Dei filtri a microonde per SRT

Il Sardinia Radio Telescope (SRT)

Per il Sardinia Radio Telescope è in arrivo un nuovo aggiornamento, che dovrebbe facilitare il lavoro di ricercatori che usano le radio frequenze nell'ambito della ricerca spaziale. Si tratterebbe di un componente a microonde con materiale superconduttore ad alta temperatura realizzata recentemente da un team con una forte presenza italiana. Infatti, le tecnologie commerciali spesso interferiscono con i sensibili ricevitori usati per le ricerche scientifiche. Da molti anni si cerca di risolvere questo problema, chiamato in gergo tecnico RFI (Radio Frequency Interference). Ed ecco che fra le tante soluzioni si pensa proprio di usare dei filtri a microonde.

Logo del SRT

Di questo argomento ha trattato un articolo del Journal of Astronomical Instrumentation, e a capo dello studio si trova Pietro Bolli, ricercatore presso l'Osservatorio Astronomico di Arcetri, il quale ha diretto un gruppo di ricerca internazionale in cui hanno partecipato anche l'Istituto di Radioastronomia dell'INAF e dell'Università di Birmingham.

Pietro Bolli spiega che “il componente è di fatto un filtro passa-banda tra 5.7 e 7.7 GHz, vale a dire un dispositivo che rigetta le componenti di frequenza del segnale radio che sono esterne alla sua banda passante ed è necessario per limitare i segnali interferenti di natura umana che viceversa potrebbero compromettere l’osservazione scientifica”. Tra l'altro questo filtro è stato particolarmente progettato per il ricevitore banda C da fuoco terziario del SRT.

Dei prototipi del filtro a microonde
(Immagine presa da Media INAF)

Ma a differenza dei precedenti esperimenti, questa volta si è utilizzato un materiale HTS: ovvero un materiale
superconduttore ad alta temperatura: “il punto di forza sta proprio nel fatto che questi superconduttori, se raffreddati al di sotto di una temperatura detta ‘critica’, mostrano una conducibilità elettrica nettamente superiore a quella dei conduttori metallici standard e quindi permettono di avere ottime prestazioni in termini di perdite e di conseguenza di temperatura di rumore del ricevitore. Il fatto che questi superconduttori siano classificati ‘ad alta temperatura’ significa che la temperatura critica è relativamente alta (si parla comunque di temperature dell’ordine dei -200 gradi celsius), rendendo di conseguenza il sistema criogenico di raffreddamento abbastanza standard”. Grazie a questa tecnologia si riducono significativamente le perdite e quindi, di conseguenza, il contributo di  rumore introdotto nel ricevitore.

Questo componente verrà installato all'interno dei ricevitori radio astronomici. <<Gli strumenti posti nei fuochi dei grandi radio telescopi che ricevono le onde elettromagnetiche incidenti provenienti dalla sorgente celeste che si vuole osservate, amplificano il segnale e ne effettuano una prima elaborazione. Trattandosi di segnali che giungono a terra con livelli di potenza estremamente bassi è necessario che il ricevitore radio astronomico introduca meno rumore possibile sul segnale e per questo motivo si fa lavorare a temperature criogeniche (fino a -250 gradi celsius). È un ambiente con la temperatura adatta per innescare il fenomeno superconduttivo, senza necessità di modificare il sistema con aggravio di costi. Il valore aggiunto del lavoro è stato nello studiare soluzioni alternative alla realizzazione del filtro superconduttore per cercare di contenere i costi di produzione con accorgimenti meccanici ed elettrici alternativi a quelli normalmente utilizzati.>> spiega Pietro Bolli.

Fonte testi: Media INAF

Orione2000