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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

  1. FASR Avancement et prospective du projet et de la participation française Prospective PNST 2005 FASR

  2. FASR • FASR: le projet américain • Descriptif • Etat actuel • Prospective • Programme scientifique • Participation française • Motivation • Description • Avancement et prospective Prospective PNST 2005 FASR

  3. FASR Specifications FASR A: ~3-30 GHz FASR B: ~0.3-3 GHz FASR C: ~30-300 MHz Prospective PNST 2005 FASR

  4. Nobeyama Radioheliograph I. Gary Prospective PNST 2005 FASR

  5. 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

  6. Prospective PNST 2005 FASR

  7. Prospective PNST 2005 FASR

  8. 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

  9. 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

  10. 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

  11. 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

  12. Bande radio décimétrique dans les éruptions Prospective PNST 2005 FASR from Aschwanden & Benz 1997

  13. CME radio: une meilleure dynamique est nécessaire Prospective PNST 2005 FASR Bastian et al. (2001)

  14. 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

  15. 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

  16. A robust radio receiver for FASR Prospective PNST 2005 FASR

  17. 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

  18. 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

  19. FASR: LF antenna channel Prospective PNST 2005 FASR

  20. 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

  21. 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

  22. 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

  23. 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

  24. Prospective PNST 2005 FASR from J. Lee

  25. Coronal magnetograms Prospective PNST 2005 FASR

  26. Participation à FASR Prospective PNST 2005 FASR

  27. 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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