ที่มาของการสร้าง/ ผลิตชิ้นงาน
หัวใจสำคัญประการหนึ่งของกล้องโทรทรรศน์วิทยุแห่งชาติ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 เมตร สำหรับศึกษาด้านดาราศาสตร์วิทยุคือ “อุปกรณ์รับสัญญาณ” (Receiver) กล้องโทรทรรศน์วิทยุแห่งชาตินี้ สามารถรับสัญญาณคลื่นความถี่ได้ในช่วงตั้งแต่ 300 MHz ถึง 115 GHz ดังนั้น ภายในจึงประกอบด้วยอุปกรณ์รับสัญญาณหลายช่วงความถี่ และยังสามารถติดตั้งอุปกรณ์รับสัญญานได้มากถึง 8-12 ตัว
ด้วยอุปกรณ์รับสัญญาณมีระบบการทำงานที่ซับซ้อนและเฉพาะเจาะจงกับคุณลักษณะของกล้องโทรทรรศน์วิทยุแต่ละตัว ไม่สามารถหาซื้อได้ตามท้องตลาดทั่วไป NARIT จึงได้วางแผนพัฒนาอุปกรณ์และระบบรับสัญญาณวิทยุย่านแอล (L-band Receiver) ภายใต้ความร่วมมือกับสถาบันดาราศาสตร์วิทยุมักซ์แพลงค์ (Max Planck Institute for Radio Astronomy: MPIfR) ประเทศเยอรมนี และในขณะเดียวกันก็ส่งวิศวกไทยไปเรียนรู้และฝึกประสบการณ์ เพื่อพัฒนาทักษะ และองค์ความรู้ด้านเทคโนโลยีดาราศาสตร์วิทยุขั้นสูง เพื่อประยุกต์ต่อยอดในเทคโนโลยีขั้นสูงอื่นๆ ได้ ในอนาคต
สัญญาณวิทยุย่านความถี่เเอล (1-1.8 GHz) ซึ่งเป็นช่วงความถี่ที่สามารถศึกษาสเปกตรัม Hydrogen line ในย่านความถี่ 1,400.00 MHz - 1,427.00 MHz และ OH lines ในย่านความถี่ 1,610.60 MHz - 1 ,722.20 MHz เป็นต้น ซึ่งเป็นสสารพื้นฐานที่สามารถนำไปศึกษาคุณลักษณะวัตถุทางดาราศาสตร์ต่างๆ ได้
ปัจจุบันได้นำไปติดตั้งและใช้งานเรียบร้อยแล้ว ณ กล้องโทรทรรศน์วิทยุแห่งชาติ 40 เมตร ห้วยฮ่องไคร้ จังหวัดเชียงใหม่ ทำให้เกิดการค้นคว้าวิจัยทางด้านดาราศาสตร์ในไทย รวมถึงเป็นการสร้างพื้นฐานเพื่อผลิตบุคลากรในไทยให้มีความรู้ความสามารถทางด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมให้ทัดเทียมในระดับนานาชาติอีกด้วย
วัตถุประสงค์
เพื่อออกแบบชุดรับสัญญาณวิทยุย่านความถี่เเอล (1-1.8 GHz) สำหรับนำไปติดตั้ง และใช้งานกับกล้องโทรทัศน์วิทยุแห่งชาติ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 เมตร สำหรับศึกษาวิจัยทางด้านดาราศาตร์ และการพัฒนากำลังคนทางด้านวิศวกรรม
ลักษณะเฉพาะของผลงาน
ตัวรับสัญญาณย่านแอลมีโครงสร้างเป็นแบบฟีดฮอน (feed horn) มีโครงสร้างวงแหวน (Ring chock) เพื่อลดสัญญาณรบกวนจากมุมด้านข้าง ถูกออกแบบให้อยู่ในระบบทำความเย็นยิ่งยวดที่อุณหภูมิน้อยกว่า 25K และติดตั้งใว้ที่จุดโฟกัสแรก (Primary Focus) สัญญาณจะถูกส่งผ่าน feed horn มายังตัวปรับโพลาไลเซอร์ Ortho-Mode Transducers (OTM) ผ่านภาคขยายสัญญาณ (Amplifier) และภาคประมวลผล RF (RF Processor) จากนั้นสัญญาณจะถูกแปลงเป็นสัญญาณดิจิทัลโดย Digitizer แล้วส่งผ่านเส้นสายไยแก้วนำแสงไปยังห้องควบคุม ที่ห้องควบคุมสัญญาณจะถูกแปลงกลับโดย Packetizer แล้วนำข้อมูลที่ได้ไปประมวลผลต่อไป
จุดเด่นของอุปกรณ์รับสัญญาณวิทยุย่านแอลที่ NARIT พัฒนาร่วมกับมักซ์แพลงค์ ถือเป็นระบบรับสัญญาณที่พัฒนาขึ้นใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนการประมวลผล (Processing) มีการออกแบบชุดอุปกรณ์รับสัญญาณให้มีขนาดเล็กลง พร้อมกับพัฒนาวงจรอิเล็กทรอนิกส์ให้เป็น Direct digital คือ แปลงสัญญาณความถี่จาก Analog เป็น Digital โดยตรงจากจุดโฟกัสได้เลย ไม่ต้องแปลงความถี่ ใช้ไอซีแปลงสัญญาณมีอัตรตราการสุ่มสูงถึงระดับ 4 GSPS ซึ่งเพียงพอต่อการแปลงสัญญาณความถี่ในย่าน 1-1.8 GHz ระบบนี้จะช่วยลดสัญญาณรบกวน (Noise) ได้มากยิ่งขึ้น ใช้นวัตกรรมแบบดิจิทัล ถอดแบบมาจากเครื่องรับสัญญาณวิทยุของเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุ MeerKAT ซึ่งเป็นโครงการนำร่องของเครือข่าย SKA นอกจากนี้ยังเป็นอุปกรณ์รับสัญญาณวิทยุที่มีคุณภาพดีที่สุด ที่สถาบันดาราศาสตร์วิทยุมักซ์พลังค์เคยสร้างขึ้นมา โดยมีอุณหภูมิของระบบรับสัญญาณ( Rx receiver temperature ) ต่ำกว่า 10 เคลวิน ทำให้มีความสามารถในการรับสัญญานในระดับดีมาก
 |
 |
บริบทในท้องตลาด
ไม่มีจำหน่ายในท้องตลาด
มูลค่าปัจจุบันในท้องตลาด
ประมาณ 20,000,000 ล้านบาท
ราคาต้นทุน
ราคาต้นทุนเฉพาะตัว material ประมาณ 8,000,000 บาท
การต่อยอดนวัตกรรม/ขยายผลเชิงพาณิชย์ และภาคอุตสาหกรรม
ข้อมูลดาราศาสตร์ที่ได้จากตัวรับสัญญาณย่านแอล สามารถนำไปศึกษาต่อยอดการวิจัยทางด้านดาราศาสตร์ ในการศึกษาสเป็คตรัม Hydrogen line ในย่านความถี่ 1,400.00 MHz - 1,427.00 MHz และ OH lines ในย่านความถี่ 1,610.60 MHz - 1,722.20 MHz เป็นต้น ซึ่งเป็นสสารพื้นฐานที่สามารถนำไปศึกษาคุณลักษณะวัตถุทางด้านดาราศาสตร์ต่างๆ ได้ นอกจากนี้การพัฒนาตัวรับสัญญาณย่านแอลยังทำให้เกิดการสร้างบุคลากรที่มีความสามารถทางด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมขั้นสูงอีกด้วย
ทีมพัฒนาผลงาน
ทีมวิศวกร ศูนย์วิศวกรรมเทคโนโลยีดาราศาสตร์วิทยุ
ติดต่อสอบถามข้อมูลเพิ่มเติม
ศูนย์วิศวกรรมเทคโนโลยีดาราศาสตร์วิทยุ
สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)
โทร. 053 121 268 ต่อ 804