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 Rauschen bei Radioantennen
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apmtelescopes
Anbieter im Astrotreff

Deutschland
1094 Beiträge

Erstellt am: 07.11.2017 :  15:54:49 Uhr  Profil anzeigen  Besuche apmtelescopes's Homepage  Antwort mit Zitat
Ich weiss nicht so genau, wie hoch der Rauschanteil der Elektronik und der Antenne an einem Gesamtsystem ist. Der Anteil, der durch Fremdquellen erzeugt wird (Handys, Autos, Motoren ... Hintergrundrauschen Weltall ...) lassen sich ja wohl schlecht beseitigen.
Allerding müsste es doch prinzipiell möglich sein das Temperaturrauschen der eigenen Anlage zu ermitteln und dann wie bei der Astrofotografie als "Dark" abziehen. Theoretisch müßte auch ein "Flat" möglich sein.
Meine Vorstellung: SDR ohne Antenne (am Antennenausgang kurz schließen). Das müßte eigentlich einem Dark bei gegebener Temp. entsprechen.
Analog dazu müßte ein "Flat" dann SDR mit Antenne im abgeschirmten Raum entsprechen.

Ist das logisch? Im Internet konnte ich zu diesem Thema nichts finden - ausser, dass die Profi-Radioastronomen ihre Anlagen kräftig kühlen. Naja, für uns als Amateure ist das wohl ein wenig overstyled.
Was meint ihr?

Homepage: http://www.apm-telescopes.de
e-mail: anfrage(ät)apm-telescopes.de
BLOG: http://blog.apm-telescopes.de/

Bearbeitet von: am:

Kriegerdaemon
Meister im Astrotreff

Deutschland
433 Beiträge

Erstellt  am: 07.11.2017 :  21:02:52 Uhr  Profil anzeigen  Sende Kriegerdaemon eine ICQ Message  Antwort mit Zitat
Beim Kurzschluss der Antenne entsteht eine kürzere Antenne, nämlich die Länge der verbleibenden Leiter. (edit: Leiterschleife)
Wenn Dein Vorverstärker in dem resultierenden Frequentbereich nicht mehr verstärkt, ist das kein Problem.
Ich würde beide Antennenpole (direkt am Verstärkereingang) über einen mäßig großen Widerstand (1 bis 10 kOhm) kurzschließen und es dann mal testen.

Wie zahlreich sind die Dinge doch,
derer ich nicht bedarf!
(Sokrates, beim Anblick der Waren auf dem Athener Markt)

Bearbeitet von: Kriegerdaemon am: 07.11.2017 21:03:34 Uhr
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JoernLenhardt
Mitglied im Astrotreff

Deutschland
63 Beiträge

Erstellt  am: 14.11.2017 :  06:09:55 Uhr  Profil anzeigen  Besuche JoernLenhardt's Homepage  Sende JoernLenhardt eine ICQ Message  Antwort mit Zitat
Hallo Andreas,

mir ist nicht ganz klar, was das Ziel der Bestimmung des Dark oder Flat ist, bzw. was du mit diesen Informationen bei der Weiterverarbeitung der SDR-Daten bewirken willst. Im Prinzip wird damit ja nur ein konstanter Betrag abgezogen bzw. draufaddiert. Qualitativ bleibt dein aufgenommenes Signal damit ja gleich, nur auf einem anderen Level.

Bei Bildern hilft solch eine solche Informationsverarbeitung ja dadurch, das ein und dasselbe Motiv mehrfach aufgenommen und damit beim Dark das Hintergrundrauschen (schwarzer Bereich im Sternfeld) geglättet wird und der Schwarzpunkt besser bestimmt werden kann. Das Flat kann die ungleiche Bildausleuchtung verbessern.

Bei den SDR-Daten hast du es ja mit Einmal-Events zu tun (ein Nachrichtensprecher im Radio wird die Durchsage ja nicht 3x machen). Eine Überlagerung ein und desselben Motivs ist damit ja dann nicht möglich...was bei den Bildern ja möglich ist. Und dann bleibt ja nur das Anheben bzw. Absenken um einen konstanten Betrag, was keinem Informationsgewinn der SDR-Daten entspricht.

...oder hab ich grad einen Denkfehler...

Gruß aus der Pfalz

So, genug geschrieben
Gruß Jörn

Bearbeitet von: am:
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Silvia581
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1025 Beiträge

Erstellt  am: 14.11.2017 :  18:44:31 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Silvia581's Homepage  Antwort mit Zitat
Hi Jörn,

Zitat:
mir ist nicht ganz klar, was das Ziel der Bestimmung des Dark oder Flat ist, bzw. was du mit diesen Informationen bei der Weiterverarbeitung der SDR-Daten bewirken willst. Im Prinzip wird damit ja nur ein konstanter Betrag abgezogen bzw. draufaddiert. Qualitativ bleibt dein aufgenommenes Signal damit ja gleich, nur auf einem anderen Level.


bei "Einmalereignissen" wie Meteorreflexionen wird das nicht viel bringen. Aber bei Milchstraßendurchläufen, Galaxienbeobachtungen und ähnlichem, wo man das strahlende Objekt mehrmals anfährt und die Meßdaten hinterher "mittelt", kann es durchaus was bringen...

Grüße
Silvia

200/1000 Newton, 150/750 Newton, 150/1800 Mak, 100/500 FH Cometcatcher,
Sphinx SXW, NP, NEQ-3-2

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optikus64
Meister im Astrotreff

Deutschland
307 Beiträge

Erstellt  am: 14.11.2017 :  21:54:54 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo zusammen,

ich habe das mit halbem Ohr sozusagen in der Titelzeile gelesen, reingeklickt und grüble nun ernsthaft wie man aus einem analogen Antennensignal das Rauschen "abziehen" kann. Wenn es digitalisiert ist und ich das Rauschsignal des Messaufbaus ebenfalls digitalisieren würde könnte ich es rausrechnen, das würde mir noch eingehen, aber analog? Ich bin Elektroingenieur wenngleich eher leitungsgebunden unterwegs, aber das interessiert mich nun doch.

LG

Jörg

... to boldly go where no man has gone before ...

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Silvia581
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1025 Beiträge

Erstellt  am: 14.11.2017 :  22:51:19 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Silvia581's Homepage  Antwort mit Zitat
Hi Jörg,

des Rätsels Lösung ist, daß sich die Technik auch im Amateurfunkbereich weiterentwickelt hat. Da wird jetzt (für Radioastronomie) nicht mehr per Klinkenkabel ein analoges Signal von der Antenne in die Mikrofonbuchse eingespeißt, ein externes Käschtle (in meinem Fall der SDR-Play) wandelt das Antennensignal in ein digitales um.

Im Käschtle wird dazu das Signal verstärkt, mit ner einstellbaren Oszillatorfrequenz umgesetzt in den hörbaren Bereich und dann durch nen Digitalwandler geschoben. Per USB-Kabel geht dann das Signal in ein Programm auf dem Rechner, mit dem man das Signal auf die Lautsprecher ausgeben kann, per FFT graphisch darfstellen kann und auch als Pegelwert in eine excel-Datei schreiben kann...

CS
Silvia

200/1000 Newton, 150/750 Newton, 150/1800 Mak, 100/500 FH Cometcatcher,
Sphinx SXW, NP, NEQ-3-2

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optikus64
Meister im Astrotreff

Deutschland
307 Beiträge

Erstellt  am: 14.11.2017 :  23:33:46 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Silvia,

ok, meine HF-Aktivitäten begrenzen sich auf den Erwerb der Amateurfunklizenz vor gut 30 Jahren, da war noch anderes gefragt, ich erinnere mich an die Rohrklempnerei mit Topfkreisen und Hohlleitern ;)) - nun denn, dann kann ich mir das vorstellen. In der kabelgebundenen Messtechnik digitalisieren wir ja seit den Endachtzigern, da sind digitale Filter kein Thema, bei HF konnte ich mir das noch nicht vorstellen. Danke für die Aufhellung!

CS
Jörg

... to boldly go where no man has gone before ...

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stefan-h
Altmeister im Astrotreff


15203 Beiträge

Erstellt  am: 15.11.2017 :  11:12:06 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hi,
Zitat:
Allerding müsste es doch prinzipiell möglich sein das Temperaturrauschen der eigenen Anlage zu ermitteln und dann wie bei der Astrofotografie als "Dark" abziehen. Theoretisch müßte auch ein "Flat" möglich sein.
Nein, das wird so nicht funktionieren.

Erst mal zum Flat. Bei einer Kamera erhält man ein Bild, auf dem die Objekte an verschiedenen Positionen abgebildet werden. Die im Bild enthaltene Vignetierung führt zu einem zum Bildrand hin zunehmenden Verlust an Helligkeit. Das Flat bügelt dieses aus, addiert also Helligkeitswerte im äußeren Bereich dazu und hilft auch z.B. Elefanten durch Staubpartikel wieder unsichtbar zu machen.

Bei einem per Antenne empfangenen RF-Signal und einem normalen Empfänger erhält man aber kein flächiges Bild, sondern ein Summensignal. Um draus ein flächiges Bild vergleichbar zum Foto zu erzeugen, müsste man das empfangene Signal zeilen- und spaltenartig abtasten. Erst wenn das so gelinkt kann man die Signalanteile ähnlich einem Flat anpassen. Die Charakteristik der Antenne (Empfangskeule einer Richtantenne) muss dazu bekannt sein, aus der würden sich dann die Werte für ein Flat ergeben.

Zum Dark- bei jedem Foto werden Signalanteile über die Zeit gemittel abgebildet. Ein analoges RF-Signal ist aber quasi eine Liveabbildung. Auch wenn das anschießend digitalisiert wird. Entsprechend kann man nur eines tun- ein vorhandenes Grundrauschen per Filter aussperren. Dabei muss das Störrauschen aber in einem anderen Frequenzbereich als das Nutzsignal liegen.

Wäre vergleichbar zu einem Live-Videosignal. Da kann man auch einen als Rauschen sichtbaren Bildanteil ausfiltern, nimm dabei aber auch genau diesen Anteil beim Nutzsignal weg.

Was man gegen das Temperaturrauschen der eigenen Anlage tun kann- ganz einfach- den Empfänger bzw. die entsprechenden Teile davon kühlen. Je kälter desto weniger Rauschen erzeugen diese. Und ebenso sehr wichtig- das empfangen Signal durch möglichst sehr schmalbandige Filter eingrenzen. Vergleichbar wieder zu der Fotografie- je schmalbandiger ein Filter desto weniger stört das Streulicht.

Gute HF bzw. RF-Filter wären z.B. die YIG-Filter- ob die aber für Amateure bezahlbar sind? Keine Ahnung, ich habe mehrer Jahre bei der BW im Bereich RF-Aufklräung gewerkelt, Empfangstechnik 0,8-20GHz. Unsere Empfänger wurden als "schlecht" eingestuft, wenn sie weniger als -110dB gebracht haben (bedeutet- das bekannte Prüf-Eingangssignal wurde mit 110dm abgeschwächt). Bei einem guten Empfänger lag die Signalerkennung bei bis zu -140dB. Verbaut waren darin mehrstufge YIG-Filter, Erstverstärker war eine Wanderfeldröhre.

Gruß
Stefan

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MartinB
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
3313 Beiträge

Erstellt  am: 15.11.2017 :  13:21:13 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Markus,

Das Temperaturrauschen kannst Du auch bei einer optischen Kamera nicht durch Subtraktion beseitigen, sonst wäre Kamerakühlung überflüssig!

Du kannst per Dark einen Offset abziehen, aber das Rauschen im Bild erhöht sich bei dieser Subtraktion sogar, und zwar grundsätzlich und immer!

Erst durch Aufintegrieren vieler Aufnahmen kann man den Signal-Rauschabstand verbessern, weil das Signal schneller steigt (linear) als das Rauschen (mit der Quadratwurzel aus der Zahl der Messwerte).

Analog gilt das auch für die Radioastronomie, wo Du quasi eine Kamera mit einem Pixel hast, wenn eine Antenne mit guter Richtwirkung verwendet wird. Allerdings ist die "Point Spread Funktion" deiner "Optik" ziemlich schauerlich mies verglichen mit Lichtoptik.
Die Astrophysiker machen daher oft noch extrem aufwändige Berechnungen zur Erhöhung der "Bildschärfe".

Gruß,
Martin

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