Operačný program Informatizácia spoločnosti

 

Facebook

Registrácia rádiových ozvien

 

Registrácia rádiových ozvien odrazom od meteorických stôp

RMR - Radio Meteor Registration

 

 

Úvod

 

Na registrovanie počtu meteorov sa s úspechom dá použiť odraz rádiových vĺn od ionizovaných stôp meteorov. Na tento účel postačuje pomerne jednoduchá aparatúra pozostávajúca z antény, prijímača a počítača. Nevyhnutným predpokladom na takúto registráciu je vhodný vysielač. Vysielač musí mať dostatočný výkon (kW) a mal by byť pod rádiovým horizontom - teda tak ďaleko aby sme jeho signál neprijímali priamou vlnou. Vhodná vzdialenosť je asi 300 - 1000 km. Najvhodnejšia frekvencia je medzi 30 - 100 MHz, ale pri vysokom výkone to môže byť aj viac. Vysielač musí vysielať nepretržite v čase. Na tento účel boli v minulosti vhodné analógové televízne vysielače, ale tie sa stali vzácnosťou po digitalizácií televízie v Európe. Stále sa však dajú nájsť vhodné vysielače na Ukrajine. Rovnako je možné použiť vysielač GRAVES na frekvencií asi 143 MHz vo Francúzsku.

 

 

 

Popis aparatúry

 

Registračné zariadenie sa nachádza v areáli SÚH v Hurbanove v budove HSFA. Na streche tejto budovy je umiestnená prijímacia anténa, zvyšok aparatúry je vo vnútorných priestoroch.

 

Použitá je horizontálne polarizovaná štvorprvková televízna anténa s pracovnou frekvenciou v okolí 50 MHz, so ziskom približne 6 dBd a šírkou hlavného laloku 60o v horizontálnej aj vertikálnej rovine. Anténa je orientovaná do azimutu 90o (východ) s eleváciou 0o. Vzhľadom na malú výšku antény nemožno zanedbať vplyv vodivej zeme a výška maxima príjmu antény má eleváciu 15o.

Zdrojom elektromagnetických vĺn je televízny analógový vysielač Lviv 49.739583 MHz (N49.8480° E24.0369°, Ľvov, Ukrajina). Samozrejme nie je možné vylúčiť ani príspevok ďalších televíznych vysielačov na tejto frekvencii. Vzhľadom na fakt, že sa jedná o televízny vysielač možno u neho predpokladať kruhovú vyžarovaciu charakteristiku v horizontálnej rovine.

Na detekciu rádiových vĺn je použitý komunikačný prijímač ICOM - R75. Ten je naladený na frekvenciu 49.73970 MHz s moduláciou CW. Rozdiel medzi frekvenciou vysielača a prijímača zabezpečuje nízkofrekvenčný (audio) výstup v rozsahu frekvencií medzi 860 Hz až 940 Hz. Nízkofrekvenčný výstup z prijímača je pripojený do vstupu zvukovej karty počítača kde ho registruje programom HROFFT v 1.0.0f. .

 

 

Spracovanie

 

Prepočtom vyžarovacej charakteristiky antény bola určená oblasť atmosféry v ktorej je možné pozorovať prelety meteorov. Na obrázku 1. sú znázornené hranice oblasti pozorované anténou pre dolnú a hornú výšku v ktorej je dostatočná ionizácia väčšiny meteorických stôp, na spôsobenie odrazu elektromagnetických vĺn. Použité výšky sú 80 km a 120 km. Tento model neuvažuje vplyv vodivej zeme na zmenu vyžarovacej charakteristiky prijímacej antény. Malými krúžkami sú vyznačené oblasti najvyššej citlivosti antény so započítaním vplyvu vodivosti zeme. Na obrázku 1. sú tiež vyznačené polohy vysielača (TX) a prijímača (RX).

 

Na ďalšie spracovanie používame program HROFFT to RMOB v 3.0 na roztriedenie početnosti meteorov podľa úrovne nízkofrekvenčného signálu.

 

Výpočtom možno tiež určiť, že denné maximá početnosti odrazov nastávajú v čase, keď je radiant v blízkosti hornej kulminácie v danej oblasti. Z toho je možné usúdiť, že tento experiment využíva prevažne geometriu backscatteringu a nie forwardscattering, ktorý sa všeobecne predpokladá pri experimentoch tohto typu.

 

Pri zázname na frekvenciách do asi 100 MHz sa môžu vyskytovať obdobia s plne zahlteným prijímačom čo sa dá pripísať vplyvu ionosféry, konkrétne sporadickej Es vrstve, ktorá vyvoláva tiež odrazy elektromagnetických vĺn. Charakter a dĺžka ozvien je rozdielna od meteorických odrazov a preto sa tieto obdobia dajú na záznamoch dobre odlíšiť.

 

 

Údaje na stránke www.suh.sk

 

Zverejnené obrázky ukazujú početnosť ozvien rádiových vĺn od ionizovaných stôp meteorov. Hodnoty na grafe zodpovedajú počtu odrazov za hodinu, vždy v intervale od začiatku po koniec celej hodiny (napr. od 01.00 UT do 02.00 UT , za ňou nasleduje údaj za hodinu od 02.00 UT do 03.00 UT a t.ď.).

Hodnoty sú pre tri referenčné úrovne 10, 20 a 30 dB nízkofrekvenčného výstupu (audio) z prijímača.

Jedným odrazom sa rozumie jedno prekročenie úrovne signálu nad a pokles pod referenčnú hodnotu.

Počet meteorov nemusí presne súhlasiť s počtom odrazov, nakoľko úroveň signálu kolíše a počas trvania odrazu elektromagnetickej vlny od stopy môže prekročiť referenčnú úroveň viackrát. Toto však nie je na závadu pozorovania.

 

Ďalšie zverejňované grafy ukazujú celkovú dĺžku ozvien v sekundách za rovnaké časové intervaly ako vyššie popisovaný graf. Na každom obrázku sú znázornené grafy pre tri referenčné hodnoty 10, 20 a 30 dB úrovne nízkofrekvenčného (audio) výstupu z prijímača.

 

 

obr.1 teoretické zorné pole antény vypočítané pre hornú hranicu 120 km a dolnú 80 km nad povrchom 

 

 

obr.2 hodinové počty ozvien

 

 

obr. 3 hodinové dĺžky ozvien