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SRT: Design e specifiche tecniche

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Presentazione sul tema: "SRT: Design e specifiche tecniche"— Transcript della presentazione:

1 SRT: Design e specifiche tecniche
Gavril Grueff e Luca Olmi INAF – Istituto di Radioastronomia

2 Caratteristiche generali
Antenna general purpose, alta efficienza Fully steerable Grande area collettrice (Ø 64m) Eliminazione riflessioni multiple Single-dish e VLBI Configurazione Gregoriana simmetrica Superfici “shaped”, attive Posizioni focali multiple Flessibilita’ in frequenza (0.3 – 100 GHz) Uso in trasmissione

3 Sito di costruzione Basso livello di RFI
Misure effettuate da INAF OAC. Elaborazione per contratto ex art. 37 RAS Sito di costruzione Basso livello di RFI Bassa velocita’ del vento: <Vw>4 m/s Consente uso nella banda a 3mm Costruzione e logistica facilitate Vicino ad OAC Pranu Sanguni (altopiano “del sangue”)

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5 Specifiche generali Up to 22GHz Up to 100GHz
Configuration EL over AZ Elevation travel 5° to 90° Azimuth travel ± 270° Azimuth rate 51deg/min** Elevation rate 30deg/min** Panel manufacturing < 100 mm Panel total error 125mm Subreflector 100mm Total surface accuracy 650mm (Ruze:70%) 190mm (Ruze:53%) Non repeteable pointing errors* 7arcsec 2arcsec Environmental specifications: Parameter Precision Wind < 15 km/h* Solar Absent Precipitation Temperature – 10°C to 30°C Temperature drift < 3°C/h Humidity < 85% * Precision operations. ** 25deg/min if wind > 60km/h.

6 Specifiche generali Up to 22GHz Up to 100GHz
Configuration EL over AZ Elevation travel 5° to 90° Azimuth travel ± 270° Azimuth rate 51deg/min** Elevation rate 30deg/min**, 30deg/min** Panel manufacturing < 100mm Panel total error 125mm Subreflector 100mm Total surface accuracy 650mm (Ruze:70%) 190mm (Ruze:53%) Non repeteable pointing errors* 7arcsec 2arcsec Environmental specifications: Parameter Precision Wind < 15km/h* Solar Absent Precipitation Temperature – 10°C to 30°C Temperature drift < 3°C/h Humidity < 85% * Precision operations. ** 25deg/min if wind > 60km/h.

7 Disegno ottico

8 “Shaping classico”    Massima efficienza Illuminazione uniforme
d’apertura Illuminazione uniforme dell’apertura Non si puo’ ottenere con Normali feed-horn Utilizzare superfici speciali che accettano l’illuminazione NON uniforme del feed e la ridistribuiscono sull’apertura del sistema (Galindo 1964, Collins 1973)

9 Potenza incidente = Potenza riflessa Illuminazione uniforme
“Shaping classico” Potenza incidente = Potenza riflessa Legge di Snell Illuminazione uniforme Forma della superficie riflettente

10 Coma & curvatura di campo
“Shaping classico” PROBLEMA: I sistemi ottici shaped violano la condizione dei seni di Abbe Coma & curvatura di campo (Hudson 1989)

11 Potenza incidente = Potenza riflessa Compromesso fra FOV ed efficienza
“SRT Shaping” Potenza incidente = Potenza riflessa Legge di Snell Compromesso fra FOV ed efficienza (Cortes-Medellin 2002)

12 Campo di vista: 100 GHz 95% arcsec

13 Campo di vista: 22 GHz 95% arcsec

14 Pannelli Secondario Primario 1008 aluminium panels (14 rows)
area between 2.4m2 and 5.3m2 < 100mm panel manufacturing RMS backstructure composed by 96 radial trusses and 14 circular hoops 49 aluminium panels (48 in 3 rows plus one central panel) average area 1m2 75mm panel manufacturing RMS backstructure composed by 12 radial trusses and 3 circular hoops

15 Superficie attiva compensates deformation effects of the antenna backup stucture due to gravity ( constant aperture efficiency vs. elevation) primary surface can be converted from a shaped profile to a true paraboloid

16 Superficie attiva Strategy 22GHz 100GHz Focus
Temperature: network of probes distributed on the whole structures Yes Position subreflector to proper focus with laser metrology and with two Position System Devices Pointing Pointing model calibrations (gravity, alignments, mechanical, coordinate errors, measurement noise, instrumentaion accuracy & noise, etc.) Control of thermals using insulation, reflective coatings, & air circulation. Under evaluation Two-axis tilt meters and temperature sensors will be used to detect thermally-induced rotations at each of the EL bearings Design structure for very low hysteresis (control stresses & use welded connections) Wind: Pressure sensors on reflector, real-time correction of mean wind error using FEA model, real-time partial correction of wind gust error No Optical star-tracker

17 Posizioni focali Primary focus Gregorian focus BWG foci F/D ratio=0.33
300MHz < f < 20GHz Gregorian focus F/D ratio=2.35 7.5GHz < f < 100GHz BWG foci F/D ratio=1.37 & 2.81 1.4GHz < f < 35GHz

18 Fuoco primario Braccio oscillante e posizionatore dei ricevitori di fuoco primario Gregorian configuration allows primary focus operations without moving the subreflector. In the SRT subreflector assembly must be slightly retracted when prime focus positioner is operating.

19 Fuoco Gregoriano Gregorian focus (f/n=2.35) positioner houses 8 receivers One hole in the rotating turret allows BWG operations

20 Fuoco terziario o BWG M5 M4 M4 M6 M3 Gregorian focus
Focal point beneath the elevation axis (focal ratio = 2.81) Layout designed for focal ratio reduction (from 2.35 to 1.37) M5 M4 M4 M6 M3 A common rotating mirror allows selection of the desired layout

21 SRT: vantaggi Lo shaping di SRT consente di eliminare le riflessioni multiple ( spettroscopia) ed aumenta leggermente l’efficienza d’apertura Superficie attiva Posizioni focali multiple Flessibilita’ in frequenza (0.3 – 100 GHz) Uso in trasmissione Primario modificabile in paraboloide per illuminare i ricevitori posti in fuoco primario

22 SRT: svantaggi Lo shaping di SRT riduce considerevolmente il campo di vista Eliminazione di onde stazionarie ottenuta al prezzo di una hbl minore rispetto ad una configurazione offset Sito consente osservazioni a 3mm, ma una migliore caratterizzazione e’ necessaria

23 Confronto con altri progetti
Antenna (Alt. m) Diametro & Altit. [m] Config. ottica Intervallo Frequenza [GHz] Pannelli & attuatori Controllo superficie attiva LMT 50 (4600) Cassegrain simmetrico ~ (345) 180/720 FBC* SRT 64 (700) Gregoriano Simmetrico shaped ~ 1008/1116 GBT 100 (800) offset 2000/2209 Laser metrology * FBC = Flexible Body Compensation

24 Confronto con altri progetti
Antenna (Alt. m) Diametro & Altit. [m] Config. ottica Intervallo Frequenza [GHz] Pannelli & attuatori Controllo superficie attiva LMT 50 (4600) Cassegrain simmetrico ~ (345) 180/720 FBC* SRT 64 (700) Gregoriano Simmetrico shaped ~ 1008/1116 GBT 100 (800) offset 2000/2209 Laser metrology * FBC = Flexible Body Compensation

25 Confronto con altri progetti
Antenna (Alt. m) Diametro & Altit. [m] Config. ottica Intervallo Frequenza [GHz] Pannelli & attuatori Controllo superficie attiva LMT 50 (4600) Cassegrain simmetrico ~ (345) 180/720 FBC* SRT 64 (700) Gregoriano Simmetrico shaped ~ 1008/1116 GBT 100 (800) offset 2000/2209 Laser metrology * FBC = Flexible Body Compensation

26 Progressi nella costruzione

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