Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- en:aras [2014/06/06 21:21] – created kaklik
+++ en:aras [Unknown date] (current) – external edit (Unknown date) 127.0.0.1
@@ Line 1: / Line 1: @@
-FIXME **This page is not fully translated, yet. Please help completing the translation.**\\ //(remove this paragraph once the translation is finished)//
+====== Advanced radio-astronomical station ARAS01A ======
-====== Pokročilá radioastronomická stanice ARAS01A ======
+A station using a signal from antennae array that further processes it by digital algorithms.
-Stanice využívající příjmu z pole více antén. Takto získaný signál je pak dále zpracováván digitálními algoritmy.
+===== Antennae array =====
-===== Anténní systém =====
+==== Types of antennae ====
-==== Typ antén ====
+Previous experiments with [[en:bras|BRAS01A]] station showed, that the most advantageous antenna construction for small systems is a horizontally positioned loop antenna. The reasons are that it is less susceptible to receive interferences caused by electrostatic charge and it has slightly greater gain compared to inverted-V dipole. It’s disadvantage is worse polarisation selectivity.
-Z předchozích experimentů se stanicí [[cs:bras|BRAS01A]] vyplývá, že pro malé systémy je nejvýhodnější konstrukce antény horizontálně umístěná anténní smyčka. Z důvodu, že je méně náchylná k příjmu rušení elektrostatickými náboji. Má mírně větší zisk oproti inverted-V dipólu. Její nevýhodou je zhoršení polarizační selektivity.
+==== Impedance matching and symetrisation ====
-==== Impedanční přizpůsobení a symetrizace ====
+In case of using [[http://en.wikipedia.org/wiki/Loop_antenna|Loop antenna]] with a characteristic impedance of approximately 100 Ohm, the impedance matching can be realised by a 2:1 transformer, which transforms the antenna impedance to 50 Ohm.
-V případě použití [[http://en.wikipedia.org/wiki/Loop_antenna|smyčkové antény]] o charakteristické impedanci přibližně 100 Ohm. Tak lze impedanční přizpůsobení realizovat transformátorem 2:1, který impedanci antény přetransformuje na 50 Ohm.
+==== Construction of antennae array ====
-==== Konstrukce anténního systému ====
+It should be possible to lay out the horizontal loop above the ground using four non-conductive columns. Power supply for the loop can be brought by means of one of the columns - the impedance transformer to 50 Ohm will be directly on the loop. The signal will be further transferred by a short coaxial cable to [[en:bp|BP01A]] filter, positioned on a column and then to a preamplifier, consisting of [[en:gb|GB01A]] module. From that point on, the SMA connector can be reduced to a better quality coaxial cable with a larger diameter, which can lead the signal to the receiver. There can be another selective filter and amplifier at the receiver.
-Vodorovnou smyčku by mělo být možné natáhnout nad zemí na čtyřech nevodivých sloupcích. Napájení smyčky by mohlo být realizováno na jednom sloupku, tak že přímo na smyčce bude impedanční transformátor na 50 Ohm. Dále bude signál sveden krátkým koaxiálním kabelem do filtru [[cs:bp|BP01A]] umístěného na sloupku a dále do předzesilovače tvořeného modulem [[cs:gb|GB01A]]. Dále již může být SMA konektor zredukován na kvalitnější koaxiální kabel o větším průměru vedoucím až k přijímači. U přijímače může být další selektivní filtr a zesilovač.
+===== Receiver and signal processing =====
-===== Přijímač a zpracování signálu =====
-Přijímačem
+===== Data processing software for station =====
-===== Software pro zpracování dat na stanici =====
+The aims of software processing:
-Cíle softwarového zpracování:
+  * Acquiring the raw record for later offline processing
+  * Detection of interesting radioastronomical events
+  * Data flow reduction - decreasing the amount of data saved for their further processing
-  * Získání surového záznamu pro pozdější offline zpracování
+Software implementation includes two tasks:
-  * Detekce zajímavych radioastronomických událostí
+One is the realisation of DMA controller for FPGA that will enable data transfer from FPGA to computer’s memory and their further processing.
-  * Redukce toku dat - zmenšit množství ukládaných dat pro jejich následné zpracování.
+Second is the realisation of PC’s driver, which would make it possible to reconstruct the former RF signal from data transferred to DMA for their further processing by parent applications (e.g. [[https://github.com/MLAB-project/radio-observer|Radio-Observer]]).
-Softwarová implementace zahrnuje dva úkoly jedním je realizace řadiče DMA  na FPGA, který umožní přenos dat z FPGA do paměti počítače a jejich další zpracování.
+A general problem of this construction will be a need for massive reduction of data flow - this problem can be however resolved in a later application phase. Necessary computing power can be obtained either by changing the FPGA scheme that will preprocess the signal (e.g. filtration, decimation, demodulation) or by using PC’s GPU that can process parallel operations such as getting information about correlation of individual channels.
-Druhým problémem je realizace driveru na straně PC, který umožní rekonstrukci původního RF signálu z dat přenesených do DMA pro jejich další zpracování nadřazenými aplikacemi (např. [[https://github.com/MLAB-project/radio-observer|Radio-Observer]]).
-Obecným problémem této konstrukce bude nutnost masivní redukce datového toku, která však může být řešena až v pozdější aplikační fázi. Potřebný výpočetní výkon pak může být získán jednak úpravou schéma v FPGA. které bude provádět předzpracování signálu (např, filtrace, decimace, demodulace) a dále pak například využitím GPU v PC, která může řešit paralelní operace jako například získání informací o vzájemné korelaci jednotlivých kanálů.
-==== Existující software ====
+==== Existing software ====
-Pro účel online redukce dat z přijímačů existují dva softwarové balíky, které by byly použitelné pro zpracování dat z více antén. (Pro offline zpracování jich existuje více, ale v takovém případě je pak potřeba manipulovat s enormně velikými soubory.)
+There are two software packets used for online reduction of data from receivers, which could be used for data processing from multiple antennae. (There is more software for offline processing, but in such case, it is necessary to manipulate with enormously huge files).
-    * [[http://www.gnuradio.org/|GNUradio]] - opensource nástroj, pro experimentální zpracování signálu z přijímačů. Jeho součástí je gnuradio-companion, což je GUI nástroj umožňující naklikat z připravených bloků signálový řetězec. Hodí se hlavně pro prototypování algoritmů. Ovšem potřebuje ke svému běhu značně výkonný vícejádrový PC s velkou pamětí. Intel Core i5 s 4GB RAM DDR3 je přibližně minimum na čem rozumně funguje..
+    * [[http://www.gnuradio.org/|GNUradio]] - open-source tool for experimental data processing from receivers. It is a part of gnuradio-companion - a GUI tool for ‘clicking’ a signal chain form ready-made blocks. It is suitable for algorithms prototyping. However, in order to run, it needs quite a powerful multi-core PC with a large memory. Intel Core i5 with 4GB RAM DDR3 is about the lower boundary of its functionality.
-    * [[https://github.com/MLAB-project/radio-observer|Radio-observer]], který je koncipovaný tak, aby tam více-přijímačový systém bylo možné poměrně snadno integrovat. Je navíc efekti Pravděpodobně by to bylo realizováno přidělením bufferu, do kterého budou zaznamenávány vzorky. A definováním jeho formátu metodou pro IO operace.
+    * [[https://github.com/MLAB-project/radio-observer|Radio-observer]], designed in a way, that a multi-receiver system can be easily integrated.
@@ Line 51: / Line 48: @@
 ==== Satellite observation system ====
-For sattelite observation a multi antenna array is useful. Antenna array brings opportunity to observe several sattelites simultaneously by algorithmic streering of antenna array beam.
+For satellite observation a multi antenna array is useful. Antenna array brings opportunity to observe several satellites simultaneously by algorithmic steering of antenna array beam.
-===== Reference =====
+===== References =====
   * [[http://pa0fri.home.xs4all.nl/Ant/Quad/quadeng.htm|Quad / Loop design]]
   * [[http://www.hardhack.org.au/book/export/html/18|Radio Astronomy]]
   * [[https://casper.berkeley.edu/wiki/Main_Page|CASPER project]]