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クワッドリッジホーンアンテナ ( 広帯域フィード ) を 用いた電波望遠鏡の測地 VLBI にお PowerPoint Presentation
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クワッドリッジホーンアンテナ ( 広帯域フィード ) を 用いた電波望遠鏡の測地 VLBI にお

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クワッドリッジホーンアンテナ ( 広帯域フィード ) を 用いた電波望遠鏡の測地 VLBI にお - PowerPoint PPT Presentation


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クワッドリッジホーンアンテナ ( 広帯域フィード ) を 用いた電波望遠鏡の測地 VLBI における性能評価. 石井敦利 1,2,3 ,市川隆一 2 ,瀧口博士 2 岳藤一宏 2 ,小山泰弘 2 ,栗原忍 1 ,小門研亮 1 ,谷本大輔 3 1 国 土地理院, 2 情報通信研究機構 鹿島 , 3 株式会社エイ・イー・エス. 広帯域フィードを用いた電波望遠鏡 ( 改造前 ). CARAVAN2400. 広帯域フィードを用いた電波望遠鏡 ( 改造後 ). Broad-band Feed (Quad-ridge Horn). Down Converter.

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Presentation Transcript
slide1

クワッドリッジホーンアンテナ (広帯域フィード) を用いた電波望遠鏡の測地VLBIにおける性能評価

石井敦利1,2,3,市川隆一2,瀧口博士2

岳藤一宏2,小山泰弘2,栗原忍1,小門研亮1,谷本大輔3

1国土地理院,2情報通信研究機構 鹿島,3株式会社エイ・イー・エス

slide3
広帯域フィードを用いた電波望遠鏡 (改造後)

Broad-band Feed

(Quad-ridge Horn)

Down Converter

slide6
測地VLBI実験  
  • 実験基線:改造CARAVAN2400~つくば32m

① 2008/6/23 S 6ch,X 10ch,Total 256Mbps,24h

Measured baseline length : 53814851.9 mm ± 6.3mm

② 2008/7/2 S 6ch,X 10ch,Total 256Mbps, 24h

Measured baseline length : 53814856.7 mm ± 6.1mm

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なぜ広帯域フィードか?  
  • 開発中の小型 (口径 約1.6m) 測地VLBI用アンテナ
  • ~ MARBLE Compact VLBI System ~
  • <開発課題>
  • S-band (2GHz帯) と X-band (8GHz帯) の同時給電 

<条件>

(1) コンパクト

(2) シンプルな構造

(3) 安価

(4) 両偏波 (RHCP&LHCP) 受信可

slide9
小口径アンテナの複数バンド給電系

周波数選択副反射鏡 (FSR)を利用した給電系

野辺山 電波へリオグラフ

広帯域フィードアンテナの利用

・スパイラルアンテナ

  ・ログペリオディックアンテナ

  ・リッジドホーンアンテナ (ダブル,クワッド)

slide10
クワッドリッジホーンアンテナ (QRHA)
  • 利点
  • ・広帯域 
  •    数オクターブ (2~18GHz)
  •  ・軽量、コンパクト
  •  ・直交2偏波受信可
  • 欠点
  • ・ビームパターンが周波数によって違う
  •  ・位相中心が周波数に依存する
  •  ・E面とH面でのビームパターンが違う

180mm

caravan24001
改造CARAVAN2400の性能  
  • システム雑音温度計測 (R-Sky法)

R測定

Sky測定

システム雑音温度 S-band:280K (仰角90度)

X-band:245K (仰角90度)

caravan24002
改造CARAVAN2400の性能  
  • 月電波観測による開口効率測定 

大気減衰

拡がり補正

観測理想温度

開口面積

ボルツマン定数

電波放射強度

システム雑音温度

実測温度 

バックグラウンドの受信電力

月の受信電力

開口効率

= 6.3 ± 1.0 % (X-band)

caravan24003
改造CARAVAN2400の性能  
  • 測地VLBI実験の相関振幅による開口効率測定

システム雑音温度

相関振幅

ボルツマン定数

開口効率

偏波分離ロス

コヒーレンスロス

開口面積

大気減衰

電波放射強度

※1,2は観測局を表す 

測定に用いた電波源

η2= 4 ± 3 % (X-band)

caravan24004
改造CARAVAN2400の開口効率  

(2.4m/2)2π x 6 % =x 50 %

(0.83m/2)2π

2.4m

83cm

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測地VLBI実験  
  • 実験基線:改造CARAVAN2400~つくば32m

① 2008/6/23 S 6ch,X 10ch,Total 256Mbps,24h

Measured baseline length : 53814851.9 mm ± 6.3mm

② 2008/7/2 S 6ch,X 10ch,Total 256Mbps, 24h

Measured baseline length : 53814856.7 mm ± 6.1mm

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まとめ
  • ・新しい形式の電波望遠鏡を開発した
  •  シンプル&コンパクトでS/X同時受信可能な給電部
  • ・測地VLBI観測可能なことを実証した

・目標とする基線長測位精度 (±2mm以下)は

 達成できていない

・開口効率が悪い

・システム雑音温度が高い

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今後の展望
  • ・MARBLE Compact VLBI System 試作1号機は
  • ① 最適設計をした主鏡を使用
  • 開口効率 約40% (X-band,予測値)
  • (2.4m/2)2π x 6% <(1.65m/2)2π x 40%
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今後の展望
  • ・MARBLE Compact VLBI System試作1号機は
  •  ② 広帯域 (1~11GHz) LNAを使用
  • S-band Trx : 86K→約60K (予測値)
  • X-band Trx : 170K →約60K (予測値)
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今後の展望
  • ・MARBLE Compact VLBI System試作1号機
slide22

L-band

K/Q-band

K-band

C-band

S/X-band

S/X-band

大口径アンテナの複数バンド給電系

小口径アンテナの複数バンド給電系

鹿島34m

VERA

caravan24005
CARAVAN2400への取付け,アライメント

アライメント目標 ±10mm

アライメント後

主鏡焦点

太陽追尾

X-band

位相中心