L-band radiometer for a flexible microwave radiometer payload

Design and implementation of an L-band radiometer at 1.43 GHz, based on a low-cost software defined radio (SDR) with radio-frequency interference detection and mitigation capabilities.Nowadays the aerospace industry is doing its next step to a new generation of satellites, simplest, smaller and cheaper. The CubeSats are small satellites formed by cube units of 10x10x10 cm3 and are usually designed to carry devices that have to be tested on space or even scientific payloads. The NanoSat Lab of the UPC works on these new space platforms. They have developed the 3Cat-1, which it is ready to be launched, and the 3Cat-2, which was already launched. The future projects of this laboratory are the 3Cat-3, in collaboration with the Cartographic and Geologic Institute of Catalonia (ICGC), and the 3Cat-4, the satellite that will carry the payload designed on this thesis. The 3Cat-4 was born when it comes a call from Fly Your Satellite program from the ESA. This educational program intends to promote the development of CubeSats on the universities, so it selects six universities and it makes the mentoring of the project and also proportionate the launcher. This thesis intends to design the scientific payload of the 3Cat-4, which will carry two applications of remote sensing and one Automatic Identification System (AIS). The remote sensing applications are a GNSS-Receiver and an L-Band Radiometer. The L-Band Radiometer has the heritage of the work developed on Engineering Advanced Project course (PAE) where the investigations about the implementation of a radiometer on a small platform using a low cost receiver, the RTL-SDR. Overall, although the main topic of the thesis is the radiometry, the project will be specially focused on the developing of the three experiments integrated on the same payload.Actualmente la industria aeroespacial está dando el próximo paso hacia una generación de satélites más sencillos, más pequeños y más baratos. Los CubeSats son pequeños satélites formados por unidades cúbicas de 10x10x10 cm3, y normalmente están diseñados para llevar aparatos que tiene que ser testeados en el espacio o incluso cargas útiles científicas. En el NanoSat Lab de la UPC se trabaja en este nuevo tipo de plataformas espaciales. Han desarrollado el 3Cat-1, que ya está listo para ser enviado al espacio, y el 3Cat-2, que ya se envió al espació. Los próximos proyectos que se llevaran a cabo són el 3Cat-3, en colaboración con el Instituto Cartográfico y Geológico de Catalunya (ICGC), y el 3Cat-4, el satélite que llevará la carga útil diseñada en este trabajo. El 3Cat-4 nació cuando llegó la propuesta del programa Fly Your Satellite de la ESA. Este programa educativo tiene como objetico promover el desarrollo de CubeSats a las universidades, por ese motivo seleccionan a seis participantes y los guía durante el proceso además de proporcional el lanzador. Este trabajo tiene como objetico diseñar la carga útil del 3Cat-4, la cual llevará dos aplicaciones de teledetección y un Sistema de Identificación Automático (AIS). Las aplicaciones de teledetección son un receptor GNSS y un radiómetro en banda L. El radiómetro hereda el trabajo realizado durante el curso de Proyecto Avanzado de Ingeniería (PAE), en el que se llevaron a cabo investigaciones sobre la implementación de un radiómetro en una plataforma pequeña y de bajo coste, el RTL-SDR. En general, aún que el tópico principal de este trabajo sea la radiometría, el proyecto estará especialmente enfocado en el desarrollo de los tres experimentos integrados en la misma carga útil.Actualment la indústria aeroespacial està donant el seu proper pas cap a una generació de satèl·lits més senzills, més petits i més barats. Els CubeSats són petits satèl·lits formats per unitats cúbiques de 10x10x10 cm3, i normalment estan dissenyats per dur aparells que han de ser testejats al espai o inclús càrregues útils científiques. Al NanoSat Lab de la UPC es treballa en aquest nou tipus de plataformes espacials. Han desenvolupat el 3Cat-1, que ja està llest per enviar al espai, i el 3Cat-2, que ja es va enviar al espai. Els pròxims projectes que es duran a terme són el 3Cat-3, en col·laboració amb l?Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya (ICGC), i el 3Cat-4, el satèl·lit que portarà la càrrega útil dissenyada en aquest treball. El 3Cat-4 va néixer quan va arribar la proposta del programa Fly Your Satellite de la ESA. Aquest programa educatiu té com a objectiu promoure el desenvolupament de CubeSats a les universitats, per això selecciona a sis participants i els guia durant el procés i a més proporciona el llançador. Aquest treball té com a objectiu dissenyar la càrrega útil del 3Cat-4, la qual portarà dos aplicacions de teledetecció i un Sistema d?Identificació Automàtic (AIS). Les aplicacions de teledetecció són un receptor GNSS i un radiòmetre en banda L. El radiòmetre en banda L hereta la feina feta durant el curs de Projecte Avançat d?Enginyeria (PAE), en la que es van dur a terme investigacions sobre la implementació d?un radiòmetre en una plataforma petita i de baix cost, el RTL-SDR. En general, encara que el tòpic principal d?aquest treball sigui la radiometria, el projecte estarà especialment centrat en el desenvolupament dels tres experiments integrats a la mateixa càrrega útil