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

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Presentazione sul tema: "SRT: Design e specifiche tecniche Gavril Grueff e Luca Olmi INAF – Istituto di Radioastronomia."— 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 Antenna general purpose, alta efficienza Fully steerable Fully steerable Grande area collettrice (Ø 64m) Grande area collettrice (Ø 64m) Eliminazione riflessioni multiple Eliminazione riflessioni multiple Single-dish e VLBI Single-dish e VLBI Configurazione Gregoriana simmetrica Configurazione Gregoriana simmetrica Superfici shaped, attive Superfici shaped, attive Posizioni focali multiple Posizioni focali multiple Flessibilita in frequenza (0.3 – 100 GHz) Flessibilita in frequenza (0.3 – 100 GHz) Uso in trasmissione Uso in trasmissione

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

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5 ParameterPrecision Wind< 15 km/h* SolarAbsent PrecipitationAbsent Temperature– 10°C to 30°C Temperature drift < 3°C/h Humidity< 85% Environmental specifications: Up to 22GHzUp to 100GHz ConfigurationEL over AZ Elevation travel5° to 90° Azimuth travel± 270° Azimuth rate51deg/min ** Elevation rate30deg/min ** Panel manufacturing < 100 m Panel total error 125 m Subreflector 100 m Total surface accuracy 650 m (Ruze:70%) 190 m (Ruze:53%) Non repeteable pointing errors * 7arcsec2arcsec * Precision operations. ** 25deg/min if wind > 60km/h. Specifiche generali

6 ParameterPrecision Wind< 15km/h* SolarAbsent PrecipitationAbsent Temperature– 10°C to 30°C Temperature drift < 3°C/h Humidity< 85% Environmental specifications: Up to 22GHzUp to 100GHz ConfigurationEL over AZ Elevation travel5° to 90° Azimuth travel± 270° Azimuth rate51deg/min ** Elevation rate30deg/min **, 30deg/min ** Panel manufacturing < 100 m Panel total error 125 m Subreflector 100 m Total surface accuracy 650 m (Ruze:70%) 190 m (Ruze:53%) Non repeteable pointing errors * 7arcsec2arcsec * Precision operations. ** 25deg/min if wind > 60km/h. Specifiche generali

7 Disegno ottico

8 Shaping classico Massima efficienza dapertura Illuminazione uniforme dellapertura Non si puo ottenere con Normali feed-horn Utilizzare superfici speciali che accettano lilluminazione NON uniforme del feed e la ridistribuiscono sullapertura del sistema (Galindo 1964, Collins 1973)

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

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

11 SRT Shaping Potenza incidente = Potenza riflessa Legge di Snell 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 arcsec 95%

14 1008 aluminium panels (14 rows) area between 2.4m 2 and 5.3m 2 < 100 m 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 1m 2 75 m panel manufacturing RMS backstructure composed by 12 radial trusses and 3 circular hoops Pannelli Primario Secondario

15 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 Superficie attiva

16 Strategy22GHz100GHz FocusTemperature: network of probes distributed on the whole structures Yes Position subreflector to proper focus with laser metrology and with two Position System Devices Yes PointingPointing model calibrations (gravity, alignments, mechanical, coordinate errors, measurement noise, instrumentaion accuracy & noise, etc.) Yes 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 Yes Design structure for very low hysteresis (control stresses & use welded connections) Yes Wind: Pressure sensors on reflector, real-time correction of mean wind error using FEA model, real-time partial correction of wind gust error NoUnder evaluation Optical star-trackerYes Superficie attiva

17 Primary focus F/D ratio= MHz < f < 20GHz Gregorian focus F/D ratio= GHz < f < 100GHz BWG foci F/D ratio=1.37 & GHz < f < 35GHz Posizioni focali

18 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. Fuoco primario Braccio oscillante e posizionatore dei ricevitori di fuoco primario

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

20 M3M3 M4M4 M5M5 Focal point beneath the elevation axis (focal ratio = 2.81) A common rotating mirror allows selection of the desired layout Layout designed for focal ratio reduction (from 2.35 to 1.37) Gregorian focus M4M4 M6M6 Fuoco terziario o BWG

21 SRT: vantaggi Lo shaping di SRT consente di eliminare le riflessioni multiple ( spettroscopia) ed aumenta leggermente lefficienza dapertura Lo shaping di SRT consente di eliminare le riflessioni multiple ( spettroscopia) ed aumenta leggermente lefficienza dapertura Superficie attiva Superficie attiva Posizioni focali multiple Posizioni focali multiple Flessibilita in frequenza (0.3 – 100 GHz) Flessibilita in frequenza (0.3 – 100 GHz) Uso in trasmissione Uso in trasmissione Primario modificabile in paraboloide per illuminare i ricevitori posti in fuoco primario 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 Lo shaping di SRT riduce considerevolmente il campo di vista Eliminazione di onde stazionarie ottenuta al prezzo di una bl minore rispetto ad una configurazione offset Eliminazione di onde stazionarie ottenuta al prezzo di una bl minore rispetto ad una configurazione offset Sito consente osservazioni a 3mm, ma una migliore caratterizzazione e necessaria Sito consente osservazioni a 3mm, ma una migliore caratterizzazione e necessaria

23 Antenna (Alt. m) Diametro & Altit. [m] Config. ottica Intervallo Frequenza [GHz] Pannelli & attuatori Controllo superficie attiva LMT50 (4600) Cassegrain simmetrico ~ (345) 180/720FBC* SRT64 (700) Gregoriano Simmetrico shaped ~ /1116FBC* GBT100 (800) Gregoriano offset ~ /2209Laser metrology * FBC = Flexible Body Compensation Confronto con altri progetti

24 Antenna (Alt. m) Diametro & Altit. [m] Config. ottica Intervallo Frequenza [GHz] Pannelli & attuatori Controllo superficie attiva LMT50 (4600) Cassegrain simmetrico ~ (345) 180/720FBC* SRT64 (700) Gregoriano Simmetrico shaped ~ /1116FBC* GBT100 (800) Gregoriano offset ~ /2209Laser metrology * FBC = Flexible Body Compensation Confronto con altri progetti

25 Antenna (Alt. m) Diametro & Altit. [m] Config. ottica Intervallo Frequenza [GHz] Pannelli & attuatori Controllo superficie attiva LMT50 (4600) Cassegrain simmetrico ~ (345) 180/720FBC* SRT64 (700) Gregoriano Simmetrico shaped ~ /1116FBC* GBT100 (800) Gregoriano offset ~ /2209Laser metrology * FBC = Flexible Body Compensation Confronto con altri progetti

26 Progressi nella costruzione

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