Universidad Complutense de Madrid

Radio Telescopio del observatorio UCM

Astrofísica - Universidad Complutense de Madrid
 
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Observatorio UCM

Docencia
J. Zamorano


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J. Zamorano

Descripción

Antena

Nuestra antena es un array formado por dos antenas de tipo dipolo. Cada dipolo está preparado para trabajar a 20 Mhz, por lo tanto la longitud de cada dipolo viene dada por la relación: L = longitud de onda/2

Por tanto la longitud de cada dipolo es de aproximadamente de 7.5 m. Los dos dipolos están elevados del suelo a 0.2 L, es decir 3m. La señal recibida por cada dipolo es transmitida a través de un cable coaxial. La señal de los dipolos se une en el sumador que está unido al receptor.

El diagrama polar de un sólo dipolo sería un toroide con eje el dipolo, de manera que tendríamos máxima ganancia en cualquier dirección perpendicular al toroide. Pero al conectar dos dipolos el diagrama polar cambia. Si la configuración de las dos antenas es en fase obtenemos un lóbulo central que estará centrado en el cenit (nuestra antes será de pasos por tanto, ya que no tiene opción de dirreccionalidad) y que abarcará unos 30 grados sobre el cielo. Si la configuración de la antena es en antifase entonces tenemos dos lóbulos centrados a 45 grados del cenit. En ambos casos la orientación de la antena es de tipo norte-sur.

A la derecha se muestran los diagramas de la proyección del diagrama polar de la antena sobre el cielo (altoacimutal) para las configuraciones de fase (imagen superior) y antifase (imagen inferior). La fracción del cielo barrida por el lóbulo es de unos 30º. El cielo corresponde al 21-8-2003 a las 20:30 TU en Madrid.


La antena está situada en la terraza de la facultad de Ciencias Físicas de la Universidad Complutense de Madrid, accesible a través del Departamento de Astrofísica y CC. de la Atmósfera. La antena está suspendida en el aire sujeta por cuatro cuerdas que van desde los extremos de los cuatro dipolos hasta 4 mástiles sujetos al pretil de la terraza. El problema de esta ubicación son la cantidad de elementos que producen contaminación radioeléctrica, como son sistemas de refrigeración, ventilación, grupos electrógenos, ascensores, etc.

Receptor

La señal recibida por la antena es muy débil, y por lo tanto es necesario amplificarla y filtrarla. Para ello Radio Jove presenta un receptor diseñado específicamente para trabajar en 20.1 Mhz, frecuencia en la que podemos observar Jupiter, tormentas solares y el centro galáctico. Este fue el receptor construido en el primer trabajo del radiotelescopio. Este receptor funciona mediante el tratamiento de la señal a través de varias etapas: a) filtro pasabanda y preamplificador, b) oscilador local y mezclador, c) filtro pasabaja, d) amplificadores de audio. Con estas etapas conseguimos convertir una señal débil de 20.1 Mhz en una señal de frecuencia audible. De esta manera podemos conectar el receptor a unos altavoces y poder oir la señal recibida y también podemos conectarlo a la tarjeta de audio del ordenador y analizar la señal.

Este receptor tenía varios problemas. A partir de las observaciones hechas no podíamos confirmar que su funcionamiento fuese correcto y además había veces que dejaba de recibir.


Receptor de Radio Jove
Transceptor TS-830M KENWOOD

En una segunda fase utilizamos una emisora de radioaficionados de HF: HF transceiver TS-830M KENWOOD (manual). Esta emisora en realidad es un transceptor: emite y recibe. Esta funciona en un rango entre los 2.5 Mz y los 30 Mhz. Con lo que comprendería nuestra frecuencia de trabajo. El problema es que este rango de frecuencias no es continuo sino que esta dividido en 11 bandas: 1.8, 3.5, 7, 10, 14, 18, 21, 24.5 28 y 29 Mhz. Con el dial podemos variar estas frecuencias sumándoles hasta 500 Khz, por tanto vemos que la frecuencia de trabajo de 20.1 Mhz no esta recogida siendo las de 20.950 Mhz y 18.550 las más cercanas. De todas formas ambas frecuencias son suficientemente cercanas a la de recepción de la antena. Además sabemos que las tormentas solares no se reciben a una frecuencia exacta sino que tenemos un rango de frecuencias bastante amplio.

Debido a la capacidad multibanda del receptor podemos hacer un estudio en frecuencias de nuestro observatorio, pudiendo estudiar el Sol en varias frecuencias, al mismo tiempo que un estudio espectral de la contaminación radioeléctrica. Este receptor está por tanto diseñado para trabajar con una antena, también, multibanda. Nosotros tenemos que trabajar con una antena monobanda, pero esto no quiere decir que no sea capaz de recibir radiación en un rango de frecuencias alrededor de la de trabajo, sino lo que tendremos será un decaimiento de la ganancia a medida que nos alejamos de la frecuencia central. Por tanto no podemos trabajar en las frecuencias máxima y mínima que nos permite el receptor pero al menos en un rango lo suficientemente amplio.

El receptor presenta una gran cantidad de opciones y por tanto hay que configurar el receptor de manera que nos proporciones el máximo rendimiento para nuestros objetivos. Hemos desconectado el control de ganancia automático y situada la ganancia al máximo. El modo de recepción escogido es el de AM ya que a ciertas frecuencias oíamos emisoras extrangeras lo que hacía parecer que funcionaba correctamente. No hemos conectado ninguno de los filtros que se nos presentan. Estos serían muy útiles si la emisión que queremos detectar se emite en una frecuencia muy concreta y las interferencias también están muy localizadas. Nuestro caso es el contrario ya que tenemos emisiones en un rango espectral muy amplio y el ruido que se nos presenta tiene una componente de ruido blanco muy fuerte con un rango espectral muy amplio. Además en el ámbito de la radioafición las señales que queremos detectar están consideradas como ruido y por tanto tenemos que tener cuidado al utilizar los filtros ya que podríamos eliminar también la señal que nos interesa.


Last update: may 2005