Intervento ad Icara 2016 : UTILIZZO DI LNB PLL COMMERCIALI ECONOMICI PER UN INTERFEROMETRO AMATORIALE IN BANDA Ku

Tutto nasce da una visita fatta a Flavio Falcinelli che mi mostra due LNB PLL NORSAT semiprofessionali con frequenza di riferimento esterna per un eventuale uso come interferometro .

Nella Radioastronomia Amatoriale , lo scopo può essere quello di aumentare con due antenne separate da una certa distanza , il potere di risoluzione del radiotelescopio amatoriale .

Per esperienze precedenti sapevo che anche usando la stessa frequenza di riferimento la stabilità  di fase dei due oscillatori , nella pratica non era garantita . Le misure confermano la tesi e sono state pubblicate per esteso in tre puntate sul blog dell’ associazione AIR : http://air-radiorama.blogspot.it/ assieme ai principi di base e corredati di filmati pratici di dimostrazione

http://air-radiorama.blogspot.it/2016/03/capiamo-e-sperimentiamo-il-principio.html

http://air-radiorama.blogspot.it/2016/03/capiamo-e-sperimentiamo-il-principio_21.html

http://air-radiorama.blogspot.it/2016/03/tre-video-capiamo-e-sperimentiamo-il.html

Al di la dello sfatare un principio sul possibile accoppiamento degli LNB  PLL ritengo utile richiamare il principio secondo cui l’andamento della fase relativa dei due oscillatori è stato ricavato sommando il segnale che fuoriesce dalla bocca di ingresso degli LNB ( evitando di doverli “cannibalizzare” ) e mandandoli ad un analizzatore di spettro .

A livello amatoriale è possibile riprodurre l’esperienza senza analizzatore di spettro , facendo vedere le due bocche di ingresso degli LNB PLL ad un terzo LNB che viene usato come convertitore e poi mandato ad una chiavetta USB RTL .

Prendendo spunto da queste esperienza si è deciso di valutare altre strade che garantiscano la stabilità di fase in modo “fisico” e soprattutto con l’uso di LNB PLL che sono disponibili ora sul mercato commerciale a cifre inferiori ai 20 Eu .

Di seguito lo schema a blocchi tipico di un normale LNB Universale con illuminatore integrato .

Nel caso di LNB PLL commerciali a basso prezzo , gli OL sono agganciati ad un quarzo contenuto all’interno .

La scelta , suggerita da Andrea Dell’Immagine, è caduta su un prodotto della OCTAGON

Modello : OSLO

Frequenze : 10.70-12.75 GHz

OL : 9.75 – 10.6 GHz

Figura di rumore :0.1 dB

Guadagno : 60-65dB

Per prima cosa è  stato aperto per verificare lo “schema interno” che è stato facilmente “decodificabile” come da figura
Il materiale e' reperibile su Internet dalla ditta Campanasat a prezzi inferiori ai 20 Eu.

Lo schema a blocchi è quindi stato modificato come da figura seguente .

Il fatto di avere in oscillatore e convertitore integrato in un unico chip , ha fatto subito cadere ogni possibilità di pensare ad una soluzione con un unico OL che alimentasse i due LNB o una soluzione di “lock in” ( aggancio per iniezione ) ad un unico oscillatore locale di due oscillatori liberi .

Lo schema semplificato di questo LNB può essere visualizzato nella figura seguente

Prima di proseguire, vorrei sottolineare come una configurazione del genere , ben si presta per la realizzazione di un radiometro di Dicke . Sostituendo ad un lanciatore di una polarizzazione una resistenza da 50 Ohm ed andando a commutare la tensione di alimentazione tra 13 e 18 V si otterrà  la commutazione tra un amplificatore su un carico e su un amplificatore alimentato dall’ illuminatore .

Riornando invece all’ interferometro .

Dal confronto dello schema a blocchi con la foto del reale circuito , l’idea di “cannibalizzare” tre LNB per ottenere una soluzione al di sopra di ogni sospetto prende facilmente forma ed è  illustrata nella figura seguente :

Si tratta di ridurre due LNB a due amplificatori con uscita con connettore SMA trasformandoli  in due LNA ( cosa già sperimentata in passato su altri LNB ) .

Il terzo LNB verrà modificato sostituendo ai due lanciatori in guida d’onda circolare degli ingressi con connettori SMA da collegare  ai due LNA  all’interno della parabole costituenti l’ interferometro  tramite due cavi uguali intestati SMA( i due amplificatori usati originariamente separatamente per le polarizzazioni H & V verranno alimentati contemporaneamente) .

Con le distanze in gioco le perdite di un cavo in Teflon RG303 è dell’ordine dei  5-10 dB .

Considerando le amplificazioni in gioco  della configurazione proposta potrebbe addirittura darsi che si debba diminuire il guadagno del sistema bypassando qualche stadio .

Questa l’idea , che per portare ad una realizzazione definitiva richiederà  un po’ di pazienza ed esperimenti .

Un interferometro amatoriale in banda Ku del 2006 .

Già a quei tempi , il mago della microonde Goliardo Tomassetti  costruì un interferometro in Banda Ku sia a somma che a prodotto ,  con la tecnica del “lock-in”. 

Suggerisco di rileggere quanto pubblicato all’indirizzo :

http://setiitalia.altervista.org/interferometri_amatoriali_microonde.html

Di seguito comunque le immagini e figure pratiche più rilevanti :

Vorrei anche segnalare una strada completamente diversa seguita dal MIT .

Usando terne di LNB integrati  NON PLL  della SHARP e analizzando le frequenze a fasi dei battimenti  ottenuti  analizzate da una scheda video con interfaccia USB ed una motorizzazione di scansione  hanno ottenuto risultati eccellenti , quali le “immagini” radio di Sole a Luna con parabole ridotte .

Si è qui delegato quindi il compito “duro” al Software anziché  all’ Hardware .

Tutto il materiale è descritto di didatticamente in modo che dire eccellente è  poco , sia dal punto di vista matematico sia dal punto di vista pratico  e lo suggerisco perché credo che sia veramente una miniera guida per  l’astronomia radioamatoriale . D’altronde viene usato per le esercitazioni pratiche sull’ argomento da parte degli studenti .

Questo il collegamento al materiale : http://www.haystack.mit.edu/edu/undergrad/VSRT/VSRT_Memos/memoindex.html

In tema di semplice Radioastronomia radioamatoriale a basso costo , vorrei segnalare il lavoro svolto in collaborazione con Fabrizio Francione con diverse stazioni  remote autogestite ( al momento sei ) che pubblicano e raccolgono in tempo reale dati “elettromagnetici di vario tipo “ al momento dalla “pseudocontinua “ fino a 150 MHz.

Tra i collaboratori ci sono Flavio Falcinelli e Orlando Vainer.

Nata inizialmente  come osservatorio dei fenomeni SID ( Sudden Inospheric Disturbances ) il tutto si è via via arricchito di giocattoli vari in tempo reale , come l’osservazione degli echi del Radar di Graves , l’analisi della propagazione in HF tramite le ionosonde e tanto altro ed ancora sta sviluppando ulteriori temi :

http://www.sidmonitor.net/topic/index.html

Nel campo della radioastronomia “facile per tutti “ ci sono due stazioni per il monitoraggio dei segmenti 20-30 MHz  ed una della rete e-Callisto per la gamma 45-85 MHz .

Con semplicissime antenne sono state collezionati i radio burst di numerose eruzioni solari .

Le stesse esperienze di ricezione possono essere riprodotte con una chiavetta USB RTL ed un dipolo , a patto di lavorare il località poco inquinate elettromagneticamente .

Può  essere una facile chiave di entrata per invogliare chi voglia partire da zero con mezzi minimali  .

La stazione di Forno di Coazze opera con semplice dipolo passivo in mezzo ad un bosco .

Eppure ha ricevuto moltissimi eclatanti eventi come dai seguenti collegamenti :

http://air-radiorama.blogspot.it/2015/10/ricezioni-di-esplosioni-solari-flares.html

http://air-radiorama.blogspot.it/2016/05/maggio-2016-esplosioni-solari-con-burst.html

http://air-radiorama.blogspot.it/2016/05/esplosioni-solari-go-go.html

Di seguito una carrellata di radio burst solari ricevuti nei vari segmenti di frequenza esplorati  dalle stazioni di Forno e Pasturana 

Si seguito la mappa di classificazione dei burst solari dalla quale non vi sara' difficile riconoscere il tipo di quelli visualizzati 

Claudio Re – reclaudio@alma.it