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SRT:SRT:Design e specifiche Design e specifiche
tecnichetecniche
Gavril Grueff e Luca OlmiGavril Grueff e Luca OlmiINAF – Istituto di INAF – Istituto di
RadioastronomiaRadioastronomia
Caratteristiche generaliCaratteristiche generali
Antenna general purpose, alta Antenna general purpose, alta efficienzaefficienza Fully steerableFully steerable Grande area collettrice (Ø 64m)Grande area collettrice (Ø 64m) Eliminazione riflessioni multipleEliminazione riflessioni multiple Single-dish e VLBISingle-dish e VLBI Configurazione Gregoriana Configurazione Gregoriana simmetricasimmetrica Superfici “shaped”, attiveSuperfici “shaped”, attive Posizioni focali multiplePosizioni focali multiple Flessibilita’ in frequenza (0.3 – 100 Flessibilita’ in frequenza (0.3 – 100 GHz)GHz) Uso in trasmissioneUso in trasmissione
Sito di costruzioneSito di costruzione
Basso livello di RFIBasso livello di RFI Bassa velocita’ del vento: <VBassa velocita’ del vento: <Vww>>4 m/s4 m/s Consente uso nella banda a 3mmConsente uso nella banda a 3mm Costruzione e logistica facilitateCostruzione e logistica facilitate Vicino ad OACVicino ad OAC Pranu Pranu
SanguniSanguni(altopiano (altopiano “del “del sangue”)sangue”)
Misure effettuate da INAF OAC. Elaborazione per contratto ex art. 37 RAS
Parameter Precision
Wind < 15 km/h*
Solar Absent
Precipitation Absent
Temperature – 10°C to 30°C
Temperature drift
< 3°C/h
Humidity < 85%
Environmental specifications:
Up to 22GHz Up to 100GHz
Configuration EL over AZ EL over AZ
Elevation travel 5° to 90° 5° to 90°
Azimuth travel ± 270° ± 270°
Azimuth rate 51deg/min** 51deg/min**
Elevation rate 30deg/min** 30deg/min**
Panel manufacturing
< 100 m < 100 m
Panel total error 125m 125m
Subreflector 100m 100m
Total surface accuracy
650m (Ruze:70%)
190m (Ruze:53%)
Non repeteable pointing errors*
7arcsec 2arcsec
* Precision operations.** 25deg/min if wind > 60km/h.
Specifiche generaliSpecifiche generali
Parameter Precision
Wind < 15km/h*
Solar Absent
Precipitation Absent
Temperature – 10°C to 30°C
Temperature drift
< 3°C/h
Humidity < 85%
Environmental specifications:
Up to 22GHz Up to 100GHz
Configuration EL over AZ EL over AZ
Elevation travel 5° to 90° 5° to 90°
Azimuth travel ± 270° ± 270°
Azimuth rate 51deg/min** 51deg/min**
Elevation rate 30deg/min**, 30deg/min**
Panel manufacturing
< 100m < 100m
Panel total error 125m 125m
Subreflector 100m 100m
Total surface accuracy
650m (Ruze:70%)
190m (Ruze:53%)
Non repeteable pointing errors*
7arcsec 2arcsec
* Precision operations.** 25deg/min if wind > 60km/h.
Specifiche generaliSpecifiche generali
““Shaping classico”Shaping classico”Massima efficienza Massima efficienza d’apertura d’apertura
Illuminazione uniformeIlluminazione uniformedell’apertura dell’apertura
Non si puo’ ottenere conNon si puo’ ottenere conNormali feed-horn Normali feed-horn
Utilizzare superfici speciali che Utilizzare superfici speciali che accettano l’illuminazione NON accettano l’illuminazione NON uniforme del feed e la ridistribuiscono uniforme del feed e la ridistribuiscono sull’apertura del sistemasull’apertura del sistema(Galindo 1964, Collins 1973)(Galindo 1964, Collins 1973)
““Shaping classico”Shaping classico”
Potenza incidente = Potenza riflessaPotenza incidente = Potenza riflessa Legge di SnellLegge di Snell
Illuminazione uniforme Illuminazione uniforme
Forma della superficie riflettenteForma della superficie riflettente
““Shaping classico”Shaping classico”
PROBLEMA: PROBLEMA:
I sistemi ottici shaped violano la I sistemi ottici shaped violano la condizione dei seni di Abbecondizione dei seni di Abbe
Coma & curvatura di campoComa & curvatura di campo
(Hudson 1989) (Hudson 1989)
““SRT Shaping”SRT Shaping”
Potenza incidente = Potenza riflessaPotenza incidente = Potenza riflessa Legge di SnellLegge di Snell
Compromesso fra FOV ed efficienzaCompromesso fra FOV ed efficienza
(Cortes-Medellin 2002) (Cortes-Medellin 2002)
0.880
0.900
0.920
0.940
0.960
0.980
1.000
1.020
0.000 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 140.000
SRT
Gregoriano
Campo di vista: 100 GHzCampo di vista: 100 GHz
95%95%
arcsec
Campo di vista: 22 GHzCampo di vista: 22 GHz
arcsec0.860
0.880
0.900
0.920
0.940
0.960
0.980
1.000
1.020
0.000 100.000 200.000 300.000 400.000 500.000 600.000
SRT
Gregoriano
95%95%
• 1008 aluminium panels (14 rows)
• area between 2.4m2 and 5.3m2
• < 100m 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
• 75m panel manufacturing RMS
• backstructure composed by 12 radial trusses and 3 circular hoops
Pannelli Pannelli PrimarioPrimario SecondarioSecondario
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 Superficie attiva
Strategy 22GHz 100GHz
Focus Temperature: network of probes distributed on the whole structures
Yes Yes
Position subreflector to proper focus with laser metrology and with two Position System Devices
Yes Yes
Pointing Pointing model calibrations (gravity, alignments, mechanical, coordinate errors, measurement noise, instrumentaion accuracy & noise, etc.)
Yes Yes
Control of thermals using insulation, reflective coatings, & air circulation.
Under evaluation
Under evaluation
Two-axis tilt meters and temperature sensors will be used to detect thermally-induced rotations at each of the EL bearings
Yes Yes
Design structure for very low hysteresis (control stresses & use welded connections)
Yes Yes
Wind: Pressure sensors on reflector, real-time correction of mean wind error using FEA model, real-time partial correction of wind gust error
No Under evaluation
Optical star-tracker Yes Yes
Superficie attiva Superficie attiva
Primary focusF/D ratio=0.33
300MHz < f < 20GHz
Gregorian focusF/D ratio=2.35
7.5GHz < f < 100GHz BWG fociF/D ratio=1.37 & 2.811.4GHz < f < 35GHz
Posizioni focaliPosizioni focali
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 primarioFuoco primarioBraccio oscillante e Braccio oscillante e posizionatore dei posizionatore dei ricevitori di fuoco ricevitori di fuoco primarioprimario
Gregorian focus (f/n=2.35) positioner houses 8 receivers
One hole in the rotating turret allows BWG operations
Fuoco GregorianoFuoco Gregoriano
M3
M4M5
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
M4 M6
Fuoco terziario o BWGFuoco terziario o BWG
SRT: vantaggiSRT: vantaggi Lo shaping di SRT consente di eliminare Lo shaping di SRT consente di eliminare le riflessioni multiple (le riflessioni multiple ( spettroscopia) ed spettroscopia) ed aumenta leggermente l’efficienza aumenta leggermente l’efficienza d’aperturad’apertura
Superficie attiva Superficie attiva
Posizioni focali multiplePosizioni focali multiple
Flessibilita’ in frequenza (0.3 – 100 GHz)Flessibilita’ in frequenza (0.3 – 100 GHz)
Uso in trasmissioneUso in trasmissione
Primario modificabile in paraboloide per Primario modificabile in paraboloide per illuminare i ricevitori posti in fuoco illuminare i ricevitori posti in fuoco primarioprimario
SRT: SRT: ssvantaggivantaggi Lo shaping di SRT riduce Lo shaping di SRT riduce considerevolmente il campo di vistaconsiderevolmente il campo di vista
Eliminazione di onde stazionarie ottenuta Eliminazione di onde stazionarie ottenuta al prezzo di una al prezzo di una blbl minore rispetto ad una minore rispetto ad una configurazione offsetconfigurazione offset
Sito consente osservazioni a 3mm, ma Sito consente osservazioni a 3mm, ma una migliore caratterizzazione e’ una migliore caratterizzazione e’ necessaria necessaria
Antenna(Alt. m)
Diametro& Altit. [m]
Config.ottica
IntervalloFrequenza[GHz]
Pannelli & attuatori
Controllosuperficie attiva
LMT 50(4600)
Cassegrainsimmetrico
~80 - 280(345)
180/720 FBC*
SRT 64(700)
GregorianoSimmetricoshaped
~ 0.3 - 100
1008/1116 FBC*
GBT 100(800)
Gregorianooffset
~ 0.3 - 100
2000/2209 Laser metrology
* FBC = Flexible Body Compensation
Confronto con altri Confronto con altri progettiprogetti
Antenna(Alt. m)
Diametro& Altit. [m]
Config.ottica
IntervalloFrequenza[GHz]
Pannelli & attuatori
Controllosuperficie attiva
LMT 50(4600)
Cassegrainsimmetrico
~80 - 280(345)
180/720 FBC*
SRT 64(700)
GregorianoSimmetricoshaped
~ 0.3 - 100
1008/1116 FBC*
GBT 100(800)
Gregorianooffset
~ 0.3 - 100
2000/2209 Laser metrology
* FBC = Flexible Body Compensation
Confronto con altri Confronto con altri progettiprogetti
Antenna(Alt. m)
Diametro& Altit. [m]
Config.ottica
IntervalloFrequenza[GHz]
Pannelli & attuatori
Controllosuperficie attiva
LMT 50(4600)
Cassegrainsimmetrico
~80 - 280(345)
180/720 FBC*
SRT 64(700)
GregorianoSimmetricoshaped
~ 0.3 - 100
1008/1116 FBC*
GBT 100(800)
Gregorianooffset
~ 0.3 - 100
2000/2209 Laser metrology
* FBC = Flexible Body Compensation
Confronto con altri Confronto con altri progettiprogetti
Progressi nella Progressi nella costruzionecostruzione
