Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri
Radionet ERATec
On the development of mm passive components for ALMA
Renzo Nesti (INAF-OAA)
Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri
Summary
ALMA Band 2/3
Design
Prototyping
Tests
06/10/2015
R. Nesti
On the Development of mm passive components for ALMA
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ALMA Band 2/3
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
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R. Nesti
• Altitude: ~5000 m
• Dynamical Configuration: Dmax 16km
• Resolution: 0.01arcsec
On the Development of mm passive components for ALMA
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ALMA Band 2/3
ALMA bands
•
•
•
•
•
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R. Nesti
Operating
Coming soon
Band 2: 67-90 GHz
Band 3: 84-116 GHz
Band 2/3: 67-116 GHz
On the Development of mm passive components for ALMA
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ALMA Band 2/3
Under ESO management
Funds: ESO and participant Institutions
Partners: UMAN, IRAM, STFC, UChile, NAOJ, INAF
Idea
2010
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R. Nesti
2011
Feasibility
2012
2013
Prototyping
2014
2015
2016
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2017
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Design
Requirements
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On the Development of mm passive components for ALMA
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Design
Requirements
B2
B2/3
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Design
Waveguide limitations
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Design
Feed: Electromagnetic Model
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R. Nesti
On the Development of mm passive components for ALMA
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Design
Feed: Engineering
Platelet technology
• 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
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R. Nesti
On the Development of mm passive components for ALMA
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Design
OMT: Electromagnetic Model
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R. Nesti
On the Development of mm passive components for ALMA
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Design
OMT: Engineering
Platelet technology
• 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)
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Prototyping
Feed engineering: 3D model
Top view
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R. Nesti
Transparent view
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Bottom view
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Prototyping
OMT engineering: 3D model
Top view
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Unpacked
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Bottom view
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Prototyping
Feed and OMT fabrication
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Prototyping
Feed and OMT fabrication
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R. Nesti
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Test
Feed test: S11 direct measurement and time domain filtering
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Test
Assembly test: S11
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Test
Assembly test: Output port Isolation
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R. Nesti
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Test
Assembly test: OMT X port S11 Time Domain measurement
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Test
Assembly test: OMT Y port S11 Time Domain measurement
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R. Nesti
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Test
OMT test: OMT losses
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R. Nesti
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Test
OMT test: OMT added noise temperature (@20 K) due to losses
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Test
OMT test: Cross-polarization
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Conclusions
Feasibility study, design, prototyping and test
of a mm passive front-end for ALMA band
2+3 have been presented.
Circe: Observatory Radio-cat
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…
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