Browsing by Author "Kainulainen, Juha"

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 6 of 6
  • Auringon vaikutus interferometrisen radiometrin kalibroinnissa
    (2009) Hakkarainen, Anssi Pekka
     Elektroniikan, tietoliikenteen ja automaation tiedekunta | Bachelor's thesis
  • Interferometrisen kaukokartoitusradiometrin kalibrointi
    (2004) Kainulainen, Juha
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
    L-alueen synteettisen apertuurin radiometrin on arvioitu soveltuvan hyvin maa-alueiden kosteuden ja merten pintavesien suolapitoisuuden operatiiviseen, maailmanlaajuiseen kaukokartoitukseen. Sekä satelliitti- että lentokonekäyttöisiä laitteita on kehitteillä useissa tutkimuslaitoksissa. HUT-2D on Teknillisen korkeakoulun Avaruustekniikan laboratoriossa suunniteltava, lentokonekäyttöön tarkoitettu instrumentti. Synteettisen apertuurin radiometri mittaa näkyvyysfunktiota, joka tuottaa signaalinkäsittelyn avulla kohteen kirkkauslämpötilan. Laitteen varsinainen mittaustulos on sen vastaanottimista tulevien signaaleiden välinen kompleksinen ristikorrelaatiokerroin. Ristikorrelaatiot ovat riippuvaisia vastaanottimin ulostuloissa olevista signaalien amplitudeista sekä vaiheista. Näin ollen vastaanottimien itsensä näihin parametreihin aiheuttama vääristymä täytyy kalibroida. Tähän tarkoitukseen esitetyistä vaihtoehdoista keskitetty ja hajautettu kohinainjektio ovat osoittautuneet lupaavimmiksi. Näiden metodien testaamiseksi ja vertailemiseksi HUT-2D-instrumenttiin on suunniteltu molemmat. Tämä diplomityö esittelee seikkaperäisesti keskitetyn ja hajautetun kohinainjektion, niihin liittyvät kalibrointialgoritmit sekä soveltaa niitä HUT-2D-instrumentille. Lisäksi työssä tarkastellaan kohinainjektiokalibroinnissa syntyviä epävarmuuksia ja arvioidaan niiden vaikutusta tärkeimpiin kalibroitaviin parametreihin - vastaanottimen kohinalämpötiloihin sekä vaihevirheisiin. Kalibrointimenetelmien kriittiset vaiheet nimetään ja vaihtoehtoja tarkempien tulosten saamiseksi esitellään. Epävarmuuksien etenemistä kalibrointiprosessin aikana tutkitaan analyyttisesti sekä HUT-2D-instrumentin prototyypin mittauksien avulla.
  • Design of radio frequency electronics for airborne wind vector scatterometer
    (2016-02-15) Salo, Sampo
     Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
    The most popular method for the remote sensing of wind speed and direction is based on the measurement of normalized radar cross section (NRCS) of sea surface. NRCS is measured using scatterometers usually operating at C or Ku frequency bands. Scatterometers designed for the measurement of NRCS of sea surface are operated either in space or on-board aircrafts. In this thesis, a transceiver (TX/RX) module is designed and realized for an airborne wind vector scatterometer (AWVS). The TX/RX module is based on frequency-modulated continuous-wave (FM-CW) principle and it operates at C-band. In addition, two open-ended waveguide antennas are designed for parabolic reflector feed antennas. The design processes are governed by the use of existing hardware and software, such as an aircraft-certified mechanical frame provided by Aalto University and a measurement computer provided by the Finnish Geospatial Research Institute (FGI). The RX/TX module and waveguide antennas are integrated to the other equipment and the resulting scatterometer is tested. The scatterometer is designed for measuring the NRCS of sea surface primarily at vertical and horizontal polarizations. The manufactured scatterometer is tested at component and system levels. The system level tests include measurements outdoors, where standard radar targets are used. The tests show that the integrated scatterometer operates as expected. The range and amplitude response of a target can be retrieved at the accuracy limited by the test setups.
  • Performance and applications of interferometric aperture synthesis radiometers in remote sensing
    (2012) Kainulainen, Juha
     School of Electrical Engineering | Doctoral dissertation (article-based)
    By measuring the emission of the Earth at L-band microwave frequencies one can retrieve, in principle, moisture content of the upper soil layers and salinity level of sea water. Until recently such measurements from space have been impossible to conduct basically due to two fundamental limitations: First, in order to sustain a reasonable ground resolution from space the antenna of the receiving system should be on the order of several meters. Second, the antenna should be scanning in order to establish the wide swath desired for remote sensing instruments. To overcome these two fundamental limitations a new concept of aperture synthesis interferometry has been proposed. The concept is familiar from astronomy, but its adoption for remote sensing has turned out not to be a straightforward task. Also, the new type of imagery provided by an interferometer needs digesting in order to be fully utilized with retrieval algorithms for scientific purposes. Characteristic of interferometric data are the errors caused by the unique imaging process. This dissertation tackles some of the fundamental problems related to the adoption of the interferometric concept for remote sensing including the calibration of such instruments, imaging algorithms, and radiometric performance and capabilities of the technology. These issues are addressed by developing an airborne interferometer radiometer, by analyzing its measurements, and by using the data in geophysical parameter retrieval. In addition to this, space borne applications are considered by studying the characteristics of the only operational space borne interferometric radiometer. That instrument is onboard the European Space Agency’s SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) mission. This dissertation is composed on the basis of seven publications. The first two publications present studies which develop and validate the imaging theory of interferometric radiometers. Publications three and four present functional properties of Aalto University’s airborne interferometer. Propagation of errors in interferometric imaging with a space borne instrument is studied in detail in publication five. The sixth publication studies the end-to-end performance of our airborne interferometer in detail, by analyzing its measurements of various targets. The final publication utilizes measurements from the airborne interferometer for detection of a changing salinity level at the Gulf of Finland.
  • Radiotaajuiset häiriöt ja niiden tunnistaminen SMOS-ympäristösatelliitin mittauksista Suomen alueella
    (2012) Enqvist, Anton
     Master's thesis
    SMOS-satelliitti (Soil Moisture and Ocean Salinity) on Euroopan avaruusjärjestö ESA:n hanke, jonka tarkoituksena on mitata maanpäällisiä olosuhteita L-kaistan radiometreillä. Satelliitti käyttää 72 radiometrivastaanotinta tuottaakseen kaksiulotteisia kirkkauslämpötilakarttoja. Usein kuvat ovat kuitenkin monenlaisten radiolähetinlaitteiden aiheuttamien radiotaajuisten häiriöiden (RFI) turmelemia, mikä tekee niistä käyttökelvottomia. Tämä diplomityö selvittää RFI:n vaikutuksia ja läsnäoloa, sekä tutkii useita menetelmiä häiriöiden poistamiseksi. Tutkimus on keskittynyt SMOS-satelliitin aineistoihin mittauksista Suomen alueella.
  • SMOS satelliitin maankosteuden kalibrointi- ja validointikampanja Keski-Euroopassa kesällä 2010
    (2010) Sievinen, Pauli
     Sähkötekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis