Фазированная решетка и риометры

[GTWR]

Приветствую.
Занимаюсь риометрическими наблюдениями возле одного из полюсов земли) Схема старая и простая : Один риометр 30Мгц, одна антенна смотрящая в зенит ( полуволновой диполь с рефлектором, вроде как) и плата в компе, которая цифрует сигнал с риометра, после чего это пишется на комп.
Такой тип наблюдений морально устарел, поэтому задумываюсь а как впринципе современными средствами можно реализовать ОТОБРАЖАЮЩИЙ РИОМЕТР, например. Когда мы смотрим не всё небо, а вместо антенны фазированная решетка и сформированными лучами мониторится участок неба и есть возможность различать какие-то отдельные элементы возмущения ионосферы.
Если у вас есть соображения как это реализовать, чтоб не по риометру на антену и вообще - давайте порассуждаем вместе)

П.С. Риометр - высокочувствительный радиоприемник с низким уровнем собственного шума. Поподробнее напишу, если надо.

[RW3VZ]

Это уже не радиолюбительство.
Может, проще с НИРФИ посотрудничать?

[RJ3FF]

Приветствую.
Занимаюсь риометрическими наблюдениями возле одного из полюсов земли) Схема старая и простая : Один риометр 30Мгц, одна антенна смотрящая в зенит ( полуволновой диполь с рефлектором, вроде как) и плата в компе, которая цифрует сигнал с риометра, после чего это пишется на комп.
Такой тип наблюдений морально устарел, поэтому задумываюсь а как впринципе современными средствами можно реализовать ОТОБРАЖАЮЩИЙ РИОМЕТР, например. Когда мы смотрим не всё небо, а вместо антенны фазированная решетка и сформированными лучами мониторится участок неба и есть возможность различать какие-то отдельные элементы возмущения ионосферы.
Если у вас есть соображения как это реализовать, чтоб не по риометру на антену и вообще - давайте порассуждаем вместе)

Я, так понимаю, у Вас ионозонд. Что-то вроде https://izmiran.ru/ionosphere/parus/

Вы отправляете импульс в зенит и из зенита же и получаете отклик.
Если Вы отправите импульс наклонно , отклик придёт совсем не к вам, а куда-то ещё. Правила геометрической оптики никто не отменял
Наклонное зондирование называется .

[R3DE]

Главное штоб вся эта хрень не работала на наших диапазонах и близко.
Сейчас особенно, просто как никогда, такая жуткая системная активность зондо\сканеро подобных сигналов на КВ .. от 2 мГц до 30... с уровнями до +60....што просто жуть. Такими темпами... скоро будем трансиверы выкидывать на помойку... за ненадобностью.

[GTWR]

Я, так понимаю, у Вас ионозонд. Что-то вроде https://izmiran.ru/ionosphere/parus/

Вы отправляете импульс в зенит и из зенита же и получаете отклик.
Если Вы отправите импульс наклонно , отклик придёт совсем не к вам, а куда-то ещё. Правила геометрической оптики никто не отменял
Наклонное зондирование называется .

Тут другой принцип. Ничего не отправляем, только принимаем. Слушаем космический шум, если ионосфера возмущается, обычно из за солнечной активности, то прозрачность ее для шума уменьшаеться и сигнал проседает. Вот в чем метод.
Просто чувствительный радиоприёмник. вот типа этого https://ikfia.ysn.ru/riometr/

- - - Добавлено - - -

А у вас есть подвязки, контакты?)

[RQ3P]

Занимаюсь риометрическими наблюдениями возле одного из полюсов земли)

А у вас есть подвязки, контакты?)

Добраться до одного из полюсов земли и не иметь подвязок и контактов?А интернет иметь? Что-то у меня не складывается....

[UA4NE]

Если у вас есть соображения как это реализовать,

Да, эта идея реализуема, но из-за большой длины волны вся конструкция получится достаточно громоздкая. Ее сложность и громоздкость будет зависеть от ширины (телесного угла) требуемого сектора обзора, куда нужно направлять луч, и от требуемой ширины самого луча. В плюс будет то, что требуемый диапазон частот достаточно узок (я так понял, что слушают только одну частоту в районе 32 МГц).

Потребуется примерно десяток антенн и многоканальный (~10) когерентный приемник. Если полоса частот неширокая, то несложно будет организовать одновременную запись всех принятых сигналов на дисковую память на несколько часов-суток-недель, и потом проигрывать их с разными фазировками луча, сканируя пространство.

Это типовая задача радиопеленгации. Вам нужно искать контакты с разработчиками гражданских пеленгаторов для радиочастотных служб. У них техника подешевле, чем для военных, и есть все необходимые наработки для решения Вашей задачи. Например, воронежский "Иркос".

[UA3BZ]

Приветствую.
Занимаюсь риометрическими наблюдениями возле одного из полюсов земли)...
... как это реализовать, чтоб не по риометру на антену и вообще - давайте порассуждаем вместе)

Именно по риометру на антенну!
Современные SDR-приемники очень дешевы, если не требуется большой динамический диапазон.
В вашем случае, видимо, именно так.

В зависимости от интересов к поляризации принимаемых сигналов (а она, скорее всего, интересна с т.зр. вращения плоскости поляризации) я бы рассмотрел варианты многоэлементных ФАР с антеннами, направленными в зенит:
- волновой канал 3-4 элемента; можно два волновых канала на одной траверсе, расположенных крестом; - для линейной поляризации.
- спиральные (или пара с разным направлением вращения) - для круговой поляризации.

Комбинирование (совместная обработка) сигналов с подобной приемной системы в реальном времени (а тем более в записи) даст уйму ценной информации. А с учетом вращения Земли и ея движения по орбите Вы получите РСДБ -"радиоинтерферометр со сверхбольшой базой", с синтезированной апертурой.

Решётку из антенн можно делать неэквидистантную для сокращения количества элементов. Неоднозначность учитывается известными методами фазовых измерений.

Вот пример реализованной многоканальной приемной системы. Правда там требования потяжелее были, а элементная база более старая
Главный конструктор системы - наш уважаемый коллега.
https://cubanos.ru/news/news228

Более современный вариант с синтезом ДН антенной системы (передающей, но на принципы управления диаграммой и схемотехнические решения это не влияет), и с электронной калибровкой каналов - курсовой маяк LOC-2700 курсоглиссадной системы посадки самолетов ILS-2700 фирмы "Азимут".

[GTWR]

Да хотелось бы узнать, возможно ли самому это всё собрать. Из SDR приёмников,например, вместо риометров. Место под антенное поле найти можно. Сделать хотябы тестовую установку лучей на 9-10.
Пример работы такого комплекса приведёт тут12_ДИАГНОСТИКА СЛОЯ D ИОНОСФЕРЫ РИОМЕТРОМ.pdf ,чтоб было понятнее о чем я говорю.
Отличие риометра от приемника

Принцип работы риометра основан на сравнении излучения космического радиошума на частоте 32 Мгц, принимаемого антенной типа «волновой канал» с излучением шумового диода.
Риометр относится к уникальному оборудованию, поскольку регистрирует уровень сигнала, соизмеримый с уровнем шума активного элемента (полупроводникового прибора).

Вот тут вроде как ребята реализовывали риометр из обычного SDR приёмника. У меня нет знаний понять, реально ли самому этим заняться, если поднапречь мозг.

https://naukarus.com/primenenie-skan...niya-kosmiches

[RJ3FF]

Вот тут вроде как ребята реализовывали риометр из обычного SDR приёмника.

Как-то не верится, что из дешёвого СДРа можно сделать приёмник с такой чувствительностью. Шумы квантования , однако. Может и помог бы на входе хороший МШУ с большим усилением ...

[R3DE]

Так риометр это приёмник или еще и передатчик? Собственно интересует только дин вопрос : как происходит разделение приёма сигнала что б не мешал собственный передатчик?

[UA3BZ]

Как-то не верится, что из дешёвого СДРа можно сделать приёмник с такой чувствительностью. Шумы квантования , однако. Может и помог бы на входе хороший МШУ с большим усилением ...

Владимир, так надо выполнить простейшее системное проектирование, на уровне студенческой курсовой работы
(На память все цифры не вспомню, смотреть справочники сейчас недосук...)
Спектральная плотность шумов космоса, их динамический диапазон...
По описаниям по ссылкам - люди мастерят несложный транзисторный МШУ.
Суть их идеи примитивна - сравнение шумов эфира с "эталонным" шумом диода. Т.е. уровни априорно достаточно большие. Нынче с АЦП SDR приемника несложно реализовать и настоящие _измерения_ спектральной плотности шумов.

Интуитивно кажется, что хватит и SDR-"свистка", если приделать к нему МШУ с входным фильтром.
Наших УКВ-стов надо привлекать

Ну и - на каждую антенну - свой приемный тракт.

[RJ3FF]

Так риометр это приёмник или еще и передатчик? Собственно интересует только дин вопрос : как происходит разделение приёма сигнала что б не мешал собственный передатчик?

Константин, ТС написал Выше : это приёмник а-ля измерительный.

[VR2ZQZ]

Клиент уже на Полюсе и бюджет ограничен. Он хочет сделать все сам и сейчас. Предлагается сделать антенну волновой канал в зависимости от того что есть , поставить мачту и закрепить на ней траверсу антенны волновой канал что бы крутилась веревками как по азимуту и по углу места. Рефлектор может быть и не далеко от земли. Травесу можно и зафиксировать под углом к земле скажем под 45 градусов. Лепесток такой антенны будет градусов 60 . Сделать несколько колышков вокруг мачты и вращать конструкцию по азимуту. Будет некоторая избирательность по направлению. Идеально - редуктор YAESU в двух плоскостях, но это на Полюсе не найдешь... Все лучше чем два элемента в зенит.... Интересно имеются ли в наличии алюминиевые 25 - 30 м суммарно трубки диаметром от 10 до 25 мм и труба на траверсу диметр 30-50-60 мм метров 6-8 суммарно ? Мачта наверное имеется. Если Полюс Южный то там много наверное скопилось разного. Если приемник перестраивается на 28 Мгц могу посылать контрольный сигнал из Гонконга у меня не далеко и через океан. Антенна работает. Хотя и на 32 могу повещать. Здесь с этим без проблем.

Игор
VR2ZQZ

[R9AAA]

Коллеги со Скандинавии давно такими измерениями занимаются. Но без направления. Только поляризация: https://www2.irf.se/Observatory/?link=Riometers