低成本、低损耗、超宽带紧凑馈源用于干涉射电望远镜
摘要：新的巨型干涉射电望远镜“大$N$，小$D$”设计需要低成本和低复杂度的馈源以实现在合理时间和资金预算内的大规模生产，并且还需要这些馈源紧凑，以最小化对射电望远镜盘面的遮挡，并且拥有超宽频带的工作范围以满足当前和未来的科学目标。本文介绍了一种基于指数级渐缩槽天线（Vivaldi）和四肋状扩张喇叭天线设计的馈源，该馈源具有超大背板，该设计是为较深的馈源盘面（$f/D \leq 0.25$）而设计的一种保持小尺寸的新方法。该馈源由激光切割的铝材和印刷电路板制成，成本低（每个馈源在大规模生产中不超过75美元）并且制造速度快；它具有5:1的频率比，其尺寸约为最长工作波长的三分之一。我们介绍了设计决策所考虑的科学和工程限制，以及开发和优化过程和模拟性能。这种馈源设计的一个版本被优化和制造用于加拿大氢气观测和射电瞬变探测器（CHORD）的原型。当在CHORD的非常深的馈源盘面（$f/D=0.21$）和CHORD的自定义一级放大器上进行模拟时，整个接收系统从盘面到数字化器的系统温度$T_{\mathrm{sys}}$在0.3-1.5 GHz频段中始终低于30 K，并且保持高于0.4到0.6的有效口径效率$\eta_{\mathrm{A}}$。整个接收链路在环境温度下运行。该馈源设计旨在略微低照射CHORD的馈源盘面，以最小化阵列元素之间的耦合和溢出。
作者：Vincent MacKay, Mark Lai, Peter Shmerko, Dallas Wulf, Leonid Belostotski, Keith Vanderlinde
论文ID：2210.07477
分类：Instrumentation and Methods for Astrophysics
分类简称：astro-ph.IM
提交时间：2023-05-10