Atualização e modernização do circuito de síntese de frequência do BDA (Brazilian Decimetric Array)
| dc.contributor.advisor | Oliveira Filho, Irapuan Rodrigues de | |
| dc.contributor.author2 | Machado, Telmo Claudinei | |
| dc.contributor.coadvisor | Souza, Carlos Alexandre Wuensche de | |
| dc.contributor.event2 | São José dos Campos | |
| dc.contributor.referee | Oliveira, Alexandre Soares de | |
| dc.contributor.referee | Fagundes, Paulo Roberto | |
| dc.contributor.referee | Fernandes, Francisco Carlos Rocha | |
| dc.date.accessioned | 2024-02-23T17:52:29Z | |
| dc.date.available | 2024-02-23T17:52:29Z | |
| dc.date.issued | 2023-10-04 | |
| dc.description.abstract | A maioria dos eventos solares energéticos, como explosões solares (flares) e eje-ções de massa coronal (CMEs), têm origem na energia magnética acumulada na atmosfera solar, especialmente em regiões ativas. Porém, ainda é necessário estu-dar melhor os mecanismos de acumulação, liberação e transporte, que pode ser feito por diversos instrumentos, em solo ou no espaço. Investigar o Sol em faixas espectrais não ópticas ou de rádio requer a colocação de instrumentos em órbita para evitar o bloqueio atmosférico terrestre nessas bandas, gerando custos subs-tanciais. Assim, uma alternativa menos onerosa foi sugerida: criação, instalação, supervisão e operação de instrumentos em terra, principalmente nas faixas óptica e de rádio. O interferômetro rádio, chamado de Brazilian Decimetric Array (BDA), foi proposto para realizar investigações de fenômenos solares (como flares e CMEs, auxiliando em suas previsões) assim como investigações galácticas e extragalácti-cas. Além da redução de custos, essa alternativa permite monitoramento da evolu-ção das emissões em rádio desde a liberação. Por exemplo, em observações de CME com coronógrafos (como LASCO), a localização, do ponto de target não pode ser obtida. Outras observações são complementares e importantes, como as inter-ferométricas em rádio. Um interferômetro rádio é um instrumento que combina si-nais de dois ou mais elementos, compostos de antenas, e os respectivos recepto-res, para criar uma imagem em rádio mais detalhada do objeto observado. Consi-derando que um radiotelescópio sozinho não gera imagens, dois (ou mais) podem gerar imagens, com melhor ou pior resolução, dependendo das linhas de base e cobertura do plano UV. Para frequências relativamente altas (f > 1 GHz), são em-pregados receptores super-heteródinos, projetados para converter sinais das fre-quências altas para as mais baixas, a fim de permitir o transporte do sinal pelos cabos e componentes do receptor com baixa perda e mantendo coerência de fase, o que permite a detecção, armazenamento e processamento do sinal. O interferô-metro rádio é composto por vários radiotelescópios, sendo um instrumento comple-xo, podendo envolver mais etapas de conversão de frequência ao longo das eta-pas para estabilidade do sinal, principalmente em fase. Em um interferômetro, o ajuste de frequência de cada receptor consome muito tempo. Para agilizar, minimi-zar perdas e maximizar a estabilidade do sinal, foi concebida a automatização da síntese de frequência dos receptores do BDA. Este desenvolvimento pioneiro em-prega microcontrolador de baixo custo junto com circuitos convencionais. É uma tecnologia desenvolvida na própria instituição, a partir de competência existente, implicando significativa redução de custos. Neste trabalho, são apresentados o no-vo circuito da síntese de frequências, as características do hardware e do software, assim como parâmetros de ajuste e controle, resultados de testes de bancada e de validação operacional. | |
| dc.description.abstract2 | The majority of energetic solar events, such as solar flares and coronal mass ejec-tions (CMEs), stem from the magnetic energy accumulated within the solar atmos-phere, particularly within active regions. However, it is still necessary to better study its mechanisms of accumulation, release, and transport, which can be done by a variety of instruments, both on the ground and in space. To investigate the Sun across non-optical or radio spectral bands necessitates the deployment of instru-ments in orbit to circumvent the terrestrial atmospheric obstruction within these bands, thereby incurring substantial costs. Thus, a less expensive alternative has been proposed: the development, installation, control and operation of instruments on the ground, especially in the optical and radio bands. The radio interferometer, named Brazilian Decimetric Array (BDA), was proposed to investigate solar phe-nomena (such as flares and CMEs, assisting in their predicting) and also galactic and extragalactic investigations. In addition to cost reduction, this alternative ena-bles the continuous monitoring of radio emissions evolution from their inception. For instance, in the context of CME observations using coronagraphs (such as LASCO), target point localization remains unattainable. Other observations are supplemen-tary and significant, including radio interferometry. A radio interferometer is an in-strument that combines signals from two or more elements, composed of antennas and their respective receivers, to create a more detailed radio image of the ob-served object. Considering that a single radio telescope does not produce images, two (or more) telescopes can generate images with varying resolutions based on the lines of baseline and coverage in the UV plane. For relatively high frequencies (f > 1 GHz), superheterodyne receivers are used, designed to convert high-frequency signals to lower frequencies, to allow the signal to be transported by cables and re-ceiver components with low loss while maintaining phase coherence. This allows the signal to be detected, stored, and processed at the end of the receiver. As the radio interferometer is composed of several radio telescopes, it is a considerably complex instrument that can involve multiple frequency conversion stages through-out its parts for signal stability, especially in phase. In an interferometer, the fre-quency adjustment of each receiver consumes a lot of time. To enhance the agility, minimize losses and maximize signal stability, the automation of receiver frequency synthesis for the BDA has been developed. This pioneering technological devel-opment employs a low-cost microcontroller along with conventional circuits. It is a technology developed within the institution itself, based on existing competencies, and which implies a significant reduction in costs. In this work, the new frequency synthesis circuit, the hardware and software characteristics are presented, as well as adjustment and control parameters, the results of bench tests and validation tests under operational conditions. | |
| dc.description.physical | 74 f. | |
| dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ) | |
| dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | |
| dc.description.sponsorship | Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP) | |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.format.mimetype | ||
| dc.identifier.affiliation | Universidade do Vale do Paraíba | |
| dc.identifier.bibliographicCitation2 | Machado, Telmo Claudinei. Atualização e modernização do circuito de síntese de frequência do BDA (Brazilian Decimetric Array). São José dos Campos. 2023. 74 f. Dissertação (mestrado em Física e Astronomia) - Universidade do Vale do Paraíba, Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento, São José dos Campos-SP, 2023. | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.univap.br/handle/123456789/342 | |
| dc.language.iso | pt_BR | |
| dc.publisher.country | Brasil | |
| dc.publisher.initials | UNIVAP | |
| dc.publisher.institution | Universidade do Vale do Paraíba | |
| dc.publisher.program | Mestrado em Física e Astronomia | |
| dc.publisher.spatial | São José dos Campos | |
| dc.rights | Acesso Aberto | |
| dc.subject.keyword | BDA: Brazilian Decimetric Array | |
| dc.subject.keyword | Radiação eletromagnética | |
| dc.subject.keyword | Radiofrequências | |
| dc.subject.keyword | Interferometria | |
| dc.title | Atualização e modernização do circuito de síntese de frequência do BDA (Brazilian Decimetric Array) | |
| dc.title.alternative | Upgrade and modernization of frequency synthesis circuit of BDA (Brazilian Decimetric Array) | |
| dc.type | Dissertação | |
| dc.type.masterDegree | Acadêmico |