Yagi Antennas for Radio Astronomi: Celestial Signals with Precision

Radyo astronomisi optik teleskoplara görünmez bir evreni, yıldızlardan gelen bay radyo emisyonlarını yakalamak, galaksiler, pulsarlar ve Büyük Patlama'nın sonraki gözlemleri, anten sistemine bağlıdır - 21 cm hidrojen hattını ve geçici olayları derin uzaydan keşfederken, Yagi-Uda'nın odaklandığı resepsiyon, mekanik basitliği ve düşük maliyetle ortaya koyar.

Yagi-Uda Anteni: Prensipler ve Tasarım

1926 yılında Shintaro Uda tarafından icat edildi ve Hidetsugu Yagi tarafından popülerleştirildi, Yagi-Uda anteni birden aktif element olmadan yönsel performans elde eden bir parasitik dizidir. Yapı, paralel metal çubuklar üç tür bir boğdu içerir: bir element, bir yansımacı ve bir veya daha fazla yönetmen.

Antenin radyasyon modeli güçlü bir ana kirişi öne çıkarır ve derin bir çıplak arkaya döner, 20 dB'nin üzerinde sık sık sık sık sık ölçüm yapar, ancak yagi özellikle radyo astronomisi için yararlı olur, bu da bilinen frekanslardan ya da güneş radyosu yakalamanın temel bir şekilde 20.1'e kadar uzanır - her iki kuvvet ve sınırlamayı da yüksek çözünürlükte geri döndürür.

Yagi-Uda Anteninin Evrimi

Dünya Savaşı sırasında, Yagi dizileri radar sistemlerinde, uzun mesafe iletişiminde ve erken uyarı ağlarında hizmet etti, Yagi antenlerini dünya çapında kabul ettikten sonra, belirli bir astronomik hedefler için geliştirilmiş olan bilgisayar destekli optimizasyon ile geliştirmek için, hızlanan yüksek çözünürlükte veya daha yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte olan Yagi antenlerini tekrarlamak için tekrarladı.

Yagi Antennas Excel Neden Radyo Astronomide

Radyo teleskopları, insan kaynaklı radyo frekansı müdahalesiyle bir gökyüzü Doygunluğu ile (RFI) Yagi'nin yönsel modeli, koleksiyoncuyu eksenli sinyallerin kapatılmasını, zeminden veya komşudan gelen bir müdahaleyi etkili bir şekilde bastırmalarını sağlar.Bir mezarlıktan enerjiyi daraltmayı amaçladığında, sinyal-to-noise oranını arttırır.Buivity doğrudan aynı zamanda uzaysal olarak ayrılmış nesneler için de aynı zamanda, bu tür verileri de haritalamayı mümkün kılar.

Bir başka avantaj ölçeklenebilir. Tek Yagi, yapılara taşınmadan önce kirişin bir faza monte edilebilir, ancak birden fazla Yagis, büyük yemeklerin maliyet veya arazi nedeniyle pratik olmayan bir diziye birleştirilebilir. Yagi'nin yüksek ön geri dönüş oranı da, astronomların kirişleri hareket etmeden, güçlü müdahale kaynaklarına yönlendirebilir.Bu teknik, amatör radyo ağlarında yaygın olarak kullanılmaktadır ve büyük yemeklerin maliyeti veya arazileri ortadan kaldırabileceği profesyonel sistemler için incelenebilir.

Dizi Yapıları: Single Yagis'den Fazd Dizileri'ne

Tek bir Yagi duyarlılığı yoksun olduğunda, astronomlar 2, 4, 8 veya daha aynı antenler, hidrojeni bölmek için birbirine bağlı olarak birbirine bağlı olarak birbirine bağlı olarak, 0,0)Society of Amatör Radio Astronomers (SARA)), Jüpiter'in sabit yörüngelerini ve 16 saniyelik güneş gözlemlerini kullanarak iki kutuplu telefon hattını kullanmak için birçok proje kullanır.

Yagis'in fazlı dizileri de Interferometry'i destekliyor, geniş ayrı istasyonlardan gelen sinyallerin tek bir diziyi aşabilmesi için korelasyonelasyonlar oluşturulabilir.Çok büyük bir dizi parametre gibi profesyonel ölçümler aynı: çok küçük yönlü antenler, doğrulayıcı bir sinyal analizi için, tek bir dizin için tasarlanmış bir dizin için tasarlanmış bir dizin için, gerçek bir ekran görüntüsü için yapılmış olan bir sinyal analizi için, yüksek çözünürlükte bulunan bir dizin için, yüksek çözünürlükte bulunan ve yer alan Galaktik ses geçirmezler için kullanılan ses geçirmezler için, yüksek çözünürlükte bir şekilde ayarlanabilir.

Yagi Antenleri için Frekans Aralığı

Farklı astrofizik fenomenler karakteristik frekanslarda yayılır ve Yagi'nin tasarımı hedef gruba uygun olmalıdır. Ortak amatör ve yarı profesyonel gözlemler şunları içerir:

  • [FONT=0)Decametrik Jüpiter emisyonları (18-24 MHz): ), Long Yagi elementleri (yaklaşık 6 metre) Io-Jupiter etkileşiminden yoğun patlamalar alıyor. Anten genellikle yayın müdahalesini reddetmeden önce bir yansıma ve birkaç yönetmen kullanır.
  • [FONT:0)Solar radyo patlamaları (20–30 MHz ve 50-500 MHz): [Dönder: Güneş patlama olayları, Yagis. Wideband tasarımlarıyla, log-dönüşümlü Yagi varyasyonları ile tespit edilebilir, Güneş Radyo Teleskopu gibi, daha geniş bir spektrumu kaplar.
  • [FONT:0]1420 MHz'de nötr hidrojen hattı: Samanyolunun spiral yapısını haritalamak için popüler bir hedef, bu frekans, 4 ila 32 elementin etrafındaki element uzunluğu ile kompakt Yagis gerektirir, düşük tanımlı radyolar ve yazılım tanımlı radyolar. 1420 MHz hattı Galaktik rotasyonla birlikte, bu tür alıcı bant genişliği birkaç yüz kHz kapsamalıdır.
  • [FONT:0]Pulsars ve geçici kaynaklar 400-600 MHz: [Dönetici: 1] Küçük diziler, bilinen pulsarları izleyebilir, sinyali katletmek ve pulbileri ortaya çıkarmak için atomik saatlerle senkronize edebilir.
  • [FONT:0]Hydroxyl (OH) 1665 ve 1667 MHz'de maskotlar:[Döneticileri ile birlikte, bu ⁇ hatları, düşük çözünürlük LNA'lar ve yüksek çözünürlüklü spektrometreler ile Yagi dizilerine erişilebilir. Başarılı algılamalar, 8-element Yagi dizilerini ve birkaç saat boyunca deneyimlenen amatörler tarafından rapor edilmiştir.

Bina ve Celestial Gözlemler için Yagi'yi İyileştirmek

Radyo astronomisi için bir Yagi inşa etmek mekanik hassas, dikkatli malzeme seçimi ve eleme eşleştirme gerektirir.Dört uzunluğu veya spacingte küçük hatalar bile resonant frekansı değiştirebilir ve kazanç azaltılabilir. Birçok başarılı proje, yüksek çözünürlükte en yüksek çözünürlükte bulunan DL6WU uzun vadeli bir tasarım ile optimize edilebilir.

Tasarım Parametreleri: Element Lengths and Spacing

Yönelme elemanı uzunluğu genellikle merkez frekansında yarım dalga uzunluğunda, element kalınlığı nedeniyle biraz kısaltılır (k-fak).En az% 10 daha uzun, yönetmenler% 5-10 daha kısa, öne doğru ilerlemeye devam eden.Tokyo hesaplayıcılar arasında ortalama 0.1 to 0.25, dengeleme kazancı ve engelleyici. 1420 MHz, elementler metali kesmeden önce zemini azaltır.

Malzemeler ve İnşaat Teknikleri

Alüminyum tüp ve çubuklar ışık ağırlığı, iletkenlik ve korozyon direnci nedeniyle elementler için tercih edilir. Booms, 4:1 kobiyal bir dolum veya tel örgülü korelasyona dayanmaksızın, 50-daklı akışlar ile etkileşimi engeller. Elementss, yönlendirmeli hızlar için gerekli olan temelleri azaltılabilir.

Amatör Radyo Astronomları için Pratik İpuçları

Yagi'yi bir rotacıya, Dünya'nın uzun entegrasyonları için, anten ana kirişde hedef tutmak için yönlendirilmelidir.A software-SDR veya Airspy gibi, düşük boyutlu bir amplifatör ile bir araya gelir (LNA) gibi bir araya gelir.Gruple bir çift kanallı sinyalin oluşturulmasına yardımcı olur.[Dönetici).

Yagi Antenleri Kullanılabilir Gözlemler

Yagi tabanlı cihazlar bilimsel keşiflere ve eğitim programlarına katkıda bulunmuşlardır.The Radio JOVE network, NASA'nın Goddard Space Flight Center tarafından desteklenen binlerce katılımcıyı kayıt Jüpiter'in dekametrik kullanımları, basit antenler kullanan ve çift Yagis'i kullanarak, Jovian radyo patlamaları ve güneş rüzgar koşulları arasında korelasyonlar tespit etmiştir.

1420 MHz hidrojen hattında, amatörler 16-element Yagi dizilerini inşa ettiler, dinamik disklerin spiral kollarına katkıda bulunan, profesyonel anketlerle uyumlu haritalar üreterek, bu kurulumlar, hidrojen bulutlarının normal geçişleriyle birlikte, yüksek seviyeli bulutların haritalarını ve mesafe tahminlerini ortaya çıkardılar.Bu, veri kümesine katkıda bulunan bazı gelişmiş istasyonlar, amatör makinelerle uyumlu hale getirdiler.

Yagi dizileriyle Pulsar tespiti gelişmiştir, ancak başarıyla göstermiştir. GPS-disciplined oscillators ve dijital sinyal işleme, bir grup Avrupalı amatör, 436 MHz'de 4 Yagis'in fazını inşa etti ve saatte 0,29+54'ü kullanarak, 0,0'ı geri almak için JavaScript'i gerektirir.

Sınırlar ve Nasıl Overcome Them

Dar bant genişliği en çok alıntılanmış dezavantajları kalır. Geniş frekans kapsama gerektiren gökyüzü anketleri için, bir tek Yagi, giriş-zamanlı dizilerle rekabet edemez, diskopol antenler veya aktif dipoller. Farklı gruplar için geçiş yapmak veya bir motorize element-tuning sistemi kullanarak, teleskobu öğelerini kullanarak veya geniş bir bant genişliğini değiştirmesi için 10 cm daha fazla basınç aralığına sahip olan bir boşluk sunar.

Çok düşük frekanslar (daha düşük 20 MHz), Yagi'nin fiziksel büyüklüğü mekanik hizalama haline gelir - yarı dalga yansımaları 7 metreyi aşıyor. Bu gruplarda, düşük hacimli bir alıcı veya dijital faz manipülasyonu gibi tek aktif bir element, güç bölmeleri ile zararlar ve uzun süre boyunca yüksek çözünürlükte rüzgar yüklemesi daha pratik olabilir. L-400losseum veya sağlam tasarım bunu azaltır.

Radyo frekansı LTE'den müdahale, yayın ve uydu sinyalleri, alıcıyı bir yön antenle bile satabilir.Inglish-quiet bölgeleri ile birlikte kanalize etmek, performansları büyük ölçüde geliştirebilen, interferometrik teknikler kullanılabilir. Bu tür uygulamalarla ilgili olarak, dinamik aralıkların ötesindeki Newer SDR'ler, güçlü yan bant sinyalleri ile hassastır.

Yagi Antenlerinin Radyo Astronomisinde Geleceği

Büyük parabolik yemekleri ve fazlı dipol dizileri profesyonel radyo astronomiye hükmediyordu, Yagi antenleri nişleri işgal etmeye devam ediyor. Mekanik basitliği, onları geçici bir olay için uzaktan bölgede hızlı dağıtım için ideal kılar. CubeSat görevleri şimdi düşük maliyetli bir şekilde uzay tabanlı radyo astronomi için dağıtılabilir, yagi dizileri ile bir araya getirir: Birden fazla izleyici ile bir araya gelerek, büyük bir dizinle bir araya gelerek, büyük bir miktar görüntülemede kullanılan bir dizinleri kullanarak genişleyebilir.

Makine öğrenme algoritmaları şimdi çok yönlü veri akışlarını otomatik olarak sınıflandırmak ve bayrak olayları ile filtrelemek için, RFI'yi manuel yöntemlerden daha yüksek doğrulukla filtrelemek için.Bu yaklaşım, Yagi tabanlı alıcıların Avrupa'da meteorların izleyebileceği genişleyen bir proje ile entegre edilir. Derin öğrenme modelleri geliştirir, aksi takdirde zayıf maske emisyonları ve müdahale kalıpları arasında ayrımcılığa yol açabilir.

Adaptif bir uyumsuz uyumsuz ve yazılım kontrollü fasing, Yagi tabanlı aletlerin elektromanyetik sinyal algılaması için ağ geçidi olarak hareket etmesini sağlayan bir geleceğe doğru tek bir kaynak kullanarak işaret eder.SDR'lerin entegrasyonu, dört alt programlı ekranlara göre bölünebilir veya aynı anda tek bir kaynak kullanarak tek bir kaynak kullanarak, Yagi tabanlı enstrümanların hareket etmesini sağlar.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Yagi antenleri hedefli radyo astronomisinin bir temel taşı olarak kalıyor, Atomik hidrojenin galaktik kollarıyla dengelenmesi, Yagi-Uda tasarımının hassas, gösterişli sonuçlar sunabiliyor ve evren radyo fısıldaması için basit bir tasarım sunuyor.