12-0900-0940 Saul de la Rosa-01 · Amplificador de potencia Modulador . REQUERIMIENTOSDE DISEÑO...
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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO
Dr. Saul de La Rosa Nieves
LABORATORIO DE INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA DE SISTEMAS ESPACIALES FI UNAM
FACULTAD DE INGENIERÍA
Experiencia de la UNAM en sistemas de a bordo de Satélites Pequeños
para uso científico y experimental del espectro radioeléctrico
FI UNAM
SATÉLITE UNAMSAT
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICOFACULTAD DE INGENIERÍA
PUIDE
LABORATORIO DE INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA DE SISTEMAS ESPACIALES FI UNAM
1990 – Inicia el PROGRAMA UNIVERSITARIO DE INVESTIGACIÓN Y
DESARROLLO ESPACIAL (PUIDE) en la UNAM
OBJETIVOS:
aIntegrar a México al desarrollo de tecnología espacial;
aFormación de personal capacitado que pueda enfrentar losretos de dicha rama tecnológica;
PROYECTO UNAMSAT
LABORATORIO DE INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA DE SISTEMAS ESPACIALES FI UNAM
è Estudio del diseño, desarrollo de innovaciones y construcción de un satélite por estudiantes Mexicanos de Ingeniería en la UNAM;
è Respaldo de AMSAT (Radio Amateur Satellite Corporation) por medio de un paquete de tecnología abierta;
è Microsatélite cúbico de 23 cm por lado;
è 10 Litros * 10 Kg * 10 watts;
è Con capacidades de comunicaciones digitales similares a un BBS (Bulletin Broadcasting Service);
è Un experimento científico para la medición de la velocidad de entrada de los meteoritos a la atmósfera terrestre.
UNAMSAT EXPERIMENTO DE A BORDO
aSatélite con una carga ú/l capaz de recibir el rebote de los pulsos de radio ydeterminar, por efecto Doppler, la velocidad radial de los meteoritos que incidensobre la atmósfera.
aLiberman David, Dr. Arcadio Poveda, Macromets and Microsat, Procedings TheAMSAT Space Sympousim (1990)
aFrecuencia del transmisor f = 40.9983 MHz
aPotencia pico de los pulsos Ptx = 60 W
aFlujo de potencia que regresa al satélite = 0.0216 pW/m2
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UNAMSAT EXPERIMENTO DE A BORDO
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UNAMSAT EXPERIMENTO DE A BORDO
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Experimento
CPU
Rx
Tx
BCR
MÓDULO 4DETECTOR DE VELOCIDAD DE METEORITOS
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ANTENAS
HIBRIDO
FUENTE CONMUTADA
RECEPTOR41 MHzCONTROL
HC05
AART
TRANSMISOR41 MHz
MÓDULO 4DETECTOR DE VELOCIDAD DE METEORITOS
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UNAMSAT -B
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PRUEBAS DE CERTIFICACIÓN ESPACIAL
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UNAMSAT -B
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El UNAMSAT-B fue puesto en órbita el 5 de
Septiembre de 1996 por un cohete COSMOS
desde el cosmódromo de Pletsetsk, siendo el
primer satélite construido en México que
envía telemetría a la Tierra;
LABORATORIO DE INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA DE SISTEMAS ESPACIALES
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LIESE
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICOFACULTAD DE INGENIERÍA
LINEAS DE INVESTIGACIÓN
§ Diseño de micro y nano satélites
§ Diseño de sistemas de comando y manejo de información a bordo deaparatos espaciales
§ Diseño de sistemas tolerantes a fallas para aplicaciones espaciales
§ Diseño de sistemas de telecomunicaciones en base a radio definido porsoftware
§ Diseño de instrumentación de control de procesos a bordo de sistemasespaciales
§ Diseño de estructuras mecánicas y opto mecánicos espaciales
§ Diseño de sistemas de telemetría
§ Diseño de sistemas de potencia para aparatos espaciales
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Diseño de sistemas de telecomunicaciones en base a radio definido por software
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Desarrollo de un modulador adaptativo para un sistema de telecomunicación de a bordo de un microsatélite
Autor: Ing. Geraldo Salazar Díaz - Maestría en Ingeniería en Electrónica
§ Objetivos General: Desarrollo de un sistema de radio con modulaciónadaptativa con el usando de técnicas de SDR implementadas en FPGAspara micro satélites.
Con el cielo despejado podemos alcanzar una mayor velocidad de transmisión
MODULACIÓN ADAPTATIVA
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16 QAM 16 QAMQPSK
Cuando las condiciones del canal cambian debemos
ajustar nuestros parámetros de transmisión
16
RADIO DEFINIDO POR SOFTWARE
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SDR
Procesamiento en banda
base
Filtro de interpolación
ConvertidorRF
Oscilador Local
ConvD/AMezclador Amplificador
de potencia
Modulador
REQUERIMIENTOS DE DISEÑO
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SATÉLITE
Órbita: Solar Síncrona
Altura: 500 km
Banda: 2 GHz banda S
Ancho de Banda: 6 MHz
ANTENA SATÉLITE: Fabricada por Clyde Space
ESTACIÓN TERRENAUbicación: UNAM
ANTENAFabricante: TCS Space & Component Technology
Tipo: Parabólica
Diámetro: 3.4 m
Ángulo de Apertura: 170º
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BER= 10$%
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ANÁLISIS DE ENLACEDistribución de las modulaciones durante un enlace
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QPSK QPSK8PSK
QPSK8PSK16QAM
QPSK8PSK
QPSK
ANÁLISIS DE ENLACE
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DESARROLLO DEL MODULADOR
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21
Procesamiento en banda base
Muy buenas
condiciones para la
transmisión
Convertidor RF
ConvD/A
Amplificador de potencia
Selección del esquema
de modulación
Buenas condiciones
para la transmisión
Condiciones regulares o
malas
SDR
16 QAM
8PSK
QPSKModulador
DESARROLLO DEL MODULADOR EN FPGA
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INTRODUCCIÓN 23
APLICACIÓN DE TOLERANCIA A FALLAS
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Efectos producidos por la radiación en FPGAs SRAM
APLICACIÓN DE TOLERANCIA A FALLAS
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PRUEBAS DE VALIDACIÓN Y RESULTADOS
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Pruebas de demodulación 8PSK
MODULADOR ADAPTATIVO
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a Sistema diseñado a la medida para un sistema detelecomunicación de a bordo de un microsatélite.
a Es una posible solución para maximizar la capacidad detransmisión durante las sesiones de enlaces satelitales enórbita bajas
a Su diseño en FPGA COTS con la aplicación de técnicas detolerancia a fallas permite obtener niveles de fiabilidadrequeridos
FI UNAM
GRUPO DE ELECTRÓNICA DE ALTA FRECUENCIA
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Lab. de Fabricación-Cuarto Limpio clase 1000
22/10/18 UNAM-MEMS
Alineadora - Cuarto limpio clase 100
22/10/18 UNAM-MEMS
Lab. de Caracterización – Equipo de Deposito de Películas Delgadas
22/10/18 UNAM-MEMS
Lab. de Caracterización – Sistema de Medición de los Patrones de Radiación
22/10/18 UNAM-MEMS
Lab. de Caracterización – Estación de Prueba con Micropuntas
22/10/18 UNAM-MEMS
Lab. de Caracterización – Microsoldadoras
22/10/18 UNAM-MEMS
22/10/18 UNAM-MEMS
Formula de Friisrttr GG
RPP
2
4÷øö
çèæ=pl
donde
,
Pr
Pt
potencia de la señal en la entrada del receptorpotencia del generador satelital
Gt ganancia de la antena transmisoraGr ganancia de la antena receptoraR distancia entre receptor y transmisorl longitud de onda
22/10/18 UNAM-MEMS
Satélites de Órbita BajaEn las constelaciones de
los satélites de órbita baja es evidente la
necesidad de tener el control operativo del
diagrama direccional de las antenas.
Antenas Reconfigurables
22/10/18 UNAM-MEMS
Antenas reconfigurables, ondas milimétricas 28 GHz y 38 GHz
Arreglo de 277 elementos (36.5GHz)
22/10/18 UNAM-MEMS
22/10/18 UNAM-MEMS
ContactosDr. Oleksandr [email protected]
Dr. Jorge Rodríguez [email protected]
Dr. José Ismael Martínez Ló[email protected]
LABORATORIO DE INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA DE SISTEMAS ESPACIALES
Dr. Saul de La Rosa [email protected]
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LIESE
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