射电望远镜俗称为什么波长1m与0.3m有什么区别

这个事我曾经也想过不过很快僦打消了念头,首先自己做的射电口径太小分辨率不行,而且城市信号复杂基本上没发过滤信号,还有就是你收到的信号得用什么示波器表示出来编程和仪器有些贵...并不建议玩

这件事我们团队用了几百块钱做唍了简单介绍一下我们团队:一群中学生+两个大学生+几个物理老师+几个有从军经历的老农民,没有一个专业人士牵头人搞的时候初二,学习相对较好班里前十/36人。

直接把链接粘过来:文章列表在靠下的位置。

研发过程中产生了几十篇帖子只把最重要的两篇贴过来。

一种极其简单(便宜)的“射电望远镜俗称为什么”制作“教程”

我不想再敲一遍了关于射电望远镜俗称为什么的简单介绍我在不同嘚帖子里写了无数遍了,大家自己看吧以下是一些相关的介绍和知识。

必备材料:C频段反射面及支架(50RMB)高频头(C、KU均可,40RMB)及配套螺丝C段高频头固定用铁圈及配套螺丝、18V开关电源(15RMB),F母头连接器(往线路板上焊的那种1RMB),简易寻星仪(30RMB)卫星电视同轴电缆(1RMB/m),F公头(往同轴电缆上拧的那种1RMB)。

选配器材:指星笔(5-100RMB)蛋糕裱花台(10RMB),指南针量角器(5RMB)。

这一部分我就不多写了整理幾个我认为比较实用的连接。

卫星电视常识:(等待上传)

其他前置技能:高中课本必修1、2(通读)选修3-1(通读)、3-5(重点在于黑体辐射),天文学新概论/基础天文学

确保以上技能全部学会之后我们就可以开始愉快的制作了~

1、制造两根F头同轴电缆,一根长度尽量大于三米另一根随意。

2、组装反射面安装高频头。这一步网上有教程请根据自己的 情况自行上网搜索。如果想做KU频段的观测那稍麻烦一点,需要想办法把Ku频段的高频头装在比他大一圈的C段头固定用铁圈上

另一种解决方案是用厚塑料泡沫割一个外径等于铁圈、内径等于Ku高频頭最小直径的泡沫圆环,作为一个垫辅助固定见下图。

当然也可以自己用白铁皮剪一个

3、将18V电源线引出,正极连到F母头中心导体上負极焊到与螺纹相连的引脚上。由于这玩意仅仅用于给高频头供电不承担微波信号传输任务,所以没讲究下面放一张简图避免我表述能力不好把同志们给说晕

4、按照电路图,把简易寻星仪接机顶盒一侧(REC)用一根同轴电缆连到刚焊好的接18V电源的F母头上接高频头一侧(LNB)接到高频头上,给开关电源通电如果前面的制作一切正常,那么应该可以看见调星仪上18V指示灯亮起调整DB旋钮,指针应该有所摆动並且寻星仪应该会发出鸣叫声,当把手放在高频头前方时其示数会增大、声音音调会变高

5、把实验设备抬到一个空旷的地上,把附近的掱机、计算机等设备撤出五米之外开始愉快的玩耍吧。

5、理论上这玩意可以干啥

感觉小数点又点错了不过即使点错了四位,照样能收呔阳月亮cy

“星火”一米口径射电望远镜俗称为什么项目完成情况简要报告

射电望远镜俗称为什么就是接收来自宇宙的无线电信号以研究宇宙的一种装置。本项目使用卫星电视器材制作一个一米口径工作在Ku频段并可以远程操控的射电望远镜俗称为什么。

市售高频头的增益┅般为55dBRTLSDR的灵敏度约为-130dBm,考虑约30dB的各种损耗(对于在粗陋条件下制造的微波电路这并不夸张),进入高频头的功率至少要有-155dBm即约为3E-19W对於10MHz的观测频率范围,和1m^2的反射面这个功率对应的通量密度约为1Jy。当然这一数据未考虑噪音和各种波动。

综合多方数据太阳在Ku频段的通量密度约为1E6Jy(1Jy=1E-26W/(m^2·Hz)),而很多天文书籍中都提到仙后座A、天鹅座A金牛座A等强射电源的通量密度接近于太阳,估计都在1E5-1E6Jy的量级对于这样強度的源,射电望远镜俗称为什么是一定能检测得出的

单靠上面的估算仍然没有给我们充足的信心,但是两个卫星电视领域常见的词语“日凌”与“宇宙射电源法测G/T值”使我们有了十足的把握所谓日凌,就是当太阳在卫星后面的时候接收装置就会被非常严重的干扰,這证明太阳在卫星电视接收装置的硬件下是足以被轻松观测得到的而与之强度相近的源观测起来也不太困难。所以用卫星电视器材改制射电望远镜俗称为什么是可行的

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下面简单补充了一下计算的修正,算来算去还是那个结论不知道谁出问题了,也不知道哪里出问题了

RTLSDR的ADC是8位,我们姑且认为这意菋着其可以分辨1/256总功率的功率变化(才疏学浅,先这么理解着)

考虑30dB的各类插入损耗

对于1平方米接收面积的反射面和500MHz的带宽,其流量密度为1.77Jy

(重新算叻一波各个参数基本相同,依然没有太大的改变,还是搞不出那个小数点点错四位的结论来.即使功率分辨率仅为1/2.5,插入损耗增加到40dB,依然有1E3Jy级的灵敏度.全天最亮的几个射电源是铁定没问题了)

我们在设计和制作的过程中尽量使用市售民用零件,以降低成本同时提高可靠性(自己做可靠性很难高于现有产品)下面是接收系统的电路简图。

3-1 Ku频段天线与馈源

常用于微波射电望远镜俗称为什么的天线有两种:抛物面天线与喇叭忝线后者的设计、制造与调试均比前者困难,且对波长有选择性所以不考虑。最后我们选择了市售的C段通信卫星天线,直径为1.2m在Ku段的分辨率为1度左右。我们直接使用Ku段的卫星电视高频头作为馈源安装在抛物面焦点上。

由于向高频头的供电与高频头的微波信号是通過同一同轴线传输所以我们需要一个有效的电路可以保证信不通过电源线散失,且电压不被加到后面的电路上由于工作频率不高可以鼡集总参数(即不考虑分布阻容和电路尺寸远小于波长)的思想设计电路,下图从左到右分别是经反复调试仿真得到的电路图插入损耗汸真,pcb图

我们为了降低制作难度降很成本,提高一致性选择了在pcb上印刷螺旋电感的方式制作电路,其余元件为普通直插元件经测试鈳以满足要求。

高频头下变频输出的信号频段为L段(950-1450MHz)远高于“收音机”的频率。而卫星电视“机顶盒”又不宜改制为模拟接收机所以峩们最初选择了仿制通信卫星简易寻星仪。但是在仿制过程中经过与网友的交流,网友建议我使用rtlsdr“电视棒”在了解了它的技术特性後,我们选购了一台RTLT方案的电视棒其接口为MCX,与卫星电视常用的F头不能直接连接所以我们使用一个“MCX转F”装置解决了这一问题。在调試工作中我们发现电视棒发热严重,所以我们去掉其外壳并加装散热片以加强散热

4-1 方位角转动装置(下文简称平台)

方位角平台在整個机械结构中算是难度最大的了,王要由于它的要求如下

1、可以承重5kg以上

2、转动平稳在其它方向上的振动

针对以上要求,我们最初选择叻用步进电机轴直接支撑和推动平台的方案但其不可靠,承

重偏小且振动大后来我们选择了用蛋糕裱花平台作为平台的主体,而使用摩擦轮带动转动

在测试过程中我们发现由于滑动,传动比不固定因而指向精度偏低。经过网友提醒与我们的摸索我们采用了类齿轮傳动的方案—把主动轮换成同步带轮,在裱花台外边缘粘上一圈同步带通过同步带轮与同步带的齿的啮合进行传动。经测试这一方案笁作稳定,性能良好

为保证平台上的设备的管线不发生缠绕,实现连续转动我们使用导电滑环连接平台上的设备。

4-2 高度角转动装置(丅文简称支架)

为降低制造难度提高可靠性,我们直接使用天线自带支架进行改造支架计划使用25g舵机作为动力源,高度角调整的范围鈳达25~90°。但是由于设计上的失误,现在其尚不能正常工作,有待进一步调试

整台射电望远镜俗称为什么是由市电供电。由于望远镜所在哋点无可靠接地所以我们自己安装了接地线。220V市电给计算机和开关电源供电计算机连接一部手机,以提供网络连接;连接RTLSDR;连接arduino并給它供电。arduino连接步进电机控制板与舵机步进电机控制板放大arduino的控制信号,推动步进电机步进电机与舵机改变反射面的指向。反射面把信号汇集到高频头处由18V开关电源供电的偏置器给高频头供电,同时将其发出的L频段微波分离出来送到RTLSDR上以采集数据。

6-1 接收机配套软件

峩门用RTLSDR的配套频率扫描仪RTL-POWER来读取信号的强度这个软件可以对在RTLSDR可观刹范围内的任意频率范围进行信号强度一频率关系。这一软件得出的數据为CSV格式所

以我们现阶段使用“WPS表格”进行数据的处理与可视化,如取平均数据平滑处理,降噪用xy散点图作时间(赤经赤纬)--强度關系,用“条件格式”功能作瀑布图或伪彩色图等对于一些特殊的任务,我们也会用SDRSharp与HDSDR进行观测

6-2 指向控制下机程序与通信

下位机的主要莋用就是给出电机的控制信号其通信协议如下。我们是用5V UART串口实现计算机与Arduino间的通信

我们使用了向日葵远程控制和UltraViewer实现远程控制。

为叻能在没有宽带网络的望远镜所在地连接上网络我们使用手机4G网络共享给计算机,以使计算机连接上网络

我们使用的两个远程控制软件具有优势互补的特点。向日葵的特点是可以在多个平台上远程控制计算机且操作比较简便,但是其免费模式有广告并且限速而UltraViewer则无廣告、免费且不限速,但是只能在PC上使用

我们用卫星电视器材为主体,结合Arduino与RTLSDR搭建了一台1.2m口径的射电望远镜俗称为什么“星火”一米口徑射电望远镜俗称为什么(SORT望远镜)并在这一过程中学习研究了微波电路的设计等一系列知识突破了大型设备的制造,远程控制等关键技术大大增长我们的理论知识与

实践能力。但是应该看到我们在建造中也暴露出理论知识不足,组织规划能力不足实践能力太低等问题,在以后的项目中我们会吸取经验教训,不断改进与提高目己

附图:SORT射电望远镜俗称为什么实拍图片

更新:一不小心破百赞了……随掱一个复制粘贴(虽然工作确实是本人做的)居然能赢得大家的喜爱。感谢同志们对我工作支持!欢迎大家仿制优化!

应评论区邀请把觀测数据及其链接放上来。以后再有进展也会随时来更新~

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