流星電波觀測講座

[曹大貓咪]

利用這個觀測系統現已連續監測5月6日的小寶瓶座流星雨，已確定今天六日白天陸續有較多流星信號進來（極大期），同時Es 也越來約越明顯且逐漸變強，只是持續時間都在數十分鐘內，還達不到VHF 遠距（1000公里）以上FM通訊開通，現已立夏，約6月中可以穩定且長時間形成Es.（強度平均達25dBi)

[曹大貓咪]

今年的寶瓶座流星雨為5月6日下午3點左右，但台灣地區特別是北區都是陰雨棉綿。光學和目視觀測無法進行，所以大溪天文台在4月23日進行短期實驗架設及觀測也順便延長到5月3-7日進行寶瓶座HRO電波測試。

接收系統 ： 自製DIY 4 ele Yagi 天線 +ICOM R-75 接收機  50.017MHz CW 3khz  HROFFT 軟體分析

以下是大溪天文台實驗電台 HRO bm2eqb TAIWAN 觀測 5月3日-7日 ZHR 計數初步曲線表

*.3,4,5,6日的下半夜晚,流星數達到最高流星數.特別是6日清晨4時達到ZHR=12.而6日下午達到極大期, 流星數卻滿低的,這是因為寶瓶座當日下午是在地平線下.

Ps: 2014年 寶瓶座流星雨 以台灣地區和日本地區而言，條件極差！（無法測量到極大期）
    5月7日HRO電波實驗觀測暫告結束。

曹永杰 de bm2eqb

[曹大貓咪]

今天早上臨時建立一套太陽閃燄 solar flare 21MHz SID 觀測系統 ，觀測實驗裝置如下

21MHz 日本第一電波 L-15 L type GP 天線

AOR AR 5000 21.15MHz CW AGC off   HROFFT 軟體

觀測目標：太陽色球層 Solar flare 電離層D層 SID 現象觀測

20.15MHz 為日本國際標準信標信號（IBP) 波長15公尺，為D層和地波傳送。若太陽產生閃焰，其太陽風所帶的大量高能帶電粒子會進入到地球到達電離層最低層 D層，使得D層電離瞬間充飽達最高自由電子濃度，這樣將HF電波（20-28MHz)靠地形傳送的地波將被嚴重吸收，使得HF 天波和地波都因改變電離層的反射/吸收MUF物理特性而干擾無線電通訊。

大溪新架設的太陽閃燄HF L type GP 天線，接收日本21MHz 信號，因是D層和地波間上下傳導(D層到晚上則完全消失，白天中午-下午達最高離子濃度）較不受天波傳導影響，理論上白天因能保持穩定信號接收，所以HF頻率觀測太陽最適合。若受太陽影響，則會下降D層/地波多次反射信號強度。但晚上雖走地波，但因晚上受大地電阻耗損，頻率越高耗損越大。所以晚上不適觀測太陽。晚上因電離層濃度都不高，越低頻率越能再更高的F電離層反射進行傳導！如5MHz以下進行越洋QSO
.

HROFFT 顯示系統接受全球IBP電台傳來21.15MHz IBP 信號模式 強度達30dBi且規律。

Ps:這套實驗系統準備24小時日夜觀測太陽色球層活動狀況。晚上則觀測地波傳導衰減情況。第二階段降製作背景雜訊電平轉換電壓電路，利用電壓長期計錄變化資料。電波型態改 AM mode,統一地波背景雜訊。

IBP 為全球性信標信號計劃。

大溪天文台 15m Wave length Solar Flare SID Monitor System

[genome]

請問50Mhz這個頻率有沒有像IBP的全球信標計畫?

http://www3.ymeco.com/r21e.html
意思是說各個21MHz信標輪流送信嗎?
一般選用21Mhz的信標 距離是個考量因素嗎?

[曹大貓咪]

我所知道的是全球標準信標計劃 IBP是以HF 14-28MHz 為主。可叄考 NCDXF/IARU Beacon Transmission Schedule

50MHz 則沒有列入IBP,這些信標信號在21MHz 日本剛好有一標準JA2IGA電台 以不同瓦數24小時發射（100或50.0-0.1W).21.15MHz 全球每10分鐘輪一次，從new York 開始發射。

我收到的JA2IGA 在IBP規定下，以每小時01分20秒開始發送一次，再每3分鐘再發送一次，所以大溪天文台每10分鐘有3次記錄。


我選用21MHz 主要兩個考量

1.HF band 適用E, D 層和地波傳導 ，20MHz以上頻率對於太陽閃燄引起的SID 效應最敏感。IBP beacon是全球信標每10分鐘跑一圈，剛好可監看太陽對地球整個D層的影響。

2.20-21MHz 是HF band 中在白天MUF 中傳導最穩定的（28MHz 是能反射於電離層最高頻率），對夜晚特別是夏天也能提供穩定的傳導，對於太陽閃燄提供較穩定的電波背景電平。所以美歐國家粉多觀測家都選用20-21MHz。

另外觀測太陽flares,可選用VLF band 長波在 30kHz完全走地波傳導，對SID 也是適用。但長波雖然傳導最遠但常易受都市雜訊和電氣干擾，除非找高山或遠離都市的乾淨電波場地，否則無法觀測。

2004年曾和菜貓貓BV2AC 合作，當時為接收28kHz地波，自作一個比人高的VLF LOOP antenna,撿波內置一個完全金屬密封和正個接收電路放在金屬餅乾盒內，阻絕環境雜訊，實驗近半年，大部份時間完全被雜訊蓋台，所以失敗。

當年菜貓貓BV2AC 介紹一位前輩 BV2AP 吳先生給我，他是國內DXer 的高手，也是我電離層的啟蒙老師。特此介紹。

[曹大貓咪]

今天收到VR2HK 香港IBP 21.15MHz 電台訊號，反而前天收到日本JA2IGA就沒收到了。這是華南雲雨區熱對流近入台灣後變成日本三重縣路徑傳導不佳。今天清晨4點流星有一連串活流星進入，ZHR高達12.直到5點後才減少。

今天白天進入太陽觀測模式。今天白天整個21MHz 背景和beacon到粉正常。沒有觀測到較大flare.

[曹大貓咪]

上個月試用新玩具...

[Ray]

昨晚將無CW功能的ICOM PCR-100換為ICOM R-75後，使用無方向性的天線，依大貓兄的指導，已收到台北50.001MHz CW信號聲，大約6db，也有收到50.017MHz的信號聲，只有2-3db忽強忽弱的微弱信號，應該是電離層的反射波。也有實驗3節的八木天線，但是效果不是很好，測試地點是新北市樹林區三樓頂，四周還很空曠。

[曹大貓咪]

Ok, 記得用HROFFT 軟體作音頻FFT分析時，要記得關掉AGC！！AGC off ！還有PreAmp 也要關掉 off！ 否則AGC會過濾掉大部份流星微弱信號！！

圖中接收機為 fast AGC 模式。二級放大 preamp 2

今天晚上9點開始有微弱Es, 9點半Es強度達25-30dBi,一直到11點還有Es.

[Ray]

感謝大貓兄的回覆，preamp 2的設定是因為只有在此檔位才看到接收db值，另外我也有收到50.018MHz的信號聲比50.017MHz還清晰，有3-4
db，是否為同一台未能分辨出。昨晚轉回龜山家六樓頂實驗，完全收不到信號，應該是屋後東西走向的小山，隔絕了北方來的信號源。

[小 P]

Ray你好
其實你可以頻率設在 50.0175 mhz，模式選擇 cw 其接收效果會更好；
只是要如何判斷是否為流星造成Es 散射或是單純為夏季Es傳播？
這就要大貓om 教授了

[Ray]

感謝小P兄的回覆，我會實驗比對一下。

[曹大貓咪]

今天終於回到台北了...昨晚一晚到今天早上的是強烈的ES進來...嚴重影響到流星觀測! 今天回台北前,已完全關閉系統和電腦...現在天文台內溫度極高,電子和光學系統要保護好!!

CW優點是所需設備簡單,其電波佔用頻帶窄(可達6,3KHZ),且發射效率高,在FM或AM同等條件下,同SSB傳送可更遠! 所以SSB或CW是觀測微流星信號理想的電波模式.

要判定是ES 自然傳導和流星傳導粉容易...簡單說

1.ES自然傳導:
季節 主要是在4月底到9月左右,E層溫度增加其電離層自由電子濃度,所以那是一整片的電離雲帶,只要50.017MHZ發射到天空,就會長時間長區域受到反射到觀測站.
時間:最明顯是下半夜約4,5點到整個白天太，陽照射到電離層後開始增溫,ES就進來!時間非常長,約連續傳導時間1-2或3小時...此時E層電離濃度已可以  反射更高頻的144MHZ FM!
ES現象是強度穩定,從微弱ES到強烈ES...

圖1:今天早上受到的強烈Es自然傳導
圖2:昨晚的微弱Es自然傳導(注意到第3圖為極微弱的Es背景有一條極微細的連續白線!)

圖3:流星echo群
圖4:5月7日早上7點50分後巨大流星echos


2.流星ECHO就是斷斷續續....無法連續穩定傳導! 就連流星雨極大期的時後,也是如此!!

[曹大貓咪]

流星進入地球大氣層,基本上都是粉小,僅幾克的微流星.不過這些流星在肉眼上可能暗到6,7等.但電波若感度夠強,流星進入角度和產生的圓柱電離體加上傳導路徑理想.加上建立在北部山區.靠北海岸的話,那長期的觀測,對於整年的黃道面上每個黃經位置,每場大小流星雨都會有有極為詳細的變化紀錄.

台灣地區是中緯度整個地球HRO連鎖亞洲觀測站中,唯一缺席的位置. 2001-2005年曾有一個龍潭站BM2EQB.但現已關閉至今.

計劃今年9月後在大溪建立一個半長期的HRO實驗站.統計秋冬和春季的流星雨最新數據.若各觀測站有意建立,我打算再次加入比利時全球觀測網 RMOB
(2013年加入AAVSO變星全球觀測網.2014年計劃再加入RMOB全球觀測網)

2014年HRO Taiwan 第一階段實驗計劃:

各有意加入HRO TW的觀測站,請利用5-8月的Es做接收狀況測試,找出最佳接收頻率和觀測音頻. 白天和上半夜都可以接收及調整(請調到0.9khz).這段期間我會回答各觀測站的各像技術和觀測經驗...各觀測站若有正式電台呼號請以此為正式國際命名.(如老貓2001年加入RMOB是以台灣正式BM2EQB呼號加入國際觀測網)

9月若可行,老貓準備辦一場大溪天文台HRO 技術實際講座 +太陽閃燄15公尺波長電波觀測? (預計9月底)

9月後要準備接收11月的獅子座大流星雨.


日本HRO http://www.amro-net.jp/link/link-1_j.htm

比利時 RMOB http://www.rmob.org/index.php

[小 P]

謝謝OM啦…
如果可以九月一定要來聽聽…
今天鋒面可能的影響…
JA BV間的Es傳播大開…
北、中、南(高雄) 都有 VHF(2mSSB) 的通訊成功案例…
而且使用天線(GP)與功率都是一般設備…
我想傳播狀況好的話
對於HRO的訊號分析應該也有助益…