I-VLBI Applications
Salvo Pluchino, INAF-IRA Noto VLBI Station
Mini Workshop
casper backends
Italian VLBI network: le strutture
In Italia attualmente vi sono 3 antenne (saranno
4 con SRT) equipaggiate per le osservazioni VLBI.
Mc
La rete I-VLBI ha una
risoluzione che supera
ad esempio quella di
MERLIN (Jodrell Bank,
con baselines fino a
217 km) ed offre
diversi scenari di
utilizzo.
Ma
SRT
Nt
Posizione delle antenne
VLBI italiane in coordinate
cartesiane, latitudine,
longitudine ed altezza s.l.m.
(Posizione SRT appros.).
Antenna
Diam(m)
X (m)
Y (m)
Z (m)
Latitude (N)
Longitude(E)
Altitude (m)
SRT
64
4864925
791819
4035511
+39°29′50′′
+09°14′40′′
700
Mc
32
4461370
919597
4449559
+44°31′13′′
+11°38′49′′
67
32
4934563 1321201 3806484
Mini Workshop Casper Backends - Medicina
25
4641939
8 April 2011 1393003 4133326
+36°52′34′′
+14°59′21′′
143
+40°38′58′′
+16°42′14′′
2
543
Nt
Ma
Italian VLBI network: copertura UV
Antenna
Component
Mc
Nt
Ma
SRT
All
XY
Z
592
423
414
581
534
229
649
Mc
All
XY
Z
-
894
621
643
597
507
316
Nt
All
XY
Z
-
-
445
312
327
Funzione di visibilità sul piano UV per le 3 antenne INAF Italiane, per sorgenti a −30, 0, 30, 45 e 90° di declinazione.
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3
Italian VLBI network: quando preferirlo?
• Progetti che non richiedono l’uso di grandi array
• Progetti che non possono essere studiati con altri array (ad es. per il
frequency coverage)
• A differenza di altre network VLBI (estese in direzione E-W), l’I-VLBI è più
esteso in direzione N-S, questo rende possibile finestre osservative più
lunghe per oggetti a basse declinazioni
• Inoltre le antenne italiane riescono ancora ad osservare agevolmente le
sorgenti circum polari
… per contro:
• La debolezza maggiore del network I-VLBI è di avere baselines di lunghezza
comparabile (soltanto una piccola parte delle frequenze spaziali può
essere campionata)
• Il piccolo numero di stazioni rende più difficoltosa la ricostruzione di una
sorgente
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4
Italian VLBI network: quali applicazioni?
• Osservazioni in Spectral Line
–
–
–
–
–
–
–
Astrometria di Masers (CH3OH, H2O)
Survey di Megamasers (H2O)
Planetologia
Tracking di Spacecraft
Space Debris
SETI in piggyback
Altro?
• Osservazioni nel Continuo
–?
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5
Precedenti esperienze: VEX I-VLBI tracking doppler
On Dec 1st 2008 a Venus lunar occultation occurred. On that
occasion we performed the first Italian-VLBI (I-VLBI) tracking
experiment by detecting the carrier signals coming from the Venus
Express (VEX) spacecraft with both the IRA radiotelescopes
together
with the Matera antenna
of the Italian Space Agency.
IRA Bologna
BASELINE LENGTHS (km)
Mc
Ma
Nt
Mc
0
597
893
Ma
597
0
444
Nt
893
444
0
Drive type
MARK5A
MARK5A
MARK5A
Medicina, INAF-IRA 25 m
INAF Rome
RECORDING SYSTEM
Station
MEDICINA
MATERA
NOTO
Medicina
DAR
MKIV
MKIV
VLBA4
SRT
Cagliari
IRA-Noto
Noto, INAF-IRA 32 m
Matera, ASI 20 m
Precedenti esperienze : VEX I-VLBI tracking doppler
• Data post processing required the development
of new dedicated software and firmware.
DifX correlator at IRA
Precedenti esperienze : VEX I-VLBI tracking doppler
• Preliminary results:
Above: Total Power hi-resolution
spectrum (4Mch, 2Hz/ch) of the Xband carrier.
Mk5
acquisistion system at MC.
On the left: diffraction patterns of
immersion and emersion of the Xband carrier.
iBob-BEE2 acquisition system.
Post processing:
FFT @ 320000 ch (full spectrum)
Averaging: 1 s
Res [Hz/ch]: 25
Res [el/cm2]: 1.6*1014 el/cm2
Below: Total Electron Content (TEC)
variation during immersion of VEX
behind the Moon limb. iBob-BEE2
acquisition system.
TEC variation during the emersion.
Note: Delta reaches 1013 el/cm2, i.e. 
30 TECU (1 TECU=1016 el/m2).
Italian VLBI network: downconversion e
sampling
Terminale
Mark IV/VLBA
100 – 900 (L)
(Es. BW=800 MHz)
100 – 900 (R)
14 VIDEOCONVERTER
BW: 0.125  16 MHz
100 – 220(L)
ATTENUATORI
220 – 500(L)
100 – 500
14 VC
100 – 220(R)
SECONDA
CONVERSIONE
100 – 500
220 – 500(R)
28 channels (L + R)
Terminale Mark V
Modulo A
Hard Disk
Modulo B
1 Gbit/s
Hard Disk
A/D CONVERTER (1-2 bit)
CORRELATOR (DifX, JIVE)
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Italian VLBI network: downconversion e
sampling – A “ROACH” approach
Terminale
Mark IV/VLBA
100 – 900 (L)
ROACH Board
4 inputs @ BW = 250 MHz
100 – 220(L)
ATTENUATORI
(Es. BW=800 MHz)
100 – 900 (R)
220 – 500(L)
100 – 500
100 – 220(R)
100 – 500
220 – 500(R)
A/D CONVERTER (8 bit)
Time domain  COMPLEX FFT
n-HIGH
RESOLUTION FFT
G Lan
n-SPECTRA
Host PC
n Tunable Downconversions
n-COMPLEX FFT 
n Time domain streams
n-SIGNALS
Mini WorkshopSOFTWARE
Casper Backends
- Medicina
HIGH RESOLUTION
CORRELATOR
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Italian VLBI network:
Spectra Software Correlator
DATABASE
Mc
Geocentric correction and
Band Filtering
Nt
SRT
Geo corrected
and Station Averaged data
Final Spectrum
Frequency Multiplication
of Spectra
Spectra with
residual RFI
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Italian VLBI network:
High Resolution Software Correlator
DATABASE
DELAY TABLE
(precalculated)
Mc
PHASE
CORRECTION
MODEL
Nt
SRT
Geocentric correction and
Narrow Band Filtering
Make new
PHASE TABLE
Geo corrected
and filtered data
Detection of
the signal
Global Averaged Spectra
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