Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Электроника » Как принять сигнал с погодного спутника NOAA (изготовление антенны, программа расшифровки сигнала, просмотр снимка)

    Как принять сигнал с погодного спутника NOAA (изготовление антенны, программа расшифровки сигнала, просмотр снимка)




    Как принять сигнал с погодного спутника NOAA (изготовление антенны, программа расшифровки сигнала, просмотр снимка)


    В этой статье мастер расскажет нам, как сделать антенну для приема сигнала со спутника. Если сигнал расшифровать, то можно увидеть снимки Земли, которые передает спутник.

    Антенна QFH, описанная в этом учебном пособии, была измерена векторным анализатором на соответствие частотам APA NOAA при 137–138 МГц. Стоимость этого проекта варьируется от 10 € до 50 € и в проекте используется 3D-печать и многофункциональное оборудование, такое как усилители, фильтры и приемник RTL-SDR.

    Инструменты и материалы:
    -RTL-SDR;
    -Фильтр FM диапазона 88 - 108 МГц;
    -Усилитель SPF5189Z LNA;
    -Трубы из ПВХ диаметром 25 мм - 4.1 м;
    - 5 метров медной проволоки диаметром ~ 2 мм;
    -Кабель коаксиальный 50 Ом (RG174, RG58, RG178);
    -Разъем штекер SMA RG 174 50-омный;
    -Конденсатор 5,4 пФ (мастер использовал 2 конденсатора с емкостью 2,7 пФ подключенных параллельно);
    -Провод 0,5 мм для создания катушки индуктивности 248 нФ;
    - РЧ разъемы;
    -Батарея 18650 для питания усилителя;
    -Ноутбук или настольный компьютер с программным обеспечением приема SDR (GQRX, CubicSDR, SDR #) и программным обеспечением для декодирования APT (WXtoImg);
    -Паяльник;
    -Дрель;
    -Обжимной инструмент;
    -3D-принтер;



    Шаг первый: печать и сборка антенны QFH
    QFH (Quadrifilar Helix) представляет собой антенну с круговой поляризацией и состоит из двух петель, которые образуют четыре спирали. Для приема сигнала APT нужна QFH с правой круговой поляризацией (RHCP). Поскольку антенна используется в качестве приемника, источник должен быть сверху. Загрузите и распечатайте файл QFH_BOTTOM (крестовина)в двух экземплярах. Загрузите и распечатайте детальQFH_BODY (опора) столько штук, сколько нужно, чтобы гарантировать, что петли образуют спирали (мастер напечатал 3 шт.). Отрежьте 2 куска проволоки по 2,5 м. В идеале потребуется ~ 2,20 м (2203 мм) провода для более длинной петли и ~ 2,16 м (2158 мм) провода для более короткой петли, но лучше отрезать более длинные провода и затем, при сборке отрезать лишнее.

    Установите первую опору на трубу из ПВХ и поместите ее ближе к нижней части. Установите вторую опору на расстоянии 45 мм от нижней.
    Дальше нужно установить крестовину. Затем снова опору, и наверху крестовину. Расстояние между деталями, расположенными посередине не имеет значение, главное, чтобы они обеспечили правильное расположение кабеля. Расстояние между нижней и верхней деталями должно составлять 742 мм.

    Дальше нужно просверлить в трубе отверстие под двумя нижними опорами.

    Затем расположите кабель на крестовине и опоре, как на фото и схемах ниже. В верху антенны нужно припаять один центральный проводник короткой петли с одним центральным проводником длинной петли и с центральным проводником кабеля, который будет подключатся к аппаратуре. Так же нужно спаять и экранирующую оплетку. После пайки обязательно нужно проверить на КЗ. На втором конце кабеля нужно установить разъем.







    После сборки антенны мастер провел несколько измерений.

    Коэффициент стоячей волны (КСВ) этой антенны был измерен на уровне 1,27 для 137,5 МГц с использованием векторного анализатора Agilent E5062.
    Входное сопротивление антенны было измерено и составило ~ 50 Ом.


    Шаг второй: фильтры и усилители
    Для этой системы мастер использовал фильтр FM, LNA SPF5189Z. Сигнал передается от антенны на полосовой фильтр FM, где устраняется шум от радиостанций. Затем сигнал передается на фильтр для дальнейшей изоляции и, наконец, отфильтрованный сигнал усиливается на ~ 25 дБ с помощью LNA, который подключен к SDR.


    Мастер купил FM фильтр на AliExpress, но можно собрать его самостоятельно по схеме ниже.


    Для изготовления следующего фильтра он использует два конденсатора емкостью 2,7 пФ соединенных параллельно (общая емкость 5,4 пФ). Группа конденсаторов соединяется последовательно с катушкой индуктивности 248 нФ (для создания катушки, вычисления с помощью этого калькулятора, мастер использовал обычную катушку с диаметром 0,5 мм ). Затем припаял все к печатной плате и припаял соответствующие разъемы RF (SMA для PCB).

    Затем питание от батареи 18650 подает на SPF5189Z LNA. И наконец, подключает систему к SDR.



    Шаг третий: об антенне и фильтре
    Антенна должна быть настроена на 137,5 МГц Для этого большая петля должна быть настроена на более низкую частоту, а меньшая петля должна быть настроена на более высокую частоту. Для этой конструкции более длинная петля состоит из провода длиной 2,2 м и настраивается на частоте 136,26 МГц (длина волны 2,2 м). Более короткая петля состоит из провода длиной 2,16 м и настраивается на частоте 138,79 МГц (длина волны 2,16 м). 136.26 + 138.79 = 275.05, и, если мы разделим на 2, мы получим 137.525 МГц в качестве центральной частоты антенны.
    Мастер разработал антенну с использованием программного обеспечения 4nec2. На графике ниже видно, что КСВ антенны настраивается на ~ 1,24 при 137,5 МГц.

    И импеданс получается ~ 45 Ом для реальной части и ~ 8,5 Ом для мнимой части. Что касается усиления антенны, то видно, что оно составляет ~ 4 дБ для правой поляризации и «следует» спутнику при его прохождении от горизонта.





    Мастер также запустил симуляции для фильтров, используя программное обеспечение RFSim99.
    Для FM BSF график ниже.

    Следующий график для BPF.

    Из графиков видно, что моделирование согласуется с конструкцией антенны и фильтров.

    Шаг четвертый: программное обеспечение
    Мастер работает на Elementary OS, которая является дистрибутивом Linux, и использует Gpredit для мониторинга спутников NOAA. Также эту программу можно запускать на Windows.

    Спутники передают на частоте 137–138 МГц точнее:
    NOAA-15 - 137,62 МГц
    NOAA-18 - 137,9125 МГц
    NOAA-19 - 137,1 МГц

    Ширина полосы излучаемого сигнала составляет ~ 34 кГц, а модуляция - FM. Откройте CubicSDR или другое ПО (GQRX, SDR #) и установите модуляцию на FM. Настройтесь на частоту спутника, который вы хотите услышать, и установите ширину фильтра не менее 34 кГц.

    Пока спутник приближается к вашему местоположению, вы должны видеть что-то вроде этого.

    Должно быть слышно что-то вроде «тик-так» между тоном 2400 Гц и тоном ~ 1000 Гц. Запишите звук «тик-так» при прохождении спутника над вашим географическим положением и сохраните файл .wav.

    Откройте WXtoImg и загрузите файл .wav, вы можете увидеть что-то вроде картинки ниже.

    Имейте в виду, что это не оригинальное изображение спутника, а модифицированное программой, для оригинального изображения вам нужно перейти Enhancements -> Norma.

    Если вы выберете Norma, вы увидите два изображения. В верхней части вы можете заметить что-то вроде «NOAA (ch 1-4)», это означает, что одно изображение поступает с канала 1 спутникового радиометра, Канал 4 является инфракрасным изображением. Если вы подведете курсор мыши к изображению, на котором находится изображение, вы можете заметить температуру определенной позиции на карте (внизу справа). Тон 2400 Гц говорит нам о цветах (оттенках серого) земного изображения, а тон ~ 1000 Гц (1040 Гц для видимого изображения и 832 Гц для инфракрасного изображения) представляет собой последовательность импульсов синхронизации.

    Теперь можно увидеть спутниковое изображение на компьютере.

    Если у вас возникли проблемы с декодированием WAV-файла с помощью WXtoImg, загрузите Audacity и заново сэмплируйте аудиофайл с частотой 11025 Гц (Tracks -> Resample). Вам также может понадобиться нормализовать аудиофайл до и после его повторного выбора для этого перейдите в Effect -> Normalize.

    Источник (Source)
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

    Установка на старый телевизор современной электроники

    Компактный тепловизор на базе Raspberry

    8.3
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    9.7
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    10
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 9.33 из 10 (голосов: 3 / История оценок)

    Добавить комментарий

    3 комментария
    Иван_Похмельев
    pogranec, первый вопрос не к Вам, переведено всё правильно. Непонятно, почему автор изделия так сделал.
    pogranec Автор
    Иван_Похмельев,
    "фильтр для дальнейшей изоляции"
    -Насколько я понял, это фильтр самодельный, который с катушкой индуктивности, в оригинале так
    The signal is then transmitted to the bandpass filter for further isolation and finally the filtered signal is amplified for ~25 dB by the LNA, which is connected to the SDR.

    Может что неправильно написал, но я старался. А учитывая что для меня все это полутемный лес.... Пришлось даже консультироваться в некоторых местах. Просто самому интересно.
    Иван_Похмельев
    Интересная статья. Есть вопросы.
    1. Почему применён "полосовой фильтр FM, где устраняется шум от радиостанций", а не ФВЧ, который убрал бы прочие радио- и телестанции?
    2. Что за "фильтр для дальнейшей изоляции"?

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Опрос
    А Вы знаете, что на сайте оплачиваются отчеты о создании самоделок?

    Последние комментарии

    Все комментарии