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Amplificadores HEMT de Frecuencia Intermedia para los receptores de ALMA

Amplificadores HEMT de Frecuencia Intermedia para los receptores de ALMA. Juan Daniel Gallego Puyol. Experiencia del CAY en Amplificadores Criogénicos. Gran número de amplificadores realizados para aplicaciones diversas (total>150): IRAM: Grenoble, PdB, 30 m

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Amplificadores HEMT de Frecuencia Intermedia para los receptores de ALMA

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Presentation Transcript

  1. Amplificadores HEMT de Frecuencia Intermedia para los receptores de ALMA Juan Daniel Gallego Puyol SEA Toledo 2002

  2. Experiencia del CAY en Amplificadores Criogénicos • Gran número de amplificadores realizados para aplicaciones diversas (total>150): • IRAM: Grenoble, PdB, 30 m • HERSCHEL: CALTECH, DEMIRM, IRAM, JPL, KOSMA, SRON, DM (37) • ESOC: Estación DSN (New Norcia,Australia)  Rosseta, SMART • CFA: Harvard, USA SMA • EMCOR: Observaciones atmosféricas • PRONAOS: Receptor mm. en globo estratosférico • Observatorio de Burdeos • INPE: Antena 14m, Brasil • CAY: bandas S, X, Q, K SEA Toledo 2002

  3. Experiencia del CAY en Amplificadores Criogénicos • Amplia experiencia con GaAs HEMT comerciales: • Más de 30 lotes probados (Fujitsu, Mitsubishi, Thomson, Toshiba, Starcomm...) • Amplia experiencia con InP HEMTs experimentales: • JPL-TRW (CHOP program): (7 tipos, 14 lotes) • ETH (Suiza) (4 tipos, 7 lotes) • Chalmers (1 tipo, 1 lote) • HRL (3 tipos, 1 lote) (por experimentar) SEA Toledo 2002

  4. InP HEMTs 0.3 mm ETH JPL JPL CHALMERS SEA Toledo 2002

  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 SEA Toledo 2002

  6. Medida de parámetros S criogénicos SEA Toledo 2002

  7. Parámetros S criogénicos de un transistor SEA Toledo 2002

  8. Criostato de ciclo cerrado SEA Toledo 2002

  9. Ejemplos de Amplificadores Tamb=15 K • C-Band (4-8 GHz) HERSCHEL • 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 (20.5-24.5 GHz) VLBI • Tn= 8.9 K • G= 26.1 ± 1 dB SEA Toledo 2002

  10. C-Band (4-8 GHz) FIRST SEA Toledo 2002

  11. C-Band (4-8 GHz) FIRST SEA Toledo 2002

  12. C-Band (4-8 GHz) FIRST SEA Toledo 2002

  13. X-Band (8-12 GHz) Demonstration SEA Toledo 2002

  14. X-Band (8-12 GHz) Demonstration SEA Toledo 2002

  15. K-Band (20.5-24.5) VLBI SEA Toledo 2002

  16. K-Band (20.5-24.5) VLBI SEA Toledo 2002

  17. Fluctuaciones de Ganancia SEA Toledo 2002

  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 SEA Toledo 2002

  19. Desarrollo de amplificadores ALMA • El amplificador IF es un componente crítico • Trec = Tmix + L Tif • Problema para banda ancha (4-12 GHz): REFLEXION • Aislador criogénico (PAMTECH) • Amplificador balanceado • Amplificador integrado • Entregados amplificadores 4-8 GHz (YCF 2000): • NOVA • IRAM SEA Toledo 2002

  20. Problemas para el desarrollo • Necesidad de personal (técnicos especializados) !!!!! • Definición de especificaciones • 4-8 GHz ? • 4-12 GHz con aislador ? • 4-12 GHz integrado ? • Transistores InP • Industrialización competitiva económicamente SEA Toledo 2002

  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. • La fabricación de amplificadores para ALMA en España es técnicamente posible, y en línea con el trabajo realizado en el CAY. • Es necesario definir el tipo de amplificador a desarrollar y su número. • Es urgente solucionar el problema del personal técnico. • Hay que asegurar el suministro de transistores de InP. SEA Toledo 2002

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