Radiotelescopi di Medicina

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4.1 Dallo spazio all'antenna

1. Introduzione	Il rumore prodotto da sorgenti estranee a quella osservata è la prima fonte di disturbo che va a influire sul segnale che si vuole rivelare ed è quantificato in termini di temperatura equivalente. Questa infatti è a carattere additivo e permette una rapida valutazione del rumore complessivo ricevuto dall’antenna. Il rumore generato da sorgenti al di fuori del Sistema Solare viene designato come”rumore cosmico” mentre il rumore generato all’interno del Sistema Solare viene genericamente designato come “rumore solare”. La quantità di rumore cosmico e solare complessivo che si riceve nell’osservare una certa regione dello spazio dipende fortemente dalla direzione di puntamento e dalla direttività dell’antenna, in particolare aumenta in corrispondenza del piano galattico. Nella migliore delle ipotesi (osservazioni in punti distanti dal piano galattico) questo rumore sarà limitato alla radiazione cosmica di fondo (temperatura di background T_bg), la cui temperatura equivalente assume un valore costante (≈ 2.7 K) a tutte le elevazioni.
2. Parametri descrittivi
3. Ricevitori
4. Degradazioni del segnale
4.1 Dallo spazio all'antenna
4.2 Riflessioni nell'antenna
4.3 Perdite nel feed
4.4 Perdite nel ricevitore
5. Sensibilità

Per quanto riguarda le sorgenti terrestri, bisogna considerare che nell’attraversare i vari strati dell’atmosfera il segnale radio può subire attenuazioni dovute ad assorbimenti molecolari, pioggia, scariche elettriche. In questo senso l’atmosfera può essere vista come sorgente di un rumore aggiuntivo e le si attribuisce una temperatura equivalente T_atm. Il comportamento dell’atmosfera come sorgente di rumore dipende dalla frequenza alla quale si vuole osservare, in particolare i contributi ionosferici (fascia che si estende dai 50 ai 200 km s.l.m) sono rilevanti per lunghezze d’onda metriche e decimetriche, mentre i contributi troposferici (fascia dagli 0 ai 10 km s.l.m) lo sono alle lunghezze d’onda centimetriche e millimetriche.

Le scariche elettriche producono altissimi valori della temperatura di rumore per frequenze tra i 3 e i 300 kHz e rapidamente decrescenti all’aumentare delle frequenze, i fenomeni idrometeorici invece contribuiscono fortemente all’aumento della temperatura per frequenze sopra ai 10 GHz.

Il terreno su cui appoggia l’antenna, a sua volta, emette della radiazione spuria, che può essere captata dall’antenna, ad esempio attraverso i lobi secondari (T_ground).

Si può quindi fare una prima valutazione della temperatura totale del sistema, intesa come rumore complessivo raccolto dall’antenna :

T_a= temperatura dell’antenna, che, come definito precedentemente, misura il contributo della sorgente (in genere trascurabile nel calcolo della temperatura di sistema).

Inoltre bisogna considerare che, nonostante le disposizioni legislative sull’assegnazione delle frequenze radio, possono avvenire interferenze con segnali artificiali per la radiocomunicazione.

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E. Cenacchi