I+D+i en el Radio Observatorio de Jicamarca

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


Controlador de Radar


• Basado en

Spartan 6

• 16 canales

• Más capacidad

de memoria

• Programado

por ethernet

• Monitoreo

Controlador de Radar


AD9854

Direct Digital Synthesizer


• Resolución 48

bits

• Multiplicador x

4

• 2 canales

• 60 dB de

crosstalk

• Programado

por USB

Direct Digital Synthesizer


ADC

• 14 bits

• 500ps aperture delay

DDC

• 32 bits NCO

• 2 CIC and 1 FIR

Jicamarca Acquisition Radar System (JARS)


Jicamarca Acquisition Radar System (JARS)


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


• Sistema de

adquisición

bajo OS

Linux

• Basado en

Spartan 6

• Transferencia

por

GigaEthernet

JARS 2.0


JARS 2.0


RTI de Spread F adquirido con JARS en experimento

de Imágenes

Sistema de Radar de 8

canales

Resultados


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)


AD6620: Frequency translator


Si solo se utilizara Coseno

Objeto que se acerca Objeto que se aleja



Se necesita Seno y Coseno

Objeto que se acerca Objeto que se aleja



AD6620: CIC Filter


𝑠𝑖𝑛𝑐(𝜋𝑀𝑓) 𝑠𝑖𝑛𝑐(𝜋𝑀𝑓) 𝑠𝑖𝑛𝑐(𝜋𝑀𝑓) (𝑅𝑀)𝑁 𝑠𝑖𝑛𝑐(𝜋𝑀𝑓)



Transformada de Fourier en Radares


Integración Coherente


Integración Incoherente


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:

[email protected]

mailto:[email protected]

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