Radioastronomie

[spectrahm 103]

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La TV , la radio et les GSM arrivent aussi dans cette petite ville bien entendu.

 

C'est tout hors-bande.

 

Ce sont surtout les radars aériens dans cette bande qui sont problématiques (jusqu'à 1390MHz), ils peuvent aveugler les LNA. Heureusement votre LNA à un facteur Q de 1; inconditionnellement stable, mais mettez quand même un filtre passe-bande centré autour de 1420MHz entre chaque étage pour éviter d'éventuelles désadaptations. Le OIP3 du LNA doit être >30dB si la dynamique est importante entre bandes proches, et ça va être le cas comme on ne peut pas filtrer en amont du premier étage pour limiter au maximum les pertes d'insertion.

 

Vérifiez aussi la qualité du découplage du DC en entrée du LNA (condensateurs et ferrites à chaque borne), ainsi que, comme l'a souligné Stanislas, la qualité de la terre. Pour l'alim aussi, raccordez la masse à la terre pour éviter les courants de fuite (dans les alims sans prise terre, on a souvent des fuites inductives de courant alternatif, pas bon...).

Je recommande l'usage d'un bias-T pour l'alimentation, car les cables d'alim sont aussi des antennes à radio FM, et sans découplage, ils propagent beaucoup de cochonneries...

 

Mais ça, ce sont des aspects de stabilité, quand on a déjà un signal reproductible et un SNR correct.

Pour l'instant il faut d'abord commencer par une mesure de facteur Y pour savoir où vous en êtes. S'il est mauvais, mesurer le TOS et vérifier l'éclairement. Quand vous atteindrez Y>=4, l'instrument sera au point et on passera à la suite !

[Anonyme8 36]

Il n'y a pas besoin d'un certificat RA pour écouter, une déclaration aux autorités suffit, il sera attribué un indicatif écouteur du style F-10000.

C'est plus sur de l'être en indiquant son style d'activité (voir le site du REF-union).

Bien d'accord sur votre dernier post et les aspects développés.

Cependant, vu l'objectif de Vincent d'écouter les bruits galactiques, il me semble que l'antennage n'est pas suffisant, sans doute sur le soleil déjà pour commencer et puis améliorer.

Perso, je suis ingé métallurgie avec 65 spires au pa et ait pratiqué le labo d'expertises.

C'est une tournure d'esprit sans aller plus loin.

Je suis quand même curieux de voir le niveau de parasites industriels en ville pour y pratiquer ce style d'activité.

[Vincent Cousin 4]

Bonjour

J'ai pu contacter téléphoniquement Bertrand Flouret de Nançay comme me l'avait conseillé Christian Viladrich. Il est évident pour lui que mon premier travail doit être de me concentrer sur mon antenne: il pense même qu'elle est vraiment trop éloignée de la taille recommandable en 21 cm pour valoir quoique ce soit! Il faudrait qu'elle soit de 2.10 m de diamètre! Et j'en suis bien loin. Il n'y a pas de bruit électronique dans une antenne donc le gain d'une antenne est tout bénéfice. Il est bon que je me le rappelle. Je vais donc réserver ma parabole de 0.65 pour les observations du soleil avec la tête de la tv satellite qui observe bien vers 3 cm. Mais je continuerai de tester aussi en 21cm, ne serait-ce que pour me faire la main.

 

Un deuxième point pour lui est celui du LNA qui doit être juste derrière le guide et non pas comme je l'ai fait après une petite longueur de coax dont j'aurai bien mieux fait de me passer. Je vais donc modifier ce point sans tarder.

 

Ensuite, il me dit aussi que le filtre (a priori celui que j'ai est à bande relativement étroite mais je n'ai pas la notice avec moi d'où j'écris et je ne connais pas la largeur exacte de bande) est effectivement intéressant pour éviter les interférences des autres fréquences. Cependant, il consomme du signal et je devrais prévoir des amplificateurs en ligne supplémentaires. Je recherche donc de tels amplis en 50 ohms avec connecteurs N (j'ai commencé à chercher mais je ne trouve pour l'instant que des produits comme Pasternack à des prix supérieurs à celui du LNA que j'avais acheté, je n'ai donc pas trouvé encore le bon. Si vous connaissez un bon produit je suis preneur. Et ne serait-ce que pour me faire la main, je testerai avec et sans filtre.

 

Comme maintenant je commence à maîtriser un peu mieux le fonctionnement de ma radio logicielle sous gnuradio (je prendrai tout de même bien note de l'existence de ce script signalé par theor sur github), je dois me concentrer sur le test (cf. http://f4buc.pagesperso-orange.fr/Articles/G sur T.PDF : les cibles à viser sont le sol, le ciel, le soleil) de mon système d'antenne (source seule ou antenne avec sa source) et trouver les voies pour l'améliorer : trouver une antenne parabole plus grande, ou utiliser ou fabriquer une yagi ad hoc (avec le logiciel EZ j'ai dimensionné sur le papier une antenne trombone qui aurait un gain de 7 dB mais son angle est alors de 60° ce qui n'est pas très satisfaisant. Il faut que je fasse mieux).

 

Pour ce qui est du lieu d'observation, je le fais en ce moment depuis un jardin de ville (avec de nombreux masques malheureusement) pour des raisons de commodité et d'alimentation en courant. C'est déjà intéressant pour faire des tests d'antennes mais je sais bien que je ne ferai de bonnes observations qu'en me transformant en nomade dans la campagne comme lorsque je fais de la photo-astronomie.

 

Pour la question de l'alimentation en DC, le LNA est à alimentation externe. Je n'ai donc pas besoin de bias-T, mais je réalise que j'ai besoin sans doute de mettre quelques ferrites sur l'alimentation de façon à me garder de son fonctionnement en antenne.

 

Ma todo list s'allonge, je vous en remercie tous

Vincent

 

[spectrahm 103]

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il pense même qu'elle est vraiment trop éloignée de la taille recommandable en 21 cm pour valoir quoique ce soit! Il faudrait qu'elle soit de 2.10 m de diamètre! Et j'en suis bien loin.

 

Ce serait pour avoir les 10 lambdas, mais en réalité on peut tout à fait faire avec moins, l'essentiel est de satisfaire l'égalité Sd, qui est un rapport entre votre Tsys, la largeur de bande et le temps d'intégration. Donc en réduisant le bruit et en augmentant la durée d'acquisition, on compense la sensibilité d'une plus grande antenne (mais sans compenser la résolution).

Mon antenne mesure 110cm et j'ai pourtant cartographié la distribution du H1 local. Michiel, sur SARA, l'a même fait avec une antenne de 60cm : http://parac.eu/projects.htm

Je pense quand même que monter un peu en diamètre, mettons 1m, 1m20, serait parfait pour du H1. En radio, les photons sont très peu énergétiques (10e-6eV à 1GHz contre 1eV à 100THz), d'où d'ailleurs l'obligation d'une détection temporelle plutôt que spatiale.

 

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Il n'y a pas de bruit électronique dans une antenne donc le gain d'une antenne est tout bénéfice. Il est bon que je me le rappelle.

 

C'est exact, mais il existe plusieurs types de bruit : thermique, électronique, quantique, de phase etc.

Votre antenne va souffrir du bruit thermique car il est difficile d'optimiser l'éclairement.

Vous voudrez calculer très exactement la position du foyer (il existe des macros Excel sur le net) pour y placer la source. L'élément collecteur de la source doit être placé à 21mm du foyer exact au maximum (1/10 lambda). Au delà, les pertes suivent une courbe exponentielle.

Ensuite, vous voudrez que la source n'ait pas de lobe secondaire et éclaire la parabole à 3dB (intersection du diagramme à mi puissance). Vous pouvez aussi sous éclairer un peu. Il faudra simuler numériquement, comme on ne voit pas visuellement le faisceau micro-ondes.

Stanislas vous suggérait une antenne Cassegrain pour réduire le bruit thermique, ce qui est une bonne idée mais elles comportent aussi leurs difficulté, en particulier en 21cm car ce sont généralement des antennes bandes C voir X/Ku... l'ouverture à la base de la parabole est beaucoup trop faible et on perd du signal en réflexion. Il faudrait concevoir une antenne sur mesure.

 

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Ensuite, il me dit aussi que le filtre (a priori celui que j'ai est à bande relativement étroite mais je n'ai pas la notice avec moi d'où j'écris et je ne connais pas la largeur exacte de bande) est effectivement intéressant pour éviter les interférences des autres fréquences. Cependant, il consomme du signal et je devrais prévoir des amplificateurs en ligne supplémentaires.

 

Ne jamais monter le filtre en amont du premier étage, vous auriez au moins 2dB de perte d'insertion donc plus rien à amplifier. On rappellera qu'en RA, on n'a pas la dynamique pour raisonner en dB, on utilisera le K à la place (agitation électronique d'une résistance chauffée à x Kelvins).

C'est d'ailleurs la raison pour laquelle vous voudrez tester votre matériel sur une charge 50 ohms, qui vous permettra de mesurer la température de votre système en K à température ambiante. De là, avec une simple règle de 3 vous pourrez connaitre votre Tsys, élément capital car cette variable se retrouvera dans toutes les formules.

Et effectivement le LNA doit être au plus près de la source, à 1400MHz les signaux s'évaporent presque immédiatement dans le cable vu leur puissance infime (prenez un échantillon numérisé, passez le au carré pour transformer la tension V en puissance W, on est encore dans le milliardième de milliwatt après ampli, je vous laisse mesurer !).

 

Pour les connecteurs, je recommande du N sur la source pour sa rigidité et du SMA au delà. Regardez du côté de Triquint et de Micro Circuits, qui font d'excellents composants micro-ondes.

 

Pour la Yagi, oubliez, les lobes secondaires seront ingérables, surtout en continuum. En spectral HI, à voir, mais le gain sera médiocre comparé à une parabole. La meilleure chose que vous puissiez faire est de passer à une parabole légèrement plus grande, et concevoir une source biquad.

Utilisez 4NEC2 (gratuit) pour simuler le rendement de la source et ajuster au mieux les dimensions pour du 21cm. Faite régulièrement des mesures de TOS (SWR) avec un coupleur directionnel, vous trouverez des tutoriaux sur le net. Essayez d'obtenir un TOS < 2. Mes premiers essais étaient supérieurs à 3, c'est à dire que plus de la moitié du signal étaient reflété par la source au lieu d'être atteindre le LNA. Donc autre mesure critique pour avoir un instrument efficace (là aussi Marcus est un peu "léger" sur cet aspect).

 

Ne vous faites pas de souci pour le lieu. En ville, il faudra éviter le continuum et en particulier les basses fréquences ( < 1 GHz). Pour du spectral HI, aucun souci, un simple traitement FFT dépolluera complètement la signal. A tout hasard, on rappellera  que la transformée de Fourier ne fait que translater un échantillon du domaine temporel au domaine fréquentiel, on ne peut obtenir aucun gain de traitement avec sinon une dépollution des RFI.

 

Tenez-nous au courant et n'hésitez-pas si vous avez des questions.

[Anonyme8 36]

Impossible de réaliser avec yagi plus de 25dbd. Il n'y a pas que le gain mais aussi tous les folioles de réception qui s'ajoutent en bruit et pas en signal.

La parabole a un diagramme de réception plus pur avec un angle de réception à 3dB plus réduit (quelque degré).

Le gain n'est pas que sur le diamètre mais sur le diagramme de réception. Un Cassegrain à 1.5 est l'idéal à mon avis, c'est la parabole.

On peut même envisager de la construire soi-même pour le 1.4GHz avec tissus et résine sur un moule en ciment. La surface au final sera aluminisée avec de l'albal, ou le grillage fin à poulets (la tolérance 1cm max pour le L/10 à la fréquence).

Les supports de LNA c'est facile avec des tiges, pas carbone, en fibre de verre, pas top mais mieux, ou carrément en acier stub (8-10mm) pour une stabilité à mieux que le mm. Le LNA sera à régler à bien mieux que le mm de tolérance. Avec le soleil ça doit faire pour le réglage de position du LNA.

En principe sur les LNA l'antenne interne est un brin 1/4 d'onde longueur précise pour a fréquence (1/2 onde je n'ai pas vu, on pourra me contredire).

Ceci dit les brins pour faire 1/2 onde interne au LNA serait un must, système équilibré naturellement électriquement. 2dB de gain théorique et sur une platine CI à faire soi-même et des connections soudées sur préamplis on aurait la polarisation H et V, la longueur d'onde étant tjs 21cm. C'est de l'expérimentation à 100% ou sur un LNA bricolable.

La prise de terre, il faut considérer une bonne surface du point d'implantation, à couvrir. Le cuivre c'est le top, l'humidité du sol aussi (la Sologne est le top mais pas seulement, les courants vagabonds de sol sont étonnants par leurs comportements fugitifs ou intenses par périodes, bien main qui sait).

Bref il faut s'éloigner de l'industriel déjà, des réseaux de communications, etc...

La construction de cette prise de terre est sérieuse. S'il y avait du grillage à poulets en cuivre ce serait le top. Des sondages du sol pour voir s'il y a l'eau c'est bien.

Autrement, des pieux enfoncés à 2.4m au moins pour trouver l'eau, c'est bien avec le fameux grillage déjà galvanisé soudés aux pieux, enterré disons à 20cm, recouvert de terre que l'on fera arroser de temps à autre selon la saison. Faut garder l'humidité (faut pas hésiter à saler l'eau d'arrosage) avec végétation, bâche, etc..

Cela va dans le bon sens. Bref +/- 10m autour du pieux antenne. Faut trouver une situation neutre ou très proche.

C'est mon avis.

Mais personne ici n'a parlé de polarisation du signal reçu, qu'en est -il, pas sur le soleil mais sur le galactique?

Tout comme le niveau de parasitage pour l'obs en ville en 21cm.

 

[Anonyme8 36]

Il n'y a pas que le fait d'usage du N ou du sma. La façon de les faire est une grosse affaire. selon que l'on est adroit ou simplement sans conviction sur ce sujet, avec une N on pourra faire moins qu'une simple UHF.

Ceci dit au-delà des softs et utilitaires pour faire ceci ou cela, il faudra être bien sur de votre S/N global, qualitativement le soft vous le dira, et puis si quelque pb que ce soit.

Vous resterez sur votre faim.

Y'a du mesurage à faire avant sur l'install.

[spectrahm 103]

Les signaux cosmiques sont peu polarisés, sauf Soleil, Jupiter, pulsars et si le milieu interstellaire est perturbé par des champs magnétique.

 

Avantage : comme les signaux humains sont polarisés, on peut plus facilement discriminer les pollueurs

Inconvénient : il faut idéalement une polar horizontale et verticale dans la source, sinon on ne récupère que 50% du signal. Ou avoir une source hélicoidale, mais difficile à éclairer.

 

Pour  la spectro 21cm, la bande 1400-1430MHz est protégée internationalement. Les raies discrètes proviendront de l'électronique locale (ex: une *box  avec un CPU à 1.4GHz) et les bandes larges de la circulation automobile. Les premières sont facile à supprimer avec un FIR ou excision numérique, et les deuxièmes n'alternent pas le spectre. Donc pas de souci, même en centre ville.

En continuum 21cm par contre, c'est la plaie, même en banlieue. Il faut monter un spectromètre FFT et faire des intégrations très longues, 10mn ici à Lyon. Oublier le continuum en ville. Oublier encore plus en VHF/UHF. En bande X c'est jouable, mais plus de signal synchrotron, et très peu de signal thermique. Foutues loi de Wien et de Planck...

Modifié 24 novembre 2017 par theor

[Anonyme8 36]

Du positif sur votre post.

Il restera la part d'expérimentation nécessaire pour Vincent.

Nous restons encore sur le plancher des vaches qui voient les courants vagabonds.

Mais surpris que notre Nicolas Biver soit absent sur ce forum, radioastronomer.

[Vincent Cousin 4]

Oui, oui, je ne soupçonnais pas l'avalanche de conseils et de savoirs que j'allais déclencher. A continuer comme ça, il y aura bientôt matière à écrire un cours "radioastronomie pour les nuls!". Je me prépare mon volumineux programme de travail. Merci