Istituto Nazionale di Astrofisica Osservatorio Astrofisico di Arcetri

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Radionet ERATec On the development of mm passive components for ALMA Renzo Nesti (INAF-OAA)

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Summary ALMA Band 2/3 Design Prototyping Tests 06/10/2015 R. Nesti On the Development of mm passive components for ALMA 2/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri ALMA Band 2/3 ALMA, (ESO, NRAO, NAOJ) Llano de Chajnantor Observatory Atacama Desert, (CL) • Antennas: 54 (12 m)+ 12(7 m); • Cassegrain. • 10 almost continuous bands from 30 GHz to 1 THz 06/10/2015 R. Nesti • Altitude: ~5000 m • Dynamical Configuration: Dmax 16 km • Resolution: 0. 01 arcsec On the Development of mm passive components for ALMA 3/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri ALMA Band 2/3 ALMA bands • • • 06/10/2015 R. Nesti Operating Coming soon Band 2: 67 -90 GHz Band 3: 84 -116 GHz Band 2/3: 67 -116 GHz On the Development of mm passive components for ALMA 4/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri ALMA Band 2/3 Under ESO management Funds: ESO and participant Institutions Partners: UMAN, IRAM, STFC, UChile, NAOJ, INAF Idea 2010 06/10/2015 R. Nesti 2011 Feasibility 2012 2013 Prototyping 2014 2015 2016 On the Development of mm passive components for ALMA 2017 5/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Design Requirements 06/10/2015 R. Nesti On the Development of mm passive components for ALMA 6/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Design Requirements B 2/3 06/10/2015 R. Nesti On the Development of mm passive components for ALMA 7/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Design Waveguide limitations 06/10/2015 R. Nesti On the Development of mm passive components for ALMA 8/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Design Feed: Electromagnetic Model 06/10/2015 R. Nesti On the Development of mm passive components for ALMA 9/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Design Feed: Engineering Platelet technology • 44 layers • 2 end flanges (top-bottom) • Layers aligned by 2 pins and sandwiched by 4 tightening screws. • Standard UG 387/UM interface. • Custom interface to minimize path losses 06/10/2015 R. Nesti On the Development of mm passive components for ALMA 10/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Design OMT: Electromagnetic Model 06/10/2015 R. Nesti On the Development of mm passive components for ALMA 11/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Design OMT: Engineering Platelet technology • 11 layers • 2 end flanges (top-bottom) • Layers aligned by 2 pins and sandwiched by 12 tightening screws. • Standard UG 387/UM interface. • Custom interface (as feed) 06/10/2015 R. Nesti On the Development of mm passive components for ALMA 12/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Prototyping Feed engineering: 3 D model Top view 06/10/2015 R. Nesti Transparent view On the Development of mm passive components for ALMA Bottom view 13/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Prototyping OMT engineering: 3 D model Top view 06/10/2015 R. Nesti Unpacked On the Development of mm passive components for ALMA Bottom view 14/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Prototyping Feed and OMT fabrication 06/10/2015 R. Nesti On the Development of mm passive components for ALMA 15/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Prototyping Feed and OMT fabrication 06/10/2015 R. Nesti On the Development of mm passive components for ALMA 16/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Test Feed test: S 11 direct measurement and time domain filtering 06/10/2015 R. Nesti On the Development of mm passive components for ALMA 17/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Test Assembly test: S 11 06/10/2015 R. Nesti On the Development of mm passive components for ALMA 18/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Test Assembly test: Output port Isolation 06/10/2015 R. Nesti On the Development of mm passive components for ALMA 19/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Test Assembly test: OMT X port S 11 Time Domain measurement 06/10/2015 R. Nesti On the Development of mm passive components for ALMA 20/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Test Assembly test: OMT Y port S 11 Time Domain measurement 06/10/2015 R. Nesti On the Development of mm passive components for ALMA 21/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Test OMT test: OMT losses 06/10/2015 R. Nesti On the Development of mm passive components for ALMA 22/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Test OMT test: OMT added noise temperature (@20 K) due to losses 06/10/2015 R. Nesti On the Development of mm passive components for ALMA 23/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Test OMT test: Cross-polarization 06/10/2015 R. Nesti On the Development of mm passive components for ALMA 24/25

Istituto Nazionale di Astrofisica - Osservatorio Astrofisico di Arcetri Conclusions Feasibility study, design, prototyping and test of a mm passive front-end for ALMA band 2+3 have been presented. Circe: Observatory Radio-cat Results seem to suggest that ALMA requirements can be satisfied. Do OMT loss (and consequently added noise temperature) need to be improved ? Further developments upcoming…… In the meanwhile the prototype is safely protected… 06/10/2015 R. Nesti On the Development of mm passive components for ALMA 25/25