Front End
Le frequenze di osservazione previste per SRT sono state pensate per garantire la copertura continua del range 0.3÷100 GHz, potrà fare eccezione a questa regola la parte a frequenze più basse a causa di interferenze prodotte da segnali originati dall’uomo e che popolano fittamente lo spettro a ν < 3 GHz. Tutti i ricevitori utilizzati saranno di tipo super-eterodina e, per frequenze ≥ 1 GHz, saranno completamente raffreddati. In generale per ogni frequenza saranno disponibili quattro bande istantanee in IF, selezionabili dall’utente : 150 - 450 - 1000 - 2100 MHz. Per i ricevitori a più alta frequenza, che hanno larghezze di bande cielo ben maggiori di 2 GHz verrà predisposta, e sarà implementabile a richiesta, la possibilità di avere accesso a tutta la banda del ricevitore. L’effettiva disponibilità di tutti i 150 MHz per i ricevitori a bassa frequenza dipenderà dalla situazione interferenze (qualora si riveli peggiore del previsto saranno resi disponibili filtri più stretti). Si utilizzeranno un massimo di due conversioni con oscillatori” Phase Locked” (il segnale di riferimento sarà lo stesso per tutti i ricevitori e verrà opportunamente distribuito ai vari fuochi tramite cavi coassiali). I ricevitori in fuoco primario saranno ad amplificazione diretta (ν ≤ 0.6 GHz) , a conversione singola (1.5 ≤ ν ≤ 4 GHz) e doppia (ν = 1 GHz). Tutti i ricevitori in fuoco gregoriano e in BWG saranno a conversione doppia. In generale la catena Front-End è schematizzabile come segue
Schema della catena di Front End, la parte compesa tra antenna e conversioni è genericamente chiamata "sistema dewar"
- Feed-Horn : ricezione della radiazione elettromagnetica raccolta dall'antenna
- Accoppiatore direzionale : iniezione dei segnali (2) di calibrazione
- Polarizzatore : generazione delle polarizzazioni circolari (sfasatura di 90° del segnale)
- OMT (OrthoMode Transducer) : separazione dei due canali sfasati
- LNA (Low Noise Amplifier) : amplificatore I segnali vengono quindi eventualmente convertiti e inviati al Back-End per l'elaborazione.
I segnali IF (2 polarizzazioni circolari per ogni frequenza) saranno disponibili sia localmente sia in sala di controllo, attraverso connessioni in fibra ottica. Ciò consentirà l’elasticità di decidere la collocazione più opportuna del back-end. I feeds sono previsti con i seguenti livelli di taper :
| Livello di taper (dB) |
Angolo di taper (°) |
|
|---|---|---|
Feeds fuoco primario |
12 ÷ 15 |
74.5 |
Feeds fuoco gregoriano |
9 ÷ 12 |
12.0 |
Feeds fuochi BWG |
9 ÷ 12 |
20.0 |
| Parametri dei ricevitori previsti | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Banda (Sigla) |
ν0 (GHz) |
λ (cm) |
N° Ricevitore |
νLsky (GHz) |
νHsky (GHz) |
Δv/vc(%) |
Banda ricevitore (MHz) |
Temperatura di rumore (K) |
Configurazione |
P |
0.3 |
90 |
1P |
0.31 |
0.42 |
12 |
2X110 |
30 |
Coassiale a 1.5 GHz |
L |
0.6 |
50 |
1P |
0.58 |
0.62 |
7 |
2X40 |
25 |
|
L |
1 |
30 |
1P |
0.70 |
1.30 |
60 |
2X600 |
|
|
L |
1.5 |
18-21 |
2P |
1.30 |
1.80 |
32 |
2X500 |
5 |
Coassiale a 0.3 GHz |
S |
2 |
13 |
2P |
2.20 |
2.36 |
7 |
2X160 |
|
Coassiale a 8 GHz |
S |
3 |
10 |
3P |
2.36 |
3.22 |
27 |
2X860 |
|
|
S |
4 |
7.5 |
3P |
3.22 |
4.30 |
32 |
2X1080 |
|
|
C |
5 |
6 |
1B |
4.30 |
5.80 |
32 |
2X1500 |
15 |
Monofeed |
C |
7 |
5 |
2B |
5.70 |
7.70 |
30 |
2X2000 |
15 |
Monofeed |
X |
8 |
3.6 |
2P |
8.18 |
8.98 |
9 |
2X800 |
|
Coassiale a 2 GHz |
X |
9 |
3.3 |
1G |
7.50 |
10.40 |
32 |
2X2000 |
10 |
|
Ku |
13 |
2.3 |
2G |
10.30 |
14.40 |
33 |
2X2000 |
14 |
|
Ku |
17 |
1.8 |
3G |
14.40 |
19.80 |
32 |
2X2000 |
18 |
|
K |
23 |
1.3 |
4G |
18.00 |
26.50 |
33 |
2X2000 |
21 |
Multifeed (7 elementi) |
Ka |
32 |
0.9 |
5G |
26.00 |
36.00 |
32 |
2X2000 |
25 |
|
Q |
43 |
0.7 |
6G |
35.00 |
50.00 |
31 |
2X2000 |
40 |
|
E |
86 |
0.4 |
7G |
70.00 |
90.00 |
25 |
2X2000 |
90 |
|
W |
100 |
0.3 |
8G |
90.00 |
115.00 |
25 |
2X2000 |
100 |
|
|
Fuoco Primario (P) |
||||||||
|
Fuochi BWG (B) |
||||||||
|
Fuoco Gregoriano (G) |
||||||||
In generale le connessioni tra i fuochi dell'antenna riguardano tre tipi diversi di segnali :
T = taper, valore assoluto in dB
D = diametro dell'antenna
In tutti i casi in cui la banda cielo (banda utile) è maggiore della banda del ricevitore (banda istantanea) sarà possibile spostare la banda istantanea all'interno della banda utile e, qualora si possa rinunciare al contenuto polarimetrico, affiancare i due canali.
Distribuzioni
In generale le connessioni tra i fuochi dell'antenna riguardano tre tipi diversi di segnali :
- Oscillatore locale : per ridurre la spesa relativa alla costruzione di un elevato numero di ricevitori supereterodina completamente indipendenti, una soluzione molto adottata prevede la condivisione di alcuni oscillatori locali (ad esempio per almeno una delle due conversioni). Un solo oscillatore può quindi servire più ricevitori attraverso un sistema di distribuzione del segnale.
- IF : i segnali RF ricevuti dal Front End, una volta convertiti in IF, dovranno essere "portati" al Back End (installato in fuoco BWG o nella stanza di controllo) per l'elaborazione.
- Reference : segnali di riferimento necessari alla calibrazione dei ricevitori.
Tutti i segnali sull'antenna saranno cablati con cavo coassiale, la connessione dall'antenna alla stanza di controllo sarà invece in fibra ottica.
Oscillatori Locali
La distribuzione dei segnali degli oscillatori locali, necessari alle conversioni, seguirà il seguente schema :
Distribuzione del segnale degli oscillatori locali,
prime conversioni
Le prime conversioni di tutti i ricevitori in fuoco gregoriano e BWG utilizzeranno gli stessi due oscillatori locali (uno per canale) collocati in fuoco gregoriano, che di volta in volta serviranno il ricevitore di interesse (sono previsti degli appositi sistemi di distribuzione, denominati OLD).
Questa scelta permette di collocare le bande relative ai due canali in due range differenti all'interno della banda utile del ricevitore, consentendo ad esempio l'osservazione contemporanea di diverse righe spettrali. Qualora non ci fosse questa esigenza è possibile anche utilizzare un solo oscillatore locale, ottenendo due canali identici (scopi polarimetrici o, nel continuo, maggiore sensibilità).
Le seconde conversioni (ove presenti) avverranno invece in modo indipendente (ogni ricevitore sarà corredato dell'oscillatore locale necessario).
In fuoco primario tutte le prime conversioni avverrannio in modo indipendente attraverso oscillatori locali fissi : alle frequenze previste in questo fuoco le bande istantanee coincidono con le bande utili, dunque non è necessario affiancare i due canali per allargare la regione di spettro esplorabile.
Qualora in futuro si decidesse di installare in fuoco primario un ricevitore a frequenza più elevata di quanto attualmente previsto, si studierà una distribuzione che sfrutti i due oscillatori locali già esistenti in fuoco gregoriano per almeno una delle due conversioni.
IF
Distribuzione dei segnali
La distribuzione delle IF è realizzata attraverso un sistema multiplexing che consentirà la distribuzione di un numero molto elevato di segnali, studiato appositamente per consentire l'utilizzo di più sistemi multifeed su ciascun fuoco
I multiplexer non saranno solidali con i sistemi dewar ma saranno parti a sè stanti, questo consentirà una maggiore flessibilità in caso di interventi sui ricevitori (sostituzioni, manutenzione, ecc...).
Il sistema inizialmente prevede la gestione di un numero massimo di canali pari a 20 per ciascun fuoco, sarà comunque possibile disporre in un secondo momento ulteriori sistemi analoghi in serie, aumentando così il numero di canali. La disequalizzazione conseguente all'utilizzo dei cavi coassiali su lunghe tratte verrà compensata utilizzando amplificatori progettati ad hoc (amplificatori equalizzati AmpEQ, un prototipo è già in fase di test presso l'antenna di Medicina). Ogni fuoco avrà il suo sistema AmpEQ.
Reference
Anche la distribuzione di segnali di riferimento avverrà su cavi coassiali, secondo i seguenti schemi :
Distribuzione dei segnali di riferimento