Hero Image
Nasa

Digital bredbandig och högupplösande spektrometer

Omnisys RyT projekt ”Digital bredbandig och högupplösande spektrometer” syftar till att utveckla en ny spektrometerkrets för digital signalbehandling, s.k. back-ends, i rymdbaserade mikrovågsinstrument för bl.a. meteorologi, klimat och atmosfärsforskning. Projektet kommer att tillvarata de senaste årens framsteg inom halvledarteknologin och ta fram en spektrometerkrets som möjliggör kraftigt förbättrade prestanda, som tex 8 000 kanalers upplösning, hög linearitet och som samtidigt uppfyller höga krav på bredbandighet.

Omnisys digitala spektrometrar används idag för signalbehandling i t.ex. i klimatforskningssatelliten Odin och i Esas vetenskapsmission Juice som skall flyga till Jupiter och mäta på atmosfären runt flera av Jupiters månar. Samma spektrometrar används också Nasa missionen Gusto, som från höghöjdsballonger uppsända från Antarktis skall mäta emissioner från kosmiska ämnen som uppstår mellan stjärnorna i Vintergatan och på så sätt lära oss mer om hur stjärnor uppstår.

Nästa generation digitala spektrometrar kommer att bidra till fler framtida vetenskapliga rymdprojekt. Ett nära förestående projekt kan bli ”Stratospheric Inferred Winds”, Siw som är vald av Rymdstyrelsen som Sveriges nästa innovativa forskningssatellit.

Projektresultat

Syftet med projektet har varit att utnyttja de framsteg som gjorts inom halvledarteknologin de senaste 10 åren genom att ta fram en ny, högpresterande digital spektrometerkrets, baserad på den av Omnisys tidigare utvecklade s.k. HIFAS kretsen men med ytterligare innovativa delar. Målet har varit att utveckla ett spektrometerchip som möjliggör 8000 kanalers upplösning med hög linjäritet och som samtidigt uppfyller höga krav på bredbandighet. Prestandamässigt innebär det en kraftig utökning av antalet kanaler samt en sänkning av den lägsta möjliga klockhastigheten.

Spektrometerchipet har två tydliga användningsområden, små sk Cubesats med begränsad storlek och effektbudget, och i den andra ändan för stora ”array”-mottagare. Där planeras nu avbildande system med 100 eller fler individuella mottagare där var och en behöver en spektrometer.

Utvecklingen i detta projekt har fokuserat på en digital autokorrelator som testats i en spektrometer tillsammans med en tidiagre utvecklad A/D omvandlare. Tyvärr har det uppdagats att hälften av kolumnerna i den digitala korrelatorn har ett betydande antal fel. Detta medför att korrelatorchipet inte kan användas i komplext läge, dock är det möjligt att köra i reellt läge med halverad frekvensupplösning som resultat. Tester och analys av kretsscheman har utförts men en ny utvecklingsomgång kommer att krävas för att slutgiltigt avgöra  vad felräkningarna beror på eller hur det kommer kunna korrigeras.

Dnr
90/18
Företag
Omnisys Instruments AB
2018
1 012 500 kr
2019
337 500 kr
Totalt beviljat bidrag
1 350 000 kr