i-vlbi applications salvo pluchino, inaf-ira noto vlbi station mini workshop casper backends
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I-VLBI Applications Salvo Pluchino, INAF-IRA Noto VLBI Station
Mini Workshop
casper backends
Mini Workshop Casper Backends - Medicina 8 April 2011
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Italian VLBI network: le strutture59
2 km
581 km
894 km
Mc
SRT
Nt
Posizione delle antenne VLBI italiane in coordinate cartesiane, latitudine, longitudine ed altezza s.l.m. (Posizione SRT appros.).
Ma
In Italia attualmente vi sono 3 antenne (saranno 4 con SRT) equipaggiate per le osservazioni VLBI.
Antenna Diam(m) X (m) Y (m) Z (m) Latitude (N) Longitude(E) Altitude (m)
SRT 64 4864925 791819 4035511 +39°29 50′ ′′ +09°14 40′ ′′ 700
Mc 32 4461370 919597 4449559 +44°31 13′ ′′ +11°38 49′ ′′ 67
Nt 32 4934563 1321201 3806484 +36°52 34′ ′′ +14°59 21′ ′′ 143
Ma 25 4641939 1393003 4133326 +40°38 58′ ′′ +16°42 14′ ′′ 543
La rete I-VLBI ha una risoluzione che supera ad esempio quella di MERLIN (Jodrell Bank, con baselines fino a 217 km) ed offre diversi scenari di utilizzo.
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Italian VLBI network: copertura UVAntenna Component Mc Nt Ma
SRT AllXYZ
592423414
581534229
649
Mc AllXYZ
- 894621643
597507316
Nt AllXYZ
- - 445312327
Funzione di visibilità sul piano UV per le 3 antenne INAF Italiane, per sorgenti a −30, 0, 30, 45 e 90° di declinazione.
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• Progetti che non richiedono l’uso di grandi array• Progetti che non possono essere studiati con altri array (ad es. per il
frequency coverage)• A differenza di altre network VLBI (estese in direzione E-W), l’I-VLBI è più
esteso in direzione N-S, questo rende possibile finestre osservative più lunghe per oggetti a basse declinazioni
• Inoltre le antenne italiane riescono ancora ad osservare agevolmente le sorgenti circum polari
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Italian VLBI network: quando preferirlo?
… per contro:• La debolezza maggiore del network I-VLBI è di avere baselines di lunghezza
comparabile (soltanto una piccola parte delle frequenze spaziali può essere campionata)
• Il piccolo numero di stazioni rende più difficoltosa la ricostruzione di una sorgente
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Italian VLBI network: quali applicazioni?• Osservazioni in Spectral Line– Astrometria di Masers (CH3OH, H2O)
– Survey di Megamasers (H2O)– Planetologia– Tracking di Spacecraft– Space Debris– SETI in piggyback– Altro?
• Osservazioni nel Continuo– ?
Precedenti esperienze: VEX I-VLBI tracking doppler
INAF Rome
IRA BolognaMedicina
IRA-Noto
SRT Cagliari
Noto, INAF-IRA 32 m
Matera, ASI 20 m
Medicina, INAF-IRA 25 mBASELINE LENGTHS (km) Mc Ma Nt Mc 0 597 893 Ma 597 0 444 Nt 893 444 0
RECORDING SYSTEM Station Drive type DAR MEDICINA MARK5A MKIV MATERA MARK5A MKIV NOTO MARK5A VLBA4
On Dec 1st 2008 a Venus lunar occultation occurred. On that occasion we performed the first Italian-VLBI (I-VLBI) tracking experiment by detecting the carrier signals coming from the Venus Express (VEX) spacecraft with both the IRA radiotelescopes together with the Matera antenna of the Italian Space Agency.
• Data post processing required the development of new dedicated software and firmware.
DifX correlator at IRA
Precedenti esperienze : VEX I-VLBI tracking doppler
• Preliminary results:On the left: diffraction patterns of immersion and emersion of the X-band carrier.iBob-BEE2 acquisition system.
Below: Total Electron Content (TEC) variation during immersion of VEX behind the Moon limb. iBob-BEE2 acquisition system.
TEC variation during the emersion. Note: Delta reaches 1013 el/cm2, i.e. 30 TECU (1 TECU=1016 el/m2).
Above: Total Power hi-resolution spectrum (4Mch, 2Hz/ch) of the X-band carrier. Mk5 acquisistion system at MC.
Precedenti esperienze : VEX I-VLBI tracking doppler
Post processing: FFT @ 320000 ch (full spectrum)Averaging: 1 sRes [Hz/ch]: 25Res [el/cm2]: 1.6*1014 el/cm2
9Mini Workshop Casper Backends - Medicina 8 April 2011
Italian VLBI network: downconversion e sampling
100 – 900 (L)
100 – 900 (R)
ATTENUATORI
100 – 500
100 – 500
100 – 220(L)
220 – 500(L)
100 – 220(R)
220 – 500(R)
14 VC
14 VIDEOCONVERTERBW: 0.125 16 MHz
28 channels (L + R)
A/D CONVERTER (1-2 bit)
Terminale Mark IV/VLBA
Terminale Mark V
1 Gbit/sModulo A Modulo B
Hard Disk Hard Disk
SECONDA CONVERSIONE
(Es. BW=800 MHz)
CORRELATOR (DifX, JIVE)
10Mini Workshop Casper Backends - Medicina 8 April 2011
Italian VLBI network: downconversion e sampling – A “ROACH” approach
100 – 900 (L)
100 – 900 (R)
ATTENUATORI
100 – 500
100 – 500
100 – 220(L)
220 – 500(L)
100 – 220(R)
220 – 500(R)
ROACH Board4 inputs @ BW = 250 MHz
(Es. BW=800 MHz)
A/D CONVERTER (8 bit)
Terminale Mark IV/VLBA
Time domain COMPLEX FFT
n Tunable Downconversions
n-COMPLEX FFT n Time domain streams
Host PCn-SIGNALS
n-HIGHRESOLUTION FFT
n-SPECTRA
G Lan
HIGH RESOLUTION SOFTWARE CORRELATOR
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Final Spectrum
Italian VLBI network: Spectra Software Correlator
Mc
Nt
SRT
Geocentric correction and Band Filtering
DATABASE
Geo corrected and Station Averaged data
Frequency Multiplication of Spectra
Spectra withresidual RFI
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Italian VLBI network: High Resolution Software Correlator
Mc
Nt
SRTGeocentric correction and
Narrow Band Filtering
DATABASE DELAY TABLE(precalculated)
PHASE CORRECTION
MODEL
Geo corrected and filtered data
Global Averaged Spectra
Detection of the signal
Make new PHASE TABLE