Projeto, construção, avaliação e comparação de antenas para recepção de sinais NOAA

Autores

DOI:

https://doi.org/10.18667/cienciaypoderaereo.810

Palavras-chave:

RTL-SDR, APT, NOAA19 satellite, imagens meteorológicas

Resumo

O objetivo deste artigo é projetar, construir, testar e comparar o desempenho de seis antenas (Turnstile, QHF, double-cross, Moxon, V-dipolo e Eggbeater) utilizadas para recepção de imagens meteorológicas APT transmitidas pelo satélite NOAA19 em um ambiente urbano. O processo segue uma metodologia de quatro fases: pesquisa, ajuste do desenvolvimento do sistema, projeto e simulação, construção e teste. Durante a fase de pesquisa, são explorados conceitos fundamentais como RTL-SDR, satélites NOAA e o formato APT para transmissão de imagens. Posteriormente, o desenvolvimento do sistema de sintonia envolve a utilização de programas como SDRsharp e WXtoImg para receber e decodificar o sinal APT. A próxima fase abrange o projeto, simulação e construção das antenas, com a seleção dos satélites NOAA. Ferramentas virtuais são empregadas para cálculo de dimensões e parâmetros, seguido da montagem dos projetos de antenas. Os testes são realizados em espaços abertos, alinhados às órbitas dos satélites, para recepção de imagens. Por fim, os resultados são avaliados em termos de resolução de imagem e potência de áudio para determinar os arranjos de antenas mais adequados para este tipo de comunicação. A antena Moxon emergiu como a de melhor desempenho, recuperando imagens com resoluções de 1,94 Megapixels, enquanto a antena QHF exibiu a maior potência de recepção com 1,9 W. As antenas V-dipolo, QHF e Eggbeater demonstraram o melhor acoplamento com a linha de transmissão, alcançando baixos coeficientes de reflexão de 0,16. Concluindo, fica estabelecido que em ambientes urbanos, as antenas Moxon e QHF recebem efetivamente imagens APT

 

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Referências

Álvarez-Busani, C. (2012). Diseño y construcción de una antena double cross para recepción de imágenes procedentes de satélites de órbita polar (master dissertation, Universidad Politécnica de Cataluña). https://tinyurl.com/mwdv2mye

Balanis, C. A. (2005). Antenna Theory: Analysis and Design (3rd ed.). Wiley.

Blazevic, Z. & Skiljo, M. (2011). Helical Antennas in Satellite Radio Channel. Advances in Satellite Communications (M. Karimi & Y. Labrador, eds.). InTechOpen. https://doi.org/10.5772/21833

Bosquez, C. (2016). System for Receiving NOAA Meteorological Satellite Images using Software Defined Radio [paper]. 2016 IEEE andescon. Arequipa, Perú, 19-21 October 2016. https://doi.org/10.1109/ANDESCON.2016.7836233

Cimino-Quiñones, L., Stable-Sánchez, Y. & Valdés-Abreu, J. C. (2015). Antena moxon para estaciones terrenas de satélites meteorológicos de órbita polar. Ingeniería Electrónica, Automática y Comunicaciones, 36(1), 79-94.

Hauer, L.-C., Fexer, S., Smolko, A., Struss, M., Solmaz, P., Munzel, T. & Thienel, T.-H. (2018). Mobile Ground Station for CubeSat Operations [en línea]. https://tinyurl.com/3vpvysnz

Jain, A., Chavan, P., Maradiya, P. & Rathod, K. (2018). Performance Investigation of Dipole and Moxon Antennae for VHF Communication. Progress in Advanced Computing and Intelligent Engineering (K. Saeed, N. Chaki, B. Pati, S. Bakshi & D. Prasad Mohapatra, eds.). Springer.

Mahmood, S., Mushtaq, M. T. & Jaffer, G. (2016). Cost Efficient Design Approach for Receiving the NOAA Weather Satellites Data. 2016 ieee Aerospace Conference. Big Sky, Montana, USA, 05-12 March 2016. https://doi.org/10.1109/AERO.2016.7500854

Martes, G. (2008). Double Cross — A NOAA Satellite Downlink Antenna. https://www.qsl.net/py4zbz/DCA.pdf

Patil, C., Chavan, T. & Chaudhari, M. (2016). Hardware and Software Implementation of Weather Satellite Imaging Earth Station. 2016 International Conference on Advances in Computing, Communications and Informatics (ICACCI). Jaipur, India, 21-24 September 2016. https://doi.org/10.1109/ICACCI.2016.7732122

Peralta, D. J. M., Dos Santos, D. S., Tikami, A., Dos Santos, W. A. & Pereira E. W. R. (2018). Satellite Telemetry and Image Reception with Software Defined Radio Applied to Space Outreach Projects in Brazil. Anais da Academia Brasileira de Ciencias, 90(3), 3175-3184. https://doi.org/10.1590/0001-3765201820170955

Ramos-Rosero, A. G. & Noboa-Cabrera, L. N. (2017). Diseño e implementación de un prototipo para recepción de señales satelitales para obtención de imágenes meteorológicas del sistema de satélites NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) usando radio definido por software (tesis de grado, Universidad Politécnica Salesiana). Repositorio institucional. https://tinyurl.com/ykjdh8a5

Rojas Molina, R.D. (2019). Diseñar un prototipo para recepción de imágenes APT (Automatic Picture Transmission) del sistema satelital NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) usando RTL-SDR (tesis de maestría, Universidad Israel). Repositorio institucional UIsrael. https://tinyurl.com/jmjh8j7v

Suarez-Fajardo, C.A., Ariza-Pulido, J. J., Mejía-Serrano, S. E. & Puerto-Leguizamón, G. A. (2017). Antena de placa suspendida con polarización circular y sentido de giro configurable. inge cuc, 16(1), 156-170. http://doi.org/10.17981/ingecuc.16.1.2020.011

Ta, S. X., Park, I. & Ziolkowski, R. W. (2015). Crossed Dipole Antennas: A Review. ieee Antennas and Propagation Magazine, 57(5), 107-122. https://doi.org/10.1109/MAP.2015.2470680

Tsai, L. C., Tien, M. H., Chen, G.H. & Zhang, Y. (2014). HF radio angle-of-arrival measurements and ionosonde positioning. Terrestrial, Atmospheric and Oceanic Sciences, 25(3), 401-413. https://doi.org/10.3319/TAO.2013.12.19.01(AA)

Velasco, C. & Tipantuña, C. (2017). Meteorological Picture Reception System using Software Defined Radio (SDR). 2017 IEEE Second Ecuador Technical Chapters Meeting (ETCM). Salinas, Ecuador, 16-20 October 2017. https://doi.org/10.1109/ETCM.2017.8247551

Witvliet, B. A., Van Maanen, E., Bentum, M. J., Slump, C. H. & Schiphorst, R. (2015). A novel Method for the Evaluation of Polarization and Hemisphere Coverage of HF Radio Noise Measurement Antennas. 2015 IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC). Dresden, Germany, 6-22 August 2015. https://doi.org/10.1109/ISEMC.2015.7256174

Publicado

2024-07-08

Edição

Seção

Tecnologia e Inovação

Categorias

Como Citar

Projeto, construção, avaliação e comparação de antenas para recepção de sinais NOAA. (2024). Ciencia Y Poder Aéreo, 19(2), 58-68. https://doi.org/10.18667/cienciaypoderaereo.810