En el presente trabajo se ha realizado el estudio de un sistema de radiotelescopio y sus componentes, teniendo principal interés en el sub sistema de control de movimiento del radiotelescopio de 20 metros de diámetro, el cual fue diseñado por el Instituto de Radioastronomía y será instalado en el campus de la universidad de la Pontificia Universidad Católica del Perú. El trabajo presenta una propuesta de diseño y desarrollo de un software para supervisar y controlar el movimiento del radiotelescopio con montura altazimutal. Los programas han sido desarrollados en el lenguaje de programación LabVIEW de National Instruments. Asimismo, se ha realizado una descripción de los módulos que componen el sistema de adquisición y envío de datos, los dispositivos de comunicación, controladores y componentes eléctricos, asimismo se presentan los programas que procesan en tiempo real, almacenan y transmiten datos a través de protocolo de puerto serial. Los cambios de orientación en azimut y elevación del reflector primario de la antena parabólica reflectora, son ejecutados por las tarjetas de control de motores. La posición de los ejes se obtiene a partir de los datos recibidos de los codificadores de posición angular absoluto cuya resolución numérica alcanza 222 bits. El envío y recepción de datos es gestionado por el software de control, el cual envía instrucciones a la tarjeta de control principal para cambios en el posicionamiento del radiotelescopio y recibe: la lectura de la posición de los ejes, estado de la antena, así como la hora local, hora sideral y hora UTC. Se ha estudiado, además, la proyección de los objetos en la esfera celeste, sus coordenadas de posición y las pruebas de ingeniería (apuntado y observaciones), para mostrar en una interfaz el Diagrama de Astros de la esfera celeste, donde se visualiza la posición del radiotelescopio y los objetos celestes en un mapa de coordenadas ecuatoriales, a la vez permite programar un calendario de observaciones astronómicas. El programa cuenta además con un catálogo de objetos celestes almacenados en la “Base de datos de Astros”. Como parte final del trabajo, se presentan los resultados obtenidos con el radiotelescopio de 8 metros, instalado en el Instituto de Radioastronomía de la Pontificia Universidad Católica del Perú, asimismo se presentan los programas, interfaces desarrollados, reportes y gráficas. / In this thesis, the study of the 20-meter radio telescope system and its components was developed with main interest on its position control subsystem. This radio telescope was designed for the Institute for Radio Astronomy and will be installed on the University Campus PUCP. This work presents a proposal of software design to supervise and control the position of a radio telescope with an altazimuth mount. The programs have been development with LabVIEW language from National Instruments. A description of modules that compose the acquisition and send data system, the communications dispositive, controllers and electrical components, has been made; likewise, as well as the programs that process data in real time, store and transmit data through the protocol of serial port. The orientation changes in azimuth and elevations of the parabolic primary reflector antenna, are executed by the motor control card. The position of the axes is obtained from the absolute encoders with maximum numeric resolution to 222 bits. The sending and receiving data is managed by control software, which send instructions to the main control card for changes in the positioning of the radio telescope, and receives the reading of the position of the axes, antenna status, as well as the local time, sidereal time and UTC time. The projection of the objects on the celestial sphere, their position coordinates and engineering test (pointing and observations) have been also studied, to show on an interface the Astros Diagram of the celestial sphere, where the position is visualized of the radio telescope and celestial objects in a map of equatorial coordinates, at the same time allows to program a calendar of astronomical observations. The program also has a catalog of celestial objects stored in “Astros Database". As a final part of the work, the results obtained with the 8-meter radio telescope, installed in the Radio Astronomy Institute of the Pontifical Catholic University of Peru, are presented, as well as the programs, developed interfaces, reports and graphs.

Radioteleskope sind verschiedenartigen Umwelteinflüssen ausgesetzt. Dadurch hervorgerufene Verformungen der Reflektoroberfläche verändern deren geometrischen Eigenschaften und können die ursprüngliche Position und Form des Brennpunkts verändern. Eine Abweichung dieses Brennpunkt von der Lage der Primärantenne beeinflusst die Leistungsfähigkeit des Teleskops. Die vorliegende Arbeit zeigt eine Methode zur theoretischen Abschätzung der Verformung durch das Eigengewicht des Reflektors des INRAS RT–20. Jene nach der Idee des homologen Designs von Hoerners konstruierten Teleskopen weisen eine Stützstruktur auf, die die Reflektorfläche unabhängig vom Elevationswinkel in einer der ursprünglichen Form ähnlichen Gestalt halten. Somit kann die Verformung durch das Nachführen der Primärantenne ausgeglichen werden. Grundlage der Untersuchung ist ein vorhandenes Strukturmodell des RT–20–Teleskops. Zusammen mit den zugehörigen Geometriedaten und Materialparameten wird ein Finite-Element-Modell erstellt. Für dieses wird ein Belastungsfall mit dem Eigengewicht für verschiedene Elevationswinkel simuliert. Um die deformierte Reflektorfläche mathematisch zubeschreiben und den passenden Brennpunkt zu bestimmen wird eine parametrisierte Form eines Best-Fit-Paraboloids erörtert. Für die Ermittlung der Parameter werden drei Optimierungsalgorithmen in Matlab ausgeführt und miteinander verglichen. Daraus wird die Verschiebung des Brennpunkts (Defokussierung) ermittelt und der Bedarf einer Korrekturbewegung für die Primärantenne abgeschätzt. In einem Entwurfsprozess werden nach den Ideen der VDI2221–Norm technische Prinzipe für ein Aktuierungssystem entwickelt und bezüglich ausgewählter Kriterien gegeneinander abgewogen. Als Resultat dieses Bewertungsprozesses wird eines der Prinzipe erwählt und spezifiziert. Für die spätere Umsetzung werden Komponenten vorgeschlagen, Bauteile vorbereitend konstruiert und in einer CAD–Software zu einer funktionierenden Baugruppe zusammengefügt. / Radio telescopes are exposed to various environmental conditions. These can produce deformations of the reflector surface that will have impact on its paraboloidal characteristics determining the position and shape of the focal point. A misalignment between the reflector focal point and the radiation–receiving primary antenna influences the performance of the telescope. The actual work presents a method to estimate theoretically the dead–weight induced deformation of the reflector surface for the INRAS PUCP RT–20 radio telescope. Such homologous designed telescopes consist of a backing structure supporting the reflector surface to retain a shape familiar to the original one and independent of the elevation angle. So it is possible to compensate the deformation by the adjustment of the primary antenna. The analysis of the deformation is done for an existing structural model of the RT–20. This model is meshed with the corresponding geometrical and material properties. In a finite–element software the load situation due to the telescope’s dead weight is simulated for different elevation angles. To describe the deformed reflector surface in a mathematical way an expression for a parametrized best-fitting paraboloid is derived. To determine the fit-parameters for the discrete point set, three optimization algorithms are executed in Matlab and their results compared. Based on this, the need of a re-alignment of the primary antenna is demonstrated. Thereupon a design process for an actuation system intended for the corrective movement is performed, following the ideas of the VDI2221–norm. Several mechanical concepts are presented and evaluated in relation to their suitability for the main needs. Based on this assessment, a parallel–kinematic mechanism is chosen as the most convenient concept. This is examined in more detail, including a deviation for the inverse kinematics. For this concept, a preliminary selection of specific components is done and assembled in a CAD–prototype. / Tesis