USING SUN NOISE - ИСПОЛЬЗУЕМ ШУМ СОЛНЦА (Перевод)
(K5SO thanks W2UHI and VK7MO for making their results available for the study. )
ШУМ СОЛНЦА: Солнце производит высокий уровень шума в электромагнитном спектре из-за множества процессов, таких как ускорение электронов и ионов в интенсивных магнитных полях, которые присутствуют на солнце, выброс ионов и электронов из турбулентных областей заряды, спиральные вокруг линий магнитного поля, объединение противоположно заряженных частиц с образованием молекул и другие радиационные процессы. Часть излучаемого солнцем излучения находится в микроволновом диапазоне частот и может быть с пользой использована операторами EME в качестве удобного источника высокого уровня шума для регулярной проверки производительности своей системы и / или сравнения производительности своей системы с другими EME. станции, которые также сделали измерения солнечного шума.
ПОЧЕМУ БЫ НЕ ИСПОЛЬЗОВАТЬ КОСМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ?: Да, верно, многие космические радиоисточники обеспечивают стабильное радиоизлучение в микроволновом диапазоне, и такие источники могут быть чрезвычайно надежно использованы для проверки рабочих характеристик станциями, которые имеют достаточно высокую производительность, многие любительские радиостанции EME не имеют достаточно высокой производительности приема, чтобы удобно использовать такие источники. Мы хотим исследовать использование самого мощного источника сигнала в нашем небе, а именно нашего Солнца, в качестве средства контроля производительности системы. Любая работающая станция EME может легко измерить солнечный шум с достаточно высоким отношением сигнал / шум. Задача использования солнечного шума в качестве источника калибровки заключается в разработке протокола, который адекватно учитывает изменение солнечного потока от солнца.
ИССЛЕДОВАНИЕ ШУМА СОЛНЦА: В период с июля 2005 года по сентябрь 2006 года Джо, K5SO, и Фрэнк, W2UHI, провели совместное исследование солнечного шума, чтобы разработать общий протокол для измерений солнечного шума, с помощью которого любительские радиостанции EME могут контролировать свою систему приема. производительность, и это можно использовать для объективного сравнения производительности приемной системы отдельных станций EME, независимо от их конкретной конфигурации системы. Сводка результатов исследования появляется на этой странице. Исследование, в частности, включало определение основанного на физике аналитического выражения для ожидаемого солнечного шума, который будет измеряться любой данной станцией EME после того, как станция измеряет начальную точку калибровки. Приведенное ниже объяснение иллюстрирует, как можно использовать это выражение в сочетании с измерениями солнечного потока, выполненными солнечными обсерваториями, для прогнозирования значений солнечного шума, которые будут наблюдаться станцией EME при любых условиях солнечного потока.
ОБЪЯСНЕНИЕ ГРАФИКА:Кривые ЧЕРНОГО - это прогнозы для солнечного шума с использованием тарелочных антенн различного диаметра, как указано, при условии, что система, использующая тарелку, имеет производительность системы, которая равна производительности системы K5SO во всех отношениях, кроме той, которая относится к диаметру тарелки. Обратите внимание, что ЧЕРНЫЕ кривые НЕ ЯВЛЯЮТСЯ абсолютным предсказанием того, что каждый должен увидеть, используя указанный размер блюда! Отдельные станции могут видеть больше солнечного шума или могут видеть меньше солнечного шума, чем предсказывают кривые ЧЕРНОГО, в зависимости от того, как производительность приемной системы отдельной станции сравнивается с характеристикой приемной системы K5SO, скорректированной с учетом размера тарелки. Иначе говоря, ЧЕРНЫЕ КРИВЫ представляют количество солнечного шума, которое K5SO должен увидеть, если 28-дюймовая антенна в K5SO была заменена тарелкой другого размера. Читатель должен отметить, что функциональная форма кривой солнечного шума (то есть, 23 см солнечного шума как функция солнечного потока 10,7 см) для отдельной станции должным образом определяется выражением, приведенным в уравнении. (1) ниже. Фактические измеренные точки, собранные отдельной станцией, определят, какое значение A следует использовать в уравнении. (1) для конкретной станции. Как только A определено (либо по одному измерению солнечного шума, либо по нелинейной подгонке методом наименьших квадратов нескольких измерений солнечного шума), уравнение (1) будет прогнозировать количество солнечного шума, которое будет наблюдаться этой станцией на длине волны 23 см при произвольном условии солнечного потока 10,7 см, в пределах, ограниченных точностью, до которой было определено значение A.
Сплошные КРАСНЫЕ, СИНИЕ и ЗЕЛЕНЫЕ кривые являются графиками функции:
SN = 10 * log(((0.72*(SF-64))+47)/A) (1)
где SN - солнечный шум, измеренный в дБ выше, чем измеренный для холодного неба на 23 см, SF - число солнечного потока 10,7 см (измеренное Радиоастрофизической обсерваторией Доминиона (DRAO) в Пенктиктоне, Британская Колумбия, Канада), которое действовало в то время было проведено измерение 23 см солнечного шума, A - это константа, которая определяется нелинейным наименьшим квадратом, соответствующим измеренным точкам, а log относится к общему (основание 10) логарифму. Измерения солнечного потока DRAO в 1700Z, 2000Z и 2300Z (сезонное расписание) автоматически публикуются через несколько минут после того, как они сделаны по адресу:
http://www.spaceweather.gc.ca/sx-4-eng.php. Точная форма уравнения. (1) основан на расширении нами концепции
Калибровки с использованием солнечного потока 10,7 см (PDF, загрузка 4,7 МБ), разработанной доктором Кен Таппинг из ДРАО.
Сплошная КРАСНАЯ кривая представляет собой график уравнения. (1) где А был определен по методу наименьших квадратов, подходящему для 16 измерений солнечного шума на K5SO (блюдо 28 ’, входной сигнал в стиле VE4MA). Соответствие дает A = 0,5381125 и дисперсию SN 1-сигма = 0,11 дБ. КРАСНЫЕ ОТКРЫТЫЕ СИМВОЛЫ представляют более ранние измерения солнечного шума с помощью K5SO, в которых, по-видимому, исходные сигналы были настроены не совсем оптимально. Данные красного открытого треугольника собирали, используя входной канал с квадратной перегородкой с круглым скалярным кольцом, а данные красного открытого круга собирали, используя входной рог в стиле VE4MA, до того, как импеданс соединителей зонда RX / TX на рожке был оптимизирован. В данных символа в виде сплошного красного кружка импеданс разъема RX на входном канале в стиле VE4MA был скорректирован путем уменьшения диаметра монопольного датчика RX на 0,020 "от исходного диаметра 0,125" только вдоль той части датчика, которая находится внутри. собственно корпус разъема, то есть без изменения диаметра 0,125 дюйма или длины 2,004 дюйма части зонда, которая находится за корпусом разъема и которая проходит во внутреннюю часть волноводного рупора, а также без изменения размера внутреннего диаметра разъема 0,250 дюйма корпус, через который проходит провод зонда. Изменился только диаметр части центрального провода, проходящего через корпус разъема. В случае зонда RX измерения обратных потерь на разъеме RX составляли 20 дБ до того, как был изменен разъем и 35 дБ после того, как он был изменен. Подобные модификации на порту TX дали 20 дБ возвратных потерь до модификации и 28 дБ после модификации. Существенное увеличение ret Потеря урны на приемном разъеме на звуковом сигнале привела к существенному улучшению характеристик чувствительности приема для станции; на самом деле, модификация привела к улучшению эффективной чувствительности почти на 1 дБ, что можно сразу увидеть по относительным положениям данных красного сплошного символа и данных красного открытого символа на графике. После того, как были произведены модификации разъема, самозавершенные эхо-сигналы от Луны с помощью K5SO были увеличены с предыдущего среднего относительного уровня S7 до S8, почти на 3 дБ! Таким образом, различия между данными красного открытого символа и данными красного сплошного символа на диаграмме служат иллюстрацией и практическим примером полезности диаграмм прогнозирования солнечного шума, подобных этой, при использовании систематических измерений солнечного шума для прямого анализа и сравнения производительность приема станций EME во времени и после модификации оборудования. Именно эту практическую полезность мы надеялись продемонстрировать с помощью результатов нашего исследования солнечного шума.
Сплошная ГОЛУБАЯ кривая представляет собой график уравнения. (1) где А был определен по методу наименьших квадратов, подходящему для 21 измерения солнечного шума в W2UHI (блюдо 18 ’, рупор в стиле VE4MA). Соответствие дает A = 1,434519 и дисперсию SN 1-сигма = 0,12 дБ.
Сплошная ЗЕЛЕНАЯ кривая представляет собой график уравнения. (1) где А был определен на основе наименьших квадратов, подходящих для 12 измерений солнечного шума на VK7MO (7,5 'блюдо, квадратный волновод с перегородкой). Соответствие дает A = 8,758392 и дисперсию SN 1-сигма = 0,22 дБ.
