[P-EM16] 太陽圏・惑星間空間

[PEM16-P04] 太陽・惑星電波観測用広帯域フィードシステムの開発

*桑山 陽次¹、三澤 浩昭¹、土屋 史紀¹、北 元²、氏原 秀樹³ (1.東北大学、2.東北工業大学、3.立命館大学)

キーワード：電波望遠鏡、機器開発、太陽、木星

東北大学惑星プラズマ・大気研究センターでは2001年より物理開口面積が1000m²強の飯舘メートル波帯電波望遠鏡(IPRT)を運用してきたが、現在、より広帯域での高感度化に向けてフィードシステムの開発を進めている。現行の受信システムは、325MHz(& 650MHz:開発中)中心の狭帯域高感度観測用と、100-500MHz帯をターゲットとしたの広帯域観測用の2系からなり、前者は木星放射線帯電波やパルサー等の系外天体電波の観測に、後者は太陽電波のスペクトル観測に使用されている(AMATERASシステム)。後者の広帯域観測用フィードは開口効率が 20% 以上の実用的な帯域幅は 200MHz に届かないため、一般天体の観測や、太陽電波でも広帯域に出現するバーストの出現特性把握には、感度面で弱点があった。また、近年の大型電波観測装置の更新(μGMRT等)や開発(SKA等)により、今後一層の展開が期待される低周波数VLBI観測推進に向け、広帯域フィードの高効率化は重要になってきている。そこで、当グループでは、高感度観測用と広帯域観測用フィードを統合し高効率化を目指す、新たな 100-700MHz 帯用フィードシステムの開発に着手している。
これまで、SKA-MID band-1 用フィード としても検討報告がある(c.f. de Villiers, 2017)自己補対形のsinuous アンテナについて、メートル波帯での開口効率の向上(目標:325 & 650MHz 帯で 60% 以上、全周波数帯で 40% 以上)を目指し、電磁界解析ソフト FEKO を用いた検討を行ってきている。現在はアンテナ素子を平面状にした角錐型を採用し、IPRT の矩形パラボラ面に適合したビーム特性の付与を課題として設計を進めている。2024年度にはスモールスケールモデルの作製とその特性評価による実用化への課題の洗い出しを行い、2025年度にIPRTへの実装による実用化を目指している。
講演では、IPRTの広帯域化により貢献が期待されるサイエンスと、フィードシステム開発の現況を紹介する。