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Distributed UAV-SAR: A Distributed Drone-Based Synthetic Aperture Radar System for the Investigation and Demonstration of Novel Applications, Imaging Algorithms and Future Spaceborne Radar Concepts
No full textIn the paper DLR's distributed drone-based synthetic aperture radar (SAR) system Distributed UAV-SAR is introduced and technical details and challenges are discussed. The system consists of several octocopters, each equipped with a multi-channel and reconfigurable software defined SAR sensor and an accurate custom build localization unit with integrated radar synchronization capabilities. For joint radar data acquisition the octocopters need to fly safely in closed formation with pre-defined and controlled 3D distances. The radars, which are operated jointly and simultaneously, must be synchronized to ensure coherent radar data acquisitions. This is a basic requirement for obtaining high-quality and high-resolution multi-static radar images with low phase errors and disturbances. The Distributed UAV-SAR system is currently under development and will be fully operational in 2026. It will be used for the investigation and demonstration of novel radar applications, radar imaging algorithms and future spaceborne radar concepts
A nonstandard numerical scheme for a novel SECIR integro-differential equation-based model allowing nonexponentially distributed stay times
No full textOrdinary differential equations (ODE) are a popular tool to model the spread of infectious diseases, yet they implicitly assume an exponential distribution to describe the flow from one infection state to another. However, scientific experience yields more plausible distributions where the likelihood of disease progression or recovery changes accordingly with the duration spent in a particular state of the disease. Furthermore, transmission dynamics depend heavily on the infectiousness of individuals. The corresponding nonlinear variation with the time individuals have already spent in an infectious state requires more realistic models. The previously mentioned items are particularly crucial when modeling dynamics at change points such as the implementation of nonpharmaceutical interventions. In order to capture these aspects and to enhance the accuracy of simulations, integro-differential equations (IDE) can be used.
In this paper, we propose a generalized model based on integro-differential equations with eight infection states. The model allows for variable stay time distributions and generalizes the concept of ODE-based models as well as IDE-based age-of-infection models. In this, we include particular infection states for severe and critical cases to allow for surveillance of the clinical sector, avoiding bottlenecks and overloads in critical epidemic situations.
On the other hand, a drawback of IDE-based models is that standard numerical solvers for ODE systems cannot be applied and tailored schemes might be needed. We will extend a recently introduced nonstandard numerical scheme to solve a simpler IDE-based model. This scheme is adapted to our more advanced model and we prove important mathematical and biological properties for the numerical solution. Furthermore, we validate our approach numerically by demonstrating the convergence rate. Eventually, we also show that our novel model is intrinsically capable of better assessing disease dynamics upon the introduction of nonpharmaceutical interventions
IoSiS-NG – Zukunftsweisende abbildende Radartechnologie für die Weltraumsicherheit: aktuelle und zukünftige Entwicklungen
No full textAngesichts der extrem zunehmenden Zahl von Weltraumobjekten wird eine umfassende und qualitativ hochwertige Weltraumüberwachung immer wichtiger. Radar ist eine leistungsfähige und dafür bestens geeignet Technologie, die neben der Erkennung und Verfolgung von Objekten auch räumlich hochauflösende Bilder unabhängig von Tageslicht und den meisten Wetterbedingungen ermöglicht. In Verbindung mit der invers angewandten Technik des Radars mit synthetischer Apertur (ISAR – Inverse Synthetic Aperture Radar) können heute schon sehr hochauflösende und entfernungsunabhängige zweidimensionale Bilder gewonnen werden. Moderne und damit deutlich weiterentwickelte Radarabbildung von Weltraumobjekten ist jedoch eine komplexe und anspruchsvolle Aufgabe, die viele technologische und signalverarbeitende Fragen berührt. Daher hat das Institut für Hochfrequenztechnik und Radartechnik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) neben theoretischen Arbeiten ein experimentelles Radarsystem mit der Bezeichnung IoSiS (Imaging of Satellites in Space) für die Grundlagenforschung zu neuen Konzepten zur Erfassung von hochauflösenden Radarbildprodukten von Objekten in einer niedrigen Erdumlaufbahn (LEO) entwickelt und aufgebaut. Auf der Grundlage der Pulsradartechnologie, die eine präzise Kalibrierung und Fehlerkorrektur ermöglicht, hat IoSiS bereits Weltraumobjekte mit einer räumlichen Auflösung im Zentimeterbereich abgebildet, was in der öffentlichen Wahrnehmung und in der zugänglichen Literatur neuartig ist. Zudem hat sich das DLR dem Forschungsgebiet „Responsive Space“ verschrieben, was sich intensiv mit Fragen der kurzfristigen Reaktion auf den Ausfall von Weltraumsystemen auseinandersetzt. Eine essentielle Komponente dabei ist eine leistungsstarke Radarsensorik, die z.B. vom Erdboden aus eine hochgenaue Charakterisierung des mechanischen Zustands von Weltraumobjekten ermöglicht, sowie Informationen über Art und Verhalten von unbekannten und ggf. bedrohlichen Objekten im Orbit liefern kann.
Das DLR-Radarsystem IoSiS ist ein erster Meilenstein zur Erfüllung dieser Aufgabe, mittels dem die Erforschung und Entwicklung moderner und zukunftsweisender Monitoring-Konzepte auch experimentell unterstützt wird. Ein in der jüngeren Vergangenheit dazu ausgearbeitetes Konzept erlaubt z.B. die echt dreidimensionale als auch multi-statische Abbildung von Objekten, neben einer Vielzahl weiterer Vorzüge. Das System IoSiS sowie eindrucksvolle Messergebnisse und Simulationen zu zukünftigen Fähigkeiten werden präsentiert und diskutiert
Generation of Very Accurate Digital Elevation Models from Ultra-Wideband Drone-Borne Synthetic Aperture Radar Data
No full textVorrichtung zur Mehrphaseneinspritzung von Wasserstoffperoxid in einem Raketentriebwerk und Raketentriebwerke
No full textDer Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des unabhängigen Patentanspruchs 1 und ein Raketentriebwerk mit einer solchen Vorrichtung
aufzuzeigen, die für ein Einspritzen maximaler Mengen an Wasserstoffperoxid unter Umgehung
des Katalysatorbetts, d. h. in flüssigem Zustand, besonders gut geeignet sind, um das Katalysatorbett vor Abnutzung zu schützen
