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
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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
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• 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
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Principales características
Introducción
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Ecuador
Magnético
¿Porqué en Lima?
Introducción
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Radares de dispersión incoherente
Introducción
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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
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𝜏
𝐷𝑢𝑡𝑦 𝑐𝑦𝑐𝑙𝑒 = 𝜏
𝐼𝑃𝑃
∆𝑅 = 𝑐𝜏
2
IPP y Resolución
Conceptos de Radar
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Código
Barker 5
Potencia vs. Resolución
Conceptos de Radar
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IPP IPP
Cod. Comp.
A
Cod. Comp.
B
Codificación
Conceptos de Radar
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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
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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
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Diagrama de bloques
Sistemas de Radar en el ROJ
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Controlador de Radar
Sistemas de Radar en el ROJ
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Controlador de Radar
Sistemas de Radar en el ROJ
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• Basado en
Spartan 6
• 16 canales
• Más capacidad
de memoria
• Programado
por ethernet
• Monitoreo
Controlador de Radar
Sistemas de Radar en el ROJ
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AD9854
Direct Digital Synthesizer
Sistemas de Radar en el ROJ
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• Resolución 48
bits
• Multiplicador x
4
• 2 canales
• 60 dB de
crosstalk
• Programado
por USB
Direct Digital Synthesizer
Sistemas de Radar en el ROJ
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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
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Jicamarca Acquisition Radar System (JARS)
Sistemas de Radar en el ROJ
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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
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• Sistema de
adquisición
bajo OS
Linux
• Basado en
Spartan 6
• Transferencia
por
GigaEthernet
JARS 2.0
Sistemas de Radar en el ROJ
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JARS 2.0
Sistemas de Radar en el ROJ
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JARS 2.0
Sistemas de Radar en el ROJ
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RTI de Spread F adquirido con JARS en experimento
de Imágenes
Sistema de Radar de 8
canales
Resultados
Sistemas de Radar en el ROJ
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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
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Digital Down Converter (AD6620)
Procesamiento digital de señales
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AD6620: Frequency translator
Procesamiento digital de señales
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Si solo se utilizara Coseno
Objeto que se acerca Objeto que se aleja
AD6620: Frequency translator
Procesamiento digital de señales
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Se necesita Seno y Coseno
Objeto que se acerca Objeto que se aleja
AD6620: Frequency translator
Procesamiento digital de señales
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AD6620: CIC Filter
Procesamiento digital de señales
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𝑠𝑖𝑛𝑐(𝜋𝑀𝑓) 𝑠𝑖𝑛𝑐(𝜋𝑀𝑓) 𝑠𝑖𝑛𝑐(𝜋𝑀𝑓) (𝑅𝑀)𝑁 𝑠𝑖𝑛𝑐(𝜋𝑀𝑓)
AD6620: Frequency translator
Procesamiento digital de señales
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Transformada de Fourier en Radares
Procesamiento digital de señales
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Integración Coherente
Procesamiento digital de señales
![Page 35: I+D+i en el Radio Observatorio de Jicamarca](https://reader031.fdocuments.co/reader031/viewer/2022012418/6173466f9a9f4d790a4923a9/html5/thumbnails/35.jpg)
Integración Incoherente
Procesamiento digital de señales
![Page 36: I+D+i en el Radio Observatorio de Jicamarca](https://reader031.fdocuments.co/reader031/viewer/2022012418/6173466f9a9f4d790a4923a9/html5/thumbnails/36.jpg)
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
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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: