antenna

Wide3 è un’iniziativa pionieristica nel campo della radioastronomia, costruita attorno a una rete scalabile di radiotelescopi di medie dimensioni. I suoi obiettivi includono la mappatura del cielo, il monitoraggio di sorgenti radio come pulsar e galassie attive, l’osservazione di fenomeni come eventi climatici e meteorologici e il rilevamento di disturbi elettromagnetici. La natura modulare della rete consente l’aggiunta di nuovi strumenti e stazioni di osservazione, creando un sistema collaborativo che ottimizza la copertura del cielo e migliora la risoluzione dei dati raccolti. Questa flessibilità rende la rete adatta non solo alla ricerca astronomica, ma anche alla meteorologia e al monitoraggio ambientale elettromagnetico.

Al centro della rete, il Radiotelescopio di Monzambano è dotato di un’antenna a fuoco primario da 12 piedi e 8 pannelli, montata su un sistema altazimutale. La sua rete in alluminio, con fori da 1,5 mm, imposta la massima frequenza operativa a 24 GHz, mentre la banda di lavoro si estende da 1 a 24 GHz. Questa ampia gamma di frequenze consente l’osservazione di diversi fenomeni, supportando studi dettagliati sulla struttura della nostra galassia e dell’universo.

LPKF ProtoMat S64

Grazie all’LPKF ProtoMat S64 possiamo realizzare rapidamente prototipi di circuiti stampati ad alta precisione direttamente nel nostro laboratorio, consentendo rapide iterazioni su antenne, amplificatori a basso rumore ed elettronica di elaborazione del segnale, fondamentali per la sensibilità e la precisione della nostra rete di radiotelescopi.
Questa tecnologia dà vita anche alla progettazione dei circuiti: in poche ore, le idee diventano vere e proprie schede elettroniche che pilotano le nostre antenne e i nostri strumenti. Ci aiuta a mostrare a studenti, collaboratori e partner come la teoria elettromagnetica si trasforma in tecnologia tangibile per esplorare l’universo.

LPKF ProtoMat S64 ci consente di realizzare rapidamente antenne a microonde e circuiti RF su laminati FR4, Rogers o altri laminati RF. Fresando il rame e forando punti di alimentazione, via e fori per connettori, possiamo produrre antenne microstrip, stripline o patch con caratteristiche fino a ~100 µm, oltre a filtri, divisori di potenza, accoppiatori, balun e amplificatori.

I progetti simulati in CST, HFSS o ADS possono essere esportati come file Gerber e realizzati direttamente, consentendo rapidi cicli di progettazione → fabbricazione → misurazione → perfezionamento. Questi prototipi possono essere integrati perfettamente in sistemi di alimentazione, schede LNA e front-end RF, supportando sia la nostra rete di radiotelescopi scientifici che le applicazioni commerciali a microonde.

Quindi, in breve: utilizziamo la testa di fresatura per definire i modelli di rame dell’antenna e la testa di foratura per realizzare i fori e le vie; insieme, questo ci dà il controllo completo sia sulle antenne a microonde che sui loro circuiti RF senza esternalizzare.

Rohde & Schwarz FPC1500

Una volta realizzato il prototipo, ne convalidiamo le prestazioni con l’R&S FPC1500, uno strumento versatile che combina:

• Analizzatore di rete vettoriale (VNA) – per misurare la risonanza dell’antenna, la perdita di ritorno e l’adattamento di impedenza (S11) e per caratterizzare i circuiti RF (S21).
• Analizzatore di spettro: per osservare le risposte in frequenza, le emissioni e i segnali reali catturati dalle nostre antenne.
• Generatore di segnale: per immettere segnali di prova nei circuiti e verificare il comportamento del sistema.

Rigol DS1074

A complemento delle misurazioni nel dominio della frequenza, l’oscilloscopio Rigol DS1074 fornisce una visualizzazione in tempo reale dei segnali:

• Verifica delle uscite in banda base e IF dai ricevitori del radiotelescopio.
• Debug dei componenti elettronici di supporto, come alimentatori, orologi e linee di controllo digitali.
• Misurazione dei comportamenti transitori e di modulazione nei circuiti sottoposti a test.
• Insieme all’FPC1500, garantisce la piena comprensione sia della risposta in frequenza sia dei segnali nel dominio del tempo dei nostri sistemi.

rf

Ampia gamma di componenti RF ed elettronici che ci consentono di ottimizzare, adattare e sperimentare su tutte le frequenze. Oltre 350.000 componenti passivi e attivi:

• Attenuatori e sistemi di attenuazione per controllare con precisione la potenza del segnale e proteggere gli strumenti sensibili.
• Blocchi CC per isolare i circuiti e impedire che correnti indesiderate scorrano nei delicati percorsi RF.
• Cavi e adattatori: infinite configurazioni di cavi coassiali, connettori e adattatori di alta qualità garantiscono connessioni impeccabili in qualsiasi configurazione di misurazione.
• Strumenti di adattamento dell’impedenza per garantire il massimo trasferimento di potenza e riflessioni minime del segnale nel sistema.
• Induttori, condensatori e componenti passivi per la creazione di filtri personalizzati, reti di polarizzazione e circuiti di sintonizzazione.

Ci consentono di configurare banchi di prova per qualsiasi scenario e di adattare i prototipi alle condizioni reali. Questi strumenti di supporto ci offrono un ecosistema di laboratorio completo: dalla progettazione e fabbricazione, alla misurazione e validazione, fino alla sperimentazione perfezionata.

software

Utilizziamo software e strumenti avanzati che consentono la scansione e l’acquisizione di spettrogrammi, offrendo al contempo funzionalità di visualizzazione e analisi efficiente dei dati. Queste funzionalità sono fondamentali per l’interpretazione dei segnali radio raccolti dai radiotelescopi e per l’elaborazione delle informazioni provenienti da fenomeni astrofisici e atmosferici.

I dati raccolti da ciascuna antenna vengono elaborati in tempo reale tramite un software dedicato che esegue tutti i calcoli necessari. Questo software è disponibile pubblicamente su GitHub (piattaforma di sviluppo collaborativo), consentendo così alla comunità scientifica e agli appassionati di accedere e contribuire allo sviluppo del progetto. La disponibilità del software in open source su GitHub facilita l’espansione del sistema e l’integrazione di nuove tecnologie o miglioramenti, aumentando la partecipazione e l’accessibilità alla ricerca radioastronomica.