2016 Fiscal Year Research-status Report
オクターブ帯域同時受信を可能とするマルチバンド型ヘテロダイン受信技術の研究
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15K18057
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
小嶋 崇文 国立天文台, 先端技術センター, 助教 (00617417)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | マルチバンド受信機 / 広帯域IF受信機 / 周波数分波器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H28年度は(1)400 GHz帯導波管型周波数分波器の詳細解析，(2)単一バンド受信機中間周波数帯(IF帯)の広帯域幅化に取り組んだ。
(1)H27年度に製作した導波管周波数分波回路を詳細にモデリングするため、同サイズの直線導波管を製作し、Sパラメータ測定を実施した。当測定に基づき、導波管の損失を金属の導電率と表面粗さからモデリングした。構築したモデルに基づいて、周波数分波器を解析したところコンポーネント全体の損失の大きさと周波数特性が極めて実測とよく一致する結果を得た。これにより非常に複雑な導波管回路が高い精度で設計できることとなった。当周波数分波器の開発は学術論文として出版した。
(2)マルチバンド受信機を実現する際の課題として、受信機を構成する個々のチャネルの受信機IF広帯域幅化が挙げられる。個々のチャネルのIF帯域幅を広くできれば、マルチバンド受信機を構成するチャネル数を減らすことができ、RF損失の低減やシステム構成を単純化する観点から有利である。一方、400 GHz帯ではIF帯域は4-8 GHzが現在の主流となっており、同時受信帯域は限られている。本年度はIFを広帯域幅化するために、SISミクサと冷却低雑音IFアンプ間に挿入し、IFの帯域幅を制限する要因となっていたアイソレータを取り除き、SISミクサと広帯域IFアンプを一体化したモジュールの開発に取り組んだ。課題の一つとして両者の整合があげられるが、SISミクサに高臨界電流密度接合を用いてIFアンプとの整合をとるなど設計上の工夫を行った。その結果3-18 GHzという従来の3倍以上の広帯域幅化に成功した。さらに、現在さらなる広帯域化に向けて、SISミクサの超伝導IF回路の直接評価も進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
H28年度は、周波数分離器の開発完了および論文化、IF広帯域化など要素回路の原理実証を目標とした。前者は論文がすでに出版されている。後者のIF広帯域化についてはさらなる広帯域化を目指して今後も継続する予定であるが、当初の目標を達成したと考えている。また、H29年度に予定しているマルチバンド受信機の実証についても準備を開始しており、当研究は順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
H29年度はIF帯域幅の詳細解析と高性能化、および、マルチバンド受信機の原理実証を目標とする。これまで開発してきた400 GHz帯周波数分波器およびSISミクサ-広帯域IFモジュールを組み合わせた3バンド受信機評価系の設計はすでに開始しており、H29年度前半の原理確認実験が実施できる見通しである。また、受信機システムの評価を行い、様々な測定項目に対して、既存の受信機に対する優位性を検証する。
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| Causes of Carryover |
年度末の国際会議の参加に際し、航空運賃や登録料に未確定要素があった。そのため今年度の実験に支障のない範囲で他の部品の調達数を減らすなど少し余裕を持たせた計画となったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
マルチバンド受信機評価系やそのIF系構築に必要な物品の調達に使わせていただく予定である。
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[Presentation] Superconducting Receivers for ALMA Radio Telescope and Future Development2016
Author(s)
T. Kojima, A. Gonzalez, M. Kroug, Y. Fujii, K. Kaneko, W. Shan, S. Asayama, Y. Uzawa, K. Makise, H. Terai, Z. Wang
Organizer
29th International Symposium on Superconductivity
Place of Presentation
東京国際フォーラム, 東京, 千代田区
Year and Date
2016-12-13 – 2016-12-15
Int'l Joint Research / Invited
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