Журнал радионаблюдений метеоров

[Zvezda]

Друзья, а вот и ответ. Картинки у буржуев сперла. Это именно что отражения от VOR и Грейвс-радара (второе нам мало интересно). И это именно SDR, а не Спектрум лаб, по которому так фанатеют. В принципе подойдет любая фм-станция (вот прямо любая, близкая), но у фм станций "столб" по частоте рваный и переменный (голос-музыка), а эти устройства шарашат стабильно, разве что морзянку дают периодически.

[1212Lupus]

а не Спектрум лаб, по которому так фанатеют.

По нему фанатеют только в связи с тем, что можно организовать автоматическую регистрацию отражений -- вот от таких отражений а-ля GRAVES. Так что в итоге даже с SDR придётся звук по виртуальному аудио-кабелю перенаправлять в SpectrumLab

[Zvezda]

Тут я должна полностью согласиться, и, дорогой Lupus, у меня вопрос - как организовать такой виртуальный кабель? Физическим кабелем (вышел из одного разъема и тут же в другой) можно карту спалить.

[Zvezda]

Спросила и тут же разобралась (у брата на компе оказывается все уже есть). Но, дорогой Lupus, у меня несколько иной вопрос, возможно, глупый. Вот летит метеор, он отражает сигнал станции с допплеровским смещением, мы это видем на SDR потому что мы там видим реальные, физические частоты. Но люди настраивваются в спектрум лаб и видят там то же самое, хотя это программа анализирует звук. Вопрос таков: а почему при допплеровском смещении меняется звуковой тон (спектрум лаб по сути его и анализирует) принятого и декодированного сигнала? Я просто сама раньше юзала только СЛ, но я не понимаю, как это работает.

[1212Lupus]

По программам виртуального аудио кабеля -- вот 5 бесплатных: http://www.dxzone.com/5-free-virtual-audio-cable-software/
Я использую VB Cable.

Далее для радарных наблюдений нужно обратиться к вопросу формирования амплитудно-модулированного сигнала (см. первую картинку) -- замешиваются несущая (f0) с высокой частотой, скажем, 113,3 МГ (это просто синусоида), спектр которой -- "палка", линия + модулирующий сигнал (на картинке -- просто синус, тон частотой fv = 1 кГц). В результате на выходе передатчика будет сложный сигнал, спектр которого будет состоять из "палки" несущей и двух "палочек" по бокам -- на расстоянии f0-fv и f0+fv. В реальности модулирующий сигнал -- это голос, потому "палочек" по бокам несущей будет много -- образуется полоса. На второй картинке представлены спектры сигналов с разной модуляцией: АМ ("палка" несущей и две полосы с информацией (звуком) по бокам), SSB -- тот же АМ, но с подавлением несущей + два подвида SSB -- USB (остаётся только верхняя (правая) полоса) и LSB (остаётся только нижняя полоса). Это сигналы передатчика. При приёме вся полоса при демодулировании переносится из высоких частот в низкие, т.е. при SSB, к примеру, полоса внутри приёмника меняет частоту с f0+fv на просто fv -- остаётся чистый звук.
В нашем случае несущая не подавляется и в идеале ничем не модулируется. Если передатчик имеет частоту f0=113,3 МГц, то мы должны переключится в модуляцию USB и настроится на частоту f0-fc, где fc -- частота тона, который будет приятен для наших ушей. Пусть это 1 кГц. Тогда, чтобы мы услышали несущую f0 при USB модуляции, нужно настроиться на 113,299 МГц и смотреть на спектрограмме в SpectrumLab на участок звукового спектра в области 1 кГц. Если мы просто настроимся на f0 при USB, то несущая у нас переместится в нуль по частоте, а не на 1 кГц -- мы её не услышим.

Теперь по доплеру. Важен только относительный сдвиг частот -- если при полёте метеора вначале отражённый сигнал был смещён от несущей на, скажем, 300 Гц, то при переносе спектра принимаемого сигнала из ВЧ-части в НЧ (т.е. демодулирование), эта разность сохранится -- несущая будет ползти, пока не займёт своё стандартное положение в спектре, когда сдвига нет.

С SDR-приёмником я использую программу SDR#, но тут дело вкуса.

[Zvezda]

Lupus, спасибо огромное, у меня что-то начало получаться благодаря вашим инструкциям. Некоторые результаты на фото. К сожалению, маяк на спектрограмме все равно предстает тремя палками, какую модуляцию ни возьми (на фото везде использована USB). Самолеты видны прекрасно на 50-70 Гц от основного столба, и их наличие доказывает, что чувствительность системы нормальная и все работает. Вот только метеоров ... маловато ) Прямо говоря, железобетонного сигнала нет вообще. Привожу странный сигнал, который дал полосу на всех частотах с пиками на некоторых (теоретически это могло быть отражение от головы метеора), и также привожу четкий пинг на 300 гц. Может, малое число метеоров связано с тем, что используются более высокие частоты, чем fm-диапазон? Но в связи с этим вопрос: а на каких частотах мы ждем отражения? Если самолет с его мизерной скоростью дает отклонение частоты в 50 гц, то метеор (вспоминаем известную формулу) должен отклонять отражение на 30 кГц, однако на картинках буржуйских, которые я приводила, максимум 100-200 Гц. Запуталась. Еще периодически появляется прерывистый сигнал где-то на +900 Гц, пока не разобралась, движется он или нет, подумала, может, это спутник? Но в целом методика оказалась чумовой, Lupus, еще раз огромное спасибо!

[Zvezda]

Разобралась, что на средней фотке - импульсная помеха от интернет-модема. Остальное все-таки метеорные пинги. Но их мало: вот в данный момент сижу за наблюлениями третий час, считанные единицы.

[1212Lupus]

сижу за наблюлениями третий час, считанные единицы

Что за антенна, куда направлена? Как далеко радар от вас?
Я не в теме, какая диаграмма направленности радара аэропорта, частота вращения, так что вариантов много почему так мало сигналов.

Посмотрите документ, прикреплённый ниже. Из него следует, что:

• Мощность отражения пропорциональна 1/f³.
• Длительность отражения пропорциональна 1/f².
• Число отражений примерно пропорционально 1/f.

f -- частота несущей. Потому число отражений на 113,3 МГц должно быть раза в 2-3 меньше, чем на 50 МГц, но длительность сигналов будет гораздо короче -- в 4-9 раз. Сигналы должны быть очень короткие.

[Zvezda]

Дорогой Lupus, радар от меня километров 15, антенна 3 эл Яга, направляю в сторону а-порта под углом 60-80 град к горизонту. Маяк, как читала в интернете, всенаправленный. Что число отражений падает с ростом частоты, увы, знаю, поэтому пыталась использовать несущую (изображение) Первого канала, но что-то совсем без результата. Документ изучу, спасибо огромное. Не могли бы Вы мне подсказать, на сколько будет откланяться от несущей отражение от метеора, если самолеты - на 50 гц?

[1212Lupus]

антенна 3 эл Яга, направляю в сторону а-порта под углом 60-80 град к горизонту.

Надо пробовать немного по азимуту отклонять, IMHO.

пыталась использовать несущую (изображение) Первого канала, но что-то совсем без результата.

Попробуйте 49.7464 MHz USB или 77.2451 MHz USB -- в районе 1 кГц может чего появится, это из Москвы. Или пробуйте "TVLIST 2001 - Europe" -- ищите по первой колонке "RUS", частоту по "Video" (не забывая скидывать 1 кГц при прослушивании в USB), место расположение передатчика -- по названию города или координатам. Список старый, но более актуального и точного нет.

Не могли бы Вы мне подсказать, на сколько будет откланяться от несущей отражение от метеора, если самолеты - на 50 гц?

Для частоты 113,3 МГц -- до 8 кГц для головного эхо. Формула в конце статьи "Revisiting the Radio Doppler Effect from Forward-scatter Meteor Head Echoes": df = 2f₀v_r/c (df -- сдвиг по частоте в Гц, f₀ -- частота несущей в Гц, v_r -- лучевая скорость в м/с, c -- скорость света в м/с). Тут есть такие моменты:

• Радиальная (лучевая) скорость v_r может на порядок отличаться от тангенциальной -- особенно, если метеор летит "параллельно" земле.
• Когда уровень ионизации достигает значения, достаточного для того, чтобы мы смогли принять отражение на частоте f₀, камушек успеет сильно скинуть свою скорость -- до единиц км/с.
• На практике иногда удаётся увидеть на спектрограмме т.н. головное эхо ("head reflections") -- это как раз область плазмы вокруг тормозящегося камушка. Чаще видят дрейф следа метеора ("trails reflactions") -- на десятки Гц. Картинка в аттаче от финна Ilkka Yrjölä, корифея радионаблов.

[AndyO]

Ух-ты! Даже головное эхо на относительно простой аппаратуре!
Молодцы!
Кстати, в последнюю ночь не было увеличения числа радиоотражений? А то у меня видеокамера отметила заметное увеличение метеоров - см.:

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,132904.msg3333418.html?PHPSESSID=j0lb9iao35hre84grfp18jals4#msg3333418

[1212Lupus]

Вот колорграммы активности в реальном времени от разных наблюдателей (местоположения их указаны) -- у кого-то есть всплески, у кого-то нет, сложно оценить.

[AndyO]

1212Lupus,

Спасибо!

[Zvezda]

Я глазами не заметила. Но я не делала специальных визуальных наблюдений - просто, пока фотоаппарат снимал на монти серию нужного места на небе, я сидела и смотрела, и так все недолгое темное время. Ни одного метеора визуально не видела. Обычно я использую фишай, фотик ставлю на серию, выдержку подбираю по фону неба, минус в том, что фотик "думает" после выдержки примерно столько, сколько длится сама выдержка, то есть 50% времени в мусор. Еще линзы запотевают ) Но это все примитивно.

[Zvezda]

Я очень активно наблюдала, руководствуясь советами Lupus'a, три дня подряд, и у меня накопилось много чего сказать и спросить. Дорогой Lupus, прежде всего, огромное спасибо за советы и за формулу. "До 8 кгц" - я думаю, что реально в самом деле меньше. У меня спектрум лаб дает до 5,5 кгц, дальше шкала обрывается (я пока не поняла, как с этим бороться, а наверняка можно), но, думаю, львиную долю отражений я ловлю.
Теперь к делу. Что касается малого числа отражений, мне кажется, я поняла, в чем дело. 18-19 июля по каким-то причинам поле вокруг несущей маяка Домодедово было сильно забито каким-то фоном. 20 июля фон исчез, линии стали четкими, и я заметила, что у центральной линии время от времени появляется расширение. Я думаю, это отражение от СЛЕДА. След имеет ничтожную скорость, стало быть, смещения нет. А его "ширина" на спектрограмме связана с тем же, чем вызвана "ширина" спектрограммы эфирного радио (тут у меня не хватает терминов, но все все поняли, я думаю).
Затем я присмотрелась к 111,3 мгц - там вещает Россия-1 кажется, несущая изображения, точно такие же штучки есть и там. Даю картинки того и другого. Получается от 100 до 300 отражений в час, это похоже на правду.
На картинке которая с ТВ-сигналом вы видите еще наклонную линию, я думала сначала, это спутник, но линия за минут 15 заняла позицию параллельно несущей и дальше не смещалась. Я думаю, это какая-то артефактная штука, не реальное отражение. Спутники на отражении от домодедовского маяка я видела 19 июля, они четко занимают отдаленную позицию от несущей, на 2-3 кгц, потом проходят через ноль и появляются с другой стороны несущей. Их треки более прямые чем у самолетов и сильнее отклонены.
Также привожу хорошую картинку отражения от ГОЛОВЫ метеора Домодедовского маяка.
Я больше не могу тут добавлять вложений, поэтому продолжу другим постом.

[Zvezda]

Продолжаю - но мне хотелось бы сказать о странных сигналах. Если они не имеют отношения к нашей теме - давайте просто обозначим, что они есть, что они не про метеоры, чтобы другие наблюдатели об них не спотыкались.
Вот такой "напильник" по обе стороны от несущей домодедовского маяка.
Кстати, следующая картинка, пока не забыла, хорошее метеорное отражение от ТВ-сигнала на 111,3 мгц, вот прямо лавли (внизу спектрограмма поломана, потому что частоту меняла)
И вот еще вертикальное отражение, тоже от ТВ, просто чудо.
Я опять исчерпала три своих вложения, придется дальше постить )

[Zvezda]

И этим постом я заканчиваю рассказ о наблюдлениях в минувшие три дня.
Посмотрите на эти странные спектрограммы. Явление наблюдалось в несколько приемов вечером 19 июля
На западных метеорных сайтах я видела такие штуки с пометками, что это помехи от земных объектов. Но вот не думаю. Раньше на КВ я встречала такие вещи (хотя отличия есть), помню, гуглила, и Гугл мне сказал ) что это работа ионосферных радаров. Думаю, так оно и есть.

[AndyO]

Zvezda,

Спасибо за интересные данные.
Можно чуть подробнее про отражение от ГОЛОВЫ метеора? Для тех, кто не сильно разбирается в Spectrum Lab.

[Грехов Михаил]

А что это за программа такая и что за аппаратура используется? Где можно почитать об этом?

[Zvezda]

Отвечу как умею, ребята, и спасибо за интерес к моим штудиям. 1. Сначала метеор летит быстро, это доли секунды, создавая перед собой ионизационную подушку. В этот момент можно уловить отражение от нее с БОЛЬШИМ доплеровским смещением. Затем от метеора остается ионизационный след, именно от него ловят бурсты при классическом методе далекой фм-станции, я предположила, что этот след тоже виден в районе несущей, он не смещается (ну тока под воздействием ветра), на западных сайтах вы легко найдете прекрасные примеры. 2. Я делаю так. 3-эл Яга повыше над землей (пока она у меня на чердаке 2-эт дома, потом придумаю ей палку повыше с моторчиком), затем сигнал идет в SDR приемник и в комп, для уловки сигнала использую SDR Sharp илиHD SDR (вторая прога оч хороша для КВ, но для ФМ тупит). Затем все это через вирутальный порт (тут спасибо Lupus научил, я уж башку сломала как это сделать) аудио сигнал идет на легендларную и всем известную прогу Спектрум Лаб, а как именно тут настраиваться, посмотрите посты Lupusа чуть повыше, он прекрасно все написал, я так и сделала.