El receptor de 2 mm, B4R, instalado en el cuarto de instrumentos del GTM.

B4R

El instrumento B4R es un sistema que consiste en un receptor de 2mm y un espectrómetro digital compuesto por cuatro tarjetas XFFTS. El receptor de 2mm tiene un solo pixel y dos polarizaciones y está basado en la banda 4 de ALMA (band-4 2SB, Asayama et al. 2014). Este diseño fue adaptado para el GTM y utiliza un criostato de dos fases Sumitomo GM 4K. La óptica del B4R está diseñada para hacer uso de la superficie completa de 50m de diámetro del GTM, con un nivel de – 12 dB.

Las especificaciones del B4R se resumen en la Tabla 1 junto con las especificaciones del espectrómetro XFFTS. El B4R fue instalado en el año 2018, con observaciones de demostración llevadas a cabo al final del 2019. Durante la instalación y observaciones de prueba se confirmó que el B4R cumple con las especificaciones básicas de ALMA. El tamaño de haz fue medido en 10″ FWHM, mientras que la eficiencia en la apertura fue estimada en un 46 +/- 6% a 147 GHz. El ruido en la temperatura del sistema, Tsys, fue típicamente de 100 K. Los modos de observación disponible para el B4R son Position Switching (PS; por ejemplo, integraciones profundas para la detección de líneas de CO a alto corrimiento al rojo) y On-the-Fly mapping (OTF; para cubrir grandes regiones del cielo, por ejemplo, 10 arcmin x 10 arcmin).

El primer IF es de 4 a 8 GHz, y el primer LO se compone de un sintetizador y una cadena de multiplicación. El primer IF es reducido usando la segunda señal del LO (o segundo IF de referencia) proveniente de otro sintetizador hacia la señal del IF final DC-2.5 GHz. Las cuatro señales de IF se introducen al espectrómetro mediante filtros pasa banda. Las frecuencias de observación en el USB (f_USB) y LSB (f_LSB) se calculan de la siguiente manera:

donde fLO es la frecuencia del primer LO, fIFref es la segunda frecuencia del IF (valor predeterminado a 8.1 GHz), y fUSB, XFFTS o fLSB, XFFTS son las frecuencias del XFFTS.

Por ejemplo, si seleccionamos fLO = 140 GHz, las frecuencias de observación son fUSB = 145.6-148.1 GHz y fLSB = 131.9-134.4 GHz. Hay que notar que las orillas de ambas bandas al final del IF en el espectrómetro (i.e., 0.0 — 2.5 GHz), 0.0 –0.1 MHz y 2.4 — 3.5 GHz están contaminadas con señales espectrales de fuera de la banda, debido a problemas de “aliasing” del convertidor AD en el XFTTS y en la segunda traslación, respectivamente.

Las calculadoras de sensibilidad y tiempo de integración para el B4R se encuentran disponible en LMT-Hedwig, el sistema de envío de propuestas del GTM.