Apunte Automático Antena
Principal de JICAMARCA
Ing. Ramiro Yanque Robles
Radio Observatorio de Jicamarca
Contenido
• Introducción
• Objetivos
• Descripción General
• Unidad RF
• Unidad de Control
• Resultados
Introducción (1/2)
Antena del Radio Observatorio de Jicamarca • Dos arreglos superpuestos en ángulo
recto, conformados por dipolos de media longitud de onda
• La antena esta dividida en cuartos, cada cuarto se divide en 16 módulos, cada
módulo esta conformado por 144 dipolos por cada polarización (antena UP y antena
Introducción (2/2)
Antena del Radio Observatorio de Jicamarca • La potencia pico RF con que se opera en
JICAMARCA es de 2 MW por cada polarización.
• La dirección de apunte del haz de antena se controla enfasando la señal de RF que llega a cada módulo (cambiando la longitud del cable de alimentación RF).
Objetivos
El objetivo del proyecto es construir un
dispositivo electrónico que permita el cambio de la dirección de apunte del haz principal de la antena de radar, controlada en forma remota desde una PC, con un tiempo de respuesta
menor a un IPP (alrededor de dos milisegundos).
Descripción General (1/2)
• El sistema propuesto consiste en activar una de cuatro longitudes diferentes de cable (2 bits)
mediante diodos pin.
• El sistema se ha dividido en las siguientes partes:
1. Unidad de conmutación R.F. Permite activar
una de las cuatro longitudes de cable mediante el empleo de diodos pin.
2. Unidad de control Compuesto por las
unidades de control modular, intermedio y central. Las cuales controlan las unidades de conmutación desde un equipo remoto.
Descripción General (2/2)
C C C C c CConsola de Gestión Central
C C FIBRA OPTICA CABLE STP CONTROL INTERMEDIO CONTROL CENTRAL UNIDAD DE CONMUTACION RF CONTROL MODULAR
Unidad de Conmutación RF (1/4)
Compuesto por:
• Cables RG 217/U
• Diodos pin MA4PK3001
• Circuito de control de diodos pin
• Fuentes de polarización de diodo pin • Piezas mecánicas de interconexión
Unidad de Conmutación RF (2/4)
Diagrama Esquemático de la Unidad de Conmutación RF para una Polarización λ_ 4 λ4_ Diodo PIN λ _ 4 λ_ 4 λ_ 4 λ _ 4 λ _ 4 λ_ 2 1 2 4 λ_ 4 λ_4 3 λ _ 4 λ_ 4 Balun de la Antena Tubo de Aluminio de 6 " CT L 0.02 uF Z-50 Condensador de Paso Señal de Control Línea de Transmisión RG 17 A/U Conector LC (RG 17
A/U) Conector LC (RG17 A/U)
Circuito de Control de Diodo Pin 750 V -5 V Sistema Control Modular Señales de Monitoreo Señales de Control 1 2 Circuito de Control de Diodo Pin Sistema Control Modular Señales de Monitoreo Señales de Control 3 4 750 V -5 V Diodo PIN Diodo PIN Diodo PIN
Unidad de Conmutación RF (3/4)
Unidad de Control (1/4)
Descripción:
• Para transmitir la configuración que cada modulo debe tener, para una posición de apunte de antena, se transfiere la misma información (7 bits) a todos las unidades de control modular.
• Cada control modular tiene una memoria interna, la cual para cada posición de apunte, indica la
salida que se debe enviar a las unidades de conmutación RF respectivas.
Unidad de Control (2/4)
Control Modular:
• Encargada de recibir las señales para una posición de antena y enviarlas a las unidades de
conmutación RF.
• Esta basado en dispositivos PIC.
• Posee una memoria pequeña alrededor de 4 Kbits • Posee sistemas de monitoreo de fallas.
• Posee salida RS-232 y/o RS-485 • Posee entrada paralela de 7 bits
Unidad de Control (3/4)
Unidad de Control Intermedio
• Encargado de monitorear y programar 16 unidades de control modular. Transferir las fallas a la Unidad de Control Central
• Basado en los dispositivos PC-104 • Posee salida ethernet
Unidad de Control (4/4)
Unidad de Control Central
• Compuesta por la PC y la unidad de comunicaciones.
• Mediante el empleo de un programa permite monitorear, programar las diferentes
unidades de control de acuerdo a las necesidades del usuario.
• Posee un software bastante flexible y amigable
Resultados (1/2)
Coeficiente VSWR para cada camino RF
VSWR Para Prototipo 2 Bits
1.000 1.050 1.100 1.150 1.200 1.250 1.300 1.350 1.400 1.450 1.500 46 47 48 49 50 51 52 53 54 Frecuencia Mhz VSWR 4m. + 2m. 4m. + 3m. 2m. + 2m. 2m. + 3m.
Resultados (2/2)
La Figura muestra el
ensayo con MST (25 KW) de un bit de la unidad de conmutación RF con el circuito de control Diodo Pin (400 V)
Como se puede apreciar hay un retardo de 75 us.
Conclusiones
• La unidad de conmutación RF del sistema de apunte automático de la antena principal del ROJ en base a diodos pin está en la fase final de pruebas con potencia de 45 KW.
• Se esta trabajando en mejorar la parte
mecánica de las conexiones del diodo y del cable RG-217/U
• Se iniciará la implementación de la unidad de control
