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

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

Goal / 新 Dewar での獲得目標

Concept & Solution / 設計方針 New(?) Dewar/ 今度は旧 S40 マルチを使って。

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

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。

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。

4K Head

70K Room

70K→4K熱特性を考慮した形状決定

300K→70K

70K area

銅パネルを介して4K cooling

※ 現 FOREST からの流用は少なく

Summary/ Season2014 搭載に向けて

4K Unit の試作機( 仮組み立て )

物理仕様 (Unit Stage 込み )

寸法 [mm]

80.0 x 88.4 x 186

重量 [kg] 2.0 ※ 搭載する素子の重量が大半

フレーム材

A6061

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

Lo 導波管 , 一部 IF ケーブルは除く

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。

※ 実物を展示予定

( 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 !

500 x 500 x 350 [mm] 390x 390x 300[mm]

2014(?)~ ~2013

20K stage

ヒートストラップで4K 冷却

120

80.088.4

300K( 常温 )

Dewar 上板で固定

実際は左 90 度回転した状態が正姿勢。

20K 板に固定

※ 最終版とフロントパネルの穴位置が　 若干異なります。

ヒートストラップを取り付け冷却する

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

60mm

ホーンとOMT

冷却部

冷却部 ( 底板から )