普朗克低频仪器30和44 GHz前端模块的设计、开发与验证
天体物理仪器与方法
2010-01-27 v1
摘要
我们描述了计划于2009年发射的普朗克任务低频仪器（LFI）的30和44 GHz前端模块（FEM）的设计、构建和测试。任务科学要求决定了FEM需满足的性能参数，包括其线性偏振特性。FEM设计采用差分伪相关辐射计，将来自天空的信号与4-K黑体负载进行比较。FEM核心的低噪声放大器（LNA）基于磷化铟高电子迁移率晶体管（HEMT）。辐射计采用新颖的相位开关设计，在整个频带内具有出色的幅度和相位匹配。在两个频率上，噪声温度要求均在测量误差范围内得到满足。对于最灵敏的LNA，频带中心的噪声温度在30和44 GHz时分别为量子极限的3倍和5倍。对于某些FEM，当环境温度降至20 K时，噪声温度仍在下降。FEM的稳定性测试，包括1/f拐点频率的测量，也满足任务要求。30和44 GHz FEM在所有关键方面均已达到或优于任务要求。最灵敏的LNA在其频带中心达到了HEMT噪声温度的新极限。FEM具有明确的线性偏振特性。
引用
@article{arxiv.1001.4743,
title = {Design, development and verification of the 30 and 44 GHz front-end modules for the Planck Low Frequency Instrument},
author = {R. J. Davis and A. Wilkinson and R. D. Davies and W. F. Winder and N. Roddis and E. J. Blackhurst and D. Lawson and S. R. Lowe and C. Baines and M. Butlin and A. Galtress and D. Shepherd and B. Aja and E. Artal and M. Bersanelli and R. C. Butler and C. Castelli and F. Cuttaia and O. D'Arcangelo and T. Gaier and R. Hoyland and D. Kettle and R. Leonardi and N. Mandolesi and A. Mennella and P. Meinhold and M. Pospieszalski and L. Stringhetti and M. Tomasi and L. Valenziano and A. Zonca},
journal= {arXiv preprint arXiv:1001.4743},
year = {2010}
}
备注
39 pages, 33 figures (33 EPS files), 12 tables. Planck LFI technical papers published by JINST: http://www.iop.org/EJ/journal/-page=extra.proc5/1748-0221