1.85m1.85m 電波望遠鏡の進捗電波望遠鏡の進捗

○○ 木村 公洋、海田 正大、竹中 敬雅、國實 真人、木村 公洋、海田 正大、竹中 敬雅、國實 真人、箕輪 昌裕、西村 淳、松本 浩平、黒岩 宏一、小嶋 崇文、箕輪 昌裕、西村 淳、松本 浩平、黒岩 宏一、小嶋 崇文、

阿部 安宏、大西 利和、小川 英夫（大阪府大）、阿部 安宏、大西 利和、小川 英夫（大阪府大）、米倉 覚則（茨城大）、半田 利弘（東京大）、米倉 覚則（茨城大）、半田 利弘（東京大）、

秋里 昂、土橋 一仁（東京学芸大）、秋里 昂、土橋 一仁（東京学芸大）、中島 拓、久野 成夫（国立天文台中島 拓、久野 成夫（国立天文台 ) )

第 10 回　受信機ワークショップ @ 東大センター 2010/3/5-6

ながれながれ 紹介紹介 目的目的 仕様仕様 ここの開発項目ここの開発項目 試験観測試験観測 最近の作業最近の作業 まとめ、今後まとめ、今後

1.85m1.85m 電波望遠鏡電波望遠鏡

野辺山電波観測所内、電波へリオグラフ観測棟横

1.85m1.85m 電波望遠鏡電波望遠鏡 (( 中味中味 ))

目的目的

（ 1 ） 中小口径という特長を活かしたミリ波サブミリ波帯における分子雲の広域サーベイ観測

（ 2 ） 電波望遠鏡の各部の開発のテストベンチ

特徴特徴

12CO, 13CO, C18O(J=2-1) の同時観測

ビームサイズ : 約 2.7 分角　　 1.85m ：230GHz 0.1pc@140pc, 1pc@1-2kpc

広域観測に特化 OTF 観測

観測ターゲット観測ターゲット （巨大）分子雲の性質（巨大）分子雲の性質

1212CO, CO, 1313COCO 銀河系（数銀河系（数 kpckpc 以内）の分子ガスの性以内）の分子ガスの性

質質 大質量星形成の有無大質量星形成の有無 系外銀河との比較も念頭に（大口径望遠系外銀河との比較も念頭に（大口径望遠

鏡）鏡） 比較すべきデータ比較すべきデータ

Planck, Akari, FermiPlanck, Akari, Fermi

主な仕様○ 観測周波数 230GHz 帯○ ビームサイズ 　　　 2.7 分角

○ 受信機 2SB ミクサ直線１偏波3 ライン同時観測 (12CO,13CO,C18

O)

○ 光学系・主鏡直径 1850mm・鏡面精度 19μm r.m.s　　　　　　　　　　　　　　　　　 ( フィッティング後 )・主鏡材質　　　　 アルミニウム (AC4C) 　 1 枚鏡・光学系タイプ　 カセグレンナスミス方式

主な仕様○ レドーム・内径 2.92m・材質　　　　　　 ゴアテックス (RA7956)

○ 分光計・タイプ フーリエ変換型デジタル分光計 ・分光計帯域 0 ～ 1GHz・分光点数 16384 点

○ 制御 ( 観測プログラム )・駆動 経緯台・・ PID 制御・ポインティング精度 5 秒角 ( 光学ポインティング )・観測プログラム 　　　　 Python および C 言語

主鏡の開発主鏡の開発

モデルＢ・リブなし + 鏡面を中心で厚く

モデルＣ・モデルＢ + 細いリブ

モデルＡ　採用・鏡面厚さ一定 + 中心で太い放射リブ

自重・気温差・（風）・（日射）に強い構造を目指す。

アンシスによるアンシスによるEL0°EL0° での自重変形での自重変形

20μm20μm (( 波長の波長の1/20)1/20) 以下で小さい。以下で小さい。

Max19μm

Max20μm

Max18μm

モデル A

モデル Cモデル B

Antenna pattern(Antenna pattern( 気温気温差差 )230GHz)230GHz

変形前変形前First side lobe -25[dB]First side lobe -25[dB]

変形後変形後gain-loss -0.1[dB]gain-loss -0.1[dB]First side lobe -15[dB]First side lobe -15[dB]

アンテナ鋳物の製作アンテナ鋳物の製作1 ．砂型を製作 2 ．アルミを流し

　　込む

3 ．砂型を壊し鋳物を取り出す

4 ．鋳物の完成

主鏡製作主鏡製作

測定結果：鏡面精度～ 19um 　 r.m.s. 　 0.93@345GHz

ターニング旋盤で加工中の主鏡

光学系 - カセグレンナスミス方式

○ 楕円鏡でのベンド角を小

○ 平行ビームを作ることで、アライメントに強くなる。

受信機の開発受信機の開発

DewarDewar 内部の様子内部の様子

RF 信号

LO 信号　

HEMT アンプ2SB ミクサ

HEMT アンプ

IFIF 系系

1 つの分光計で3 ライン同時観測

2SB2SB 受信機、受信機、 IFIF 系の整備系の整備BPFBPF 、アンプ等の製作、組合せ、アンプ等の製作、組合せ

Divider BPF Mixer CouplerFilterAmp

Attenuator

USB

LSB 分光計

デジタル分光計デジタル分光計 0-1GHz0-1GHz バンバンキャラキャラ

0 1000MHz

強度

Hot

Cold

800200 500

C 　O

CO12 18CO13

PythonPython 等を用いた駆動・等を用いた駆動・観測プログラムの開観測プログラムの開発発

観測プログラム

C 言語

Python

駆動サーバー

位置計算サーバー

分光計サーバー

loadサーバー

SG 制御サーバー

SG 制御モジュール

loadモジュール

分光計モジュール

駆動モジュール

FFT FFT 電波分光計システムの開発 電波分光計システムの開発

分光計

OS 　 windows 　→　 Linuxソケット通信制御により、制御系と同期

OTF(On The Fly)OTF(On The Fly) 観測観測望遠鏡サーバーと分光計サーバーを ntp で時間同期させることで、精度良く連続したデータ取得が可能

Path length modulator(Path length modulator( 光路長変調機光路長変調機 )) の開発の開発　　　　　　 　　　　　　 ････片瀬ポスター････片瀬ポスター

光路長を約１０ Hz で変動させる事で、定在波を除去する。

固定鏡

可動鏡

振動

電波

設置位置設置位置

搭載試験結果搭載試験結果ベースライン測定

青： PLM なし

緑： PLM あり (10Hz)

約 1/5

スプリアス

PLMPLM ：： 45m2beam45m2beam 受信機受信機への進出への進出

20092009 年年 99 月月33 ライン同時観測のライン同時観測のファーストライトファーストライト＠野辺山＠野辺山

τ 　～ 0.8

0

20

0 20-30

Ta*

Vlsr(km/s)

20092009 年年 99 月月OTFOTF 観測＠Ｓ１４０観測＠Ｓ１４０

12CO(J=2-1) 13CO(J2-1)

τ 　～ 0.8観測領域　 20 分角 ×20 分角観測時間　 40 分 +40 分

10

-10

10

-10

20092009 年年 99 月月33 ライン同時ライン同時 OTFOTF 観測観測＠＠ M17SWM17SW

12CO

13CO C18O

τ 　～ 0.8観測領域　 20 分角 ×20 分角観測時間　 40 分 +40 分

10

-10

10

-10

現在の作業現在の作業

ポインティング精度の向上ポインティング精度の向上

IFIF 系の修正系の修正

観測プログラムの開発など観測プログラムの開発など

光ポインティング光ポインティング光望遠鏡を用いて、望遠鏡の指向性誤差を観測して補正を行う。

光学望遠鏡の画像光学望遠鏡の画像

光ポインティング光ポインティング

補正前（約 200 点） 補正後

ポインティング誤差　　　　 30 秒角　　→　　 6.3 秒角

電波ポインティング＠太陽電波ポインティング＠太陽

ポインティング誤差　　　　 30 秒角

IFIF 系の変更系の変更

旧旧1st LO1st LO 　～　～ 225.5225.5 　　 GHzGHz

12CO ～ 230.538GHz13CO ～ 220.399GHzC18O ～ 219.560GHz

2nd2nd 　　 IFIF1212CO CO ～　～　 5.0385.038 　　 GHzGHz1313CO CO ～　～　 5.1025.102 　　 GHzGHzCC1818O O ～　～　 5.9405.940 　　 GHzGHz

1 つの分光計で3 ライン同時観測

IFIF 系の変更系の変更 旧旧1st LO1st LO 　～　～ 225.5225.5 　　 GHzGHz

2nd2nd 　　 IFIF12CO 12CO ～　～　 5.0385.038 　　GHzGHz

13CO 13CO ～　～　 5.1025.102 　　 GHzGHzC18O C18O ～　～　 5.9405.940 　　 GHzGHz

新新1st LO1st LO 　～　～ 225.84GHz225.84GHz

2nd2nd 　　 IFIF12CO 12CO ～　～　 4.6984.698 　　 GHzGHz13CO 13CO ～　～　 5.4415.441 　　 GHzGHzC18O C18O ～　～　 6.2806.280 　　 GHzGHz

12CO ～ 230.538GHz13CO ～ 220.399GHzC18O ～ 219.560GHz

新新 IFIF 系系

新新 IFIF 系系

新新 IFIF 系を用いた系を用いた TrxTrx 測定測定

Trx ～ 110K

CO12

C 　O18CO

13

まとめ・性能まとめ・性能 一酸化炭素分子輝線一酸化炭素分子輝線 (J=2-1)(J=2-1) の　　　　　　　　の　　　　　　　　

　　　　　　　　　　 33 ラインライン (12CO(12CO 、、 13CO13CO 、、 C18O)C18O) 同同時観測に成功した。時観測に成功した。

OTFOTF を用いたを用いた M17SW M17SW のの 33 周波同時マッピング周波同時マッピングに成功した。に成功した。

ポインティング作業・ポインティング作業・ IFIF 系の改良・ミクサ交換系の改良・ミクサ交換

ＴＴ rx(rx( 受信機～分光計受信機～分光計 )) 　～　　～　 110K110K

ここ半年の作業

展望展望 受信機・アンテナの評価受信機・アンテナの評価 (( アラン分散・能率アラン分散・能率 )) をすをす

すめるすめる

今シーズン今シーズン (( ～～ 55 月月 )) までに科学観測を行う。までに科学観測を行う。

リモート観測化への整備（モニター等）リモート観測化への整備（モニター等）

マルチビーム化・・・はありませんマルチビーム化・・・はありません

雪対策・・・（レドーム上につもります）雪対策・・・（レドーム上につもります）