Apunte Automático Antena Principal de JICAMARCA

Transcripción

1 Apunte Automático Antena Principal de JICAMARCA Ing. Ramiro Yanque Robles Radio Observatorio de Jicamarca Laboratorio de Electrónica e Instrumentación

2 Contenido Introducción Objetivos Descripción General Unidad RF Unidad de Control Resultados 09/01/2006 Radio Observatorio de Jicamarca 2

3 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 1 dipolos por cada polarización (antena UP y antena DOWN). 09/01/2006 Radio Observatorio de Jicamarca 3

4 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). 09/01/2006 Radio Observatorio de Jicamarca

5 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). 09/01/2006 Radio Observatorio de Jicamarca 5

6 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. 09/01/2006 Radio Observatorio de Jicamarca 6

7 Descripción General (2/2) FIBRA OPTICA CABLE STP CONTROL INTERMEDIO C C CONTROL CENTRAL UNIDAD DE CONMUTACION RF Consola de Gestión Central c C C C C C CONTROL MODULAR Diagrama General del Sistema de Apunte Automático de la antena del ROJ 09/01/2006 Radio Observatorio de Jicamarca 7

8 Unidad de Conmutación RF (1/) Compuesto por: Cables RG 217/U Diodos pin MAPK3001 Circuito de control de diodos pin Fuentes de polarización de diodo pin Piezas mecánicas de interconexión 09/01/2006 Radio Observatorio de Jicamarca 8

9 Unidad de Conmutación RF (2/) 2 Balun de la Antena 2 Tubo de Aluminio de 6 " Conector LC (RG 17 A/U) Diodo PIN 1 Diodo PIN 3 Conector LC (RG 17 A/U) 1 2 Diodo PIN Diodo PIN V -5 V Señales de Control Circuito de Control de Diodo Pin Señales de Monitoreo Línea de Transmisión RG 17 A/U C T Condensador de Paso L Z-50 Señal de Control Señales de Control Circuito de Control de Diodo Pin Señales de Monitoreo 750 V -5 V Sistema Control Modular 0.02 uf Sistema Control Modular Diagrama Esquemático de la Unidad de Conmutación RF para una Polarización de un módulo 09/01/2006 Radio Observatorio de Jicamarca 9

10 Unidad de Conmutación RF (3/) Disposición Física de la Unidad de Conmutación RF 09/01/2006 Radio Observatorio de Jicamarca 10

11 Unidad de Conmutación RF (/) Diagrama Esquemático Circuito de Control Diodo Pin 09/01/2006 Radio Observatorio de Jicamarca 11

12 Unidad de Control (1/) 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. 09/01/2006 Radio Observatorio de Jicamarca 12

13 Unidad de Control (2/) 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 Kbits Posee sistemas de monitoreo de fallas. Posee salida RS-232 y/o RS-85 Posee entrada paralela de 7 bits 09/01/2006 Radio Observatorio de Jicamarca 13

14 Unidad de Control (3/) 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-10 Posee salida ethernet Posee dos salidas RS-232 y/o RS-85 09/01/2006 Radio Observatorio de Jicamarca 1

15 Unidad de Control (/) 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 09/01/2006 Radio Observatorio de Jicamarca 15

16 Resultados (1/2) VSWR Para Prototipo 2 Bits VSWR m. + 2m. m. + 3m. 2m. + 2m. 2m. + 3m Frecuencia Mhz Coeficiente VSWR para cada camino RF 09/01/2006 Radio Observatorio de Jicamarca 16

17 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 (00 V) Como se puede apreciar hay un retardo de 75 us. 09/01/2006 Radio Observatorio de Jicamarca 17

18 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 5 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 09/01/2006 Radio Observatorio de Jicamarca 18