Detección De Meteoros Por Radio (charla AAM)

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Detección De Meteoros Por Radio (charla AAM) por Rafael Campillos Ladero

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  • 1. Detectando meteoros en Radio Rafael Campillos Ladero
  • 2. Detección de meteoros mediante técnicas en radiofrecuencias O ¿qué es el meteor scatter? Para detectar meteoros podríamos usar un radar que recibiera su señal reflejada en el meteoro, (ondas cortas reflejadas en la cola iónica). Pero por el momento, tener un radar para esto es “algo complicado”. Es, debido a esta dificultad, cuando entra una técnica de comunicación a nivel radioficionado muy usada, el scatter. Definición: Técnica que, de forma indirecta, se una para el conteo de meteoros. Se basa en la reflexión temporal de las ondas que produce un meteoro cuando ioniza la atmósfera cercana (cola iónica del meteoro), pudiendo llegar ondas de emisores muy lejanos. Conociendo la frecuencia de emisión de uno de estos emisores se puede registrar la actividad meteórica basándose en el conteo de estos reflejos.
  • 3. El fenómeno de la reflexión meteórica
  • 4. El fenómeno de la reflexión meteórica Capa E
  • 5. LA TEORIA
  • 6. Fundamentos físicos - Radiaciones electromagnéticas: qué son, cómo se comportan, qué las caracteriza, etc… - Antenas: emisores y receptores. TV y propagación atmosférica
  • 7. La radiación electromagnética
    • Fenómeno energético que se produce por la variación de un campo magnético y eléctrico, se propaga como partículas llamadas fotones u ondas (dualidad de la radiación). Las ondas se caracterizan por tres parámetros básicos que son:
    • La longitud de onda ( λ ) : la distancia entre dos máximos sucesivos de la onda, se mide en metros o múltiplos.
    • La frecuencia ( ν ) : es el número de máximos que pasan por un punto en la unidad de tiempo (segundo), se mide en Hz (Hercios) (1 KHz=10 3 Hz 1MHz=10 6 Hz 1GHz=10 9 Hz)
    • La amplitud : la distancia entre los máximos y los puntos de inflexión de la
    • Onda (se traduce en la potencia de la onda (P=E/t=W) e intensidad (I=E/St=Wm-2t) )
    A partir de la frecuencia podemos hallar su longitud de onda, sabiendo que Con los parámetros de la longitud de onda y la frecuencia podemos organizar todas las radiaciones en el espectro electromagnético . (c=velocidad de la luz). La energía de esta radiación viene dada por la ecuación: (ley de Plank), donde h es la constante de Plank, h=6,62 · 10 -34 Js λ Amplitud
  • 8.  
  • 9. Antenas: emisión de radiación
  • 10. Antenas: emisión de radiación
  • 11. Antenas: recepción de radiación
  • 12. Tipos de antenas para HF/VHF Dipolo Dipolo en espira Yagui L
  • 13. Reflexiones y meteoros La ionosfera
    • Ionosfera : Capa de la atmósfera terrestre en torno a los 80 Km de altura, al ser un gas muy tenue (aprox. Un 0.1% en peso del resto de la atmósfera) se produce un fenómeno de fotoionización en los componentes de la misma. Debido a su baja densidad la recombinación de electrones e iones tiene un periodo superior al periodo noche-día, por lo que por la noche mantiene parte de sus propiedades iónicas.
    • Al ser el grado de ionización dependiente del flujo de fotones del Sol, la ionosfera tiene propiedades cambiantes (el grado de ionización es en función del gradiente electrónico de la atmósfera). Aún así se detectan varios picos de ionización:
    • Capa E: En torno a los 80-100 Km
    • Capa F (1 y 2): En torno a los 100-200 Km
    • Capa D: En torno a los 60 Km (solo día)
  • 14.  
  • 15. Capa E: ondas medias y largas
  • 16. Las bandas de comunicación radio
  • 17. Antenas: recepción de radiación La portadora de audio está a 5,5 MHz por encima de la portadora de vídeo. Esta portadora está modulada en frecuencia, con una variación de frecuencia de ±50 kHz. Relación de potencia entre la señal de video y la de audio: 3/1, 5/1, 10/1, 20/1.
  • 18. Receptores/Escáneres radioaficionado ¿Qué marcas de escaners hay? Hay muchas marcas de escaners con todas sus puntos fuertes y débiles. Ejemplos de marcas son: Alinco, Icom, Kenwood, Uniden, Yaesu, Yupiteru,Trident , AOR , Albrecht , Fairhaven. ¿Cual es el mejor escaner? ¿El mejor escaner? esa es la pregunta del millón. Para saber cual es el mejor escaner, primero habría que preguntarse ¿que escaner necesito? o quizás ¿que es lo que quiero escuchar? Por eso, debemos irnos a la primera pregunta ¿que escaner necesito? y saber un poco que es lo que más nos gustaría escuchar y intentar ceñirnos a eso. (del wiki de escanerfreciencias.net) -Demodulación USB (o LSB). -Control del balance automático de ganancia, silenciador de ruidos (DSP), etc… queremos la señal pura. [-Que pueda sintonizar en HF y VHF –salida jack sonido]
  • 19. Definir el proyecto:
    • Explicación proyecto: parte teórica.
    • Construcción radiotelescopio: parte práctica  problemas que se presentan y solución de los mismos.
    • Objetivos y metodología de trabajo.
    • Análisis datos.
  • 20. LA CONSTRUCCIÓN DEL RADIOTELESCOPIO
  • 21. Introducción al proyecto
    •  Objetivo
    •  ¿Qué conocimientos hacen falta?
    • -Fundamentos vistos anteriormente
    • -Electrónica y telecomunicaciones
    • -Bricolaje
    •  ¿Qué materiales se necesitan?
    • -Antenas, cables, PC, consumibles, etc…
    •  Software
    •  Datos y análisis
  • 22. Meteor scatter
    • Definición: Técnica que, de forma indirecta, se una para el conteo de meteoros. Se basa en la reflexión temporal de las ondas que produce un meteoro cuando ioniza la atmósfera cercana (cola iónica del meteoro), pudiendo llegar ondas de emisores muy lejanos. Conociendo la frecuencia de emisión de uno de estos emisores se puede registrar la actividad meteórica.
    • Frecuencias óptimas: portadoras de video entre los 40-100 MHz, (Banda I 47-68 MHz)
    • El tipo de antenas idóneas son las antenas yagi en la antigua banda de TV de HF. Dentro de ella está la banda de VHF que tiene la llamada banda I.
    • La antena de la que disponemos es una antena dipolo de 3 elementos que sintoniza entre los canales 3-4 con la mayor eficiencia y una ganancia de 6 dB.
    SIERRA – Super Ionospheric Exploration Radio Receptor Aerial
  • 23. Parámetros de la antena
    • Ángulo de inclinación: dependiendo de la distancia al emisor.
    • Polarización: ya que los emisores de TV emiten con polarización horizontal, así que la antena hay que colocarla con polarización horizontal (plano de la antena horizontal)
    • Orientación: hacia el emisor
    r = 6378 km, h = 80-120 km, z = ángulo cenital (deg), d = distancia (km),
  • 24. Selección de emisores
    • Requisitos
    • No estar en frecuencias cercanas a las del emisor de Navacerrada
    • Mas de 100 kW
    • Distancia entre 600-1200 Km
    • Canales 3 y 4 (50-60 Hz)
    • Consultamos en tvmap http://www.ukwtv.de/fmscan/form.php?act=tvmap# un mapa de que emisores tenemos
    • Luego en tvlist http://www.ukwtv.de/tvlist/EU1.pdf visualizamos la potencia y frecuencia de la portadora de sonido
  • 25. tvmap for (4 °0'W 40 °0'N) from 2 to 69 P>100 kW
  • 26. tvmap for (4 °0'W 40 °0'N) from 2 to 4 P>100 kW
  • 27. Emisores TV ≥100 kW Canales 2-4 – Banda I
  • 28. De estos emisores: http://fr.wikipedia.org/wiki/La_Barillette Inactivo en analógico desde 25 jun 07: Misma frec. Navacerrada Misma frec. Navacerrada http://en.wikipedia.org/wiki/Raichberg_Transmitter http://en.wikipedia.org/wiki/Lattice_tower#Steel_lattice_Towers http://it.wikipedia.org/wiki/Monte_Penice
  • 29. Esquema del montaje del radiotelescopio Conv-ersorA/D Antena canales 2-3 VHF METEORSCATTERING ICOM PCR 1000 Tarjeta de sonido Cable coaxial Jack sonido PRC-Interfaz Jack sonido DB9 DB9 Colorgramme MSD SpectLab
  • 30. CONTRUCCIÓN DEL RADIOTELESCOPIO
  • 31. Montaje de la antena VHF
  • 32. Receptor/PC
  • 33. ANÁLISIS DE DATOS
    • Conteo de meteoros / Efecto Doppler
  • 34. Software Colorgramme http://radio.meteor.free.fr/us/main.html -Conteo de meteoros -Gráficas diarias de actividad -Actualización automática vía FTP de gráfico on-line -NECESITA UNA INTERFAZ (!!) -No funciona de XP en adelante
  • 35. Montaje de la electrónica
  • 36. MSD -Conteo de meteoros -Grabación WAV de los pings -SOLO EN WIN 98 (o 2000, NT)…
  • 37. Software SpectrumLab http://freenet-homepage.de/dl4yhf/spectra1.html -Conteo meteoros “manual” -Podemos ver el espectro de frecuencias (!) -Gráfica frecuencia/tiempo (efecto doppler) -Se puede también montar vía FTP
  • 38. Efecto Doppler/Velocidad meteoros Bólido Meteoro Δ f Δ t
  • 39. Resumen
    • A través de una antena que reciba los pings de meteoros podemos:
    • Hacer un coteo y graficar la actividad
    • Medir la velocidad
    • De esto podemos hacer una actividad de cada radiante, averiguando la actividad en radio (suele ser mayor que la visual) y midiendo velocidades podemos distinguir las de un radiante de otro o de los esporádicos.
    • También la medición Doppler y control de bólidos es interesante, sobre todo si ha sido visto en visual, podemos hallar la órbita con la velocidad ( http://www.astrosurf.com/cometas-obs/II_Jornada/meteoradio/Meteoros/Meteoros.html )
  • 40. Webs recomendadas: SOMYCE: Orlando Benítez y Enric Fraile http://www.astrosurf.com/somyce/c_radio.htm AAGC (Agrup. Astro. Gran Canaria): http://astrosurf.com/aagc/s_radioastronomia.html#comunicados Andy Smith http://www.tvcomm.co.uk/radio/ David Entwistle http://www.radiometeor.plus.com/