A quasioptical SIS receiver for submillimeter radioastronomy

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SIS tunnel junctions are at present the best mixer elements at wavelengths between 0.5 and 3 mm. This talk reports about a SIS receiver for 0,86 mm wavelength (345 GHz) which was used at the 30 m telescope on the Pico Veleta (Spain). The receiver was implemented in an “open structure” concept. The SIS tunnel junction is integrated into a planar dipole antenna on a quartz substrate. The submm radiation arriving from the radiotelescope and from the local oscillator (LO) is coupled to the planar dipole by an aspheric substrate lens made of crystal quartz. The LO has a tuning range of 324 to 363 GHz covering the atmospheric window. The double sideband (DSB) receiver noise temperature is <80 K at selected frequencies and <100 K in a large part of the tuning range.

Übersicht

SIS-Tunnel-Kontakte sind die zur Zeit besten Mischerelemente bei einer Wellenlänge zwischen 0.5 und 3 mm. Der Vortrag behandelt einen SIS-Empfänger für 0.86 mm Wellenlänge (345 GHz), der bisher viermal mit gutem wissenschaftlichen Ergebnis am für diese Wellenlänge größten Radioteleskop installiert war. Der Empfänger ist als sog. “offene Struktur” ausgeführt. Der SIS-Kontakt ist in einer planaren Dipolantenne auf einem dünnen Quarzsubstrat integriert. Bandsperrende Filter zur Einkopplung einer Vorspannung und Auskopplung der Zwischenfrequenz sind auf dem gleichen Substrat als supraleitende Dünnschichtschaltungen realisiert. Die Submm-Strahlung vom Radioteleskop und vom lokalen Oszillator (LO) werden durch eine asphärische Substratlinse aus Kristallquarz eingekoppelt. Der LO überdeckt mit einem Stellbereich von 324 bis 363 GHz gut das atmosphärische Fenster. Die Doppelseitenband (DSB)-Empfängerrauschtemperatur ist bei ausgewählten Frequenzen <80 K und liegt im größten Teil des Abstimmbereichs unter 100 K.