1 / 37

移动式亚毫米波望远镜介绍和未来在羊八井 可能的亚毫米波天文观测

移动式亚毫米波望远镜介绍和未来在羊八井 可能的亚毫米波天文观测. 黄树频，杨戟，史生才 中国科学院 紫金山天文台. 一 . 移动式亚毫米波望远镜介绍. POST: PO rtable S ubmillimeter T elescope POST 的主要科学目标 POST 的系统配置. POST 主要科学目标. 完成一台可移动的亚毫米波射电望远镜 对适合亚毫米波天文观测的台址进行科学测量 对银道面中性碳原子发射的整体分布进行巡天 新射电望远镜技术预研和技术积累. POST 系统配置 — 天 线.

psyche
Download Presentation

移动式亚毫米波望远镜介绍和未来在羊八井 可能的亚毫米波天文观测

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 移动式亚毫米波望远镜介绍和未来在羊八井可能的亚毫米波天文观测 黄树频，杨戟，史生才 中国科学院 紫金山天文台

  2. 一.移动式亚毫米波望远镜介绍 • POST: POrtable Submillimeter Telescope • POST的主要科学目标 • POST的系统配置

  3. POST主要科学目标 • 完成一台可移动的亚毫米波射电望远镜 • 对适合亚毫米波天文观测的台址进行科学测量 • 对银道面中性碳原子发射的整体分布进行巡天 • 新射电望远镜技术预研和技术积累

  4. POST系统配置—天线  双反射面离轴 Cassegrain 式，优化至圆对称孔径 s = 7 mm，D=30cm  AZ/EL Mount  交流伺服电机+谐波齿轮变速 • CCD Camera光学辅助指向 • 测量指向精度1’

  5. Ref. Oscillator Phase Locked Module Multiplier Quasi-optical system Gunn Osc. Mixer Harmonic Mixer IF Output POST系统配置—常温接收机 • Schottky Diode 混频器 • Gunn 本振+倍频器（82.3GHz 2 3） • 准光学信号耦合 • Trx < 2000 K • 尺寸=360mm * 280mm * 500mm (W*H*D)  德国RPG公司加工

  6. 测试结果＠250MHz POST系统配置—数字频谱仪 • S500S1024自相关数字频谱仪 • 1024个通道，分辨率约1MHz • 输入信号带宽1~500MHz， 功率-10~0dBm • 单个积分时间为2ms-23s • 美国SPACEBORNE公司生产

  7. 新的便携式500GHz超导SIS接收机的研制 • 小型低耗电4-K制冷系统 • 500-GHz超导SIS接收机前端 • 500-GHz锁相本振系统 • 新中频系统

  8. 500GHz SIS接收机系统框图 LO 460-520GHz Pout0.1mW Plane Mirror Quasi-Optics Wire Grid PLL RF Signal Back End Diagram of the SIS Receiver

  9. 真空泵 压缩机 小型低耗电4-K制冷系统 4K stage SHI’s SRDK-101D Cryocooler（RDK-101/CNA-11） cooling capacity: 0.1W @ 4.2K power consum.: 1.2kW (220V) vacuum: <1x10-6bar temp. variation: 0.1K

  10. 超导SIS混频器外观 feed horn 500GHz SIS接收机前端-Mixer IF Output PCTJ Waveguide • Horn: Diagonal W=2.06,R=-18.84 D=6.77,A=4.79,L=18.84 • waveguide 0.55×0.19 • backshort 0.03 • chip slot 0.19×0.19 • substrate 0.18×0.09 Ground

  11. 500GHz SIS接收机前端-HEMT LNA • 中频范围： 1.1~1.8GHz • 增益 ≧30 dB • 噪声温度  10 K

  12. 控制单元 锁相环路 振荡倍频链 SIS接收机锁相本振系统-1 phase-locked Gunn oscillator + x6 multiplier by RPG

  13. 锁相系统中频谱 SIS接收机锁相本振系统-2 振荡器输出功率测量

  14. 1.15-1.65GHz 后端中频系统 3-508MHz SIS接收机新中频系统

  15. 500GHz超导SIS接收机整体 SIS HEMT 接收机系统外观 准光学系统示意图 接收机内部结构

  16. 500GHz超导SIS接收机性能初测

  17. POST控制系统介绍 • 硬件 • 基于 SUN工作站的S-Bus 总线 • 工业标准接口 (GPIB etc.) • 脉宽调制 (PWM) 控制器 • 位置-速度-力矩闭环控制 • 软件 • Unix 系统平台 (Solaris 1.3; BSD4.3) • 实时, 多任务，前后台工作方式 • 前台进程：命令解释程序(CLIP)，观测 • 后台进程：跟踪, 监控 • 进程间通讯：共享内存 & 信号

  18. 二.未来在羊八井可能的亚毫米波天文观测 • 在青海德令哈进行的亚毫米波天文观测介绍 • 大气不透明度测量 • 太阳成图观测 • 标准源谱线试观测 • 青海观测地点的局限性

  19. mm/submm (THz) 亚毫米波天文研究对象和频段

  20. 紫台青海德令哈毫米波观测站 Delingha Nanjing

  21. 青海观测—大气不透明度测量 • 观测条件：海拔3200m, 室外，最低温度-30C • 观测方法：sky-dip • 时间和数据量: 两个观测季节 1999.11-2000.02 (8100 数据点, 270 小时) 2000.12-2001.03 (17600数据点, 600小时)

  22. 大气不透明度的一个典型数据

  23. 天顶大气不透明度的归一化周日变化

  24. 天顶大气不透明度的统计百分比

  25. 青海观测—太阳成图

  26. 60S 青海观测—谱线试观测

  27. 亚毫米波台址的主要要求 • 大气不透明度 • 信号传输 • 相位稳定性 • 干涉测量成图 • 环境因素 • 风、冰雹、雷震雨、 地震等等

  28. 德令哈观测地点的局限性 在德令哈可以进行492GHz亚毫米波天文观测，但适合观测的冬季时间非常有限，百分比3%。 • 海拔的局限 • 地形的局限

  29. 不同台站大气不透明度比较

  30. 不透明度随海拔高度变化的趋势 羊八井

  31. 地形的影响 湿分压与相对湿度RH、温度T的关系： 水汽密度(绝对湿度)与湿分压之间的热力学关系：

  32. RH=60% 40% 20%

  33. Explanation: • Sunshineheating of surface layer • water vapor dispersion upward by convection •  reduction of water vapor content •  decrease of opacity Sunset temperature dropwater vapor condensation  increase of opacity • Valley Effect (河谷效应） • 类似于“地形性夜雨”气候现象，为青藏高原河谷 地带所常见

  34. Comparison with Hawaii Sunshineheating of surface layer water vapor convection upward to the summit  increase of opacity at summit Sunset temperature dropwater vapor descends downward  decrease of opacity at summit  Submm site should be on the hill/convex surface.

  35. 中国西部年平均降雨量 羊八井

  36. 一些可能的亚毫米波台址比较

  37. 谢 谢 大 家！

More Related