VERA及びJVNの左右両偏波化整備:	  現状と今後の方針	  Dual-­‐polariza3on	  receiver	  of	  VERA	  :	  	  Current	  status	  and	  future	  plan	萩原喜昭	  国立天文台	  VERA/JVN	  両偏波化の背景	
• Astro-­‐G/VSOP-­‐2衛星のスペックに対応して、地上VLBIネットワーク	  (EAVN)の整備を進めていた。その一環として、国内VLBI地上局の両偏波同時受信化を進めていた。	  
• VERA,	  JVNの機能強化策として、両偏波化整備	  	  	  	  	  -­‐	  VERA+KVN	  (既に両偏波化)の偏波観測にも対応	  	  	  	  	  -­‐	  VSOP２で掲げた研究目標を地上VLBIで推進	  	  	  	  	  -­‐	  AGN研究、特にジェットの生成、伝搬への磁場の関わりの解明 	  偏波性能の現状		  局名口径(sta&on)	 [m]	鹿島 (KAS)	 34	  8	  GHz	 	  22	  GHz	 	  43	  GHz	 	  	  	  	  Note	

筑波 (tukuba)	 32	  single-­‐pol	 	  	  single-­‐pol		  ー	２２GHz	  両偏波化予定	  To	  	  be	  dual	  –pol	  at	  22G	日立 (Hitachi)	 32	  dual-­‐pol		  	  	  	  ー	２２GHz	  両偏波化予定		  dual-­‐pol		  	  	  single-­‐pol	 single-­‐pol		  	  single-­‐pol	

dual-­‐pol	 single-­‐pol	

野辺山(NRO)	

45

ー	

臼田	 (UDSC)	 

64	  dual-­‐pol		  	  	  	  	  	  	  	  ー	山口	 32	  dual-­‐pol	

dual-­‐pol注	

20	  single-­‐pol	 	  	  	  dual-­‐pol	 single-­‐pol	

VERA(other)	  20single-­‐pol	 	  	  	  single-­‐pol	 single-­‐pol	(Yamaguchi)	 

VER(Miz)	 

KVN	 21	  	  	  	  	  	  ー	To	  	  be	  dual	  –pol	  at	  22G		  	  	  	  	  	  	  	  	  ー		  ー		  	  	  dual-­‐pol	 	  dual-­‐pol	

今秋より	両偏波化への作業	□	  VERA	  	  	  -­‐	  Front-­‐end部	  	  	  	  	  	  	  既設のLHCP(左旋偏波)受信機に加え、両偏波同時受信できるように、 RHCP(右旋偏波)受信機を1	  beam分だけ新規増設する。 改修作業は、K帯、Q帯ともに同時に行う。	  
-­‐	  周波数変換機(D/C)	  	  	  	  	  	  	  	  RHCP偏波分の増設	  -­‐	  IF部	  	  	  	  	  	  	  	  	  増設は今後行う。 暫定的に、Bビーム側のIF入力に、RHCPの出力を入れる。	  
-­‐	  改修した受信機を望遠鏡に搭載後、単一鏡モードでの性能測定	  ■	  JVN	  	  	  -­‐	  	  山口32m:	  K帯冷却受信機に、RHCP受信機を増設し両偏波化(藤沢他)。	  	  	  	  X/K帯の両方で両偏波化される。	  	  	  -­‐	  	  日立/高萩32m:	  	  K帯両偏波冷却受信機を搭載予定 (米倉他)	  これまでの作業状況	
• 2008年度a)	  山口大と共同で、山口32mのK帯冷却受信機両偏波化開始	  	  	  	  b)	  8GHz帯で左右両偏波VLBI試験観測	  (山口-­‐鹿島-­‐臼田-­‐筑	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  波(1偏波))	  でフリンジ検出。偏波データを解析。ソフト	  相関器の改修が必要となった。ソフト相関器は改修した。	  

• 2009年度	  	   a)	  VERA	  K帯 左右両偏波化に向け、フロントエンド	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  のデザイン検討開始	  VERA	  B	  beam	  K-­‐band	  POL	  IF	  interface	  panel	  	  LNA	  D/C	  To	  Telescope	  back-­‐end	Q-­‐band	  POL	  A	  beam	  K-­‐band	  Q-­‐band	  LNA	  D/C	  LNA	  POL	  2ch	  D/C	  左旋偏波	  (LHCP)	

LNA	  

	  	  	  	  右旋偏波	  (RHCP)	  LNA	  改修のポイント:	  LNA:	  	  	  K/Q-­‐band	  RHCP側LNAの設置	  	  左旋偏波	   D/C:	  	  	  K/Q	  帯周波数変換器2ch化

POL	  2ch	  D/C	  LNA	  右旋偏波	  6	  改修後の受信機内部	

日本通信機社資料による	• 2010年度	  	  	  	  	  a)	  VERA	  水沢局のK帯受信機を左右両偏波化した。	  
b)	  水沢局の両偏波受信機の単一鏡ファーストライト受信およ	  	  	  	  	  	  	  	  	  び性能測定をし、単一鏡として、両偏波受信が可能なこと	  を確認した。	  
• 2011年度および現状	  	  	  	  	  	  a)	  VERA	  水沢局のK帯とQ帯受信機の両偏波化に同時に取りかかる予定。両偏波改修後、受信機を水沢局に2012年１月頃搭載する。	  	  	  	  	  	  b)水沢局から降ろした受信機を同じく両偏波化する。	  
２局目(局は未定)への搭載は来年度メンテ期に行う。	  一ｍ一ｘ

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RHCP受信機ファーストライト	

2010年9月7日午後,	  W3(OH)水メーザーをRHCP受信機で22.235GHz	  で観測して、初受信に成功した	  	  (廣田、鈴木、萩原他)	

Poin3ng,	  beam	  pa`ern	•
結果 	  	  	  	  	  	  -­‐	  poin3ng	  誤差(rms):	  	  RHCP	  	  AZ=8”.932,	  EL=11”.644	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  LHCP	  	  AZ=7”.908,	  EL=11”.092	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  (max):	  	  RHCP	  AZ=-­‐30”.200,	  EL=34”.200	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  LHCP	  	  AZ=-­‐22”.200,	  EL=36”.000	  	  	  	  	  	  -­‐	  LHCPとRHCPの差:	  有意に問題になるような差はない (下図)	  •-­‐	  誤差はrms値で10”程度(K-­‐band	  beam	  size	  	  2’.5に対して)	  ,	  El誤差の方が大きい	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  -­‐	  過去の測定で、Q-­‐bandの-­‐poin3ng	  誤差は~７”	  5040
EL difference [arcsec]

30

position difference: R-L
rms(RCP)rms(LCP)20100-10-20-30-40-50-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50
AZ difference [arcsec]	  RHCP受信機の	  beam	  pa`ern	  	  (W49Nの22GHz水メーザーを観測)	

単一鏡同時受信	• 2011年２月に、水沢局で、RHCP/LHCP同時受信試験を実施	
W51	  H2O	  Maser	  (LHCP/RHCP)	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  W49N	  	  H2O	  	  Maser	  (L/R)	  	今後の予定	• 両偏波化２局目の局の選定(今年度中)	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  -­‐	  短基線、高感度	  	  -­‐	  基線長,	  東西南北の(u,v)	  coverage	  • ２０１２年度VERAメンテ期間を利用して、２局目への受信機搭載と単一鏡測定の実施	  • Q帯の2ch用周波数変換器の(一部)インハウス開発	  	  	  	  	  	  -­‐	  誘電体PLOを利用し、小型化/簡素化。	  VERA2	  sta3on+KVN:	  (u,v)	
GENJI	  program	  source	  4	  objects	  (below)	  に対し、VERA2局+KVN3局=5	  局の(u.v)	  coverageをプロットした。	  
3C84	  (Dec.	  =	  +41°):	  upper	  lel	  	  OJ287	  (Dec.	  =	  +20°):	  upper	  right	  3C273	  (Dec.	  =	  +02°):	  bo`om	  lel	  NRAO530	  (Dec.	  =	  -­‐13°):	  bo`om	  right	  Miz+Iriki	

Miz+Ishigaki	

Miz+Ogasawara	Dral	  3meline	
Month/ﬁscal	  year		  	  	  	  2010	  	  	  	  	  	  	  	  2011	  	  	  	  	  	  	  2012	  	  	  	  	  	  	  	  2013	  VERA	  Mizusawa	

B:K-­‐band	  dual-­‐polariza3on	  Done	  E:	  K-­‐band	  Single-­‐dish	  veriﬁca3on	  Done	  M:	  K/Q-­‐band	  dual-­‐polariza3on	  	  B:	  B:	  M:	  M:	  E:	  Single-­‐dish	  veriﬁca3on	  	  E:	  E:	  VERA	  	  2nd	  sta&on	  	B:	  K/Q-­‐band	  dual-­‐polariza3on	  	  M:Single-­‐dish	  veriﬁca3on	  	  VERA	  or	  VERA+KVN	  E:	  	  	  	  VLBI	  M:	  Commissioning	  performance	  at	  K-­‐band	  veriﬁca3on	  	   	  	  	  E:	  VLBI	  perform.	  
at	  K-­‐band	  	  veriﬁca3on	  at	  Q-­‐band	  	  今後の課題	
• VLBIによる、偏波性能(D-­‐term)の測定を行う必要がある。	  
-­‐	  K帯相手局は国内局(山口/野辺山)かKVN	  -­‐	  Q帯はKVN	  • IF系、制御系solwareの整備が必要になる。	  
• VERA+KVNで初期科学成果を上げる	  • 単一鏡で、偏波性能(D-­‐term)を測定	  (水野、亀野他)する方法を確立できるか。 (１０月６−７日に実施予定)	  まとめ	• VERAでは、K/Q帯の両偏波化が進む。まず試験的に、２局のfront-­‐end部を両偏波化(dual-­‐polarize)する。	  
• ２０１０年度は、K帯の水沢への新受信機搭載、及び性能測定を行い、両偏波とも受信機として利用できる性能が出ていることを確認した。	  	  	  	  	  -­‐	  水沢局のK帯の作業で、受信機搭載、測定までの作業の流れが出来た	  	  -­‐	  偏波性能の測定が必要	  (VLBI試験観測の相手局は、山口、KVNを予定)	  • KVN+VERA	  (2局)の５局で、偏波VLBI観測をし、初期科学成果をあげる。成果を元に、VERA全局の両偏波化につなげる。	  	   -­‐	  KVN+VERA	  AGN	  SWGで、偏波観測の検討を進める。