天文学家用SMART Box"无线电静默"设备为世界上最大的射电望远镜供电

站长云网 2023-09-11 互联网 AI编辑

一个由研究人员、工程师和技术人员组成的团队开发了一个"SMARTbox",为世界上最大的射电望远镜供电。电力和信号分配(PaSD)SMART箱(小型模块化汇聚射频中继器)是平方千米阵列低频(SKA-Low)望远镜的重要组成部分,该望远镜目前正在西澳大利亚的InyarrimanhaIlgariBundara(澳大利亚联邦科学与工业研究组织默奇森射电天文台)建造。

射电天线站的艺术家印象图。每个台站有256根天线,SKA-Low望远镜将有512个台站。资料来源:DISR

SMART箱为SKA-Low望远镜的131072根天线提供电力,并收集从天空接收到的信号,以便在场外进行处理。

国际射电天文研究中心(ICRAR)科廷大学节点的工程与运营团队设计并建造了第一套24个SMART箱,历时10年。ICRAR工程和运营项目负责人汤姆-布勒(TomBooler)说介绍,它们是唯一必须放置在天线之间的电气设备,这给这种敏感设备带来了挑战。

科廷国际射电天文研究中心工程团队设计和制造的电子板。资料来源:ICRAR

SKA-Low望远镜将接收穿越宇宙数十亿年的微弱信号。为了探测到这些信号,SKA-Low望远镜将建在远离现代技术干扰的原始无线电静区。

24个PaSDSMART箱原型,准备安装在SKA现场。资料来源:ICRAR

"天文台的无线电静区非常安静,最大的潜在干扰源就是像我们这样的电子设备,因为它们离天线很近。这意味着我们的项目必须满足整个澳大利亚SKA站最严格的无线电发射要求。"

团队必须采购干扰最小的特殊'无线电静音'部件,以取代'噪音'较大的部件。然后,这些部件被包裹在一个专门设计的盒子里,以防止任何杂散无线电波泄漏。

这些盒子在南非专门的电磁测试机构进行了测试,结果以优异的成绩通过。

来自国际射电天文研究中心科廷节点的米哈埃拉-萨夫塔(MihaelaSafta)解释了研究小组如何为世界上最大的射电望远镜设计防沙漠、防无线电干扰的电源。资料来源:ICRAR

"ICRAR设计的SMART盒所达到的'无线电静默'效果达到了射电天文学的最高标准。"Booler说:"月球表面上的移动电话对天线的干扰会比SMART盒对天线的干扰更大。"

经过竞标,总部位于珀斯的AVI公司最近获得了为SKA-Low望远镜的整体装修建造多达12000个SMART盒子的合同。这是澳大利亚SKA建设、外部基础设施和软件方面最大的一份合同,实现了澳大利亚政府过去十年来对SKA建设前期活动投资的预期收益。

帮助设计PaSDSMART箱的ICRAR团队。资料来源:ICRAR

Booler说,他很高兴看到SMART箱将在西澳大利亚州建造,这表明澳大利亚在航天领域的主权能力很有希望,而且未来也可以利用这种能力。

AVI总经理TonyRoutledge表示,公司为能够参与其中而感到自豪:"参与SKA项目对AVI公司来说是一个难得的机会,我们可以将35年来在向国防、安全和采矿部门提供加固电子系统方面所学到的知识贡献出来。恶劣环境是我们的专长,极端温度、入侵保护和低噪音要求,再加上这个地点的偏远,为我们提供了更多学习和发展的机会。我想,我们都渴望成为射电望远镜最终可能揭示的发现的一部分。"

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