木星FM-业余检测木星信号,特别是卫星卫星传输信号的实用且廉价的方法是什么?


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为了能够检测出木星发出的无线电信号,需要对标准AM / FM或短波无线电进行哪些修改?

使用这种方法是否可以检测主要卫星甚至较小行星(甚至是谷神星和火星)的过境?

Answers:


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@Arne在回答两件事时是正确的,对于Jovian业余无线电,最合适的频率是20.1 MHz,这是15米的波长。但是,天线实际上可能是波长的一半,业余无线电天文学家在聆听各种木星声音方面都取得了不错的效果,包括检测其许多卫星的掩星,因为它们经过多普勒频移而在频率变化时会产生频率变化它是由于木星自身的无线电波签名从观察者的视点靠近它时由于回声而引起的放大,以及其他导致无线电波频率和振幅发生变化的简单双偶极子阵列,其外观可能是这样的:

   双偶极子阵列

        乔夫双偶极子阵列。偶极子悬挂在PVC桅杆之间。来自偶极子的信号进入功率合成器,
        然后到达接收器。资料来源:业余射电天文学项目-来自木星的无线电信号(PDF)

现在,这种双偶极天线几乎是一个简单的两件式天线,大约是同轴电缆波长的一半,在偶极子末端剥去了绝缘层,并以大约6.1米(20英尺)的间隔彼此平行地延伸,悬挂在PVC桅杆上。在空间和所需零件价格上,几乎所有业余无线电天文学家都可以接受。还有一些方法可以使用更小的天线来帮助自己,我稍后会提到。首先让我们用Radio Receiver for Jupiter网页(基于NASA的Radio JOVE项目)中的这个真正有用的报价来清除频率范围的讨论:

木星信号的峰值出现在10 MHz附近。这个频率仍然不太合适,因为它非常接近电离层截止频率。随着发射机会的增加,最合适的频率在18至22 MHz之间。实际上,常见的是18.7 MHz,20.1 MHz,22.3 MHz。30 MHz以上的频率由于强度较低而不合适。此项目使用20.1 MHz的频率,因为发射的可能性很高。因此,整个接收器的设计都将20.1 MHz作为工作频率。

天线当然只是故事的一部分。所需的第二件事是接收器。美国国家航空航天局(NASA)为Radio JOVE项目提供赞助,该项目的组装手册涉及价值RJ1.1接收器Radio Jove 1.1 Receiver)的大约100个电子组件和硬件,这些组件几乎可以完全由Radio Shack订购的零件组装而成(甚至包括RS零件号) )。我将添加一张照片和一些其他链接,然后您将必须一个人呆着:

   广播电台

   自组装的Radio Jove Receiver的前面板带有两个旋钮,用于调节音量和进行调谐。资料来源:KB0LQJ天文台

从上面已经提到的一些链接开始,这些链接用于构建Jove广播电台(或Jupiter FM,如果您愿意,它将是您自己的接收器,因此您可以随意命名):

  • 业余射电天文学项目—来自木星的无线电信号(PDF)

    十年前,一群(主要是)佛罗里达大学(University of Florida)的毕业生在NASA工作,构想了一个名为“乔夫广播电台(Radio Jove)”的教育推广计划。当时的想法是制造一种廉价的射电望远镜套件,适用于检测来自木星的信号。Jove接收器(图2)是一种简单的直接转换设计,工作在以20.1 MHz为中心的几百千赫兹范围内。

  • NASA的Radio JOVE项目(PDF)

    由于美国政府关闭,该网站目前已关闭,因此,这是一个Google缓存版本,可悲的是它没有文档中的图像

  • KB0LQJ天文台业余射电天文—乔夫射电观测

    对于我的家庭天文台,我从NASA的Radio Jove项目的Radio Jove接收器开始。这是一个非常易于构建的工具包,具有很好的指导,不仅适用于接收器,还适用于天线的设置和安装。不幸的是,我没有足够的空间来放置相控天线阵列。另外,我在房屋的北侧和南侧都被电线所包围。另外,由于我在市区,所以我知道自己会听到很多噪音。不用担心。太阳观测也很有趣,而且由于太阳是一个很好的信号源(尤其是今年到目前为止),所以我选择在阁楼上安装天线。

  • 木星无线电接收机

    该网站包含用于接收来自木星20.1MHz的自然无线电发射的天线和接收器的技术详细信息。本站点中讨论的天线和接收器基于NASA无线电乔夫计划提供的设计。通过使用双偶极子阵列作为天线并使用灵敏的接收器来检测来自木星或来自太阳的自然无线电辐射。天线端子处产生的RF电压由RF放大器放大,并使用混频器转换为音频频率。这样生成的音频信号通过声卡以“ wav”格式记录在PC上。还可以使用带状图记录器软件来生成通过声卡传输的数据的带状图。

因此,确实有很多方法可以用价格低廉且容易获得的电子零件来构建自己的天线和接收器,上面列出的这些网站中的一些网站将帮助您完成自组装过程,甚至提供一些技巧,使操作起来更轻松,例如组装较小的内部天线阵列。

现在,所有这些网站都提到的另一件事是,还使用了各种PC软件,可以让您通过计算机的声卡分析收到的Jovian广播声音,但是由于那里有许多不同且免费的解决方案,包括运行在Windows PC上的NASA自己的解决方案,让您自己发现那些。这是列出许多链接的页面,以帮助您入门。您更多的计算机知识甚至可能为此目的编写您自己的软件,毕竟这是Stack Exchange。

如果有人想知道这样的自组装无线电接收器和天线的功能,请访问以下链接,链接到Astrosurf.com上各种波长的Jovian声音,而另一个则是仅收集业余无线电天文学声音的链接。木星及其卫星(向下滚动至录音列表)。以下是人们可能会听到的各种声音类型的简短描述:

  • 合唱团(报价来源:爱荷华大学物理与天文学系

    合唱由简短的上升频率音调组成,听起来像鸟儿在日出时唱歌的合唱,因此称为“合唱”或“黎明合唱”。地球上的合唱是由地球范艾伦辐射带中的电子产生的。产生后,合唱波会通过称为波粒相互作用的过程影响电子的运动。波粒相互作用干扰了辐射带电子的轨迹,并导致电子撞击高层大气。

  • 十度噪声风暴(引用来源:RadioSky.com上的Radio-Jupiter Central

    我们听到的辐射通常被称为十进制噪声风暴,因为这些波长数十米。好的,可以听到15到38 MHz的木星,但是最佳频率是多少?共识似乎是18 MHz至28 MHz是一个很好的聆听场所。一个好的规则是选择不受电离层折射影响的该范围内的最低频率。

  • 吹口哨(报价和图片来源:Wikipedia):

    吹口哨是由雷电产生的极低频或VLF电磁(无线电)波。1地面吹口哨的频率为1 kHz至30 kHz,最大幅度通常为3 kHz至5 kHz。尽管它们是电磁波,但它们会出现在音频频率上,并且可以使用合适的接收器将其转换为音频。它们是由雷击产生的(主要是内部云和返回路径),其中脉冲沿着地球的磁力线从一个半球传播到另一个半球。

    在此处输入图片说明

  • 极光无线电发射 (引用来源:Wikipedia

    可以用射电望远镜探测到具有等离子源的巨型行星(如木星的火山月球Io)的极光发射。

等等。对于业余天文学家来说,列表中的最后两个可能有点过头,其极光无线电发射的平均频率范围为100至500 kHz,而啸叫声截止频率通常为30 kHz,并且两者都需要太大的触角,但是我不会最好不要使用较小的天线,尽管弓形频率截止可能会阻止识别实际的听觉事件。但是木星以及许多卫星都可以听到许多其他声音,主要是更大或更近的卫星。

祝您好运,进入您自己的Jupiter FM,并高兴地寻找罕见的射频事件!


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我永远都不会想到,如此简单的设置就有可能实现。很好的答案!
阿恩(Arne)2013年

同样在这里。15m如此繁忙的地面波段,令我惊讶的是偶极子(不是非常定向的)会拾取木星而不会被所有本地信号淹没!
Brian Knoblauch 2013年

要使所有这些都起作用,有很多细节要点,本质上是许多细微的调整,但这已经是业余天文学家应该非常享受的东西。天线甚至可以小于半波偶极子(例如,赫兹偶极子),但它们不能达到如此高的dBi(相对于各向同性辐射器的分贝),因此其他因素将起主要作用,例如使用窄带和低通滤波器。但这可能要花更长的时间才能正确回答,所以我想让读者自己找到答案,或者提出新问题。IMO将成为一个很棒的博客主题。
TildalWave

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StarGazers休息室提供了有关木星射电天文学的无线电套件文章BritAstro电台组也刊登了同一文章。

看来20.1 MHz是适合业余爱好者观测木星的频率。我远不是射电天文学的专家,但是对于像木星这样的小来源,我认为您需要一个大的抛物面天线(用于天线增益和方向性),以及一个适合20.1 MHz的合适的馈电天线。您可能还需要为天线安装电动支架,以跟踪木星在天空中的运动。

在我问了一位天线设计专家的朋友之后,我将发布更多信息,哪种配置合适。

编辑:好的,信息已经到了。抛物线形天线是不可能的-20 MHz对应大约15m波长。而且盘子需要是波长的许多倍。因此,我们可以使用偶极天线,但这些天线的指向性不是很高。另外,为了获得良好的增益,偶极子必须相当大。为了使其定向,您需要一系列可控偶极天线。

简介:我认为在业余规模上进行此操作实际上并不可行。当然,很高兴我被证明是错误的!


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有帖子提到它对业余爱好者不切实际,因为(通常)需要的天线尺寸加上将其“指向”正确方向的需求。

对此的一个答案是-如果您可以将静态天线结构指向天空(支撑最前元素的前杆高于支撑它的最真实支撑杆,从而将波束向太空倾斜),则只需让接地将成为您的天线马达。兴奋来自等待木星自然地通过您的机会窗口的准确时间。这是将巨大的有线天线对准太空以获取各种相当低频信号的极好可行的方法。

就“永远不知道它是否只是一个地面信号”而言,一方面,人的信号并不是那样的超超宽带。在针对木星之前应设置接收器参数,并在前后比较结果。另外,还有各种各样的其他测试和识别因素。有了足够的专门知识,这是其中的免费和省力的方面,就可以排除人为的干扰和外来的自然干扰。


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至少,您需要一个适用于所讨论频率的高度定向天线(我不知道它们是什么)。收音机还必须能够检测到您希望听到信号的频率。


-1没有证明研究成果。其他答案找到了特定的频率。
名为2voyage
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