Radioteleskop- "Welche Schicht der Sonne"?

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  • Hallo da draussen,


    im Rahmen einer Seminararbeit in Physik (11. Klasse) habe ich die Möglichkeit, ein Radioteleskop zu konstruieren (Durchmesser: 100cm) und damit den Durchmesser der Sonne zu bestimmen. Ich habe gelesen, dass die sog. Radiointensität der Sonne bei einer Frequenz von 2,8GHz bestimmt wird. Der Sensor (LNB) empfängt anscheinend maximal 700-2800MHz, müsste die Radiostrahlung also noch empfangen können. Auch um die Technik habe ich mich schon gekümmert- in der Theorie zumindest. [:)]


    So... Lange Rede, kurzer Sinn; ich hätte noch eine Frage:


    Mal angenommen, ich kann die 2,8GHz empfangen, welche Schicht der Sonne würde ich dann "sehen"? Die Korona oder doch die Photosphäre?
    Ich hoffe, der ein oder andere kennt sich etwas mit dem Thema aus und kann mir dabei weiterhelfen.
    Schon mal vielen Dank im Vorfeld! [:D]


    Gruß,
    Theobald

  • Hallo


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Auch um die Technik habe ich mich schon gekümmert<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Wie sieht dein Empfänger GENAU aus?

  • Der LNB empfängt Frequenzen von 10,7 Ghz bis 12,75 Ghz.
    Das ist soweit in Ordnung, da die Sonne auch hier sehr stark "rauscht".
    Anschließend wird das Signal heruntergemischt auf 0,95-2,15 Ghz.


    Soll ja eine Seminararbeit werden, also will ich dir hier keine Lösung präsentieren. Will aber sagen, dass du zwar auf einem suboptimalen, aber brauchbaren Weg bist. Schauen wir mal, wie es weiter geht.


    Also Spiegel, LNB und wie geht es weiter?

  • An das LNB wird im ersten Schritt des Projekts ein einfacher SAT-Finder mit Stromversorgung angeschlossen.


    (Siehe hier: http://www.amazon.de/Satfinder…sat+finder#productDetails)


    Um in einem 2. Schritt den Durchmesser der Sonne noch genauer bestimmen zu können kann man mithilfe eines Adapterkabels einen sog. RTL-SDR-Reciever über einen USB-Anschluss an einen Computer anschließen und mit geeigneter Software alles am PC beobachten.


    Gruß,
    Theobald

  • Eine interessante Idee und ein schlüssiges Konzept, wie ich finde.
    Ich hoffe, du postest deine Ergebnisse.


    Zu beachten wäre, dass du z.B. 14 oder 18 Volt Gleichspannung an den LNB anlegst. Ein Zwischenwert würde den LNB zwischen den Polarisationsebenen hin- und herspringen lassen. Ich kann mir vorstellen, dass du damit die Sonne schon ziemlich genau vermessen kannst.


    Zum "Messen", Spiegel vor die Sonne stellen und Sonne in die Antennenkeule reinlaufen und rauslaufen lassen, dabei die Zeit des Pegelanstiegs messen. Hinterher etwas Mathematik einfließen lassen und auf den Sonnendurchmesser schließen.


    Zum zweiten Teil - sprich Verbesserung des Radioteleskops.
    RTL-Stick ist schon gut. Nachgeschaltet empfehle ich z.B. SDRSharp zum Empfang und hinterher SpectraVue (lies mal, was da zum Betrieb mit einem LNB steht) zur Pegelvisualisierung. SDRSharp und SpeactraVue wirst du wahrscheinlich entweder über Soundkartenein- und Ausgang oder über "Virtual Audio Cable" koppeln müssen. Alternativ kann man statt des RTL-Sticks und Virtual Audio, ein Funcube Dongle verwenden.


    Ein SAT-LNB als Frontend wird leider nur mit dem starken Rauschen der Sonne funktionieren. Wenn du als nächstes den Mond "vermessen" willst, dann brauchst du empfindlichere "LNBs". Auch wirst du erstmal dein System überprüfen müssen. Hier kannst du dir auch gerne mal folgende Software anschauen. http://www.vk3um.com/eme%20calculator.html Hiermit kann man ausrechenen, wie stark ein Himmelskörper, z.B. der Mond, bei gegebener Antenne und Empfänger, rauschen sollte. Im weiteren Verlauf wird man sich neben den passenden Spiegelerregern um passende Vorverstärker bemühen müssen, wie z.B. sowas hier: http://shop.kuhne-electronic.d…r/?card=571#_tab_content4


    Das wäre die technische Seite.


    Was die Sonne und ggf. Regionen, Schichten bzw. genaue physikalische Vorgänge, die das Rauschen erzeugen, angeht, so hoffe ich selbst auf Antworten.

  • Vielen Dank erstmal für deine interessanten Tipps! Ich denke vom Technischen ist mir jetzt alles klar geworden.
    Über die Ergebnisse werde ich euch selbstverständlich informieren.
    Eines noch, nur interessenshalber: Woher bekommt man diese "empfindlicheren LNBs"? [:D]


    Und zu guter Letzt noch, was die Sache mit den Schichten der Sonne angeht: Ich bin mir inzwischen ziemlich sicher, oder hoffe bessergesagt, dass die Messwerte für sich sprechen werden. Falls doch jemand noch etwas genaues darüber weiss- bitte um Antwort. [:)]


    Gruß,
    Theobald

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Woher bekommt man diese "empfindlicheren LNBs"?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Man hat einen Spiegel.
    Entsprechend dem F/D-Verhältnis braucht man ein Feed (das vorderste Stück der Antenne).
    Daran kann man schon den Vorverstärker z.B. von Kuhne anflanschen.
    Der Vorverstärker hat bereits die Antenne integriert (hier ist es direkt ein Transistorfuss um Kabelverluste zu vermeiden).


    Im Fall von 3cm Wellenlänge braucht man einen Downkonverter z.B.
    http://shop.kuhne-electronic.d…+Down+Converter/?card=606
    Damit hat man die 10Ghz auf ca. 400Mhz heruntergemischt und kann bequem mit einem RTL-Stick arbeiten.


    Mit einem Spiegel von 100cm Durchmesser ist aber nur die Sonne und der Mond "empfangbar". Hier kann man als Nebeneffekt bereits Funkreflektionen vom Mond von Funkamateuren nachweisen.


    Ich befürchte, dass man andere stellare Objekte erst mit 8m Spiegeln nachweisen kann (z.B. Virgo A).

  • Zum Thema Parabolantenne in die Sonne halten.
    Das Teil sollte nicht zu stark glänzen, die Temperaturen gehen sonst am LNB kräftig in die Höhe. Die Schüssel konzentriert schließlich auch sichtbares Licht und Wärmestrahlung. Nicht dass die LNB "verbraten". Ich hab da allerdings keine Erfahrung mit.

  • Die Sonne steht im Herbst und Frühjahr an ein paar Tagen hinter den Satelliten und stört gerne den Empfang. Verbrennungen sind mir nicht bekannt. Im Sommer mit größeren Spiegeln könnte es ein Thema sein.

  • Ich sehe schon, es wird immer komplizierter. [:D] Fürs erste belasse ich es bei dem normalen LNB.


    Hmm.. Ein interessanter Tipp ist das mit der Hitzeentwicklung. Ich denke, ich baue dafür noch etwas in Richtung Temperatursensor mit ein, allein schon um die erforderliche Seitenzahl der Arbeit zu erreichen.

  • Ich habe in den letzten Tagen die Konstruktion nochmals überarbeitet und werde jetzt meine vorhandene Teleskopmonteierung anstatt einer Eigenbau-Barndoor verwenden. Das hat den Vorteil einer zuschaltbaren Nachführung, höherer Präzision und ist platzsparender. Außerdem kann ich die dadurch gesparten Kosten in einen 120cm Spiegel investieren. (-&gt; 20% größerer Durchmesser)
    Gruß,
    Theobald

  • Nach langer Abwesenheit hier nochmal ein kurzes Update:
    Ich bin vor ein paar Tagen auf einen interessanten Artikel der Uni Bonn gestoßen,


    https://www.astro.uni-bonn.de/hisurvey/euhou/ar_111.pdf


    in dem u.a. erklärt wird, wie man die Winkelauflösung eines Teleskops theoretisch bestimmen kann.
    Bei meiner Konstruktion komme ich damit auf 2,7°. Da die Sonne aber einen scheinbaren Durchmesser von 32´ hat, sollte sie doch dann nicht wirklich gut zu erfassen sein, oder ist mir da ein Fehler unterlaufen? [B)]


    Gruß,
    Theobald

  • Die Sonne passt auf jeden Fall ganz in "deine Antenne".
    Die Sonne wandert langsam in die Empfangskeule, wenn sie mittig drin ist, dann ist die Energie auf der Antenne im Maximum.


    Wenn die Antenne eine höhere Auflösung hätte, dann könntest du sogar verschiedene Regionen auf der Sonne messen.


    Eine höhere Auflösung erreichts du, indem du den Antennendurchmesser oder die Empfangfrequenz erhöhst. Ein 2m Spiegel hat bei 10Ghz bereits eine Auflösung von ca. 0,8 Grad.


    Brauchbare Infos auch unter
    http://www.lensch.at/radioastronomie/

  • Hallo Theobald,


    das die Sonne einen kleineren scheinbaren Durchmesser hat, als der Öffnungswinkel der Antenne ist richtig.


    Dem kann man mit einem größerem Spiegel entgegen wirken. Allerdings ist ein großer Spiegel irgendwann auch sehr unhandlich, spätestens oberhalb von 100 Metern Durchmesser.


    Der Ausweg der hier genutzt wird ist ein Interferometer. Recherchiere mal zu dem Thema Radio-Astronomy Interferometry.


    Im Einfachsten Fall besteht solch ein Interferometer aus zwei Parabolspiegeln zum Satellitenempfang. Für erste Experimente reicht ein Abstand von von 2 bis 5 Metern vollkommen aus. Die beiden Signale aus den LNBs werden dann auf der Zwischenfrequenz durch einen Korrelator gegeben. Dieser Korrelator besteht aus einem Frequenzmischer. Je nach Phasenverhältnis am Antenneneingang erhält man dann ein mehr oder weniger starkes Ausgangssignal.


    Ein Durchgang der Sonne sieht mit einem solchen Interferometer dann so aus, dass schmale scharfe Peaks zu sehen sind. Aufgrund der scharfen Abgrenzung dieser Peaks ist mit einem Interferometer eine genauere Messung möglich, als mit einer einzelnen Antenne, die nur ein sehr breites Maximum zeigt.


    Viele Grüße,
    Roland

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