MONTAGEM E TESTE DE RADIOTELESCÓPIOS EXPERIMENTAIS
COM O RADIO JOVE
Sessão de Observação Solar com o Radio JOVE 2.0. Ciclo Solar 25.
Há registros de atividade solar, relativos ao Ciclo Solar 25, disponíveis no endereço:
https://www.swpc.noaa.gov/products/solar-cycle-progression
Até o mês de março de 2024, quando este relato foi escrito, os gráficos já indicavam o incremento da quantidade de manchas solares e da atividade de rádio em 10,7 cm (2800 MHz):
Com o Sol numa fase mais ativa, ao monitorarmos a faixa de cerca de 15 a 30 MHz, por períodos de algumas horas, é mais provável o registro de emissões Tipo III ou até mesmo Tipo IV.
A seguir, algumas emissões em rádio de sessões de observação durante os dias 29 e 30/06/2024. Utilizada estação Radio JOVE 2, com receptor SDR RSP1A e antena de meia-onda, dipolo em V, modelo DP200, com cabo coaxial de 15 m, estação receptora experimental.
A faixa de recepção foi definida entre 17 e 25 MHz.
Utilizando o Radio-Sky Spectrograph, imagens do registro solar em rádio do dia 29/03/2024 (15:49, 15:52 e 15:57, e depois, por volta de 16:02 a 16:05 UTC):
Registro do NOAA, com emissões solares em rádio, foi editado para destacar o horário em que as observações foram registradas e os tipos de emissão:
Utilizando o Radio-Sky Spectrograph, registro solar em rádio do dia 30/03/2024, entre 15:24 e 15:27 UTC:
Registro do NOAA, com emissões solares em rádio, foi editado para destacar o horário UTC em que as observações foram registradas e os tipos de emissão:
Sessão de Observação do Eclipse Anular de 2023 com o Radio JOVE 2.0. Lajedo de Pai Mateus, Cabaceiras/PB.
No dia 13 de outubro de 2023, houve conferência pública promovida pela SBPC no Auditório da FIEP, em Campina Grande/PB.
No dia do eclipse, em 14 de outubro de 2023, houve o deslocamento para Lajedo de Pai Mateus, um local amplo, com paisagem peculiar, com formações rochosas inusitadas, vegetação típica do clima mais quente e árido, e que já foi cenário para obras audiovisuais.
No local, muitas pessoas já aguardavam em diferentes áreas à espera do momento em que a Lua começasse a estar à frente do Sol, de acordo com o nosso ponto de observação, para possibilitar o aspecto de anularidade.
Rapidamente, pouco antes de o eclipse começar, foi necessário escolher e decidir um local relativamente protegido e com visada para o Sol, de modo a permitir instalar a estação de recepção.
Lajedo de Pai Mateus (Paraiba/Brazil), coordenadas aproximadas:
7°22'47.2"S 36°17'51.7"W
(-7.3797681, -36.2976808)
COMPOSIÇÃO DA ESTAÇÃO DO RADIO JOVE 2.0:
Suporte para a antena, com tripé de alumínio, cordas de nylon e extensão de PVC.
Antena dipolo V, modelo DP200.
15 m de cabo coaxial RG-58
Receptor SDR RSP1A
Cabo USB
Computador com Microsoft Windows 11 e os programas:
SDR Console
SDRc2RSS
Radio-Sky Spectrograph
Radio-Jupiter Pro (para visualizar lóbulo teórico da antena e o Sol no céu local)
Vídeo do Eclipse Solar Anular de 2023 em Lajedo de Pai Mateus, na Paraíba.
Este vídeo foi gravado com celular comum, utilizando como filtro uma das películas de óculos de proteção para observação de eclipses, ISO 12312-2:
RADIO JOVE 2: Sessão do Eclipse Solar Anular de 2023 em Lajedo de Pai Mateus, na Paraíba.
Algumas fotos da estação Radio JOVE 2.0 e da fantástica paisagem em Lajedo de Pai Mateus, da sessão de observação para registrar eventuais emissões solares e/ou efeitos na propagação ionosférica, como consequência do eclipse solar anular de 2023:
Mais detalhes sobre a sessão de observação do Eclipse anular de 2023 estão publicadas no The JOVE Bulletin, edição de dezembro de 2023 (link a seguir):
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RADIO JOVE 2: Mais testes preparatórios para sessão do Eclipse Solar 2023
(com antena MFJ-2215, MINI-DIPOLE, 15M, receptor SDR RSP1A e Espectrógrafo)
Em 14 de Outubro de 2023 haverá eclipse do Sol, visível em diversas localidades (será anular em 2023, visível em sua plenitude em regiões da América do Norte, Central e do Sul e haverá eclipse total em 2024, visível em sua totalidade em algumas regiões da América do Norte). Para verificar locais e horários do eclipse: "Eclipse Path of Annular Solar Eclipse". A Paraíba será um dos locais privilegiados para visualizar o acontecimento astronômico. Em alguns locais, situados na faixa em que o eclipse anular será visível, diversos radioastrônomos amadores devem monitorar o evento em rádio na tentativa de registrar quaisquer fenômenos, quer influenciando a propagação em Ondas Curtas, quer na captação eventual de emissões oriundas da região solar propriamente dita. Realizamos vários testes, com uma antena dipolo curta, para facilitar seu transporte, com potencial para ser utilizada numa sessão experimental, amadora, na Paraíba.
Nas imagens acima, emissões solares em 29/07/2023, às 15:54, 15:55 e 15:56. Embaixo, antena utilizada, montada em tripé.
RADIO JOVE 2: Testes com antena MFJ-2215, MINI-DIPOLE, 15M, receptor SDR RSP1A e Espectrógrafo
Nesta sessão de monitoração do Sol, mais uma vez foi empregada a antena dipolo curto (imagem acima, antena com polarização horizontal, montada em suporte de tubo de PVC), para a faixa de 15 m (20 MHz), MFJ-2215.
Com o Sol em fase de maior atividade, a possibilidade de registrar emissões foi incrementada.
Na data da monitoração, em 17/04/2023, houve diversos episódios, mas com os recursos utilizados e, nos momentos em que os sinais estavam sendo registrados com o Radio-Sky Spectrograph, coincidiu uma janela de observação com pouca RFI (interferência indesejável), de modo que um registro claro de emissão solar Tipo III/2 foi realizado.
Na imagem acima, cópia editada da página de eventos Solares do NOAA (crédito da imagem adaptada), para destacar a emissão do Tipo III/2, correspondente ao período das 14:27 às 14:34 (UTC), aproximadamente.
Na imagem abaixo, captura de tela do Radio-Sky Spectrograph (crédito do programa: radiosky.com) com registro das emissões de rádio do Sol Tipo III/2, correspondente ao período das 14:27 às 14:34 (UTC), aproximadamente.
Nas imagens seguintes, cópia editada da página de eventos Solares do NOAA (crédito da imagem adaptada), para destacar outra emissão do Tipo III/2, correspondente ao período das 16:15 às 16:23 (UTC), aproximadamente.
Na captura de tela do Radio-Sky Spectrograph, provavelmente por haver mais RFI no momento do registro dessas emissões solares Tipo III/2, o sinal característico não está tão claro perante os ruídos indesejáveis.
Nos registros acima, é digno de nota a intensidade dos sinais mais fortes, logo abaixo à frequência de 20 MHz, que é a região de operação da antena MFJ-2215 (15 m).
RADIO JOVE 2: Testes com antena MFJ-2215, MINI-DIPOLE, 15M, receptor SDR RSP1A e Espectrógrafo
A antena dipolo curto (imagem acima, antena com polarização horizontal, montada em suporte de tubo de PVC), para a faixa de 15 m (20 MHz), MFJ-2215 foi testada em sessões de monitoração visando a captação e registro de sinais de rádio do Sol, de descargas atmosféricas e de emissões de teste ionosféricos.
Nesta sessão de observação não houve emissões solares com intensidade relevante na faixa centrada em 15 m, considerando a sensibilidade do receptor utilizado. O teste, no entanto, é válido pois permite estabelecer estratégias para mitigar as interferências eletromagnéticas (RFI), que mascaram os sinais mais fracos originários em fenômenos naturais (especialmente os cósmicos).
Com o lóbulo principal da antena no sentido Leste-Oeste, o trânsito solar foi monitorado por diversas horas, resultando em muitos megabytes de informação a ser analisada e comparada com outras observações.
Imagens abaixo:
Diagrama de interligação da antena, receptor e computador;
Exemplos de captura de tela do Radio-Sky Spectrograph.
Nas imagens abaixo, emissões predominantemente verticais são indícios de emissões de descargas atmosféricas, que se espelham por amplas regiões do espectro. Também há registros de captação de emissoras em Ondas Curtas de diversos países, a depender do horário de melhor propagação, e que no gráfico são as linhas predominantemente horizontais. As linhas entrecortadas, sinuosas ou inclinadas, podem ser o registro de emissões para testes ionosféricos.
Na imagem abaixo, a região com cores azul claro e amarelo indicam o incremento de ruído (RFI) provocado por equipamento eletrônico (aparelho de TV) ligado nas proximidades da antena. Para minimizar a interferência, a antena foi girada de modo que isolasse o sinal indesejável.
RADIO JOVE 2: Testes com antena Loop modelo MLA-30, receptor SDR RSPduo e Espectrógrafo
Neste teste, com metodologia de instalação e observação do Radio JOVE 2, foi utilizada antena modelo "MegaLoop", MLA-30, que possui amplificador interno e é alimentada com 5 V por bateria externa recarregável. Com o receptor RSPduo, foi utilizado o programa SDR Console, configurado para monitorar uma faixa de 8 MHz, centrada em 18,5 MHz, ou seja, capaz de registrar os sinais de rádio que chegam à antena desde 14,5 MHz até 22,5 MHz.
O objetivo é testar o receptor, com uso dos programas de coleta de dados e espectrografia e monitorar o Sol, mesmo em situação de intensa RFI (interferência). Com a antena loop, mais diretiva, apesar de possuir baixo ganho, o que é compensado pelo amplificador interno, é a tentativa de captar ao menos as emissões mais intensas do Sol, quando estas ocorrerem.
Imagens abaixo:
Detalhe da antena MLA-30;
Detalhes do Receptor, adaptador para alimentação da antena e bateria;
Captura de tela com softwares:
SDR Console, no qual o receptor SDR é configurado e controlado;
Radio-Jupiter Pro, para verificação do céu local e lóbulo da antena, enquanto o Sol já estava baixo, próximo ao horizonte (W);
RSS, data Repeater to RSS, para coleta de dados pelo RSS;
Radio-Sky Spectrograph (RSS), para registrar o espectro de RF em função do tempo, com cores indicando a intensidade relativa dos sinais. Os dados são salvos no computador para análise posterior.
Na tela do RSS indicação de emissões espúrias, sinais de recepção de rádio em Ondas Curtas (geralmente de outros países), Ionossondas, mas com a RFI intensa no local de observação, as eventuais emissões solares podem estar mascaradas no ruído (região do gráfico com cores mais intensas).
As emissões solares são conferidas na página NOAA https://www.swpc.noaa.gov/products/solar-and-geophysical-event-reports.
RADIO JOVE 2: Agora o Radio JOVE tem um kit com receptor tipo SDR e Espectrógrafo
O programa educacional Radio JOVE, mantido pela NASA, agora promove a radioastronomia experimental utilizando receptor do tipo SDR (Software Defined Radio). Com este novo tipo de rádio, que deve ser conectado a um computador (geralmente via USB) com os programas necessários instalados e configurados, a faixa de observação foi ampliada. O receptor anterior, do tipo analógico, de sensibilidade muito alta, permitia uma faixa de sintonia de aproximadamente 20 MHz +/- 100 kHz. o Radio JOVE 1.0 não será mais o kit educacional que o programa vende em sua página.
Agora, o novo receptor, com uma faixa que pode ser de até 8 MHz, é na verdade um conjunto de softwares e dos hardwares, tipicamente o receptor SDR modelo RSP1A, do fabricante SDRplay. O tipo de antena recomendado continua a ser o dipolo de meia-onda, que pode ser adquirida como kit. Apenas com um dipolo é possível captar fortes emissões solares, quando o Sol está em momento ativo na faixa de HF, e, para sinais mais fracos e para captar emissões de Júpiter, devem ser instaladas duas antenas dipolo em paralelo, em local com pouca interferência eletromagnética. Ou seja, geralmente locais afastados de grandes centos urbanos e de fontes de ruídos como motores, lâmpadas de LED, potentes emissoras de rádio etc.
Como esta é uma página de Radioastronomia Experimental, iniciamos testes com a nova filosofia do Radio JOVE 2.0. Foi utilizado um receptor do mesmo fabricante indicado no programa, o SDRplay, mas o modelo uque está sendo testado foi o RSPduo. Isto exigiu que fossem realizados procedimentos ligeiramente diferentes, e os programas utilizados foram:
1. Iniciar o SDR Console (que permite utilizar diferentes modelos de receptores SDR, iclusive o RSPduo);
2. Iniciar o SDRc2RSS (que faz a interface do SDR Console com o RSS);
3. Iniciar o Radio Sky Spectrograph (RSS) (que é o espectrógrafo, que permite visualizar e salvar arquivos dos dados recebidos pelo receptor SDR em sua ampla faixa de frequência, tipicamente 8 MHz, para o Radio JOVE 2.0).
Os programas devem ser executados nessa sequência, sendo recomendável primeiro testar o SDR Console com o receptor SDR.
Foram seguidas as instruções do vídeo "How to use SDR-Console to view various SDR receivers in Radio Sky Spectrograph. SDRC2RSS", de autoria de Larry Dodd. E, após familiarização com os procedimentos e ajustes, várias telas com registro de recepção de emissões de ionossondas, recepção de Morse (CW), muita interferência (RFI) e ainda não foi possíovel registrar uma das emissões solares.
A seguir, a imagem de um exemplo de um dos primeiros testes utilizando uma antena dipolo, em local afastado de centros urbanos. As linhas horizontais são de emissões discretas de CW. As linhas sinuosas e a inclinada são de algum tipo de radar atmosférico ou ionosonda. Algumas outras emissões não foram identificadas.
(crédito da imagem: realizada com captura de tela do software Radio-Sky Spectrograph, RSS, da Radio-Sky Publishing):
Esta outra imagem é um exemplo de recepção recente, utilizando uma antena loop magnética sintonizável (a faixa horizontal de cor amarelada é a região de sintonia da antena, que capta mais ruído), em local com muita RFI: No momento dessa observação, também houve uma fraca emissão solar, mas não foi possível definir claramente que a perceptível aumento do ruído entre 19:05:11 e 19:05:41 tenha sido realmente correspondente ao do Sol. (Crédito da imagem: realizada com captura de tela do software Radio-Sky Spectrograph, RSS, da Radio-Sky Publishing).
RADIO JOVE: RFI NAS OBSERVAÇÕES EXPERIMENTAIS DE EMISSÕES SOLARES
Na sessão anterior, foi constatado sinal interferente na faixa de 20,1 MHz. A fonte do ruído foi identificada:
Todo cuidado é pouco ao iniciar uma sessão de observação, pois os sinais interferentes podem ser originados nas mais diversas fontes. No vídeo acima, foram identificadas duas fontes: primeiro, o motor de uma máquina de lavar e, segundo, a caixa de som Bluetooth, usada como monitor de áudio.
Interferências provocadas por motores são mais óbvias, pois geralmente são dispositivos de alta potência que geram pulsos que se espalham por ampla faixa do espectro eletromagnético. Por isso há a necessidade de realizar observações em locais distantes de fios de alta tensão e longe de centros urbanos. Entretanto, nem sempre é possível estar no local ideal, e foi isso que motivou esta tentativa de ver se é possível captar, pelo menos emissão solar em ~20 MHz, pois as emissões solares geralmente são mais intensas, mesmo na faixa de HF.
A outra fonte de ruído é menos óbvia, pois a caixa de som Bluetooth utilizada estava com a seleção para a entrada via cabo de áudio, e não via sinal de rádio, na faixa do Bluetooth, cerca de 2,4 GHz. Ainda assim, era de se supor que, por ser de uma faixa muito mais alta que a do Radio JOVE, não houvesse interferência. Entretanto, não é o que a pesquisa demonstrou. A caixa de som com Bluetooth que funciona com modulação do tipo Spread Spectrum (espalhamento espectral) também atinge a faixa de 20 MHz, mesmo com baixa intensidade - é um sinal interferente que deve ser descartado e evitado.
Também foi usado o receptor RSPDuo, do tipo SDR (rádio definido por software) e é possível identificar que quando a caixa de som Bluetooth é desligada, o sinal interferente desaparece.
Mais uma tentativa de captar emissão solar em condições precárias, com antena receptora curta:
Durante o registro da sessão de observação, com a antena montada numa sacada, e o Sol já alto no céu, foi observado um aumento gradual do nível de ruído recebido, o que poderia ser um registro de emissão solar. Mas o site do NOAA não registrou emissões para o mesmo horário e a observação é considerada como mais um exemplo de interferência eletromagnética (RFI).
A imagem acima é a captura de tela da observação em 26/09/2020, com o software Radio-SkyPipe, e com o receptor do Radio JOVE, na faixa de ~20,1 MHz.
Convém destacar a imagem do diagrama da antena, com o ícone do Sol (círculo amarelo) na posição correspondente do céu da localidade no horário da observação.
Como o ruído era muito intenso e variava de frequência muito lentamente, para o Radio JOVE o sinal registrado graficamente apresenta um curva com os valores mínimos e o valor máximo, com quase 800 divisões da escala do SkyPipe.
Para descartar a possibilidade de haver algum problema no próprio receptor, que é extremamente sensível, foi removida a antena, mas ainda assim constatou-se que havia um resíduo do sinal interferente (com nível baixíssimo).
Para finalmente descartar problemas com o Radio JOVE, foi utilizado, então, um segundo receptor, do tipo SDR (ou Rádio Definido por Software), do fabricante SDRplay, modelo RSPduo. Percebe-se que, realmente, há um sinal que varia de frequência muito lentamente, aparentemente sem modulação reconhecível, cuja origem não foi possível identificar.
Na foto abaixo, o registro completo do sinal interferente.
No vídeo abaixo, a gravação da pesquisa com o receptor RSPduo, a gravação foi acelerada para reduzir o tamanho do arquivo. É possível perceber como a frequência da RFI realmente muda lentamente.
O objetivo da sessão a seguir é captar emissão solar mesmo em condições precárias de instalação da antena receptora:
A imagem acima é uma captura de tela realizada em 08/06/2020, com o Radio-SkyPipe, para registrar uma sessão de observação realizada com o receptor do Radio JOVE montado em blocos. Após o ajuste do receptor para máxima sensibilidade, as placas montadas num suporte metálico de alumínio, foram completamente isoladas com uma tampa provisória de papel alumínio. Apesar de não ser a situação ideal, as interferências foram consideravelmente reduzidas.
Além de testar o receptor, que foi utilizado por três dias consecutivos, sem apresentar problemas no funcionamento, também foi realizada uma tentativa de captar emissões solares com a antena dipolo em ambiente semiaberto, com os ds fios da antena dipolo não completamente estendidos, devido à falta de espaço.
Quando o sinal acima foi registrado, especialmente a segunda emissão, logo após 16:10:52, parecia ser uma emissão solar do Tipo III, que, visualmente, é apelidada de barbatana de tubarão, devido ao formato característico. Porém, para confirmar se a emissão é realmente de origem solar, é realizada uma conferência com outros observatórios ou pesquisadores, no mesmo horário.
No caso de emissões solares, uma das fontes seguras para conferência é o NOAA, Space Weather Prediction Center. De modo que, uma consulta ao arquivo do site do NOAA na data e horário não registrou nenhuma atividade solar.
Outra fonte de consulta, com os radioastrônomos amadores do Radio JOVE é na página Radio JOVE Archive Calendar, que mantém um registro colaborativo de observatórios experimentais, oriundos de várias partes do globo.
É importante destacar que o Sol está num período de baixa atividade, de modo que as sessões de observação devem ser mais extensas para que algo seja captado e conferido com sucesso.
As sessões de observação serão novamente iniciadas, na tentativa de captar emissões solares (são mais intensas e possivelmente mais fáceis de registrar mesmo na situação não ideal de observação), mesmo em situação não adequada, com a antena montada com apenas 1,5 m de extensão, em ambiente parcialmente aberto, numa sacada de apartamento.
Na foto abaixo, o registro da consulta ao relatório do NOAA, do dia 08/06/2020, sem emissões.
RADIO JOVE: OBSERVAÇÕES EXPERIMENTAIS DE JÚPITER NO ANTARES
Animação GIF com passagem do planeta no lóbulo da antena, captura de tela do programa Radio-Júpiter Pro
As observações foram realizadas com o kit do receptor do Radio Jove e os programas Radio-SkyPipe e Radio-Jupiter Pro.
Para uma sessão de observação bem sucedida, algumas condições devem ser atendidas:
Equipamentos adequados;
Definir o fenômeno a ser observado: Júpiter, o Sol ou a Via Láctea;
Verificar o calendário anual de observações de Júpiter e as probabilidades de emissão do tipo Io-B, especialmente;
Verificar se o Sol está num período ativo (por exemplo, com manchas solares);
Verificar se o local de observação possui pouco nível de ruído de interferência eletromagnética (RFI);
Providenciar infraestrutura mínima de suporte às observações (água potável, alimentação, eletricidade, abrigo, segurança);
Definir itens de controle durante as observações, com material para anotações e documentação fotográfica;
Notebook com funcionamento adequado e grande capacidade de armazenamento de dados.
A foto acima: Receptor do Radio JOVE alimentado por bateria 12 v, caixa de som portátil, o filtro contra RFI na faixa de HF, um laptop com os programas Radio-Jupiter Pro e Radio-SkyPipe. As antenas dipolo (foto abaixo) foram montadas na configuração Norte-Sul, a cerca de 3 m do solo.
Na animação, logo acima, vemos o diagrama do lóbulo principal da antena, na orientação Norte - Sul, apontando diretamente para o zênite. Com a animação, podemos ter uma ideia da passagem do planeta Júpiter (cor laranja) pelo lóbulo principal, à medida em que a Terra gira.
Nesta sessão de observação, realizada em 2019, o trabalho foi prejudicado pela alta incidência de interferência eletromagnética (RFI) no local do Observatório Antares.
Para as tentativas de observação de Júpiter, também deve-se realizar o levantamento das probabilidades de emissão com o programa Radio-Jupiter Pro (cópias das telas abaixo).
Constatada a elevada interferência do site, outra sessão de observação foi programada, para local mais afastado da área urbana.
Na animação abaixo, telas salvas com exemplos de sinais: (a) o primeiro com uma comparação com o sinal padrão do calibrador do receptor; (b) sinal candidato a ser de emissão de Júpiter (emissão não confirmada) e descartado devido à RFI do local. Exemplo em (c) de interferência periódica, que pode ser causada, por exemplo, por operação de algum motor elétrico nas proximidades,
MONTAGENS COM O RECEPTOR DO RADIO JOVE
O kit do radiotelescópio experimental do Radio JOVE que foi montado é composto por receptor, antenas dipolo, filtro de RF, bateria 12 v, notebook com programas Radio-SkyPipe e Radio-Jupiter Pro.
A sequência de montagem:
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Montagem das antenas dipolo e dos suportes de PVC
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Montagem do receptor e ajustes
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Configuração e uso dos programas
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Teste em campo
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Sessão de observação típica
O detalhamento dos circuitos eletrônicos e de como montar e ajustar o receptor estão disponíveis na página do Radio Jove Project, em Radio Telescope Equipment Manuals. É um projeto educacional que já foi adotado em diversas instituições de ensino e por radioastrônomos amadores em todo o mundo.
Montagem das antenas dipolo e dos suportes de PVC
Na base dos tubos de PVC, uma barra rosqueada metálica foi instalada para permitir fincar os mastros no terreno.
O primeiro teste foi realizado com os tubos de PVC e os cordões de estaiamento, de acordo com o recomendado pelo manual de montagem do Radio Jove.
À medida em que outros testes foram realizados, o tipo de montagem foi ajustado às condições do local de instalação. Por exemplo, sempre que possível, alguma parede era utilizada como um dos lados do suporte.
A montagem do suporte das duas antenas dipolo de meia-onda para a faixa de 20,1 MHz do receptor, obedeceu ao projeto e à necessidade de a altura dos fios estar a cerca de 3,3 m do solo.
Os tubos de PVC (imagens ao lado) foram cortados para facilitar o transporte e adaptados com juntas providas de roscas para montagem. A estabilização foi obtida com estaiamento com cordões de nylon.
Foi necessário adaptar o projeto original para adequar a montagem aos materiais encontrados no comércio local. Por exemplo: fios elétricos de cobre encapado foram utilizados como alças para passagem dos cordões de nylon (imagem abaixo).
A antena em si é formada por dois elementos dipolo de meia-onda, ligados em fase, de modo a aumentar o ganho do sistema, para monitorações da Via Láctea e de Júpiter. Para monitorar o Sol, apenas um dipolo é suficiente.
Na montagem dos dipolos, muita atenção é necessária à dimensão da estrutura, pois é condição necessária para operar corretamente na recepção dos sinais do receptor: na estreita faixa de 20,1 MHz +/- 150 kHz.
As dimensões da antena estão detalhadas no manual elaborado pelo Radio Jove.
A orientação, Norte-Sul ou Leste-Oeste também deve ser observada, de acordo com o local de instalação.
Crédito da imagem: Radio JOVE Project
Montagem do Receptor e Ajustes
Lista de materiais:
Kit do receptor do Radio JOVE (componentes e placa de circuito impresso) - com cabo coaxial e fios de cobre das antenas;
Filtro de RFI e gerador de ruído de referência (Radio JOVE);
Tubos de PVC para as antenas;
Laptop com os programas que integram o Radio JOVE.
A montagem do receptor envolveu, inicialmente, conferir todos os materiais do Kit.
Foram separados por tipo: resistores, capacitores, transístores, circuitos integrados, indutores, conectores, fios etc.
O material da antena também foi separado: cabos coaxiais, cordoalha de cobre, isoladores, choques de RF de ferrite.
A identificação dos componentes era essencial para que não fossem trocados os valores dos capacitores, nem se confundisse resistor com indutor, por exemplo. Alguns componentes cuja identificação era com números muito pequenos, como os capacitores cerâmicos e/ou de tântalo, foram corretamente selecionados com a ajuda de lupas e câmeras de celular, com zoom.
A montagem na placa de circuito impresso, foi iniciada pelos resistores.
Foi utilizado um ferro de soldar de ponta fina e baixa potência, 24 W, em local de boa iluminação.
Exemplos de Sessões de Observação
Sessão de observação solar, realizada em 23/12/2018.
Não houve registro de emissões de rádio na faixa do Radio Jove, 20,1 MHz. Também não houve registro no site do Solar Report Events, na data da monitoração.
Antes de iniciar a sessão de observação, são realizados procedimentos para calibração, para que se tenha um nível de referência que permita a comparação de medidas realizadas em diferentes computadores.
Foi utilizado o calibrador do Kit do Radio Jove.
Em destaque no final do gráfico, por volta do tempo de 14:30, ocorrência de interferência, provocada por motor elétrico que entrou em operação nas proximidades da antena (mais de 20 m de distância).
Este tipo de interferência ilustra a diferença de nível dos sinais: o do calibrador, que é muito baixo; os sinais captados por ruídos atmosféricos, também baixos, mas maiores que os do calibrador, e as emissões esporádicas de radares ionosféricos, picos de alta intensidade.
Percebe-se que a ocorrência de sinais interferentes de modo contínuo inviabiliza o registro dos sinais de baixo nível, como emissões da Via Láctea.
Montagem experimental do Radio JOVE em placas de circuito impresso distintas
Após montar e testar com sucesso o receptor original do Radio JOVE, no padrão do manual de construção do KIT, com a placa de circuito impresso, a caixa de alumínio e os acessórios, foi iniciada a montagem do circuito numa versão experimental, com fins didáticos, com os distintos blocos que compõem o esquema elétrico do receptor separados em placas de circuito impresso específicas. Na montagem alternativa, cada bloco possui as conexões de alimentação e de entrada e saída dos sinais de radiofrequência ou de baixa frequência, conforme cada etapa do circuito. Os blocos são interligados e será possível realizar experimentos com o funcionamento do circuito, destacando as suas características.
No primeiro teste realizado, os blocos foram ligados um a um, em ordem inversa. Primeiro o Block 5, do amplificador de áudio. Por ser extremamente sensível, o circuito captou muitas interferências das emissoras locais de FM e TV.
Quando todos os blocos foram conectados, foi possível constatar que o receptor estava funcionando, apesar do sinal de FM interferente.
Com o Block 1 ligado, responsável por gerar o sinal de teste de 20 MHz, foi efetuado o ajuste da bobina L5, integrante do circuito de sintonia, com o varicap. O receptor captou o sinal de teste, perceptível pelo tom agudo do batimento de frequências.
A próxima etapa da montagem será adequar uma caixa metálica para blindagem dos sinais indesejáveis e o ajuste da sensibilidade e do ganho dos circuitos de amplificação.
Abaixo, o esquema de montagem das placas Block 1 a Block 5 na caixa metálica, com pontos de aterramento para propiciar maior blindagem contra interferências de RF.
Abaixo, foto da montagem dos diferentes blocos do receptor, em uma forma de alumínio adaptada para servir de suporte mecânico e de blindagem contra interferências eletromagnéticas.
Um dos maiores desafios dessa montagem é minimizar os ruídos indesejáveis e evitar que o receptor oscile, pois o ganho dos circuitos é muito elevado.
Nesta montagem experimental, o receptor em blocos é um desafio pois os fios interligando os blocos captam muitos ruídos e é essencial que as placas estejam aterradas à carcaça de alumínio.
Para o ajuste, do receptor, as etapas foram as seguintes:
1) Sintonia: Com o cursor do potenciômetro R7 na posição de 20 MHz, foi ajustado o núcleo de ferrite do indutor L5. O ajuste é feito até o receptor captar o sinal de teste de 20 MHz gerado no Block 1. É importante realizar uma varredura com o ajuste do indutor para, então, selecionar o sinal mais intenso. Depois da sintonia, L5 não deve ser mais ajustado.
2) Com uma carga padrão de 50 Ohm conectada à antena;
3) Interligar um das saídas de áudio à entrada de microfone/auxiliar do laptop. O computador está com o programa radio Sky Pipe, para análise dos níveis do sinal recebido.
4) Com uma chave de ajuste não metálica, ajustar os capacitores C2, C6 para o nível máximo.
5) Ajustar L4 para aumentar mais ainda o ganho do receptor.
6) As etapas de 4 e 5 podem ser repetidas cuidadosamente para não perder o ponto de maio ganho do receptor.
Describe your image
Describe your image
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Acima, uma galeria com o receptor em processo de ajuste.
Numa das imagens, é possível verificar na tela do laptop como o nível do sinal recebido aumentou à medida em que o ajuste era realizado.
em outra imagem, destaque para a questão das interferências: sem a blindagem de papel alumínio, o nível de ruído é bem mais intenso. O ideal é que seja instalada uma tampa metálica, parafusada para evitar ruídos indesejáveis e maus contatos na blindagem.
Acima, um vídeo curto com a sintonia da portadora de teste de 20 MHz, marcada na etiqueta localizada no knob do potenciômetro.
Este receptor esteve em teste e em ajustes para tentativa de captar sinais do Sol (que estava, no momento dos testes, em período de pouca atividade).