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.

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.

Антена на мачті

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...