Riferimenti bibliografici
di Astronomia e di Radioastronomia

Approfondire le conoscenze di astronomia e di radioastronomia: suggerimenti su alcuni testi che trattano di astronomia, di radioastronomia e di scienza in generale.


Bibliografia e Documentazione Tecnica

Sono approfonditi gli aspetti tecnici della radioastronomia, le tecniche elettroniche circuitali, la radiotecnica con la propagazione della radiazione elettronagnetica, le antenne, le tecniche di telecomunicazione e di acquisizione automatica dei dati.



Recensione del volume "RADIOASTRONOMIA AMATORIALE"

Un numero crescente di appassionati si interessa di astronomia, alcuni con risultati di notevole livello tecnico e teorico. In questo scenario, che vede l'osservazione del cosmo al centro dell'attenzione di tante persone, trova posto anche la giovane scienza della radioastronomia che studia, in particolare, la radiazione emessa dai corpi celesti nell'intervallo spettrale delle radioonde. Tuttavia, rispetto all'apprezzabile numero di astronomi dilettanti, l'attività radioastronomica amatoriale è praticamente inesistente.
Un vero peccato ed un'occasione perduta perchè, come dimostra l'autore Flavio Falcinelli (un autentico appassionato che in questo volume ha riversato oltre vent'anni di studi ed esperienze) la radioastronomia, oltre ad essere decisamente affascinante, offre interessanti possibilità di ricerca e di studio e, se non di tutti, può essere certamente alla portata di molti.
Infatti, utilizzando i dispositivi elettronici che il mercato mette a disposizione, è oggi possibile costruirsi un efficiente radiotelescopio ad un costo accessibile e, comunque, proporzionale alla risoluzione dell'apparato.
Questo è quanto dimostra l'autore che, dopo un excursus storico che illustra gli scopi e le tappe fondamentali della ricerca radioastronomica, fornisce le informazioni teoriche basilari indispensabili per comprendere le caratteristiche peculiari delle radioonde cosmiche, il rumore degli apparati, i ricevitori e le antenne, fino ad arrivare alla descrizione delle apparecchiature che un dilettante può costruire, approfondendo le problematiche di installazione tipiche degli strumenti necessari per "ascoltare" l'universo con differenti livelli di complessità e di costo.


L'opera è destinata a tutti i dilettanti autocostruttori appassionati di scienza, in particolare di astronomia e di elettronica, ai radioamatori e agli studenti che desiderano accostarsi seriamente e con soddisfazione alla radioastronomia amatoriale.

INTRODUZIONE

Capitolo 1
LE BASI DELLA RADIOASTRONOMIA
1.1 - Nascita e sviluppo della radioastronomia. I radiotelescopi.
1.2 - Segnali provenienti dal cosmo e radiazione elettromagnetica naturale.
1.3 - Radiosorgenti e loro classificazione.
1.4 - Polarizzazione e coerenza della radiazione elettromagnetica.
1.5 - Incertezze nella misura della radiazione cosmica.
1.6 - Frequenze riservate alla ricerca radioastronomica.
1.7 - Sistemi di riferimento celesti.

Capitolo 2
IL PROBLEMA DEL RUMORE NEI SISTEMI RICEVENTI
2.1 - La delicata questione del rumore nei circuiti elettronici.
2.2 - Cifra e temperatura di rumore di un sistema ricevente.
2.3 - Come misurare in laboratorio il rumore di un circuito.
2.4 - Tecniche pratiche per la riduzione del rumore nei circuiti.
2.5 - Generatori di rumore per calibrazione e schemi applicativi.

Capitolo 3
I COLLETTORI DELLA RADIAZIONE COSMICA: LE ANTENNE
3.1 - Parametri fondamentali delle antenne riceventi.
3.2 - Caratteristiche basilari dei radiatori elementari.
3.3 - Prestazioni richieste per le antenne radioastronomiche.
3.4 - Dimensionamento e particolarita' costruttive degli elementi singoli.
3.5 - Array di antenne e radiointerferometri.
3.6 - Definizione della temperatura d'antenna: significato dei vari contributi.

Capitolo 4
CONFIGURAZIONI DEI RICEVITORI RADIOASTRONOMICI
4.1 - Radiometri e ricevitori total-power.
4.2 - Topologie circuitali dei sistemi riceventi radioastronomici.
4.3 - Valutazione della sensibilità strumentale. Requisiti di stabilità.
4.4 - Parametri che influenzano le prestazioni di un radiotelescopio.
4.5 - Ricevitori per applicazioni particolari.
4.6 - La ricerca di segnali "intelligenti" dal cosmo: il progetto SETI.
 

Capitolo 5
IL RADIOTELESCOPIO E' UNO STRUMENTO DI MISURA: CALIBRAZIONE DEL SISTEMA
5.1 - Misura della temperatura equivalente di rumore di una rete elettrica.
5.2 - Calibrazione degli strumenti radioastronomici.
5.3 - Misura dell'impedenza caratteristica di antenne e linee di trasmissione.

Capitolo 6
L'IMPORTANZA DELLA STABILITA' DELLE SORGENTI DI ALIMENTAZIONE
6.1 - Alimentatori ad elevata stabilità e basso rumore.
6.2 - Criteri per la costruzione di alimentatori stabilizzati per radioastronomia.

Capitolo 7
L'ATTIVITA' RADIOASTRONOMICA AMATORIALE: ALCUNE PROPOSTE PER LA COSTRUZIONE DEGLI STRUMENTI
7.1 - I primi approcci utilizzando l'elettronica dei televisori modificata.
7.2 - Misura della potenza associata ad un segnale RF.
7.3 - "Radio Natura" e l'ascolto della regione inferiore dello spettro radio.
7.4 - Strumenti per la ricezione in banda HF e per l'osservazione radio di Giove.
7.5 - Un semplice radiotelescopio per 151.5 MHz.
7.6 - Radiometri SHF a larga banda per 11÷12 GHz.
7.7 - Impianto ricevente modulare caratterizzato da elevate prestazioni.
7.8 - Radiometro e radiospettrografo SHF funzionante nella "finestra water hole".

Capitolo 8
ACQUISIZIONE E REGISTRAZIONE AUTOMATICA DEI DATI
8.1 - Come tentare la costruzione di un registratore grafico a carta.
8.2 - Interfacce A/D per acquisizione automatica di dati su PC.
8.3 - Acquisire i dati con computer Macintosh Apple.

APPENDICI:
Appendice A: Accoppiatori direzionali, anelli ibridi.
Appendice B: Attenuatori RF a "pi-greco" e a "T".
Appendice C: Linee di trasmissione.
Appendice D: Ritardo introdotto da una linea di trasmissione.
Appendice E: Listati dei programmi per i sistemi di acquisizione dati (cap. 8).
Appendice F: Codice del firmware per MCU ST62T65C di controllo per MAX1247.

BIBLIOGRAFIA
NOTE SULL'AUTORE

Recensione del volume "TECNICHE RADIOASTRONOMICHE"

Il volume descrive in maniera approfondita le tecniche di osservazione radioastronomiche ed i principi fisici la cui conoscenza è indispensabile per misurare correttamente la radiazione cosmica, analizzando in dettaglio le tecniche costruttive dei principali radiotelescopi.

Gli argomenti trattati sono inquadrati nel contesto dello sviluppo tecnologico dell'elettronica, delle telecomunicazioni e dell'informatica: il proposito è quello di descrivere l'importante aspetto della ricerca radioastronomica che riguarda le tecniche strumentali ed i metodi di osservazione, informazioni generalmente trascurate nei testi di radioastrofisica.
La trattazione è arricchita di numerosi grafici e foto.

Senza la pretesa di esaurire un argomento molto vasto e complesso, notevolmente specializzato e per sua natura in rapida evoluzione, il testo sviluppa una panoramica sulle tecniche radioastronomiche con il proposito di tradurre i requisiti strumentali richiesti per la ricerca con i criteri di progetto degli strumenti derivati dall'ingegneria delle radiocomunicazioni.
Si evidenzia un approccio tecnico della radioastronomia, supportato dalle necessarie nozioni teoriche. Tale punto di vista costituisce un indispensabile complemento ai tradizionali trattati di radioastrofisica, mostrando come le tecniche radioastronomiche costituiscano, oggi, un settore di ricerca molto avanzato.
Il testo, pur essendo scritto in linguaggio piano ed accessibile, presuppone che il lettore possieda un minimo di familiarità con argomenti di matematica, di fisica e di radiotecnica indispensabili per comprendere i fondamenti teorici della radioastronomia e la tecnologia da questa utilizzata.

L'opera è destinata a studenti, ricercatori, appassionati di scienza, di astronomia e della tecnologia radioelettrica, a tutti coloro che desiderano approfondire, per motivi diversi e senza rinunciare ad un certo dettaglio, le tecniche radioastronomiche e la strumentazione dei radiotelescopi, analizzando i potenti mezzi che conducono la moderna ricerca astrofisica ad indagare le profondità ed i misteri dell'universo.


Prefazione

Capitolo 1
CONCETTI INTRODUTTIVI
1.1 - Oggetto e scopi della ricerca radioastronomica.
1.2 - Radiosorgenti.
1.3 - Lo sviluppo della radioastronomia.
1.4 - I radiotelescopi.
1.5 - Sistemi di riferimento astronomici.
1.6 - Grandezze radiative. Misura della brillanza del cielo.
1.7 - Classificazione delle radiosorgenti.
1.8 - Trasporto della radiazione elettromagnetica. Righe spettrali di assorbimento e di emissione.
1.9 - Polarizzazione della radiazione elettromagnetica.

Capitolo 2
IL SEGNALE RADIOASTRONOMICO ED I PROCESSI ALEATORI
2.1 - Segnali e processi aleatori.
2.2 - Spettro di potenza di un segnale aleatorio.
2.3 - Segnali aleatori e reti elettriche. Misura della radiazione cosmica: il radiometro.
2.4 - Coerenza della radiazione elettromagnetica.

Capitolo 3
ANTENNE
3.1 - Elementi di teoria delle antenne.
3.2 - Parametri dell'antenna in trasmissione.
3.3 - Parametri dell'antenna in ricezione.
3.4 - Antenne ad apertura.
3.5 - Sistemi di antenne (array).
3.6 - Caratteristiche delle antenne utilizzate in radioastronomia.

Capitolo 4
SEGNALI E DISTURBI RACCOLTI DAL SISTEMA DI ANTENNA
4.1 - Temperatura equivalente di rumore d'antenna.
4.2 - Disturbi d'antenna.
4.3 - Concetti di radiopropagazione. Atmosfera terrestre.

Capitolo 5
RUMORE NEGLI APPARATI
5.1 - Rumore termico.
5.2 - Rumore impulsivo (Shottky noise).
5.3 - Rumore di scintillazione (Fliker noise).
5.4 - Reti rumorose. Banda equivalente di rumore di una rete lineare.
5.5 - Cifra di rumore e temperatura di rumore del sistema.
5.6 - Fluttuazione di una grandezza e relativa influenza sulla sensibilità delle misure.
5.7 - Misura del rumore.
5.8 - Tecniche di riduzione del rumore nei circuiti.
5.9 - Generatori di rumore.
5.10 - Rumore di quantizzazione e rumore quantico.

Capitolo 6
RICEVITORI PER RADIOASTRONOMIA
6.1 - Ricevitore a potenza totale (radiometro).
6.2 - Cause di riduzione nella sensibilità dei ricevitori.
6.3 - Influenza dei parametri sulle prestazioni di un radiotelescopio.
6.4 - Ricevitori a confronto: Dicke switch.
6.5 - Ricevitori a correlazione.
6.6 - Radiospettrometria.
6.7 - Frequenze riservate alla ricerca radioastronomica.
 

Capitolo 7
MISURE SUI RICEVITORI E METODI DI CALIBRAZIONE
7.1 - Misura della temperatura equivalente di rumore di una rete 2-porte.
7.2 - Calibrazione delle antenne e dei ricevitori radioastronomici.
7.3 - Misura dell'impedenza caratteristica di un'antenna e di una linea di trasmissione.
7.4 - Misura della temperatura equivalente di rumore del ricevitore e dell'antenna.

Capitolo 8
RADIOINTERFEROMETRIA E SINTESI D'APERTURA
8.1 - Interferometro semplice a due elementi.
8.2 - Sintesi d'apertura e tipologie strumentali.
8.3 - Very Long Baseline Interferometry (VLBI).
8.4 - Alcuni importanti strumenti interferometrici.
8.5 - Il futuro della radioastronomia: SKA (Square Kilometre Array).

Capitolo 9
ANALISI DEI DATI INTERFEROMETRICI
9.1 - Inversione di Fourier ed algoritmi Clean, Restore e MEM.
9.2 - Analisi della visibilità di frangia.
9.3 - Ricostruzione delle immagini radiointerferometriche VLBI.

Capitolo 10
RICERCA DI SEGNALI INTELLIGENTI DALLO SPAZIO
10.1 - Il progetto SETI.
10.2 - L'equazione di Drake.
10.3 - Il collegamento radio interstellare e la ricezione di segnali radio extraterrestri.
10.4 - L'esperimento SETI@Home.
10.5 - Progetti recenti e sviluppi futuri.

Capitolo 11
SISTEMI DI ACQUISIZIONE E DI TRATTAMENTO DEI DATI
11.1 - Sistemi di acquisizione dei dati.
11.2 - Cenni sull'elaborazione numerica dei segnali (Digital Signal Processing: DSP).

APPENDICI:
App. A: Sistema di riferimento sferico, angolo solido e coseni direttori di un vettore.
App. B: Serie e trasformate di Fourier.
App. C: Linee di trasmissione.
App. D: Ritardo introdotto da una linea di trasmissione.
App. E: Analisi di un ricevitore total-power.

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI


I libri della radioastronomia...

Libro Radioastronomia Amatoriale

Copertina del volume "RADIOASTRONOMIA AMATORIALE" di Flavio Falcinelli, edito da Il Rostro (MI) ed in vendita presso SANDIT LIBRI al prezzo di copertina di euro 25,00.



Libro Tecniche Radioastronomiche

Copertina del volume "TECNICHE RADIOASTROMICHE" di Flavio Falcinelli, edito da SAGRAF (AN) ed in vendita presso RadioAstroLab e SANDIT LIBRI al prezzo di copertina di euro 43,00.
Il libro, stampato in formato A4 con copertina a colori, comprende 513 pagine, 362 grafici, foto e tabelle.

Dove trovo i volumi?

I volumi presentati sono in vendita presso:

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In alternativa, il volume "Tecniche Radioastronomiche" è in vendita per corrispondenza anche presso RadioAstroLab.

Per istruzioni sull'acquisto leggi il documento Catalogo dei prodotti RadioAstroLab ed informazioni generali sull'acquisto.


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Siamo lieti di presentare il nuovo libro di Luciano Ravello:

"Radioastronomia,
la tecnica radio al servizio dell'astronomia".


Il volume, edito dalla Tipografia Valdostana nel 2007 e reperibile direttamente presso l'autore al prezzo di copertina di 10,00 euro, si aggiunge ai pochi testi in lingua italiana che trattano di radioastronomia, in particolare amatoriale. Questo libro è molto utile, oltre che interessante, per chi desidera accostarsi alla radioastronomia senza avere una "cultura radiotecnica" alle spalle: sono presentate in modo semplice e diretto tutte quelle nozioni di base sulla radiotecnica che rappresentano il fondamento teorico-pratico per qualsiasi astrofilo o radioamatore che desidera muovere i primi passi verso la radioastronomia. L'autore, tecnico elettronico di professione, valente ed esperto radioamatore, oltre che astrofilo, ha saputo coniugare gli aspetti ed i linguaggi peculiari di queste discipline apparentemente distanti fra loro, fornendo uno strumento utilissimo di collegamento per chi desideri acquisire rapidamente i fondamenti della tecnica radioastronomica.
La lettura è molto piacevole e scorrevole, con un prezzo molto contenuto: questo testo non dovrebbe mancare sulla biblioteca di qualsiasi radioamatore, astrofilo, radioastronomo dilettante ed appassionato di scienza in genere.
E' allegato al volume un interessante CD contenente filmati inerenti all'attività radioastronomia dilettentistica pratica.

Per richiere il volume contattare direttamente l'autore:

Luciano Ravello
l.ravello@virgilio.it