Крок до нейтронних зірок 12. Приймач і прийом. Перша кров

Відразу після антени має іти LNA підсилювач, але це в моєму випадку є тяжко зреалізувати. Тому короткий кабель (RG-58 50 Ohm) під'єднує антену до підсилювача. Довжина кабеля приблизно рівна довжині хвилі ( *0.66 коефіціент укорочення). Тут варто зазначити, що кабелі варто перевіряти і не довіряти китайським виробникам. Для виготовлення кабелів я був придбав обжимний інструмент. Приєнати кабель до конектора не складно, але значно дешевше ніж купувати готові.

Блок підсилення. Перший підсилювач був на віддалі від антени. Так не варто робити

Приймач радіотелескопа перш за все має мати низький шум (LNA). Я раніше розповідав як виміряти шум підсилювача. LNA підсилювачі я придбав у китайців. Є кілька різновидів, але найбільш поширений базується на мікросхемі spf5189z. Перший від антени стоїть підсилювач з металевим суцільним корпусом і фільтром по живленні. Це найбільш критича ланка. Шум цього підсилювача буде підсилений ним самим та іншими підсилювачами і він погіршує параметри всього телескопу. Далі іде фільтр, що ми попередньо виготовили та ще один такий же підсилювач. Поправді я не знаю чи є суттєва різниця між цими двома версіями. Ті параметри, що я можу виміряти з NanoVNA можна радше списати на розкид параметрів самих підсилювачів, ніж на плату і виготовлення. Для живлення я використав 2 літієвих акумулятори і 7805. Схеми живлення з імпульсними підсилювачами тут не підійдуть (через шум).

Живлення підсилювачів

Далі сигнал іде до SDR приймача. Спершу я задумав приєднати приймач коротким кабелем, а далі довгим трьохметровим USB кабелем до ноутбука. Ця ідея не спрацювала, тому при першому вимірюванні я використовував 2 метровий кабель від підсилювача до SDR приймача і останній був безпосередньо під'єднаний до ноутбука.

Для планування спостережень і оцінки ефективності, надзвичайно корисною є програма MURMUR.

Вікно програми MURMUR

Встановивши місце спостереження і параметри нашого телескопу, ми можемо порахувати які об'єтки ми можемо спостерігати, в якому напрямі дивитись (азимут, висота) і тд. Також корисним є тест телескопу по природнім джерелам шуму (сонце, місяць, зорі), хоча я цим і не користувався.

На жаль наведення є слабким місцем конструкції. Для наведення по азимуту я користуюсь мобільним компасом, а по висоті -- на око. Хоча при ширині головного пелюстка антени 30 градусів напевно більша точність і не треба.

Наступний крок -- це встановлення і налаштування програмного забезпечення. Якщо у вас незаймана убунта, то проблем бути не має.

Встановлюємо gnuradio та osmosdr:

sudo apt install gnuradio
sudo apt-get install -y gr-osmosdr

Для запису я використовую пайтонівський скрипт від IW5BHY. Його підкоректована версія (для QT5) я залишаю тут.

Для запуску необхідно надати кілька параметрів запису: час запису в секуднах; кількість вибірок в секунду (sample rate); частоту прийому в мегегерцах; підсилення RF в дБ; підсилення BB (0 для RTL-SDR); знов підсилення IF (0 для RTL-SDR); fftSize (sps); decimation; цифрове підсилення; назва вихідного файлу.

Підсилення варто вибирати так аби і не занадто підсилити і не недопідсилити сигнал (має бути як на малюнку):

Вікно Pulsar Channelizer

Є ще два інші параметри: Sample rate of time series (2ksps буде ок для нас). Маючи його, можна порахувати

fft size = sample rate / Sample rate of time series

Кількість каналів (num chan) кількістю 25 є теж ок, тоді:

Decimation = fft size / num chan

Приклад запуску скрипта:

sudo python2 PulsChan.py 3600 2400000 413 15 0 0 1200 48 2 B0329+54.bin

Якщо у вас се не запрацювало, варто перевірити чи працює ваш приймач взагалі. Для цього gqrx (аналог SDR#) згодиться. Для встановлення:

sudo apt-get install gqrx-sdr

Після запису варто проаналізувати дані. Для цього я користувався цією інструкцією і їхнім убунту.

Перша моя спроба була невдала, бо я користувався цим дистрибутивом для запису даних. Коли антена була встановлена, виявилось, що SDR приймач не працює від батареї комп'ютера з цією убунтою в live режимі.

Результат другої спроби ось:

Presto результат

Дані значно порізані RFI фільтром, тому варто спробувати на іншому місці і збільшити час вимірювання.

Далі буде...

Крок до нейтронних зірок 12. Приймач і прийом. Перша кров
Догори