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只需150美圆!Step by Step教你DIY一个射电望远镜,清楚观察银河系

admin 快讯 2019-10-16 71 0 新闻太空

济南新闻大厦

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David Schneider用屋顶防雨板,涂料稀释剂罐子,免费的软体的无线电应用程式,USB吸收器和一段同轴电缆制作了本身的射电千里镜。全部消费不到150美圆,他已用它来探测银河中的氢并监看银河系旋臂的运动。





上个月,依据CNN的报道,美国凌日系外行星巡天卫星捕捉到黑洞撕碎恒星的稀有太空征象。天文学家称,这类「宇宙大屠杀」每1万至10万年才发作一次,观察异常难题。





虽然观察到这类稀有的太空征象照样须要天时地利人和,然则日前依据IEEE的报道,一个名叫David Schneider的小伙子本身亲手DIY了一个射电千里镜,能够观察银河系的运动,竟然只花了150美圆不到!



以下是作者宣布的全文:

近来,一个年青的朋侪在西维吉尼亚州的绿堤天文台(Green Bank Observatory)用了一周时刻来进修射电天文学。



他的阅历不禁让我迷惑:终究须要多长的无线电天线才观察到太空中一些风趣的东西?



事实证明,半公尺充足了。



我以不到150美圆的价钱制作一个射电千里镜,利用它足以清楚观察到银河系旋臂运动(the motions of the spiral arms of the Milky Way galaxy)!



前期设想:摒弃电路板

最最先我用了一根卫星电视天线,和一个安排在核心位置的咖啡罐制成的「天线」波导,然则,当我发明咖啡罐没法到达抱负的波长(21cm)时,我不能不摒弃这类要领。



21cm是中性氢发射的波长,这也是射电天文学家最爱的波长,它能够用来辅佐绘制星际气体云的位置和运动,比方银河系旋臂中的气体云。



天线喇叭上有四块铝片喇叭的窄端衔接在一个由空的油漆稀释剂罐制成的波导管上。



有研讨表明,业余射电天文学家用一般的喇叭天线(modest horn antennas)就取得了相干波长值。



我在「开放源射电千里镜」在线小组中也看到了很多攻略,购置了一些镀铝泡沫板绝缘材料作为天线的组织材料。然则当万用表显现镀铝外表没法导电时,我觉得异常疑心。



为了确保该材料能够取得抱负的无线电波,我在该泡沫板上搭建了一个小盒子,将手机放入个中,这时刻手机应当已完整被屏障了,然则它照样无障碍地吸收到了电话提示。



这个试验一直让我觉得疑心,由于人们肯定是用的镀铝泡沫板来制作射电千里镜,不管怎样,我末了摒弃了电路板。



搭建:怎样利用好这150美圆

随后我以13美圆的价钱购置了一卷20英吋(51毫米)宽的铝防水板,这是一种薄金属板,我想利用它来应对天色变化。



卷轴的宽度决议了喇叭宽端的孔径,卷轴长度为10英呎(3公尺),这将四边长度限定在75毫米。在线盘算机显现,这些维度的喇叭将有17分贝的方向增益。



我用了几个小时在一些基本工作上,比方镀铝的HVAC胶带(8美圆),末了我把它做成了一个小军号天线,然后我将方形的一般泡沫板(不是镀铝板)衔接到启齿端使它更牢固。



我还购置了1加仑的油漆稀释剂罐(9美圆),处置惩罚掉内里的液体以后,我把空罐用作喇叭天线底部的波导馈源。



经由在线波导盘算机的盘算,该波导馈源的工作范围包括了1420MHZ的中性氢线频次。

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讯号由一根伸入波导管的电线吸收



▲ 透过衔接到隔板衔接器的同轴电缆发送到吸收器为开源射电千里镜(Open Source Radio Telescopes)做出孝敬的人正在运用相似的要领。



然则,这些专案的文件中都没有明白示意怎样组织波导馈源的「接脚」(pin),即在波导内拾取讯号并将其通报到千里镜吸收器的部份。



很多攻略都发起把「接脚」做成四分之一波长长,即53毫米,辣手的是肯定它在罐中的位置,即距基座波长的四分之一。



然则,在这类情况下,相干波长不是21毫米,而是所谓的指导波长(guide wavelength),指导波长能够校订讯号在自由空间和波导内部的流传体式格局之间的差别。



在线教程和盘算机都示意距底座的适宜间隔为68mm,因而,我在这里钻了一个孔,以包容我在Amazon上以5美圆的价钱购置的N型同轴隔板衔接器,和一个7美圆的N-to-SMA适配器。



我在吸收器上加了一个USB庇护锁,包括一个电视调谐器,以及一个称为HDSDR的免费软体定义的无线电应用程式,该软体是依据斯洛文尼亚的两位业余射电天文学家的引荐挑选的,他们曾运用该软体取得了异常好的结果。



我在Nooelec购置了加密庇护锁,花了37美圆。该公司近来还最先贩卖了一种对我来讲很有效的小玩意儿,它有两个低噪声放大器和一个以1420MHz为中间的外表声波(SAW)滤波器,售价38美圆。



加密庇护锁透过衔接同轴电缆为放大器供电,同轴电缆长30毫米(12英吋),是我在Amazon上购置的,售价9美圆。加密庇护锁放在喇叭旁边,就能够经由过程USB延长线衔接到Windows笔记型电脑。





该天线能够探测到银河系四周星系臂中氢气的发射:深绿色示意来自天空的讯号;浅绿色示意没有讯号的基线体系相应。



看到啦!奇异的都卜勒效应



我看到了曙光!如今,我只需斜视就能够检测到中性氢线。



熟习HDSDR软体后,我对讯号进行了时刻均匀,并调整了频谱图以显现均匀功率,如许就能够更轻松地观察频谱图了。



当我将喇叭指向天鹅座的指导星Deneb时,这张图清楚地显现了一条氢「线」——实际上更像一个脂肪突出。



当指向天鹅座的时刻,将会收到来自银河系当地臂(the local arm of the Milky Way)的猛烈讯号,异常接近于预期的1420.4MHz。



将其指向银河经度较高的仙后座时,将会看到氢线讯号移至1420.5MHz。



这是非常玄妙的都卜勒效应,这表明,从相对的意义上讲,发射这些无线电波的物资正朝我们本身飞来。



透过一些角度的变化,终究也许能够分辨来自银河系差别旋臂的两个或多个差别频次的差别讯号。



虽然不能观察到外星人,然则能够以这类体式格局观察银河系好像也充足冷艳。



而且最症结的是,花150美圆就充足了!



材料泉源



  • This space geek built a DIY radio telescope for $150
  • TRACK THE MOVEMENT OF THE MILKY WAY WITH THIS DIY RADIO TELESCOPE

本文受权转载自豪数据文摘



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