look geometry and additional image synthesis processing. The limiting accuracy of the terrain height measurement was approximately 1.5 times lower than that of the conventional two-pass mode and required a longer baseline than two-pass interferometry to have an equivalent accuracy performance. This imaging method could overcome the temporal decorrelation problem of two-pass interferometry due to a short time gap in the radar echo acquisitions during two sub-aperture intervals. We compared the accuracy performance of the terrain height measurements of our method with the conventional two-pass interferometry. This comparison was carried out at various spectral bandwidths, degrees of surface roughness, and baseline lengths. We validated our idea with numerical simulations of a digital elevation map, and showed real extracted data of the terrain heights in the Astrakhan and Volga regions of the Russian Federation, obtained from airborne SAR with our single-antenna single-pass interferometry technique.
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Mech, Mario, Leif-Leonard Kliesch, Andreas Anhäuser, Thomas Rose, Pavlos Kollias, and Susanne Crewell. "Microwave Radar/radiometer for Arctic Clouds (MiRAC): first insights from the ACLOUD campaign." Atmospheric Measurement Techniques 12, no. 9 (2019): 5019–37. http://dx.doi.org/10.5194/amt-12-5019-2019.
Full textAbstract:
Abstract. The Microwave Radar/radiometer for Arctic Clouds (MiRAC) is a novel instrument package developed to study the vertical structure and characteristics of clouds and precipitation on board the Polar 5 research aircraft. MiRAC combines a frequency-modulated continuous wave (FMCW) radar at 94 GHz including a 89 GHz passive channel (MiRAC-A) and an eight-channel radiometer with frequencies between 175 and 340 GHz (MiRAC-P). The radar can be flexibly operated using different chirp sequences to provide measurements of the equivalent radar reflectivity with different vertical resolution down to 5 m. MiRAC is mounted for down-looking geometry on Polar 5 to enable the synergy with lidar and radiation measurements. To mitigate the influence of the strong surface backscatter the radar is mounted with an inclination of about 25∘ backward in a belly pod under the Polar 5 aircraft. Procedures for filtering ground return and range side lobes have been developed. MiRAC-P frequencies are especially adopted for low-humidity conditions typical for the Arctic to provide information on water vapor and hydrometeor content. MiRAC has been operated on 19 research flights during the ACLOUD campaign in the vicinity of Svalbard in May–June 2017 providing in total 48 h of measurements from flight altitudes >2300 m. The radar measurements have been carefully quality controlled and corrected for surface clutter, mounting of the instrument, and aircraft orientation to provide measurements on a unified, geo-referenced vertical grid allowing the combination with the other nadir-pointing instruments. An intercomparison with CloudSat shows good agreement in terms of cloud top height of 1.5 km and radar reflectivity up to −5 dBz and demonstrates that MiRAC with its more than 10 times higher vertical resolution down to about 150 m above the surface is able to show to some extent what is missed by CloudSat when observing low-level clouds. This is especially important for the Arctic as about 40 % of the clouds during ACLOUD showed cloud tops below 1000 m, i.e., the blind zone of CloudSat. In addition, with MiRAC-A 89 GHz it is possible to get an estimate of the sea ice concentration with a much higher resolution than the daily AMSR2 sea ice product on a 6.25 km grid.
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Scarchilli, Claudio, Virginia Ciardini, Paolo Grigioni, et al. "Characterization of snowfall estimated by in situ and ground-based remote-sensing observations at Terra Nova Bay, Victoria Land, Antarctica." Journal of Glaciology 66, no. 260 (2020): 1006–23. http://dx.doi.org/10.1017/jog.2020.70.
Full textAbstract:
AbstractKnowledge of the precipitation contribution to the Antarctic surface mass balance is essential for defining the ice-sheet contribution to sea-level rise. Observations of precipitation are sparse over Antarctica, due to harsh environmental conditions. Precipitation during the summer months (November–December–January) on four expeditions, 2015–16, 2016–17, 2017–18 and 2018–19, in the Terra Nova Bay area, were monitored using a vertically pointing radar, disdrometer, snow gauge, radiosounding and an automatic weather station installed at the Italian Mario Zucchelli Station. The relationship between radar reflectivity and precipitation rate at the site can be estimated using these instruments jointly. The error in calculated precipitation is up to 40%, mostly dependent on reflectivity variability and disdrometer inability to define the real particle fall velocity. Mean derived summer precipitation is ~55 mm water equivalent but with a large variability. During collocated measurements in 2018–19, corrected snow gauge amounts agree with those derived from the relationship, within the estimated errors. European Centre for the Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) and the Antarctic Mesoscale Prediction System (AMPS) analysis and operational outputs are able to forecast the precipitation timing but do not adequately reproduce quantities during the most intense events, with overestimation for ECMWF and underestimation for AMPS.
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Alonso, Rafael, José María García del Pozo, Samuel T. Buisán, and José Adolfo Álvarez. "Analysis of the Snow Water Equivalent at the AEMet-Formigal Field Laboratory (Spanish Pyrenees) During the 2019/2020 Winter Season Using a Stepped-Frequency Continuous Wave Radar (SFCW)." Remote Sensing 13, no. 4 (2021): 616. http://dx.doi.org/10.3390/rs13040616.
Full textAbstract:
Snow makes a great contribution to the hydrological cycle in cold regions. The parameter to characterize available the water from the snow cover is the well-known snow water equivalent (SWE). This paper presents a near-surface-based radar for determining the SWE from the measured complex spectral reflectance of the snowpack. The method is based in a stepped-frequency continuous wave radar (SFCW), implemented in a coherent software defined radio (SDR), in the range from 150 MHz to 6 GHz. An electromagnetic model to solve the electromagnetic reflectance of a snowpack, including the frequency and wetness dependence of the complex relative dielectric permittivity of snow layers, is shown. Using the previous model, an approximated method to calculate the SWE is proposed. The results are presented and compared with those provided by a cosmic-ray neutron SWE gauge over the 2019–2020 winter in the experimental AEMet Formigal-Sarrios test site. This experimental field is located in the Spanish Pyrenees at an elevation of 1800 m a.s.l. The results suggest the viability of the approximate method. Finally, the feasibility of an auxiliary snow height measurement sensor based on a 120 GHz frequency modulated continuous wave (FMCW) radar sensor, is shown.
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Chang, Ming-Huei, Ren-Chieh Lien, Yiing Jang Yang, Tswen Yung Tang, and Joe Wang. "A Composite View of Surface Signatures and Interior Properties of Nonlinear Internal Waves: Observations and Applications." Journal of Atmospheric and Oceanic Technology 25, no. 7 (2008): 1218–27. http://dx.doi.org/10.1175/2007jtecho574.1.
Full textAbstract:
Abstract Surface signatures and interior properties of large-amplitude nonlinear internal waves (NLIWs) in the South China Sea (SCS) were measured during a period of weak northeast wind (∼2 m s−1) using shipboard marine radar, an acoustic Doppler current profiler (ADCP), a conductivity–temperature–depth (CTD) profiler, and an echo sounder. In the northern SCS, large-amplitude NLIWs propagating principally westward appear at the tidal periodicity, and their magnitudes are modulated at the spring–neap tidal cycle. The surface scattering strength measured by the marine radar is positively correlated with the local wind speed when NLIWs are absent. When NLIWs approach, the surface scattering strength within the convergence zone is enhanced. The sea surface scattering induced by NLIWs is equivalent to that of a ∼6 m s−1 surface wind speed (i.e., 3 times greater than the actual surface wind speed). The horizontal spatial structure of the enhanced sea surface scattering strength predicts the horizontal spatial structure of the NLIW. The observed average half-amplitude full width of NLIWs λη/2 is 1.09 ± 0.2 km; the average half-amplitude full width of the enhanced scattering strength λI/2 is ∼0.57 λη/2. The average half-amplitude full width of the enhanced horizontal velocity convergence of NLIWs λ∂xu/2 is approximately equal to λI/2. The peak of the enhanced surface scattering leads the center of NLIWs by ∼0.46 λη/2. NLIW horizontal velocity convergence is positively correlated with the enhancement of the surface scattering strength. NLIW amplitude is positively correlated with the spatial integration of the enhancement of the surface scattering strength within the convergence zone of NLIWs. Empirical formulas are obtained for estimating the horizontal velocity convergence and the amplitude of NLIWs using radar measurements of surface scattering strength. The enhancement of the scattering strength exhibits strong asymmetry; the scattering strength observed from behind the propagating NLIW is 24% less than that observed ahead, presumably caused by the skewness and the breaking of surface waves induced by NLIWs. Above the center of NLIWs, the surface scattering strength is enhanced slightly, associated with isotropic surface waves presumably induced or modified by NLIWs. This analysis concludes that in low-wind conditions remote sensing measurements may provide useful predictions of horizontal velocity convergences, amplitudes, and spatial structures of NLIWs. Further applications and modification of the presented empirical formulas in different conditions of wind speed, surface waves, and NLIWs or with other remote sensing methods are encouraged.
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de Haan, Siebren. "Estimates of Mode-S EHS aircraft-derived wind observation errors using triple collocation." Atmospheric Measurement Techniques 9, no. 8 (2016): 4141–50. http://dx.doi.org/10.5194/amt-9-4141-2016.
Full textAbstract:
Abstract. Information on the accuracy of meteorological observation is essential to assess the applicability of the measurements. In general, accuracy information is difficult to obtain in operational situations, since the truth is unknown. One method to determine this accuracy is by comparison with the model equivalent of the observation. The advantage of this method is that all measured parameters can be evaluated, from 2 m temperature observation to satellite radiances. The drawback is that these comparisons also contain the (unknown) model error. By applying the so-called triple-collocation method (Stoffelen, 1998), on two independent observations at the same location in space and time, combined with model output, and assuming uncorrelated observations, the three error variances can be estimated. This method is applied in this study to estimate wind observation errors from aircraft, obtained utilizing information from air traffic control surveillance radar with Selective Mode Enhanced Surveillance capabilities (Mode-S EHS, see de Haan, 2011). Radial wind measurements from Doppler weather radar and wind vector measurements from sodar, together with equivalents from a non-hydrostatic numerical weather prediction model, are used to assess the accuracy of the Mode-S EHS wind observations. The Mode-S EHS wind (zonal and meridional) observation error is estimated to be less than 1.4±0.1 m s−1 near the surface and around 1.1 ± 0.3 m s−1 at 500 hPa.
Dissertations / Theses on the topic "Surface Equivalent Radar (SER)"
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Morel, Yoann. "Décomposition en courants caractéristiques. Application à l'analyse de SER." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011512.
Full textAbstract:
Cette thèse s'intéresse au problème de la diffraction d'ondes par un obstacle borné, <br />et plus particulièrement à l'étude de sa Surface Equivalente Radar (SER). <br /><br />Etant donné une onde incidente sur l'objet, la détermination des courants induits sur la <br />surface de celui-ci, des champs diffractés puis, par la suite, de leur comportement à <br />l'infini, est un problème couramment abordé dans la littérature. <br />De plus, pour des longueurs d'onde comparables à la taille de l'objet, ces grandeurs <br />peuvent maintenant être approximées numériquement par des méthodes à la fois rapides <br />et précises. <br /><br />Néanmoins, au contraire des nombreuses théories développées dans les domaines hautes <br />fréquences (tracés de rayon, points brillants, TGD, ...), les phénomènes produits sur la <br />surface de l'objet, et en particulier leur effet sur le champ diffracté et la SER, <br />demeurent mal compris et maîtrisés. <br /><br />La notion de courants caractéristiques, initialement introduite par J.R. Harrington et <br />R.F. Mautz dans les années 70 dans pour des objets parfaitement conducteurs, permet la <br />décomposition d'un courant induit quelconque en courants ``élémentaires''. <br />Cette décomposition semble alors particulièrement adaptée à l'étude de la SER de l'objet, <br />grâce notamment à des propriétés d'orthogonalités des champs lointains rayonnés <br />permettant d'identifier directement entres elles les composantes d'un courant (les zones <br />sollicités sur l'objet) et celles de son champ rayonné. <br /><br />Nous revenons dans un premier temps dans cette thèse sur cette décomposition modale, <br />en fournissant un cadre et les résultats mathématiques nécessaires à la bonne <br />compréhension et utilisation de cette décomposition. <br /><br />L'introduction de ce cadre permet alors de donner une première généralisation de ce type <br />de décomposition à des objets modélisés par une condition d'impédance. <br /><br />Ces courants et champs caractéristiques peuvent de plus se révéler intéressant d'un point <br />de vue théorique, de par les bases adaptés qu'ils fournissent. <br />L'application au problème inverse, à savoir celui de la reconstruction de la surface de <br />l'objet à partir de la connaissance des champs lointains diffractés, donne un exemple <br />d'utilisation théorique de ces modes caractéristiques.
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LE, DORSE FREDERIC. "Techniques de correction du champ proche appliquees aux mesures de surface equivalente radar (ser)." Nantes, 1998. http://www.theses.fr/1998NANT2067.
Full textAbstract:
Le sujet de cette these porte sur la correction du champ proche appliquee a des mesures de surface equivalente radar (ser) relevees par la methode du balayage spherique avec un positionneur de type gisement sur site. Les dimensions d'une cible ne permettent pas toujours la mesure de la ser en zone de fraunhofer. Les mesures de la ser sont alors effectuees en zone de fresnel (propagation d'ondes spheriques). L'application d'une methode de transformation champ proche/champ lointain, appelee correction de spherique, permet une estimation du champ lointain diffracte par la cible en zone de fraunhofer (propagation d'ondes planes). Une demarche theorique de correction scalaire bidimensionnelle de mesures de ser a frequence fixe est developpee dans le cas d'une configuration d'etude monostatique. Pour des cibles de faible dimension dans le sens de l'elevation devant la distance de mesure en zone proche, les ondes spheriques sont assimilees a des ondes cylindriques et la correction de sphericite est reduite a une correction monodimensionnelle du champ proche appelee correction de cylindricite. Les deux methodes de correction scalaire du champ proche en configuration monostatique sont etendues a une configuration generale bistatique. Deux types de configuration bistatique sont distingues selon que l'angle forme par les directions cible-emetteur et cible-recepteur est constant ou non en zone proche, definissant la configuration bistatique a angle variable et la configuration bistatique a angle constant. Les corrections de sphericite et de cylindricite scalaires sont developpees pour une configuration bistatique a angle constant. La correction de sphericite scalaire en configuration monostatique est etendue a une etude vectorielle tenant compte de la polarisation du champ proche mesure, introduisant le concept de correction de sphericite polarimetrique. Cette methode permet la reconstruction d'une matrice de retrodiffusion en zone de fraunhofer. Les cinq methodes de correction du champ proche developpees dans cette etude sont basees sur le principe de huygens, issu de l'approximation de l'optique physique, et reposent sur un traitement direct des donnees mesurees. Elles sont validees par simulation sur des cibles synthetiques constituees de contributeurs elementaires.
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Cognault, Aurore. "Caractérisation de SER Basse Fréquence et Modes Caractéristiques." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00453298.
Full textAbstract:
La SER, est la grandeur qui permet de quantifier le pouvoir réflecteur d'un objet, ou a contrario sa discrétion électromagnétique. Maîtriser la SER, voire la diminuer, est un enjeu majeur dans le domaine aéronautique de défense. C'est en particulier un gage de survivabilité pour les aéronefs. Historiquement, les fréquences RADAR d'intérêt étaient celles de la bande Super Haute Fréquence, ce qui équivaut à des longueurs d'onde de 2 à 30 centimètres. Des outils d'analyse adaptés ainsi que des moyens de mesure ou de caractérisation de la SER ont été mis au point. Ils se sont révélés extrêmement performants. On peut citer par exemple la chambre anéchoïque CAMELIA du CESTA. En revanche, dans le domaine des basses fréquences, il est plus délicat de réaliser des mesures précises. Pour des longueurs d'onde de 1 à 5 mètres, l'épaisseur des absorbants est souvent trop faible ; même les dimensions des chambres anéchoïques ne représentent que quelques longueurs d'onde. Notre objectif, lors de cette thèse, était de proposer et d'étudier des algorithmes nouveaux permettant d'améliorer ou de faciliter la caractérisation de la SER en basse fréquence. La notion de courants caractéristiques, introduite par Harrington et Mautz dans les années 70, puis reprise par Y. Morel dans le cas d'objets parfaitement conducteurs, permet la décomposition d'un courant induit quelconque en courants élémentaires. Les modes caractéristiques sont obtenus en faisant rayonner ces courants caractéristiques. Cependant, il n'existe pas d'outil de détermination des modes lorsque l'objet n'est plus parfaitement conducteur. Nous nous sommes donc dotés d'un tel outil, que nous avons construit et validé. Pour cela, nous avons repris dans un premier temps le cadre mathématique qui permet de définir l'opérateur de Perturbation, ses propriétés mathématiques et sa décomposition en éléments propres. Nous avons montré que cet opérateur discrétisé conserve ses propriétés mathématiques. Nous avons ensuite validé notre méthode de calcul direct des modes caractéristiques, issus de la diagonalisation de l'opérateur de perturbation discrétisé. Dans un deuxième temps, nous avons mené des études phénoménologiques. Nous avons tout d'abord observé l'évolution des éléments propres de l'opérateur de perturbation en fonction de l'impédance, et nous nous sommes intéressés au cas particulier de l'impédance égale à 1. Nous avons ensuite observé les phénomènes lorsque la fréquence évolue. En nous concentrant sur les valeurs propres, nous avons pu différencier deux types de modes. Enfin, nous avons détaillé quelques exemples d'applications concrètes de cette méthode de détermination des modes, qui permettent d'améliorer ou de faciliter la caractérisation de la SER en basse fréquence. L'outil ORFE (Outil de Reformulation, Filtrage et Extrapolation de données) permet d'atténuer les termes d'erreurs inhérents à toute caractérisation, et d'extrapoler des données existantes à des cas de figure non acquis ou non accessibles en mesure. Il a donné lieu à un brevet. Un outil d'interpolation de SER en basse fréquence a aussi été construit. Il permet d'obtenir de meilleurs résultats que l'interpolation linéaire de la SER. Nous avons aussi mis en place une méthode d'imagerie basse fréquence. Elle permet de localiser d'éventuels défauts de métallisation de l'objet considéré, en utilisant la base des courants caractéristiques. Enfin, nous avons présenté une méthodologie de caractérisation de SER qui intègre les limites des moyens de mesure. Nous avons mis en évidence que cette caractérisation donne une information absolue sur la SER de l'objet, dans un périmètre de validité. Un brevet a été déposé sur cette méthode.
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Bennani, Yacine. "Signature électromagnétique bi-statique d'une cible complexe intégrée dans son environnement : Application à l'imagerie ISAR d'une scène maritime." Thesis, Brest, 2012. http://www.theses.fr/2012BRES0065/document.
Full textAbstract:
Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse s’intègre bien dans le domaine de la télédétection de l’environnement maritime. Il porte notamment, d’une part sur l’étude de l’interaction d’une onde électromagnétique avec une surface maritime en présence d’une cible complexe et observée en configuration bi-statique. D’autre part l’étude est complétée par l’étude et l’analyse de l’influence des différents paramètres à la fois liés à la cible et aussi à l’environnement. Dans ce contexte d’étude, le présent travail s’articule autour de deux volets importants. Le premier vise l’étude et la simulation de la Surface Equivalente Radar(SER) d’une cible complexe placée dans son environnement maritime. Et un deuxième volet applicatif traite l’imagerie radar ISAR d’une scène observée, avec prise en compte des cibles présentes sur la surface. Afin de traiter le premier point, le modèle électromagnétique retenu est basé sur une combinaison de méthodes asymptotiques (Optique Physique (OP), Optique Géométrique (OG), Méthode des courants équivalents (MCE)). Pour l’étude de l’influence de la surface de mer sur la réponse électromagnétique de la cible, nous avons opté pour une représentation de la scène (cible+surface de mer) par un ensemble de facettes triangulaires. Dans ce cadre, la cible discrétisée par un maillage triangulaire est générée à l’aide d’un outil de CAO (CATIA V5), quant à la surface de la mer, elle est générée en utilisant le spectre de mer d’Elfouhaily (et le modèle de Debye pour la prise en compte des paramètres diélectriques de l’eau de mer). Enfin, pour l’application de l’imagerie radar ISAR, le calcul de la SER de la cible navale a été effectué en considérant une nouvelle représentation de la cible en parallélépipèdes. La méthodologie proposée a été évalué via des simulations ainsi que des expérimentations sur un modèle générique d’un navire<br>The work presented here interset with remote sensing of the maritime environment.It espacially carried with the study of electromagnetic scattering by sea surface with the presence of the target. This study is done in bistatic configuration. So, it is completed by the analysis of the influence of various parameters related to the target and also to the environment. In this context, this work focuses on two important parts. The first is the study and simulation of Radar Cross Section (RCS) of a complex target placed in the maritime environment.And the second part deals with the application of ISAR radar imagery of an observed scene, with consideration of target on the sea surface. We have opted for a combination between Physical Optics (PO), Geometrical Optics (GO) and Equivalent Edge Currents (ECM) (POGO/ EMC) to estimate the RCS. In order to take into account the infuence of sea surface, we have genereted a 2D sea surface from the Elfouhaily spectrum. In order to integrate the target into the scenario (the target in its environment, radar imagery), we propose a parallelepiped representation of the naval taget and RCS calculation. The proposed methodology was evaluated through simulations and measurements on a generic model of a ship
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Saleh, Hassan. "Analogie microonde appliquée à l'étude de la diffraction par des arbres, par des particules atmosphériques et des micro-organismes." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0299.
Full textAbstract:
Cette thèse élargie le champ des applications de l’analogie microonde en adaptant les techniques de fabrication permettant de contrôler les analogues et en développant un outil versatile et précis pour réaliser les mesures. L’analogie microonde consiste à transposer à l’échelle microonde les objets dont nous souhaitons étudier la diffraction en créant un analogue respectant le même rapport dimension sur longueur d’onde, et les mêmes propriétés morphologiques électromagnétiques. Une attention particulière a été portée aux objets faiblement diffractant ayant des niveaux SER aussi faibles que -60 dBm2. A la suite de la caractérisation des réflexions parasites et de celle du bruit aléatoire perturbant les mesures, une nouvelle technique d’optimisation du paramétrage des appareils de mesure a été proposée. Elle comporte notamment un réglage des puissances de source en fonction des angles de bistatisme et un filtrage temporel, par switch, qui a été mis en place et paramétré pour filtrer les signaux parasites mesurés. Les bénéfices de ces diverses optimisations des paramètres de mesures ont été démontrés et ils ont permis de mesurer précisément des niveaux de SER très faibles. De plus, la mise en œuvre de la fabrication additive a permis de réaliser des analogues de géométrie maîtrisée avec des permittivités relatives locales à la carte ayant des parties réelles dans la gamme de 1 à 3 ; la permittivité étant ajustée par contrôle de la porosité. Les trois principales études présentées concernent : des sphéroïdes de faible permittivité, analogues de micro-algues, des agrégats de suies de forme complexes, et des scènes forestières composées d’analogues d’arbres et de véhicules<br>This thesis widens the application of the microwave analogy by adopting the appropriate techniques to create objects of controlled shapes and electromagnetic properties using novel manufacturing technologies, as well as by developing a versatile setup providing accurate measurements. Microwave analogy is a useful approach to investigate a scattering problem when the targets have nanometric or metric sizes. The experiment is scaled to the microwave range and the target is mimicked by a centimeter-sized analog, while maintaining the same initial wavelength over target’s dimension ratio and conserving the same geometric and electromagnetic properties. A special attention is given to low scattering targets with RCS levels down to -60 dBm2. The random noise of the measurement setup was characterized and a novel optimization technique was proposed which consists of an angular decomposition of the bistatic region with different power profiles. The undesired reflections within the anechoic chamber were identified and a Hardgating system was installed, allowing to filter out the stray signals. In addition, additive manufacturing technologies were involved in the fabrication of analogs and a novel technique was proposed to obtain targets with “on-demand” shapes and local values of their complex permittivity. We can manufacture low scattering analogs of the real part of permittivity for any value between 1 and 3 by creating well controlled porous structures. The three main targets are studied: low permittivity spheroids, analogs of microalgae, soot aggregates analogs with complex shape, and scaled forest scene composed of tree analogs with some metal vehicle analogs
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Gillion, Erwan. "Contribution à l'estimation de la SER d'une cible navale en environnement réel : modélisation et mesures." Thesis, Rennes 1, 2014. http://www.theses.fr/2014REN1S120/document.
Full textAbstract:
Dans le cadre de la guerre électronique en environnement marin, on cherche généralement à améliorer la furtivité d'un navire militaire afin de le rendre plus difficile à détecter et à localiser. Pour cela, il faut réduire la valeur de sa Surface Équivalente Radar (SER) afin de la rendre négligeable face aux perturbations apportées par l'environnement. La pratique a montré que la valeur de la SER mesurée est fortement influencée par l'environnement. Les estimateurs développés à ce jour offrent de bonnes performances pour déterminer la SER d'une cible navale de petite dimension mais deviennent imprécis pour un objet de grande taille placé dans un milieu inhomogène tel que l'environnement marin. Notre objectif est de proposer une nouvelle méthode de calcul de la SER qui prend en considération la nature volumique de la cible ainsi que les phénomènes de propagation intrinsèques à l'environnement marin. Une dyade de Green associée à la propagation d'une onde radioélectrique dans un conduit d'évaporation en présence d'une mer lisse et parfaitement conductrice, est alors développée et proposée pour calculer la SER de cibles navales de grandes dimensions<br>In the naval electronic warfare, it is necessary to improve the stealth of military vessels in order to make them more difficult to be detected and be located. For that, the Radar Cross Section (RCS) value must be reduced to be negligible compared to the environment’s clutter. Experience has shown that the value of the measured RCS is strongly influenced by the environment. Nowadays, estimators developed offer good performance to determine the RCS of small naval targets but become inaccurate for large objects placed in inhomogeneous medium such as the marine environment. Our goal is to propose a new RCS estimation method which takes into account large targets and propagation phenomena in martime environment. A dyadic Green function, related to the radio wave propagation in an evaporation duct over smooth and perfectly conducting sea, is then developed and proposed to calculate the RCS of large naval targets
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Thomet, Antoine. "Amélioration et accélération de l'Optique Physique Itérative pour le calcul de SER de cavités complexes." Nantes, 2015. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=cce708ae-e7f0-47c7-8feb-e121462fdb37.
Full textAbstract:
Ce manuscrit est consacré au calcul de la Surface Equivalente Radar (SER) de cavités de formes complexes dont les dimensions sont grandes devant la longueur d'onde. De nombreuses méthodes ont été développées pour un tel calcul, et l'IPO (Iterative Physical Optics) a été retenue pour son compromis intéressant entre précision et temps de calcul. Il s'agit d'une méthode asymptotique basée sur la résolution itérative des équations intégrales des champs électromagnétiques par l'Optique Physique. Les travaux de cette thèse ont pour but d'améliorer l'IPO, en termes de précision et de temps de calcul. La première contribution originale de cette thèse repose sur une étude détaillée du phénomène d'ombrage, qui a un impact important sur la précision du calcul. La méthode d'ombrage physique a alors été développée, basée sur les équations intégrales des champs pour des objets couplés, et sur le rayonnement en zone d'ombre avec l'Optique Physique. Elle a été testée et comparée aux approches classiques pour des cavités et des surfaces ouvertes. La seconde contribution originale de cette thèse repose sur l'accélération de l'IPO, basée sur une technique de compression matricielle. Le formalisme matriciel de la méthode IPO a alors été établi et optimisé, et l'algorithme de compression ACA (Adaptive Cross Approximation) ainsi que sa version recompressée RACA, ont alors été appliqués aux matrices d'interactions impliquées dans l'IPO. De plus, le calcul a pu être accéléré par l'application de la S-IPO, qui consiste à découper une cavité en tronçons pour y appliquer l'IPO. Les nombreuses simulations ont montré un gain en temps de calcul et une réduction de l'occupation mémoire<br>This thesis dissertation deals with the computation of the Radar Cross Section (RCS) of complexshaped open-ended cavities whose dimensions are large compared to the wavelength. Many methods have been developed for such a calculation and IPO (Iterative Physical Optics) has been chosen for its interesting trade-off between the accuracy and the computation time. It is an asymptotic method based on an iterative resolution of the electromagnetic fields integral equations by Physical Optics. The thesis works aim at improving IPO, in terms of both accuracy and computation time. The first original contribution of the thesis concerns a detailed study of the shadowing phenomenon, which has a significant impact on the accuracy. The method, called physical shadowing, has been developed, based on fields integral equations applied to coupled objects, and the shadow radiation of Physical Optics. The method has been tested and compared to classical approaches for open surfaces and open-ended cavities. The second original contribution concerns the acceleration of IPO, based on a technique of matrix compression. First, IPO has been written into a matrix formulation, which allows to apply the ACA (Adaptive Cross Approximation) algorithm, and its recompressed version R-ACA, to compress the interactions matrices of IPO. Moreover, the computation time has been reduced by applying the S-IPO, consisting in separating the cavity in subsections where IPO is applied. The simulations has shown a reduction of the computation time and the memory requirements
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Bucuci, Stefania. "Imagerie haute résolution SER en chambre anéchoïque grâce à l'introduction d'un milieu diffusant." Thesis, Rennes 1, 2017. http://www.theses.fr/2017REN1S108/document.
Full textAbstract:
Les mesures utilisées actuellement en chambres anéchoïque, pour la caractérisation de la surface équivalente radar (SER) sont généralement perturbées, en particulier en basse fréquence lorsque les parois de la chambre génèrent des trajets multiples. En basse fréquence l’épaisseur des matériaux absorbants devient faible devant la longueur d’onde et ceux-ci ne peuvent plus être considère comme parfaitement absorbants. Dans ce cas, le champ total incident sur la cible sous test est ainsi la somme du champ incident direct et des champs réfléchis par les parois. Basé sur le principe de retournement temporel qui permet de focaliser spatialement et temporellement une onde électromagnétique, l’objectif de la thèse est de présenter une nouvelle méthode d’imagerie microonde qui profite des degrés de liberté spatio-temporels de la propagation au sein d’un milieu diffusant afin de détecter une cible avec une haute résolution<br>The currently used methods for radar cross section (RCS) measurements at low frequencies encounter several disturbing phenomena, such as the multipath propagation caused by reflections from the walls. Descending in frequency, the thickness of absorbent materials becomes small compared with the wavelength and they are no longer perfectly absorbent. Therefore, the total incident field on the target becomes the sum of the incident wave and the reflected waves from the walls of the chamber. Inspired by time reversal technique which allows spatial and temporal focusing of an electromagnetic wave, the objective of the thesis is to present a novel imaging method in the microwave range which benefits from the spatio-temporal degrees of freedom provided by the transmission through a random medium in order to detect a target with high resolution
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Ros, Jean-Marc. "Contribution au développement des méthodes d'analyse spectrale haute résolution et temps-fréquence pour l'analyse de signaux de mesures de surface équivalente radar, SER, non stationnaires." Bordeaux 1, 1994. http://www.theses.fr/1994BOR10535.
Full textAbstract:
La proportion d'energie electromagnetique que recoit un radar d'une cible eclairee depend d'une grandeur caracterisant le degre de reflectivite globale de la cible appelee surface equivalente radar (ser). La mise en uvre des methodes d'analyse du signal (techniques d'imagerie radar) permet alors d'identifier les principales zones reflechissantes de l'objet etudie en supposant que la signature radar de la cible verifie un modele: le modele de points brillants. Neanmoins, dans le cas d'une caracterisation large bande, ces techniques ne sont plus adaptees. Ce memoire presente une methodologie d'analyse de signaux de ser non stationnaires. Elle est basee sur la combinaison de deux approches d'analyse spectrale: l'approche temps-frequence et l'approche haute resolution. Ces nouvelles methodes sont bien etablies en analyse spectrale mais leur emploi conjoint afin de mieux analyser les signaux de ser est une nouveaute. Les outils temps-frequence utilises (transformees de fourier a court terme, de wigner ville et en ondelettes) permettent de detecter les zones de stationnarite du signal. Les methodes haute resolution choisies (prony, music) ameliorent la discrimination spatiale des points brillants. La transposition de ces methodes pour analyser des signaux frequentiels a incidence fixe est aisee. En revanche, elles ne sont pas adaptees a des signaux regulierement echantillonnes en angle. L'approximation petits angles habituellement realisee est souvent insuffisante. On montre alors qu'il est necessaire de focaliser les donnees afin d'obtenir une localisation peu biaisee des points brillants. Cette operation semble toutefois colorer le bruit de mesure. On illustre enfin l'amelioration apportee par cette nouvelle methodologie d'analyse sur des signaux de mesures issus de chambre anechoique
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Srour, Hussein. "Investigation of RCS-enhancement devices inspired from reflectarrays and metamaterials." Thesis, Rennes, INSA, 2018. http://www.theses.fr/2018ISAR0018.
Full textAbstract:
Aujourd'hui, la sécurité des cyclistes sur les routes est une préoccupation majeure. Les statistiques d'accidents montrent une augmentation de 12% des décès de cyclistes depuis 2010. L'objectif du projet national français CYCLOPE est d'améliorer la sécurité des cyclistes grâce à des dispositifs électroniques innovants. Dans le cadre de ce projet, ces travaux de thèse se concentrent sur l'amélioration de la détectabilité du cycliste par un véhicule équipé d'un radar anticollision. L'objectif est d'augmenter la réflexion du système vélo-cycliste pour que le niveau d'énergie rétrodiffusé soit suffisant pour provoquer une alarme. Pour atteindre cet objectif, deux approches sont étudiées dans cette thèse. La première approche vise à concevoir un réflecteur rétrodirectif inspiré des techniques utilisées pour les antennes réseaux réflecteurs. Ce réflecteur est destiné à être placé sur le vélo, comme un catadioptre. Le réflecteur utilise deux panneaux imprimés formant un dièdre aplati, dans un souci de compacité. L'utilisation des motifs imprimés permet de réaliser une loi de phase sur les panneaux et, par ce biais, de restaurer le comportement rétrodirectif mis à mal par l'applatissement. Une étude théorique du mode de fonctionnement de cette structure complexe est proposée, permettant de dégager ces potentialités mais également ces limitations. Finalement, une conception complète est menée pour un prototype à 24 GHz. Sa fabrication et sa caractérisation montrent sa capacité à améliorer la surface radar d'un cycliste. Dans la deuxième approche, le dispositif réfléchissant est destiné à équiper le cycliste lui-même, comme un gilet fluorescent. Le torse humain est modalisé sous la forme d'un cylindre multi-couches diélectriques avec pertes. En revêtant ce cylindre d'une couche de nature réfléchissante, il est possible d'améliorer sa rétrodiffusion. Le travail se concentre donc sur la recherche du profil de revêtement optimal. Pour ce faire, un modèle numérique basé sur la solution mathématique exacte du cylindre infini multi-couches est proposé. En utilisant ce modèle, on constate que la couche requise doit être réalisée par des matériaux à permittivité négative, synthétisables grâce à des métamatériaux. L 'étude est ensuite étendue au cas d'un cylindre fini, plus représentatif de la réalité. Des comparaisons sont menées avec une simulation électromagnétique rigoureuse<br>A cyclist safety nowadays on roads is a major concern. Accident statistics show an increase of 12 % of deaths of cyclists since 2010. In the French national project CYCLOPE, the aim is improve the safety of cyclists by developing innovative electronic devices. In the context of this project, the work in this thesis is concerned with enhancing the detectability of the cyclist by a vehicle equipped with an anti-collision radar. The objective hence is to enhance the reflection by the bicycle-cyclist system so that the backscattered energy level would be sufficient to cause an alarm. In order to attain this objective, two approaches are investigated in the thesis. In the first, the design of a retrodirective reflector inspired by reflectarrays is studied. This device is going to be attached to the bicycle to operate as a retroreflector. The reflector is formed of two panels attached and flattened till a certain degree. Equipping each of the two panels with printed phasing cells permits for the construction of a phase law that restores the retrodirective behavior of the corner dihedral after it being flattened. A theoretical study performed on the retrodirective mechanism permits to uncover the potentials as well as limits of such reflector. Finally, a prototype operating at 24 GHz is realized. Its performance validates its capacity to enhance the RCS of a bicycle-cyclist. In the second approach, the possibility of enhancing the backscattering by the cyclist body using a reflective jacket is discussed. The human torso can be modeled as a multi-layered lossy dielectric cylinder. By coating this cylinder with a layer of reflective nature, it is possible to enhance its backscattering. The work hence concentrates on finding the corresponding optimum coat profile. Therefore, a numerical model based on the exact mathematical solution of the multilayered infinite cylinder is proposed. Using this model, it is found that the required coat should be made of negative permittivity materials, synthesizable using metamaterials. The study then is concentrated on the case of a finite cylinder which more accurately represents the real case scenario. Finally, Electromagnetic full-wave simulations are performed to compare the infinite-based numerical model to the finite-based simulation results
Book chapters on the topic "Surface Equivalent Radar (SER)"
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Hajnsek, I., G. Parrella, A. Marino, et al. "Cryosphere Applications." In Polarimetric Synthetic Aperture Radar. Springer International Publishing, 2021. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-56504-6_4.
Full textAbstract:
AbstractSynthetic aperture radar (SAR) provides large coverage and high resolution, and it has been proven to be sensitive to both surface and near-surface features related to accumulation, ablation, and metamorphism of snow and firn. Exploiting this sensitivity, SAR polarimetry and polarimetric interferometry found application to land ice for instance for the estimation of wave extinction (which relates to sub surface ice volume structure) and for the estimation of snow water equivalent (which relates to snow density and depth). After presenting these applications, the Chapter proceeds by reviewing applications of SAR polarimetry to sea ice for the classification of different ice types, the estimation of thickness, and the characterisation of its surface. Finally, an application to the characterisation of permafrost regions is considered. For each application, the used (model-based) decomposition and polarimetric parameters are critically described, and real data results from relevant airborne campaigns and space borne acquisitions are reported.
Conference papers on the topic "Surface Equivalent Radar (SER)"
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Serafino, Francesco, Claudio Lugni, and Francesco Soldovieri. "Sea-State Monitoring Via X-Band Marine Radar Images Sequences: A New Approach for an Accurate Surface Currents Estimation." In ASME 2009 28th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering. ASMEDC, 2009. http://dx.doi.org/10.1115/omae2009-79748.
Full textAbstract:
This work deals with the sea state monitoring starting from marine radar images collected on a moving ship. For such a topic, one of the key factors affecting the reliability of the reconstruction procedure is the determination of the equivalent surface current that also accounts for the speed of the moving ship. Here, we propose a method able to evaluate also high values of the sea surface current. The reliability of the proposed procedure is shown by a numerical analysis with synthetic data. Finally, we present some preliminary results with measurements collected on a moving ship.
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Nachman, R. L., R. L. Silverstein, and A. S. Asch. "THROMBOSPONDIN: CELL BIOLOGY OF AN ADHESIVE GLYCOPROTEIN." In XIth International Congress on Thrombosis and Haemostasis. Schattauer GmbH, 1987. http://dx.doi.org/10.1055/s-0038-1644653.
Full textAbstract:
Thrombospondin (TSP), a multifunctional 450 KD glycoprotein is a secretory product of thrombin stimulated platelets. It is a major component of the platelets alpha granule constituting approximately 3% of total platelet protein. Thrombospondin does not circulate in appreciable concentrations ∽0 100 ng/ml); however, the tissue distribution is broad. In addition to its expression on the membrane of activated platelets, the protein is synthesized by fibroblasts endothelial cells, glial cell smooth muscle cells alveolar pneumocytes mononuclear phagocytes and various tumor cells. TSP is a major constituent of the extracellular matrix and has been demonstrated in the vessel wall, basement membrane and glandular connective tissue. Fibroblasts, smooth muscle cells and endothelial cells in tissue culture incorporate TSP into the extracellular matrix. Matrix TSP is under cell-cycle regulatory control. Mesenchymal cells in the proliferative phase synthesize greater amounts of TSP than non growing cells. Platelet derived growth factor induces smooth muscle cell and glial cell synthesis of TSP. Atheromatous lesions contain increased amounts of TSP compared to normal vessels emphasizing the potential role of TSP in the interaction of proliferating cells with the matrix. TSP binds specifically, saturably, and reversibly to mouse peritoneal macrophages and to cells of the monocyte-like human cell line U937. Binding was time dependent and was optimal in the presence of both Ca++ and Mg++. PMA stimulated U937 cells and activated macrophages bound TSP to an equivalent extent as resting cells. The TSP binding site on the surface of U937 cells and peripheral blood monocytes mediates the adhesive interaction between these cells and thrombin-stimulated platelets. Using a sensitive rosetting assay we found that monocytes were not rosetted by resting platelets while >90% were rosetted by thrombin-stimulated platelets. Monoclonal and polyclonal anti-TSP antibodies markedly inhibited rosetting as did TSP itself. Antifibronectin or non-immune control antibodies did not inhibit rosetting, nor did fibronectin, fibrinogen, the fibronectinadhesion tetrapeptide arg-gly-asp-ser (RGDS), or heparin. The TSP membrane receptor, an 88 KD glycoprotein, formely known as GPIV has been identified in platelets, endothelial cells, monocytes and a variety of tumor cells. TSP may thus serve as a molecular bridge linking activated platelets with monocytes at sites of early vascular injury. Such interactions involving the TSP receptor complex may be of critical importance in the regulation of thrombosis and the initiation of atherosclerosis.