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Comparative study of six antenna designs for receiving apt images from noaa-19 in urban environments

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Authors

Authors

Páez Avendaño, Alejandro
Morales Mahecha, Esteban
Campos Riaño, Rubén
Paz Penagos, Hernán
Abstract (Spanish)
El objetivo de este artículo es diseñar, construir, probar y comparar el rendimiento de seis antenas (Turnstile, qhf, double-cross, Moxon, V-dipole y Eggbeater) utilizadas para recibir imágenes meteorológicas apt transmitidas desde el satélite noaa-19 en un entorno urbano. El proceso sigue una metodología de cuatro fases: investigación, desarrollo del sistema de sintonización, diseño y simulación, construcción y prueba. Durante la fase de investigación, se exploran conceptos fundamentales como rtl-sdr, satélites noaa y el formato apt para la transmisión de imágenes. Posteriormente, el desarrollo del sistema de sintonización implica el uso de programas como sdrsharp y WXtoImg para recibir y decodificar la señal apt. La siguiente fase abarca el diseño, simulación y construcción de las antenas, con la selección de satélites noaa. Se emplean herramientas virtuales para calcular dimensiones y parámetros, seguidas por el ensamblaje de los diseños de las antenas. Se realizan pruebas en espacios abiertos, alineándose con las órbitas de los satélites, para recibir imágenes. Finalmente, los resultados se evalúan en términos de resolución de imagen y potencia de audio para determinar las matrices de antenas más adecuadas para este tipo de comunicación. La antena Moxon surgió como la de mejor rendimiento, recuperando imágenes con resoluciones de 1.94 megapíxeles, mientras que la antena qhf exhibió la mayor recepción de potencia a 1.9 W. Las antenas V-dipole, qhf y Eggbeater demostraron el mejor acoplamiento con la línea de transmisión, logrando coeficientes de reflexión bajos de 0.16. En conclusión, se establece que, en entornos urbanos, las antenas Moxon y qhf reciben eficazmente imágenes apt.
Abstract (English)
The objective of this article is to design, build, test, and compare the performance of six antennas (Turnstile, qhf, double-cross, Moxon, V-dipole, and Eggbeater) used for receiving apt meteorological images transmitted from the noaa-19 satellite in an urban environment. The process follows a four-phase methodology: research, tuning system development, design and simulation, construction, and testing. During the research phase, fundamental concepts such as rtl-sdr, noaa satellites, and the apt format for image transmission are explored. Subsequently, the development of the tuning system involves the use of programs such as sdrsharp and WXtoImg to receive and decode the apt signal. The next phase encompasses the design, simulation, and construction of the antennas, with the selection of noaa satellites. Virtual tools are employed to calculate dimensions and parameters, followed by the assembly of the antenna designs. Tests are conducted in open spaces, aligning with the satellite orbits, to receive images. Finally, the results are evaluated in terms of image resolution and audio power to determine the most suitable antenna arrays for this type of communication. The Moxon antenna emerged as the best-performing, recovering images with resolutions of 1.94 megapixels, while the qhf antenna exhibited the highest power reception at 1.9 W. The V-dipole, qhf, and Eggbeater antennas demonstrated the best coupling with the transmission line, achieving low reflection coefficients of 0.16. In conclusion, it is established that in urban environments, the Moxon and qhf antennas effectively receive apt images.
Extent
11 p.
URI: https://repositorio.escuelaing.edu.co/handle/001/3420
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