PROYECTO VLF

  1. Descripción General del sistema 

    Es un sistema de adquisición y procesamiento de señales de muy baja frecuencia utilizado para medir y hacer un estudio físico de las perturbaciones causadas por los rayos atmosféricos y tormentas solares en la ionósfera baja. Dichas señales son transmitidas por emisores ubicados en algunos lugares del planeta. Un aspecto particular del sistema radica en la generación de una base de datos, es decir el sistema contantemente se encuentra almacenando archivos de las señales de VLF obtenidas por el sistema. El Observatorio Astronómico de Quito en su actualidad está encargado de mantener el Sistema VLF en funcionamiento, dándole al mismo el mantenimiento pertinente para que el sistema constantemente se encuentre en operación. Por otro lado el Observatorio hará el estudio físico necesario para los datos e imágenes obtenidas del sistema VLF.

  2. Etapas funcionales del sistema
    Básicamente en el sistema se encuentran varios elementos inmiscuidos dentro de varias etapas, primeramente para captar las señales provenientes de los transmisores ubicados en diferentes países del mundo se diseñó y construyó un sensor (antena) que reúne las características suficientes para recibir la información requerida. Una vez captadas las señales, un circuito electrónico es usado para el acondicionamiento y filtrado de dichas señales, utilizando amplificadores operacionales, con el fin de seleccionar y resaltar la información útil de entre toda la captada. Una vez obtenidas las señales adecuadas con las que se va a trabajar, son adquiridos los datos a un computador mediante una tarjeta de adquisición de datos: posteriormente la información adquirida  es procesada mediante un software computacional con la finalidad de interpretar de mejor manera los datos adquiridos y de la misma manera visualizarlos para su posterior estudios por el personal del observatorio.

  3. Descripción de los elementos del sistema
    1. Antena receptora
      La antena fue diseñada del tipo lazo con el objetivo de tener un sensor que sea sensible a las variaciones de flujo magnético de las señales VLF. Los lazos de la antena fueron alineadas una para el Norte-Sur y la otra Este-Oeste con el fin de captar la mayor potencia de las señales VLF.
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    2. Acondicionamiento y filtrado
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      Para el sistema de acondicionamiento de las señales detectadas por la antena se emplearon amplificadores operacionales. Los mismos que han sido utilizados para las etapas de acoplamiento de impedancias, luego una pre-amplificación, filtrado y amplificación.
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      Sistema de Acondicionamiento y Filtrado de Señales “OAQ”

      La finalidad de filtrar y acondicionar las señales obtenidas en la antena radica en la obtención de la información pertinente de las señales, para ser procesada en el computador, y para su posterior estudio físico.
    3. Procesamiento y visualización
      Para el procesamiento de los datos obtenidos en la etapa anterior, se empleó una tarjeta de adquisición de datos NI PCI-6034E de la NATIONAL INSTRUMENT.
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      DAQ usada para la Adquisición de datos

      Además de la utilización del programa LABVIEW, el cual nos permite desarrollar un software que nos permita hacer uso de la tarjeta antes mencionada y poder hacer el procesamiento de las señales muestreadas con el fin de visualizar las mismas en un HMI.

      Dentro de la visualización de los fenómenos físicos en la ionosfera baja el sistema puede representar los datos  de las siguientes maneras:

      • Espectrogramas

        En los espectrogramas se ve la potencia de cada señal captada, determinando cuantos emisores se están detectando y en qué frecuencia se encuentran trabajando. Adicionalmente se pueden observar ciertos fenómenos como: sferics, whistlers, chorus y hiss.

      • Sferics
        Describe la radiación producida por un rayo debido a los impactos generados por el mismo dentro de un radio de algunos miles de kilómetros del equipo receptor de señales VLF. En un espectrograma se identifican mediante líneas verticales de hasta 20 kHz (valor aproximado de frecuencias audibles). En el momento en que se detecta el fenómeno, existe una llegada sucesiva de todas las frecuencias hasta el tope de 20 kHz mencionado.

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        Figura obtenida del sistema AWESOME



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        Imagen obtenida del Sistema VLF OAQ

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