Définition de l`algorithme du pointage numérique Définition des

Définition de l’algorithme du pointage numérique
NenuFar
24/02/15
Définition des beams numériques de l’observation

Un beam numérique est défini par les paramètres suivants :
 Direction de pointage
 La liste des beamlets -> liste des subband associées
 Un subarray : ensemble des MR utilisés par le beam numérique.
 Un timestamp de début et de fin (ou une durée).

Tous ces paramètres sont définis dans un parset file associé à une observation. Ci-dessous,
les paramètres concernant le pointage numérique :
nrBeams=2
// Number of simultaneous beams
--------------------------- Numeric Beam j ------------------------------------------Beam[j].target= ELAIS-N1
Beam[j].anaBeam=k
Beam[j].angle1=4.236786759216235
Beam[j].angle2=0.9599310885968813
Beam[j].directionType=J2000
// Field of view
// AnaBeam number
// RightAscention or Azimuth in rad
// Declination or Elevation in rad
// Coord.system used
J2000|HADEC|AZELGEO|
MERCURY|VENUS|MARS|JUPITER|SATURN|
URANUS|NEPTUNE|PLUTO|SUN|MOON|FILE
Beam[j].TrackingFile= …..
Beam[j].startTime= …
Beam[j].duration=0
Beam[j].subbandList=[77..396,407..456]

// time in seconds
// vector List of all used subbands,
// from 0 to 511
Représentation d’un point de vue physique:
C.Taffoureau
Definition algorithme de pointage
Page 1/6
D’un point de vue spatiale :
Beam analogique 1
Beam analogique 0
Beam numérique 2
Beam numérique 0
Beam numérique 1
Beam numérique 3
f
MR1
MR2
MR6
MR3
MR7
MR8
MR9
Subarray 1
Subarray 0
Subarray : ensemble de mini-réseau (MR) utilisé pour la création d’un beam numérique.
D’un point de vue fréquentielle :
0 MHz
10
20
30
40
50
60
70
150 beamlets
80
90
100 MHz
80 beamlets
Beam 1
190 beamlets
Beam 2
40 beamlets
Beam 3
50 beamlets
Beam 4
0
100
200
300
400
512
Subband
Au total, une observation peut gérer 768 beamlets. A chaque beamlet correspond une
largeur de sous-bande de ~0.2 MHz (100MHz / 512 subband).
C.Taffoureau
Definition algorithme de pointage
Page 2/6

Le calcul du pointage permet de déterminer un ensemble de poids (weights) à appliquer à
chaque beamlet par rapport à sa direction de visée.
La sortie du modul e de calcul est une matrice composée d’un ensemble de poids complexe,
fixant la phase et le gain pour chaque direction de beam numérique, pour chaque MR,
chaque beamlet et chaque polarisation.
X0r0 : partie réelle du weights pour le MR0, pour le beamlet 0 et la polar X
X0i0 : partie imaginaire du weights pour le MR0, pour le beamlet 0 et la polar X
Y0r0 : partie réelle du weights pour le MR0, pour le beamlet 0 et la polar Y
X0i0 : partie imaginaire du weights pour le MR0, pour le beamlet 0 et la polar Y
weights_array
b0
Beamlet
b1
b2
X0r0,X0i0 / Y0r0,Y0i0
X1r0,X1i0 / Y1r0,Y1i0
…….
X95r0,X95i0 / Y95r0,Y95i0
X0r1,X0i1 / Y0r1,Y0i1
X1r1,X1i1 / Y1r1,Y1i1
…….
X95r1,X95i1 / Y95r1,Y95i1
X0r2,X0i2 / Y0r2,Y0i2
X1r2,X1i2 / Y1r2,Y1i2
…….
X95r2,X95i2 / Y95r2,Y95i2
…….
…….
…….
…….
X1r767,X1i767 / Y1r767,Y1i767
…….
X95r767,X95i767 / Y95r767,Y95i767
b767 X0r767,X0i767 / Y0r767,Y0i767
MR0
C.Taffoureau
MR1
Definition algorithme de pointage
MR95
Page 3/6
Définition de l’algorithme de pointage

Etapes principales de calcul de pointage à partir des informations extraites du parset File
Attente top
seconde
Calcul de conversion
de coordonnées du
pointage
Algorithme de
pointage
Utilisation de la librairie Novas pour faire les
conversions .
Type de pointage :
J2000|HADEC|AZELGEO|MERCURY|VENUS|
MARS|JUPITER|SATURN|URANUS|NEPTUNE|
PLUTO|SUN|MOON|FILE
Détermination des weights
Mise en forme des
weights pour envoi
vers backend
Tests de la librairie Novas (langage C) à venir
C.Taffoureau
Definition algorithme de pointage
Page 4/6

Algorithme de pointage
act Algo_Pointage
Initialisation des w eights
Pour chaque
beam
[plus de beam]
FIn
[beam
existe]
Récupérer paramètres Beam
numérique (beamlet,
subarray,direction de
pointage)
[tout les beamlets
traités]
Pour chaque
beamlet
[beamlet existe]
[Tous les MR traités]
Pour
chaque MR
[MR existe]
[X et Y traitées]
Pour chaque
polar
[polar existe]
Récupérer paramètre de
calibration
coefficient calibration = Nombre complexe pour un MR, par
polarisation (?) et pour une subband (récupérer dans un fichier)
Calculer w eights

Calcul des weights
o 𝜑=
2.𝜋.𝑓.𝑑𝑖𝑟𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛(𝑙,𝑚,𝑛)
𝑐
o 𝑤𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡 = 𝑐𝑎𝑙 . 𝑒 −𝑖.𝜑
C.Taffoureau
. 𝑝𝑜𝑠(𝑥, 𝑦, 𝑧)
(weights_array défini ci-dessus – p.3)
Definition algorithme de pointage
Page 5/6

Initialisation des weights
o Mise à zéro au départ des weights pour éviter que le weight ne soit pas pris en
compte dans le cas d’un MR non utilisé par le beam numérique.
o Weight calculé uniquement par beam (lié à un subarray)

Récupération des paramètres du beam
o Direction de pointage direction(l,m,n) ramené dans le système de coordonnée locale
o Liste des beamlets associés au beam, donc liste de subbands
o Calcul de la fréquence centrale de chaque sous-bande -> f
o Récupération du subarray – liste des MR utilisés pour le beam (donc position des
MR)

Position des MR :
o Définie par la position de l’antenne centrale-> pos(x,y,z).
o utilisation direct de la coordonnée en Lambert 93

Paramètre de calibration :
o Coefficient récupéré dans un fichier (Nombre complexe pour un MR, par polarisation
et pour une subband) -> cal
C.Taffoureau
Definition algorithme de pointage
Page 6/6