Centro Astronómico de Yebes Observatorio Astronómico Nacional ALMA CAY 8/10/2001Reunión ALMA (Madrid)1 Amplificadores de FI para los receptores de ALMA Juan Daniel Gallego Puyol

Centro Astronómico de Yebes Observatorio Astronómico Nacional ALMA CAY 8/10/2001Reunión ALMA (Madrid)2 Experiencia del CAY en Amplificadores Criogénicos Gran número de amplificadores realizados para aplicaciones diversas (total>150): –IRAM: Grenoble, PdB, 30 m –HERSCHEL (FIRST): CALTECH, DEMIRM, IRAM, JPL, KOSMA, SRON –ESOC: Estación DSN (New Norcia,Australia)  Rosseta, SMART –CFA: Harvard, USA  SMA –EMCOR: Observaciones atmósfericas –Observatorio de Burdeos –INPE: Antena 14m, Brasil

Centro Astronómico de Yebes Observatorio Astronómico Nacional ALMA CAY 8/10/2001Reunión ALMA (Madrid)3 Experiencia del CAY en Amplificadores Criogénicos Amplia experiencia con GaAs HEMT comerciales Varios lotes de InP HEMTs probados: –JPL-TRW (11) –ETH (Suiza) (5) –Chalmers (1)

Centro Astronómico de Yebes Observatorio Astronómico Nacional ALMA CAY 8/10/2001Reunión ALMA (Madrid)4 InP HEMTs CHALMERS ETH JPL 0.3 mm

Centro Astronómico de Yebes Observatorio Astronómico Nacional ALMA CAY 8/10/2001Reunión ALMA (Madrid)5 Proceso de desarrollo de amplificadores criogénicos Especificaciones Medida de componentes a temperatura criogénica !! Diseño Fabricación –Mecanizado CAM –Dorado electrolítico –Grabado de substratos –Bonding y soldadura Medida Ajuste

Centro Astronómico de Yebes Observatorio Astronómico Nacional ALMA CAY 8/10/2001Reunión ALMA (Madrid)6 Medida de parámetros S criogénicos

Centro Astronómico de Yebes Observatorio Astronómico Nacional ALMA CAY 8/10/2001Reunión ALMA (Madrid)7 Parámetros S criogénicos de un transistor

Centro Astronómico de Yebes Observatorio Astronómico Nacional ALMA CAY 8/10/2001Reunión ALMA (Madrid)8 Criostato de ciclo cerrado

Centro Astronómico de Yebes Observatorio Astronómico Nacional ALMA CAY 8/10/2001Reunión ALMA (Madrid)9 Ejemplos de Amplificadores T amb =15 K C-Band (4-8 GHz) FIRST –Tn = 3.4 K –G = 27.3 ± 1.4 dB X-Band (8-12 GHz) demonstration prototype –Tn = 6.5 K –G = 22.9 ± 1.4 dB K-Band ( GHz) VLBI –Tn= 8.9 K –G= 26.1 ± 1 dB

Centro Astronómico de Yebes Observatorio Astronómico Nacional ALMA CAY 8/10/2001Reunión ALMA (Madrid)10 C-Band (4-8 GHz) FIRST

Centro Astronómico de Yebes Observatorio Astronómico Nacional ALMA CAY 8/10/2001Reunión ALMA (Madrid)11 C-Band (4-8 GHz) FIRST

Centro Astronómico de Yebes Observatorio Astronómico Nacional ALMA CAY 8/10/2001Reunión ALMA (Madrid)12 C-Band (4-8 GHz) FIRST

Centro Astronómico de Yebes Observatorio Astronómico Nacional ALMA CAY 8/10/2001Reunión ALMA (Madrid)13 X-Band (8-12 GHz) Demonstration

Centro Astronómico de Yebes Observatorio Astronómico Nacional ALMA CAY 8/10/2001Reunión ALMA (Madrid)14 X-Band (8-12 GHz) Demonstration

Centro Astronómico de Yebes Observatorio Astronómico Nacional ALMA CAY 8/10/2001Reunión ALMA (Madrid)15 K-Band ( ) VLBI

Centro Astronómico de Yebes Observatorio Astronómico Nacional ALMA CAY 8/10/2001Reunión ALMA (Madrid)16 K-Band ( ) VLBI

Centro Astronómico de Yebes Observatorio Astronómico Nacional ALMA CAY 8/10/2001Reunión ALMA (Madrid)17 Fluctuaciones de Ganancia

Centro Astronómico de Yebes Observatorio Astronómico Nacional ALMA CAY 8/10/2001Reunión ALMA (Madrid)18 Resumen de la capacidad del CAY Lider en el desarrollo de amplificadores criogénicos en Europa, y competitivo en EEUU. Dimensionado para producción de prototipos y pequeñas y medianas series (<50/año) (limitado por personal) Amplia capacidad en todo el proceso de desarrollo. Instrumentación adecuada para producción y medida Experiencia en transferencia a industria para producción: –ALCATEL espacio: DM/QM/FM para FIRST –TTI: Criostato y amplificadores S/X

Centro Astronómico de Yebes Observatorio Astronómico Nacional ALMA CAY 8/10/2001Reunión ALMA (Madrid)19 Desarrollo de amplificadores ALMA El amplificador IF es un componente crítico –T rec = T mix + L T if Problema para banda ancha (4-12 GHz): REFLEXION –Aislador criogénico (PAMTECH) –Amplificador balanceado –Amplificador integrado Entregados amplificadores 4-8 GHz (YCF 2000): –NOVA –IRAM

Centro Astronómico de Yebes Observatorio Astronómico Nacional ALMA CAY 8/10/2001Reunión ALMA (Madrid)20 Problemas para el desarrollo Falta de coordinación entre los grupos europeos –Grupo de trabajo de receptores Definición de especificaciones (nivel europeo) Interfaces Programación Financiación Industrialización competitiva económicamente

Centro Astronómico de Yebes Observatorio Astronómico Nacional ALMA CAY 8/10/2001Reunión ALMA (Madrid)21 Conclusiones El OAN-CAY tiene una larga experiencia en el desarrollo de amplificadores criogénicos para IF, con resultados ampliamente reconocidos de características y fiabilidad. Queda mucho trabajo por hacer para ALMA. El OAN-CAY puede aportar mucho a las decisiones que se tomen sobre amplificadores FI. Es necesario organizar urgentemente el trabajo de investigación y coordinar los distintos grupos que trabajan en el desarrollo de receptores. ¡Necesitamos ayuda de los astrónomos que tengan responsabilidad dentro del proyecto!