摘要 提出了一种使用单面单圈螺旋天线作为反射元件的圆极化宽带反射阵列。设计、仿真和测量了一个 X 波段的 11 × 11 元件反射阵列,它展示了宽带宽和大角度波束扫描性能。通过旋转偏心反射元件可获得 360 ◦ 的相位范围。全波模拟表明,在 10 GHz 的中心频率处实现了 29.1% 的 1-dB 带宽,在法向入射角(φ=0◦,θ=0◦)下最大增益为 23.9 dB,其中聚焦光束的测得增益为 23.6 dB,孔径效率为 51.7%。模拟和测试的轴比在 8.9 GHz 至 10.7 GHz 范围内小于 3 dB。此外,通过将入射角从 + 30 ◦ 变为 − 30 ◦,验证了大角度光束扫描性能
接收器温度和改进的孔径效率将使四个波段的谱线灵敏度提高 3 倍(观测速度提高 9 倍)。当查看线测量和连续灵敏度时,增益数字变得更加引人注目:配备边带分离混频器的 NOEMA 阵列总带宽为 32 GHz(双极化中为 2SB),将使连续灵敏度提高 5 倍(或观测速度提高 25 倍)。这显然是探测灵敏度的重大突破,例如,高红移的弱星系群远低于最近在毫米和亚毫米波长下进行的河外星系调查的源混淆极限。对于线测量和红移 CO 发射搜索将获得类似的增益。由于对扩展源的灵敏度与阵列合成光束的大小紧密相关,因此将 PdBI 的角分辨率加倍需要 3-4 倍的灵敏度才能最佳地满足科学要求。使用 6 个元件,只需在观察时间上进行昂贵的投资即可提供所需的灵敏度。基线长达 1600 米的 12 天线阵列提供了出色的测绘能力,合成光束面积缩小了 3 到 4 倍,动态范围大大改善(倍数 > 20-100)。NOEMA 仅具有两种阵列配置,还将提供更高的校准精度、更高的观察效率以及在扩展配置下每年超过 4 个月的连续天文操作。NOEMA 校正大气相位变化的能力对于在四个毫米波段实现高效、灵活的操作(空间分辨率低至 0.1”)具有重要意义。图2:NOEMA 的空间分辨率与当前和未来的(亚)毫米波阵列相比。NOEMA 旨在覆盖 70 – 370 GHz 范围。