ALMA Band10用導波管型LOカプラ一体型低雑音SISミクサ黒岩宏一 (大阪府立大学) 小嶋崇文(国立天文台/大阪府立大学) M. Kroug, 藤井泰範, 金子慶子, 宮地晃平, 鵜澤佳徳 (国立天文台), 王鎮 (情報通信研究機構),小川英夫（大阪府立大学） LOカプラ一体型ミクサブロックの開発目的 ① LO信号の典型的な出力は 10-15 mW ②テラヘルツ帯では単位長さ当たりの導波管の損失が増大 LOカプラ一体型ミクサブロックの設計 10 dB coupler RF Corrugated horn IF output 6.2 mm Superconducting Magnetic coil LO diagonal horn LO Signal RF in 6.2 mm → 0.3 dB 損失 Mixer chip Port 2 WR-1.2冷却時損失測定 LO in Port 3 Termination 100 mm Port 1 Port 4 RF Signal LOカプラ一体型ミクサ雑音温度測定 LO RF 側 LO source CLNA Isolator 4K stage Mixer Chopper Cold Load Hot load IF chain at room temperature カプラのRF側,LO側の雑音温度を測定 →カップリング率を冷却で測定可能雑音温度・利得測定結果 10000 600 -10 400 7.5hf/kB -15 200 5hf/kB 0 -20 0.78 0.80 0.82 0.84 0.86 0.88 0.90 0.92 0.94 0.96 LO Frequency [THz] LO 側 -15 8000 -20 6000 -25 4000 2000 -30 0.78 0.80 0.82 0.84 0.86 0.88 0.90 0.92 0.94 0.96 LO Frequency [THz] → 0.8 – 0.95 THz で330 K以下 0.87 THz で221 K Mixer Gain [dB] -5 Noise Temperature [K] RF 側 Mixer Gain[dB] Noise Temperature [K] 800 冷却時カップリング率 Port 2 Mixer Termination Port 3 測定値計算値 0 0 -1 -5 -2 -10 -3 -15 0.78 0.80 0.82 0.84 0.86 0.88 0.90 0.92 0.94 0.96 LO Frequency [THz] Coupling (S24) [dB] Transmission (S21) [dB] Port 1 RF in LO in Port 4 結論 10 dB LOカプラは計算値とよく一致 →カプラ部が設計どおりにできていることを示唆 0.8 – 0.95 THz で雑音温度 330 K以下 →ALMA Band10の使用に耐えうるポスターをご参照くださいはじめにヘテロダイン受信機でRFとLO信号を結合する手法・ビームスプリッタ機械的に不安定・導波管型カプラ機械的に安定雑音温度・利得測定 Cold Load Hot load CLNA 4K stage Isolator Chopper Mixer LO source IF chain at room temperature ALMAのスペック • • • • • • • 230K ミクサ前段のロスを下げる導波管のロスカップラのロス（カップリング率）ミリ波でも評価されていない評価方法導波管を小さく（定倍機を離す） 110K 4Kステージには電力供給から定倍機をおけない