Développement de composants SIW dans la bande 3 d'Alma (84-116 GHZ) et conception d'une jonction orthomode (OMT) dans la bande 1 d'Alma (31-45 GhZ) en technologie guide d'onde

La radioastronomie millimétrique a connu un formidable essor depuis ses premiers développements au début des années 70. Elle a ainsi contribué de façon considérable à la compréhension des phénomènes cosmologiques et d'astrophysiques. En effet, l'observation des raies d'émission en ondes millimétriques est une source d'information sur l'état physique et chimique, ainsi que l'émission continue, des nuages interstellaires. A partir de ces données, il est possible d'identifier une molécule par les fréquences des raies de différentes transitions, alors que l'amplitude et le décalage Doppler de ces raies renseignent sur l'état cinétique, la densité et la température de ces nuages. Les radiotélescopes permettent donc aux astronomes de pénétrer à l'intérieur des nuages moléculaires interstellaires et de les renseigner sur le processus de formation d'étoiles. Les récepteurs en ondes millimétriques présents dans les radiotélescopes qui utilisent des réflecteurs paraboliques ou sphériques sont refroidis à des températures comprises entre 4K et 77K. Ce qui permet de réduire considérablement le bruit thermique et donc de détecter des signaux provenant du ciel de très faibles amplitudes. Les récepteurs du projet ALMA (Atacama Large Millimeter Array), qui consiste en un réseau de 80 radiotélescopes implanté à 5200 mètres d'altitude, à Atacama au Chili et chacun muni d'une antenne parabolique de 12 m de diamètre, fonctionnent également à des températures cryogéniques. Ces radiotélescopes opéreront dans les bandes de fréquences (au nombre de 10) millimétriques et sous-millimétriques (31 GHz à 1 THz). ALMA rendra possible l'étude de la physique de l'univers froid, représenté par les régions opaques du point de vue optique mais rayonnantes dans la partie millimétrique du spectre électromagnétique. Fournissant aux astronomes une nouvelle fenêtre sur les origines célestes, ALMA sondera les premières étoiles et galaxies, et dévoilera de façon très détaillée le processus de la formation des étoiles et des planètes, telles qu'elles peuvent exister dans des nuages de gaz prés du soleil, et ce, en continue et avec les lignes d'émission des molécules interstellaires.

Abstract

Millimetre-wave radio astronomy has undergone rapid growth since it was first developed at the beginning of the 1970s. Thus it has contributed considerably to the understanding of cosmological and astrological phenomena. One source of information on the physical and chemical state of interstellar clouds is through both continuum and the emission lines of interstellar molecules in the millimetre waves. From this data, it is possible to identify a molecule by the frequency of the lines for different transitions while the amplitude and the Doppler shift give us information on the cloud's kinetic state, its density and its temperature. Through radio telescopes, astronomers can penetrate the interior of interstellar molecular clouds, and glean information on how stars are formed. The millimetre-wave receivers used in radio telescopes with parabolic or spherical reflectors are cooled to temperatures between 4K and 77K. Because this considerably reduces thermal noise, it is possible to capture very weak amplitude signals from space. The ALMA (Atacama Large Millimeter Array) project – a network of 80 radio telescopes set up at an altitude of 5200 metres, in Atacama, Chile, each with a 12 metre, parabolic antenna – operates at cryogenic temperatures. These radio telescopes will operate in 10 millimetre and sub-millimetre bands (31 GHz to 1 THz). ALMA will enable research into the physics of the cold universe, regions that are optically dark but shine brightly in the millimetre portion of the electromagnetic spectrum. Providing astronomers a new window on celestial origins, ALMA will probe the first stars and galaxies, and produce detailed images of the formation of planets and stars, as being formed in gas clouds near the Sun, in both continuum and the emission lines of interstellar molecules. It will observe galaxies in their formative stages at the edge of the universe, which we see as they were roughly ten billion years ago. ALMA will operate at wavelengths of 0.3 to 9.6 millimeters and will provide astronomers unprecedented sensitivity, angular resolution and spectral resolution.