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FASR. Avancement et prospective du projet et de la participation française. FASR. FASR: le projet américain Descriptif Etat actuel Prospective Programme scientifique Participation française Motivation Description Avancement et prospective. FASR Specifications. FASR A: ~3-30 GHz

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Presentation Transcript


Fasr

FASR

Avancement et prospective du projet et de la participation française

Prospective PNST 2005 FASR


Fasr

FASR

  • FASR: le projet américain

    • Descriptif

    • Etat actuel

    • Prospective

  • Programme scientifique

  • Participation française

    • Motivation

    • Description

    • Avancement et prospective

Prospective PNST 2005 FASR


Fasr specifications

FASR Specifications

FASR A: ~3-30 GHz

FASR B: ~0.3-3 GHz

FASR C: ~30-300 MHz

Prospective PNST 2005 FASR


Fasr

Nobeyama Radioheliograph

I. Gary

Prospective PNST 2005 FASR


Schematic schedule

When?

Schematic Schedule

  • FY05preparation and submission of proposal for the development plan to NSF/ATM

  • FY06implementation of the design and development plan

  • FY07submission of proposal for design, construction, and operation of FASR; transition to new AUI entity

  • FY07detailed design and prototyping begins; site development

  • FY08construction on site begins

  • FY09first science

  • FY11FASR fully operational

Prospective PNST 2005 FASR


Fasr

Prospective PNST 2005 FASR


Fasr

Prospective PNST 2005 FASR


Fasr

FASR

  • FASR fournira un diagnostic radio « complet » 8h/jour

  • Programme scientifique très étendu:

    • électrons accélérés (émissions gyromagnétique et plasma)

    • Émissions thermique et gyromagnétique de l’atmosphère solaire

    • Gamme d’altitude de FASR: chromosphère jusqu’à 1 rayon solaire.

Prospective PNST 2005 FASR


Fasr key science

Why?

FASR Key Science

  • Nature & Evolution of Coronal Magnetic Fields

    Measurement of coronal magnetic fields

    Temporal & spatial evolution of fields

    Role of electric currents in corona

    Coronal seismology

  • Physics of Flares

    Energy release

    Plasma heating

    Electron acceleration and transport

    Origin of SEPs

  • Drivers of Space Weather

    Birth & acceleration of CMEs

    Prominence eruptions

    Origin of SEPs

    Fast solar wind streams

Prospective PNST 2005 FASR


Fasr science cont

FASR Science (cont)

  • The “thermal” solar atmosphere

    Coronal heating - nanoflares

    Thermodynamic structure & dynamics

    Formation & structure of filaments

  • Solar Wind

    Birth in network

    Coronal holes

    Fast/slow wind streams

    Turbulence and waves

  • Synoptic studies

    Radiative inputs to upper atmosphere

    Global magnetic field/dynamo

    Flare statistics

Prospective PNST 2005 FASR


Fasr

FASR

  • Participation française

    • Intérêt des basses fréquences (< 1GHz) pour les CMEs, l’injection des particules dans le MI, relations soleil-terre

    • Intérêt de la bande décimétrique pour l’étude des éruptions

    • Apport de compétences au projet (Nançay)

    • Financement CSA + PNST + Obs. Par.

Prospective PNST 2005 FASR


Fasr

Bande radio décimétrique dans les éruptions

Prospective PNST 2005 FASR

from Aschwanden & Benz 1997


Fasr

CME radio: une meilleure dynamique est nécessaire

Prospective PNST 2005 FASR

Bastian et al. (2001)


Fasr

FASR

  • Problème des basses fréquences: parasitage par les émissions d’origine humaine (RFI)

  • Etude d’un récepteur « robuste »

    • Très grande dynamique

    • Suppression des RFI

    • Reconstitution d’un signal propre

Prospective PNST 2005 FASR


Fasr

1.Le couple (signal utile, RFI) en bande métrique

Spectre dynamique acquis avec l’antenne de surveillance de Nançay (NSA)

  • source forte et non stat. (Soleil)

  • brouilleurs puissants TV (> 80dB/ soleil)

  • brouilleurs moyens

    • <40dB / soleil

    • plutôt < 300MHz

    • largeur : 5-20 kHz

  • difficulté de trouver des bandes de 1MHz propres

Zoom Bande

Bande : 150 MHz – 250 MHz

Intégration : 1s

Integration 10s

rfi

rfi

Soleil calme

Prospective PNST 2005 FASR

Soleil actif


Fasr

A robust radio receiver for FASR

Prospective PNST 2005 FASR


Fasr

FASR

  • Données

    • Bande totale à balayer.

    • Bande instantanée souhaitable.

    • Dynamique des émissions solaire.

    • Modèle réaliste de RFI

  • Résultats escomptés

    • Dynamique nécessaire.

    • Bande instantanée réalisable.

    • Algorithmes et paramètres de filtrage/synthèse.

    • Coût.

  • Réalisations

    • Une voie antenne de performance maximale.

    • Corrélation de 2 voies à performance limitées.

    • Test à Nançay sur le ciel

    • Évaluation de 2 compromis techniques (financement 2005)

Prospective PNST 2005 FASR


Fasr

FASR

  • Déroulement

    • Algorithme de filtrage partiellement implanté et en cours de test.

    • Deux antennes équipées pour les tests sur le ciel.

    • Filtrage terminé nov 2005

    • Tests sur le ciel printemps 2006

    • Solution dynamique moyenne/large bande: 2ème semestre 2006

    • Incorporation à la DDP US.

  • Prospective

    • Après le financement américain (2007):

      • Décider de réaliser le prototype de voie BF, ou le pilotage du traitement RFI.

      • Mais problème de plan de charge USN Nançay, autres projets…

Prospective PNST 2005 FASR


Fasr lf antenna channel

FASR: LF antenna channel

Prospective PNST 2005 FASR


A robust radio receiver for fasr

A robust radio receiver for FASR

  • Time-frequency blanking (power detection) in real time

  • Example: Iridium RFI, high RFI to noise ratio

Prospective PNST 2005 FASR


A robust radio receiver for fasr1

A robust radio receiver for FASR

  • Simulation of time-frequency blanking with cyclostationnarity criterium

    • RFI to noise ~-5db

    • Radiosource: same level as RFI, short pulse (10 ms)

Prospective PNST 2005 FASR


A robust radio receiver for fasr2

Bch=qq10kHz

Bch=x fois qq MHz ou qq 100 MHz

Analyse

Polyphase

10000 ch.

sélection

Synthèse

polyphase

Ajustement

Nb bit

Corr.

B=200 MHz

Décision

A robust radio receiver for FASR

  • After the prototype: the RFI detection box

  • Work in progress in the Nançay RFI team (LESI (Orléans) and Nançay, leader R. Weber)

    • General scheme :

Prospective PNST 2005 FASR


Fasr

2.Le couple (RFI, méthode)

Bch=qq10kHz

Bch=x fois qq MHz ou qq 100 MHz

Analyse

Polyphase

10000 ch.

complex

sélection

Synthèse

polyphase

Ajustement

Nb bit

réel

Autres antennes

Corr.

B=200 MHz

Bch=256KHz

Bch=1KHz

Polyphase

256 ch.

4k coefs ?

Polyphase

256 ch.

32768 ch.

Décision

B=32MHz

Time-frequency blanking

Beamformer

  • Exemple de stratégie sur le projet FASR :

  • Exemple de stratégie sur le projet LOFAR :

Prospective PNST 2005 FASR


Fasr

Prospective PNST 2005 FASR

from J. Lee


Fasr

Coronal magnetograms

Prospective PNST 2005 FASR


Participation fasr

Participation à FASR

Prospective PNST 2005 FASR


Fasr besoins

FASR: besoins

  • Première étape (~financée CSA):

    • Nançay:

      • Contrat LESI: 15 K€

      • Licences supplémentaires d’outils logiciels :10K€

      • Démonstrateur :40K€

      • Missions :15 K€

      • Instrumentation de mesures :15K€

      • 2 H*an Ing. numérique, 1.H*an Ing. analogique, 1. H*an Ing.programmation, 1 H*an T électronique.

    • Meudon (LESIA):

      • Missions:10 K€

      • 2 H*an chercheur, 2 h*an info.

Prospective PNST 2005 FASR


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