ASTE WHSF Status Report

概要
1.1 システム構成
1.2 観測モードとシステム仕様
1.3 F-FX相関モード
窓関数と周波数分解能
感度計算
強度較正法について

概要

広帯域分光用のFX相関モードと高分散分光用のF-FX相関モードを備えた "Wideband and High-dispersion Spectrometer system with FFX correlator (WHSF)" がASTE望遠鏡に搭載されています。本システムは、中間周波数4-8 GHz対応アナログバックエンド、 8Gsps-1bit-AD変換器、F-FX型分光相関器から構成され、広帯域高分散の観測が可能となります。

1.1 システム構成

アナログバックエンド(中間周波数4-8 GHz対応)
- バンドパスフィルタ(4096-6144 GHz / 4096-8192 GHz)
- レベル調整
- IF選択切替機能
- 検波器
8Gpsp-1bit-AD変換器
30 Gsps光伝送送受信機
F-FX型分光相関器
基準信号発生装置

1.2 観測モードとシステム仕様

広帯域分光用のFX相関モードと高分散分光用のF-FX相関モードが使用できます。
バンド幅4096 MHzの場合、入力IF数は最大2、バンド幅2048 MHzの場合、入力IF数は最大4となります。
相関器出力は4096chとなっていますが、FX相関モードではNEWSTARやQLOOKのチャンネル数の制約から2ch binningされ2048chとなります。
アンテナ・アナログバックエンド等は整秒(=1sec単位)で制御していますが、分光相関器の積分時間は整秒ではないため、その差に起因する誤差が発生する可能性があります。
周波数スイッチ観測はできません。

表1. 観測モードとシステム仕様

モード	相関	バンド幅	IF帯域	入力IF数	アレイ帯域幅	アレイ数	周波数分解能	PSW	OTF	最小積分時間
1	FX	4096 MHz	4096-8192 MHz	2	AC: 4096 MHz	2	2 MHz	○	○	PSW: 1.024 sec OTF: 0.2048 sec
1	FX	4096 MHz	4096-8192 MHz	2	CC: 4096 MHz	1	2 MHz	○	○
2	FX	2048 MHz	4096-6144 MHz	4	AC: 2048 MHz	4	1 MHz	○	○
2	FX	2048 MHz	4096-6144 MHz	4	CC: 2048 MHz	2	1 MHz	○	○
3	F-FX	4096 MHz	4096-8192 MHz	2	AC: 4096 MHz	2	8 MHz	○	○	PSW: 1.024 sec OTF: 0.1024 sec
					AC: 64 MHz	1	31.25 kHz
					CC: 4096 MHz	2	8 MHz
					CC: 64 MHz	1	31.25 kHz
4	F-FX	2048 MHz	4096-6144 MHz	4	AC: 2048 MHz	4	4 MHz	○	○
					AC: 32 MHz	4	15.625 kHz
					CC: 2048 MHz	2	4 MHz
					CC: 32 MHz	2	15.625 kHz

AC: Auto-Correlation (自己相関), CC: Cross-Correlation (相互相関)
PSW: Position Switch 観測, OTF: On-The-Fly 観測

1.3 F-FX相関モード

前段(1st)で512ch分光した後、前段の8ch分を後段(2nd)でさらに2048ch分光する高分散分光モードです。後段8chの選択は、アレイごとに任意の連続した8chを選択できます。

図1. F-FX相関モード処理イメージ

窓関数と周波数分解能

窓関数は、Uniform (no window), Hanning, Hamming, Blackman から選択できます。 FX型相関器の場合での、それぞれの関数を用いた際の周波数分解のへの影響、サイドローブのピーク値を表2に示します。 XF型相関器(MAC)の場合は、下記の表とは異なりますのでご注意下さい。 ( 参考: 窓関数のフーリエ変換 )

表2. 窓関数と周波数分解能への影響、サイドローブピーク値