Transcript 臼田64mにおける6.7 GHz観測システム - 宇宙電波観測センター

臼田64mにおける6.7 GHz観測
システム
望月奈々子（ISAS/JAXA)
2006/11/22メタノールメーザー小研究会@山口大学
C-band改修(2006)

6.7GHz受信用ポラライザ・導波管作成



旧偏波分離回路を取り外し、新規作成ポラライザ設置
偏波分離度～26dB、楕円偏波率～0.8dB,挿入損出～0.3dB,VSWR～1.2
周波数帯域 4.7-5.2GHz
⇒
6.1-6.9GHz
⇒
2006/04/23 W3OH受信
Tsys～80K

ダウンコンバータ作成



RF入力：4.0-4.4GHz、
6.5-6.9GHz
LO
：3.9GHz(内部PLO)、 6.4GHz(外部SG)
出力：100-500MHz
臼田64m データ信号系
IP-VLBI
PC 1
IP-VLBI
PC 2
IP-VLBI
PC 3
IP-VLBI
PC 4
S.G.
(6.7G用
LO)
L-Band
LNA
L/R
L
L-Band
D/C
NS
C-Band
LNA
C-Band
D/C
K5
VIDEO
CONVERTOR
K3
VIDEO CONVERTOR
x10CH
100-500MHz
100-500MHz
IF DIST.
CH-A
NS
CH-1 （Ａ）
IF SIGNAL SELECTOR
L/R
※局運用系へ
CH-2
※アンテナ2Fから運用
室へ
S-Band
LNA
S/X P-CAL
(7635 COMB
GEN.)
X-Band
LNA
CH-3
IF SIGNAL DISTRIBUTOR
CH-1 （Ｂ）
L/R
(A)
IF DIST.
CH-B
※ＶＳＯＰ記録系 ／光結合ＶＬＢＩ ／
パルサー観測装置 へ
S/X-Band
D/C
（Ｂ）
臼田バックエンド

VSOP用K4テープ記録



光結合VLBI（今年度中）



JVN観測で利用
32Mbps (1bit x16MHz x2IF / 1bit x32MHz x1IF)
高速伝送、リアルタイム相関処理
2Gbps (512MHz x 2bit)
K5 VSSP HDD記録


軌道決定VLBIで利用
32Mbps (2/4/8/16MHz, 1-8bit, 1/4CH) x 4
•VLBI観測
–2006年8月 ：C-bandフリンジテスト
–2006年9月：VERA,UDSC64m,山口32m
–2007年2月：VERA,UDSC64m,山口32m
–2007年7月：VERA,UDSC64m,山口32m
単一鏡観測の流れ

臼田64m観測時間の確保





衛星運用合間のVLBI時間を確保
JVN/光結合/宇宙研用時間を振り分ける
宇宙研用時間を内部で振り分ける
アンテナ駆動用スケジュール作成
アンテナ運用者への指示書作成

観測者はアンテナ運用を行わない

記録用スケジュール作成

観測（リモート可）

単一鏡観測ではK5 VSSP を1台使用





4MHz x 4bit x 1CH
手動での周波数設定
スケジュールによるIP-VLBIHDD記録
スケジュールによる較正用雑音源注入
解析



アンテナログ・記録ログを比較してデータ選択
FFT/ON-OFF/速度変換/スペクトル表示
ソフト作成中
メタノールメーザー観測

単一鏡サーベイ

Outer GalaxyのCH3OHメーザーの探査
 13kpcでtruncation?
 水メーザー源50天体を観測
 既知の２天体を検出

2006-2007 ~60 hr (50%は使えない)
Fig.2 Distribution of observing sources
○: H2O maser sources
×: Effelesberg survey sources
(H2O maser not detected)
臼田64mアンテナ

深宇宙探査機追跡用アンテナ


VSOPの地上局


S/X-band 送受信
L/C(/K)-band 受信
アンテナ

駆動速度



駆動加速度


局位置



Ｘ -3855355388.66 mm
Ｙ 3427427573.89 mm
Ｚ 3740971107.37 mm

Az/EL共に約 0.2 deg/s2
駆動範囲


Az: 0.3 deg/s
El: 0.3 deg/s
-45<Az<405 deg, 7<El< 85 deg
観測周波数帯




L-band: 1.30-1.75 GHz (SEFD ~70Jy)
S-band: 2.20-2.30 GHz (SEFD ~200Jy)
C-band: 4.70-5.10 GHz (SEFD ~70Jy)
X-band: 8.28-8.68 GHz (SEFD ~100Jy)
Ｘ帯雑音混入

X-bandへのノイズの混入

ノイズあり
（８４５８MHｚ）
はやぶさレンジ運用に支障
送信周波数
⇒C-band LNAの発振が原因
CH1OUTPUT： TX-ON（RNG、20kW）＠EL66
左図：LNA２ ON
ノイズ
送信周波数
右図：LNA2 OFF
Ｘ帯レンジ計測ノイズ混入
副反射鏡
（ＥＬ駆動と
同期して回転）
固定
第２反射鏡
第１反射鏡
第４反射鏡
第７反射鏡
L 給電部
LNA (１)
C 給電部
第３反射鏡
第５反射鏡
（可動式）
Ｓ／Ｘ共用ホーン、
給電部 （送受信用）
ＳＥＬＥＮＥ
Ｓ送信
はやぶさ
Ｘ送信
ＳＥＬＥＮＥ
Ｓ受信
・ＶＬＢＩ
VLBI用
複モードホーン、
給電部（受信用）
Ｘ受信
はやぶさ
・テレメトリ
・レンジング
・ＶＬＢＩ
LNA (２)
Ka 給電部
ＳＥＬＥＮＥ
・ミッションデータ
・4wayドップラ
【電波天文に使用】
発振
C-band LNA発振
•
アンテナからの入力レベルを計測
•
•
-25dBm ~ -5dBm程度の信号入力を確認した（ただし、ELによりレベルは変化）
ミラー操作によるレベル変化も確認
•
＃７ミラーの回転により入力レベルは10dB程度軽減する
図３．WGOUT：M#7R TX-ON（20kW）＠EL９０
右図：無変調
下図：CMD変調
右下図：RNG変調
ミラー＃７回転して＃５ポート(旧S-band・
現在は導波管のみ)へ
LNA発信の原因調査
•信号発生器（SG）からLNAへの強信号入力で発振するか確認
•
UpLink周波数（7.1GHz）で信号レベルを-30dBmから徐々に上げ、SG出力レベル
でLNA２では-15dBm、LNA1では-12dBmで発振が再現。SGからのケーブルロス
(3.4dB)、同軸導波管変換器ロス（0.5dB以下） を考えると、LNA入力-20dBmを超
えると発振すると推定。
• LNA2 OUTがオープンの場合、入力信号がOFFになっても発振が続く場合があり、入
出力の負荷の変化により発振が持続する可能性がある。LNA発振時にはLNAバイア
ス制御回路でも異常が見られた。
•詳細な原因調査は日通機で進め、今後LNAの改修もしくは別LNAへの取替えを
考える。
LNA２BIAS：
CH2OUTPUT＊： LNA2-SG（7.1GHz
–15dBm）、LNA2OUT OPEN
*： LNA2 OUTから漏れ
ている信号をアンテナで受
信、常温AMPを通して測定
LNA２が発振するとLNA2BIASの制御回路
が異常動作になり初段HEMTのドレイン電流が
スイッチングされる。LNA1も同様。
LNA２OUT OPEN で発振し続ける場合は
バイアスもスイッチング状態のまま。
今後

C-band観測以外はLNA電源OFF



LNAの改良or交換
帯域特性の改善


メンテナンス時に対応
単一鏡観測処理の整備




#7ミラーはポート#5へ
ポインティング観測
機差パラメータ決定へ
スペクトル解析ソフトの完成
NEWSTAR等への変換？
観測

メタノールメーザーサーベイ


mmダストを狙う
OH,メタノール同時観測
ＬＮＡ交換




アンプ：2段⇒3段
利得: 30dB⇒31dB
-10dB入力で発振
しないことは確認
2008/1/M 予定
帯域特性の改善

同軸導波管変換器作成


6.7GHz用に新たに作成
5GHzでは性能劣化


従来品に差し替える
2008/1/M予定
１コだと半分⇒
２トランスデューサ対向で測定
END