流星電波觀測講座

[Ray]

感謝大貓兄的講解，學習的路途上有您協助真好。今天的Es又在白天出現，大約早上八點多到下午一點多，沒有發現流星的跡象。

[曹大貓咪]

麻煩給我下半夜(午夜12-8點)的檔案傳給我,我幫您看一下...

[Ray]

大貓兄您好:OK, 我將6/21與6/22兩天的壓縮檔都傳給您分析，謝謝。

[peter]

sky at night july   有提到

[TS]

sky at night july   有提到

Peter 兄也有訂 Sky at Night 嗎? 我也是最近才開始訂的...
其實六月份有 Part1, 如果直接看七月的 Part2 可能看不懂呢

[曹大貓咪]

這篇文章也是粉好的diy電波流星天線自製.這是一篇粉好的yagi 八木天線自作和原理說明...不過它是建立在附近有一個穩定的144MHz信號源.且相位較為不同. 台灣HRO不適144MHz,特別是145MHz是最佳共振點(如果沒記錯, 145.0是CTARL救難頻道),這附近的香腸火腿滿天飛....收到的都是計程車,卡車牌香腸火腿信號和駐波....


收到RAY兄寄來21日下半夜(00h-07h)的頻譜圖.簡單分析如下:

收到echo list:
00h17m
00h40m
01h07m
02h58m
04h25m
06h23m
06h44m
06h55m
07h13m
07h16m
07h24m
07h50m

*.以上為確定echo.其它無法確定有15顆. 特註

此取樣,初步為一般平時流星狀況,但接收率略低於大溪地區平均值(平時),不過6點後,流星數和較大流星明顯增加.表示有一群流星群在早晨6-8時出現.這段時間背景雜音控制非常好!音譜分析粉方便!!

*.RAY兄的樹林HRO電波流星天文台已經可以進行常態觀測測試. 只要穩定接收狀況及練習音頻分析基本功,建議架設10dBi以上增益天線(4 ele)不到半年應該可以進入正式觀測!

[Ray]

謝謝大貓兄的分析講解，我有空再將天線改為10dBi以上增益天線(4 ele)。

[曹大貓咪]

有人會想,若是天線愈長愈大,效果是否愈好，可以放大功率，增加效益?

天線是用來將射頻「電能」變成電磁波的元件!如燈炮是用來將電能變成光波,也如小提琴弦是用來將位能(拉弓碰觸弦)變成音頻振動一樣.一個完美的天線應至少有其設計在發射電波之頻率波長的的1/2長(50MHZ的波長為6公尺,1/2=3公尺為最佳共振長度)

八木的偶極天線因結構大都為兩個1/4波長電線或鋁管組成之直條形.故能於其鋁管中間部四週產生最佳電磁波.

偶極天線通常都用來做參考天線，其增益被定義為"1"，又稱為"0 dB"，假如將 2 支偶極天線巧妙安排，又能不互相影響，並將電能先後經過 2 支天線，則理論上將會使某一個小角度內之電波強度提高 2 倍，即 "3dB".

老貓簡單說一說天線這種東西...天線就像是望遠鏡的物鏡,是收集光線的專用品! 天線也是收集電波的專用品...

我們要增加天線的對某段頻率電波的感度.在HRO的方面就是利用八木天線. 八木是利用一種偶極天線和其它金屬桿組成.以水平或上下排列成群.這樣的方式,可以將一個方向的電波強度一直提高到某一階段. 但也不能無限上昇到非常高的增益,最實用的天線約10倍左右(術語為 l0 dB以下!) 另外八木也一種特性,就是其電波強度會隨著主要方向角度以外左右電波會降低到消失! 在製作上,如果增加一個element,那會增加約1個dBi,但最好不要增加到十個element,就不會再增加增益,同時機械架構無法支撐!

基本上,電波向四面八方平均發射而形成一個球狀分佈(發射站).在相同功率下條件下,接收點可在任意方向,它的接收電波強度為偶極天線約0.6倍!也就是(-2.15dB). 在電學上,一個理想點發射源(球面)若為=0 dB.偶極天線中央電場強度最高點為其1.6倍(非天線兩端) 也就是這天線會有增益=2.15dB .也就是我們常看到的2.15dBi，這裡的 "i" 代表球體發射為基準.

所以我們在廣告上看到一支增益為 2.l5dBi 的天線即是增益為 0 dB 的天線,也就是無增益的天線.

[Ray]

大貓兄您好: 今天下午13:30-15:30 樹林區大雷雨，頻譜記錄著Es與無數雷聲畫下的垂直線條，記得您曾做過閃雷方面的研究，請問可否分享一下您的經驗? 謝謝。

[曹大貓咪]

了解! 老貓稍作簡單介紹一下,閃電雜音.

閃電雜音是自然界的一種雜音noise,其它如極光,太陽和宇宙雜音等...

一般閃電所引發的雜音,其會干擾頻率非常廣汎,從數十kHZ到UHF都含蓋.以我們比較注意的HF,VHF頻道.地球上閃電每一秒有百次閃電發生率.這些大氣放電在HRO的頻率內,在天波和地波兩種傳導都非常敏感...此雷電可以影響遠到數千公里(約2000公里)外的HRO接收站.

所以在夏天時,老貓曾在2002-2004年暑假觀測到遠方南海熱帶雷電的雜訊影響, 7,8月,干擾次數達上百次. 特別集中在下午時刻. 台灣午后雷陣雨的時刻,空中放電因干擾到電離層面也是粉廣,從最高的F層到最低的D層.通常早上海面上產生了積雲開始.中午累積會有小放電現象,等到下午最濃厚的積雨雲累積,HRO就常常受到大小大氣放電干擾是常態.因這類雷電發生在數十公里外! 所以打雷的時後,最好關閉接收,這在干擾嚴重下,也無法觀測. 所以HRO接收站遇到這樣狀況,最重要是要拔掉天線和接收機的接頭,以防雷電跑到你家天線....這是特別要注意的!

最安全是在,如果天氣晴朗炎熱的暑假...有興趣的話,可以監測遠方熱帶雷電(約600-2000公里遠). 龍潭天文台在2002年觀測到8月間一個炎熱午后,觀測到遠方雷電發生在十餘次! 干擾方式就是水平干擾線,發生時間每次約數分鐘到十餘分鐘!(如您提供的最後兩圖所示). 但有時會因太遠,雷電雜訊並不明顯...在季節上,等到10月,這類干擾就減少粉多...要一直等到明年的5月以後.

另外,HRO還有可能會觀測到太陽風爆引起的雜音干擾.這是全面性的雜音.發生時間在數十分鐘.條件是乾淨的背景雜音時,突然發生被雜音蓋台(強度高達2,30dBi),然後慢慢消失(恢復到0-5dBi)....(若突然消失,那就不是太陽來的雜音! )

所以HRO 系統可以觀測到粉多的天文現象.雖然門檻或許較高,但不用上山,不用熬夜.不用花太多的金錢...希望台灣能多幾個HRO觀測者...這樣每次遇到流星雨大拜拜,能聯網做精密觀測就更有趣了.



*.最近老貓引進一套較專業的太陽SID 雜音頻譜強度監測軟體,現正在測試中.預計7月將在大溪天文台安置(希望可以觀測到M級以下的閃燄活動).進行較精密的太陽閃燄SID觀測實驗.

http://www.radiosky.com/skypipeishere.html

[Ray]

感謝大貓兄的詳細講解，無線電天文真的很有趣，相信會有很多同好加入的。

[曹大貓咪]

是阿...等到今年將HRO實驗測試做一段落後,預計明年和太座申請經費,購買新的天線和重新佈線.預計在天文台樓下設立一個專門觀測室.內置HRO,SID兩個觀測系統.就不用辛苦悶在天文台內了.對電腦和接收機等器材也比較好!

或許有多一點點經費,也會設立主,伺服端主控端兩部電腦,建立模擬一個乙太區域網路(LAN)一個簡單光學遙測觀測室, 控制望遠鏡和例行變星觀測.(夏天酷熱和蚊子真的是粉辛苦)

[Ray]

大貓兄您好:向您報告一下測試的近況。上週六6/28先將3el -Yagi增加為6el-Yagi，因為想要試驗6el-Yagi的增益有多少? 先測試50.001Mhz的信號，面向台北萬華時信號最強，垂直向天頂時信號微弱。然後將天線指向東北方接收日本50.0176Mhz的信號，但是沒有收到Es的反射，結果等到次日6/29，HROFFT記錄上依舊沒有Es出現，心想應是指向性太窄所致，於是再改為4el-Yagi，但是也沒有收到Es，一直等到週一6/30早晨8時等了二天的Es才出現，Es很難捉摸，有時間還要想再做6el-Yagi的接收實驗。

[曹大貓咪]

Ray兄 是否可以提供天線附近地面風景參考。。。

這幾天將新軟體測試太陽SID觀測。今年也預定購買新電腦安置在此房間進行天文台無網路遠端遙控LAN及無線電望遠鏡數據控制。。

冬天冷 夏天熱 蚊子又多，天頂一打開,蚊子大軍一波波攻擊,,也不想聞蚊香的毒氣！今年下定決心要在樓下設立無網路天文台控制輔助系統 ，可開冷氣又沒蚊子。

[曹大貓咪]

經過這兩天測試，新軟體大約可以調整到SID觀測狀況

上為21.15MHz CW 背景雜音強度 。下為同步的音頻頻譜。

如此可以觀測背景傳導強度微小變化,也可知背景音頻頻譜是信號進入或是其它燥音雜訊干擾。

這對長期觀測SID非常基本也粉重。