Radioastronomiassa mitataan heikkojen taivaallisten kohteiden säteilyä lähes koko ilmakehän suomassa taajuusikkunassa. Mitattava säteily on luoteeltaan heikkoa kohinaa, jonka mittaamiseen tarvitaan herkkiä radiovastaanottimia. Radioastronomisia mittauksia rajoittavat ilmakehän vaimennuksen lisäksi merkittävästi myös ihmisten tuottamat radiohäiriöt. Tämän diplomityön tarkoituksena on selvittää mitä nämä ihmisten aiheuttamat radiohäiriöt ovat, miten ne vaikuttavat radioastronomisiin mittauksiin ja mitä niiden vaikutusten minimoimiselle on tehtävissä.
Radiohäiriömittaukset suoritettiin Metsähovin radio-observatoriossa kesällä 2010 usealla eri taajuuskaistalla. Näiden radiohäiriöiden mittaamiseen käytettiin spektrianalysaattoria ja parabolista antennia. Ulkoisten radiohäiriöiden lisäksi diplomityössä tutkittiin myös observatorion itsessään synnyttämää häiriösäteilyä. Radioympäristön vaikutusta radiovastaanottimien toimintaan tutkittiin usealla eri vastaanottimella, nauhoittamalla spektrianalysaattorilla radiovastaanottimen välitaajuuskaistan spektriä, kun radioteleskooppi asetettiin keilaamaan horisonttia matalalla elevaatiolla.
Radioympäristön mittauksissa voimakkaimmiksi häiriötekijöiksi osoittautuivat digitaaliset televisiolähetykset, matkapuhelintaajuudet, ilmailun radioliikenne ja navigointi sekä radioamatöörilähetykset. Observatorion sisäisistä häiriöstä voimakkaimmat olivat peräisin mikroaaltouunista ja matkapuhelimista. Jotta myös tulevaisuudessa voidaan radioastronomisten mittausten luotettavuus taata jatkuvasti kasvavassa häiriöympäristössä, esitellään myös suunnittelu ehdotus uudesta radiohäiriömonitorista.Radio astronomy is a subfield of astronomy, which studies celestial objects with highly sensitive radio receivers and large radio telescopes. These radio astronomical measurements are performed in a wide range of frequencies which are limited by the radio window set by the attenuation in the Earth's atmosphere and the man-made radio frequency interferences (RFI). This thesis discusses, measures and identifies these man-made RFIs, their effect on these sensitive measurements and the methods to mitigate their effects on the observation.
The external radio frequency environment in the Metsähovi Radio Observatory was measured in the summer of 2010 with an antenna and a spectrum analyzer in several frequency bands. As radio astronomical measurements are also vulnerable to the self-generated RFIs of the observatory, a few corresponding measurements were performed to determine the state of the internal radiation. Three radio receivers were tested to estimate the impact of external and internal RFIs on radio astronomical measurements. To identify the interference sources and their origin, a spectrum analyzer was connected to the intermediate frequency (IF) port of a radio receiver, while the radio telescope was set to sweep the horizon with a low elevation.
The most significant external RFI sources discovered in this study consisted of Digital Video Broadcasts (DVB), GSM, UMTS (3G-network), aviation radio broadcasts and radio amateur activity. The strongest detected internal interference sources comprised cell phones and microwave ovens. This thesis also proposes a new radio frequency interference monitoring equipment to guarantee the safety of the radio astronomical observation in Metsähovi in the future
