Transcript 観測所報告：FOREST 受信機 Dewar の再設計

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
Concept & Solution
 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。
/ 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
※ 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。
300K(常温)
70K Room
冷却部
(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。
ヒートストラップで
4K冷却
Dewar上板で固定
 OptSystem SupportStructure
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。
冷却部(底板から)
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
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
60mm
20K stage
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
 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
80.0
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!
※ 実物を展示予定
Summary/ Season2014搭載に向けて
物理仕様 (Unit Stage込み)
寸法 [mm]
80.0 x 88.4 x 186
重量 [kg]
2.0
フレーム
材
A6061
70K→4K
熱特性を考慮した
形状決定
※ 搭載する素子の重量が大半
 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。
ホーンとOMT