Springen naar inhoud

Probleem met faseverschil tussen 2 antennes ivm interferometrie


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Wimapon

    Wimapon


  • >100 berichten
  • 114 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 december 2009 - 14:18

Ik doe aan radioastronomie op 35 MHz. (korte golf). Ik gebruik daar 2 dipool antennes voor die op 40 meter uit elkaar staan. De antenne draden hebben dezelfde richting als de verbindingslijn tussen de antennes.
Beide antennes zijn via exact even lange voedingslijnen met een ontvanger verbonden. Het is ietsje ingewikkelder, maar dit is het principe.
Als nu een radiobron gedurende een dag langs de hemel schuift zullen de beide antennes het signaal ontvangen,
maar met een steeds veranderende fase. (Bij de eerste antenne komt signaal ietsje eerder aan dan bij de tweede).
Het gaat mij om dit fase verschil.
In de praktijk werkt het goed, maar als ik nu met een heel zwak zendertje dingen wil gaan simuleren gaat het mis.

Het experiment is als volgt: ik ga met een zwak zendertje op 40 m. van beide antennes verwijderd staan.
Dus ergens op de middelloodlijn tussen de 2 antennes.
Mijn vraag is: zijn de signalen die bij de ontvanger aankomen nu precies in dezelfde fase of zijn ze precies
in tegenfase.. ( dus 180 graden in fase verschoven)

Ik kan dit niet beredeneren... ik zie natuurlijk aan de meting wat er gebeurd, maar ik moet weten of
het hele systeem goed werkt of dat er ergens een fasedraaing van 180 graden zit.....

Wie kan mij helpen???

Veranderd door Wimapon, 15 december 2009 - 14:22


Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Kalkoen

    Kalkoen


  • >250 berichten
  • 389 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 december 2009 - 16:26

Het experiment is als volgt: ik ga met een zwak zendertje op 40 m. van beide antennes verwijderd staan. Dus ergens op de middelloodlijn tussen de 2 antennes.
Mijn vraag is: zijn de signalen die bij de ontvanger aankomen nu precies in dezelfde fase of zijn ze precies
in tegenfase.. ( dus 180 graden in fase verschoven)

Als de zender zich op gelijke afstand van beide zenders bevindt, zal je normaal geen faseverschil kunnen meten. De golven zullen zich in alle richtingen normaal gezien met dezelfde snelheid verplaatsen.

Nu, als je op 35 Mhz gaat uitzenden, gegeven een lichtsnelheid van 3*108 m/s, is je golflengte ca. (3*108)/(35*106) = 8,5 m. Dus in principe zou je voldoende nauwkeurig een verschil in fasebepaling moeten kunnen zien. Per 8,5n m dat er verschil zit op de afstanden, zal je weer in fase zijn (met n een natuurlijk getal). Maximale tegenfase zal je bereiken als je afstanden (4,25 + 8,5n) m van elkaar verschillen.

Veranderd door Kalkoen, 15 december 2009 - 16:27


#3

jkien

    jkien


  • >1k berichten
  • 3052 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 15 december 2009 - 17:04

Wel even opletten dat je de draden van een antenne niet omgekeerd aansluit, omdat dat 180 graden fasedraaiing zou veroorzaken.

Leuk idee, een radiotelescoop in je tuin. Zijn het allebei gewone half wave dipole antennes?

#4

Wimapon

    Wimapon


  • >100 berichten
  • 114 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 december 2009 - 17:41

Kalkoen en JKien, dankjewel voor jullie snelle antwoord.
Voor Kalkoen: Ja je hebt gelijk, maar er zit een addertje onder het gras... De ontvang antennes zijn niet puntvormig, maar elke antenne bestaat uit 2 stukken draad van 2 meter lang met in het midden het aansluitpunt.
Als je dus met die zender in je hand staat, zo op gelijke aftstand van beide antennes, zit van de ene antenne de linkerdraad het dichts bij je, en van de andere antenne de rechterdraad.
Als het zendsignaal naar de rechter antenne gaat, komt het het eerst de linkerdraad tegen en daarna de rechterdraad.
Bij de linker antenne komt het het eerste de rechterdraad tegen en daarna pas de linkerdraad.
Het zou dan dus goed kunnen zijn dat de fase in beide antennes dan precies omgekeerd is......
Ik kan niet beslissen... moet je denken als ik hier beschrijf of moet je denken alsof het puntbronnen zijn.....???

Voor JKien: ik heb de antenne draden zeer zeker voor beide antennes hetzelfde aangesloten.
Alleen zit er precies in het centrum van de antennes een zeer gevoelige ingangsversterker.
Deze zou roet in het eten kunnen gooien. .. als ik daar een spoeltje verkeerdom heb aangesloten, draait
de fase om... en dat is allemaal zo klein, dat ik dat niet kan zien of meten...
Daaom wil ik het beredeneren en zo bepalen of ik de spoel moet omdraaien.
Als ik dus met de zender precies op gelijke afstand van de ontvangantennes sta zit ik precies in een dip van het
signaal.. loop ik 4 meter naar rechts, dan zit ik in een maximum van het ontvangen signaal....

Ja, ik ben al een jaar of 8 bezig met het ontvangen van ruis uit het heelal. Leuke hobby. Ik deed het eerst met een
draaibare richtantenne. Nu wil ik meer detail krijgen en koos voor de fase meet methode met 2 antennes.
Ik kan ze 150 meter uit elkaar zetten. Dus kan ik hetzelfde resultaat krijgen alsof ik een antenne van
150 meter in doorsnee zou hebben.... Hartsikke leuk spelen, alleen ik moet nog heel veel problemen oplossen.
Vandaar dus dat ik dit probleem maar eens aan anderen voorleg... ik kom er dus niet meer uit.....
Als je trouwens wat foto's wilt zien kun je op m'n site kijken: http://home.kpn.nl/apon001/huis.htm
(Kijk bij het hoofdje interferometrie)

Veranderd door Wimapon, 15 december 2009 - 17:51


#5

Kalkoen

    Kalkoen


  • >250 berichten
  • 389 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 december 2009 - 18:22

Kalkoen en JKien, dankjewel voor jullie snelle antwoord.
Voor Kalkoen: Ja je hebt gelijk, maar er zit een addertje onder het gras... De ontvang antennes zijn niet puntvormig, maar elke antenne bestaat uit 2 stukken draad van 2 meter lang met in het midden het aansluitpunt

In dat geval zou ik eerst eens uittesten waar op de antenne dat signaal effectief wordt ontvangen. Maar dan nog, in het geval dat je twee exact dezelfde antennes zou gebruiken en de middelloodlijn ook als symmetrie-as zou kunnen gebruiken voor de vorm van de antennes, dan nog komt het signaal op exact dezelfde wijze in beide antennes. Misschien bij wijze van proef uw antennes eens met dezelfde kant naar elkaar toedraaien, dan moet je nog steeds in-fase zijn. Als je ze dan kop-staart richt, kan je zien hoe dit verschilt.

Bovendien, als je uitzend met een 35 Mhz bron, dan zou de grootte van de antenne nog vallen binnen 1/4 golflengte, waardoor ge normaal gezien toch wel een duidelijk onderscheidt tussen compleet in-fase en uit-fase moet kunnen zien.

PS: op de foto's staan ze blijkbaar vrij symmetrisch, dus dat is ook in orde.

Veranderd door Kalkoen, 15 december 2009 - 18:26


#6

Wimapon

    Wimapon


  • >100 berichten
  • 114 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 17 december 2009 - 15:46

Ik ga inderdaad binnenkort wat met de richting van de antenne draden experimenteren.
Als ik de antenne draden loodrecht op de richting naar de zender zet, moet ik het probleem
kunnen oplossen.
Eerst even wachten op beter weer.

#7

Wimapon

    Wimapon


  • >100 berichten
  • 114 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 april 2010 - 10:11

Beste Kalkoen en jkien,
Het probleem heeft zichzelf opgelost.
Ik heb nu ongeveer 100 dagen lang de strerrenruis gemeten.
Het geheel werkt prima. De resultaten zijn dat ik de positie van bijvoorbeeld de radiobron Cassiopeia A op
1.5 graad nauwkeurig heb kunnen bepalen. (de zon is 0.5 graad in doorsnede)
Dit betekent dat er absoluut geen fase fout in mijn ontvangstsysteem zit.
Beide antennes zijn dus precies gelijk

Hierdoor kan ik het faseprobleem van mijn testzender situtatie beredeneren en begrijpen.
Met mijn test zendertje constateer ik een 180 graden faseverschil.
Dit kan dus alleen maar komen omdat bij de ene antenne de linkerdraad het signaal het
eerst opvangt en bij de andere antenne de rechterdraad.
Dit betekent dat je de antenne niet als een "puntbron" kan zien maar als een ding
dat een zekere afmeting heeft.

Doorredenerend kun je nog een leuke uitspraak doen:
Als een hemelbron een echte puntbron zou zijn, zou de gemeten curve midden in het maximum, als hij
op de middelloodlijn van de 2 antennes staat een heel kort dipje moeten geven.....
dit zie ik niet....dus de bron is geen puntbron..
Nou zegt men dat deze bronnen de restanten van supernovae zijn... en die zijn heel veel groter dan
ons hele zonnestelsel bij elkaar...

KORTOM; een leuke kwinkslag om deze discussie te beeindigen.

Mensen, bedankt voor het meedenken.

#8

EvilBro

    EvilBro


  • >5k berichten
  • 6703 berichten
  • VIP

Geplaatst op 02 april 2010 - 10:27

Doorredenerend kun je nog een leuke uitspraak doen:
Als een hemelbron een echte puntbron zou zijn, zou de gemeten curve midden in het maximum, als hij
op de middelloodlijn van de 2 antennes staat een heel kort dipje moeten geven.....

Ik zou niet weten waarom...

dit zie ik niet....dus de bron is geen puntbron..

De bron is ook geen puntbron. Echter, de bron staat zo ver weg dat hij zich wel als puntbron gedraagd. Dit is de reden dat sterren twinkelen en planeten niet (die staan te dichtbij en hebben daardoor een te grote schijnbare diameter).

#9

317070

    317070


  • >5k berichten
  • 5567 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 02 april 2010 - 11:40

Ik zou niet weten waarom...

2 signalen in tegenfase bij elkaar opgeteld heffen elkaar op.
What it all comes down to, is that I haven't got it all figured out just yet
And I've got one hand in my pocket and the other one is giving the peace sign
-Alanis Morisette-





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures