Puerto Rico deployable radar network design; site survey and radar design

Abstract

The Microwave Remote Sensing Laboratory (MIRSL) at the University of Massachusetts at Amherst and the Clouds Microwave Measurements of Atmospheric Events (CLiMMATE) Laboratory at the University of Puerto Rico at Mayagüez are collaborating to modify marine radars for use as meteorological radar nodes in a proposed weather radar network. This will be the first network to measure lower atmospheric phenomena in Puerto Rico. The radar consists of an antenna, a rotator, and a transceiver placed at the top of a tower or building, along with a data processing system. This thesis describes the survey method used in the MIRSL Tilson Farm field site, and the eleven campuses of the University of Puerto Rico backbone and justifies their fixed offset antennas’ elevation angle and location. A new dual-polarization Xband Doppler radar modification design with an internal calibration loop and a method to stabilize the magnetron thermal frequency drift is also described.

El “Microwave Remote Sensing Laboratory (CPRS)” localizado en la Universidad de Massachussets en Amherst y el “Clouds Microwave Measurements of Atmospheric Events Laboratory (CLiMMATE)” localizado en el Recinto Universitario de Mayagüez están trabajando en la modificación de radares marinos que serán usados como nodos en una red de radares climatológicos. Esta será la primera red de radares para medir los fenómenos atmosféricos ocurrentes en la atmósfera baja en Puerto Rico. El radar consiste de una antena, un mecanismo rotativo, y un transmisor y un receptor que serán colocados sobre una torre o un edificio en compañía del sistema procesador de datos. Esta tesis describe el método de estudio de campo (“survey”) utilizado en el “MIRSL Tilson Farm” y los once recintos que componen la Universidad de Puerto Rico y justifica para cada uno el ángulo de elevación de la antena requerido para sobrepasar los obstáculos, y su localización. El nuevo diseño modificado del radar Doppler, polarimétrico, Banda X con un lazo interno para la calibración interna y un banco de filtros Gausianos para corregir la variación de frecuencia debido a cambios termales en el magnetrón es también explicado.