UAV per caratterizzazione di antenne/radiotelescopi al CNR-IEIIT

Sebbene possa sembrare parzialmente marziano, il paesaggio è quello del deserto di Murchison in Western Australia. In primo piano si vede una sorgente a radio-frequenza montata su UAV che è stata sviluppata da CNR-IEIIT (in collaborazione con INAF e Politecnico di Torino) per la caratterizzazione dello strumento a bassa frequenza (50-350 MHz) dello Square Kilometer Array (www.skatelescope.org), il più grande radio telescopio mai costruito dall’uomo (verrà installato nei prossimi anni). I casi scientifici di SKA riguardano la nascita dell’universo, l’epoca della reionizzazione, la ricerca di pulsar e la ricerca di vita extraterrestre e nuovi pianeti.

I ricercatori di CNR-IEIIT hanno già condotto una serie di campagne sperimentali a Cambrigde (UK), Dwingeloo (Olanda) e in Western Australia. Nella foto, i Dr. Virone e Paonessa stanno complentando la calibrazione del sistema di acquisizione di MWA (precursore di SKA) e discutendo delle condizioni di vento estreme che hanno messo alla prova i loro droni nel deserto.

L’attività sui payload in banda VHF è iniziata nel 2012 ed è stata documentata in [1]-[4]. I nuovi sviluppi riguardano le misure in near-field e l’estensione alle onde millimetriche. Il primo prototipo di sistema di calibrazione operante a 50 GHz [5] (mostrato in figura), è stato sviluppato per lo strumento Large Scale Polarization Explorer (LSPE), finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana. Gli obiettivi scientifici di LSPE riguardano la misura dei modi B della radiazione di fondo a microonde (CMB). Questi studi valideranno gli attuali modelli cosmologici.

Riferimenti

[1]G. Virone et al., “Strong Mutual Coupling Effects on LOFAR: Modeling and In Situ Validation,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 66, no. 5, pp. 2581-2588, May 2018. DOI: 10.1109/TAP.2018.2816651
[2]G. Pupillo et al., “Medicina Array Demonstrator: calibration and radiation pattern characterization using a UAV-mounted radio-frequency source,” Experimental Astronomy, vol. 39, issue 2, pp. 405-421, June 2015. DOI: 10.1007/s10686-015-9456-z
[3]P. Bolli et al., “Near-Field Experimental Verification of the EM Models for the LOFAR Radio Telescope,” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 17, issue 4, pp. 613–616, Apr. 2018. DOI: 10.1109/LAWP.2018.2859828
[4]F. Paonessa, L. Ciorba, G. Virone, P. Bolli, A. Magro, A. McPhail, D. Minchin, and R. Bhushan, “SKA-low Prototypes Deployed in Australia: Synoptic of the UAV-based Experimental Results,”, URSI RADIO SCIENCE LETTERS, VOL. 2, 2020, DOI: 10.46620/20-0021
[5]F. Paonessa et al., "Design and Verification of a Q-Band Test Source for UAV-Based Radiation Pattern Measurements," in IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 69, no. 12, pp. 9366-9370, Dec. 2020, doi: 10.1109/TIM.2020.3031127.