NAOJ SKA1 STUDY GROUP国立天文台SKA1検討グループ

SKA-Band5c

河野 裕介

2019/9/5 水沢VLBI観測所計画部門 1

バンド配列

◼SKA MID

2019/9/5 水沢VLBI観測所計画部門 2

-5c: 14-24GHz

67台

67台

67台

＊周波数は正式ではない

BandB: 5-24GHz

66台

※台数はdeployment plan の場合

以降Band5c=Band 6

Band 6

◼Band345共通クライオスタット

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Band345 デゥワー

◼70,20Kステージをバンド345で共有

◼真空常温部に後段のエレクトロニクス• AMP、BPF等

• ノイズソース

✓温度制御±0.1deg

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参考：Band5b

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要求仕様 （Band6の予想）

◼Aperture efficiency• 70% from 8 to 15 GHz

• 65% from 15 to 20 GHz

◼Trx ~10K

◼The intrinsic cross polarisation ratio, IXR, <15dB

◼Excess thermal noise source stability 1% on timescales up to 1 week.

SKA CSP Mid Correlator and Beamformer Subelement Detailed Design Document

進捗

◼まずNAOJのBand6での参加の興味を表明

◼DISH PM meeting • 2018年10月 SKAO HQ 小林、河野

• 2019年 3月 SKAO HQ 河野

◼Band 345 DDR

• 2019年3月 オックスフォード 河野

◼ASPFR

• 2019年９月 スウェーデン 河野

• 後述

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Band6に対応するFeed技術例

◼長谷川+2017• OMT 270-500 GHz

◼木村+2019• Axially corrugated horn

✓Champによる設計最適化中

✓SKAOのGRASPモデルとも統合済み

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長谷川+2017

木村+2019

Band B

◼Oxford, Chalmers (Yang+2016)

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Band Bは-15dB 達成できていない

２つに分けたBand 5a,bは 達成できる

Band B 偏波特性

“SKA – MID Sensitivity” By Mike Jones+ 2016

Spec: IXR < 15dB

開口能率

ASPFR

◼Advanced Single Pixel Feed Receiver Programme

◼背景：• これまでWBSPF（Band-A/B)がWPCだった。

• 今後、SKAの開発活動は SKA Observatory Development Programme (ODP)ベースで行われる。

✓2021年スタート

◼ASPFRはこのODPへのブリッジを果たす• Led by John Conway and Gary Hovey (Onsala)

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ASPFR Work areas

◼WA1 – ASPFR Programme Management

◼WA2 – Science

◼WA3 - Wide Band Feeds and LNAs✓Band 6+7 (15-50GHz)など

◼WA4- Advanced Octave feeds and LNAs✓Band 6はこれ

◼WA5 - Wideband Receivers

◼WA6 - Cooling technologies

◼WA7 - Site survey✓水蒸気ラジオメータ計測系

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ASPFR Kick off meeting

◼Kick off meeting was held • At Chalmers univ. Sweden, Sep 3-4

• “SKA study at NAOJ” by Kono✓Our intention on Band 6 and Sumitomo cryocooler

◼The Consortium has intention on • Band 6+7 (15-50GHz)

• New highspeed sampler BW 5GHz

• LNA for Band2 at room temperature

• New cryocooler

• Making a technology roadmap

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まとめ

◼Band6の概要

◼Band6はBaseline外なので、ASPFRコンソーシアムなどで議論される。• 2019 SKA Shanghai Meetingでも議論

✓25-28 November 2019

• 検討項目

✓Band 6に圧倒的コストメリット

✓Band 6+7

✓Sumitomo 冷凍機の可能性

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◼Cryostat electric power • 4kW/Dish => 4k Euro/year /Dish

• x 20years =80kEuro = 800万円

• 2000万円/cooler

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