鹿島３４ m の L-band の RFIと対策関戸　衛、川合栄治、岳藤一宏

情報通信研究機構　鹿島宇宙技術センター　時空標準研究室

2014 年１月７日　於　 JAXA/ 宇宙科学研究所JAXA のアンテナの科学観測利用に関するワークショップ

y = 8.0794x + 36.749

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0

Nois

e Te

mpe

ratu

re(K

)

ｓｅｃＺ

ｓｅｃＺ

TRX(R) Tsys Tsys* 線形 (Tsys)

2005 年の SECZ 観測

AZ=270

y = 6.2295x + 33.689

30.0

35.0

40.0

45.0

50.0

55.0

60.0

65.0

70.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0

AZ=0deg.

AZ=90deg.

AZ=180deg.

AZ=270deg.

線形 (AZ=90deg.)

2003 年の SECZ 観測

y = 5.051x + 35.058

30.0

35.0

40.0

45.0

50.0

55.0

60.0

65.0

70.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0

Noise

Tem

pera

ture

(K)

ｓｅｃＺ

ｓｅｃＺ

TRX(R) Tsys Tsys* TRX(L) Tsys(L) 線形 (Tsys)

2006 年の SECZ 観測

AZ=90

y = 10.27x + 33.595

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

110.0

120.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0

Noi

se T

empe

ratu

re(K

)

ｓｅｃＺ

ｓｅｃＺ

TRX(R) Tsys Tsys* 線形 (Tsys)

2008 年の SECZ 観測

AZ=280

2011 年 11 月、天頂で Tsys ～ 90K調べると、 1480MHz の RFI を確認した。

IF 信号に盛り上がりが見つかったLNA 出力では、 1480MHz の強力な信号を確認した。

LNA BPFPostLNA

スペアナ

2012年 10月　 EL=7度で 10度ごと全方位の IF信号スペクトルを取得。 AZ=210-220deg.でGain低下！

LNA 出力

f1 2xf1 3xf1f2

f3

2xf2

f1+f2-f3

f1+f2

f1: 携帯 1.48GHzf2:PHS 1.9GHzf3: 携帯 2.1GHz

LNA

スペアナ

f1 1480MHz

f1x2

f1x3

約８

００

ｍ

RFI 対策実施までの経緯 2011 年 11 月 EL=90 で Tsys ～９０ K 程度となり、 LNA 出力に

1480MHz の RFI を確認。

2012 年 8 月：電波周波数保護委員会の電話会合を通じて、ソフトバンクと面識をもち、窓口設定をお願いした。

2012 年 10 月： 34m アンテナで 10 度毎の全方位について L-band受信機出力の周波数特性を取得し、 LNA 出力で 1480MHz の３次高調波までが確認された。

2012 年 11 月：ソフトバンク窓口を通じて本社を訪問し、 1480MHzの混信による影響について説明し、対策には LNA 前段の低損失冷却フィルタの設置が必要であり、その費用負担を希望した。

2012 年 12 月 18 日：ソフトバンクより予算を確保するとの連絡があり、実施方法の相談を開始。

一般競争入札により、超伝導フィルタを東芝が、設置作業を日本通信機が落札し、 2013 年 11 月にフィルタが納品され、 12 月 9-14 日に設置作業完了。

超伝導フィルタの仕様と　性能

挿入損失 0.5dB 以下挿入損失 0.5dB 以下

-40dB以上

周波数域 挿入損失 @20K

付加雑音温度 [K]

1405-1440MHz <0.12dB <0.6 K

1600-1720MHz <0.08 dB <0.4K

東芝製超伝導フィルタ

L-band の冷却受信機内部と超伝導フィルタ。

超伝導フィルタ

超伝導フィルタ

LNA

アイソレータ

同軸導波管変換

観測室で確認された IF 信号： HOT/COLD

1405-1440MHz

1600-1720MHz

LNA BPF

PostLNA

PLO

LPF

1250MHz

EL=7,AZ=220 RHCP,HOT1480MHz の信号による飽和は解消された。

RHCP,LHCP RHCP,HOT

全方位で SECZ 観測 (EL=90,41,30,..11.5)HOT,COLD,RHCP→ 　 Power の仰角・方位角依存

Freq=1405-1435MHz, BW=30MHzPower に方位角、仰角依存性がある。→光ファイバのねじれによるものか

17 ％程度の変動

方位角依存性 仰角依存性

全方位での Trx(EL=90,41,30,..11.5)HOT,COLD,RHCP→Trx は仰角・方位角に依存しない

ほぼ一定 (Trx=26.5K) であるので線形性は保たれている。しかし、日に拠ってわずか（～１ K ）変動している。→要確認

1/6 測定1/ ５測定

方位角依存性 仰角・方位角依存性

全方位の Tsys,SECZ 観測　(EL=90,41,30,..11.5)

Tsys は低いところでは５０－６０K 程度に復旧！！しかし、 190 度、２ 50-350 度では３００ K 程度まで上がる。

方位角 vs Tsys 仰角 vs Tsys