Kursplan för |
|
RRY131 - Radioastronomiska tekniker och interferometri
|
| Radioastronomical techniques and interferometry |
| |
| Kursplanen fastställd 2016-02-13 av programansvarig (eller motsvarande) |
| Ägare: MPPAS |
|
|
7,5 Högskolepoäng
|
| Betygskala: TH - Fem, Fyra, Tre, Underkänd |
| Utbildningsnivå: Avancerad nivå |
|
Huvudområde: Elektroteknik, Teknisk fysik
|
|
Institution: 70 - RYMD-, GEO- OCH MILJÖVETENSKAP
|
Undervisningsspråk: Engelska
Sökbar för utbytesstudenter: Ja
Blockschema:
B+
| Modul |
|
Poängfördelning |
|
Tentamensdatum |
|
Lp1 |
Lp2 |
Lp3 |
Lp4 |
Sommarkurs |
Ej Lp |
| 0113 |
Projekt |
3,0 hp |
Betygskala: UG |
|
|
3,0 hp
|
|
|
|
|
|
|
| 0213 |
Tentamen |
4,5 hp |
Betygskala: TH |
|
|
4,5 hp
|
|
|
|
|
|
18 Jan 2019 em M
|
24 Apr 2019 fm M
|
28 Aug 2019 em J |
I program
MPPAS FYSIK OCH ASTRONOMI, MASTERPROGRAM, Årskurs 2 (valbar)
MPPAS FYSIK OCH ASTRONOMI, MASTERPROGRAM, Årskurs 1 (obligatoriskt valbar)
MPWPS TRÅDLÖS TEKNIK, FOTONIK OCH RYMDTEKNIK, MASTERPROGRAM, Årskurs 2 (valbar)
Examinator:
Cathy Horellou
Ersätter
RRY130
Radioastronomical techniques and interferometry
Behörighet:
För kurser på avancerad nivå gäller samma grundläggande och särskilda behörighetskrav som till det kursägande programmet. (När kursen är på avancerad nivå men ägs av ett grundnivåprogram gäller dock tillträdeskrav för avancerad nivå.)
Undantag från tillträdeskraven:
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.
Kursspecifika förkunskaper
Grundläggande kunskaper i elektromagnetism.
Syfte
Målet med kursen är att ge studenterna en förståelse av de olika tekniker som används inom radioastronomi och även för de astrofysikaliska frågeställningarna som motiverar radioastronomiska observationer. Under kursen kommer studenterna att lära sig planera ett astronomiskt experiment antingen med användandet av ett enskilt radioteleskop eller med en interferometer, att fastställa nödvändig integrationstid, val av instrument osv. Kursen erbjuder även genomgång av datareduktion av rådata till slutliga bilder och spektra. Nivån av förståelsen skall vara sådan att studenterna ska kunna applicera radioastronomiska tekniker inom sitt yrke som ingenjör eller forskare.
Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)
* Bli medveten om rollen som radioastronomi spelar i undersökningen av universum. * Veta om de viktigaste radioastronomiska instrumenten (t ex ALMA, VLA, SKA, LOFAR, VLBI) och deras vetenskapliga syfte. * Kunna beskriva vilka fysikaliska kvantiteter som kan mätas med radioteleskop.
* Förstå olika strålningsprocesser som alstrar kontinuerlig och spektrallinjestrålning och källornas natur (t ex molekylära moln eller supermassiva svarta hål).
* Kunna bedöma inom vilket frekvensområde ett spektrum av en typiskt källa (en stjärna, en aktiv galax, osv) kan observeras med
olika teleskop.
* Beräkna den vinkelupplösning som behövs för olika typer av
forskning (behövs
interferometriska observationer?)
* Kunna beskriva och göra enkla beräkningar i grundläggande positionsastronomi.
* Kunna beskriva grundläggande funktioner av ett radioteleskop och dess instrument.
* Veta om lämpliga observationstekniker (t ex frekvens-beam-positions switching).
* Uppskatta nödvändigt signal till brus förhållande och beräkna vilken integrationstid som krävs (radiometerekvationen).
* Planera, genomföra och analysera en astronomisk observation med ett enskilt teleskop.
* Veta om huvudbegränsningarna och styrkorna i radiointerferometri.
* Förstå begreppen av punktkälla- och ytintensitetskänslighet.
* Förstå matematiken bakom interferometrin.
* Visualisera en enkel tvåelements ('non-tracking') interferometer och dess respons från punktkällor.
* Förstå bildrekonstruktionsprocessen (CLEAN algoritmen).
* Beskriva och genomföra kalibrering av data.
* Kunna reducera enkla interferometerdata.
Innehåll
Kursen innehåller följande delar
* Radioastronomi med ett teleskop.
* Fundamentala koncept.
* Grundläggande antennteori.
* Radiomottagare och signalbehandling.
* Observationsmetoder.
* Radioastronomiska källor.
* Spektrallinjeanalys.
* Planera observationer med ett radioteleskop.
* Observera med Onsala rymdobservatoriums 20 meters teleskop.
* Analys av data från ett radioteleskop.
* Två komponents non-tracking interferometer.
* The tracking interferometer.
* 2D Fourier transform.
* 'uv' täckning för exempelinterferometrar.
* Den obehandlade kartan och obehandlade beamen.
* Brus i interferometribilder.
* Egenskaper hos några av de största interferometrarna man kan ansöka tid hos.
* Planering av en interferometer observation.
* Dekonvolveringsmetoder.
* Fasfel och deras återställande med användning av closure fas och självkalibrering.
* Datareduktion av interferometerdata.
* Spektrallinjeinterferometri.
* Applikationer av interferometertekniken i andra områden (e.g. geodetisk VLBI).
* Design av aperture arrayer.
Organisation
Föreläsningar, räkneövningar, praktisk observation med radioteleskop och datorövningar.
Litteratur
Föreläsningsanteckningar och Tools of Radio Astronomy av K. Rohlfs och
T.L. Wilson, Springer Verlag, senaste utgåvan (finns också tillgänglig
som e-bok på Chalmers bibliotek)
Examination inklusive obligatoriska moment
(1) Skriftlig tentamen. 60% av det slutliga betyget.
(2) Labbrapport (grupparbete), inlämningsuppgifter, muntlig presentation av en artikel. 40% av det slutliga betyget.