9 mm SF-Empfänger Modul 2 - Technical Report (Kurzversion)

Ute Teuber (Hochfrequenz-Labor)

Stand November 1999





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Technische Daten

Das 9mm SF-System soll im Endausbau aus einer Hornmatrix von 3x3 Hörner bestehen. Das zweite Modul mit 3 Hörnern ist als Korrelationempfänger aufgebaut worden und im August 1999 im Teleskop Effelsberg eingebaut worden. Der Dewar hat ein Volumen von 74,6 L und eine Oberfläche von 1,251m2.
Das Phasenzentrum des Horns liegt 234mm hinter der Hornapertur.

Year of manufacturing1999 (HF-Labor: Ute Teuber)
TypeHEMT, cooled (MW-Lab)
Number of Horns3
Channels12 Total 3 x Korrelation
Centre frequency32 GHz
IF-Bandwidth2-4 GHz
RF Bandwidth31 - 33 GHz
Oscillator29 GHz
max. V/F Frequency5 Mhz
Output PulsesSymmetrisch
PolarisationLHC and RHC
Elipticitymax. 0.3 db
FeedSecondary Focus Horn (Workshop: Jansen, Kastenholz)
Transition to DewarChoke-flange, Waveguide (Workshop: Jansen, Grenzdörfer, Philipps)
Angle: Feed-DewarHorn1: λ = 1,04° Horn2: λ = 0° Horn3: λ = 0,48° fexibel
Δλ = 0,5° (HF-Lab: K. Müller, A.Schmidt)
Distance FeedHorn1⇔Horn2: 486,3 mm
Horn2⇔Horn3: 225,1 mm
CalibrationNoise Diode
Cooldown duration24 hours


Stabilitätsmessung im Labor mit RFin:85 K

Kanal Tsys
HEMT
Tsys
9mm SF
Calibration
Value
ΔTsys
time:35min (TA=85 K)
A4 35 K 58 K 10 K 35 mK
B4 31K 68 K 11 K 91 mK
Cos 4       6 mK
A5 22 K 57 K 9,2 K 26 mK
B5 K 60 K 9,1 K 39 mK
cos 5       6,2 mK
A 6 28 K 58 K 5,3 K 87 mK
B6 68 K 55 K 5,04 K 16 mK
Cos 6       10 mK


Stabilitätsmessung in Effelsberg im Teleskop mit RFin:300 K

Kanal Tsys
HEMT
Tsys
9mm SF
Calibration
Value
ΔTsys
time:17min (TA=300 K)
A4 35 K 58 K 10 K 46 mK
B4 31K 68 K 11 K 76 mK
Cos 4       3 mK
A5 22 K 57 K 9,2 K 32 mK
B5 K 60 K 9,1 K 28 mK
cos 5       4,8 mK
A 6 28 K 58 K 5,3 K 67 mK
B6 68 K 55 K 5,04 K 14 mK
Cos 6       7,5 mK



Gesamtaufbau



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Hohlleiteraufbau

Da die HEMT-Verstärker Instabilitäten haben, wurde das zweite Modul als Korrelationsempfänger aufgebaut. Die Verknüpfung der Signale von Horn 4/5, Horn 5/6 und Horn 4/6 geschieht in Hohlleitertechnik durch ein mag. T. Im L.O.-Zweig und im Total-Power-Zweig herrscht nach den HEMT-Verstärkern Phasengleichheit. Die eigentliche Korrelation findet im Zf-Prozessor durch phasenabhängige Multiplikation der beiden Signalzweige statt. Der Nachteil ist:
Es bleibt nur ein stabiler Messkanal pro Horn übrig: Cos 4 / Cos 5 / Cos 6
Die Rauschdiode wird unter 45 Grad über einem Rund-Rechteck-Koppler integriert mit einem Rund-Quadratisch-Übergang eingekoppelt. Im Unterschied zu Modul 1 sind alle Rauschdioden getrennt schaltbar.

Horn 4: S7 Horn 5: S1 Horn 6: S2
Der Hybrid Polarizer am Kopplerausgang ermöglicht die Auskopplung von rechts- und linkszirkularen Signalen.
Aus Anpassungsgründen muß der HEMT-Eingang und der Mixer-Eingang mit einem Isolator bestückt sein. Trotz Isolatoren konnten nur ausgesuchte und gut zusammenpassende Kombinationen aus HEMT, Isolator, RF-Filter und Mixer aufgebaut wird. Bei einer Bias-Spannung von 2,5V benötigt der Mixer eine LO-Leistung von 0dBm.







ZF-Prozessor

Jede ZF-Prozessor-Platte ist als austauschbares Modul aufgebaut worden. Jedes Modul ist ausgerüstet mit einem Korrelator und 2 Total-Power Kanälen. Jedes Signal liegt als LINE-DRIVER-SIGNAL am Ausgang an.
Die Signale von Horn 4/5 , Horn 5/6 und Horn 4/6 werden über einen Power-Divider auf den Korrelator und einen Total-Power Ausgang aufgeteilt. Der ZF-Prozessor ist dem von Modul 1 baugleich.