Instrumentation millimétrique

Aperçu

Nous sommes spécialisés dans la recherche et le développement en instrumentation millimétrique, avec de l'expérience en conception et en fabrication de récepteurs radio à faible bruit et de leurs sous-systèmes. Actuellement, notre principale activité est la conception, la construction et les essais de récepteurs de bande 3 (84 - 116 GHz) pour l'observatoire ALMA.

Activités et projets de recherche
	Bande 3 pour l'observatoire ALMA L'Institut Herzberg d'astrophysique du CNRC (IHA-CNRC) participe actuellement au développement et à la réalisation de 72 détecteurs hétérodynes de 84 - 116 GHz pour le grand réseau millimétrique Atacama (ALMA).
	Développement de la bande 1 pour l'observatoire ALMA Dans la bande 1, on se servira d'amplificateurs cryogéniques à faible bruit comme détecteurs pour couvrir la plage 31,3 - 45 GHz (6,7 - 9,6 mm). Le signal détecté et amplifié sera par la suite converti à des fréquences plus basses en utilisant des mélangeurs disponibles dans le commerce (voir la figure). L'IHA-CNRC met sur pied des études de conception pour l'amplificateur à faible bruit de bande 1 et le système de réception.
	Diagramme schématique de la bande 1 (courtoisie du projet d'ALMA)
	Amplificateurs à faible bruit (LNA) Nous mettons au point des LNA pour la radioastronomie dans les plages de fréquences 4-8 GHz, 22-26 GHz et 30-45 GHz. Ces amplificateurs sont conçus pour fonctionner aux températures cryogéniques.
	Récepteur à réseau d'antennes très intégré pour les applications au rayonnement RF et aux ondes millimétriques Le développement de caméras spectroscopiques pour les longueurs d'ondes millimétriques est la prochaine étape technologique à franchir dans le domaine de la radioastronomie. Ces caméras auront un plus grand champ de vision et augmenteront l'efficacité des télescopes. Nous développons des technologies planaires comme les guides d'ondes intégrés au substrat (SIW) afin d'augmenter l'efficacité des récepteurs.
	Détecteur hautes fréquences pour le réseau d'un kilomètre carré (SKA) : antenne à pixel unique à large bande La conception du système de base du SKA se compose de 2000 à 3000 antennes à réflecteurs de 15 m de diamètre ; chaque antenne est équipée d'une antenne à pixel unique à large bande (WBSPF) opérant dans la bande de fréquence de 1GHz à 10 GHz. L'IHA participe à la conception d'une telle antenne.

Diagramme schématique de la bande 1 (courtoisie du projet d'ALMA)

Infrastructure

Nous gérons le Laboratoire des RF et la salle blanche (catégorie 5).

Cliquer ici pour la galerie de photos des laboratoires

Possibilités de partenariat

Notre expertise en instrumentation millimétrique peut bénéficier non seulement la communauté de l'astronomie, mais d'autres domaines aussi, comme :

• L'imagerie passive à onde millimétrique pour la création d'images dans la gamme de fréquences 30 - 300 GHz, à travers le brouillard et les vêtements, ou pour des applications médicales
• Les systèmes radar
• Les recherches atmosphériques par sondage du spectre des molécules responsables de la diminution de la couche d'ozone

Liens connexes

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Sélection de publications

1. S. Claude, F. Jiang, P.Niranjanan, P. Dindo, D. Erickson, K. Yeung, D. Derdall, D. Duncan, D. Garcia, B. Leckie, M. Pfleger, G. Rodrigues, K. Szeto, P. Welle, I. Wood, K. Caputa, A. Lichtenberger and S-K. Pan "Performance of the Pre-production Band 3 (84-116 GHz) Receivers for ALMA", in Millimeter and Submillimeter Detectors and Instrumentation for Astronomy IV, edited by William D. Duncan, Wayne S. Holland, S. Withington and J. Zmuidzinas, Proceedings of SPIE Vol. 7020 70201B-1 Marseille, France, June 26-28, 2008.
2. Ian Wood, David Dousset, Jens Borneman and Stephane Claude, "Linear Tapered Slot Antenna with Substrate Integrated Waveguide Feed", 2007 IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium. Honolulu, Hawaii, USA, June 10-15, 2007.
3. S. Claude, F. Jiang, P.Niranjanan, P. Dindo, D. Erickson, K. Yeung, D. Derdall, D. Duncan, D. Garcia, D. Henke, B. Leckie, M. Pfleger, G. Rodrigues, K. Szeto, P. Welle, I. Wood, K. Caputa, A. Lichtenberger, S-K. Pan, "Performance of the Band 3 (84-116 GHz) receiver for ALMA", presented at 17th Int'l Symp. on Space Terahertz Tech., Paris, May 10-12, 2006.
4. D. W. Henke, P. P. M. So, S. M. X. Claude, W. J. R. Hoefer, "Embedding the Quantum Mixer Theory into a Time Domain Field Solver", presented at 16th Int'l. Symp. on Space Terahertz Tech., May 2-4, 2005 .
5. S. Claude, P. Dindo, D. Erickson, F. Jiang, K. Yeung, D. Derdall, D. Duncan, D. Garcia, D. Henke, B. Leckie, A. Lichtenberger, P. Niranjanan, S-K. Pan, M. Pfleger, G. Rodrigues, K. Szeto, P. Welle, K. Caputa, "The Band 3 Receiver (84-116 GHz) for ALMA", 30th Int'l. Conf. Infrared and Millimeter Waves, Williamsburg, USA, September 19-23, 2005.
6. N. Jiang, S. Claude, I. Wood, P. Niranjanan, D. Garcia, K. Yeung, P. Dindo, K. Szeto, P. Welle, G. Rodrigues, D. Derdall, D. Erickson, D. Duncan, B. Leckie, M. Pfleger, "Stability of Preamplifier in 84-116 GHz Receiver", 30th Int'l. Conf. Infrared and Millimeter Waves, Williamsburg, USA, September 19-23, 2005.
7. P. Dindo, S. Claude, D. Derdall, D. Henke, D. Erickson, G. Rodrigues, A. Lichtenberger, S-K. Pan, "Design and Characterization of Two Sideband SIS Mixer RF Hybrids for the Band 3 Receiver (84-116 GHz)", 30th Int'l. Conf. Infrared and Millimeter Waves, Williamsburg , USA , September 19-23, 2005 .
8. S-K. Pan, A. R. Kerr, M. W. Pospieszalski, E. F. Lauria, W. K. Crady, N. Horner, Jr., S. Srikanth, E. Bryerton, K. Saini, S. M. X. Claude, C. C. Chin, P. Dindo, G. Rodrigues, D. Derdall, J. Z. Zhang, A. W.Lichtenberger, "A Fixed-Tuned SIS Mixer with Ultra-Wide-Band IF and Quantum-Limited Sensitivity for ALMA Band 3 (84-116 GHz) Receivers", Proc. Fifteen International Symposium on Space Terahertz Technology, April 27-29, 2004.
9. M. Carter, A. Baryshev, M. Harman, B. Lazareff, J. Lamb, S. Navarro, D. John, A-L. Fontanna, G. A. Ediss,
   C-Y. Tham, S. Withington, F. Tercero, R. Nesti, G. H. Tan, Y. Sekimoto, M. Matsunaga, H. Ogawa, S. Claude, "ALMA Front-end Optics", SPIE Conference, Glasgow, U.K., June 21-25, 2004, Proc. SPIE 5489, pp 1074-1084.
10. F. Jiang, S. Claude, K. Yeung, D. Garcia, "Low noise InP HEMT amplifier", SPIE Conference, Glasgow, June 2004.
11. S. Claude, "Sideband-Separating SIS Mixer for ALMA Band 7, 275-370 GHz". International Space Terahertz Conference, Tucson, AZ, April 22, 2003.
12. S. M. X. Claude, C. T. Cunningham, A. R. Kerr, S.-K. Pan, "Design of a Sideband-Separating Balanced SIS Mixer Based on Waveguide Hybrids", ALMA Memo #316, December 2000.

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Instituts:

• Institut Herzberg d'astrophysique du CNRC