Początki w radioastronomii

Event Horizon · Poniedziałek o 20:29

Dzień dobry,

Od jakiegoś czasu szykuję sprzęt do zdalnej (i.e. autonomicznej) lokalizacji na działce. Z grubsza przygotowałem już elektronikę, oprogramowanie oraz projekt macierzy kierunkowej na linię deuteru (327.348 MHz) W ramach testów na szybko przeprojektowałem / przeliczyłem popularną antenę ATK 10/400-470 na 12-elementową Yagi dł. 2.5m, pow. efekt. 3.01 m²(ang. effective antenna aperture); temp. szumowa 29.9K @ 408MHz -> montując ją na... balkonie (tzn. z 3 ATK zrobiłem 2 Yagi, wykorzystując gotowe dipole, złącza, mocowania, itp. 🙂 Dłuższych nie dało rady, bo i tak obecne zaglądają sąsiadowi piętro wyżej na balkon...

fot. "Dwie Yadwigi"

Układ wycelowany jest w okolice gwiazdy polarnej (pi x drzwi) pracuje 24h, testuję różne ustawienia i od jakiegoś czasu, na poziomie szumu tła idzie mi coś, co wygląda na pulsar:

4 godziny obserwacji radiowej via GNU Radio, 1.1 GB wynikowy plik + składanie w presto / tempo.

Jeszcze może kilka słów o odbiorniku -> ekranowany Airspy R2, ekranowany zegar atomowy (OCXO+GPS / TM4313) - oba urządzenia połączone do komputera via separatory galwaniczne USB 2.0, Analog Digital ADUM3165 (płyt. prod. CN0550-EVB) + zasilacz liniowy ultra nisko-szumowy na LT3042/3045 z dodatkową kaskadą filtrów LC i kondensatorem 20F 5.5V. Sygnał radiowy wzmacniany jest ultra-niskoszumowym LNA (Qorvo TQP3M9037) 28dB, NF < 0.4dB @ 408MHz, dodatkowo dedykowany filtr środkowo-przepustowy na 408MHz +/- 2.5MHz (SMD TA1188) tłumienie poza pasmem > 50dB.

fot. "Centrum sterowania"

fot. Ekranowany Airspy R2

Do projektu brakuje mi jeszcze rotora antenowego (najprawdopodobniej będzie to Yaesu G550, ale cena nowego zabija) do kręcenia (zdalnie) macierzą antenową.

pozdrawiam,

/WS

Paether · Wtorek o 09:25

Sporej części tych informacji nie rozumiem, ale trzymam kciuki 😃

Event Horizon · Wtorek o 09:34

Okay, może coś chaotycznie napisałem (późna pora) może jakieś skróty myślowe -> tak czy siak, chętnie wyjaśnię dla zainteresowanych nurtujące kwestie.

/WS

JurekN · Wtorek o 11:32

14 godzin temu, Event Horizon napisał(a):

Dzień dobry,

Od jakiegoś czasu szykuję sprzęt do zdalnej (i.e. autonomicznej) lokalizacji na działce. Z grubsza przygotowałem już elektronikę, oprogramowanie oraz projekt macierzy kierunkowej na linię deuteru (327.348 MHz) W ramach testów na szybko przeprojektowałem / przeliczyłem popularną antenę ATK 10/400-470 na 12-elementową Yagi dł. 2.5m, pow. efekt. 3.01 m²(ang. effective antenna aperture); temp. szumowa 29.9K @ 408MHz -> montując ją na... balkonie (tzn. z 3 ATK zrobiłem 2 Yagi, wykorzystując gotowe dipole, złącza, mocowania, itp. 🙂 Dłuższych nie dało rady, bo i tak obecne zaglądają sąsiadowi piętro wyżej na balkon...

Jeszcze może kilka słów o odbiorniku -> ekranowany Airspy R2, ekranowany zegar atomowy (OCXO+GPS / TM4313) - oba urządzenia połączone do komputera via separatory galwaniczne USB 2.0, Analog Digital ADUM3165 (płyt. prod. CN0550-EVB) + zasilacz liniowy ultra nisko-szumowy na LT3042/3045 z dodatkową kaskadą filtrów LC i kondensatorem 20F 5.5V. Sygnał radiowy wzmacniany jest ultra-niskoszumowym LNA (Qorvo TQP3M9037) 28dB, NF < 0.4dB @

Do projektu brakuje mi jeszcze rotora antenowego (najprawdopodobniej będzie to Yaesu G550, ale cena nowego zabija) do kręcenia (zdalnie) macierzą antenową.

pozdrawiam,

/WS

Cześć

Rozważałeś budowę i zastosowanie anten HB9SSH?

Są bardziej zwarte. Testowałem na 432 MHz i dają radę.

Odnośnie zegara stabilizacji częstotliwości polecam wzorzec rubidowy. Zaoferowałbym Ci mój, ale używam go już ładnych pare lat i może w każdej chwili zdechnąć, więc niech padnie u mnie.

Ile chcesz wydać na Yaesu G550? Rozumiem że to nie pomyłka i nie miałeś na myśli G5500.

Rotor raz użyty do prób EME.

Event Horizon · Wtorek o 15:49

Hej,

Nie, nie rozważałem. Nie mam ani wiedzy ani doświadczenia w obszarze tych anten. Skupiłem się na prostych, klasycznych i szybkich do wykonania LFA. Mam też do nich potrzebne narzędzia, w tym np. giętarki rurek fi 15, 12... Co się tyczy rotora -> literówka (zero uciekło) G5500 lub dowolny inny Az/El, którym da się przez interfejs sterować z komputera.

Pozdrawiam,

/WS

Paether · Wtorek o 16:06

6 godzin temu, Event Horizon napisał(a):

Okay, może coś chaotycznie napisałem (późna pora) może jakieś skróty myślowe -> tak czy siak, chętnie wyjaśnię dla zainteresowanych nurtujące kwestie.

/WS

Nie. To tylko niedobory w mojej wiedzy Tym bardziej szanuję projekt

JurekN · Wtorek o 17:10

Godzinę temu, Event Horizon napisał(a):

Hej,

Nie, nie rozważałem. Nie mam ani wiedzy ani doświadczenia w obszarze tych anten. Skupiłem się na prostych, klasycznych i szybkich do wykonania LFA. Mam też do nich potrzebne narzędzia, w tym np. giętarki rurek fi 15, 12... Co się tyczy rotora -> literówka (zero uciekło) G5500 lub dowolny inny Az/El, którym da się przez interfejs sterować z komputera.

Pozdrawiam,

/WS

To szkoda, że jednak G5500 bo mam G550 i chcę się go pozbyć.

Antena HB9SSH inaczej zwana jest anteną krążkową. wymaga trochę aluminium i czegoś do cięcia regularnych talerzyków.

Jeżeli jesteś zainteresowany to mam trochę rurek i profili aluminiowych. Poważnie myślałem o złomowaniu tego, ale jak jesteś zainteresowany to chętnie Ci je oddam.

fornax · Wtorek o 17:11

Te anteny to jakie pole nieba pokrywa . :uhm:

Event Horizon · Wtorek o 17:55

Dzięki Jurek, ale ja jestem wypakowany aluminium -> 10 metrów fi 15, 10 metrów fi 12 + profile 20x30x1.5 w odcinkach 3m, plus parę metrów miedzianych fi 15. Ostatnio sam wydawałem "pod pomidory na działce" pozostałości po antenach na 610MHz (porażka) 🙂

Fornax -> Te anteny (to tylko rodzaj testera / barometru, nic docelowego) pokrywają +/- 16° w elewacji i +/- 7.5° w azymucie, tak przynajmniej wynika z ich charakterystyki, tzn. taką mają "szerokość" wiązki głównej. Czyli, taki sam obszar nad / pod / po bokach gwiazdy polarnej powinny pokrywać (dajmy na to, że jest wycelowana dokładnie w gwiazdę polarną).... a przynajmniej tak mi się wydaje, jak patrzę na siatkę AZ w Stellarium 🙂

Aby to bardziej zobrazować, patrz rys. poniżej:

Tak to wygląda "z boku", i.e w elewacji. Czerwone pole to 32° w elewacji, a w poziomie (grubość tej patelni) to 14° -> tylko tego nie widać, bo musiałbym antenę obrócić "frontem do widza"

Jeżeli tak nie jest, to mnie poprawcie.

Pozdrawiam,

/WS

Tuvoc · Środa o 13:41

Świetna, wartościowa inicjatywa i wykonana praca. Kibicuję Ci i przyglądam się z zafascynowaniem Powodzenia!

Event Horizon · Środa o 14:40

Dziękuję za miłe słowo 🙂

Największym problemem / wyzwaniem, które zniechęca (praktycznie każdego) jest.... oprogramowanie, stanowiące klucz do całej radioastronomii. Jest fajne repozytorium kanadyjskiego centrum radioastronomii eksperymentalnej (CCERA) na githubie, cała masa ich gotowych projektów dla GNU Radio -> do pulsarów, krótkich rozbłysków pozagalaktycznych (FRB - obaszar praktycznie niezbadany), soft do "radiokartografii" nieba... Są inne ciekawe projekty klasy - pobierz & uruchom - tyle, że nic nie działa... Mało co jest aktualizowane, a jak już to i tak nie ruszy z miejsca - trzeba godzinami dłubać, szukać w internecie, domyślać się jak to poprawić aby ruszyło...

Pozdrawiam,

/WS

Domas0 · Środa o 14:52

Cześć jaki jest koszt takiej radioastronomi? Jeżeli można spytać,?

Event Horizon · Środa o 15:54

No, tutaj to niestety nie pomogę, bo po prostu nie wiem... Analizując natomiast sprzęt ludzi, jakim chwalą się w internecie - od kilkuset złotych (proste talerze TVsat + RTL SDR na linię wodoru) po kilkaset tysięcy złotych (7-metrowe anteny paraboliczne z systemem prowadzenia do odbioru pulsarów) To tak jak z każdym hobby -> "Pan masz dolar, pan się bawisz".... 🙂

Pozdrawiam,

/WS

Event Horizon · Środa o 22:42

W końcu ogarnąłem koordynaty barycentryczne (tak to jest jak się manuale czyta pobieżnie).... 🙂

Pulsar J221+81

Odległość: 6294.8 lat świetlnych

Czas obserwacji: 7200

Oprogramowanie: Presto / Tempo / GNU Radio + CCERA Filterbank

Pozdrawiam,

/WS

isset · Czwartek o 11:01

Ciekawy wątek, będę obserwował, dzięki!

JurekN · 23 godziny temu

W dniu 24.07.2024 o 16:52, Domas0 napisał(a):

Cześć jaki jest koszt takiej radioastronomi? Jeżeli można spytać,?

W dniu 24.07.2024 o 17:54, Event Horizon napisał(a):

od kilkuset złotych (proste talerze TVsat + RTL SDR na linię wodoru) po kilkaset tysięcy złotych

Faktycznie zabawa zaczyna się od zera (jeżeli posiadasz jakiś sprzęt radiowy) lub ok. 1000 zł (jeżeli nie masz nic). Natomiast w górę? The sky is the limit

Od momentu gdy pół wieku temu zacząłem bawić się radiem, gdzieś w kącie tej jednej szarej komórki tli się pomysł skierowania anten w niebo.

Przeszkoda jest prozaiczna. Teren na postawienie anteny lub anten. Oczywiście można z balkonu, ale wtedy słuchasz głównie ładowarek, routerów, latarni ulicznych i tym podobnego badziewia, a nie sygnałów z kosmosu.

Wystartowac można z anteną satelitarną, konwerterm i przyrządem o nazwie SAT FINDER (na załaczonym zdjęciu z portalu Cloudy nights.

Więcej zdjęć: RT-X | Hackaday.io

Na początek niskim kosztem można posłuchać Słońca, podobno da się posłuchać Jowisza, a później szersze obserwacje w pasmie wodorowym 1,4 GHz.

A w ogóle zacząć można od radiowych obserwacji meteorów na częstotliwościach 50,260 i 144,360 - 144.380 MHz. Koledzy z południowo - zachodniego zakątka Polski wielokrotnie raportowali odbiór sygnałów radaru GRAVES na 143,050 MHz odbitych właśnie od meteorów. Odbiór sygnałów meteorowych nie oznacza, że emitują one fale radiowe, ale wpadając w atmosferę pozostawiają przez krótki czas (od ułamka sekundy do kilkunastu-kilkudziesięciu sekund) zjonizowany ślad. Radioświry to taki narodek, że jak się od czegoś da odbic sygnał to będa próbowali do skutku. No i próbują, dlatego w okresach dużych rojów na wskazanych przeze mnie częstotliwościach słychac prawie ciagły jazgot sygnałów radiowych. Na szczęście towarzystwo nadaje z przerwami i wtedy można odebrać wołanie dalszych stacji (tak do 2000 km).

Oczywiście z astronomia ma to tylko tyle wspólnego że wykorzystuje się obiekty jakimi są przylatujące z przestrzeni kosmicznej kamienie.

Dużo ciekawsze jest słuchanie Słońca i linii wodoru. I to naprawdę nie wymaga pieniędzy.

Do nasłuchu na 1.4 GHz nadaje się prawie każdy odbiornik SDR, począwszy od zwykłego sticka RTL-SDR do takich urządzeń jak SDRPlay RSP 2, 2a, 2b i lepszych (droższych).

Ważniejsze jest to co przed odbiornikiem czyli antena i filtry oraz wzmacniacze. To są wydatki rzędu 100-300 zł za wzmacniacz i filtry.

Jako antenę można wykorzystać antenę SAT (parabola lub offset) trzeba tylko zrobić lub nabyć oświetlacz na określoną częstotliwość.

W necie jest mnóstwo projektów, od prostych i tanich do wymagających naprawdę solidnego zaangażowania finansowego i organizacyjnego.

Radioastronomia ma przewagę nad astronomią optyczną ponieważ chmury nie są przeszkodą i można to robić nawet w dzień.

Jednak o ile da się znaleźć sporo miejsc umożliwiających obserwacje wizualne czy astrofotografię czyli o znośnym poziomie zanieczyszczenia światlem to radiosmog staje się wszechobecny. Generują go wspomniane wcześniej urządzenia domowe, do tego dorzucają się linie przesyłowe energetyki, stacje bazowe telefonii komórkowej, nadajniki radiowe i telewizyjne. Do tego dochodzi szum radiowy generowany przez czlowieka, ale dochodzacy z przestrzeni czyli nadajniki samolotowe ACARS, ADS-B, systemy GNSS, wreszcie rozpełzający sie wokół planety Starlink.

Na szczęście nie jest to jakaś beznadziejna sytuacja. Dam przykład ze Szczecina. Anteny rozstawione na wzgórzach na obrzeżach (niezamieszkałych) miasta pozwalały na rejestrowanie slabych sygnałów (poziom tla rzedu -140 dBm). Gdy zjeżdżaliśmy z wzgórz w teren zabudowany poziom tła systematycznie wzrastał żeby na miejskiej ulicy dobić do -80 dBm). Zrobiliśmy eksperyment i zapakowaliśmy sprzęt na jacht. Wyniki były zaskakujące. Na jeziorze Dabie i Zalewie Szczecińskim poziom tła wynosił - 145 -150 dBm. To bardzo dobry wynik, pozostaje rozwiązanie problemu stabilizacji anteny na kiwającym się jachcie.

Jako ciekawostkę dodam że pomiędzy sprzętem stosowany w zawodowej radioastronomii nie jest jakoś odległy o lata świetlne od amatorskiego. W 2018 roku uczestniczyłem w wycieczce krótkofalowców do obserwatorium w Piwnicach.

Oczywiście oni dysponują anteną paraboliczną o średnicy 34 metry i to ustawia sprawę. Same odbiorniki jednak nie odbiegają od tego czym dysponujemy.

No ok mały niuans. Oni chłodzą swoje sprzęty ciekłym helem do temperatury kilku Kelvinów. A to ma znaczenie.

Generalnie zachęcam zainteresowanych radioastronomią do wizyty w Piwnicach. W tym roku już się nie uda, ale w 2025 roku chcę pojechać do Effelsbergu gdzie jest największy w Europie radioteleskop z anteną o średnicy 100 metrów.

Jeszcze jedna ciekawostka. Podobno ciekawych obserwacji można dokonywać w paśmie radiowym poniżej 30 MHz (niektóre pulsary). Problem tylko, że im niższe częstotliwości tym większe problemy z antenami.

JurekN · 22 godziny temu

Przy okazji rozmowy o kosztach kilka pytań do autora wątku

1. LNA i filtry budowałeś czy nabyłeś gotowe? Nooelec ma ciekawe rozwiązania, ale nie wiem czy na Twoje częstotliwości.

2. Napisałeś że wykorzystałeś separatory ADUM oraz płytkę ewaluacyjną. z czystej ciekawości (bo mam kilka aDUM) nabywałes je w Polsce czy może udało Ci się dostać sample od Analoga. Adumy jakiś czas temu mi podesłali.

3. Czy rozważałeś montaż LNA przy samej antenie? To techniczne pytanie, ale zysk na szumach praktyczny

4. O koncentryki nie pytam, ale przyznam że na tak niskiej częstotliwości szedłbym w kierunku grubych Ecoflex 10 lub 15 albo RG-213. Oczywiście kazdy ma swoje upodobania i zapasy.

Event Horizon · 21 godzin temu

LNA kupuję gotowe (Aliexpress / eBay) - wszystkie bazują na Qorvo TQP3M9037, mam też nieco "głośniejsze" (NF 0.6dB) bazujące na PGA-103+ oraz starsze SPF5189Z (filtry Nooelca są na tym robione, jeżeli mnie pamięć nie zawodzi) Czekam jak się pojawią na rynku gotowe, zamknięte w metalowych obudowach filtry zbudowane na Qorvo QPL9547 (NF 0.3dB) albo może gdzieś się trafi używany Mini-Circuits ZKL-33ULN-S+ (tysiąc złotych nowy....) BPF TA1188 same kości SMD kupiłem, a potem chłopak z serwisu GSM przelutował mi je na gotowych płytkach (tego samego producenta) z filtrów na pasmo 70cm -> płytka poleciała potem do rury miedzianej z miedzianymi korkami. Mam też dedykowany BPF na 325MHz gotowy, solidnie ekranowany.

Separatory USB brałem z digikeya i mousera -> kilka dni i w Polsce -> tylko CN0550-EVB (bo najtańsze) + przelutowanie jednej zworki -> zasilanie podaję po "obu stronach" ADUM3165. Te standardowe płytki ADUM 3165/3166 są sto złotych droższe. Odnośnie umiejscowienia LNA -> tak, LNA powinien być przy samej antenie / dipolu. Testowo mam teraz 2x 3/4 fali H-155 do splittera z obu anten, a za nim dopiero LNA (por. zdjęcie) BPF 408MHz przed samym SDR jest wkręcony.

Przewody RF-240 to raczej maks (mam wtyki /zarabiarki na RF-240) RF-10 / RG-213 są bardzo sztywne, ciężko się mi z nimi pracuje... Jak LNA jest umieszczony przy antenie, to te kilka metrów RF-240 nie popsuje za bardzo nic. Mam też skrzynkę elektryczną / stalową, gdzie będzie zamknięty komputer, SDR, zasilacz 5V + modem LTE / 4G) bezpośrednio pod masztem antenowym / w jego okolicy.

Co jeszcze w trakcie wyjdzie to się zobaczy 🙂

pozdrawiam,

/WS

Hans · 19 godzin temu

W ramach odpowiedzi jaki jest koszt, to koszt istalacji "na Jowisza" nie jest jakos specjalnie powalajacy. Za 1k Eur posluchalem sobie zorzy jowiszowej. Tyle, ten koszt generowala glownie moja niewiedza, jesli wiesz co robisz, sprawa wyglada zupelnie inaczej. W moim przypadku to bardziej byl koszt zrozumienia co tu sie w ogole dzieje, niz koszt jakis konkretnych gratow.

Tutaj gdzie to wszystko dotarlo zanim nie utknąlem na wspomnianym wczesniej w watku softwareowym

https://www.astroamator.com/index.php/radioastronomia

https://www.astroamator.com/index.php/radioastronomia/antena-na-jowisza

https://www.astroamator.com/index.php/radioastronomia/prosta-radioastronomia-na-skroty

https://www.astroamator.com/index.php/radioastronomia/prosta-radioastronomia-plany-na-jutro

No i trzeba sobie zdawac sprawe ze tu podobnie jak w astrofotografii pojawia takie koszty nieuniknione - np antena albo sdr, tu jak pisali koledzy, the sky is the limit. Moim zdaniem nie jest to tak wykladnicza krzywa jak w astrofoto, bardziej przypomina coraz bardziej pionowe schdki

@Event Horizontrzymam kciuki! No i dziekuje, dla takich watkow regularnie sprawdzam co tam na astropolis.

Pozdrawiam