Un chercheur en sciences optiques propose une nouvelle méthode de mesure des antennes radio

Un chercheur en sciences optiques propose une nouvelle méthode de mesure des antennes radio

L’étudiant au doctorat Joel Berkson utilise une combinaison de projecteurs laser et de caméras pour créer un modèle informatique 3D des surfaces d’antenne radio. Crédit : Paul Tumarkin/Tech Launch Arizona

Joel Berkson, doctorant en troisième année à l’Université d’Arizona James C. Wyant College of Optical Sciences and Steward Observatory, a développé une nouvelle façon de mesurer avec précision les surfaces de l’antenne radio, qui sont utilisées pour collecter et focaliser les ondes radio pour l’astronomie et les communications par satellite.

Ces antennes en forme de parabole, comme celles représentées dans le film “Contact” de 1997 avec Jodie Foster, doivent être fabriquées avec un niveau de précision extrêmement élevé pour bien fonctionner. Pour garantir leur précision, les ingénieurs mesurent les surfaces des antennes à l’aide de la métrologie, une technique qui applique la science de la mesure aux processus de fabrication, d’instrumentation et d’étalonnage.

“Les gens veulent toujours fabriquer des antennes plus grandes et plus précises pour les radiotélescopes, et plus encore”, a déclaré Berkson. “Si nous ne pouvons pas trouver de meilleurs moyens de les rendre plus rapides et plus précis, le coût et le temps nécessaires pour mesurer chaque surface afin de garantir sa qualité seront prohibitifs.”

Les méthodes existantes pour mesurer les surfaces courbes des antennes radio et des miroirs de télescope impliquent de placer des autocollants sur la surface de l’antenne ou du miroir, puis d’utiliser des caméras pour analyser la surface en regardant les autocollants. D’autres méthodes impliquent de sonder physiquement la surface avec une machine de mesure de coordonnées. Ces techniques se limitent à mesurer uniquement le nombre de points indiqués par les autocollants ou touchés par une sonde physique ; c’est un processus manuel, lent et souvent coûteux.

Pour rendre les choses encore plus compliquées, parfois les surfaces ne ressortent pas parfaitement et doivent être réparées et mesurées à nouveau, ce qui se traduit par plus d’argent et de temps passé.

L’invention de Berkson élimine le besoin d’autocollants ou de contact physique. La méthode qu’il a développée utilise une combinaison de projecteurs laser et de caméras pour créer un modèle 3D de la surface. En rendant la forme réelle de la surface sous forme de modèle informatique, le nouveau procédé surmonte une autre limitation des anciennes méthodes ; plutôt que de se limiter à mesurer des centaines de points, il permet de mesurer des millions de points sur une surface.

Tech Launch Arizona, le bureau d’UArizona qui commercialise les inventions issues de la recherche universitaire, a travaillé avec Berkson pour breveter la technologie au nom de l’université et la concéder sous licence à la startup de Berkson, Fringe Metrology.

“C’était particulièrement gratifiant de voir le travail de Joel, d’envisager une approche pour relever un défi du monde réel et de le transformer en une solution commerciale élégante”, a déclaré Bruce Burgess, directeur du développement des entreprises chez TLA. “Joel a reconnu la richesse des ressources que TLA offre aux chercheurs et n’a pas tardé à travailler avec notre équipe.”

“De nombreux systèmes existent aujourd’hui sont des systèmes de boîte noire et doivent être personnalisés pour être utiles sur le terrain”, a déclaré Berkson. “Le nôtre est un système qui peut être facilement configuré pour mesurer des surfaces de différentes formes et tailles. Vous ne pouvez pas faire cela avec les autres technologies actuelles.”

Lorsque Berkson s’est rendu compte que les systèmes de métrologie existants nécessitaient l’utilisation d’autocollants pour effectuer des mesures, il a été inspiré pour adopter une approche de résolution de problèmes pour simplifier le processus.

“Les autocollants ont été utilisés dans tous les domaines et sont la norme et la confiance”, a-t-il déclaré, “mais à mesure que la demande de surfaces plus précises et compliquées augmente, les exigences de mesure augmentent également. Les méthodes actuelles ne sont pas aussi bonnes que les gens le souhaitent. et doivent être en mesure de faire progresser ces systèmes. »

En collaboration avec son co-inventeur, Justin Hyatt, associé de recherche principal au Steward Observatory, Berskon a commencé à développer l’invention avec un financement de la National Science Foundation pour faire progresser les méthodes actuelles de fabrication de radiotélescopes. Il est entré en contact avec l’équipe de commercialisation de TLA, qui a travaillé avec lui pour développer la propriété intellectuelle de l’invention. Berkson a ensuite lancé Fringe Metrology, a obtenu une licence pour l’invention auprès d’UArizona et a commencé à créer une entreprise autour de celle-ci.

La startup développe des systèmes spécialisés pour une variété d’applications de métrologie de surface mais se concentrera initialement sur les mesures méticuleuses nécessaires à la fabrication de panneaux de radiotélescopes.

“Les radiotélescopes comme ceux que vous voyez dans le film ‘Contact’ sont très précis et coûteux à fabriquer, et ils doivent être parfaitement formés pour fonctionner correctement”, a déclaré Berkson. “La société se concentrera initialement sur ces clients de grande valeur pour développer le produit initial de mise sur le marché.”

Alors que Berkson se concentre sur la croissance de son entreprise, il espère que la technologie pourra offrir une solution aux limites actuelles de la fabrication de radiotélescopes et contribuer à l’évolution de l’industrie.

“En fin de compte”, a-t-il déclaré, “j’aimerais voir des systèmes de mesure plus rapides, moins chers et de meilleure qualité dans chaque laboratoire.”


Développer une méthode de fabrication à faible coût et de haute précision pour les miroirs minces et les tranches de silicium


Fourni par l’Université de l’Arizona

Citation: Un chercheur en sciences optiques propose une nouvelle méthode de mesure des antennes radio (2022, 21 avril) récupéré le 21 avril 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-04-optical-sciences-dishes-method-radio.html

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