Noise Reduction Algorithm Based on Template Wavelet Coefficients

In the paper, a new algorithm based on the application of template wavelet coefficients is proposed to solve the problems concerning noise reduction in the vicinity of edges in signals and images and suppressing parasitic oscillations, which arise when threshold wavelet algorithms are used. It is shown that this approach calls for choosing a specific wavelet. Examples of the application of the developed technique are given.В статье предложен новый алгоритм, основанный на применении шаблонных вейвлетных коэффициентов для решения проблем, связанных с удалением шума в окрестности границ в сигналах и изображениях и подавлением паразитных осцилляций, которые возникают при использовании пороговых вейвлетных алгоритмов. Показано, что этот подход требует выбора специального вейвлета. Приведены примеры применения предложенного подхода.У статті запропоновано новий алгоритм, що базується на використанні шаблонних вейвлетних коефіцієнтів для розв’язання проблем, пов’язаних з видаленням шуму поблизу меж в сигналах та зображеннях і знищення паразитних осциляцій, що виникають у разі застосування порогових вейвлетних алгоритмів. Зазначено, що цей підхід вимагає вибору спеціального вейвлета. Наведено приклади використання запропонованого підходу

Multi-Look Radiometric Correction of SAR Images

Deviations of the aircraft trajectory and instabilities of the aircraft orientation lead to non-uniform illumination of the ground by the antenna beam and, as a result, to radiometric errors in radar images obtained with airborne synthetic aperture radars (SAR). The clutter-lock technique is commonly used to avoid the radiometric errors. However, this approach leads to strong geometric distortions in SAR images in the case of fast and significant instabilities of antenna orientation. Here we propose a multilook radiometric correction technique which can be used instead of the clutter-lock. The proposed approach has been tested by using a Ku-band airborne SAR system installed onboard a light-weight aircraft.Отклонения траектории самолета и нестабильности ориентации самолета приводят к неравномерной подсветке земной поверхности лучом антенны и в результате к радиометрическим ошибкам на радиолокационных изображениях, полученных с помощью самолетных радиолокаторов с синтезированной апертурой (РСА). Чтобы избежать радиометрических ошибок, обычно применяется техника слежения за сигналом от местности. Однако такой подход приводит к значительным геометрическим искажениям на РСА-изображениях в случае быстрых и значительных нестабильностей ориентации антенны. В этой статье мы предложили технику многовзглядовой радиометрической коррекции, которую можно использовать вместо слежения за сигналом от местности. Предложенный подход был испытан с помощью самолетного РСА 2-сантиметрового диапазона длин волн, установленного на легком самолете.Відхилення траєкторії літака та нестабільності орієнтації літака призводять до нерівномірного підсвічування земної поверхні променем антени і, як наслідок, до радіометричних помилок на радіолокаційних зображеннях, отриманих за допомогою літакових радіолокаторів з синтезованою апертурою (РСА). Аби уникнути радіометричних помилок, звичайно використовується техніка слідкування за сигналом від місцевості. Однак такий підхід призводить до значних геометричних спотворень РСА-зображень у випадку швидких та значних нестабільностей орієнтації антени. У цій статті ми пропонуємо техніку багатопоглядової радіометричної корекції, яку можна використовувати замість слідкування за сигналом від місцевості. Запропонований підхід був випробуваний за допомогою літакового РСА 2-сантиметрового діапазону довжин хвиль, встановленого на легкому літаку

SAR Processing Algorithm with Built-In Geometric Correction

Synthetic aperture radar (SAR) systems onboard small aircrafts suffer from trajectory deviations and instabilities of antenna orientation. These kinds of motion errors lead to significant geometric distortions in SAR images. In order to correct the distortions, we propose a time-domain multi-look stripmap SAR processing algorithm with built-in geometric correction. In the algorithm, the azimuth reference functions and range migration curves are designed to produce SAR images directly on a correct rectangular grid on the ground plane. The proposed technique has been successfully tested by using a Ku-band airborne SAR system installed onboard light-weight aircraft.Радиолокационные системы с синтезированной апертурой (РСА), установленные на небольших самолетах, подвержены влиянию отклонений траектории и нестабильности ориентацииантенны. Такие ошибки движения приводят к значительным геометрическим искажениям на радиолокационных изображениях (РЛИ). Чтобы исправить эти искажения, мы предлагаем алгоритм многовзглядовой обработки со встроенной геометрической коррекцией, работающий во временной области и предназначенный для РСА бокового обзора. В этом алгоритме азимутальные опорные функции и кривые миграции строятся таким образом, чтобы получать РЛИ сразу на прямоугольной сетке в плоскости земли. Предложенный метод был успешно испытан с использованием самолетного РСА сантиметрового диапазона длин волн, установленного на легком самолете.Радіолокаційні системи з синтезованою апертурою (РСА), встановлені на невеликих літаках, зазнають впливу відхилень траєкторії і нестабільності орієнтації антени. Такі помилки руху призводять до значних геометричних спотворень на радіолокаційних зображеннях (РЛЗ). Аби виправити ці спотворення, ми пропонуємо алгоритм багатопоглядової обробки з вбудованою геометричною корекцією, який працює у часовому просторі та призначений для РСА бічного огляду. У цьому алгоритмі азимутальні опорні функції та криві міграції формуються таким чином, щоб отримувати РЛЗ одразу на прямокутній сітці в площині землі. Запропонований метод було успішно випробувано з використанням РСА сантиметрового діапазону довжин хвиль, встановленому на легкому літаку

Millimeter-Wave Radars for Environmental Studies

A review is given of recent activities undertaken in the Institute of Radio Astronomy of the National Academy of Sciences of Ukraine for the development of millimeter-wave radars. The radars constructed include cloud radars and a side-looking airborne radar system. They are capable to perform real-time, high-resolution measurements in the frequency bands of 36 and 95 GHz. The setup of these instruments, the novel technical solutions, and the signal processing technique introduced are discussed. The results obtained with such instruments during measurement campaigns are presented as well.В статье обобщены результаты работ, инициированных в последнее время в Радиоастрономическом институте НАН Украины, по созданию радиолокаторов миллиметрового диапазона длин волн. Разработанные радиолокационные системы включают метеорологические локаторы и самолетный радиолокатор бокового обзора. Они дают возможность проведения измерений в 8- и 3-мм диапазонах длин волн с высоким пространственным разрешением в реальном времени. В статье обсуждаются вопросы построения этих инструментов, использованные новые технические решения и методы обработки сигналов. Представлены также результаты проведенных измерений.У статті узагальнені результати робіт, ініційованих останнім часом у Радіоастрономічному інституті НАН України, по створенню радіолокаторів міліметрового діапазону довжин хвиль. Розроблені радіолокаційні системи включають метеорологічні локатори і літаковий радіолокатор бічного огляду. Вони дають можливість проведення вимірювань у 8- і 3-мм діапазонах довжин хвиль з високим просторовим розділенням у реальному часі. У статті обговорюються питання побудови цих інструментів, використані нові технічні рішення і методи обробки сигналів. Представлено також результати проведених вимірювань

SAR PROCESSING ALGORITHM WITH BUILT-IN GEOMETRIC CORRECTION

Synthetic aperture radar (SAR) systems onboard small aircrafts suffer from trajectory deviations and instabilities of antenna orientation. These kinds of motion errors lead to significant geometric distortions in SAR images. In order to correct the distortions, we propose a time-domain multi-look stripmap SAR processing algorithm with built-in geometric correction. In the algorithm, the azimuth reference functions and range migration curves are designed to produce SAR images directly on a correct rectangular grid on the ground plane. The proposed technique has been successfully tested by using a Ku-band airborne SAR system installed onboard light-weight aircraft.Радиолокационные системы с синтезированной апертурой (РСА), установленные на небольших самолетах, подвержены влиянию отклонений траектории и нестабильности ориентацииантенны. Такие ошибки движения приводят к значительным геометрическим искажениям на радиолокационных изображениях (РЛИ). Чтобы исправить эти искажения, мы предлагаем алгоритм многовзглядовой обработки со встроенной геометрической коррекцией, работающий во временной области и предназначенный для РСА бокового обзора. В этом алгоритме азимутальные опорные функции и кривые миграции строятся таким образом, чтобы получать РЛИ сразу на прямоугольной сетке в плоскости земли. Предложенный метод был успешно испытан с использованием самолетного РСА сантиметрового диапазона длин волн, установленного на легком самолете.Радіолокаційні системи з синтезованою апертурою (РСА), встановлені на невеликих літаках, зазнають впливу відхилень траєкторії і нестабільності орієнтації антени. Такі помилки руху призводять до значних геометричних спотворень на радіолокаційних зображеннях (РЛЗ). Аби виправити ці спотворення, ми пропонуємо алгоритм багатопоглядової обробки з вбудованою геометричною корекцією, який працює у часовому просторі та призначений для РСА бічного огляду. У цьому алгоритмі азимутальні опорні функції та криві міграції формуються таким чином, щоб отримувати РЛЗ одразу на прямокутній сітці в площині землі. Запропонований метод було успішно випробувано з використанням РСА сантиметрового діапазону довжин хвиль, встановленому на легкому літаку

Cost-Effective Airborne SAR

A Ku-band airborne SAR, which is a cost effective system in terms of the development and exploitation costs, has been recently developed and tested at the Institute of Radio Astronomy of the National Academy of Sciences of Ukraine. The SAR system is capable of producing real-time, high-resolution images, and it can be effectively operated from light weight aircrafts. The system benefits essentially from the introduction of a novel algorithm of a real-time estimation of the aircraft orientation angles, which is based on the analysis of backscattered signals. This paper describes the principles of the SAR operation, the setup of the SAR system, its main components, and the signal processing technique used. The results obtained during flight tests are summarized as well.Самолетный радиолокатор Ku-диапазона с синтезированной апертурой (РСА), разработанный и прошедший испытания в Радиоастрономическом институте НАН Украины, является недорогой эффективной системой с точки зрения ее разработки и эксплуатации. Данный РСА может быть установлен на легкомоторном самолете и позволяет получать радиолокационные изображения с высоким разрешением в реальном масштабе времени. Важным достоинством системы является реализация оригинального алгоритма определения углов ориентации самолета в реальном времени, основанного на анализе отраженных от земли сигналов. В статье описаны принципы действия разработанного РСА, устройство и основные компоненты системы, алгоритмы обработки сигналов, а также приведены результаты экспериментальных полетов с использованием системы РСА