ALMA Band10 用導波管型 LO カプラ一体型低雑音 SIS ミクサ

ALMA Band10用 導波管型LOカプラ一体型低雑音SISミクサ黒岩宏一 (大阪府立大学) 小嶋崇文(国立天文台/大阪府立大学) M. Kroug,藤井泰範, 金子慶子, 宮地晃平, 鵜澤佳徳 (国立天文台),王鎮 (情報通信研究機構),小川英夫（大阪府立大学）

LOカプラ一体型ミクサブロックの開発目的 ① LO信号の典型的な出力は 10-15 mW ②テラヘルツ帯では単位長さ当たりの導波管の損失が増大 • カップリングが良すぎる • LO 信号の強度不足

LOカプラ一体型ミクサブロックの設計 10 dB coupler RF Corrugated horn IF output 6.2 mm RF Signal SuperconductingMagnetic coil LO Signal LO diagonal horn 6.2 mm → 0.3 dB 損失 WR-1.2冷却時損失測定 Mixer chip RF in Port 2 Port 1 Port 3 Port 4 LO in Termination 100 mm

LOカプラ一体型ミクサ雑音温度測定 LO 側 RF 側 4K stage Isolator CLNA LO source Mixer Chopper IF chain at room temperature ColdLoad Hot load カプラのRF側,LO側の雑音温度を測定 →カップリング率を冷却で測定可能

雑音温度・利得測定結果 RF 側 LO 側 → 0.8 – 0.95 THz で330 K以下 0.87 THz で221 K

冷却時カップリング率 測定値 Port 1 計算値 Mixer RF in Port 2 LO in Termination Port 4 Port 3

結論 10 dBLOカプラは計算値とよく一致 →カプラ部が設計どおりにできていることを示唆 0.8 – 0.95 THz で雑音温度 330 K以下　 →ALMA Band10の使用に耐えうるポスターをご参照ください

はじめに ヘテロダイン受信機でRFとLO信号を結合する手法　　・ビームスプリッタ　　　機械的に不安定　　・導波管型カプラ　　機械的に安定

雑音温度・利得測定 4K stage Chopper Isolator CLNA Mixer Hot load ColdLoad Chopper LO source IF chain at room temperature Hot load ColdLoad

ALMAのスペック • 230K　ミクサ　前段のロスを下げる • 導波管のロス　カップラのロス（カップリング率） • ミリ波でも評価されていない • 評価方法 • 導波管を小さく　 • （定倍機を離す）　110K • 4Kステージには電力供給から定倍機をおけない

ALMA Band10 用導波管型 LO カプラ一体型低雑音 SIS ミクサ