Radiómetro polarímetro en la banda 16-20 GHz con guías integradas en substrato

Abstract

RESUMEN: El experimento denominado QUIJOTE, instalado en dos telescopios QT1 y QT2 situados en el Observatorio del Teide, tiene el objetivo de caracterizar la polarización del Fondo Cósmico de Microondas (FCM) y otros procesos de emisión en el rango frecuencial 10 – 42 GHz. Las medidas complementarán las observaciones obtenidas por otros experimentos, con éstas realizadas a más bajas frecuencias y permitirán disminuir la contaminación galáctica de las obtenidas por el Satélite Planck, que fue una misión espacial científica operativa y enviando datos a la Tierra desde 1999 al 2003. El área de cielo a cubrir tienes unas dimensiones de 5.000 grados cuadrados, con una sensibilidad en torno a 1 μK y una resolución angular de 1º en 11, 13, 17, 19, 30 y 40 GHz. El proyecto QUIJOTE está divido en dos fases en las que colaboran el Instituto de Astrofísica de Canarias y el Departamento de Ingeniería de Comunicaciones, entre otros. La primera fase abarcó la construcción del telescopio QT1 y dos instrumentos intercambiables en el plano focal de este, Instrumento Multifrecuencia en canales de baja frecuencia (11-19 GHz) e Instrumento de 30 GHz. Posteriormente, en la segunda fase se implementó el Instrumento de 40 GHz de mejores prestaciones. Este trabajo se centra en el diseño del Módulo de Correlación perteneciente a la segunda fase. Normalmente, se utilizan guías de onda rectangulares, pero se desea implementar un diseño barato y sencillo, por lo que se utiliza tecnología SIW. El Módulo de Correlación, formado por dos divisores de potencia 3 dB, dos acopladores híbridos 90º y un desfasador, se diseñará en el rango 16 – 20 GHz mediante el escalado de un diseño, anteriormente realizado, que estaba centrado a la frecuencia de 41 GHz.

ABSTRACT: The experiment called QUIJOTE, installed in two telescopes QT1 and QT2 located at the Teide Observatory, has the objective of characterizing the polarization of the Cosmic Microwave Background (CMF) and other emission processes in the frequency range 10 – 42 GHz. The measurements will complement the observations made by other experiments by these obtained at lower frequencies and they will permit the reduction of galactic pollution of measurements obtained by the Planck Satellite, which was a scientific space mission operating and sending data to Earth from 1999 to 2003. The sky area to be covered has dimensions of 5,000 square degrees, with a sensitivity of around 1 μK and an angular resolution of 1º at 11, 13, 17, 19, 30 and 40 GHz. The QUIJOTE project is divided into two phases in which the Institute of Astrophysics of the Canary Islands and the Department of Communications Engineering, among others, collaborate. The first phase included the construction of the QT1 telescope and two interchangeable instruments in its focal plane, the Multifrequency Instrument in low-frequency channels (11-19 GHz) and the 30 GHz Instrument. Subsequently, in the second phase, the Instrument for 40 GHz of better performance was implemented. This work focuses on the design of the Correlation Module belonging to the second phase. Normally, rectangular waveguides are used, but it is desired to implement a cheap and simple design, so SIW technology is used. The Correlation Module, made up of two 3 dB power dividers, two 90º hybrid couplers and a phase shifter, will be designed in the 16 – 20 GHz range by scaling a previous developed correlation module centered at 41 GHz.