Vi udvikler avancerede radarsystemer til fjernmåling ved at kombinere softwaredefineret radio, innovative antennedesigns og højtydende RF-instrumentering.
Vores forskning fokuserer på at bygge fleksible og rekonfigurerbare radarplatforme, der kan tilpasses nye sensoranvendelser – fra sporing af mål til udforskning af nye radararkitekturer og signalbehandlingsteknikker.
Softwaredefinerede radioer
Softwaredefinerede radioer (SDR’er) har revolutioneret måden, moderne radiosystemer designes på, ved at flytte mange traditionelt hardwarebaserede funktioner over i programmerbare digitale transceivere. Ved at kombinere hurtige ADC’er og DAC’er, FPGA’er og programmerbare RF-frontends giver SDR’er en høj grad af fleksibilitet og rekonfigurerbarhed.
I vores forskning bruger vi SDR-platforme til at designe og teste skræddersyede radarbølgeformer, signalbehandlingsalgoritmer, RF-arkitekturer og antenner. Den samme hardware kan omkonfigureres til forskellige anvendelser blot ved at ændre softwaren, hvilket gør SDR’er til et stærkt værktøj til hurtig prototyping og eksperimenter. Open source-software som GNU Radio, Linux og Python gør det desuden muligt at udvikle skræddersyede platforme og signalbehandlingskæder.
Antenner og metamaterialer
Antenner er en grundlæggende del af ethvert radarsystem og bestemmer, hvordan elektromagnetisk energi udsendes, modtages og fokuseres i rummet. Vi undersøger nye antennearkitekturer og elektromagnetiske strukturer for at forbedre radarens ydeevne under hensyn til praktiske begrænsninger som størrelse, båndbredde, forstærkning og virkningsgrad. Vi bruger simuleringsværktøjer som Ansys HFSS til modellering samt Python-baserede open source-optimeringsværktøjer. Vi har faciliteter til fremstilling og prototyping af antenner, såsom PCB-ætsning, fræsemaskine og 3D-print med specialiserede RF-filamenter og substrater.
Vores forskning omfatter design og karakterisering af antennearrays, kompakte antenner, frekvensselektive overflader og metamaterialeinspirerede strukturer. Disse teknologier giver os mulighed for at udforske nye tilgange til beamforming, rumlig filtrering og effektive RF-frontends til næste generations radarsystemer.
RF-instrumentering og målinger
Pålidelig radarudvikling kræver præcise RF-målinger og velkarakteriseret instrumentering. Vi designer og udvikler eksperimentelle målesystemer til evaluering af antenner, RF-komponenter, transceivere og komplette radararkitekturer.
Vores arbejde kombinerer vektornetværksanalysatorer, spektrumanalysatorer, signalgeneratorer, effektforstærkere, SDR-platforme og specialbyggede RF-komponenter. Ved at integrere disse instrumenter i fleksible måleplatforme kan vi karakterisere systemer fra komponentniveau til komplette radarprototyper og validere deres ydeevne under realistiske driftsforhold.
Publikationer
- D. Penaloza-Aponte, S. Brandt, and J. Urbina, "X-Band/K-Band Coherent RF Front-End for High-Power Pulse Software-Defined Harmonic Radar to Track Flying Insects," 2026 IEEE Radar Conference, May 2026.
- D. Penaloza-Aponte, J. Urbina, "Impedance Matching, Size Reduction, and Optimization Techniques Applied to Harmonic Transponder Antenna Using 3D Honeybee Dielectric Model," 47th Annual Antenna Application Symposium, University of Illinois, Urbana-Champaign, Illinois, September 2023.
- D. Penaloza-Aponte, J. Urbina and J. D. Fuentes, "Real-Time Transponder Detection Using Open-Source Software-Defined Radio Receiver Architecture for Harmonic Radar Systems," Radar Sensor Technology XXVI, Symposium SI22 SPIE Defense + Commercial Sensing, April 2022. https://doi.org/10.1117/12.2618927
- D. Penaloza-Aponte, J. Urbina and J. D. Fuentes, "Open-Source Software-Defined Radio Receiver Platform for Harmonic Radar Applications to Track Airborne Insects," 2021 XXXIVth General Assembly and Scientific Symposium of the International Union of Radio Science (URSI GASS), 2021, pp. 1-4, doi: 10.23919/URSIGASS51995.2021.9560407.
- D. Peñaloza-Aponte and M. Clemente-Arenas, "Directivity Enhancement to Antipodal Vivaldi Antenna with Slot Edges Using Zero-Index Metamaterials for S-band SAR Application," 12th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2018), 2018, pp. 1-5, doi: 10.1049/cp.2018.0541.