exposición Nº 4 - Instituto Universitario Aeronáutico

EXTRACTOR DIGITAL DE DATOS
PARA
RADAR DE LARGO ALCANCE
Centro de Investigaciones Aplicadas
Instituto Universitario Aeronáutico

Temario de la presentación
1 Introducción
2 EDDR Radar 3D
3 EDDR Radar 2D + Radar de Altura
4 Conclusiones

Justificación del EDDR
Porqué debe haber un EDDR en el radar?
Cuáles son las causas que determinan su necesidad?

Justificación
Disponer de información digital en sitios remotos en
relación a la ubicación del radar.
Unificar el “lenguaje” de transferencia de información entre
radares y centros de procesamiento.
Aumentar el flujo de información transferida a la vez que
reducir el ancho de banda de los canales de
comunicaciones empleados.
Aplicar técnicas de filtrado a efectos de eliminar
información espúrea e innecesaria.

Motivación
Todos los radares militares disponibles
carecían de un EDDR.

Extractor Digital de Datos
Es un dispositivo que, a partir de la señal de radar suministrada por
los receptores, permite: generar una información digital de los ECOS
detectados, tanto primarios como secundarios, determinar los
probables blancos (PLOTS) en base a un proceso estadístico, buscar
asociaciones entre blancos primarios y secundarios y correlacionar
la información vuelta a vuelta, a efectos de determinar la posible
trayectoria o traza de éstos (PISTAS). Esta información es factible de
empaquetar en base a formatos estándares y quedar disponible para
su envío hacia sitios remotos (para la visualización o posterior
tratamiento).

Extractor Digital de Datos
Es un dispositivo que, a partir de la señal de radar suministrada por
los receptores, permite: generar una información digital de los ECOS
detectados, tanto primarios como secundarios, determinar los
probables blancos (PLOTS) en base a un proceso estadístico, buscar
asociaciones entre blancos primarios y secundarios y correlacionar
la información vuelta a vuelta, a efectos de determinar la posible
trayectoria o traza de éstos (PISTAS). Esta información es factible de
empaquetar en base a formatos estándares y quedar disponible para
su envío hacia sitios remotos (para la visualización o posterior
tratamiento).

Extractor Digital de Datos
Es un dispositivo que, a partir de la señal de radar suministrada por
los receptores, permite: generar una información digital de los ECOS
detectados, tanto primarios como secundarios, determinar los
probables blancos (PLOTS) en base a un proceso estadístico, buscar
asociaciones entre blancos primarios y secundarios y correlacionar
la información vuelta a vuelta, a efectos de determinar la posible
trayectoria o traza de éstos (PISTAS). Esta información es factible de
empaquetar en base a formatos estándares y quedar disponible para
su envío hacia sitios remotos (para la visualización o posterior
tratamiento).

Extractor Digital de Datos
Es un dispositivo que, a partir de la señal de radar suministrada por
los receptores, permite: generar una información digital de los ECOS
detectados, tanto primarios como secundarios, determinar los
probables blancos (PLOTS) en base a un proceso estadístico, buscar
asociaciones entre blancos primarios y secundarios y correlacionar
la información vuelta a vuelta, a efectos de determinar la posible
trayectoria o traza de éstos (PISTAS). Esta información es factible de
empaquetar en base a formatos estándares y quedar disponible para
su envío hacia sitios remotos (para la visualización o posterior
tratamiento).

Extractor Digital de Datos
Es un dispositivo que, a partir de la señal de radar suministrada por
los receptores, permite: generar una información digital de los ECOS
detectados, tanto primarios como secundarios, determinar los
probables blancos (PLOTS) en base a un proceso estadístico, buscar
asociaciones entre blancos primarios y secundarios y correlacionar
la información vuelta a vuelta, a efectos de determinar la posible
trayectoria o traza de éstos (PISTAS). Esta información es factible de
empaquetar en base a formatos estándares y quedar disponible para
su envío hacia sitios remotos (para la visualización o posterior
tratamiento).

Extractor Digital de Datos
Es un dispositivo que, a partir de la señal de radar suministrada por
los receptores, permite: generar una información digital de los ECOS
detectados, tanto primarios como secundarios, determinar los
probables blancos (PLOTS) en base a un proceso estadístico, buscar
asociaciones entre blancos primarios y secundarios y correlacionar
la información vuelta a vuelta, a efectos de determinar la posible
trayectoria o traza de éstos (PISTAS). Esta información es factible de
empaquetar en base a formatos estándares y quedar disponible para
su envío hacia sitios remotos (para la visualización o posterior
tratamiento) .

Soluciones planteadas
Generar una señal digital de los ecos detectados, tanto primarios
como secundarios
Empleo de Comparadores rápidos ó
conversores A/D

Determinar los probables blancos en base a un proceso estadístico
- Detector Ventana Deslizante
- Validación/Correlación de código

Buscar asociaciones entre plots primarios y secundarios
-Criterio de Vecino más Próximo (NN)
-Limitación en Az y Rg

Correlacionar la información vuelta a vuelta a fin de determinar la
posible trayectoria o traza del blanco
- Proceso de Filtrado (Alfa-Beta)
-Proceso de Alisado
- Predicción

Información disponible para envío hacia sitios remotos para su
visualización o posterior tratamiento.
-Ethernet UDP/IP
- RS-232
- Asterix, FAA

Definiciones
ECO RADAR: Señal luminosa que se observa en la pantalla de
radar producida por la recepción de las ondas electromagnéticas
reflejadas por un objeto (avión, edificios, árboles, pájaros, nubes,
etc.) de características naturales o artificiales, ya sea fijo ó móvil.
PLOT: Señal resultante de la correlación de ecos radar durante
una exploración de antena.
PISTA MONORADAR: Correlación de plots, correspondientes a
un mismo radar, en vueltas sucesivas de antena.

Esquema Funcional Radar sin EDDR
Radar
Receptor
Video PPI
Todas las señales que participan en el
proceso de generación de información en
la pantalla, dentro del sistema, son
analógicas

Esquema Funcional Radar con EDDR
(sólo plots)
Receptor
Video PPI
Radar
Para el procesamiento y
transmisión a distancia
en tiempo real se
requiere disponer de
señales digitales
EDDR
Imagen Digital

Esquema Funcional Radar con EDDR
(plots + pistas)
Radar
Pista
A12
Receptor
EDDR
A07
Sistemas de alta
velocidad de
procesamiento y
gran capacidad
de
almacenamiento
de datos.
Video PPI
Plot

Trayectoria
Ecos radar
Plots
Predicción
Pistas

ECO PLOT PISTA

Esquema Funcional Primario - Secundario
RADAR
PRIMARIO
EDDR PRIMARIO:
Correlación por
posición
COMBINADOR
TRAQUEADOR
RADAR
SECUNDARIO
EDDR SECUNDARIO:
Correlación por
posición y código
RADAR
EDDR

Premisas de Diseño
Características Mínimas Deseables
Bajo Mantenimiento
Operación en Tiempo Real
Componentes COTS
Adaptable a los sistemas disponibles en la FAA
Salida formato compatible con Asterix Cat 34 y 48
Compatibilidad entre versiones
Reconfigurable

Temario de la presentación
1 Introducción
2 EDDR Radar 3D
3 EDDR Radar 2D + Radar de Altura
4 Conclusiones

Extractor Digital de Datos Radar
(Configuración Básica)
Detector Procesador Detector Primario Memoria Procesador Primario Secundario Intermedia Adaptador/Simulador
Secundario Combinador/Traqueador
Fuente de Alimentación

Esquema Funcional (Radar – EDDR)
RADAR
Señales Analógicas del Radar
EDDR
Adaptación de la Señal
Procesamiento Primario
Procesamiento Secundario
Asociación Primario Secundario
Procesamiento Monoradar
GPS
Mensaje de Salida Plot
Mensaje de Salida Track
Unidades de Presentación
Unidades de Presentación

Detector y Adaptador de Señales

Detector y Adaptador de Señales
Señales de Sincronismo
del Radar
Señales de Video
Radar Primario
Señales de Video
Radar Secundario
Comparadores
Simulador de
Señales
Rad/Sim
Multiplexor
Salida a EDDR Primario
Salida a EDDR Secundario

Detector y Adaptador de Señales

Detector Primario

Detector Primario
Señales de Sincronismo
del Radar
Señal Altura
Señal de Video
Radar Primario
Conformador
Generador
de reloj
Contador Acimut
Contador Rango
Detector
Ventana
Sincronismo
Decodificador
Memoria Intermedia
Bus de Control
Bus de Direcciones
Bus de Datos

Detector Primario

Detector Secundario y Memoria Intermedia

Detector Secundario y Memoria Intermedia
Señales de Sincronismo
del Radar
Señal de Video
Compuesto
Conformador
Generador
de reloj
Contador Acimut
Contador Rango
Detector
Modo/Código
Sincronismo
Decodificador
Memoria Intermedia
Bus de Control
Bus de Direcciones
Bus de Datos

Detector Secundario y Memoria Intermedia

Procesador

Procesador
Bus de Control
Bus de Direcciones
Bus de Datos
Compac Flash
Decodificador
Jumpers
SBC
Salida RS-232
(Optoacoplada)
Salida RS-232
Salida Test
Mantenimiento
Salida a
Combinador

Procesador

Combinador - Traqueador

Combinador - Traqueador
Plots Primarios
(RS-232)
Plots Secundarios
(RS-232)
ARP
Compac
Flash
Decodificador
GPS
Teclado Control
Jumpers
SBC
Salida RS-232
Plots
Salida RS-232
Pistas
Salida Ethernet
Salida Test
Plots
Salida Test
Pistas
Mantenimiento
Salida a
Consola/Centro
Procesamiento

Combinador - Traqueador

Fuente de Alimentación

Temario de la presentación
1 Introducción
2 EDDR Radar 3D
3 EDDR Radar 2D + Radar de Altura
4 Conclusiones

Componentes Sistema EDDR para FPS-113/FPS-90
EDDR
MONITOR
UDP/IP
SWITCH
UDP/IP
SERVER
UDP/IP
EDDR
RECLADO
UPS

Características del Sistema
EDDR:
Duplicado
Funcionamiento:
Salidas:
1 operativo – 1 stand-by
1 operativo – 1 mantenimiento
2 operativos
Configurable
Video Digital sin Procesar
Plot Primario
Plot Secundario
Plot Combinado
Pistas

Características del Sistema (cont.)
ADMINISTRADOR:
Configuración de EDDR Análisis y
visualización del comportamiento
Selección de Salida Ethernet
SWITCH:
UPS:
Todas las comunicaciones entre EDDR
y Administrador a través de red
Ethernet protocolo UDP/IP
Capaz de soportar la carga del
Administrador y permitir una
desconexión controlada del sistema.

Sistema EDDR para FPS-113/FPS-90
FPS-113 y TPX-42
CPR-95
FPS-90
Centro de Control

Temario de la presentación
1 Introducción
2 EDDR Radar 3D
3 EDDR Radar 2D + Radar de Altura
4 Conclusiones

Diferencias entre EDDR Básico
y
EDDR FPS-113/FPS-90

EDDR Básico
7 placas electrónicas + Fuente de alimentación
6 modelos de placas distintas
Nivel de integración: Bajo/Medio

EDDR FPS-113/FPS-90
6 placas electrónicas + Fuente de alimentación
4 modelos de placas distintas
Nivel de integración: Alto

EDDR FPS-113/FPS-90
Subrack compatible para ambas versiones
Fuente de alimentación común
Placas intercambiables

Las características operacionales de ambos dispositivos, en esencia, son
los mismos.
Sin embargo, los espacios físicos disponibles en uno y otro ambiente no
son comparables, esto hace que la operatividad en una situación se vea
más restringida que en otra.
La intercambiabilidad de las placas se logra con una adecuada distribución
de señales en el panel de conexionado trasero de los subracks.
En la versión básica no es posible modificar parámetros en línea. Se debe
partir de parámetros de trabajo preestablecidos. Sí es posible modificar la
identidad del EDDR y ciertos parámetros fuera de línea.
En la versión FPS-113, sí es posible la modificación de parámetros en
línea además la visualización del estado de funcionamiento del conjunto.

Uso de dispositivos CPLD (versión Básica) y FPGA (versión FPS-113).
Análisis de comportamiento FPGA basado en tecnología Altera y Xilinx.
Ensayos ambientales según norma MIL-STD-810F en aquellos capítulos que
le competen.
Pruebas operativas (versión básica) en radar Bendix BPS-1000
(desprogramado) y Westinghouse AN/TPS-43 ó W-430.
Salida compatible a estándares internacionales (Asterix Cat. 34 y 48).
Total disponibilidad en el país para ajustes, modificaciones, etc. sin
necesidad de recurrir a proveedores externos para esta tarea (altos costos).
Preparación de RR.HH. en la especialidad.

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE LOS
SISTEMAS
Período de revolución antena:
ARP:
ACP:
PRF:
Videos primarios:
Ajustable de 8 a 12 seg
1 por revolución de antena
4096 pulsos por revol. de antena
(hasta 16384 con modificaciones)
250 a 360 pps
Normal y MTI
Video secundario: Video compuesto (Modos 1, 2, 3 y C)
Salida:
Salida de test:
Datos por Ethernet UDP bajo formato
Asterix Cat 34 y 48
RS-232 en cada procesador (primario,
secundario, combinador y traqueador).
Formato propietario.
Conectores para teclado, mouse y monitor en todos los procesadores para
ajustes, calibración y actualización de software.

ANTECEDENTES
•• FAS FAS --540: 540: “Extractor Digital Digital de de Datos Datos Radar Radar Bendix”
•• FAS FAS --680: 680: “Extractor Digital Digital de de Datos Datos Radar Radar Secundario”
•• FAS FAS --690: 690: “Extractor Digital Digital de de Datos Datos Radar Radar Westinghouse”
•• Extractor Digital Digital para para Radar Radar Plessey PlesseyACR --430
430
•• FAS FAS – 1130: 1130: “Procesador para para Radar Radar EDDR EDDR Westinghouse”

PROYECTOS EN EJECUCIÓN
•• FAS FAS --1131: 1131: “Estandarización EDDR EDDR Westinghouse”
•• FAS FAS --1132: 1132: “Extractor Digital Digital de de Datos Datos Radar Radar FPS-113/FPS-90 (PIDDEF
006/08/FAA)”
•• “Extractor Digital Digital de de Datos Datos Radar Radar Cardion MK MK II II (PIDDEF 010/2010 –
FAS-1133)”
•• “Puesta en en Servicio Operativo Radar Radar de de Trayectografía VITRO VITRO RIR- RIR-
778C” 778C” (PIDDEF 006/2010)”

FIN DE LA PRESENTACIÓN