1m級アンテナを用いた
基線場検定用VLBIシステムの開発状況
石井敦利*1,2,3, 市川隆一*1,瀧口博士*1,久保木裕充*1,
近藤哲朗*1, 小山泰弘*1, 町田守人*2, 栗原忍*2
*1情報通信研究機構 鹿島宇宙技術センター
*2国土地理院
*3(株)エイ・イー・エス
発表項目
1.基線場検定用VLBIシステムの概要
2.MARBLE小型局試作機
3.構成要素の性能評価
4.まとめ
基線場検定用VLBIシステムの概要
国土地理院の
比較基線場
Reference
Baseline
~10km
~10km
1km
公共測量に供する
GPS測量機の検定を行う
GSI 32m
Antenna
基線場検定用VLBIシステムの概要
国土地理院の
比較基線場
課題:基線場自体を定期的に検定する必要がある。
が・・・
10kmの距離においては、GPS測量機のみで検定されている
≫
GPSと比較する測定手段を確立したい
≫
基線場検定用VLBIシステムの開発
基線場検定用VLBIシステムの概要
大型アンテナ局
(R局)
~システムのコンセプト~
τg_rx
τg_ry
τg_xy
小型アンテナ局
(X局)
10km基線
小型アンテナ局
(Y局)
基線場検定用VLBIシステム=MARBLEシステム
Multiple
Antenna
Radio-interferometry for
Baseline
Length
Evaluation
MARBLE小型局試作機
仕様
Diameter of
antenna
ント
ロ
フ
ド
エン
1.65m
Antenna Type Front-fed parabola
El
駆動部
Mount stile
Az-El mount
Az
駆動部
Receiving
Frequency
S/X-band
支柱
ダウンコン
バータ
Driving Speed 5°/sec
Weight
<80kg for 1unit
駆動
制御装置
MARBLE小型局試作機
VLBI観測時
ント
ロ
フ
ド
エン
El
駆動部
Az
駆動部
支柱
ダウンコン
バータ
駆動
制御装置
バックエンド系
制御用PC
制御用PC
MARBLE小型局試作機
フロント
エンド
分離可搬時
El
駆動部
Az
駆動部
支柱
MARBLE小型局試作機
GPS観測時
GPSアンテナ
支柱
MARBLE小型局試作機 構想図
MARBLE小型局試作機 主鏡,給電部
MARBLE小型局試作機 主鏡
撮影日 2008/2/12
構成要素の性能評価
①広帯域給電アンテナ(QRHA)の測定
②広帯域給電アンテナ(QRHA)を用いたVLBI実験
試作機の設計にフィードバック
①広帯域給電アンテナ(QRHA)の測定
ETS・LINDGREN 3164-05
・ Frequency range : 2~18GHz
・ Dual linear polarized antenna
2GHz
8GHz
0
0
-5
-5
Amplitude(dB)
Amplitude(dB)
①広帯域給電アンテナ(QRHA)の測定
-10
-15
-20
-10
-15
-20
-25
-25
-30
-30
-90
-60
-30
0
Angle(deg)
E-plane(Maker Data)
E-plane Port H
30
60
H-plane(Maker Data)
H-plane Port H
90
-90
-60
-30
0
Angle(deg)
E-plane(Maker Data)
E-plane Port H
30
60
H-plane(Maker Data)
H-plane Port H
この測定値をもとにアンテナ解析ソフトウェア(GRASP8)を用いて
様々なF/Dのパラボラと組合せた場合の開口効率を計算
最適なF/D =0.45~0.55を決定
F:焦点距離,D:開口直径
90
②広帯域給電アンテナ(QRHA)を用いたVLBI実験
テストベッド(CARAVAN2400)
Diameter of
Antenna
2.4m
Antenna Type Cassegrain
Receiving
Frequency
8180‐8600MHz
Polarization
RHCP
Noise
Temperature
System :127K
Receiver:116K
Driving Speed 1°/sec
②広帯域給電アンテナ(QRHA)を用いたVLBI実験
QRHA & Front-end
Remodeled DC
テストベッド(CARAVAN2400改)
Diameter of
Antenna
2.4m
Antenna Type Front-fed parabola
Receiving
Frequency
S:2215‐2375MHz
X:8180‐9080MHz
Polarization
RHCP or LHCP
Noise
Temperature
System
:?
Receiver(S):107K
Receiver(X):222K
Driving Speed 1°/sec
②広帯域給電アンテナ(QRHA)を用いたVLBI実験
CARAVAN2400改 ブロック図(フロントエンド~DC)
②広帯域給電アンテナ(QRHA)を用いたVLBI実験
実験コンフィグレーション
Kashima 34m
K5 / VSSP
S band IF
8MHz
VIDEO
CONVERTER
X band IF
H-maser
S band IF
X band IF
CARAVAN2400改
10MHz
1PPS
10MHz
1PPS
K5 / VSSP
8MHz
VIDEO
CONVERTER
②広帯域給電アンテナ(QRHA)を用いたVLBI実験
VLBI実験の結
S-band SNR=50.6
X-band SNR=19.6
2007/12/5
3C84のフリンジ検出に成功
まとめ
◆MARBLE小型局試作機の設計,製作に着手した
◆構成要素(給電アンテナ,フロントエンド)の性能評価
を行った
今後の課題と予定
◇さらに構成要素の性能評価を進める
CARAVAN2400改のシステム雑音温度測定
CARAVAN2400改による測地VLBI実験
◇小型局試作機の製作,性能評価
◇大型アンテナ局 – 小型アンテナ局のVLBI観測か
ら小型アンテナ局間の群遅延を求める手法の検証
国土地理院の比較基線場(筑波)
Reference
Baseline
~10km
~10km
1km
GSI 32m
Antenna
公共測量に供する
GPS測量機
の検定を行う
広帯域給電アンテナ(QRHA)の測定(Appendix)
0.6
120
0.5
100
0.4
80
0.3
60
0.2
40
0.1
20
0.0
0
0.3
0.4
0.5
0.6
F/D
0.7
0.8
Noise temperature Tnoise (K)
Aperture Efficiency η
F/D vs η and Tnoise
2.295GHz
8.436GHz
2.295GHz
8.436GHz
η
η
Tnoise
Tnoise
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発表資料