The Case for Combining a Large Low-Band Very High Frequency Transmitter With Multiple Receiving Arrays for Geospace Research: A Geospace Radar

We argue that combining a high‐power, large‐aperture radar transmitter with several large‐aperture receiving arrays to make a geospace radar—a radar capable of probing near‐Earth space from the upper troposphere through to the solar corona—would transform geospace research. We review the emergence of incoherent scatter radar in the 1960s as an agent that unified early, pioneering research in geospace in a common theoretical, experimental, and instrumental framework, and we suggest that a geospace radar would have a similar effect on future developments in space weather research. We then discuss recent developments in radio‐array technology that could be exploited in the development of a geospace radar with new or substantially improved capabilities compared to the radars in use presently. A number of applications for a geospace radar with the new and improved capabilities are reviewed including studies of meteor echoes, mesospheric and stratospheric turbulence, ionospheric flows, plasmaspheric and ionospheric irregularities, and reflection from the solar corona and coronal mass ejections. We conclude with a summary of technical requirements

Codificação de bloco espaço-tempo na habilitação de sistemas MIMO-OFDM

The available bandwidth in the radio frequency spectrum is decreasing due to the growing number of applications and users. Therefore, in order to ensure a sustainable evolution in this area it is crucial to develop strategies to optimize the spectrum usage. Joining RADAR and communication functionalities in a single terminal represents exactly this same strategy. As such, the two functionalities, which usually compete for the same radio resources, can coexist through a cooperative relation in which they can thrive and cease to introduce interferences in between them. In this dissertation, the integration of both systems is achieved through the use of OFDM as the common waveform. Through the space time/frequency block codes, namely the Tarokh coding it is possible to introduce spatial diversity and orthogonality to the system, therefore increasing the system’s robustness and allowing to use the virtual antenna concept, which enables improved RADAR resolution and detection. In order to evaluate the system’s performance, a simulation platform was developed. In these simulations we start by firstly considering RADAR detection for single and multiple antenna systems and then integrate the radar and communication functionalities. We have verified the good performance levels of the proposed system, which thanks to its low complexity can be an interesting RadCom approach for future wireless systems.A largura de banda disponível no espectro de radio frequência enfrenta uma diminuição face ao crescente número de aplicações e utilizadores. Assim, por forma a assegurar uma evolução sustentável neste campo é fulcral desenvolver estratégias que otimizem o uso do espectro. A junção das funcionalidades RADAR e comunicação num só terminal faz parte dessa estratégia. Desta forma, duas funcionalidades usualmente concorrentes pelos mesmos recursos radio, podem coexistir em cooperação, sem interferência entre ambos. Nesta dissertação a integração dos dois sistemas é conseguida através do uso do OFDM como forma de onda comum. Através de códigos desenhados no espaço-tempo/frequência, nomeadamente a codificação de Tarokh, foi possível introduzir diversidade espacial e ortogonalidade no sistema, aumentando assim a sua robustez e permitindo o uso do conceito de antenas virtuais, que por sua vez possibilitam uma melhoria na resolução e deteção do RADAR. De forma a avaliar o desempenho do sistema desenvolveu-se uma plataforma de simulação. Nesta plataforma começou-se por considerar a deteção RADAR para sistemas com uma e múltiplas antenas, onde posteriormente se integraram as funcionalidades de comunicação. Os resultados obtidos mostraram um excelente desempenho do sistema, que devido à sua baixa complexidade, pode ser um sistema RadCom interessante para os futuros sistemas sem fios.Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicaçõe