Implementación de etapas de procesamiento digital de señales para un radar pulsado
Este trabajo implementa las etapas digitales de transmisión y recepción de un sistema de radar pulsado mono-estático mediante el uso de tecnología de arreglos de compuertas lógicas programables. En combinación con el uso de módulos comerciales que solucionan las etapas de radiofrecuencia, se convier...
Guardado en:
| Autor principal: | |
|---|---|
| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2024
|
| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1284/1/1Mallerman.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | Este trabajo implementa las etapas digitales de transmisión y recepción de un sistema de radar pulsado mono-estático mediante el uso de tecnología de arreglos de compuertas lógicas programables. En combinación con el uso de módulos comerciales que solucionan las etapas de radiofrecuencia, se convierte en una aplicación reconfigurable y adaptable a distintos requerimientos operacionales
Se desarrolla la generación y procesamiento de diversas señales en banda base, incluyendo pulsos simples, pulsos con modulación lineal de frecuencia y pulsos codificados en fase binaria. Se diseña el control lógico integral que permite la sincronización de señales en distintos dominios de relojes, un requisito tanto de la aplicación como de las limitaciones propias del hardware utilizado. El sistema ofrece la posibilidad de modificar fácilmente la frecuencia de portadora y la potencia de transmisión, así como parámetros esenciales del modo de operación del radar, como la duración del pulso, el intervalo de guarda y el período de repetición de pulso. También se estudian e incluyen módulos de procesamiento digital de señales existentes que permiten la corrección de desajustes de la frecuencia de portadora entre transmisor y receptor, la compensación de fase inicial y los desequilibrios en las ramas en fase y en cuadratura del modulador y del demodulador en cuadratura, con el objetivo de mejorar la precisión y el desempeño de las estimaciones Doppler. La etapa de recepción implementa un banco de correladores con tasas de muestreo adaptables para escenarios de compresión de pulso y sobremuestreo. El desarrollo del circuito lógico, que se sintetiza y se configura en el chip, se valida funcionalmente mediante mediciones realizadas con equipos de RF. Además, se determina la utilización de recursos que ocupa.
Adicionalmente, se estudian e implementan estrategias para estimar los momentos espectrales sobre datos adquiridos por radares meteorológicos. Las estrategias utilizadas operan sobre las muestras complejas de los ecos en rango, obtenidas a una frecuencia mayor que el ancho de banda del pulso transmitido, conocido como sobremuestreo. En conjunto con la aplicación de una transformación lineal, denominada de blanqueo, permiten descorrelacionar la señal sobremuestreada para cada celda de rango. Asimismo, se realiza un estudio del desempeño de las métricas raíz del error cuadrático medio y varianza de las estimaciones, a partir de las estrategias que utilizan los datos sobremuestrados, resultando en una mejora significativa cuando existe una buena relación señal a ruido. Estas técnicas se aplican a datos reales adquiridos por radares meteorológicos nacionales de la serie RMA, y se extiende su aplicación para incluir objetivos puntuales en un experimento simple con el sistema desarrollado, con el fin de analizar el desempeño y validar la implementación del sistema, mediante la obtención de los momentos espectrales: potencia, velocidad Doppler y ancho espectral. |
|---|