Comments 49
Читая такие статьи... или о протонном магнитном резонансе... особенно сильно чувствуешь свою лень и рукожопость. За то - появляется желание советовать:
Использовать IEEE 1588 для организации интерферометра;
Рассмотреть возможность синтеза апертуры за счëт движения Земли. Но это уже может(?) потребовать охлаждения системы для отказа от агрессивного усреднения.
С RTL-SDR не прокатит точно. Просто синхронизировать время недостаточно, нужно чтоб прием был когерентным, для этого нужно синхронизировать гетеродины и тактовать АЦП также синхронно. Если бы речь шла про антенную решетку, то всё в одном месте и это KrakenSDR с тактованием от одного источника + синхронизация по референсному сигналу. А для разнесенного случая, наверное брать эталон частоты от GPSDO и уже потом в постобработке как-то синхронизировать фазу.
Да, интерферометр, особенно из четырех антенн, был бы прекрасным продолжением. Но как уже было указано @VO_Obsidian , синхронизировать нужно и гетеродины, и АЦП. KrakenSDR в таком случае, наверное, самое простое, но не единственное решение.
Почему так мало плюсов за такой хабратортный шедевр?
Минутка занудства, куда уж без нее. Открытый срез волновода - не лучший облучатель из-за обилия боковых лепестков диаграммы, и даже в паре с короткофокусным рефлектором может давать сильное переоблучение. Это снижает направленность всей системы облучатель-рефлектор вперед и делает систему уязвимой к местным помехам, то есть из вполне приличного по апертуре рефлектора выжимается далеко не все, на что он способен. Все остальное монументально и шедеврально. Удачи в наблюдениях и пишите еще!
Вдогонку. Посмотрел на картинки к статье внимательнее, вернее на самую первую из них - похоже, что я неправ. Изображенный там облучатель в сборе похож на VE4MA, это один из нескольких вариантов того, как правильно.
Для первой итерации "ведерко" вариант идеальный, его легко рассчитать и сделать, а оптимизация облучателя даст выигрыш в пару децибел, что на фоне общего шума и времени накопления не так критично для обнаружения факта сигнала
Для этого на срезе и стоит дроссельное кольцо. Правда, одно, но добавлять еще их ради ослабления переливающихся помех нерационально - они уменьшают апертуру радиотелескопа. Правда, настройкой положения этого кольца я так и не занимался. Лежит генератор на нужную частоту и второе "ведерко" в качестве излучателя, с помощью которых можно точно отъюстировать положение облучателя относительно фокуса зеркала и положения дроссельного кольца.
уменьшают апертуру радиотелескопа
Площадь рефлектора, при диаметре 1.8м, примерно 2.54м.кв. Площадь затенения облучателем, если это VE4MA, примерно 0.1м.кв. Я не ошибся с цифрами? Если все правильно, то значимость затенения рефлектора облучателем получается сравнительно невелика.
Все верно, 0,1 м², если учитывать затенение и самого облучателя. Но если применить еще одно кольцо (например, на облучателях тех же спутниковых антенн их чаще всего три, если не ошибаюсь), то площадь такой конструкции в проекции на зеркало станет равной уже 0,25 м², что и имелось ввиду выше.
В дизайне VE4MA кольцо одно, в дизайне Chaparral их трое - это один из наиболее массовых промышленных вариантов облучателей, вы не ошибаетесь, но у Chapparal три кольца расположены плотнее, чем единственное у VE4MA. При этом максимальный диаметр - то, что определяет размеры конструкции и отбрасываемую ею радиотень, у них одного порядка. Если точнее, то 0.5λ для VE4MA и от 0.51λ до 0.6λ для Chapparal при чуть меньшем диаметре волновода, однако более высокая эффективность бóльших Chapparal дает преимущество на средних и больших апертурах короткофокусных рефлекторов, на которых затенение все еще незначительно - как раз ваш случай.
Пояснение к размерам.
Диаметр волновода традиционного (у оптимизированных конструкций размеры чуть отличаются) VE4MA - 0.77λ. Тогда расстояние от стенки волновода до кольца - 0.5λ, а общий геометрический диаметр получается 0.77λ+(0.5λх2)=1.77λ или примерно 37см - как раз как в статье.
Диаметр волновода Chapparal - 0.71λ. У наибольшего по размерам, с наружным кольцом плюс 0.6λ, получается 0.71λ+(0.6λx2)=1.91λ или примерно 40см.
Соответственно площадь примерно 0.1м.кв против примерно 0.13м.кв - и это при параболе примерно 2.54м.кв. Теряется в погрешностях измерения.
Спасибо за разъяснения. Даже учитывая это изначально, и если три скалярных кольца действительно имеют ощутимый выигрыш, я бы все равно остановился на одном кольце - это значительно проще, а один другой децибел можно и простить.
Любое решение - компромисс. В том числе компромисс сложности изготовления. Вы мало проигрываете в эффективности, зато много выигрываете в упрощении конструкции, что почти всегда важно в самоделках - именно в этом преимущество дизайна VE4MA. А промышленности все равно, какую форму лить и штамповать, поэтому промышленные облучатели чаще типа Chapparal.
И это мы еще даже не начали копать ни в сторону horn - там есть о чем подумать, ни в сторону сложных профилей волновода, которые вообще выглядят контринтуитивно как минимум на первый взгляд.
в сарае, в жестяном ведёрке
Звучит как начало сюжета для фильма, где главный герой случайно ловит переговоры рептилоидов, а потом за ним выезжает черная Волга))
А если серьезно это магия в чистом виде. Ты сидишь в сарае, а на экране - эхо Большого взрыва (ну почти), романтика!
Я так и не понял, диаметр волновода 15,6 или 16,5 см?
SDR-приёмник — в моём случае клон RTL-SDR Blog V3 за ~2000 рублей
А что у нее внутре? Отзывы с Али говорят, что у "клонов" тюнер может быть какой-угодно, но не как у оригинала (R820T2). И прием соответственно никакой.
На счет "«сарайной» карты Галактики" - это реально результат измерений или все же художественная интерпретация? Написано вроде однозначно, что это результат работы оборудования, но сложно поверить, что такая точность и детализация в принципе достижимы.
Если второе - было бы очень интересно увидеть реальную карту измерений (облако точек).
Ну тут понятно же, что "сарайная" карта-схемка просто отрисована. При сборе данных можно было создать грубое подобие радиокарты, приведенной выше. При разрешении 8° для тарелки 1,8 м как раз примерно 1 квадрат сетки соответствовал бы одному "пикселю" при таком любительском обзоре неба. Полагаю, что если автор из средней полосы, то вряд ли до всех рукавов добрался, все же Стрелец и Центавр по склонению весьма неблагоприятны для наблюдений.
Увы, это, по крайней мере пока лишь возможная схематичная интерпретация. В превью вроде бы я более четко на это указал. Но стоило сразу в сатье тоже указать прямее, что и сделал, хотя с некоторым опозданием. Снять скорости с разных, доступных с месторасположения телескопа, точек Млечного Пути не так уж долго, потом можно учесть скорость движения Земли (как собственное вращение, так и орбитальное) и построить кривую вращения галактического диска. А вот интерпретировать карту уже сильно сложнее, а главное, нужно провести очень много измерений, на что у меня (надеюсь что лишь пока) времени нет. Здесь и здесь показано, как это делается. Вообще, на западе множество примеров создания самодельных радиотелескопов, да что там - DIY аналитического приборостроения вообще, в русскоязычном же мире такие проекты, судя по поиску, буквально штучные.
Добрый вечер, я студент который тоже хочет собрать радиотелескоп, у меня уже месяц есть список деталей которые думаю использовать, и примерная схема. Можно куда-то скинуть вам план на оценку? Если не затруднит конечно..
Доброго дня! Да, можно, хотя слишком многого не обещаю)
Спасибо, план не сложный:
Конструкция подключается к ноутбуку и от него же и питается, насколько понимаю потребление небольшое и должно хватить. Надеюсь эта конструкция сможет отличить хотя бы солнце от чистого неба, может и млечный путь..)
Также интересно спросить, нужна ли тарелка для такого излучателя(на просторах интернета не нашёл ничего лучше)
Питания хватит с запасом. Приемник питается от USB порта и сам дальше питает LNA, либо питание на LNA можно подать отдельно.
Пару слов о том в списке, что радует, и что не очень.
Облучатель. Это, наверное, какая-то модификация известной антенны Моксона - прекрасная антенна, которая в данном случае не подходит по диаграмме направленности. Нужно что-то более подходящее, а для этого определитесь с параболой, в смысле с фокусным расстоянием. Эконом-вариант - антенна Яги в виде дорожек на печатной плате; навскидку понадобится шесть-восемь элементов примерно.
Даже такой короткий джампер хотелось бы с потерями поменьше или вовсе исключить его.
LNA и BPF совершенно обязательны. Можно найти модели, где LNA и BPF объединены в один прибор, а можно стыковать монофункциональные модули последовательно. Без LNA ничего толкового не удастся услышать, а без фильтра слабый приемник утонет в помехах от вообще всего. Желательно иметь в хозяйстве или взять у кого-то приличный векторный анализатор, не NanoVNA или подобный - у них динамический диапазон маловат, но если только такой доступен, то тоже лучше чем ничего. Это чтобы померить, как оно работает, а не тыкаться наугад.
Пара метров LMR-240 или аналогичного после LNA особых потерь не привнесет, оставаясь умеренно гибким. Годится.
Определитесь с параболой, тут чем больше - тем лучше.
В целом присоединюсь к замечаниям @Astroscope, но напишу еще пару своих. BPF желателен, но не так уж и обязателен - я не нашел его за разумные деньги тогда, сам делать не стал. И если хотите регистрировать радиоизлучение Солнца, то вам этот фильтр точно не нужен - на частоте 1420 МГц там ничего интересного нет. Облучатель антенны не годится. Проще всего сделать волноводный, как у меня, или антенну Яги (волновой канал) с подавлением боковых лепестков. Можно и просто вибратор с контротражателем из чашки, если его можно так назвать, как делал Alex Plaha в своем проекте глобального интерферометра.
Если кабель длинный и все же будет вносить ощутимые потери, можно попробовать поставить второй LNA на его конце. Вряд ли их самовозбуждение по питанию возникнет.
BPF очень значимо необходим для приемников уровня RTL-SDR, потому что у них смехотворно малый динамеческий диапазон - раз, сработка AGC на что угодно где угодно - два. Допустим, AGC можно отключить, обычно так и делают, но с остальным ничего не поделать. Потому я и агитирую за BPF, он часто сильно смягчает техническое несовершенство восьмибитного приемника с полным отсутствием собственной преселекции, превращая его из игрушки во вполне рабочее устройство. Формально же говоря, именно что принципиальной необходимости нет. Собственно говоря, чисто формально и LNA не необходим, ведь слишком слабый для приемника сигнал вместо LNA вполне можно поднять нехитрым увеличением апертуры антенны. :)
здорово, красиво, молодца, никого не слушай, вперед... мы крутим эту планету... зы... попробуй эту прогу, там вроде плагин для радиоастрономии, но я не пробовал..
Спасибо, буду знать. Еще хочу попробовать специализированное ПО Virgo для радиоспектрографии, что явно повысит возможности инструмента.
Кстати краска на металле антенны поглащает весьма много энергии падающей волны.
Безусловно. Есть специальные краски с низким поглощением, но это выходит за рамки такого проекта. С обычными красками поглощение значительно зависит от толщины покрытия. Окраска эмалью тонким слоем на хорошо подготовленную поверхность приводит к потерям, с которыми легко мириться. Правда, моя антенна после мытарств с автоэмалями была покрашена в итоге валиком, плюс на ней была ржавчина)
Без движения по оси прямого восхождения мы не можем вести телескоп вслед за "уезжающим" объектом, что, конечно, смазывает наблюдаемую картину при накоплении сигнала.
Вы не могли бы уточнить характерное время одного наблюдения?
Да, это так. Но характерное время интеграции сигнала ~1 минута, за это время Земля повернется на 0,25 градусов. Учитывая угловое разрешение телескопа в 5 градусов, видно, что указанная проблема пренебрежима. Если диаграмму направленности снизить, используя, например, интерферометр, то тогда отсутствие полноценной монтировки скажется
Вот побольше надо таких статей! Спасибо!
Правда, даже карты такой четкости на рассмотренном радиотелескопе получить трудно из-за того, что его разрешающая способность пропорциональна апертуре (диаметру антенны). Угловое разрешение при диаметре антенны 1,8 м на волне 21 см немногим лучше 5°, что, конечно же, оставляет желать лучшего — ведь это примерно 10 полных Лун, поставленных в ряд бок о бок.
Диаметр антенны увеличивается созданием второй такой же антенны и созданием интерферометра. В русскоязычном интернете я видел только пару любителей, которое это смогли. Например https://dzen.ru/a/aOaDJ6ckJhUbSSty
Периодически попадались размышления об любительской радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами, но цены на источник времени кусаются даже для американских любителей.
PS Может кому интересно как сделать дешевую деревянную антенну https://groups.google.com/g/sara-list/c/rZUSshi5OQo
Из палок и... железок!
Со всеми проектами радиотелескопов и радиоинтерферометров в русскоязычном мире знаком. Наиболее интересным, наверное, была попытка создать любительский РСДБ (радиоинтерферометр со сверхдлинными базами) с подробным описанием конструкции (не самой простой, если мне не изменяет память, на основе ТВ-тюнеров) и отладки радиотелескопов. Автор проекта, если не ошибаюсь, с ДНР, начиналось все еще в 2011 г и чем кончилось, непонятно. На сколько помню, из-за не синхронизированности гетеродинов сколько-то ощутимое время наблюдений сделать не удавалось. Было ли какое-то продолжение, не знаю. Удивило, что и ссылка на эту сатью уже попала в тот форум.
Сам я хотел еще собрать интерферометр с простым сложением волн в коаксиальной линии на частоту 408 МГц, при этом, возможно, приемник, и, конечно же систему "вытаскивания сигнала из шума" собрать самому на аналоговых принципах, как было в радиотелескопах изначально. Потом с удивлением обнаружил статью Когана Л.Р. "Самодельный радиотелескоп" в журнале "Земля и Вселенная" за 1980 г, где неплохо описан радиоинтерферометр на 150 МГц (и общий принцип его работы) с приемниками прямого усиления на самых "малошумящих" тогда транзисторах - германиевых. Неизвестно, удалось ли кому-то построить тогда работающий образец, но в наше время приемник прямого усиления для радиоастрономии уже не такая фантастическая вещь - скорее всего ВЧ усилитель можно собрать на каскаде арсенид-галлиевых LNA, хорошо развязав питание для каждого каскада и экранировав их. Конечно, на 150 МГЦ в наше время делать нечего.
А о самодельной каркасной "тарелке" большого диаметра (делать самому метра на 2 нерационально) я тоже задумывался, но на это нужны все равно ощутимые затраты и время. Зато ее можно сделать хоть 10-метровой. Тут вспоминаются приемники телевизионной системы "Орбита" с 12 метровыми полноповоротными антеннами, сданные на металлолом почти по всей стране. А ведь часть их могли быть переделаны в учебные радиотелескопы для университетов.
Сколько таких антенн министерство обороны забросило. А там где они ещё живые, они как собака на сене - не дадут и не берегут.
А с Донецком очевидно ничего хорошего. Обсерватория Александра Плахи была на даче севернее Донецка.
В Я.Войцеховский Радиоэлектронные игрушки. 1977. На странице 492 был радиоинтерферометр на 100 МГц с базой 30 метров.
Хабратортно!
Пульт безусловно шикарен
Классная статья. Я однажды загорелся идеей поймать сигнал радиопульсара на 100 МГц при помощи направленной антенны бегущей волны из провода и палок конструкции "длинный луч". И самодельного усилителя. Но потом понял, что у меня нет нужного технического опыта. Как вы думаете это реально сделать при учёте что на местности эфир близок к идеальному?
Боюсь, помех на 100 МГц слишком много. Нужна очень направленная антенна, малошумящий усилитель и способ подавления принятых помех.
100 МГц
Это примерно середина вещательного диапазона FM. Чтобы хоть что-то принять там, необходимо обустраиваться за радиогоризонтом всех вещательных станций в округе. У вас есть на примете такой географический регион? Иначе вещалки пролезут через все щели и забьют прием.
длинный луч
Нужно что-то с куда как лучшей направленностью. Яги, например. Обычно шести метров длиной каждая просто потому, что цветной прокат продают кусками по шесть метров - резать короче вроде глупо, а наращивать длиннее сильно добавляет работы на ровном месте.
DIY радиотелескоп в сарае: как я поймал сигнал Галактики