Chapter 5 Closing Remarks
B.1 Code to Setup Parameters for the Simulink Diagrams
Como futuros trabajos, siguiendo las lineas de este proyecto surgen varios aspectos a mejorar y optimizar. igualmente puede ser un paso para desarrollar sistemas m´as avanzados basados en SDR.
altamente directivo lo cual permite obtener ganancias elevadas hasta los 23dB lo cual cumple con el objetivo del proyecto. La limitante de esto es que al ser directiva es necesaria usar un sistema rotor tal como se hizo en este proyecto, como pasible l´ınea de trabajo seria optimizar de una manera 100 por ciento eficiente la automatizaci´on de dicho sistema para obtener mejores resultados.
Otra posible linea de trabajo es, a partir de este desarrollo, trasladarlo a la recepci´on de otros sat´elites de ´orbita polar tales como los GOES, adaptando el m´odulo de recepci´on. Los sat´elites GOES brindan mayor informaci´on con respecto a sistemas meteorol´ogicos por lo que habr´ıa que dise˜nar o adaptar la antena para la frecuencia de downlink de este nuevo sat´elite. adaptar los comandos de recepci´on y revisar si el dispositivo SDR es el adecuado para la frecuencia de sintonizaci´on. El desarrollo modular del sistema har´ıa que no fuera necesaria volver a implementar el sistema desde un inicio.
por ´ultimo, sobre las im´agenes obtenidas tal y como se indica en el planteamiento del problema puede servir para abrir una linea de investigaci´on en procesamiento de im´agenes, consiguiendo la mejora de esta con tratamiento de se˜nales y consiguiendo la identificaci´on de fen´omenos naturales meteorol´ogicos a partir de algunos patrones determinados.
5.3.
Conclusiones
Se cumpli´o con el objetivo propuesto, se dise˜no un sistema de recepci´on de im´agenes en alta resoluci´on utilizando nuevas t´ecnicas de SDR transmitida por sat´elites meteorol´ogicos.
Para lograrlo primero se hizo un an´alisis del enlace satelital visto como un sistema de comunicaciones integral, luego partiendo de este an´alisis, se determinaron los requerimientos de cada parte del sistema (receptor, antenas, decodificaci´on). En base a estos requerimientos se establecieron los par´ametros de dise˜no de cada bloque incluida las caracter´ısticas particulares de las antenas y del receptor. Para usar el dise˜no tanto de las antenas como la parte de recepci´on y decodificacion se utiliz´o software profesional para trabajar en radio frecuencia. finalmente se construyeron las antenas y se implement´o el sistema de recepci´on y se realizaron mediciones que corroboran los par´ametros de los dise˜nos.
Una vez finalizado el estudio y funcionamiento del sistema de recepci´on podemos dar a conocer las siguientes conclusiones:
afirmar que el Trabajo de Fin de Carrera ha cubierto el principal objetivo del alumno, que es demostrar conocimientos adquiridos.
2. Se desarrollaron dos antenas para la recepci´on de se˜nales satelitales polares que puedan ser trabajas en diferentes frecuencias tal y como fue nuestro caso que se trabaj´o en la banda de 1.37 GHz y 1.7 GHz.
3. Los sistemas de radio frecuencia en base a las tecnolog´ıas USRP reduce considerablemente la infraestructura de hardware que se usa en el ´area meteorol´ogico, pero vimos que no eran necesario dicho dispositivo para nuestro sistema de recepci´on m´as si se lleg´o a la conclusi´on que puede ser m´as ´util en una estaci´on terrena sofisticada ya que para nuestro proyecto fu suficiente los SDR tradicionales como el Airspy o SDRRTL.
4. Varios enlaces no se concretaron debido a diferentes factores externos y de los pases, tales como el clima, ´orbita del sat´elite y potencia de emisi´on del sat´elite pero en las pruebas se logr´o conseguir buenas recepciones de im´agenes gracias a la buena linea de vista que se obtuvo usando el reflector parab´olico de 1.2 m y a la torre que se incluy´o en el sistema el cual le dio mejor resultados para el objetivo del proyecto.
5. Se ha logrado con ´exito la interacci´on e integraci´on de varios sistemas de RF en el ´ambito de las telecomunicaciones, con la finalidad de futuras mejoras en el ´area de Radio Definida por Software.
5.4.
Recomendaciones
1. Se recomienda como primer paso verificar que todas las conexiones realizadas est´en perfectamente acopladas debido a que existe dispositivos sensibles como el USRP 2942R, rotor y todos los SDR en su conjunto.
2. De preferencia usar conectores y cables de baja perdida ya que al haber varios puntos de conexi´on y cables de longitudes largas se puede filtrar ruido y atenuaciones que afectan la recepci´on de se˜nales de los sat´elites.
3. Es recomendable antes de probar el sistema en su conjunto hacer pruebas de conexi´on entre el USRP 2942R y el ordenador para la correcta transmisi´on de datos.
4. Se recomienda manipular con extremado cuidado de los elementos del USRP, con la finalidad de evitar el mal funcionamiento o aver´ıa del hardware ya que este es un dispositivo bastante sensible y costoso.
5. Es recomendable actualizar los datos TLE del software Orbitron que se encarga del seguimiento de los sat´elites debido a que estos se actualizan constantemente, para evitar tener datos err´oneos de los sat´elites o la perdida de pases ya que este funciona en tiempo real.
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ANEXO: INSTALACI ´ON DE
GNURADIO
A.1.
Instalaci´on de pre requisitos
Para instalar correctamente Gnu radio se debe iniciar con la instalaci´on de algunos prerequisitos necesarios para su correcta instalaci´on, debido a que si no se cumple con uno de estos procesos la instalaci´on no va a funcionar.
El Sofware GNURadio se ha instalado en un sistema operativo virtual de ubuntu, en su version Ubuntu 18.04.1 LTS tal como se muestra en la sigiente figura.
Una vez instalado el sistema operativo Ubuntu, se procede a actualizar los repositorios y todos los paquetes dentro de un terminal ingresando el siguiente comando, tal como muestra la figura A.2.
$ apt-get update
A.2.
Instalaci´on de GNURadio
La forma recomendada para instalar la radio GNU es a trav´es del paquete GNURadio desde los repositorios est´andar de su distribuci´on disponibles en la p´agina web de GNURadio. El desarrollo de GNURadio es crece a un ritmo extremadamente r´apido, y los binarios proporcionados por su distribuci´on en uso pueden quedar obsoletos en poco tiempo. Antes de
FIGURA:A.1. Sistema operativo Ubuntu. FUENTE:Propia del autor
FIGURA:A.2. Uso del coman do Update. FUENTE:Propia del autor
A.3.
Verificaci´on
de
la
instalaci´on
de
GNURadio
Companion
Para verificar si se instal´o de manera correcta el software de GNURadio se debe abrir el entorno grafico del programa o se debe ejecutar un archivo de extensi´on .py localizado en la carpeta de “examples” de la carpeta en donde se instal´o GNURadio, si todo est´a instalado de forma correcta el programa abrir´a el archivo .py sin ning´un problema, caso contrario emitir´a un error; en caso de presentarse error se debe analizar los pasos vistos anteriormente.
FIGURA:A.3. Instalar GNURadio. FUENTE:Propia del autor
ANEXO: IMPLEMENTACI ´ON DEL
SISTEMA DE RECEPCI ´ON
B.1.
Implemtaci´on paso a paso de la recepci´on de sat´elites
Para la implementaci´on de la parte de la recepci´on se siguieron una serie de pasos con los que se lograron el objetivo final tal y como se muestra en las siguientes im´agenes.La figura B.1 muestra las pruebas que se hicieron del dise˜no final acoplando la Antena, Rotor Y Torre de 3 metros.
La figura B.2 muestra el primer paso que es integrar el reflector parab´olico con el rotor YAESU.
FIGURA:B.2. Pruebas de acoplamiento. FUENTE:Propia del autor
En la figura B.3 muestra la integraci´on del reflector con la antena pacth seg´un la simulaci´on que se realizo en el Capitulo 3 para obtener una mayor ganancia.
FIGURA:B.3. Reflector Parab´olico con antena Patch. FUENTE:Propia del autor
En la figura B.4 muestra el sistema acoplado en su conjunto realizando pruebas de resistencia, aun no se realizaron las conecciones de la antena ni del rotor.
FIGURA:B.4. Sistema de recepci´on acoplado en conjunto. FUENTE:Propia del autor
En la figura B.5 muestra el sistema en su conjunto, la antena conectada a un cable RG58 con conectores SMA para la conexi´on a la etapa de amplificaci´on y filtrado para su posterior conexi´on con el SDR a usar.
FIGURA:B.5. Sistema de recepci´on completamente cableado. FUENTE:Propia del autor
FIGURA:C.1.DATASHEET RG-58. FUENTE:Propia del autor
FIGURA:C.2.DATASHEET RG-58. FUENTE:Propia del autor
FIGURA:C.3.MEDIDAS RG-58. FUENTE:Propia del autor
ANEXO: MEDICI ´ON DE ANTENAS Y
COMPONENTES DEL SISTEMA
D.1.
Medici´on de las antenas
Para la medici´on de las antenas y otros componentes del sistema se uso un Vector Network Analyzer (VNA) de la marca ROHDE SCHWARZ ZNB20, el cual nos permiti´o validar todos los componentes utilizados en el sistema tal como se muestra en las siguientes im´agenes.
FIGURA:D.1.Medici´on de la antena Patch. FUENTE:Propia del autor.
FIGURA:D.2.Medici´on del filtro Lorch. FUENTE:Propia del autor.
FIGURA:D.3.Medici´on de una antena Patch circular. FUENTE:Propia del autor.
FIGURA:D.4.Medici´on de la antena Turnstile a 137 MHz. FUENTE:Propia del autor.
FIGURA:D.5.Medici´on de las antena Patch con otros valores . FUENTE:Propia del autor.