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A radio-frequency-over-fiber link for large-array radio astronomy applications

The Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) is a specialized array of cylindrical radio telescopes that will study the nature of dark energy by mapping the three-dimensional distribution of neutral hydrogen gas in the universedetected from redshifted 21 cm radiation. CHIME will measure the characteristic Baryon Acoustic Oscillation (BAO) scale across the key redshift range z~0.8 to z~2.5 where the expansion history of the universe changes from one dominated by the attractive force of ordinary gravity to one dominated by dark energy. While characterizing the CHIME analog receiver, the implementation of a Radio-Frequency-over-Fiber (RFoF) link to transport the signals from the antennas to the processing room has been investigated as an alternative to traditional coaxial cable. In this thesis, a prototype version of a custom-built RFoF link for CHIME is presented, as well as tests on its dynamic performance and gain and phase stability. We demonstrate that RFoF can be successfully used as a cost-effective solution for analog signal transport on the CHIME telescope and in other large-array radio astronomy applications. / L'expérience CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) est un réseau de radiotélescopes cylindriques qui vont cartographier la distribution tridimensionnelle des atomes d'hydrogène neutres dans l'univers en détectant directement leurs émissions radio à 21 cm décalées vers le rouge afin d'étudier la nature de l'énergie sombre. CHIME mesurera l'échelle spatiale des oscillations acoustiques baryoniques (BAO) sur une plage de décalage vers le rouge allant de z~0.8 à z~2.5 dans les directions radiales and angulaires, là où se trouve la transition entre la décélération de l'expansion de l'univers dominée par les forces gravitationnelles, vers son accélération dominée par l'énergie sombre. Nous étudions dans cette thèse la possibilité d'utiliser un lien optique pour transmettre les signaux radio du télescope au lieu des câbles coaxiaux traditionnels. Nous présentons une version prototype du lien radio optique de CHIME ainsi que les résultats des tests de performance dynamique et de stabilité de gain et de phase du lien. Ces tests démontrent que des liens radio optiques ont les performances nécessaires pour être utilisés avec succès dans le transport à faible coût des signaux astronomiques du télescope de CHIME et d'autres télescopes de radioastronomie.

Identiferoai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.121390
Date January 2014
CreatorsMena, Juan
ContributorsMatthew Adam Dobbs (Internal/Supervisor)
PublisherMcGill University
Source SetsLibrary and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada
LanguageEnglish
Detected LanguageFrench
TypeElectronic Thesis or Dissertation
Formatapplication/pdf
CoverageMaster of Science (Department of Physics)
RightsAll items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated.
RelationElectronically-submitted theses

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