Multiprocesamiento de señales de radio, una implementación para la DSA 3.

Esta tesis contiene los resultados obtenidos en investigaciones llevadas a cabo en el Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (ITeDA) utilizando la tercer Antena de Espacio Profundo (Deep Space Antenna 3 o DSA 3) de la Agencia Espacial Europea (European Space Agency o ESA), durant...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Cancio Montbrun, Ángel Alberto
Otros Autores: García, Beatriz
Formato: Tesis doctoral acceptedVersion
Lenguaje:Español
Publicado: Escuela de Posgrado - UTN FRBA 2022
Materias:
DSA3
Deep Space Antenna
Multiprocesamiento
GPU
Multiprocessing
Radioastronomía
Radio astronomy
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/20.500.12272/6223
Aporte de:
RIA - Repositorio Institucional Abierto (UTN) de Universidad Tecnológica Nacional
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description Esta tesis contiene los resultados obtenidos en investigaciones llevadas a cabo en el Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (ITeDA) utilizando la tercer Antena de Espacio Profundo (Deep Space Antenna 3 o DSA 3) de la Agencia Espacial Europea (European Space Agency o ESA), durante el período comprendido entre 2012 y 2017, bajo la dirección de la Dra. Beatriz García y la co-dirección del Dr. Manuel Platino. Esta tesis requirió de datos observacionales que debieron ser solicitados de manera formal a ESA. A principios de 2016 y durante 2017 se realizaron las observaciones para adquirir los datos necesarios para el desarrollo de la propuesta de trabajo. En el marco del desarrollo de la tesis doctoral, los logros corresponden al análisis de datos observacionales provenientes de la estación terrestre DSA 3 instalada en Mendoza, correspondientes a la emisión en banda X de 8.4 GHz de 3 fuentes astronómicas previamente seleccionadas por tratarse de “calibradoras”. Este análisis de datos está relacionado con el software desarrollado, herramienta que es el núcleo de esta tesis, y que debe aplicarse a las distintas configuraciones disponibles de la antena, para transformar los datos crudos a datos de interés científico. Cabe mencionar que tanto la DSA 3 como sus antenas semejantes (existen otras dos antenas, una en España y otra en Australia) no han sido utilizadas como radiotelescopios de reflector único. Las dificultades que se presentaron durante el desarrollo del trabajo corresponden con la elevada curva de aprendizaje de uso de la DSA 3, la descripción de sus características, así como también qué parámetros deben activarse o desactivarse, qué modo de adquisición y qué estructura de datos se debe utilizar. Así mismo una dificultad crítica presentada fue la necesidad del desarrollo de un intérprete de los datos crudos de la antena, un trabajo intensivo que se pensaba ya resuelto al momento de redactar y presentar el plan de trabajo original. Para poder llevar a cabo el objetivo final planteado primeramente (el estudio de RRATs), fue necesario comenzar el trabajo de tesis en un desarrollo de mucho más bajo nivel, y dejar el estudio de objetos específicos para trabajos futuros. Algunas modificaciones al plan de trabajo planteado debieron ser realizadas, debido a que la antena no posee equipamiento de recepción en Banda L como se esperaba; solo se puede trabajar en banda X y Ka; , siendo necesario el desarrollo de Software de procesamiento (intérprete o traductor de formato) para poder realizar estudios astronómicos como la de dispersión de señales, propuesta original del plan de trabajo. A pesar de haber tenido que modificar levemente el abordaje del problema, lo que no implica un cambio en el uso de tecnologías propuesto, debemos reconocer que la tarea desarrollada durante el periodo de investigación ha representado un aprendizaje mutuo, tanto de quien suscribe, como de los responsables y operadores de la DSA 3. Resumiendo, esta tesis explora el uso de la DSA 3 como instrumento para realizar observaciones de fuentes astronómicas en radiofrecuencia. En el trabajo se detallan las características de la estación terrestre DSA 3, también se evalúa el uso del equipamiento existente en la estación terrestre para realizar la adquisición de la señal de radio proveniente de una fuente astronómica y se evalúa la necesidad de equipamiento adicional y cuáles serían sus características. La tesis describe el método observacional necesario para utilizar la DSA 3 como radiotelescopio de plato único y se detalla el desarrollo del software necesario para adaptar, procesar y convertir los datos obtenidos por la DSA 3 a un producto que sea de utilidad para la comunidad científica. El uso de piezas y plataformas de soluciones comerciales ayudó a reducir el costo y la necesidad de un diseño de hardware personalizado. Los logros alcanzados respecto de la comprensión de los datos, su reducción y manejo con fines científicos, nos permiten pensar que habiendo obtenidos datos de flujo de las fuentes observadas que se corresponden con los datos publicados en la bibliografía, se está en condiciones de ofrecer esta antena para su uso radioastronómico. Es importante destacar que Argentina también puede realizar trabajo científico con la antena de monitoreo para naves espaciales, producida por China e instalada en Neuquén, que presenta las mismas características técnicas y de adquisición que DSA 3, por lo tanto este desarrollo podrá ser adaptado y aplicado más allá del objetivo inicial planteado. Este trabajo es el primer paso para el uso de las antenas de telecomunicaciones instaladas en Argentina con fines radioastronómicos.

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