Studio preliminare sulla resistenza strutturale del Gregorian Feed Rotator di SRT

Il Sardinia Radio Telescope è un radiotelescopio che svolge la sua attività di ricerca sotto la gestione operativa dell’Istituto Nazionale di Astrofisica. È situato nella località denominata “Pranu Sanguni”, appartenente al territorio comunale di San Basilio, a circa 35 Km da Cagliari. Sebbene sia stato progettato per ricevere segnali elettromagnetici fino alla frequenza massima di 116 GHz, attualmente il suo range osservativo è compreso tra 305 MHz e 26.5 GHz. Un upgrade dell’antenna, finanziato dal Programma Operativo Nazionale (PON), permetterà di raggiungere le massime prestazioni. Il piano dei lavori coinvolge anche il Gregorian Feed Rotator che sarà equipaggiato con nuovi ricevitori dal peso notevolmente superiore rispetto a quelli attualmente ospitati. A tal proposito, è stato condotto uno studio preliminare per valutare l’idoneità della struttura attuale rispetto al sostegno dei nuovi carichi previsti. Attraverso la realizzazione di un modello agli Elementi Finiti è stato possibile stimare le sollecitazioni a cui sarà sottoposto il traliccio che supporterà i ricevitori, e verificare la sua resistenza secondo i criteri definiti dalle attuali Norme Tecniche per le Costruzioni. Inoltre, è stato valutato l’effetto dell’aumento di carico sul cuscinetto di base

Optical design of S-band multifeed for the Sardinia Radio Telescope primary focus

We present the optical design of an S-band seven feed cryogenic radio astronomy receiver for illuminating the 64-m diameter Sardinia Radio Telescope (SRT) dish from the primary focus. The feeds are arranged in a compact hexagonal configuration with a central one and are cryogenically cooled at 20 K inside a cryostat. Each feed accepts two linear polarizations and use a circular waveguide with a single outer corrugated section to achieve a nearly constant beamwidth and low cross polarization across the 3.0-4.5 GHz band. The simulated radiation pattern of the SRT telescope is obtained by coupling the array of feed-horn beam patterns (optimized with the electromagnetic software CST) with the 64-m parabolic dish (through a physical optics analysis carried out with GRASP). We compare the simulated beam pattern of an isolated feed with those of the same feed embedded in the dense array and analyze the effects of an absorber located inside the cryostat around the cryogenic feeds. We found that the absorber improves the overall system performance by decreasing the cross-coupling effects between the feeds while adding negligible noise to the system

Studio preliminare per la progettazione di un sistema RADAR per la rilevazione degli APR nell’ambito del progetto cluster top-down RADARDRONE

Lo scopo di questo rapporto interno è di illustrare lo studio preliminare effettuato nel biennio 2019-2020 per la progettazione di un sistema RADAR per la rilevazione degli APR (Aeromobili a Pilotaggio Remoto) nell’ambito del progetto RADARDRONE. RADARDRONE è la denominazione di un progetto cluster top down che intende mettere a sistema le competenze, conoscenze ed esperienze nel campo della Ricerca Tecnologica possedute dall’OAC (Osservatorio Astronomico di Cagliari), dal DIEE (Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica) dell’Università degli Studi di Cagliari e dalla compagine di aziende ed organizzazioni altamente innovative facenti parte del cluster

Misure di temperatura di rumore con diversi materiali, sulla copertura del Gregoriano di SRT

Lo scopo di questo lavoro è quello di valutare l’incremento della temperatura di rumore nei ricevitori banda K (18 - 26 GHz) e banda C (5.5 – 7.7 GHz), posizionati, rispettivamente, nel fuoco gregoriano e nella Beam waveguide del Sardinia Radio Telescope (SRT), in seguito all’inserimento di una nuova protezione come copertura della Vertex room. La necessità di tale studio è dovuta alle criticità presentate dall’attuale materiale usato come protezione della stanza del fuoco gregoriano del radio telescopio. Il materiale di base attualmente in uso è lo Styrodur 3035CS, un polistirene espanso estruso che ha un bassissima attenuazione, come dimostrato dal suo notevole utilizzo nelle finestre dei diversi ricevitori sviluppati in questi anni all’INAF, ma con l’inconveniente di peggiorare le sue prestazioni col tempo a causa dei danni procurati dagli agenti atmosferici (quali raggi UV, pioggia, ghiaccio). Al fine di ridurre l’usura dello Styrodur, abbiamo testato l’utilizzo di diversi elementi protettivi superficiali come vernici, prodotti idrorepellenti e teli di Goretex e polietilene, stimando l’effetto di queste protezioni sulla temperatura di rumore del sistema. Per tale verifica è stata misurata la variazione della temperatura di sistema Tsys del radiotelescopio al variare del tipo di protezione utilizzato

Upgrading of the L-P band cryogenic receiver of the Sardinia Radio Telescope: A feasibility study

The Sardinia Radio Telescope is a quasi-Gregorian system with a shaped 64 m diameter primary reflector and a 7.9 m diameter secondary reflector. It was designed to operate with high efficiency across the 0.3–116 GHz frequency range. The telescope is equipped with a cryogenic coaxial dual-frequency L-P band receiver, which covers a portion of the P-band (305–410 MHz) and the L-band (1300–1800 MHz). Although this receiver has been used for years in its original design, with satisfactory results, it presents some parts that could be upgraded in order to improve the performances of the system. With the passing of time and with technology advances, the presence of unwanted human-made signals in the area around the telescope, known as radio frequency interferences, has grown exponentially. In addition, the technology of the receiver electronic control system became obsolete and it could be replaced with next-generation electronic boards, which offer better performances both service reliability and low generation of unwanted radio frequency signals. In this paper, a feasibility study for improving the L-P band receiver is discussed, taking into account the mitigation of the main radio frequency interferences. With this study, it is possible to have a sensitive instrument that can be used for scientific research at low frequencies (P- and L-bands), which are usually populated by signals from civil and military mobile communications, TV broadcasting and remote sensing applications

Progetto di sistema per ricevitori e back-end a srt

Si descrive l'architettura di gestione dei ricevitori, attuali e in costruzione, del radio telescopio della Sardegna (SRT) e il loro interfacciamento con tutti i back-end attuali e futuri. Vengono discusse le problematiche insite in questa nuova architettura e le possibili configurazioni, indicando anche quella scelta e i motivi della decisione

Sviluppi di Ricevitori e di Componentistica per Banda 3 mm ad INAF-OA Cagliari

L'INAF-OA Cagliari (OACa) sta sviluppando un ricevitore criogenico a basso rumore basato su un mixer SSB (Single Side Band) a superconduttore SIS (Superconductor-Insulator-Superconductor) per la banda 3 mm. Il ricevitore, acquistato da IRAM, è stato fortemente modificato per essere adattato al fuoco Gregoriano di SRT (Sardinia Radio Telescope). Lo strumento è caratterizzato da una nuova criogenia a ciclo chiuso 4 K (per evitare l'uso di elio liquido in antenna), da un nuovo oscillatore locale (di tipo ALMA Banda 3) e da un nuovo sistema di controllo e di monitoraggio basato su schede Raspberry ed Arduino sviluppato ad OACa. Verranno presentati i recenti sviluppi sul ricevitore, inclusi i risultati preliminari della misura della temperatura di rumore, che raggiunge un valore pari a Trec=66 K alla frequenza di 86 GHz, nonostante la criogenia non sia ancora ottimizzata. L'INAF-OACa è coinvolto nel progetto AETHRA (Advanced European Technologies for Heterodyne Receivers for Astronomy) nel quadro del programma Radionet/Horizon2020 per il quale sta contribuendo al WP1 (Work Package 1). Lo scopo del WP1 è di sviluppare e costruire un dimostratore di un array di ricevitori a doppia polarizzazione per la banda 3 mm basato su amplificatori criogenici a basso rumore (LNA) in tecnologia a semiconduttore MMIC. Nell'ambito del WP1 l'OACa ha in carico il progetto di un OrthomodeTransducer (OMT) in guida d'onda o in tecnologia planare per la banda 72-116 GHz che sia integrabile con amplificatori MMICs ed adatto all'integrazione in un array da installare nel piano focale di un radiotelescopio. Verranno presentati i design preliminari degli OMT per AETHRA, che sono basati su prototipi sviluppati in passato da OACa

Progettazione e realizzazione di due unità RADAR modulari per il rilevamento di Aeromobili a Pilotaggio Remoto (APR) nell’ambito del progetto cluster Top-Down RADARDRONE.

Lo scopo di questo rapporto interno è quello di descrivere la progettazione e la realizzazione di due prototipi di unità radar volti al rilevamento degli APR (Aeromobili a Pilotaggio Remoto), realizzati nell’ambito del progetto cluster top-down RADARDRONE e la successiva attività sperimentale condotta. RADARDRONE è la denominazione di un progetto cluster top-down che mette a sistema le competenze ed esperienze nel campo della ricerca tecnologica possedute dall’OAC (Osservatorio Astronomico di Cagliari), dal DIEE (Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica) dell’Università degli Studi di Cagliari e dalla compagine di aziende ed organizzazioni altamente innovative facenti parte del cluster. L’obiettivo principale del progetto è lo sviluppo di piccoli RADAR modulari, facilmente installabili, per il monitoraggio e la sicurezza delle aree critiche (per esempio aeroporti, porti, stadi di calcio, zone dove si svolgono grandi assembramenti di persone) o obiettivi sensibili al fine di fronteggiare eventuali intrusioni non autorizzate

Adaptation of an IRAM W-Band SIS Receiver to the INAF Sardinia Radio Telescope: A Feasibility Study and Preliminary Tests

Radio telescopes are used by astronomers to observe the naturally occurring radio waves generated by planets, interstellar molecular clouds, galaxies, and other cosmic objects. These telescopes are equipped with radio receivers that cover a portion of the radio frequency (RF) and millimetre-wave spectra. The Sardinia Radio Telescope (SRT) is an Italian instrument designed to operate between 300 MHz and 116 GHz. Currently, the SRT maximum observational frequency is 26.5 GHz. A feasibility study and preliminary tests were performed with the goal of equipping the SRT with a W-band (84–116 GHz) mono-feed radio receiver, whose results are presented in this paper. In particular, we describe the adaptation to the SRT of an 84–116 GHz cryogenic receiver developed by the Institute de Radio Astronomie Millimétrique (IRAM) for the Plateau de Bure Interferometer (PdBI) antennas. The receiver was upgraded by INAF with a new electronic control system for the remote control from the SRT control room, with a new local oscillator (LO), and with a new refrigeration system. Our feasibility study includes the design of new receiver optics. The single side band (SSB) receiver noise temperature measured in the laboratory, Trec ≈ 66 K at 86 GHz, is considered sufficiently low to carry out the characterisation of the SRT active surface and metrology system in the 3 mm band