Desarrollo de un Receptor Digital para medidas de lineas espectrales

Durante 2014 se implementó en el IAR un receptor digital para observaciones de radioastronomía, que permite observar perfiles de hidrógeno neutro espectral y realizar observaciones de potencia total o continuo. Este receptor digital utiliza las ventajas de la tecnología llamada “Software Defined Radio” o SDR. Esta tecnología permite la implementación de programas escritos en diferentes lenguajes informáticos, que define el comportamiento del receptor electrónico, evitando el desarrollo de nuevo hardware cuando se requiera alguna nueva funcionalidad.

 

Descripción del Proyecto

Para la adquisición de señales del radiotelescopio se instalaron dos receptores SDR en cada polarización, instalados en la sala de control del radiotelescopio, en la primera etapa de frecuencia intermedia, con esta tecnología es posible reducir los dispositivos electrónicos Necesario para digitalizar señales de radio. El anterior retroalimentador digital del receptor de línea de hidrógeno utilizó dos módulos de conversión de señales y un correlador de canal automático 1008 desarrollado en el Observatorio de Arecibo.

 

“Software Defined Radio (SDR)”

Los sistemas SDR son dispositivos de radio en los que típicamente se implementan o describen componentes de hardware tales como mezcladores, filtros, amplificadores, sensores, etc. en software, utilizando un ordenador personal u otros dispositivos informáticos integrados.

Aunque el concepto de SDR no es nuevo, la evolución reciente de los componentes electrónicos y la creciente velocidad de procesamiento, ha hecho posible la implementación práctica de estos dispositivos.

A diferencia de un receptor electrónico convencional, un SDR tendrá una etapa de entrada de RF reducida seguida de una rápida conversión digital y el procesamiento de los datos se realiza en software.

 

Descripción del software

El software utilizado fue desarrollado en el IAR con el objetivo de optimizar los tiempos de observación, está escrito en lenguaje “C” y se ejecuta en una plataforma Linux.

Una vez que los datos se reciben y se convierten al formato necesario, se aplica una función FFT a los paquetes de datos para una unidad de tiempo dada, dando como resultado su espectro de frecuencia, este proceso se repite durante todo el tiempo de observación, Obtenido previamente. También entre cada unidad de adquisición se conmuta la fuente de calibración, dando una medida de “calibración ON” y “calibración OFF”. Al final de la observación y conociendo la temperatura relativa del dispositivo de calibración en la antena, se obtiene una temperatura estimada de la fuente.

 

Observaciones Resultantes

Con el fin de validar el rendimiento del sistema, se observaron fuentes de radio calibradas, comparando los perfiles obtenidos con perfiles catalogados.

Las observaciones presentadas no se calibran en amplitud ni en temperatura de fuente, este ensayo busca comparar la resolución espectral y la distribución de velocidad en los perfiles.

Las observaciones se realizaron con los siguientes ajustes:

– Ancho de banda total: 2 MHz
– Resolución espectral: 1024 puntos (FFT)
– Tiempo de observación: 5 minutos

Participantes

Dr. Manuel Fernández López
Téc. Martin Salibe
Téc. Guillermo Gancio