Corso di Radioastronomia 1

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Gianpaolo Romeo Grilli
5 anni fa
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1 Corso di Radioastronomia 1 Aniello (Daniele) Mennella Dipartimento di Fisica Programma del corso

2 Parte 1- Introduzione e concetti di base Breve storia della radioastronomia La nascita della radioastronomia, Karl Jansky e Grote Reber Ricerca di correlazioni del segnale radio galattico con le popolazioni stellari, Il primo interferometro La scoperta della riga a 21 cm La corsa ai grandi radio telescopi La radiazione cosmica di fondo, scoperta e prospettive La scoperta delle pulsar I grandi interferometri a sintesi di apertura: passato, presente e futuro Elementi di propagazione dei segnali elettromagnetici nel vuoto e nei materiali Le equazioni di Maxwell La propagazione di onde piane nel vuoto La propagazione di onde piane in conduttori e dielettrici omogenei e isotropi Propagazione in linee di trasmissione Linee di trasmissione Linee di trasmissione a guida d onda rettangolare Linee di trasmissione a filo Polarizzazione e parametri di Stokes Descrizione di un segnale polarizzato L ellisse di polarizzazione I parametri di Stokes La misura dei parametri di Stokes

3 Parte 2 - Antenne e telescopi radio e a microonde Grandezze di base Il fascio di antenna Parametri base di un antenna Direttività e area efficace Approssimazione di campo lontano Il teorema di reciprocità La temperatura di brillanza e la temperatura di antenna Antenne per radioastronomia I potenziali elettromagnetici Antenna a dipolo hertziano Antenne a tromba Le antenne a riflettore Il campo generato da un apertura L antenna a singolo riflettore parabolico Configurazioni di antenne a riflettore con esempi Misure di antenna Parametri di scattering Grandezze caratteristiche di un antenna Tecniche di misura e test range

4 Parte 3, 4 Ricevitori coerenti e incoerenti La trasformata di Fourier discreta La serie di Fourier La trasformata di Fourier Il teorema di Nyquist Lo spettro di ampiezza e di potenza Leakage e aliasing Il ricevitore total power e le sue caratteristiche di segnale e di rumore Concetti statistici di base Il ricevitore total power Il rumore Johnson e la temperatura di rumore La risposta di un ricevitore total power Amplificatori in cascata: la formula di Friis La figura di rumore La misura della temperatura di rumore Il rumore generato da componenti passivi La sensibilità di un ricevitore total power Il rumore 1/f La larghezza di banda e stabilità di guadagno Architetture di ricevitori coerenti differenziali Il ricevitore Dicke-switched Ricevitori a pseudo-correlazione Polarimetri a pseudo-correlazione Ricevitori incoerenti Il principio di funzionamento di un bolometro I bolometri dello strumento Planck High Frequency Instrument I bolometri di tipo TES (Transition Edge Sensors) I bolometri di tipo KID (Kinetic Inductance detectors)

5 Parte 5 Interferometria L interferometro a due elementi Schema di un interferometro a due elementi Prodotto di cross-correlazione Il potere risolutivo Il ritardo strumentale regolabile Segnali a larghezza di banda finita L effetto delle dimensioni non puntiformi di una sorgente Il piano u-v e la relazione fra visibilità e trasformata di Fourier Interferometria a sintesi di apertura Sensibilità e risoluzione angolare Progettazione di schiere di antenne Esempi di schiere di antenne 1-D e 2-D Definizione di dirty beam Copertura del piano u-v Calibrazione Auto-calibrazione Analisi di Fourier L interferometria bolometrica

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