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ホルムデル・ホーン・アンテナは、 1960年代にアメリカ合衆国ニュージャージー州ホルムデル郡区のクロフォード・ヒルにあるベル電話研究所の施設で衛星通信アンテナおよび電波望遠鏡として使用されていた大型マイクロ波ホーン・アンテナです。 [ 5 ] 2人の電波天文学者、アーノ・ペンジアスとロバート・ウィルソンの研究活動との関連から、1989年に国定歴史建造物に指定されました。[ 1 ]
1965年、ペンジアスとウィルソンはこのアンテナを使用して、宇宙全体に広がる宇宙マイクロ波背景放射（CMBR）を発見した。 [ 6 ]これは、1920年代にエドウィン・ハッブルが宇宙が膨張していることを実証して以来、物理宇宙論における最も重要な発見の一つであった。これは、ジョージ・ガモフとジョルジュ・ルメートルの宇宙創造の「ビッグバン」理論を裏付ける証拠を提供した。これにより、宇宙の歴史を研究する宇宙論は、無限の理論的推測の分野から、直接観測の分野へと変化した。1978年、ペンジアスとウィルソンはこの発見によりノーベル物理学賞を受賞した。[ 7 ]
ニュージャージー州ホルムデルのベル電話研究所のホーンアンテナは、1959年にクロフォードヒルに建設され、アメリカ航空宇宙局の受動通信衛星プロジェクトであるエコー計画を支援するために設置されました。[ 8 ] [ 5 ]この計画では、大きなアルミ蒸着プラスチックバルーン（衛星バルーン）を反射体として使用し、地球上の1地点から別の地点へ無線信号を反射させていました。[ 9 ]
アンテナは長さ50フィート（15m ） 、放射開口部は20×20フィート（6.1×6.1m ）で、アルミニウム製です。ホーンの中央部を囲むアンテナの仰角調整ホイールは直径30フィート（9.1m ）で、ベースフレームに取り付けられたローラーを使用して構造物の重量を支えています。軸方向または推力方向の荷重はすべて、ホーンの狭い先端端にある大きなボールベアリングによって受けられます。ホーンはこのベアリングを通って機器建屋またはキャブまで続いています。受信機をホーンの先端に配置できるため、接続線によるノイズの影響を排除できることが、このアンテナの重要な特徴です。放射エネルギーの強度を測定するための放射計がキャブ内に設置されています。[ 5 ]
アンテナの三角形の基部フレームは構造用鋼でできています。直径30 フィート (9.1 m)のターンテーブルトラック上の中央のピントルボールベアリングを中心に車輪で回転します。トラックは、応力除去され、平面加工された鋼板で構成されており、約 1/64インチ(0.40 mm)の平坦度になるように個別に調整されています。車輪の面は接触摩擦を最小限に抑えるために円錐形になっています。100 ポンド (400 N) の接線力で、アンテナをターンテーブル上で回転させ始めることができます。アンテナビームは、ターンテーブルによる方位角調整と、仰角または地平線からの高度を変更する仰角ホイールを使用して、空の任意の方向に向けることができます。 [ 5 ]
地元の鉄鋼会社が製作した鋼鉄製のベースフレームを除き、アンテナはホルムデル研究所の工場で製作・組み立てられ、設計にも協力したHWアンダーソン氏の指揮の下で行われた。設計にはR.オレガン氏とSAダービー氏も協力した。[ 5 ]アンテナの建設はアーサー・クロフォード氏の指揮の下で完了した。[ 10 ]
使用しないときは、ターンテーブルの方位スプロケット駆動部が解除され、構造物が「風見鶏」のように回転して風の抵抗が最小となる位置を探します。アンテナは時速100マイル（時速160km）の風に耐えるように設計されており、構造物全体の重量は18ショートトン（16トン）です。[ 5 ]
アンテナの隣の地面には、プラスチック製の羽目板張りの物置小屋（3.0m×6.1m ）があり、窓が2つ、両開きのドア、そして金属板の屋根が付いている。この建物にはアンテナの機器と制御装置が収容されており、国定歴史建造物指定の一部として含まれている。
このタイプのアンテナは、1941 年にAlfred C. Beck とHarald T. Friisによって発明されたHogg アンテナまたはホーン反射アンテナと呼ばれています。 [ 11 ]これは David C. Hogg によって製作されました。[ 5 ]これは、ホーンの長軸に対して 45° の角度で開口部に湾曲した反射面が取り付けられた、広がった金属製のホーンで構成されています。[ 5 ]反射面は放物面反射鏡の一部であるため、このアンテナはオフアクシス給電の放物面アンテナです。Hogg ホーンは、電波天文学に役立ついくつかの特性を兼ね備えています。非常に広帯域であり、開口効率が計算可能で、ホーンの壁が主ビーム軸外の角度からの放射を遮蔽します。そのため、後方および側方ローブが非常に小さく、地面からの熱エネルギーはほとんど受信されません。したがって、微弱な背景放射の低レベルを正確に測定するための理想的な電波望遠鏡です。このアンテナは、 2.39 GHzにおいて約 43.3 dBi の利得と約 1.5° のビーム幅を持ち、開口効率は 76% である。[ 5 ]
2021年、クロフォード・ヒルの敷地は住宅開発に関心のある開発業者に売却された。[ 12 ]これにより、保存活動家が不動産開発よりも公園として敷地を保存することを望む請願が始まった。[ 13 ]請願書は6,900以上の署名を集め、2023年3月に町当局に提出された。 [ 14 ]同年4月、町当局はアンテナの所有者を明確にするため、ニュージャージー州上級裁判所に訴訟を起こした。 [ 15 ] [ 16 ]敷地の開発業者であるクロフォード・ヒル・ホールディングスは、アンテナの所有者であり、敷地を保存すると主張した。[ 17 ] [ 18 ]同年6月、町はアンテナの取得に着手した。[ 19 ]
2023 年 10 月、町はアンテナを購入して保存する計画を発表した。[ 20 ] [ 21 ]購入には35 エーカー (14ヘクタール)の土地に 550 万ドルが含まれており、そこは公共公園に転用される予定だった。[ 20 ] [ 22 ]購入は 2024 年 1 月に完了し、町は公園の計画を発表した。[ 23 ] 2025 年 5 月、電気電子学会はアンテナを記念する銘板を設置した。[ 24 ]
1992年に受信機と校正機器はペンジアスの生誕地であるミュンヘンのドイツ博物館に送られ、アンテナはニュージャージー州ホルムデルに残された。[ 25 ]同博物館では、ホーンアンテナの機能的な1:25スケールモデルとともにハードウェアも展示されている。[ 26 ]
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