発表資料

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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