Instrumentação para medidas polarimétricas em microondas

Abstract

Este trabalho contextualiza-se no âmbito de uma experiência de Mapeamento da Emissão Galáctica, para tal está a ser desenvolvido um sistema capaz de recolher dados galácticos a 5 GHz com o objectivo de caracterizar a Radiação Cósmica de Fundo (FRCM). Para o sistema de recolha de dados do Hemisfério Norte está a ser desenvolvido um receptor para o efeito. Trata-se de um polarímetro heterodino a 5 GHz com elevado ganho a Frequência Intermédia (FI) que utiliza a última tecnologia de RF a funcionar a 600MHz com uma largura de banda de 200 MHz que alimenta um correlador totalmente digital de quatro canais. Anterior a IF encontra-se um sistema de conversão de RF (5 GHz) para FI e um filtro de rejeição de imagem a esta frequência. O primeiro componente do cadeia do receptor, logo a seguir ao OMT (Orthomode Transducer) é um amplificador de muito baixo ruído (LNA). Este trabalho descreve o pré amplificador de FI com filtro passa-banda, um amplificador de FI com controlo digital de atenuação, um conversor para banda base com modulação em fase e quadratura, um filtro passivo de microondas a 5 GHz, uma pequena introdução do desenho previsto do LNA e uma abordagem ao hardware desenvolvido para o correlador digital. São apresentadas as opções de desenho e dificuldades encontradas no desempenho do circuito, juntamente com os resultados de simulação e experimentais obtidos para um protótipo.

ABSTRACT: In the context of the Galactic Emission Mapping collaboration, a galactic survey at 5GHz is in preparation to characterize the galactic foreground to the Cosmic Microwave Background Radiation. For the North sky survey, a new receiver is being developed. This is a 5GHz heterodyne polarimeter with a high gain IF chain using the latest RF technology working at 600MHz central frequency that feeds a four channel digital correlator. Prior to this chain is the first down conversion from RF (5 GHz) to IF (600 MHz) and a microwave passive filter also design and implemented, and a very Low Noise Amplifier (LNA). This thesis describes the preamplifier/band-pass filter, the digitally controlled amplifier, the frequency converter to zero-IF, a microwave passive filter, a introduction on the LNA design and a briefly description of the hardware of the digital correlator. Design options and constraints are presented along with the simulations and experimental results of a circuit prototype.