FOREST 受信機 Dewar の再設計 - 内部コンポーネントの固定方法の再検討 -

1. FOREST受信機Dewarの再設計- 内部コンポーネントの固定方法の再検討 - ○和田拓也, 岩下浩幸, 大島泰, 南谷哲宏, 宮澤千栄子, FOREST開発グループ Problem / Season’13デュワーが抱えていた問題 Goal / 新Dewarでの獲得目標 • Dewar内部のコンポーネントのモジュール化が進んでおらず, 修理交換等が行いにくい • モジュール化を進めるに際して, • Dewar内容積が小さく自由度が小さすぎる • 長期間の安定的運用 • 各コンポーネント修理や、性能向上に伴う交換や入れ替えが行いやすい構造 New(?)Dewar/ 今度は旧S40マルチを使って。 Concept & Solution / 設計方針 • 長期間の安定運用→ 空中配線なし, 配線シールド, 固定 • 各コンポーネント修理→ モジュール化 • 旧S40マルチDewarへの改変→ 冷凍機, フレーム : そのまま使用→ パネル, 内部 : 設計 2014(?)~ ~2013 ※ 現FORESTからの流用は少なく 500 x 500 x 350 [mm] 390x 390x 300[mm] Design & Preproduction＆Test / 設計から仮組み縦まで • Dewarレイアウト/ 全体図 • 設計のPoint • Mixer類のモジュール化/ 4K Unit空中配線でなく、素子群のモジュール化し、約□90mm高さ100mm程のBoxに収納した。底面およびMixer側面へコールドステージから伸びたヒートストラップを設置し冷却する事で、HEMTアンプとMixer間の熱的な分離を行なっている。(効果については、これからのUnit冷却試験にて確認する。)Dewar上面下面へ荷重負荷を2方向に分離した。 • OptSystemSupportStructure天板(300K)とホーン(4K)を、FRPプレートと中継板で繋ぐ事で熱的に切り離した。 300K(常温) 70K Room 冷却部 ヒートストラップで 4K冷却 Dewar上板で固定 実際にはもう少しゆとりを持たせ、機械変形/変位を吸収させる 冷却部(底板から) 300K→70K ヒートストラップを 取り付け冷却する 20K板に固定 4K Head 70K→4K熱特性を考慮した形状決定 20K stage 60mm Lo導波管, 一部IFケーブルは除く 実際は左90度回転した状態が正姿勢。 70K area ホーンとOMT • 4K Unitの試作機(仮組み立て) 銅パネルを介して 4K cooling ※ 最終版とフロントパネルの穴位置が 若干異なります。 • フレーム材試験 • 真空化でのOutGas: 分からない程度 • 300K → 70Kで0.15mm 縮む 120 88.4 (株)タミヤ15193_FRP_Reinforcing_Plate 安い割にはとても丈夫!! 使いたい形に切るだけ! 80.0 ※ 実物を展示予定 Summary/ Season2014搭載に向けて • 2014年度冬からの試験観測に向けて、大きいDewar用の設計を行なった。 • コンポーネントをモジュール化した。 • 熱伝導を考慮しつつ、ホーンおよび4K Unitを物理的に固定する方法を検討し、デザインした。 ※ 設計へのコメント御待ちしております。