UniversalSoftwareRadioPeripheral - RX vsech pasem?

[KDan]

To Pavuk_:

Ještě se zde chci přiznat k tomu, že o samotné radioastronomii toho konkrétně zatím moc nevím. Tuším, oč v principu běží a doufám, že jsem v některých případech v obraze i z hlediska její fyzikální podstaty. Nejsou mi ale známy především úrovně detekovaných šumových signálů a jejich frekvence. Pokud bys mi k tomu mohl doporučit nějakou literaturu, moc rád bych se na ni podíval.

Teprve až bych měl tento základ, mohl bych se vyjadřovat (i na základě zkušenosti) k tomu, který typ zvoleného řešení rádia je vhodný. Digitalizací signálu se do přijímaného rádiového kanálu zanáší spousta nežádoucích frekvencí (birdies) a taky kvantizační šum, jehož úroveň je vysoká a je třeba "přebít ji" vstupním zesilovačem - který je nutné navrhnout se zřetelem vůči požadavkům na MDS.

Proto bych do svých úvah potřeboval nejprve zakomponovat zisky a druhy používaných antén a úrovně a frekvence signálů, které se detekují. Mně se totiž zatím všechny v odkazech uvedené konstrukce zatím jeví jako diskutabilní z hlediska jak šumového čísla tak i počtu potenciálních nežádoucích parazitních příjmů (birdies).

[KDan]

Zkusím se samozřejmě po nějakých zdrojích informací poohlédnout i sám. Zajímala by mě ale Tvá doporučení.

Ještě chci vysvětlit svůj dosavadní postoj k vývoji rádií: vždycky jsem začínal návrh na základě požadavku co nejvyšší odolnosti (aby nedocházelo, když pár metrů od antény rádia bude na blízké frekvenci vysílat vysílač s velkým výkonem, k přerušení přenosu dat) a citlivosti (to znamená co nejmenšího šumového čísla).

V radioastronomii je možná situace trochu jiná a požadavky jsou zde v některém ohledu méně náročné (?), tak se nad tím vším musím zamyslet nejprve z tohoto hlediska.

[KDan]

Vůbec nejlepší by bylo nalézt někde šířky pásma a hustoty šumových výkonů (nejlíp v [dBm/Hz]) jednotlivých detekovatelných zdrojů, to všechno samozřejmě bráno na svorkách nějaké pro tyto účely referenční nebo používané antény...

[Jiri_Polivka]

KDan napsal: Vůbec nejlepší by bylo nalézt někde šířky pásma a hustoty šumových výkonů (nejlíp v [dBm/Hz]) jednotlivých detekovatelných zdrojů, to všechno samozřejmě bráno na svorkách nějaké pro tyto účely referenční nebo používané antény...
Mili a vazeni potencialni radioastronomove:
Technicke informace, ktere byst mohli SNADNO pouzit k navrhu prijimace nejspis nikde nenajdete. Doporucuji zacit sluncem; z vlastni zkusenosti (popsane v ELEKTUSu 2004) doporucuji postavit RX s LNB na 11 GHz a s antenou aspon 30 cm v prumeru. Hodi se i ofsetka od satelitniho RXu. Az si pohrajete s detekci slunecniho sumu na 11 GHz, kde je Slunce pouze horky zdroj , cca 600K , s uhlovym prumerem 0,5 stupne, muzete zkouset vic. Kdo chce sledovat aktivitu Slunce, doporucuji opatrit LNB na 4 GHz (pasmo C) a trochu vetsi antenu. Budete jako ja zapolit s rusenim, jeste vic, pokud to zkusite na UHF.
Staci od uvah prejit k realizaci, tim se naucite nejvic. Kdo potrebuje poradit ci pomoci, napiste mi na "jpolivka@spaceklabs.com", rad poradim.
Zdravi Jiri Polivka

[Pavuk_]

to KDan: rozumiem tvojej otazke. Otazka presne popisat, co prijame je dolezita. Udaje nejake mam, ale chvilku mi potrva skompletovat material.
Nechcem sa unahlit z odpovedou.
Skusim sa na to pozriet z tohoto hladiska pohladat tie parametre a zaroven vhodne informacne zdroje o RA.

PS:Tuto otazku som riesil porovnavanim... skusim vysvetlit: ked som videl nejake RA aparatury (parametre) popisovane na webe a zaroven ich vysledky (co sa s nim prijma (ake zdroje) a v akej kvalite). Urobil som si na zaklade toho obraz, ake asi by malo zariadenie parametre mat. To znamena, ze nie vzdy mi je jasne ake vykony vstupuju do anteny a v akom RFI prostredi (vyjadrene ciselne) sa nachadza ale "porovnanim" urcit, ze ked pozorovatel A dosiahol vysledok B v prostredi X tak ak postavim aparaturu s jeho parametrami a budem pozorovat v podobnom prostredi aj moje vysledky by mali byt podobne jeho, avsak parametre nesmu byt horsie ako Y pretoze iny pozorovatel nenameral nic. Tak nejak idem na to ja v ramci svojich moznosti.
Nastastie dnes je na webe mnozstvo zdokumentovanych projektov aj profesionalnych, kde su na stiahnutie pdf-ka vyvoja projektu (vid LOFAR) ako aj konkretne pozite obvody takze tieto parametre sa daju zistit. Dam si tu robotu a skusim skompletovat udaje co mam - bude sa to tykat KV do ~100MHz, kde je kozmicky sum najsilnejsi , konstrukcie prijmacov najjednoduchsie a sanca na uspech navyssia.

to: jiri.polivka
ocenujem snahu a suhlasim, ze asi najjednoduchsie je zacat zo sat.parabolou a satfinderom (s tymto zapojenim som zdetekoval aj Mesiac z mojho balkona s 80cm offset) avsak konkretne tato tema nie je pre zacinajucich amat.radioastronomov. SDR je myslim dost narocny projekt.

[Jiri_Polivka]

Vazeny pan Pavuk:

Zo vsetkeho co bolo napisane o pouziti SDR v radioastronomii sa mi zda, ze vsetci hladaju uzkopasmove signaly vo vesmire. Skutocnost je taka, ze prirodna emisia je sirokopasmova. Vzacne mozno pozorovat "koherentne" ziarenie, okolo ciary H2 albo z kosmickych "maserov". To sa jednoduchym prijimacom detekovat neda.
Preto tiez sotva najdete "technicky" definovane parametre ziarenia alebo anten, ktore by sa dali "snadno pouzit'".
Preto odporucam vsetkym zacat' sumom Slnka na 11 GHz, lebo na to je prijimac pomerne snadno dostupny.

Zdravi Jiri Polivka

[KDan]

Musím říct, že i já jsem detekoval šum Slunce už docela dávno - dokonce jsem si pomocí tohoto měření i zpětně spočítal šumové číslo satelitního přijímače.

Je to jednoduchá úloha i jednoduché počítání.  :)

Použití SDR v radioastronomii zdaleka neznamená, že se někdo hodlá věnovat jen úzkopásmovým příjmům. Pomocí jednoduchého SW lze přelaďováním a postupnou integrací výkonů naměřených v úzkém kanálu naopak detekovat a měřit i širokopásmové šumové zdroje - a kupodivu daleko líp, než přijímačem s širokým kanálem. Důvody jsou prosté. V první řadě snadná konfigurovatelnost přijímače. Dále například - náhodná kanálová interference, nemající nic společného s měřeným objektem, se dá jednoduše z měření selektivně vyloučit, což by v případě jednoho širokého kanálu nešlo. SDR slouží vlastně jako spektrální analyzátor s velkým rozsahem nastavení RBW (resolution bandwidth) a s malým šumovým číslem a velkou odolností. Ta je potřeba hlavně kvůli odstranění nežádoucích produktů interferencí s pozemskými zdroji.

Pochybuju, že se dnes ještě někde v radioastronomii používají moderní přijímače, které by byly koncipovány jako širokopásmové - protože SDR umí široký kanál velice flexibilně syntetizovat.

[Pavuk_]

Vazeny pan Polivka

1) toto je tema o SDR, piste prosim k teme. Ak chcete pisat rady pre zacinajucich ra amaterov, ktore velmi ocenujem, zalozte prosim na to novu temu alebo piste do zodpovedajucej existujucej.
2) suhlasim s nazorom KDan-a. Moj nazor je, ze vyhoda SDR riesenia je prave v moznosti vzorkovat velmi siroky signal a v pocitaci (alebo FPGA skratka za AD prevodnikom) si vybrat pasmo (uz uzke) ktore budem detekovat. To ze uvedene amaterske konstrukcie SDR maju vo vysledku uzke pasmo je dane iba prenosovou kapacitou pouziteho komunikacneho kanala medzi periferiou a PC (najcastejsie USB). Napr. USRP vzorkuje sirku pasma ~32MHz (ak neratam antialias filter). Prepacte nebudem rozpisovat podrobnosti.


Vzacne mozno pozorovat "koherentne" ziarenie, okolo ciary H2 albo z kosmickych "maserov". To sa jednoduchym prijimacom detekovat neda.
Preto tiez sotva najdete "technicky" definovane parametre ziarenia alebo anten, ktore by sa dali "snadno pouzit'".nemyslim si to, a dufam, ze vas presvedcime o opaku v najblizsej dobre, vlastnymi vysledkami, ktore budu zdokumentove tak aby kazdy kto ma zaujem si mohol uvedene zariadenie jednoducho zadovazit/postavit

[Jiri_Polivka]

Dobra,
ja zase nemam zkusenosti se SDR, takove, jako Vy.
Rozhodne by se mi libilo mit moznost potlacit ruseni a spektralni analyza.
Vas problem je ovsem jiny: radi byste znali "technicke" parametry, takove, jake jste zvykli pouzivat pro prijem uzkopasmovych signalu. Takove v radioastronomii obvykle nemame. Merime sumovou teplotu (ktera se, ano, da prepocitat na dBm/Hz), jenze take potrebujeme anteny s urcitym vyzarovacim diagramem, nikoli ziskem, jak jste zvykli.
Proto znovu doporucuji muj clanek v Elektusu 2004, v nem vsechno je, jen si ho precist!
Tesim se na Vase vysledky.

Vas Jiri Polivka

[KDan]

Doporučovaný článek si určitě rád přečtu, jen ho musím prvně někde sehnat. Není někde dostupný v pdf?

[Jiri_Polivka]

Lituji, sam ho v .pdf nemam.

Redakce AR mne informovala, ze dotycne cislo Elektusu je sice vyprodane, ale nabizi CD-ROM celeho rocniku 2004.
Prosim, napiste panu redaktorovi Havlisovi na "pe@aradio.cz", jeho telefon je 235 313 060.

S pozdravem Jiri Polivka

[Pavuk_]

kaklik napsal:
Proto tady navrhuju udelat to reseni ze cilove pasmo se rozdeli na useky o sirce pasma pouzitych ADC, to se mozna udela pres nyquistovi zony (jeste jsem k tomu nenastudoval dost materialu) nebo nejak jinak. ...
Tu je to vysvetlene v suvislosti s USRP.
http://www.nd.edu/~jnl/sdr/docs/tutorials/7.html

[Pavuk_]

Tak a je to! S radostou vam oznamujeme, ze nase USRP je uz doma. Datum 19.2.2008 sa zapisal do dejin slovenskej radioastronomie, ako den prichodu USRP na Slovensko.
Tymto pocinom pozdvihujeme spolocne s Rudym latku opat o kusok vyssie a otvarame SDR okno - obrovske moznosti softvaroveho radia na poli radioastronomie.
Rudy a ja sme spolocne zakupili jedno USRP + 2 zasuvne moduly (2 kanale), ktore prijmaju v rozsahu 800-2400MHz umoznujuce postavit napr. aj interferometer na 1.4GHz.

Par fotiek z uvodneho ceremonialu ;D




Stara analogova vs. nova digitalna technologia (v pozadi RadioJove prijmac):


Poskladane USRP:


Ukazka prijmaca pulzarov a ciary neutralneho vodika:

[Tomas Merka]

<offtopic>
Aky je to ten program pod linuxom?
</offtopic>

[Rudy]

Musim povedat, ze sme boli prijemne prekvapeny z dielenskeho vypracovania samotneho USRP. Jediny problem, aby sme to vobec mohli rozchodit, bol americky 110V adapter ale Pavuk to okamzite vyriesil jednoduchou redukciou. Dorobime k tomu este nejaky potrebny HW a mozeme zacat otvarat radiove okna vesmiru dokoran! 8) Tesim sa na to!
Uz len dodam, ze nas cakaju perne chvile, pretoze Pavuka to neskutocne chytilo za srdce a otvara jeden projekt za druhym!