Interferometrie
Vanaf 10-10-2009 ben ik bezig met interferometrie.
Om wat ervaring met interferometrie op te doen ben ik met computersimulaties aan de gang gegaan.
Straks ga ik een ontvangsstation bouwen en kijken of de signalen die ik dan ontvang lijken op
wat mijn simulatie aangeeft.
Ik ga het volgende 31 MHz ontvangsstation bouwen:
Ik stel 2 dipolen op, op een afstand van 20 meter van elkaar.
De dipolen staan precies in elkaars verlengde op een lijn van West naar oost.
Vanaf elke dipole loopt een voedingslijn naar het midden schuin voor de lijn tussen de dipolen.
Hier worden de twee voedingslijnen aan elkaar geknoopt.
Op dit knooppunt wordt de ontvanger aangesloten.
Het signaal dat de ontvanger afgeeft wordt gedigitaliseerd en elke 10 seconden wordt een ruismeting
gedaan.
Als de bron precies in het zuiden staat zullen de signalen van de beide antennes precies
in fase zijn waardoor ze worden opgeteld.
Als de bron niet precies in het zuiden staat zullen de signalen niet precies in fase zijn,
waardoor ze opgeteld minder sterk zullen zijn.
De hoek waaronder de bron staat zal de output van de ontvanger bepalen.
Ik heb een computer programma gemaakt dat deze situatie nabootst en waarmee ik een grafiek
kan maken die ik straks in de praktijk te zien hoop te krijgen.
Ik ga nu uit van de situatie dat er 3 sterke radiobronnen aan de hemel staan. Te weten: Het centrum van de Melkweg, Cygnus A en Caseopeia A.
Het computerprogramma geeft de volgende output. (zie fig 1.)
Fig 1: computer simulatie van het te ontvangen signaal.
De onderste curve is van het centrum van de melkweg
De curve daarboven is die van Cygnus A
De curve daar weer boven is die van Caseopeia A
De bovenste curve is een verschaalde optelling van de 3 curves.
de curve = (y1 + y2 / 2 +y3 / 2 ) / 3
Deze curve zou straks uit de ontvanger moeten komen.....
Nu het ontvangsstation bouwen en zien of de simulatie okee was.
Dan komt het grootste probleem:
Het door de ontvanger ontvangen signaal terugrekenen naar de locaties van de bronnen.
Ik heb nog geen idee hoe ik dat moet gaan aanpakken....
27-10-2009 Het ontvangsstation is klaar.
Er staan nu 2 inverted-V dipolen en een ontvanger in het weiland.
Het digitaliseren gebeurd weer met een AVR microcomputer die in de caravan verderop staat.
Fig 2: Een van de twee inverted-V dipolen.
De mast is ongeveer 2.40 meter hoog.
Fig 3: De twee inverted-V dipolen.
Ze staan 20 m. uit elkaar in een lijn van West naar Oost
Fig 4: Een dipole en de kist waarin de ontvanger zit.
Vanaf elke dipole loopt een voedingslijn naar de kist.
vlakbij de kist zijn de voedingslijnen met elkaar doorverbonden
De ontvanger ontvangt dus de signalen van beide antennes
tegelijk.
Fig 5: Het werkt!
Dit zie je als je met een heel zwak zendertje een eind verderop
van Oost naar West loopt.
In het midden van de grafiek sta ik midden voor de antennes
Aan de uiteinden op ongeveer 50 graden van het midden van
de antennes
Fig 6: Dit zijn 3 metingen van 24 uur lang onder elkaar geplot.
Ik zou absoluut niet weten wat ik hier mee aan moet......
Hier en daar zie ik een heel zwak maximum
14-11-2009 Een hele nieuwe setup gemaakt.
=====================================
Precies in het midden van elke antenne een hoogfrequent
voorversterker gezet. Deze versterker bevat een BFG520 transistor.
Dit is ongeveer de gevoeligste versterker die een amateur
op dit moment kan maken.
De output van de twee versterkers gaat via 2 precies evenlange
coaxcabels (H43) naar de Ontvanger.
De coaxkabels worden samengevoegd mbv van een regeling die
ervoor zorgt dat de beide signalen precies even sterk zijn .
Fig 7: De Antenneversterker in een waterdicht doosje.
De beide antennedraden zijn rechtstreeks op de versterker aangesloten.
Fig 8: Zo ziet de nieuwe setup eruit.
Beide antennes op een West-Oost baseline met in het midden
een aanhangwagentje waarin de ontvanger staat.
De afstand tussen de beide antennes is 34.15 m.
De bedoeling van deze nieuwe setup is er voor te zorgen
dat de verbinding tussen de antennes en de ontvanger zelf
geen signaal meer oppikt. Deze op de verkeerde plek opgepikte
signalen verstoren de fase van de signalen.
De nieuwe setup geeft veel betere resultaten.
Fig 8: De eerste resultaten van de nieuwe setup.( 35 MHz )
In de avonduren zien de drie grafieken er ongeveer hetzelfde
uit, waardoor je kunt zeggen dat het meetsysteem werkt.
Ik zie helaas nog geen correlatie met de berekende
curves onderin beeld.
Het lijkt of de metingen het meeste lijken op de
gerekende curve van CygnusA, alleen dan precies
omgekeerd... Een bult in de simulatie is een kuil
in de meting.
Wat doe ik verkeerd?.......
Misschien is de simulatie fout....
Of zit er misschien ergens toch een 180 graden fase fout?
Fig 9: Dit zie ik als ik de beide antennes van een director voorzie.
Fig 10. De baseline verlengd tot 70.0 m.
Fig 10.
Fig 11. Left part of fig 10.
Fig 12.
Fig 13. Left part of fig. 12
Fig 14.
Fig 15. Right part of fig. 14 ( 14 to 24 UTC)
Fig 16. Measurements with 2 inverted V dipoles. Perfect fit with simulation
Het zijn nu dus 2 elements beams.
Ze staan op het Noorden gericht.
De bulten en de kuilen worden nu goed zichtbaar.
De passen het best op de simulatie van CasiopeiaA, maar
dan omgekeerd.......
Ik doe nog steeds iets verkeerd...
Ik moet maar een test gaan opzetten om dit probleem uit te zoeken.
Het blijkt dat het weer veel invloed heeft op de kwaliteit van de metingen.
Weer 2 maal 2 elements beam op het Noorden gericht.
De rode lijn is een voortschrijdend gemiddelde over steeds 25 minuten
De fout is gevonden: Ik nam steeds de verkeerde locatie voor mijn simulaties. CassiopeiaA is niet de ster
Cassiopeia Alfa..... Als ik nu de coordinaten voor de radiobron CassiopeiaA en CygnusA invoer, blijken de
simulaties heel precies te kloppen....
Just a few measurements:
=======================
the red line is the walking mean over 25 minutes
This must be Casiopeia A....
The coordinates of Cassiopeia A differ about 1 degree in Right ascension and
declination from this
simulation.
So i found Cassiopeia A