Любительская радиоастрономия

[moonmen]

Сообщение от Владbvbh

Интереса ради - интерферометры не применяете?

Интерферометр? Для радиосвязи? Каким образом?
Считаю, что для приема радиоизлучений объектов космоса необходимо применять узконаправленные антенные системы с высоким коэффициентом усиления и с малошумящими усилителями. А это стоит больших вложений, теоретической и практической подготовки. Упомянутая здесь антенна Бевереджа для таких целей никак не годится. Это, как минимум, антенные решетки, типа волновой канал или парабола с элементами ориентации в пространстве, грубо говоря, приводами по азимуту и углу места (высоте). Антенный усилитель (коэффициент шума, усиление и т.д.) тоже должен соответствовать уровню принимаемого сигнала. Все не так просто, как кажется.

[Влад]

Считаю, что для приема радиоизлучений объектов космоса необходимо применять узконаправленные антенные системы с высоким коэффициентом усиления и с малошумящими усилителями.

Воистину так. Ибо очень много посторонних помех и шумов. Антенна как телескоп, должна смотреть строго в свою точку и видеть только её. Малошумящий усилитель - схем не встречал, но слышал о "голодном режиме" первого каскада. Он поднимает уровень сигнала над шумом, внося минимум своего шума.
Интерферометр не для радиосвязи, а только на приём. Чем больше антенн в связке, тем ниже шум на выходе и выше сигнал. У меня нет прямой видимости на телецентр. Живу на 4-ом этаже 10-этажного дома. Антенна на крыше, сигнал теряется в фидере. На метровых каналах незаметно, а дециметровый падает. Множество антенн перепробовал. Закончилась эпопея интерферометром - 3 ряда в 3 этажа.

[moonmen]

Как-то в своей жизни не пришлось сталкиваться с интерферометром, поэтому, если не затруднит, чуть подробнее о нем. Что это за штука, и как она применяется для приема сигналов радиодиапазона?

[Влад]

Я заранее прошу меня извинить, но без упоминания назначения антенны, не смогу объяснить принцип интерферометрии.
Интерферометр - это, грубо говоря, связка однотипных антенн. Если нарисовать на графике общий сигнал, уложив по оси Х частоту, а по оси Y напряжение, то получится широкий спектр по всем частотам. Для выделения из него определённого участка, антенна настраивается именно на него. То есть, каждая имеет свою резонансную частоту. На графике станет заметным подъём уровня напряжения относительно общего фона.
Мощный сигнал от радиоисточника превышает уровень шума. Предварительным усилителем его поднимают дополнительно и затем усиливают в последующих каскадах. Но если уровень сигнала много ниже уровня шума, лучшее решение - интерферометр.
Принцип его действия. Допустим (условно) уровень шума составляет 1Вольт. Уровень мощного радиосигнала - 2Вольта. Достаточно одной антенны. Если уровень радиосигнала составляет доли вольта, например, он меньше шумов вдесятеро, его необходимо "вытащить". Устанавливаются несколько совершенно одинаковых антенн. От каждой отходит свой фидер. Расстояние которых должно быть также совершенно одинаковым до точки соединения. Это необходимо для соблюдения синфазности. Ведь радиосигнал, по сути, это переменный ток высокой частоты. Так вот необходимо, чтобы сигнал от каждой антенны приходил в точку соединения с одной и той же фазой. Неважно, какой длины фидер (конечно, желательно покороче), главное - чтобы он имел одинаковую длину для каждой антенны. При этом условии общий полезный сигнал суммируется. Шумы, имеющие хаотичный характер, взаимно уничтожаются. На выходе, даже при связке в 2 антенны, получаем сигнал, ниже шумов уже не в 5 раз, а немного выше. То есть, чем больше антенн задействовано, тем выше полезный сигнал и ниже шумы. Но полученный сигнал (почищенный от шумов) может оказаться ниже чувствительности приёмника. А там стоят детали и провода, которые тоже шумят. Поэтому самый первый каскад УВЧ должен "поднять" полученный сигнал и не внести своих шумов.
Это лишь общий принцип. Я использовал его несколько раз в разное время, в разных местах, но только в телевизионном диапазоне. И каждый раз он меня выручал. Уже при связке из двух антенн я получал приемлемое изображение в то время, когда другие махали рукой и мирились со снегом на экране

[moonmen]

Антенные системы из двух и более антенн мне знакомы, но нигде в антенной технике я не встречал такой термин-интерферометр. Я поначалу думал, что это какой-то измерительный прибор.


А для согласования уровня сигнала с антенны с чувствительностью приемного устройства применяют антенные усилители, которые подают на вход приемника сигнал достаточный для его уверенного приема. К тому же, в этом случае, существенно улучшается соотношение сигнал-шум. Необходимо, чтобы антенный усилитель располагался на антенной мачте, между фидером снижения и фазирующими отрезками кабелей на антенны.
Читал на форуме одного очень знающего специалиста в области радио, он предлагал ловить излучение Юпитера в районе 14 мегагерц. Статья была приличного объема с рисунками антенн и пр., но, в конце которой приписал, что он еще ни разу это излучение не слышал, и пожелал всем читателям удачи в этом нелегком деле. Вот и делайте выводы о целесообразности любительской радиоастрономии на базе допотопной радиоприемной и антенной техники. Электромагнитные излучения, как естественные, так и искусственные, перекроют своей мощностью любые далекие космические сигналы. Я считаю, что радиоастрономия это высочайшие технологии в радиоэлектронике, приемной и антенной технике, которые пока еще недоступны рядовым любителям астрономии. Я не имею ввиду оборудование, которым пользуются радиолюбители.

[ua0lum]

Сообщение от Владbvbh

Закончилась эпопея интерферометром - 3 ряда в 3 этажа.

В радиосвязи нет такого термина. Есть антенные решётки, либо фазированные антенные системы.

[Влад]

В радиосвязи нет такого термина. Есть антенные решётки, либо фазированные антенные системы.

Согласен. Это именно оно. И если фазированную решётку задействовать определённым способом, то возможно получить очень узконаправленную антенну. У меня на работе стоит локатор, в котором применено подобное решение. Но общая диаграмма направленности у него не луч а вертикальная плоскость. Если будут вопросы, смогу привести решение. А уже по этому принципу возможно сообразить схему антенны для луча. Кстати, луч получается в обычной "тарелке".

[moonmen]

Совершенно в точку. Собирая большие антенные системы добиваются узкой диаграммы направленности, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. Увеличивая число активных элементов, конечно в разумных пределах, получают большой коэффициент усиления. Это все достижимо и широко применяется на практике в телевизионной антенной технике и в радиолюбительской связи на УКВ. Но, есть небольшой недостаток подобных систем, они работают в очень узком диапазоне частот. Отсюда вопрос-на какой частоте (частотах) надо слушать космос?

[cudgel]

А что Вы хотите услышать? Радиолюбители испльзуют радиосвязь с отражением от метеорных следов, пассивных ретрансляторов (луна). Я так понимаю, радиоастрономия, это послать сигнал в небо, там он отражается от какого либо объекта, принимается обратно, обрабатывается и вуаля-получаешь картинку. Это правильно? Уважаемые, если я правильно понял значение слова "радиоастрономия", забейте вы на это дело. Если не понятно почему-могу объяснить. Если понятно, то точно могу сказать что вы можете послушать реально. Только стоимость девайсов для этого... И это не просто выехать на природу. А еще и большой труд, знания в области СВЧ, теории распространения радиоволн, определенное контрольно-измерительное оборудование. А знаете, что вы услышите? Шум. И ВСЕ!!! Т.е. направляя многоэлементную антенну на различные участки неба, вы будете слышать ШУМ тех или иных объектов. Диапазон частот? Да любой... В этом деле антенна имеет ОЧЕНЬ большое значение. И еще. Жестко хочу обломать задорных энтузиастов. Не будет такого (по крайней мере в домашних условиях) что направляя антенну на какой то объект, вы будете слышать именно этот объект. Вы будете слышать область плюс-минус десяток-другой миллионов километров. Есть такое понятие, ширина диаграммы направленности. На пальцах, это примерно как широкоугольный окуляр. И обратите внимание, вы сможете только СЛУШАТЬ, а передавать, чтобы принять свой отраженный сигнал и обработать его-нет. Никто вам не разрешит. Вот так вот, уважаемые энтузиасты... 28 лет занимаюсь радиосвязью, просто хочу покупать себе оптический телескоп вот и зарегился на этом форуме. Может моя информация и окажется кому нибудь полезной.

[Влад]

Отсюда вопрос-на какой частоте (частотах) надо слушать космос?

В принципе, слушать можно на любой, здесь ведь не угадаешь. Читал о предпочтении 21 сантиметру, частота водорода. Её инопланетяне могут использовать как указатель, ведь 21 см и в другой галактике 21 см. И два сообразительных связиста могли бы настроить свою аппаратуру на эту частоту. Вопрос в том - в каком виде радиосигнал мы рассчитываем принять? Какая в нём применяется модуляция? Амплитудная, частотная? Или существует ещё более простая, но нами ещё не открытая?