СВЧ пассивный радиотеплолокатор в диапазоне 10 ГГц

    Описание


    Из оборудования для приема спутниковых телеканалов и электродвигателя сделан мобильный прибор, сканирующий с горизонта излучение в диапазоне 10 ГГц. Данные визуализированы, статья с видео-картинками.

    Техническая реализация


    Использованы дешёвые комплектующие: параболическая антенна с конвертером для приема данных с телевизионных спутников, электромотор, ИК-пара из светодиодов и фотоэлемента, щетки для передачи питания на вращающуюся часть и пара контроллеров. Устойчивая монтировка сварена из стальных труб, на ней закреплен электромотор и ось, вокруг которой вращается тарелка. На монтировке стоит контроллер, который принимает данные с вращающейся части и передает в ком-порт компьютера, на котором запущена программа визуализации данных. Есть только два потока данных: информация о вращении приемника и измерения. Ширина лепестка направленного приема небольшой параболической тарелки соизмерима с величиной 1 градус. На один оборот (примерно 1-1.5 секунды) приходится примерно 400 12-битных измерений. Из-за относительно низкого соотношения сигнал/шум для отображения на экране программно накапливаются и усредняются данные за несколько оборотов. Для оцифровки аналогового сигнала с фильтра спутниковой головки (конвертера) используется ВЧ логарифмический детектор/контроллер AD8313 и АЦП MAX1236. В наших любительских целях можно использовать конвертер с любой поляризацией и частотой, подходящей к диаметру антенны.



    Эксперименты


    Обнаружено, что от стен домов идет излучение выше фонового. Если локатор установлен внутри комнаты, то стеклянные окна фиксируются понижением сигнала. Также, в деревенском кирпичном доме мы увидели непонятные источники 10ГГц излучения в стенах, а в месте, где висит зеркало, уровень сигнала понижен. В начале видео на экране ноутбука в правой части графика видно две темных зоны – это окна, а вверху на отметке 0 градусов висит зеркало, слева от которого нет ничего особо примечательного, но на графике устойчивая яркая зона.

    Эксперимент во дворе показал снижение фона, на котором отчетливо видны источники излучения, которые можно поискать, перемещаясь с локатором и попутно вычисляя параллакс. В первом видео на графике красным кружком отмечено интересное явление – периодическое появление сигнала в определенном месте – его можно будет поискать и найти. Наверное, поиск устойчивых источников 10ГГц излучения – путь, по которому ещё не ходили.

    Дополнительно к пассивному измерению мы попробовали измерить излучение от электроприборов, и оказалось, что обычная для всех энергосберегающая газоразрядная ртутная лампочка постоянно шумит заметно выше фонового уровня, в то время как лампа накаливания незаметна для измерительного прибора. Так что всегда есть смысл и повод задуматься:)



    Дополнительно


    Перед тем, как делалась эта вращающаяся машина, технология опробовалась на карманном наладоннике:





    В то время, когда писалась эта статья, были приняты интересные снимки облачности над территорией полуострова Крым.

    10 марта 2014 г. 15:25



    10 марта 2014 г. 16:57



    Ссылки на полноразмерные изображения:

    meteosputnik.ru/autogallery/hrpt/2014-03-10-15-25-noaa19ch2.jpg

    meteosputnik.ru/autogallery/hrpt/2014-03-10-16-57-noaa18ch2.jpg

    meteosputnik.ru/autogallery/hrpt/2014-03-10-13-45-noaa19ch2.jpg
    Share post

    Comments 37

      +1
      А как снимки принимали? Какой диапазон? Есть ли Open Source или Open Hardware — решения?
      И на чем делался GUI «радара»?

      Спасибо.
        +2
        Статья про приём: habrahabr.ru/post/169873/

        А радар на delphi — там есть и компорт, и рисовать можно:)
          0
          delphi, знаем) а исходники не как? очень заинтересовало.
            +1
            Напишите в личку, наверное, здесь лучше такие технические разговоры не вести. А так, всё есть, могу дать, показать что нужно и куда смотреть.
              +6
              Такие технические разговоры здесь вести очень даже лучше! Это же Хабрахабр!
                +3
                На какой адрес я скинул исходники и какая функция в них что делает, какую кнопку надо нажать, чтобы открыть ком-порт, а какую, чтобы включить мотор? :) это уход в дебри, которые не имеют отношения к чему-то познавательному. Но если по существу, у кого-то не получилось что-то припаять, но он очень старался или есть вопрос, то пожалуйста.
        0
        Ура, ещё один шаг к активному радару в авто.
        Я уже раз отмечал, что бош уже давно выпускает сеты под 77GHz для автомобильных приложений.
        0
        del
          +1
          Напомню про пассивный радар на отражениях FM-станций: www.youtube.com/watch?v=tIIUnfKNLbA (видны самолёты и даже низкоорбитальные спутники).

          Всё сделано на двух восьмидолларовых свистках-приёмниках.
          0
          К сожалению радар это:
          Радиолокационная станция (РЛС), радар (англ. radar от radio detection and ranging — радиообнаружение и дальнометрия) — система для обнаружения воздушных, морских и наземных объектов, а также для определения их дальности, скорости и геометрических параметров. Использует метод, основанный на излучении радиоволн и регистрации их отражений от объектов.

          А в данном случае только пеленгатор, особенно если привязать изображение к сторонам света.
          Особенно интересны результаты по источникам излучения в помещении.
            0
            Не могли бы ли вы отыскать такое же определение, но с прилагательным «пассивный», я хотел привел ссылку на вики, но в русской нет такой статьи.
              0
              В Wiki в статье Радиолокация определяют:
              Пассивная радиолокация использует излучение электромагнитных волн наблюдаемыми объектами, это может быть тепловое излучение, свойственное всем объектам, активное излучение, создаваемое техническими средствами объекта, или побочное излучение, создаваемое любыми объектами с работающими электрическими устройствами.

              Но и во многих других источниках определят примерно так же.
              Я думаю есть много видов пассивной радиолокации, но только ПР со станциями подсветки могут обеспечить мгновенное определение параметров цели необходимых на практике.
              Думаю здесь имеет место чехарда и подмена понятий у людей далеких от практической радиолокации. Обратите внимание на ключевые слова приведенные мной ранее:
              а также для определения их дальности, скорости и геометрических параметров

              Это радиолокация. Все остальное (что не содержит параметров цели, а только ее координаты) пеленгация.
              Эта чехарда в понятиях позволяет автору называть работу так, как он ее назвал.
              +1
              Давайте побуквоедствуем.
              В русскоязычной профессиональной литературе термин «радар» вообще очень мало используется, используется, как и видно из приведенной выше цитаты «радиолокационная станция» или «радиолокатор».
              А вот радиолокация, в свою очередь, может быть как активной, так и пассивной (на самом деле, вариантов больше). В первом случае источником принимаемого после отражения излучения является то же устройство, которое его принимает, во втором могут использоваться сторонние источники, включая естественные.
              А вот «пеленгатор» имеет от «радиолокатора» существенное отличие: он работает не с отраженным, а с излучаемым сигналом.
                0
                Сожалею, но пеленгатор — это устройство определяющее направление на источник радиосигнала.
                Радиопеленгация — определение направления на источник радиоизлучения.

                Он регистрирует все радиосигналы, в том числе и отраженные, но последний для него является помехой. И требуется больших усилий чтобы его отфильтровать.
                В практической пассивной радиолокации используются активная подсветка обстановки, работающая синхронно с пассивными регистраторами целей. Это нужно в первую очередь для определения параметров цели которые без знания параметров подсвечивающего сигнала определить невозможно. Да и защита от активных помех требует того же. Пассивную кабину, специалисты радиолокации, иногда так и называют — пеленгатор.
                  0
                  Именно это я и написал, только короче. Я инженер РЭБ, если что…
                    0
                    Значит, если мы сделаем много таких штук, расставим в разных местах и будем следить за параллаксом или хотя бы будем переставлять один этот, то это уже будет локация?
                      0
                      Локация — определение хотя бы одной координаты. Если вам удастся ее определять, то будет. Я бы все же подумал об излучателе для подсвета — может быть интереснее.
                        +1
                        Подключить микроволновку с зажатым датчиком открытой дверцы? :)
                          0
                          А частоты какие должны быть? Чтобы подсвечивать, и как фокус отловить? Спасибо.
                0
                Так а почему стены то фонят?
                  0
                  Барабашки или место намоленное :)

                    0
                    На частотах 1 — 30 ГГц может существовать множество природных источников радиоволн.
                    Источником являются возбужденные атомы вещества.
                      +1
                      Вы тоже фоните:) — всё светится.
                      +1
                      Какое у вас интересное хобби. А конечная цель сего действа? Или так, принцип проверить поприколу?
                        0
                        Конечная цель — это, наверное, развитие. А промежуточная — поэкспериментировать, возможно кто-то тоже заинтересуется, подумает, сделает что-нибудь полезное.
                        +2
                        Не очень понял, при чем тут снимки NOAA, поясните?
                          0
                          Это наше основное занятие и так получилось, что в момент написания статьи сфотографировалось интересное редкое атмосферное явление.
                            0
                            То есть, технически, никакой связи, просто к слову пришлось.
                          0
                          А как во вращающимся механизме, Вы реализуете передачу высокочастотного сигнала с облучателя (конвертера)? Я думаю наврядли контактным путем. Спасибо.
                            +1
                            По ИК каналу — несколько параллельных светодиодов на вращающейся бошке и один приемный фототранзистор на монтировке, которая подключена к компьютеру. А питание наверх заводится через корпус и щётку.
                              +1
                              Уточню. С вращающейся части на стационарную по ИК-каналу передаётся не тот исходный высокочастотный сигнал, который идёт с приемника, а уже оцифрованные значения уровня сигнала, подготовленные для компьютера, порядка одного килобайта в секунду, т.к. наверху для этого тоже есть контроллер.
                            0
                            в деревенском кирпичном доме мы увидели непонятные источники 10ГГц излучения в стенах

                            При кладке кирпича часто кладут армировочную сетку или отдельные металлические прутки. Скорее всего, они переизлучают внешний сигнал.

                            в месте, где висит зеркало, уровень сигнала понижен

                            Экран, имеющий размеры несоизмеримые с длиной волны. То есть «заземление» для сигнала на рабочей частоте.

                            зеркало, слева от которого нет ничего особо примечательного, но на графике устойчивая яркая зона.

                            Возможно тоже что-то в стене, имеющее размер близкий (кратный) к длине волны. Металлоискателем надо посмотреть.

                            В то время, когда писалась эта статья, были приняты интересные снимки облачности над территорией полуострова Крым.

                            Есть место, где можно посмотреть архив подобных снимков по разным датам и местам?
                            И почему привлек внимание именно этот снимок? Настолько редчайшее явление?

                            поиск устойчивых источников 10ГГц излучения – путь, по которому ещё не ходили.

                            Похоже, нас ждет много интересных открытий и статей!

                              +1
                              Есть небольшой архив за пару месяцев, диск на хостинге не резиновый.
                              meteosputnik.ru/archive
                              Если реально надо архив, то надо знакомиться и скинем со своего диска.

                              Такие прозрачные полосы — редкое и непривычное явление.

                            Only users with full accounts can post comments. Log in, please.