I+D+i en el Radio Observatorio de Jicamarca
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I+D+i en el Radio Observatorio de Jicamarca
Marcos Inoñán Morán
Radio Observatorio de Jicamarca
1. Introducción
2. Conceptos de Radar
3. Sistema de Radar del ROJ
4. Procesamiento Digital de señales
5. Programa de prácticas de estudiantes para el ROJ
Outline
I+D+i en el Radio Observatorio de Jicamarca
• 18,432 dipolos
• Área: 85,000 m2
• Ubicado a 20 Km de
Lima
• Trabaja a una
frecuencia de 49.92
MHz
• Potencia de 6MW
(4 Tx de 1.5 MW c/u)
Principales características
Introducción
Principales características
Introducción
Ecuador
Magnético
¿Porqué en Lima?
Introducción
Radares de dispersión incoherente
Introducción
Señal transmitida 𝑐𝑜𝑠 2𝜋𝑓0𝑡
Señal recibida 𝑐𝑜𝑠 2𝜋𝑓0 𝑡 +
2𝑅
𝑐 …(1)
Rango 𝑅 =𝑐 ∆𝑡
2
Asumimos 𝑅 = 𝑅0 + 𝑣𝑡 …(2)
𝑐𝑜𝑠 2𝜋 𝑓0 + 𝑓0
2𝑣
𝑐𝑡 +
2𝑅0
𝑐 Operando (2) en (1)
𝑓𝑑 = −2𝑓0𝑣
𝑐=−2
𝑣
𝜆0
−𝑓𝑑 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡
𝑣 = −𝜆0𝑓𝑑/2
Rango y Frecuencia Doppler
Conceptos de Radar
𝜏
𝐷𝑢𝑡𝑦 𝑐𝑦𝑐𝑙𝑒 = 𝜏
𝐼𝑃𝑃
∆𝑅 = 𝑐𝜏
2
IPP y Resolución
Conceptos de Radar
Código
Barker 5
Potencia vs. Resolución
Conceptos de Radar
IPP IPP
Cod. Comp.
A
Cod. Comp.
B
Codificación
Conceptos de Radar
11
10
Cod.
Comp. A
Cod.
Comp. B
Codigo
Comp
2bits
11 10
11 01
Codigo
Comp
4bits
1110 1101
1110 0010
Codigo
Comp
8bits
Método
Formal
Método
práctico
Codificación
Conceptos de Radar
Sintetizador
Digital
Controlador
de Radar TXA
RX
RF
SAMPLING
`
DATA
ADQUISICION Y
PROCESAMIENTO
T/RTRANSMISOR
ARREGLO DE
ANTENAS
MODULO
JARS
Pre
Amplificadores
SISTEMA DE
ADQUISICIÓN
Diagrama de bloques
Sistemas de Radar en el ROJ
Diagrama de bloques
Sistemas de Radar en el ROJ
Controlador de Radar
Sistemas de Radar en el ROJ
Controlador de Radar
Sistemas de Radar en el ROJ
• Basado en
Spartan 6
• 16 canales
• Más capacidad
de memoria
• Programado
por ethernet
• Monitoreo
Controlador de Radar
Sistemas de Radar en el ROJ
AD9854
Direct Digital Synthesizer
Sistemas de Radar en el ROJ
• Resolución 48
bits
• Multiplicador x
4
• 2 canales
• 60 dB de
crosstalk
• Programado
por USB
Direct Digital Synthesizer
Sistemas de Radar en el ROJ
ADC
• 14 bits
• 500ps aperture delay
DDC
• 32 bits NCO
• 2 CIC and 1 FIR
Jicamarca Acquisition Radar System (JARS)
Sistemas de Radar en el ROJ
Jicamarca Acquisition Radar System (JARS)
Sistemas de Radar en el ROJ
Number of ADC 8
ADC’s resolution 14 bits
Dynamic range 80 dB
Maximum input signal
level 1.41 Vpp @ 50 ohm
Maximum rate transfer
per channel 1 MHz
Decimation range 4 to 16384
Size 19’’ x 7’’ x 13’’
Interface with PC NIDAQ 653X
Acquisition mode Burst or continuous
JARS highlights
Sistemas de Radar en el ROJ
• Sistema de
adquisición
bajo OS
Linux
• Basado en
Spartan 6
• Transferencia
por
GigaEthernet
JARS 2.0
Sistemas de Radar en el ROJ
JARS 2.0
Sistemas de Radar en el ROJ
JARS 2.0
Sistemas de Radar en el ROJ
RTI de Spread F adquirido con JARS en experimento
de Imágenes
Sistema de Radar de 8
canales
Resultados
Sistemas de Radar en el ROJ
Match Filter
Procesamiento digital de señales
: max S
h tn
Ph t
P
2 21 2
2 2
o o
o o
j ft j ft j ft
j f t t j f t t
o
h t KS f e KS f e e df
K S f e df K S f e df Ks t t
Digital Down Converter (AD6620)
Procesamiento digital de señales
AD6620: Frequency translator
Procesamiento digital de señales
Si solo se utilizara Coseno
Objeto que se acerca Objeto que se aleja
AD6620: Frequency translator
Procesamiento digital de señales
Se necesita Seno y Coseno
Objeto que se acerca Objeto que se aleja
AD6620: Frequency translator
Procesamiento digital de señales
AD6620: CIC Filter
Procesamiento digital de señales
𝑠𝑖𝑛𝑐(𝜋𝑀𝑓) 𝑠𝑖𝑛𝑐(𝜋𝑀𝑓) 𝑠𝑖𝑛𝑐(𝜋𝑀𝑓) (𝑅𝑀)𝑁 𝑠𝑖𝑛𝑐(𝜋𝑀𝑓)
AD6620: Frequency translator
Procesamiento digital de señales
Transformada de Fourier en Radares
Procesamiento digital de señales
Integración Coherente
Procesamiento digital de señales
Integración Incoherente
Procesamiento digital de señales
Proyectos a desarrollar
Programa de Prácticas del ROJ
• Sistemas de adquisición en sistemas embebidos
• Procesamiento de señales en FPGA
• Desarrollador de simuladores de Radar
• Configuración de sistemas de Radar a través de la Web
• Transferencia de datos a través de InfiniBand
• Programación en paralelo para Procesamiento y Clusters
Python
Prácticas 2014
Programa de Prácticas del ROJ
• Dirigido a Jóvenes de ciclo 7º, 8º y 9º de las Escuelas Electrónica, Sistemas, Computación, Matemática y Física.
• Desarrollar proyectos en Ingeniería y Ciencias en el ROJ
• Duración: 2 meses y medio: Enero - Marzo 2014
• Inicio de Convocatoria: Noviembre 2013
• Entrevistas: Diciembre 2013
• Contacto: