User Tools

Site Tools

Translations of this page?:

en:aras

This is an old revision of the document!


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

A station using a signal from antennae array that further processes the signal by digital algorithms.

Antennae array

Types of antennae

Previous experiments with 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.

Impedance matching and symetrisation

In case of using 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.

Construction of antennae array

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 BP01A umístěného na sloupku a dále do předzesilovače tvořeného modulem 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.

Přijímač a zpracování signálu

Přijímačem

Software pro zpracování dat na stanici

Cíle softwarového zpracování:

  • Získání surového záznamu pro pozdější offline zpracování
  • Detekce zajímavych radioastronomických událostí
  • Redukce toku dat - zmenšit množství ukládaných dat pro jejich následné zpracování.

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.

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. 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

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.)

  • 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..
  • 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.

Observation types

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.

Reference

en/aras.1546354767.txt.gz · Last modified: 2019/01/01 14:59 (external edit)