Cambio Global y Nuevas Energías

Presentación del tema: "Cambio Global y Nuevas Energías"— Transcripción de la presentación:

1 Cambio Global y Nuevas Energías
Workshop PICATA 2013 Diseño y caracterización de amplificadores criogénicos de bajo ruido en el CDT-Observatorio de Yebes Cambio Global y Nuevas Energías Ricardo I. Amils Samalot CEI Campus Moncloa (UCM-UPM) CDT-Observatorio de Yebes (IGN-MF)

2 LNAs criogenicos @ CDT-Yebes
Contenido Contexto Amplificadores criogénicos de bajo ruido para Radioastronomía/Comunicaciones Espaciales Líneas de Investigación Alcance 14/02/2013 LNAs CDT-Yebes

3 LNAs criogenicos @ CDT-Yebes
Contexto (I) Observación del universo fuera del visible y exploración espacial 14/02/2013 LNAs CDT-Yebes

4 Contexto (II) Caracterización de amplificadores Experiencia >20años
Ruido y comportamiento en frecuencia Herschel Space Observatory Launched May HIFI Instrument LNAs 14/02/2013 LNAs CDT-Yebes

5 LNAs criogénicos para RA/CE (I)
Que es necesario Hacer llegar las señales hasta el elemento encargado de dotarlas de potencia Dotar de potencia sin perturbar Extraer las señales 14/02/2013 LNAs CDT-Yebes

6 LNAs criogénicos para RA/CE (II)
Hacer llegar las señales hasta el elemento encargado de dotarlas de potencia Toda alteración en el camino de la señal implica una reflexión Compromiso entre prestaciones de LNAs 14/02/2013 LNAs CDT-Yebes

7 LNAs criogénicos para RA/CE (III)
AMPLIFICADOR de BAJO RUIDO Dotar de potencia sin perturbar 14/02/2013 LNAs CDT-Yebes

8 LNAs criogénicos para RA/CE (IV)
Amplificación Potencia captada de la fuente muy bajo Ej.: Pout(detección analógica)=1E-5W Pin(cielo:20K,BW:1MHz)=K·T·B=2.8E-16W ⇒ G=3.6E10 ⇒ G(dB)=10log(G)=106dB LNA 14/02/2013 LNAs CDT-Yebes

9 LNAs criogénicos para RA/CE (V)
Ruido Potencia de ruido del amplificador P de salida generada para P entrada nula Criogenia Fuente principal: agitación térmica de portadores Mejora TN factor a 15K frente a 300K Ej.: 4-8GHz: 4K 8-12GHz: 6K 18-26GHz: 13K 14/02/2013 LNAs CDT-Yebes

10 Líneas de Investigación (I)
Desarrollo de un Focal Plane Array (FPA) Multiplicar nº de pixeles en radiotelescopios 14/02/2013 LNAs CDT-Yebes

11 Líneas de Investigación (III)
Desarrollo de un Focal Plane Array (FPA) Multiplicar nº de pixeles en radiotelescopios Eliminación del aislador de entrada del LNA Reducción de reflexiones a la entrada ⇒ Compromiso y mejora de diseño LNA de una etapa RF LNA IF LO MIX ISOL 14/02/2013 LNAs CDT-Yebes

12 Líneas de Investigación (V)
Caracterización de LNAs criogénicos Modulo de Medida de Ruido Ingenioso sistema que integra fuente y sensor de ruido en un solo chip Caracterización térmica ⇒ comprensión de mecanismos de disipación de calor UCM-CDT Bruch et al; MWCL 22, , December 2012 14/02/2013 LNAs CDT-Yebes

13 Líneas de Investigación (VI)
LNAs criogénicos para Kinetic Inductance Detectors (KIDs) Requerimientos muy ambiciosos en ruido para poder explotar su sensibilidad Primeros pasos: se ha mejorado el ruido de un LNA existente para satisfacer necesidades Contactos con distintos laboratorios encargados del diseño del detector CAB-CDT 14/02/2013 LNAs CDT-Yebes

14 LNAs criogenicos @ CDT-Yebes
Alcance Aplicación en grandes proyectos de RA/CE Desarrollo de un pixel prototipo de un FPA Definir necesidades y diseñar LNAs para KIDs Caracterización de LNAs mediante Modulo de Medida de Ruido Mejoras del modulo usando nuevos chips Estudio térmico ⇒ mejor comprensión de distribución y disipación de calor CAB CDT UCM CDT 14/02/2013 LNAs CDT-Yebes

15 LNAs criogenicos @ CDT-Yebes
14/02/2013 LNAs CDT-Yebes