Monitoraggio RFI

Le onde elettromagnetiche provenienti dall’Universo sono osservate dai radio telescopi nella banda compresa tra le decine di MHz fino alle centinaia di GHz. È quindi evidente come tali bande risultano in condivisione con quelle utilizzate nei principali servizi di natura umana.

Al fine quindi di garantire la compatibilità fra servizi così diversi, quelli passivi (ovvero che ricevono soltanto, come la radio astronomia) da una parte e quelli attivi dall’altra, l’International Telecommunication Union (ITU) ha proceduto ad allocare alla radio astronomia alcune finestre dello spettro elettromagnetico con assegnazioni di bande esclusive, primarie e secondarie, a seconda della loro importanza osservativa.

Negli anni poi la richiesta da parte della comunità scientifica di utilizzare bande di osservazione sempre più larghe ha portato a lavorare anche in regioni dello spettro non protette. Ciò ha determinato lo sviluppo di nuove tecniche di mitigazione delle interferenze, anche estremamente sofisticate rispetto a quelle tradizionali come quella di collocare i radio osservatori in siti remoti e con orografia favorevole, così da limitare l’effetto di RFI (Radio Frequency Interference).

La differenza sostanziale tra i servizi attivi e quelli passivi è nell’intensità del segnale ricevuto. È noto infatti come i segnali provenienti dal Cosmo arrivino a Terra con intensità molto deboli; per dare un ordine di grandezza si pensi che mediamente la potenza ricevuta da un segnale celeste risulta essere un milione di miliardi (1015) di volte più piccola di quella di un segnale radiofonico a modulazione di frequenza.

Per questa ragione, i radio telescopi presentano aree collettrici molto estese e ricevitori realizzati con tecnologia allo stato dell’arte, ad esempio raffreddati a temperature criogeniche. La presenza di un qualsiasi segnale prodotto da un apparato terrestre nella banda di lavoro astronomica nasconderebbe il segnale voluto, compromettendo irrimediabilmente l’osservazione scientifica.

Solitamente le maggiori criticità in termini di RFI si hanno nelle bande più basse dello spettro (< 4 GHz), dove sono presenti le emissioni radiofoniche, televisive, telefoniche-cellulari, radionavigazione, radar, ponti radio, trasmissioni dati a banda larga ecc oltre che da effetti spuri come fenomeni di scariche elettriche associate alla trasmissione di energia elettrica, ai sistemi di iniezione delle autovetture. Un alto livello di guardia deve essere mantenuto anche su altri due fronti: uno globale, legato alle trasmissioni satellitari, ed uno locale per i fenomeni cosiddetti di auto-interferenza, perché dovuti a dispositivi elettrici ed elettronici posti all’interno degli stessi laboratori della stazione.

In generale, le RFI vengono generate da apparati trasmittenti di notevole potenza, che, a causa di non-linearità nei sistemi di trasmissione o di filtri scarsamente selettivi, determinano prodotti non essenziali (armoniche, spurie, prodotti d’intermodulazione all’interno dello stesso apparato o tra differenti apparati) che possono ricadere in una delle bande riservate; ulteriori interferenze possono essere generate da apparati malfunzionanti o da ripetitori che indebitamente trasmettono in tali bande.

Per tutti i motivi fin qui espressi, appare evidente la necessità di allestire presso ogni stazione radio astronomica un sistema di monitoraggio dei segnali RFI, che permetta di tenere sotto controllo lo stato delle bande di lavoro al fine di rivelare il prima possibile l’insorgere dell’interferenza e poi di individuarne tutte quelle caratteristiche che ne possano permettere una più facile identificazione, da parte dell’Ispettorato delle Comunicazioni.

Presso la stazione SRT è quindi in corso di allestimento un centro di monitoraggio per il controllo delle interferenze basato su due postazioni: una fissa ed una mobile. Tale sistema è principalmente utilizzato per la rivelazione in tempo reale sia dei segnali interferenti presenti nelle bande protette, che per la valutazione statistica dell’effettiva occupazione delle altre bande, che potrebbero essere utilizzate per la ricerca radioastronomica.