Activation de la réception du radiotélescope

La réception du radiotélescope a été activée le dimanche 21 juillet 2019 après 33 ans d’arrêt.

Sur la base d’informations reçues récemment de la présence d’un préamplificateur à transistor à effet de champ MOS-FET, le plus performant à l’époque de la conception du radio-télescope (température de système de 150° K, facteur de bruit 1,8 dB), l’équipe du projet « le chant des étoiles » a injecté une tension continue de 10~15 V dans le câble coaxial à destination de la cavité équipée du dipôle de réception au foyer primaire de l’antenne (photo ci-dessous).

La confirmation de la présence d’un dispositif électronique en amont des 7 mètres de câble coaxial a alors été apportée par la mesure d’un courant de 100 mA délivré par l’alimentation continue réglable entre 10 et 18 Volts. Sept mètres c’est la distance entre le dipôle source et l’armoire radio sur la plateforme où ont été effectuées les mesures.

Rémi F6CNB/N5CNB a ensuite utilisé un analyseur de spectre 500 KHz-1,6 GHz pour mesurer le signal reçu par le dipôle. L’analyseur injectait au même moment un signal dans un autre câble coaxial relié à un dipôle situé au centre du réflecteur parabolique. Ce dipôle visible sur la photo a été conçu dès le début pour l’étalonnage de la réception.

La figure suivante montre le niveau de signal mesuré alors que le préamplificateur n’était pas alimenté par une tension continue.

Niveau du signal mesuré à -63 dB entre 1000 et 1500 MHz lorsque le préamplificateur est coupé
Le gain du préamplificateur est proche de 20 dB à 1400 MHz (60-40 dB))

Le dispositif injecteur (bias tee) est conçu de manière à permettre simultanément l’alimentation du préamplificateur et le passage des signaux radio vers le récepteur installé au bout de 15 mètres de câble coaxial. Nous avons branché à ce niveau un récepteur SDR précédé d’un préamplificateur KU LNA 133BH avec un gain de 28 dB et un facteur de bruit de 0,7 dB à 1440 MHz. Le signal mesuré par le SDR est alors de -77,3 dB tel qu’illustré sur la figure suivante quand le préamplificateur MOS-FET n’est pas alimenté.

Lorsque le préamplificateur est alimenté, le signal monte à -64,6 dB. On trouve donc un gain de seulement (77,3 – 64,6) 12,7 dB. Si on ne place pas le préamplificateur devant le SDR on n’enregistre aucune différence de niveau de signal quand on alimente le préamplificateur MOS-FET. Ceci s’explique probablement par la perte (estimée par différence 28-12,7 ) de 15,3 dB dans le parcours des 15 m de câble coaxial et compensée par le deuxième préamplificateur. Un meilleur résultat sera obtenu en plaçant le deuxième préamplificateur le plus près possible de la source, mais surtout en remplaçant le vieux préamplificateur MOS-FET par un de meilleur performance.

Le WebSDR en ligne sur le serveur montre les signaux reçus en temps réel par le radiotélescope.

Ci-dessus signaux captés par le radiotélescope de la Villette et diffusés par WebSDR en temps réel
Le tout premier spectrogramme des signaux captés sur 24 heures

Le radiotélescope de la Villette a livré la première image radio ci-dessus issue de l’analyse spectrale des signaux enregistrés pendant 24 heures du 30 au 31 juillet 2019. Nous avons depuis fait des progrès dans la construction des images, mais les deux taches violettes se révélerons être en fait des signaux recueillis lors des transits de la Galaxie dans l’axe du radiotélescope.
Rémi F6CNB/N5CNB a calculé le spectrogramme minute par minute des signaux radio reçus entre 1419,50 et 1421,50 MHz. Chaque pixel de l’image représente l’énergie du signal intégré sur 3906 Hz pendant 60 secondes. Le temps est représenté sur l’axe vertical et les fréquences sur l’axe horizontal. L’étalonnage des couleurs n’est pas encore précisé. Du fait que le radiotélescope est immobilisé en position verticale, la rotation de la Terre provoque un effet de balayage de la voûte céleste d’un angle de 0,25 degrés par minute. L’axe vertical de la figure correspond donc également à 360 degrés et chaque pixel équivaut à 0,25 degrés. L’angle d’ouverture de l’antenne de 10 m de diamètre est proche d’1 degré à 1420 MHz. Donc une succession de quatre pixels en vertical sur l’image couvrent globalement la même région du ciel sur quatre minutes. Lire l’article consacré à cette « première lumière » capturée par le radiotélescope de 33 ans à la Villette.

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