Nya antennprojekt planeras i Kyrkslätt

Taggar: Orter: kyrkslätt Teman: forskning

9 I radiolaboratoriet på Tekniska högskolans elavdelning i Otnäs arbetar fn över 30 personer, 20 av dem med forskningsprojekt. Jämfört med de ekonomiska resurser och personresurser som radiolaboratoriet har är mycket omfattande projekt på gång. Visserligen kommer budgeten att fördubblas under de närmaste åren — den har hittills varit ca 1 miljon mark. Det beror på att en del stora nya antenner planeras och nyanskaffningar är aktuella. Bla skall en parabelantenn av vidstående typ och med en diameter på 14 meter uppföras på Skogstorp radioastronomiska station i Kyrkslätt, skriver dipling Stefan Tallqvist, assistent vid

Tekniska högskolan.

Inom radiovetenskapen är radioastronomin och jonosfärforskningen viktiga områden. Radioastronomin sysslar som bekant med att registrera den svaga elektromagnetiska strålning som härrör från olika källor i världsrymden. Denna registrering är möjlig enbart med antenner med stor yta.

En välkänd stor antenntyp är den skålformiga antennkonstruktion vars inneryta är formad som en parabel (figuren ovan). Dess funktion påminner om det optiska teleskopets. Alla de vågor som kommer in längs antennens axel reflekteras först till en plats i närheten av parabelns brännpunkt, varifrån de fortsätter in mot antennskålens botten där en liten antenn samlar den fokuserade strålningen. Skillnaden jämfört med ett optiskt teleskop är den att i brännpunkten finns en hyperkänslig radiomottagare och inte en iakttagares öga.

1 planeras i Kyrkslätt

Den stora pumpan

En sådan parabelantenn med en diameter på 14 m har radiolaboratoriet beställt i USA. Den kommer att uppföras på Skogstorp radioastronomiska station i Kyrkslätt. På Skogstorp finns också sen ett år tillbaka Finlands största optiska teleskop med en spegeldiameter på 60 cm som har byggts för Helsingfors universitets astronomer.

Liksom optiska teleskop byggs parabelantennen in i en kupol som skyddar mot väder och vind. Då antennkupolen kommer att ha en diameter på över 20 meter och materialet är vit glasfiberplast har den betecknande nog fått namnet ”den stora pumpan”. Den kommer inte att ha någon öppning utan radiovågorna tränger obehindrat igenom pumpans skal den sk radomen.

Parabelantennen kan användas för att göra radioastronomiska iakttagelser dygnet runt och oberoende av molnighet medan man med optiska teleskop kan göra iakttagelser endast under klara nätter. Antennen är avsedd att fungera inom ett

Forum 16/1972

b frekvensområde som är högre än och ligger utanför de frekvenser som hittills har använts inom kommunikationstekniken. Vågorna inom detta frekvensområde har faktiskt egenskaper som mera påminner om ljusstrålar än om vanliga radiovågor. De har en våglängd från 3 cm till 3 mm motsvarande frekvenserna 10 till 100 miljarder hertz. I hela världen finns endast några få teleskop med motsvarande kapacitet på dessa höga frekvenser.

Telekommunikationens växande krav

Emedan erfarenheterna från så höga frekvenser hittills är få kommer alla de resultat som fås med den nya parabelantennen att ha internationell betydelse, Trenden är nämligen den att då det vanliga radiofrekvensområdet börjar bli överbelastat används allt högre frekvenser så långt teknikens nivå medger. Bla kommer vi att med parabelantennens hjälp pröva hur dessa höga frekvenser lämpar sig för telekommunikation via satelliter. Radiolaboratoriet deltar nämligen i det sk SIRIO- projektet som har startats av Italien och i vilket flere västeuropeiska länder deltar.

Nätantenn på en halv hektar till Kyrkslätt

Till Skogstorp kommer också en annan antenn med stora dimensioner att förläggas. Den kommer att ha en yta på ca en halv hektar som senare eventuellt fördubblas, Det är en helt ny typ av antennkonstruktion, en sik nätantenn (fig 2). Den har utvecklats vid radiolaboratoriet under de senaste åren på basen av en idé som laboratoriets ledare prof M Tiuri hämtade med sig från USA. Nätantennens arbetssätt är olikt parabelns. I stället för att som parabeln reflektera radiovågorna med hjälp av speglar åstadkoms i nätantennen en förstärkning av den elektromagnetiska energin genom att från hela mottagningsytan dras ledningar som förenas i en matningspunkt.

Överhuvudtaget är nätantennen olik alla andra existerande antenntyper. Den består i all enkelhet av ett metalltrådsnät med fyrkantiga rutor som är spänt över ett jordplan av ledande material (fig 3). Denna konstruktion gör det möjligt att åstadkomma en antenn med mycket stor yta lämpad för asttonomiska ändamål till jämförelsevis billigt pris. Nätantennens teoretiska funktionsprinciper har inte tidigare varit kända, men radiolaboratoriet har fått goda resultat i det teoretiska arbetet under de senaste åren. Det har bla lett till att några nya nätantenntyper har patenterats. Nätantennen som kommer till Skogstorp kommer att arbeta på en frekvens av 100 miljoner hertz motsvarande en våglängd av 3 meter. Nätantennen kan om man önskar dock konstrueras för de flesta i bruk varande frekvenser, men inte för så höga frekvenser som den aktuella parabeln.

EISCAT-projektet för jonosfärforskning över polarområdet

Denhär nätantenntypen har man beslutat använda inom det sk EISCAT -projektet som har som målsättning att undersöka jonosfärens sammansättning över polcirkelområdet, Ursprungligen skulle projektet vara enbart nordiskt, men visade sig för kostsamt, och andra europeiska länder med intresse och ekonomiska resurser, närmare bestämt Frankrike, Tyskland och England, kom med. Finland står för några procent av budgeten som uppgår till ca 50 milj fmk och Frankrike för den största delen.

Forskningsapparaturen kommer att sättas upp i polcirkeltrakten i Finland, Sverige och Norge. Bla skall tre parabelantenner byggas och senare en nätantenn med 2 hektars yta. Den kommer att placeras i Nord-Norge. Jonosfären inom polarområdet har speciellt vetenskapligt intressanta elektromagnetiska egenskaper då den ligger inom norrskensområdet. Dess tillstånd påverkas bla av inkommande solvindar. Eftersom tillståndet i jonosfären avgör i vilken grad radiovågor

Forum 16/197 reflekteras eller inte kommer EISCAT-projektet att ha: betydelse för radiokommunikationerna.

Globala tv-program

Nätantennen har goda förutsättningar att användas för många olika ändamål. Den kan tänkas bli ”hemantenn” för direkt mottagning av TV-program via satelliter. Den enda nu existerande konkurrenten i detta avseende är parabelantennen som troligen ställer sig dyrare. Den tid torde inte vara avlägsen då de första satelliterna avsedda att sända globalt mottagbara TV-program skall skickas upp.

Fig 2 Riktbar nätantenn för 0,5 m våglängd med idéförmedlaren prof M Tiuri.

Fig 3 Utformning av fast nätantenn för 3 m våglängd.

15