Radar and Remote Sensing

A teledetección mediante tecnoloxías radar é un campo de traballo en constante progresión. As posibilidades que ofrecen os dispositivos rádar están aínda por explorar. As súas aplicacións teñen cabida en campos tan diversos como a meteoroloxía, a seguridade, a caracterización de alimentos, de chans e un longo etcétera. Esta é unha as áreas de maior importancia en atlanTTic, as patentes logradas nesta área dan boa fe da calidade dos resultados obtidos.

No que respecta ao uso en meteoroloxía, durante as dúas últimas décadas, as axencias meteorolóxicas dos países desenvolvidos implementaron redes de radares Doppler para a detección e seguimento de fenómenos meteorolóxicos. Estes radares son capaces de localizar precipitacións, medir traxectorias e estimar o tipo de choiva e cantidade. Dentro dos radares meteo existe un tipo denominado radares polarimétrico. Estes teñen a capacidade de emitir ondas con diferente polarización, permitindo introducir máis información para contrastar datos. O éxito e beneficios (alerta temperá de tormentas e tornados, predicción de desbordamentos e inundacións, control de recursos hidrográficos, etc.) derivados da operación das devanditas redes de radares levaron á expansión e actualización continua das mesmas.

Noutros aspectos como a seguridade en lugares públicos, a crecente ameaza do terrorismo, a vixilancia de persoas en postos de control de seguridade, como aeroportos e estacións de tren e autobús, é cada vez máis importante. Os sistemas de ondas milimétricas, xeralmente na banda de 30 a 300 Ghz, son as solucións máis prometedoras debido a que as ondas milimétricas son non ionizantes e, por tanto, non representan ningún perigo coñecido para a saúde a niveis de potencia moderados.Os escáneres de ondas milimétricas permiten ofrecer unha solución á devandita demanda tecnolóxica, debido ao seu bo compromiso entre resolución da imaxe obtida, capacidade de penetración a través de tecidos e outros materiais, uso de radiación non ionizante, e custo relativamente baixo.

Líñas de Investigación

Líñas de Investigación

Sistema de medidas Doppler polarimétrico

Sistema de medidas que proporciona toda a información polarimétrica e Doppler. O transmisor consta de dúas canles de transmisión con polarización diferente e dúas canles de recepción. O procesado dos datos proporciona os estimadores insesgados de mínima varianza da matriz de covarianza polarimétrica sen reducir a capacidade Doppler do radar.

Sistema de aterrizaxe de drons asistido por sistemas de navegación satelital

Sistemas de radar pasivo. Son sistemas radar que se basean no uso oportunista dos sinais emitidos por outros sistemas de telecomunicacións. Detecta os brancos e determina a súa posición e outras características mediante a recepción e procesado do sinal que dispersan os brancos ao ser iluminados polos sinais emitidos por outros sistemas radio

Sistemas aerotransportados e métodos para adetección, localización e obtención de imaxes de obxetos enterrados e a caracterización da composición do subsolo

GEODRON (georradar embarcado nun dron) é un novo sistema para a avaliación non destrutiva e identificación e detección de obxectos enterrados no chan, orientado principalmente á detección de explosivos como minas antipersona, pero de utilidade para calquera aplicación na que sexa necesario a detección de obxectos non identificables a primeira ollada.

Identificación dinámica de ameazas en controis de seguridade baseada en tecnoloxía de ondas milimétricas

Os escáneres de ondas milimétricas permiten ofrecer unha solución á demanda de maior seguridade nos aeroportos, debido ao seu bo compromiso entre resolución da imaxe obtida, capacidade de penetración a través de tecidos e outros materiais, uso de radiación non ionizante, e custo relativamente baixo. Ademais, o diferente comportamento das ondas milimétricas ao interactuar con diferentes materiais pode axudar á súa identificación por parte do sistema de exploración. O proxecto céntrase no desenvolvemento dun novo sistema para a inspección de persoas.

Antenas reflectoras de exploración de nova xeración en sistemas de detección en milimétricas para a reconstrución de imaxes en movemento en aplicacións de seguridade

Como resultado de proxectos anteriores, foi construído e satisfactoriamente validado un prototipo de radar de imaxe a 300 Ghz, que inclúe unha sofisticada antena reflectora bifocal desenvolvida polo grupo. Sobre a base desa experiencia e dada a importancia do tema, esta proposta céntrase no desenvolvemento dun novo sistema para a inspección de persoas mellorando o deseño anterior.

Sistema de caracterización da firma radar de brancos navais.

Sistema de caracterización da firma radar de todo tipo de brancos.

Caracterización, identificación e/ou detección non destrutiva de materiais e sustancias mediante espectrometría en THz.

Aliñación do feixe con axuda do sensor en mmWave e aplicacións vehiculares

Un dos retos crave en mmWave é a sobrecarga de adestramento de feixe ou estimación de canle, necesaria para establecer a ligazón. Estudamos como usar información fora de banda proporcionada por sensores ou outros sistemas de comunicación para reducir a sobrecarga de configuración do feixe. Esta idea é especialmente interesante nos escenarios vehiculares, onde a alta mobilidade complica a configuración do sistema. Unha ferramenta esencial para explotar información fora de banda é a tradución de información de canle entre diferentes bandas. Tamén estudamos a integración do radar mmWave e a comunicación en vehículos conectados.

Prototipos en mmWave

Estamos prototipando un sistema MIMO mmWave híbrido con 2 cadeas de RF, 2 no rx e 2 no rx, proporcionando un ancho de banda de 1 Ghz na banda de frecuencia de 60 Ghz. Para o prototipo BB estamos a utilizar unha plataforma baseada en chasis de National Instruments, cun controlador incorporado, liñas de interconexión interna e os seguintes módulos FPGA cored: 2 módulos de modulación e DAC que funcionan en 1,25 GS / s, 2 módulos ADC e demodulación traballando a 1,5 GS /s, 4 módulos de xestión de reloxo con referencia externa compensada, 2 módulos de codificación, 4 módulos de decodificación e 1 módulo de xestión MAC. Ademais dos algoritmos estándares necesarios para calquera ligazón básica de mmWave MIMO, actualmente estamos a implementar os nosos algoritmos de procesamento MIMO para a estimación de canles e a precodificación híbrida. Tamén estamos a implementar a codificación / decodificación turbo e LDPC.

Grupos de Investigación

Grupo de Sistemas de Radio (SR)
Grupo de Procesado de Señal en Comunicaciones (GPSC)
Grupo de Antenas, Radar y Comunicaciones Ópticas (COM)

O laboratorio experimental “Antelia” dispón dos equipos necesarios para o deseño, fabricación e proba dos circuítos que compoñen este tipo de sistemas. Particularmente hai que mencionar a capacidade de medir as características das antenas incluída a ganancia da antena conforme a un ensaio en cámara anecoica, coa acreditación ENAC 1141/LLE2222.

Outras instalacións para destacar:

  • Cámara anecoica / semianecoicca de medidas electromagnéticas de 9m x 7m x 7m (L x W x H) deseñada para operar ata 24Ghz dotada con sistemas de posicionadores automatizados de altas prestacións, equipamento de alta gama e software de transformación campo afastado-próximo. Sistema de medida de rango esférico.
  • Sistemas de cabezas milimétricas formado por (a) analizador vectorial de redes Agilent PNA 5222A, (b) módulos (Tx/Rx + Rx) nas bandas 220-330 Ghz, 500-750Ghz e 750-1.100Ghz + kit de calibración nesas bandas + antenas.
  • Espectrómetros en THz: (a) no dominio temporal (THz-TDS). Rango espectral superior a 2 THz (típico >3THz), marxe dinámica de ata 50 dB, 5 Ghz de resolución espectral; (b) de onda continua (THz-CWS). Rango espectral desde 100 Ghz ata 2 THz, marxe dinámica de ata 80 dB, 10 MHz de resolución espectral.
  • Clúster de supercomputación. Está composto por 4 nodos, cada un deles con 64 núcleos de cálculo e 1 TB de memoria RAM.
  • Servizos meteorolóxicos
  • Fabricantes de equipos de radar.
  • Navegación marítima e aérea.
  • Seguridade. Detección de armas e explosivos.
  • Médico. Caracterización de mostras. Detección de tumores cutáneos (radiación non ionizante)
  • Industrial (alimentario). Detección corpos estraños en cadeas de produción. Determinación de contidos de alcol e azucre en alimentos. Inspección de alimentos empaquetados.
  • Industrial (farmacéutico). Caracterización de antibióticos.
Título
Sistema de medidas Doppler polarimétrico
Resumo Sistema de medidas que proporciona toda a información polarimétrica e Doppler. O transmisor consta de dúas canles de transmisión con polarización diferente e dúas canles de recepción. O procesado dos datos proporciona os estimadores insesgados de mínima varianza da matriz de covarianza polarimétrica sen reducir a capacidade Doppler do radar.
Aplicacións e vantaxes Convertéronse nunha ferramenta fundamental para os servizos meteorolóxicos despois de que proporcionan datos de gran valor para os algoritmos numéricos de predición a medio e longo prazo e facilitan o desenvolvemento de algoritmos nowcasting para a detección e alerta de fenómenos meteorolóxicos adversos que poidan causar dano ás persoas ou os seus bens.
Sectores de aplicación Servizos meteorolóxicos. Fabricantes de equipos. Marca 3-PolD. Rexistrada en España, Europa e EEUU.
Propiedade intelectual Patentes en curso
Título
Sistema de aterraxe de drons asistido por sistemas de navegación satelital
Resumo Sistemas de radar pasivo. Son sistemas radar que se basean no uso oportunista dos sinais emitidos por outros sistemas de telecomunicacións. Detecta os brancos e determina a súa posición e outras características mediante a recepción e procesado do sinal que dispersan os brancos ao ser iluminados polos sinais emitidos por outros sistemas radio.
Aplicacións e vantaxes Todas as relacionadas coa tecnoloxía radar convencional. As principais vantaxes son: (1) Equipamento lixeiro que non require a transmisión de sinais, (2) Baixo consumo de enerxía, (3) Alta precisión, (4) Fiable, (5) Baixa probabilidade de que produza interferencias a outros sistemas, (6) Custo reducido, (7) Peso reducido
Sectores de aplicación Navegación marítima e aérea.
Propiedade intelectual Patente en trámite
Título
Sistemas aerotransportados e métodos para a detección, localización e obtención de imaxes de obxectos enterrados e a caracterización da composición do subsolo (E 2 577 403 B2) (Geodron)
Resumo GEODRON (georradar embarcado nun dron) é un novo sistema para a avaliación non destrutiva e identificación e detección de obxectos enterrados no chan, orientado principalmente á detección de explosivos como minas antipersona, pero de utilidade para calquera aplicación na que sexa necesario a detección de obxectos non identificables a primeira ollada.
Aplicacións e vantaxes Principais vantaxes:

    • Utiliza drons para detectar obxectos enterrados no chan mediante técnicas innovadoras no campo dos sinais e o seu procesamento.
    • Pode simultaneamente caracterizar un terreo e detectar elementos enterrados nel.
    • Permite obter unha imaxe nítida do subsolo e dos posibles elementos enterrados nel grazas a un algoritmo de procesado SAR combinado cun algoritmo para eliminación do clutter e un algoritmo para corrixir o desenfocado da imaxe radar debido a posibles oscilacións do dron.

Emite e/ou captura sinales radar en diferentes posicións para poder obter imaxes 3D do subsolo con resolución centimétrica.

Sectores de aplicación Detección minas, caracterización de terreos.
Propiedade intelectual Patentado
Título
Identificación dinámica de ameazas en controis de seguridade baseada en tecnoloxía de ondas milimétricas
Resumo Os escáneres de ondas milimétricas permiten ofrecer unha solución á demanda de maior seguridade nos aeroportos, debido ao seu bo compromiso entre resolución da imaxe obtida, capacidade de penetración a través de tecidos e outros materiais, uso de radiación non ionizante, e custo relativamente baixo. Ademais, o diferente comportamento das ondas milimétricas ao interactuar con diferentes materiais pode axudar á súa identificación por parte do sistema de exploración. O proxecto céntrase no desenvolvemento dun novo sistema para a inspección de persoas.
Aplicacións e vantaxes Seguridade en aeroportos e outras instalacións de acceso público.
Sectores de aplicación Seguridade.
Propiedade intelectual Segredo industrial.
Título
Antenas reflectoras de exploración de nova xeración en sistemas de detección en milimétricas para a reconstrución de imaxes en movemento en aplicacións de seguridade
Resumo Como resultado de proxectos anteriores, foi construído e satisfactoriamente validado un prototipo de radar de imaxe a 300 Ghz, que inclúe unha sofisticada antena reflectora bifocal desenvolvida polo grupo. Sobre a base desa experiencia e dada a importancia do tema, esta proposta céntrase no desenvolvemento dun novo sistema para a inspección de persoas mellorando o deseño anterior.
Aplicacións e vantaxes Optimización conxunta de redes backhaul e de acceso, coas seguintes vantaxes:
Seguridade en recintos de acceso público.
Sectores de aplicación Seguridade.
Propiedade intelectual Secredo industrial
Título
Sistema de caracterización da firma radar de brancos navales e de todo tipo de brancos.
Resumo
Aplicacións e vantaxes
Sectores de aplicación Seguridade.
Propiedade intelectual Segredo industrial.
Título
Caracterización, identificación e/ou detección non destructiva de materiais e sustancias mediante espectrometría en THz.
Resumo
Aplicacións e vantaxes
Sectores de aplicación Alimentación, uso farmacéutico, uso médico.
Propiedade intelectual N/A
Título
Aliñación do feixe con axuda do sensor en mmWave e aplicacións vehiculares
Resumo Un dos retos crave en mmWave é a sobrecarga de adestramento de feixe ou estimación de canle, necesaria para establecer a ligazón. Estudamos como usar información fora de banda proporcionada por sensores ou outros sistemas de comunicación para reducir a sobrecarga de configuración do feixe. Esta idea é especialmente interesante nos escenarios vehiculares, onde a alta mobilidade complica a configuración do sistema. Unha ferramenta esencial para explotar información fora de banda é a tradución de información de canle entre diferentes bandas. Tamén estudamos a integración do radar mmWave e a comunicación en vehículos conectados.
Aplicacións e vantaxes Mellora de prestacións en escenarios en mobilidade.
Sectores de aplicación Vehículos conectados
Propiedade intelectual N/A
Título
Prototipos en mmWave
Resumo Estamos prototipando un sistema MIMO mmWave híbrido con 2 cadeas de RF, 2 no rx e 2 no rx, proporcionando un ancho de banda de 1 Ghz na banda de frecuencia de 60 Ghz. Para o prototipo BB estamos a utilizar unha plataforma baseada en chasis de National Instruments, cun controlador incorporado, liñas de interconexión interna e os seguintes módulos FPGA cored: 2 módulos de modulación e DAC que funcionan en 1,25 GS / s, 2 módulos ADC e demodulación traballando a 1,5 GS /s, 4 módulos de xestión de reloxo con referencia externa compensada, 2 módulos de codificación, 4 módulos de decodificación e 1 módulo de xestión MAC. Ademais dos algoritmos estándares necesarios para calquera ligazón básica de mmWave MIMO, actualmente estamos a implementar os nosos algoritmos de procesamento MIMO para a estimación de canles e a precodificación híbrida. Tamén estamos a implementar a codificación / decodificación turbo e LDPC.
Aplicacións e vantaxes Mellora de prestacións tecnoloxías 5G.
Sectores de aplicación Multisectorial nos sectores de impacto da nova tecnoloxía 5G.
Propiedade intelectual N/A