Design and construction of a multi-element phased array radio interferometer

ilustraciones, fotografías, gráficas

Autores:: Hincapié Tarquino, Juan Sebastián

Tipo de recurso:

Fecha de publicación:: 2023

Institución:: Universidad Nacional de Colombia

Repositorio:: Universidad Nacional de Colombia

Idioma:: eng

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For the commissioning phase, is proposed to conduct astronomical observations along with a series of measurements in order to determine the sectors in the sky that present lower radio interference, as well as to verify the radio interferometer’s proper operation. Also, this novel design, opens the door for conducting new radio emission studies at the Observatorio Astronómico Nacional, with locally collected data, being a scientific research tool that can be extended beyond Solar Astrophysics to other cosmic radio sources, thus contributing to the development of a growing discipline in Colombia. Additionally, is intended that the instrument is another teaching resource and contributes to interdisciplinary collaborations in the country.Este trabajo presenta la implementación y optimización de un diseño novedoso de un radio interferómetro de tres elementos con un sistema de correlación temporal para observar emisiones solares en la banda de radio, en un ancho de banda alrededor de la línea de Hidrogeno neutro o línea HI a 1.42GHz. Para la parte de implementación y puesta a prueba se plantea realizar observaciones astronómicas en conjunto con series de mediciones para determinar los sectores del cielo con menor interferencia así como verficar el correcto funcionamiento del radio interferómetro. Además, es un diseño novedoso de instrumento, que abre la puerta para realizar en el Observatorio Astronómico Nacional nuevos estudios de emisión en radio, con datos recolectados localmente, empleándose como herramienta de investigación científica cuyo uso pueda extenderse más allá de la Astrofísica Solar hacia otras fuentes cósmicas de radio, contribuyendo al desarrollo de una disciplina que está surgiendo en Colombia. También, se pretende que el instrumento sea una forma de apoyo pedagógico y de fomentar colaboraciones interdisciplinares en el país. (Texto tomado de la fuente).Incluye anexosMaestríaMagíster en Ciencias - AstronomíaAstrofísica SolarInstrumentación AstronómicaRadio Astronomíax, 78 páginasapplication/pdfengUniversidad Nacional de ColombiaBogotá - Ciencias - Maestría en Ciencias - AstronomíaFacultad de CienciasBogotá, ColombiaUniversidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá530 - Física::537 - Electricidad y electrónica520 - Astronomía y ciencias afines::522 - Técnicas, procedimientos, aparatos, equipos, materialesInterferometryCorrelatorInstrumentationRadio astronomySolar radio burstsInterferometríaCorreladorInstrumentaciónRadio astronomíaEstallidos solares de radioObservatorio astronómicoAstrofísicaRadiación solarAstronomical observatoriesAstrophysicsSolar radiationDesign and construction of a multi-element phased array radio interferometerDiseño y construcción de un radio interferómetro de varios elementos como arreglo en faseTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMARNOLD, Steven: Getting Started in Radio Astronomy. Beginner Projects for the Amateur. The Patrick Moore Practical Astronomy Series, Springer Verlag, 1988BALANIS, Constantin.: Antenna Theory: Analysis and Design. 3rd Edition. Interscience Publishers - John Wiley & Sons, 2005CONDON, James J. ; RANSOM, Scott M.: Essential Radio Astronomy: Chapter 7. 2016FARIA, C. ; STEPHANY, S. ; SAWANT, H.S. ; CECATTO, J.R. ; FERNANDES, F.C.R.: Brazilian Decimetric Array (BDA) project - Phase II. In: Solar and Stellar Variability: Impact on Earth and Planets, Proceedings International Astronomical Union S264 (2009), p. 493–495FIELDING, John: Amateur Radio Astronomy. 1st Edition, Reprinted. Radio Society of Great Britain, 2008GARY, Dale E.: Physics 728, Radio Astronomy Course: Lecture # 11 - Solar Radio Emission II. https: //web.njit.edu/~gary/728/Lecture11.html. 2014.GARY, Dale E. ; HURFORD, Gordon J.: Radio Spectral Diagnostics. In: GARY, Dale E. (Ed.) ; KELLER, Christoph U. (Ed.): Solar and Space Weather Radiophysics: Current Status and Future Developments. Springer Science + Business Media, 2005, Chapter 4GASIOROWICZ, Stephen: Quantum Physics. 3rd Edition. John Wiley & Sons, 2003GUEVARA GÓMEZ, Juan Camilo: Design and Development of a Solar Radio Interferometer of Two Elements, Observatorio Astronómico Nacional, Facultad de Ciencias. Universidad Nacional de Colombia, M.Sc. Thesis, 2017HANSLMEIER, Arnold: The Sun and Space Weather. 2nd Edition. Springer, 2007HINCAPIÉ TARQUINO, Juan Sebastián: Diseño y Construcción de un Radiointerferómetro Solar de dos elementos, Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Colombia, Bachelor in Engineering Thesis, 2016KRISHNAN, T. ; LABRUM, N.R.: The Radio Brightness on the Sun at 21 cm from Combined Eclipse and Pencil-beam Observations. 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Springer Science + Business Media, 2005, Chapter 2REEVE, Whitham D.: Tower Mounted Amplifier Instruction Manual. http://www.reeve.com/ Documents/CALLISTO/TMAInstructionManual.pdf. 2016.SAWANT, H.S. ; RAMESH, R. ; CECATTO, J.R. et a.: Brazilian Decimetric Array (Phase I). In: Solar Physics 242 (2007), p. 213–220SOUTH AFRICAN RADIO ASTRONOMY OBSERVATORY (SARAO): KAT-7. Seven-dish MeerKAT precursor array. https://www.sarao.ac.za/science-engineering/kat-7/. 2019.SOUTH AFRICAN RADIO ASTRONOMY OBSERVATORY (SARAO): MeerKAT Radio Telescope. https: //www.sarao.ac.za/science-engineering/meerkat/about-meerkat/. 2019.SQUARE KILOMETER ARRAY (SKA) SOUTH AFRICA: SKA South Africa Public science/engineering site: KAT-7. http://public.ska.ac.za/kat-7. 2012.SQUARE KILOMETER ARRAY (SKA) SOUTH AFRICA: SKA South Africa Public science/engineering site: MeerKAT. http://public.ska.ac.za/meerkat. 2012.THOMPSON, J.M.; Swenson Jr G.: Interferometry and Synthesis in Radio Astronomy. 3rd Edition. 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In: Journal of Skyscape Archaeology 6 (2021), Mar., Nr. 2, p. 221–258Diseño y construcción de un radio interferómetro astronómico (Código HERMES 51253)Convocatoria para el Apoyo a Proyectos de Investigación, Creación Artística e Innovación de la Sede Bogotá de la Universidad Nacional de Colombia - 2020 - Dirección de Investigación y Extensión, Sede Bogotá (DIEB)AdministradoresBibliotecariosConsejerosEstudiantesGrupos comunitariosInvestigadoresMaestrosMedios de comunicaciónPadres y familiasPersonal de apoyo escolarProveedores de ayuda financiera para estudiantesPúblico generalReceptores de fondos federales y solicitantesResponsables políticosLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-85879https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/84056/1/license.txteb34b1cf90b7e1103fc9dfd26be24b4aMD51ORIGINAL1014234978.2023.pdf1014234978.2023.pdfTesis de Maestría en Ciencias - Astronomíaapplication/pdf23525697https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/84056/2/1014234978.2023.pdf747d4a5a01941e1170bbc2b74f536c9cMD52THUMBNAIL1014234978.2023.pdf.jpg1014234978.2023.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg4427https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/84056/3/1014234978.2023.pdf.jpg3c4f4bb7a6c01792f29a91f04f7e3560MD53unal/84056oai:repositorio.unal.edu.co:unal/840562024-08-12 01:59:44.43Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombiarepositorio_nal@unal.edu.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Design and construction of a multi-element phased array radio interferometer

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