Desarrollo de un módulo en recepción programable para un HFR basado en SDRs

Abstract

RESUMEN : Los HFR (High Frequency Radars) son utilizados como una alternativa tecnológica para medir variables oceanográficas de manera remota y no intrusiva. Con éstos, es posible obtener campos de dirección del viento, magnitud y dirección de las corrientes superficiales y, en algunas configuraciones, información de parámetros integrales del oleaje. En la actualidad, existe gran variedad de fabricantes que comercializan este tipo de equipos, pero a altos costos. Los WERA (WEllen RAdar ) son una de las referencias comerciales más usadas por entidades públicas y privadas, como herramienta de medición. Recientemente, en la literatura se encuentran investigaciones que han incluido el concepto SDR (Software Defined Radio) en el desarrollo de estos dispositivos, buscando mayor flexibilidad tanto en costo como en configuración. En particular existe hoy una red global de HFR dedicada a mediciones oceanográficas, a la cual Colombia no pertenece. Una de las principales causas de la ausencia de los HFR en Colombia es su alto costo. En este trabajo, se desarrolló una biblioteca (LaQuinta) compatible con una etapa en recepción RF (Radio Frequency), basada en el concepto y en tecnologı́as SDR con el objetivo de iniciar un proceso de apropiación del conocimiento que permita acercar la investigación nacional a tecnologı́as de medición de variables oceanográficas. Para la toma de datos y la validación de la estrategia propuesta, se hizo uso de un radar WERA instalado en la barra del Estero Punta Banda (EPB) ubicado a 13 km al sur de Ensenada (Baja California, México). En esta estación, se realizaron las mediciones que permitieron establecer una precisión de ≈ 84 % para las 30 primeras celdas haciendo uso de la metodologı́a implementada en LaQuinta. Respecto a la inclusión de LimeSDR-USB como dispositivo SDR, se emularon las etapas RF analógicas a sustituir del radar WERA en GNURadio, el cual mostró cómo la ausencia de un Front-end RF previo al la conversión Análoga/Digital (A/D) del SDR evita alejar la señal que retorna del océano del piso de ruido en celdas superiores a la número 6.