Senzori za distribuciju zračenja na čipu i tehnike deljenja struje mogu se koristiti za smanjenje uticaja radijacije na radio i potrošnju energije malih satelita, kao što su pokazali naučnici sa Tokio Tech-a. Njihovi nalazi se mogu iskoristiti da bi mali sateliti postali robusniji, što može povećati povezanost mreža širom sveta.
Baza podataka ažurirana 2022. prijavila je oko 4.852 aktivna satelita koji kruže oko Zemlje. Ovi sateliti služe u mnogo različitih namena u svemiru, od GPS-a i praćenja vremena do vojnog izviđanja i sistema ranog upozorenja. S obzirom na široku lepezu upotrebe satelita, posebno u niskoj Zemljinoj orbiti (LEO), istraživači stalno pokušavaju da razviju bolje.
U tom pogledu mali sateliti imaju veliki potencijal. Oni mogu smanjiti troškove lansiranja i povećati broj satelita u orbiti, pružajući bolju mrežu sa širom pokrivenošću. Međutim, zbog svoje manje veličine, ovi sateliti imaju manji štit od zračenja. Takođe imaju membranu koja se može postaviti na glavno telo za veliki primopredajnik sa faznim nizom, što uzrokuje neujednačenu degradaciju zračenja preko primopredajnika.
Ovo utiče na performanse satelitskog radija zbog varijacije u jačini signala koji mogu da osete – takođe poznato kao varijacija pojačanja. Dakle, postoji potreba da se ublaži degradacija radijacije kako bi mali sateliti bili održiviji.
Tim istraživača na čelu sa vanrednim profesorom Atsushi Shirane sa Tokijskog instituta za tehnologiju (Tokio Tech) prijavio je novu strategiju prijemnika faznog niza za smanjenje efekata degradacije zračenja na ovim satelitima. Njihovi nalazi su podeljeni i objavljeni na Međunarodnoj konferenciji čvrstih kola 2023.
Dr Shirane objašnjava: „Predlažemo novu strategiju prijemnika faznih nizova koja uključuje senzore za zračenje distribuirane na čipu i tehnike deljenja struje. Ovo pomaže da se drastično smanje efekti degradacije radijacije na radio i potrošnju energije.“
Tim istraživača je otkrio da je u konvencionalnom dizajnu primopredajnika faznog niza na malim satelitima signal iz glavnog režnja degradirao za 3,1 dB za godinu dana zbog jonizujućeg zračenja. Da bi ovo rešili, istraživači su kreirali primopredajnik sa faznim nizom sa senzorima za zračenje distribuiranim na čipu. Ovi senzori mogu otkriti varijaciju pojačanja između čipova antene. Ovo je kombinovano sa tehnikama deljenja struje da bi se ublažila varijacija pojačanja i na taj način smanjio uticaj neujednačenog jonizujućeg zračenja na radio i potrošnju energije.
Nakon testiranja ove nove strategije, istraživači su otkrili da je to dovelo do manje od 10% tipičnih varijacija pojačanja koje se vide na malim satelitima. Trenutne tehnike deljenja su takođe smanjile potrošnju energije satelita na najnižu prijavljenu vrednost. Sve u svemu, ova strategija je bila u stanju da smanji degradaciju glavnog režnja i smanji varijaciju pojačanja uz korišćenje minimalne količine energije, rešavajući dva glavna problema sa kojima se suočavaju postojeći mali sateliti.
„Koristeći distribuirane senzore zračenja na čipu i trenutne tehnike deljenja, uspeli smo da drastično smanjimo uticaj degradacije zračenja i učinimo primopredajnik sa faznim nizom energetski efikasnijim. Ova strategija“, zaključuje dr Širane, „ustanovljeno je da bude uporediva sa drugim najsavremenijim tehnologijama u smanjenju varijacije pojačanja. Stoga verujemo da s obzirom na njene performanse i efikasnost, naša strategija može dovesti do još većeg broja malih satelita u nižoj Zemljinoj orbiti i boljeg povezani svet“.
