ISBN 978-3-8439-3557-9

978-3-8439-3557-9, Reihe Elektrotechnik

Julian Adametz
Polarimetrische Dekompositionsverfahren für bildgebende Nahbereichsradarsysteme

302 Seiten, Dissertation Universität Erlangen-Nürnberg (2018), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Im Rahmen dieser Dissertation werden erstmalig polarimetrische Dekompositionsverfahren aus der Erd-Fernerkundung für hochauflösende Nahbereichsradaranwendungen optimiert und erfolgreich an typischen Szenarien getestet.

Vor der Optimierung der Dekompositionsansätze werden zunächst die in Bezug auf die Radarbildgebung in der Fernerkundung und im Nahbereich inhärenten Unterschiede herausgearbeitet. In diesem Zusammenhang sind insbesondere die grundlegend voneinander verschiedenen Konfigurationen der Antennenarrays (mono-/multistatisch) zu nennen. Es zeigt sich, dass in den beiden Fällen verschiedene Streuvorgänge bezüglich des jeweiligen Empfangssignals relevant sind. Wird dieses Phänomen nicht adäquat berücksichtigt, liefern die Dekompositionsverfahren nicht zufriedenstellende Ergebnisse.

Zur Charakterisierung der Streu- beziehungsweise Reflexionseigenschaften von verschiedenen Gefahrobjekten, welche hinsichtlich des angestrebten Anwendungsszenarios in der Sicherheitstechnik relevant sind, wurde eine neuartige, bistatische Hemisphären-Messeinheit erarbeitet. Ihr Entwurf wird in der Dissertationsschrift im Detail vorgestellt. Die Messeinheit ermöglicht die Erfassung des Streuverhaltens von Testobjekten im Nahbereich über große Ein- und Ausfallswinkelbereiche mit höchster Polarisationsreinheit. Auf Grundlage der gewonnenen Ergebnisse und Erkenntnisse wird ein modellbasiertes Dekompositionsverfahren durch Einbringung von streuprozessspezifischen Gewichtungsfaktoren für die Anwendung im Nahbereich optimiert. Eine weitere Verbesserung des Verfahrens wird durch die im Rahmen der Dissertation herausgearbeitete, modifizierte Deorientierung erreicht. Das optimierte Dekompositionsverfahren liefert bei Nahbereichsszenarien gegenüber der klassischen Variante stark verbesserte Ergebnisse.

Weiterer Gegenstand intensiver Untersuchungen ist die H-alpha-Dekomposition, sowie der Einfluss von Radarparametern, wie z. B. der konkreten Abbildungskonfiguration und der zur Verfügung stehenden Bandbreite.

Die Ergebnisse von umfangreichen Messkampagnen an realitätsnahen Szenarien verifizieren die erforschten Konzepte und runden die Dissertationsschrift ab.