Панорамный пассивный радиолокатор

в 23:22, , рубрики: Песочница, метки:

В этой статье я хочу рассказать об очередном эксперименте с пассивным панорамным радиолокатором. Предыдущие эксперименты описаны в статьях «Радиотелескоп» и «СВЧ пассивный радиотеплолокатор в диапазоне 10 ГГц».

Первые панорамные радиоснимки были получены с помощью сетчатой параболической антенны диаметром 1,8 м установленной стационарно.

Следующий радиолокатор не был панорамным, т.е. он мог работать только в азимутальной плоскости. Зато он позволил поэкспериментировать, как в плане механики и электроники, так и в плане использования антенн малого диаметра. Сначала было не понятно – будут ли эффективны зеркала диаметром около 50 см при приёме собственных шумов объектов?

После первых экспериментов сразу стало ясно, что это вполне возможно и меня посетила мысль сделать небольшой мобильный панорамный радиолокатор с антенной диаметром 50 см.

Устройство

Для опоры я использовал треногу от оптического телескопа, которую заимствовал у товарища. Поворотный механизм собран из двух червячных редукторов, к которым подсоединены моторедукторы со встроенными датчиками.

На выходном фланце поворотного механизма закреплена прямофокусная антенна диаметром 50 см. В фокусе установлен конвертер от спутникового телевидения.

Сигнал с конвертера поступает на усилитель высокой частоты, затем на амплитудный детектор и далее на усилитель постоянного тока. После усилителя сигнал оцифровывается однобайтным АЦП. Контроллер пульта управления поворотным механизмом по запросу компьютера считывает положение антенны, опрашивает АЦП и отправляет эти данные обратно в компьютер.

Управляющая программа в компьютере сначала подготавливает задание в соответствии с заданными координатами панорамы, а затем, по мере надобности отправляет нужные координаты пульту управления.

Одновременно с этим компьютер постоянно (каждые 20 мс) отправляет запросы о положении антенны и уровне сигнала. На основе этих данных и рисуется картинка в окне программы.

Эксперимент №1 – панорамный радиоснимок комнаты

Панорамный пассивный радиолокатор - 1

На самом деле это пол комнаты. Середина снимка это угол комнаты. Соответственно на левой стене два окна и на передней стене два окна. Левые окна выходят не на улицу, а на застеклённый балкон (это восток). Передняя стена смотрит на юг и окна выходят прямо на улицу.

Что видно на этих снимках:

А. В крайнем левом окне, вертикальная полоса справа – это часть рамы этого окна, а вертикальная полоса слева – это часть рамы окна балкона. В соседнем окне всё тоже самое. Два окна слева кажутся меньше по высоте по сравнению с окнами в правой части снимка. На самом деле они одинаковые по размеру. В окнах слева, сверху сильно светит потолок балкона.

Б. Окна в правой части радиоснимка. В окне, которое ближе к центру, вертикальная полоса – это часть рамы окна. Внизу окна видна крыша соседнего дома. В крайнем справа окне тоже просматривается часть рамы и ещё видна светлая полоса идущая от верхнего левого угла, практически по диагонали вниз. Я точно не уверен, но подозреваю, что так виден размазанный сигнал от спутников на геостационарной орбите.

Эксперимент №2 – радиоснимок из окна

Панорамный пассивный радиолокатор - 2

Этот радиоснимок я делал, установив антенну непосредственно перед окном.

Внизу снимка видна крыша соседнего дома. Вертикальная полоса справа – это часть рамы окна. Светлая дуга по середине снимка идущая слева на право – это размазанные сигналы со спутников, а источники этих сигналов можно увидеть слева (светлое пятнышко) и справа (светлое расплывшееся пятно).

Эксперимент №3 — радиоснимок человека

Панорамный пассивный радиолокатор - 3

Экспериментируя с портативным радиометром я обнаружил, что тело человека тоже излучает радиошум.

Однако с помощью такого радиометра радиоснимок не сделаешь. Теперь у меня появилась такая возможность и этот эксперимент для меня оказался наиболее интересным. Я сделал несколько радиоснимков самого себя. Оказалось, что тело человека сильно светится в радиодиапазоне.

На левом снимке я стою с опущенными руками, на среднем руки раздвинуты в стороны и на правом руки подняты вверх. Для чистоты эксперимента я снял с себя одежду, чтобы быть уверенным в том, что излучает именно тело, а не одежда.

Эксперимент №4 – радиоснимки лампочек

Я не стал делать картинки радиоснимков лампочек. Эксперимент проводился над энергосберегающей лампочкой, светодиодной и обычной (накаливания). Энергосберегающая лампа ярко светит в диапазоне 10 ГГц, чего не скажешь об остальных лампочках. На видео можно увидеть, как я делал радиоснимки и лампочек в том числе.

Сейчас я наметил следующие эксперименты по теме пассивной радиолокации, но несколько на другом оборудовании. Это будет другая статья.

Так же я делал панорамные радиоснимки в диапазоне частот 4 ГГц на стационарном радиолокаторе.


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js