Tesis y Trabajos de Investigación PUCP

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Revisión teórica de la técnica de radares de dispersión incoherente y su conexión con las ecuaciones diferenciales estocásticas
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-19) La Rosa La Rosa, Brian Humberto; Milla Bravo, Marco Antonio
The Incoherent Scatter Radar (ISR) technique provides an important tool for ionospheric plasma parameter estimation through the calculation of the electron density spectrum. This quantity is constrained to the ionospheric approximations considered. If these are very realistic, finding an analytical expression for the terms involve in the electron density spectrum could be impossible. In that sense, using the mathematical tool known as stochastic differential equation (SDE) is required. Because of the nature of the equation described the ionospheric particle dynamics, called Langevin equation, stochastic numerical methods have to be studied. In this work, we will present a review of ISR theory and the connection to SDE. Moreover, we list three different methods, which are used to analyze the collisional and magnetized approximation of the ionosphere.
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Filtro espacial adaptativo para rechazo de interferencia usando arreglo de antenas en el radio observatorio de Jicamarca
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-09-03) Pinedo Nava, Henry Oswaldo; Chau, Jorge
En latitudes ecuatoriales, el estudio de las señales de radar de dispersión incoherente (ISR, por sus siglas en inglés) en la región E de la Ionósfera es perjudicado drásticamente por la interferencia de potentes señales provenientes del Electrochorro Ecuatorial (EEJ, por sus siglas en inglés). En base a que estas dos señales (ISR y EEJ) provienen de regiones en el cielo con posiciones angulares distintas, en la presente tesis se evalúa la factibilidad de emplear técnicas de filtrado espacial con el radar del Radio Observatorio de Jicamarca (ROJ) para mejorar las medidas de dispersión incoherente reduciendo la interferencia del EEJ. Con ello se pretende resolver un problema existente desde 1961 cuando entró en funcionamiento el ROJ. El filtro espacial a implementar debe garantizar la mínima distorsión en la medición de las señales ISR. Para ello se evaluaron diferentes técnicas no paramétricas de filtrado espacial, así como diversas configuraciones de arreglos de antenas en condiciones muy cercanas a la realidad por medio de la simulación numérica del proceso en su conjunto. Esta simulación contempló: la generación de señales y patrones de radiación de las antenas, la interacción de los dominios espacio-ángulo, y el procesamiento de datos que conduce a la obtención de los coeficientes del filtro. Los resultados obtenidos son muy satisfactorios hasta los casos con niveles de potencia del EEJ de 60dB más fuertes que los ecos de ISR. Las principales contribuciones de este trabajo son: la solución de este problema bidimensional con un tratamiento unidimensional por medio de un arreglo lineal de 6 antenas distribuidas espacialmente en forma no redundante, y la estrategia matemática empleada para lograr, con este arreglo no redundante, resultados similares a los que se hubieran obtenido con un número mayor de antenas.
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Construcción de un sistema de receptores superheterodinos para un radar atmosférico VHF
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-11-04) Córdova Vivas, Darwin Neil
El presente trabajo de tesis muestra el diseño y la construcción de un subsistema de recepción VHF (50MHz), el cual consta de cuatro receptores superheterodinos, del tipo homodino, y un oscilador local. Este subsistema va a ser utilizado en el radar JULIA (Jicamarca Unmanned Long-term studies of the Ionosphere and Atmosphere) del Radio Observatorio de Jicamarca ROJ para la adquisición de información de la atmósfera. El Radio Observatorio de Jicamarca fue inicialmente creado para adquirir datos de alturas ionosféricas, pero investigaciones de Woodman y Guillen demostraron que también servía para obtener información de alturas MST (Mesosphere, Stratosphere, and Troposphere); a esta nueva técnica de radar se le conoce como MST. Sin embargo, el uso del radar MST estaba limitado a las campañas de los días geofísicos (1000 horas promedio), debido al alto consumo de potencia eléctrica de sus transmisores grandes; además, para este tipo de experimentos no se requerían de los transmisores de alta potencia, ya que los fenómenos que ocurren a estas alturas generan fuertes retornos de señal. La consideración de los comentarios anteriores sugirió que un sistema de transmisores de baja potencia en el ROJ resultaría ser de gran utilidad. Como complemento a tales transmisores y al arreglo de antenas del observatorio, se podía considerar la adición de un grupo alternativo de receptores y de un sistema de análisis relativamente simple e independiente. De esta manera, no se requeriría de grandes transmisores, computadoras ni otros equipos de uso habitual de la estación. Además, este “mini-sistema” podría operar con la energía entregada por un generador diesel de medianas dimensiones. Para garantizar la calidad de los datos adquiridos, se tuvieron que cumplir ciertos requisitos en el subsistema de recepción, entre los cuales podemos mencionar: baja “figura del ruido (3 dB)”, alta selectividad, alta ganancia (mayor a 70 dB), y control de ancho de banda y atenuación. Los criterios de diseño de receptores VHF que se muestran a lo largo de este trabajo no sólo van a permitir el entendimiento del funcionamiento de los subsistemas de recepción en 50 MHz, sino también, en el diseño a mayor frecuencia.

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