ЛЮБИТЕЛЬСКИЙ РАДИОТЕЛЕСКОП - РУКОВОДСТВО ПО СОЗДАНИЮ

[Alex Plaha]

Всем радиоастрономам любителям большой поклон!!!
Я очень рад, что за время моего отсутствия тема не стояла на одном месте, а развивалась в направлении антенн.
На самом деле антенны, это самое главное в нашем деле, и то,  что тема переросла именно в решение проблем антенного хозяйства это здорово!!!

Электроника развивается, и наш с вами подход в проекте RTI-1 : поменьше паять и побольше использовать готовых, заводских конструкций, это основа RTI-1.
Я думал, что этот  подход обеспечит массовость в нашей разработке.
Интерес проявился у многих, многие еще делают RTI-1.
Вариантов сделать его дешевле я пока не вижу, везде полно старых SkyStar-2, да и прямофокусных тарелок, старых,  хватает.

Проект любительская сеть РСДБ развивается, но пока время когерентного накопления сигнала с независимыми гетеродинами  при стабилизации от GPS
хватает не более на 1сек. При таком накоплении мы даже CacA не увидим.

Чтобы не терять время, RTI-1 я запустил в режиме радиомониторинга.
Раньше, во время испытаний RTI-1 я обнаружил корреляцию неизвестных, для меня,  радиоисточников.
Я на это не обращал внимание,  т.к. ожидал конкретный источник радиоизлучения, в данное время, и по конкретным координатам.
Давайте попробуем мониторить небо.
Например сегодня, мы выставляем антенны на 90грд по склонению. Через сутки мы фиксируюем результат.
С учетом диаграммы антенн мы их опускаем на 10грд, и опять проводим наблюдения за сутки, и так каждый день,  до самого горизонта.
Далее наблюдения повторяются с начала.
Все это чем то напоминает поиск сигналов SETI.
Но самое главное, если такой же RTI-1, будет работать параллельно, и увидит тоже самое, то результат оценить будет намного проще.

Продолжение темы на http://www.radio-sky.ru/forums/index.php?showtopic=14&st=0#entry46

[Alex Plaha]

В связи с большими переменами в области любительской аппаратуры для радионаблюдений вот решил темку обновит.

Все конструкции любительских радиотелескопов, которые обсуждали и изготавливали ранее, оказались уже не актуальны.
Все они рассчитаны на определенный диапазон частот, и требуют определенных навыков при реализации.
Для радионаблюдений Юпитера требовался свой приемник (например,  http://radiojove.gsfc.nasa.gov/telescope/),
для метеоров свой (например,  http://www.infinity.belastro.net/projects/radio/ourradio),
для объектов дальнего космоса свой (например,  https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,88024.0.html)
и т.д.
Попытки построить один вседиапазонный любительский радиотелескоп с ПО расчитанным на разные объекты космоса, обсуждались в этой и др. темах.
Кроме того для реализации выше описанного оборудования требовалась иногда дефицитная элементная база и иногда не маленькие материальные средства. Все это мешало сделать любительскую радиоастрономию массовой.

И вот с появлением телевидения Т2 HD, высокого качества на рынке появились TV тюнеры, так называемые USB2.0 DVB-T+FM+DABdongle, а появились они лет 5-7 назад. На основе этих тюнеров был построен и испытан новый любительский радиотелескоп RTI-2.
Имея два таких тюнера, по 20$ каждый, радиотелескоп изготавливается за пару часов.
Оказалось, что эти донглы(тюнеры) можно использовать не по их прямому назначению. Основой этого тюнера является микросхема демодулятор-декодер rtl2832u фирмы Realtek. Отключив режим декодирования и демодуляции, мы получаем быстродействующий, двух канальный, 8-битный USB 2.0 АЦП. Максимальная полоса оцифровки 8Мгц. Данная микросхема защищена патентом фирмы Realtek, поэтому даташит ЗАСЕКРЕЧЕН. Но группе разработчиков удалось заставить работать ее просто в режиме двухканального АЦП. Что это нам дало? Теперь мы можем передавать на компьютер только поток 8ми битных квадратур при частоте дискретизации около 3-х MSPS.
И все это мы можем делать в диапазоне частот по спецификации даташит 64-1700Мгц с дыркой 1105-1232Мгц. Но вне спецификации донгл работает от ~50 до 2200 МГц . А это нам дает возможность подавать ему на вход стандартную ПЧ 55.845Мгц, от любых любительских ДВ, СВ и КВ приемников и получить кроме декаметрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов все оставшиеся более низкие ДВ, СВ и КВ.
Единственное что нам теперь потребуется, так это набор антенн под разные диапазоны.
Короче, говоря, мы получили любительский супер радиотелескоп за 40$,  который может перекрывать почти все диапазоны. Кроме того получая 8-ми битные квадратуры у нас появляется настоящая возможность цифровой обработки сигнала, не хуже чем у DSP или FPGA. Например, в случае сильных помех в районе частоты наблюдения можно реализовать цифровой фильтр с очень узкой полосой пропускания. А у RTI-1 в этом случае от помех защищал механический резонаторный или полосковый фильтр перед МШУ. Так, что программных возможностей для цифровой обработки сигнала теперь стало намного больше.

Теперь далее, где взят эти DVB донглы? Я их заказывал на  http://www.ebay.com/itm/Realtek-RTL2832U-Elonics-E4000-Based-USB-DVB-T-Receiver-Ships-From-USA-FAST-/150808426646?ssPageName=ADME:L:OC:US:3160.
Но купить их можно и просто поискав в Интернете, даже в самой Росии. В Украине их пока не продают. Самое главное это ниличие в этом донгле микросхемы rtl2832u, а микросхема приемника может быть не только E4000. Просто у Е4000 самый широкий диапазон, а у других он до 900Мгц. И еще по входу приемника должны стоять защитные диоды, иногда китайцы их забывают ставить. Эти диоды защищают вход от статики.
 
Если кому интересна данная разработка, инструкцию по реализации РТИ-2 смотрите на  http://www.radio-sky.ru/forums/index.php?showtopic=65&st=0&gopid=324&#entry324
Предыдущий радиотелескоп РТИ-1 пока занимается посуточным мониторингом разных склонений за счет вращения земли  http://www.radio-sky.ru/forums/index.php?showtopic=14&pid=316&st=30&#entry316

[Николай_Н]

Например, в случае сильных помех в районе частоты наблюдения можно реализовать цифровой фильтр с очень узкой полосой пропускания. А у RTI-1 в этом случае от помех защищал механический резонаторный или полосковый фильтр перед МШУ.

Приятно видеть, что тема не заброшена.
Цифровой фильтр конечно хорошо, но от фильтра перед МШУ избавиться невозможно, при наличии сильной помехи на входе системы запросто можно получить нелинейный режим работы транзисторов входных каскадов МШУ и приемника и как следствие неверную информацию об амплитуде полезного сигнала. Вероятность получить интермод в полосе полезного сигнала от комбинации помех также очень велика.

[Alex Plaha]

Спасибо Николай.
Обязательно учтем этот момент при работе с фильтрами.

[Саваневич Вадим]

Получил предварительно предложение от академического НИИ на общественных началах или что-то около того сделать то, что больше виртуальной обсерватории (ВО), для радиодиапазона, особенно метрового. Некая система публикации данных в стандартах и по протоколам IVOA. Некий сервис по получению данных от других, эти данные опубликовавших.
Мне тема ВО интересна. В проекте CoLiTec (CLT) пытаюсь ее отчасти реализовать и расширить до  ПО для межсуточной и межтелескопной обработки данных в интересах открытия и наблюдения сверхновых звезд (и прочих транзиентов) и сверхбыстрых NEO и сверхмедленных ТНО.
Ожидаем первые робкие результаты уже в этом году. Ведем эту тему в фоновом режиме и результатов пока никаких нет.
Спрашиваю
- интересно ли это радиоастрономам -любителям и неужели ничего такого нет (радиоАЛЛАДИН ? да и в АЛЛАдине знаю, есть инфа про радиоисточники) или это просто академики не знают и этот форум не читают?
- стоит к такой системе в видимом диапазоне, что мы все равно делать потихоньку будем (не факт что результативно), добавить радиодиапазон или ну его?
- какие функции могут быть у такой системы (планирование наблюдений. планирование коллективных усилий, хранение результатов наблюдений в виде, допускающих использование либо онлайн, либо через заказ (понимаю объемы ...)).
Заранее большое спасибо за ответ.
Времени нет даже на жизнь и на самое главное и простое.
Так что заниматься чем-то негожим и ненужным людям не хочется.
В любом случае, в обработку влазить мы точно не собираемся, хотя движок обработки сделать можем, а модули/плагины можно будет подсовывать этим и тем. НО и движок делать не очень хотим.
Только планирование наблюдений, поиск данных, заказ данных, отправка данных на сервисы их обработки (можно веб-сервисы = требования к последним можем предъявить сообща, хотя многое уже есть в документах ivoa).
заранее большое спасибо за аудит постановки задачи.
С уважением,
Вадим

[Alex Plaha]

Уважаемый Вадим, Ваш проект ВО может быть интересен для наших РЛ, (радиоастрономов любителей).

Особенно интересно хранить и обрабатывать данные наблюдений  любительской  сети РСДБ.
Но до получения этих данных мы еще не добрались, но думаю в этом году удастся получить  РСДБ данные первых наблюдений.
Объем данных в начале,  будет исчисляться десятками Гбайт, а далее еще больше.
Поиск интерференционных лепестков в режиме он лайн на Вашем сервере тоже будет очень интересен.
Ну и как конечная цель, формирование радиоизображений космических радиоисточников в режиме он лайн.

Так же на Вашем сервере мы моли бы планировать наблюдения и другие мероприятия.
Возможно и как сервер точного времени использовать для синхронизации локальных часов и начала наблюдений.

Главное чтобы мощности сервера хватило.

[Саваневич Вадим]

Alex Plaha!
1. Мы делаем только ПО хранения и публикации данных и только по документам ivoa. Другого ничего мы не делаем и сервера своего у нас нет (отчасти знаю где взять, так и Вы знаете).
2. В РСДВ мы ничего не понимаем и не планируем понимать. Соответствующая обработка сигналов - слишком сложно для нас. Мы только освоили выравнивание изображений двумерными ФВЧ и не более.
3. Что такое " сервер точного времени для синхронизации локальных часов и начала наблюдений" мы тоже не знаем и едва ли его обеспечим самостоятельно (всякие там real-time protocol не наша стихия).
4. Для обработки хранимых данных Вы должны написать или иметь свои программы. Их надо будет завернуть в специальную обертку. С заворачиванием мы поможем, если что.
5. Мы предоставляем процедуры поиска данных и их отправку по запросу на указанный сервис (веб-сервис) и возврат результата с последнего или отправку данного результата на следующий сервис. Где размещены сервисы = вопрос администрирования ВО.
6. Мне больше интересна обычная астрономия видимого диапазона или в его окрестности. Для этого диапазона мы, в перспективе, делаем конусный поиск, публикуем данные наблюдений в виде мгновенных каталогов (отметок по объектам на кадрах), кадров и много другого. На серверах, что можно назвать серверами "системы хранения и обработки данных (СХОД)" мы обеспечиваем для любительских обсерваторий условия для регистрации их в регистрах ivoa и публикации их данных. Мы делаем некоторые программы обработки и предоставляем их в виде сервисов. Прежде всего в перспективе через год это программы поиска сверхновых  звезд и, уже весной/летом , сверхбыстрых астероидов, на более частном уровне программы отождествления кадров, астрометрии кадров, выявление подвижного на видеоряде астроизображений и так далее. Иначе говоря, то, что мы делаем, как бы специализированная ВО (СВО) сможет объединить усилия многих астрономов за счет в том числе программ межтелескопной и межсуточной обработки первичных наблюдений, за счет возможности подключения своих сервисов на своих компах/серверах (хотя тут и не клиент-серверная архитектура будет) к СВО, составления своего скрипта получения и обработки данных и так далее. Система получится более-менее масштабируемой.
7. Мне радиоастрономы увлеченно рассказывали о открытиях неких радиоисточников в космосе, регистрации неких явлений, сигналов оценке их параметров. НО, то ли они не в курсе, то ли так есть, с их слов нет онлайн сервиса регистрации результатов таких наблюдений, открытий и так далее. Такого сервиса, каковым, например, является сервис МРС и в частности сервис NEOCP. Поэтому нет синхронизации наблюдений в пространстве. времени, диапазонах. Нельзя подхватить актуальные наблюдения, поучаствовать в них. Нет оперативности, открытия публикуются с месячными задержками, многие организации ведут свои каталоги как специализированные, так и более-менее общего характера.   Также есть, говорили, проблемы с звездными каталогами в радиодиапазонах, что тоже не всегда доступны онлайн в Инете. Я не знаю так ли это и спрашиваю: так как? Если этого нет = я подумывал сделать при условии что это кому-то интересно вплоть до частичного финансирования если не разработки, то содержания такой чисто программной, никак не радиотехнической,  системы.  При этом, немного знаком (и восхищаюсь ими) с работами Желенковой, которые, в том числе, посвящены методам отождествления оптических и радиокаталогов через тривиальный Алладин ... Это противоречие заставило меня обратиться к всезнающему форуму ..
8. Вы же,  Alex Plaha!,  ставите более сложные вопросы. Хотя и мои и Ваши вопросы вполне могут уживаться исключительно за счет их полной перпендикулярности. Уживаться в некойметасистеме.
Ну вот. Примерно так...
Вполне достаточно для продолжения дискуссии.
Вадим

[Саваневич Вадим]

Возможно и как сервер точного времени использовать для синхронизации локальных часов и начала наблюдений.

Мне на данный вопрос ответили, что
"Можно, если на грид-кластере поставить ntp-сервис."
НО! Я лично не знаю про это ничего.

[Ronin]

ntp-сервис

GPS всё равно будет лучше

[Саваневич Вадим]

ntp-сервис

GPS всё равно будет лучше

Ничего не понимаю в этом, но тоже так думаю.
Как можно  в современных пакетных сетях (я 4 года проработал в них) обеспечить синхронизацию лучше какого-то тримбеля?
Если тримбель не помогает = думайте, но пакетные сети Вас точно не спасут, а выделенные каналы Вы финансово не осилите.

[deynos]

астрономические радиоантенны. созданы отдельно но действуют как одна 2 метровая тарелкаосновным исследованием является прослушивание ближнего диапазона (солнце, юпитер, шум большого взрыва ...)

[ROVIAN]

астрономические радиоантенны. созданы отдельно но действуют как одна 2 метровая тарелкаосновным исследованием является прослушивание ближнего диапазона (солнце, юпитер, шум большого взрыва ...)

а приёмники какие ? Усиление сигнала и фильтры есть ?

[gadget-hackwrench]

Очень хорошая тема! И просторы для творчества в этой области - бескрайние! Жаль что она заброшена (((

[ROVIAN]

Очень хорошая тема! И просторы для творчества в этой области - бескрайние! Жаль что она заброшена (((

Нет не заброшена.  Год назад был создан сайт и любители радиоастрономии теперь там.
http://www.radio-sky.ru

[gadget-hackwrench]

Нет не заброшена.  Год назад был создан сайт и любители радиоастрономии теперь там.

Спасибо за наводку =)

[ROVIAN]

Нет не заброшена.  Год назад был создан сайт и любители радиоастрономии теперь там.

Спасибо за наводку =)

[Ivan#]

Раньше я к радиоастрономии относился безразлично в окуляр смотреть все-таки интересней. Радиолюбителем я был раньше чем телескопостроителем да результатов получил больше в радиолюбительстве. Интерес возник после того как у знал что в диапазоне 144Мгц ведут связь через отражение от луны сам факт того что можно ловить сигнал от луны уже интересен. Есть еще отражение от головной ударной волны грубо сказать ионосфера нашей солнечной системы (далеко за орбитой Плутона) задержка может быть в несколько часов.
Читал стати о приеме свистящих атмосфериках и о низкочастотных шумах космоса а тут недавно посмотрел фильм о проекте радио телескопа LOFAR http://ru.wikipedia.org/wiki/LOFAR
Было интересно посмотреть спектр излучения пульсара оказалось это довольно низкочастотный сигнал максимум в диапазоне 100Мгц
http://ru.wikipedia.org/wiki/Радиопульсар
Особо нашел мало информации о антенне первооткрывателей пульсара, делал ли кто попытки освоения данного диапазона радиоастрономии в домашних условиях.

[Зануда]

Первооткрыватели пульсара работали на т.н. IPA (Interplanetary Scintillation Array). Поле в четыре акра (примерно 1.6 гектара), на котором паслись овцы и стояла фазированная антенная решетка из 4096 обыкновеннейших диполей.

// Овцы - существенная компонента системы, так как растущая трава увеличивает поглощение радиоволн и, следовательно, снижает чувствительность.

Особо нашел мало информации о антенне первооткрывателей пульсара, делал ли кто попытки освоения данного диапазона радиоастрономии в домашних условиях.

У нас (бывший СССР) этот диапазон занят 3-м каналом эфирного телевидения.

[Ivan#]

Не думал что первая антенна была таких гигантских размеров. Ее вроде студенты построили в свободное время.
Пик спектра на 100Мгц. 3-х метровый диапазон у нас было на нем местное телевидение, сейчас заброшено попадаются FM станции. Спектр идет практически сплошной поэтому прием можно вести на удобной частоте на которой нет помех. Из за большой длинны волны маленькую антенну с пристойным усилением не сделаешь, это проблема. Наверное стоит поспрашивать у радиолюбителей те что работают от отражения от луны. У них есть в принципе все чтобы попробовать поймать сигнал пульсара. Вот только хватит ли усиления у антенны.

[Retired]

Особо нашел мало информации о антенне первооткрывателей пульсара,

ФАР-интерферометр, 2048 приемника, огромной площади, не любительский инструмент...