RADAR ZA PLOVILO ESMO Laboratorij za Sevanje in Optiko Fakulteta za Elektrotehniko Univerza v Ljubljani RADAR ZA PLOVILO ESMO Majaž Vidmar Luka Naglič matjaz.vidmar@fe.uni-lj.si luka.naglic@fe.uni-lj.si http://www.s5tech.net/s53mv/ http://antena.fe.uni-lj.si/

Projekt ESMO (The European Student Moon Orbiter) Namen: Priložnost za študente, da se aktivno vključijo v celotni razvoj satelita (od načrtovanja do izstrelitve) Cilj misije ESMO: 1) Izstrelitev prvega lunarnega plovila, ki ga bodo izgradili in z njim upravljali študentje iz držav članic ESA-e in drugih sodelujočih držav. 2) Vtirjenje in upravljanje plovila v lunini tirnici. 3) Zajem fotografij Lune in njihov prenos na Zemljo. 4) Izvedba meritev, ki bodo pomembna za predstavitev naprednih tehnologij, znanost o Luni ter nadaljnje raziskovanje.

PULZNI-FM RADAR: f=5.8GHz (λ=5.2cm), PTX=3W (+35dBm) Luna a=0.07 Antena G=22dBi Pulzni FM RADAR PTX=3W ∆t=100μs...1ms f=5.8GHz (ISM/radioamaterji) PDC≈5W PREDLOG ZA ESMO RADAR: PULZNI-FM RADAR: f=5.8GHz (λ=5.2cm), PTX=3W (+35dBm) Antena: G=22dBi (158), premer d=25cm Uporaben domet r=300km, celotna masa m≈1kg Višinomer (100bit/s) in 1D-RADAR (10kbit/s) Omejeni le na 1D radar (brez SAR 2D oziroma 3D): majhna antena, nizka moč, omejen prenos podatkov

Antena G=22dBi Luna a=0.07 Pulzni FM ∆t=100μs...1ms RADAR PTX=3W f=5.8GHz ESMO RADAR SNR @ r=300km: 𝑃 𝑅𝑋 = 𝑃 𝑇𝑋 ⋅ 𝐺 2 ⋅ λ 8⋅π⋅𝑟 2 ⋅𝑎=0.25pW −96dBm B≈10kHz, kB=1.38E-23J/K, T≈1000K 𝑃 𝑁 =𝐵⋅ 𝑘 𝐵 ⋅𝑇=1.38⋅ 10 −16 𝑊 −128.6dBm 𝑆𝑁𝑅= 𝑃 𝑅𝑋 𝑃 𝑁 =1800=32.6dB

X ESMO RADAR - OSNOVNI NAČRT ADC 32-bit CPU (FFT) VCO Telekomanda: Izbira območja Širina impulza FM prelet ESMO RADAR - OSNOVNI NAČRT T≤500K 16bit Antena d=25cm ma≈0.5kg X LNA ADC 32-bit CPU (FFT) PIN stikalo impulzi f=5.8GHz ∆f=10MHz VCO PA Pmax=3W prelet Telemetrija: višinomer @100bps 1D-RADAR @10kbps napajalnik 5W DC moči Notranje napajanje Masa elektronike me≈0.5kg

ESMO RADAR – LABORATORIJSKO PREIZKUŠANJE Test RX antena RADAR TX & RX antena LNA ESMO RADAR f=5.8GHz Zakasnitev: Optično vlakno Analogna povezava r≈5m f=5.8GHz PA Test TX antena ESMO RADAR – LABORATORIJSKO PREIZKUŠANJE

RADAR za majhno letalo: frekvenca 4. 3GHz, moč 30mW,. domet 1. 5km, RADAR za majhno letalo: frekvenca 4.3GHz, moč 30mW, domet 1.5km, dve ločeni anteni

Elektronika radarja za malo letalo: Teža elektronike m=0.33kg Elektronika radarja za malo letalo: digitalni in mikrovalovni del (4.3GHz)

PREDLAGANE DODATNE NALOGE ESMO RADARJA (po začetnem sestanku naloge ESMO, oktober 2009) 1) Pasivni mikrovalovni radiometer @ 5.8GHz kot dopolnitev poskusov že obstoječega ESMO radiometra (3GHz in 10GHz). Predlagani radiometer uporablja mikrovalovni sprejemnik radarja, tako da ni potrebe po novih gradnikih. Predvidena poraba moči je 1W. 2) Vzpostavitev hitre (~10Mbit/s) BPSK podatkovne zveze proti Zemlji, ki izkorišča obstoječi oddajnik radarja za prenos podatkov iz osrednjega pomnilnika. Predlagani načrt radarja je treba razširiti le z enim mešalnikom, ki deluje kot BPSK modulator. Uporaba oddajnika je smiselna v apoapsi, kjer večina inštrumentov takrat ne pridobiva uporabnih podatkov in se da satelit s pomočjo vztrajnikov zasukati tako, da je antena radarja usmerjena na Zemljo. Predvidena poraba moči je 10W. 3) Izvedba SAR 2D radarja (deluje le v zelo nizki periapsi) potrebuje neposredni prenos ~10Mbit/s podatkov do osrednjega pomnilnika plovila. Predvidena poraba moči je 5W enako kot za prvotno predlagani radar.

osrednjega pomnilnika SAR podatki na osrednji pomnilnik (~10Mbps) Telekomanda (CAN vodilo): Izbira območja Širina impulza FM prelet ESMO RADAR – DODATNE NALOGE Antena d=25cm G≈22dBi Θ≈15° T≤500K X 16bit LNA ADC 32-bit CPU (FFT) PIN stikalo impulzi f=5.8GHz ∆f=10MHz VCO X peak P=3W PA prelet BPSK 28VDC napetost (5W) Napajanje Telemetrija (CAN vodilo): višinomer @100bps 1D-RADAR @10kbps radiometer @100bps NAC slike in SAR podatki iz osrednjega pomnilnika (~10Mbps)

Hvala za pozornost! Vprašanja???