Opis projektu
Chwytanie fal z większą rozdzielczością czasową i skuteczniejsze łowienie burz
Satelity znacznie podniosły możliwości prowadzenia obserwacji Ziemi, a umieszczane na nich urządzenia pomagają nam lepiej opisać i zrozumieć fizyczne, chemiczne i biologiczne układy, jakie na niej istnieją. Wraz ze wzrostem dostępności małych i niedrogich satelitów zbieranie danych i gromadzenie wiedzy stało się znacznie prostsze. Aby wspierać ten trend i dalej go rozwijać, w ramach finansowanego ze środków UE projektu TERAFILT zostaną opracowane bardzo czułe i kompaktowe radiometry, które umożliwią prowadzenie detekcji środowiskowej podczas satelitarnej obserwacji Ziemi. Radiometr jest urządzeniem mierzącym natężenie promieniowania elektromagnetycznego o określonych długościach fal i wskazanych częstotliwościach, na przykład mikrofalowego, terahercowego czy podczerwonego. Innowacyjne radiometry będą kompatybilne z małymi satelitami pogodowymi i zapewnią aktualizację danych w odstępie minut, a nie jak miało to dotychczas miejsce – godzin. Wpłynie to korzystnie na naszą zdolność do prognozowania coraz częstszych gwałtownych zjawisk pogodowych i odpowiedniego nimi zarządzania.
Cel
This project proposes a new architecture of sub-terahertz (THz) radiometers, which, for the first time, allows to combine high frequency selectivity, high sensitivity and high compactness, intended to be used in Earth-observation environmental sensing applications.
There exists two radiometer detector types: 1) direct-detectors have best-possible sensitivity, but poor frequency selectivity, even when equipped with superconductive filters which require bulky and energy-demanding cryogenic cooling systems; 2) heterodyne-receivers, which are compact and have excellent frequency selectivity, but have inherently inferior signal-to-noise ratio.
The PI, in his ERC CoG, has developed a new terahertz technology enabled by silicon micromachining, and has demonstrated world-record breaking narrow-band filters at sub-THz frequencies (Q=800 at 450 GHz, 1600 at 150 GHz), which, even at room temperature, are superior in performance to state-of-the-art THz filters requiring cryogenic cooling. Furthermore, he has developed a micromachined waveguide switch technology with unprecedented on/off ratio (insertion loss of 0.6 dB, isolation of 50 dB at 220 GHz). These results will be combined for the first time to a new direct-detector based radiometer architecture, enabled by a proposed micromachined switched-filter bank. Such a compact and high-performance radiometer can even be utilized in CubeSat high-density weather-satellite constellations, which are predicted to replace current weather satellites and enable a weather update every 15 minutes as opposed to several hours, which is required for dynamic monitoring for instance the development of severe storms. A proof-of-concept demonstrator for measuring the 183 GHz water line, capable of resolving sub-spectral lines at highest-possible sensitivity, will be implemented and tested in academic and space-industry environment, and appropriate innovation management and exploitation measures are taken in the project.
Dziedzina nauki
- engineering and technologymechanical engineeringthermodynamic engineering
- social scienceseconomics and businessbusiness and managementinnovation management
- engineering and technologymechanical engineeringvehicle engineeringaerospace engineeringsatellite technology
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistrymetalloids
Program(-y)
System finansowania
ERC-POC-LS - ERC Proof of Concept Lump Sum PilotInstytucja przyjmująca
100 44 Stockholm
Szwecja