de Lange, G. and Birk, Manfred and Boersma, D. and Dercksen, J. and Dmitriev, P. and Ermakov, A.B. and Filippenko, L.V. and Golstein, H. and Hoogeveen, R. and de Jong, L. and Khudchenko, A. and Kinev, N. and Kiselev, O. and van Kuik, B. and de Lange, A. and van Rantwijk, J. and Selig, A. and Sobolev, A. and Torgashin, M. and de Vries, E. and Wagner, Georg and Yagoubov, P. and Koshelets, V. (2010) Development and characterization of the superconducting integrated receiver channel of the TELIS atmospheric sounder. Superconductor Science & Technology, 23 (4), pp. 1-8. Institute of Physics (IOP) Publishing. doi: 10.1088/0953-2048/23/4/045016. ISSN 0953-2048.
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Official URL: http://iopscience.iop.org/0953-2048/23/4/045016/
Abstract
The balloon-borne instrument TELIS (TErahertz and submillimetre LImb Sounder) is a three-channel superconducting heterodyne spectrometer for atmospheric research use. It detects spectral emission lines of stratospheric trace gases that have their rotational transitions at THz frequencies. One of the channels is based on the superconducting integrated receiver (SIR) technology. We demonstrate for the first time the capabilities of the SIR technology for heterodyne spectroscopy in general, and atmospheric limb sounding in particular. We also show that the application of SIR technology is not limited to laboratory environments, but that it is well suited for remote operation under harsh environmental conditions. Within a SIR the main components needed for a superconducting heterodyne receiver such as a superconductor�insulator�superconductor (SIS) mixer with a quasi-optical antenna, a flux-flow oscillator (FFO) as the local oscillator, and a harmonic mixer to phase lock the FFO are integrated on a single chip. Light weight and low power consumption combined with broadband operation and nearly quantum limited sensitivity make the SIR a perfect candidate for use in future airborne and space-borne missions. The noise temperature of the SIR was measured to be as low as 120 K, with an intermediate frequency band of 4�8 GHz in double-sideband operation. The spectral resolution is well below 1 MHz, confirmed by our measurements. Remote control of the SIR under flight conditions has been demonstrated in a successful balloon flight in Kiruna, Sweden. The sensor and instrument design are presented, as well as the preliminary science results from the first flight.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/64556/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Development and characterization of the superconducting integrated receiver channel of the TELIS atmospheric sounder | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | March 2010 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Superconductor Science & Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 23 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1088/0953-2048/23/4/045016 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | pp. 1-8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | Institute of Physics (IOP) Publishing | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 0953-2048 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | atmospheric remote sensing, TELIS, heterodyne receiver, superconducting integrated receiver | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport (old) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space (old) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | W EO - Erdbeobachtung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | W EO - Erdbeobachtung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | W - Projekt TELIS (old) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Remote Sensing Technology Institute > Experimental Methods | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Wagner, Dr.rer.nat. Georg | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 15 Jul 2010 10:34 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 06 Sep 2019 15:21 |
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