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Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri
Radionet ERATecOn the development of mm passive components for ALMA
Renzo Nesti (INAF-OAA)
Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri
06/10/2015R. Nesti
On the Development of mm passive components for ALMA 2/25
ALMA Band 2/3
Design
Prototyping
Tests
Summary
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On the Development of mm passive components for ALMA 3/25
• Altitude: ~5000 m• Dynamical Configuration: Dmax 16km• Resolution: 0.01arcsec
ALMA, (ESO, NRAO, NAOJ) Llano de Chajnantor Observatory Atacama Desert, (CL)
• Antennas: 54 (12m)+ 12(7m);• Cassegrain.• 10 almost continuous bands from 30 GHz to 1 THz
ALMA Band 2/3
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On the Development of mm passive components for ALMA 4/25
ALMA bands
• Operating• Coming soon• Band 2: 67-90 GHz• Band 3: 84-116 GHz• Band 2/3: 67-116 GHz
ALMA Band 2/3
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On the Development of mm passive components for ALMA 5/25
Feasibility
Partners: UMAN, IRAM, STFC, UChile, NAOJ, INAF
ALMA Band 2/3
Prototyping
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
Idea
Under ESO managementFunds: ESO and participant Institutions
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On the Development of mm passive components for ALMA 6/25
DesignRequirements
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On the Development of mm passive components for ALMA 7/25
DesignRequirements
B2
B2/3
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On the Development of mm passive components for ALMA 8/25
DesignWaveguide limitations
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On the Development of mm passive components for ALMA 9/25
DesignFeed: Electromagnetic Model
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On the Development of mm passive components for ALMA 10/25
Feed: Engineering
• 44 layers• 2 end flanges (top-bottom)• Layers aligned by 2 pins and
sandwiched by 4 tightening screws.• Standard UG387/UM interface.• Custom interface to minimize path
losses
Platelet technology
Design
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On the Development of mm passive components for ALMA 11/25
OMT: Electromagnetic Model
Design
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On the Development of mm passive components for ALMA 12/25
OMT: Engineering
• 11 layers• 2 end flanges (top-bottom)• Layers aligned by 2 pins and
sandwiched by 12 tightening screws.• Standard UG387/UM interface.• Custom interface (as feed)
Platelet technology
Design
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On the Development of mm passive components for ALMA 13/25
Top view Transparent view Bottom view
Feed engineering: 3D model
Prototyping
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On the Development of mm passive components for ALMA 14/25
OMT engineering: 3D model
Top view Unpacked Bottom view
Prototyping
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On the Development of mm passive components for ALMA 15/25
Feed and OMT fabrication
Prototyping
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On the Development of mm passive components for ALMA 16/25
Feed and OMT fabrication
Prototyping
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On the Development of mm passive components for ALMA 17/25
Feed test: S11 direct measurement and time domain filtering
Test
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On the Development of mm passive components for ALMA 18/25
Assembly test: S11
Test
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On the Development of mm passive components for ALMA 19/25
Assembly test: Output port Isolation
Test
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On the Development of mm passive components for ALMA 20/25
Assembly test: OMT X port S11 Time Domain measurement
Test
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On the Development of mm passive components for ALMA 21/25
Assembly test: OMT Y port S11 Time Domain measurement
Test
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On the Development of mm passive components for ALMA 22/25
OMT test: OMT losses
Test
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On the Development of mm passive components for ALMA 23/25
OMT test: OMT added noise temperature (@20 K) due to losses
Test
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On the Development of mm passive components for ALMA 24/25
OMT test: Cross-polarization
Test
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On the Development of mm passive components for ALMA 25/25
Feasibility study, design, prototyping and test of a mm passive front-end for ALMA band 2+3 have been presented.
Results seem to suggest that ALMA requirements can be satisfied.
Do OMT loss (and consequently added noise temperature) need to be improved ?
Further developments upcoming…… In the meanwhile the prototype is safely protected…
Conclusions
Circe: Observatory Radio-cat