ControlBOX Pharos 2

PHAROS2 (PHased Arrays for Reflector Observing Systems2) è un dimostratore di Phased Array Feed in banda C (4-8 GHz) per applicazioni radio astronomiche che è stato progettato nell’ambito dell’Advanced Instrumentation Program dei PAF per lo Square Kilometer Array da una collaborazione internazionale che coinvolge l’Istituto Nazionale di Astrofisica. PHAROS2 è basato su un array di 10×11 antenne di tipo Vivaldi a doppia polarizzazione raffreddato a 20 K all’interno di un criostato (vedi Figura 1) insieme a degli amplificatori a bassissimo rumore di tipo LNA (low-noise amplifier). L’array è popolato con 24 LNA su uno dei due canali di polarizzazione, mentre i restanti elementi sono terminati su un carico adattato a 50 Ω. I 24 segnali RF in uscita dal criostato di PHAROS2 vengono inviati tramite cavi coassiali ad una Warm Section, ovvero un ricevitore multicanale a 32 ingressi (di cui sono utilizzati solo 24) che permette il filtraggio, l’amplificazione e la downconversione di ciascun canale ad una banda di frequenza intermedia IF compresa tra 375 e 650 MHz. Tale banda IF è adatta al successivo processamento da parte del backend digitale iTPM (Italian Tile Processing Module) che è stato sviluppato nell’ambito del progetto SKA Low Frequency Aperture Array (LFAA). Tale backend, basato su Field Programmable Gate Array (FPGA) consente di campionare fino a 32 segnale RF su una larghezza di banda istantanea di ≈500 MHz. I 24 segnali IF in uscita dalla Warm Section vengono inviati al backend tramite 12 link analogici in fibra ottica di tipo WDM (Wavelength Division Multiplexing). Tali link consentono di trasmettere due segnali IF all’interno di un’unica fibra mediante due trasmettitori laser operanti alle lunghezze d’onda ottiche (infrarosse) λ=1270 nm e λ=1330 nm. Uno schematico della catena di ricezione PHAROS2 è indicata in Figura 2