Aquisição e deteção de sinais de baixa CNR por software

Abstract

O presente trabalho propõe-se implementar duas ferramentas em software, um deles para aquisição e processamento de um sinal de satélite a 20GHz e canais meteorológicos, o outro para processamento de um sinal de satélite a 40GHz. Em primeiro lugar desenvolveu-se o software que recebe o sinal de 40GHz, denominado detetor digital, em MATLAB. A aquisição dos dados é feita com base num recetor de rádio digital, o processamento dos dados é feito através de deteção espetral (FFTs) e uma malha de sincronização de fase (PLL). A par da aquisição de dados é feito também um apontamento periódico da antena de receção. Todos os dados processados são guardados em ficheiros de saída devidamente estruturados e datados. De seguida desenvolveu-se o software de aquisição e processamento do sinal de satélite a 20GHz, denominado software de aquisição, em LabVIEW. Neste caso, a aquisição do sinal de satélite é feita através de um recetor superheteródino que converte o sinal para a banda de áudio, sinal que depois é digitalizado através de uma placa de aquisição de dados. Os canais meteorológicos são também digitalizados na mesma placa. O software de aquisição recebe os dados provenientes da placa de aquisição e, para fazer o processamento do sinal utiliza deteção espetral (FFTs), para fazer o processamento dos dados meteorológicos, usa apenas médias reduzir a taxa de amostragem. Todos os dados processados são guardados em ficheiros de saída devidamente estruturados e datados. Finalmente, são analisados alguns resultados obtidos pelo detetor digital, por forma a comparar o desempenho dos métodos de deteção.

The aim of this thesis is to implement two software tools: one of them is to acquire and process a satellite beacon signal at 20GHz alongside with some meteorological channels, the other is to process a satellite beacon signal at 40GHz. The first one, developed in MATLAB, is the software for the 40GHz beacon, named Digital Detector. The data acquisition is done with a Software Digital Radio (SDR) receiver, the data processing is done through spectral detection (FFTs) and a phase locked-loop (PLL). In parallel with data acquisition, the digital detector is capable of, periodically, control the antenna pointing system. All processed data is stored in output files properly structured and dated. The next step was the development, in LabVIEW, of the acquisition and processing software for the 20GHz beacon, named acquisition software. In this case, the acquisition of the satellite signal is made using a superheterodyne receiver which converts the signal to the audio band; the signal is then digitized by a data acquisition board. The weather channels are also scanned on the same board. The acquisition software receives data from the acquisition card and uses spectral detection (FFTs) to detect the signal. Regarding the processing of meteorological data, it displays only averages to control the data rate. All processed data is stored in output files properly structured and dated. Finally, some results obtained with the digital detector are analyzed in order to compare the performance of both detection methods implemented.