Desarrollo de un algoritmo en MATLAB para la optimización de la resolución de una tarjeta USRP B210 para aplicaciones SDRadar
Barra lateral del artículo
Contenido principal del artículo
Resumen
En este documento se analizan las limitaciones y características que tiene la tarjeta USRP (Universal Software Radio Peripheral) B210 para desarrollar aplicaciones de radar definidos por software (SDRadar). Para el desarrollo del algoritmo se utilizó un radar de onda continua modulada en frecuencia (FMCW) que implementa una señal chirp, al considerar que 25 MHz es el máximo ancho de banda que la tarjeta puede proporcionar se obtiene como resultado una resolución de 6 metros. El método utilizado para optimizar la resolución de la tarjeta fue transmitir un determinado número de señales con distintos anchos de banda, lo que resulta en una resolución diferente, al detectar y almacenar el objetivo en una matriz. Después de las pruebas correspondientes el algoritmo estableció que con 14 mediciones con variaciones de ancho de banda de 0.5 MHz, entre cada señal, se obtiene la mayor optimización para mejorar la resolución de la tarjeta. Se obtuvo finalmente dos zonas de optimización, donde la primera zona está limitada por un error de medición menor a 1 metro, y en la segunda zona con un error de medición entre 1 y 2 metros con 69.15% y 30.85% de objetivos detectados respectivamente, lo que determina su efectividad y confiabilidad. Este trabajo ha demostrado que el algoritmo utilizado es útil en aplicaciones SDRadar para detectar objetivos para aplicaciones topográficas o sistemas SAR.
Detalles del artículo
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores que publican en esta revista están de acuerdo con los siguientes términos: Los autores conservan los derechos de autor y garantizan a la revista el derecho de ser la primera publicación del trabajo al igual que licenciado bajo una Creative Commons Attribution License que permite a otros compartir el trabajo con un reconocimiento de la autoría del trabajo y la publicación inicial en esta revista. Los autores pueden establecer por separado acuerdos adicionales para la distribución no exclusiva de la versión de la obra publicada en la revista (por ejemplo, situarlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro), con un reconocimiento de su publicación inicial en esta revista. Se permite y se anima a los autores a difundir sus trabajos electrónicamente (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su propio sitio web) antes y durante el proceso de envío, ya que puede dar lugar a intercambios productivos, así como a una citación más temprana y mayor de los trabajos publicados.Cómo citar
Referencias
[2] D. de la Mata, ‟Diseño de detectores robustos en aplicaciones radar”. Ph.D. dissertation, Universidad de Alcalá, Madrid, España. 2012.
[3] C. Gutierrez and A. Nieto, ‟Teledetección: nociones y aplicaciones”. Salamanca, España, Tech. Rep. Jul 2006.
[4] S. Constanzo et al., ‟High Resolution Software Defined Radar System for Target Detection,” Journal of Electrical and Computer Engineering, p. 7, Ene 2013.
[5] E. Patiño and L. Serrano, ‟Programación de una plataforma sdr (software defined radio) para la detección de minas antipersonas”. Tech. Rep. Mar 2014.
[6] E. Hernández et al., ‟Uso de FPGA para realizar compresión del pulso de radar”, Científica, vol. 9, pp. 73-81, Oct 2005.
[7] Y. Yang and A. Fathy, ‟Development and implementation of a real-time see-through-wall radar system based on FPGA”, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 47, pp. 1270-1280, May 2009.
[8] L. Aldaz., ‟Análisis y estudio de la simulación de los parámetros del radar en el programa MATLAB”, Escuela Superior Politécnica del Ejercito, Latacunga, Ecuador, Tech. Rep., Ene 2005.
[9] M. Richards. ‟Principles of modern Radar”. Raleigh NC United States of America: Scitec Publishing Inc. 2010.
[10] J. Barberán and R. Dominguez, ‟Sistema Radar para reconstrucción de objetos 3D”, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador, Tech. Rep., Mar 2016.
[11] R. Alvarez and S. Shagñay, ‟Sistema Radar Para Análisis Y Reconstrucción De Perfiles Topográficos A Media Escala”, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador, Tech. Rep., May 2015.
[12] G. Charvat. ‟Small And Short Range Radar System”. United States of America: CRC Press. 2014.
[13] C. Wolff, ‟Radar Tutorial”, Febrero 2017. [online]. Disponible: http://www.radartutorial.eu/02.basics/Frequency%20Modulated%20Continuous%20Wave%20Radar.en.html.
[14] J. Requena and F. Beltrán, ‟Modulaciones digitales”, Londres, UK and Bogotá, Colombia, 2015.
[15] Mathworks, ‟System Requirements & Platform Availability”. Marzo 2017.
[16] Ettus, ‟USRP B210 (Board Only)”, Mayo 2017. [online]. Disponible: https://www.ettus.com/product/details/UB210-KIT.
[17] F. Mejía et al., ‟Implementar un DOMAIN controller basado en el protocolo LDAP, que incluya servicios GATEWAY bajo plataformas LINUX, para ser usado en las aulas informáticas educativas gubernamentales del Municipio de Metapán”, Universidad Francisco Gavidia, San Salvador, El Salvador, Tech. Rep., Feb. 2012.
[18] S. Constanzo et al., ‟Potentialities of USRP Based Software Defined Radar Systems”, Progress in Electromagnetism Research B, vol. 53, pp. 417-435, Jun 2013.
[19] C. Merchán, ‟Diseño e implementación de un sistema radar utilizando sistema sdr a través de tecnología usrp para aplicaciones topográficas”, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador, Tech. Rep., Nov 2016.
[20] Ettus, ‟USRP B200/B210 Bus Series”, Mayo 2017. [online]. Disponible: https://www.ettus.com/content/files/b200-b210_spec_sheet.pdf.
[21] B. Saraguro, ‟Implementación de un sistema de transmisiones para televisión digital terrestre en el Ecuador a través de módulos USRP”, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador, Tech. Rep., Jun 2016.
[22] J. Fominaya, ‟Nuevas técnicas de localización, clasificación e identificación para radares en vigilancia superficial y alta resolución en escenarios LPI”, Ph.D. dissertation, Universidad Politécnica de Madrid, Madrid, España, 2004.
[23] Ettus, ‟Board Mounted GPSDO (OCXO)”, Mayo 2017. [online]. Disponible: https://www.ettus.com/product/details/GPSDO-MINI.
[24] J. Zozaya, ‟Simulador básico de un radar de apertura sintética”, Marzo 2015. [online]. Disponible: https://www.researchgate.net/profile/Alfonso_Zozaya/publication/280287287_Simulador_básico_de_un_radar_de_apertura_sintética/links/55afc94408ae32092e06ec19.pdf