5.7k字5 分钟

注：该文及其实验由学校的同学们一起完成，初步验证了手动对准绘制银河系旋臂的可行性，具有很好的参考价值。手动定位银河位置使用了名为星座盘 的 app，链接的帖子中也给出了银河平面对应的赤经赤纬。 摘要：使用自制小型射电望远镜在学校 (40.40°N，116.67°E) 观测天鹅座、仙后座、仙王座、英仙座、御夫座五个方向的银河系旋臂 21 厘米氢谱线，利用 SDRSharp 软件中的 IF Average 插件输出积分后的频谱数据，根据多普勒效应导致的频偏粗略绘制了银河系旋臂图。 # 一、理论 # 1.1 射电天文简介 射电天文学是利用射电望远镜接收到的宇宙天体发出的无线电信号，研究天体的物
1.8k字2 分钟

文中图片如果看不清可以长按图片储存在相册看，或者直接用电脑浏览该页面 相关视频见于 sdrsharp 安装与使用 也可在 B 站搜索 “sdrsharp” 看一些相关教程 # 天线 首先要准备一个天线，例如下图，天线的介绍可见于天线介绍 简要来说，就是在空间传播的电磁波是不断波动的，经过天线时，这种波动使得天线金属中的电子产生波动，可以认为电子波动的频率和电磁波相当，从而产生高频的电流，即电磁波信号转成了电信号。 从这个角度来说，天线的作用即时把空间中的电磁波转为可以在导线中传输的电流。 # 接收机 这些电流是现实中的信号，需要用接收机对电流进行采样，从而得到电脑能够理解的二进制信号，
2.5k字2 分钟

下面以小型射电望远镜为例，做一个极为简单的描述，忽略了很多细节部分，仅是为了让读者熟悉大概的链路。 关于最终的实体链路图可见于同轴线和转接头中的最终链路部分。 我也在每个器件介绍的文章里提供了一些淘宝或者闲鱼卖家，不过仅供参考。 # 接收天体信号的过程 一开始的电磁波来自于地球之外的天体，透过地球的大气层，来到我们所在之地。用力抖动绳子，绳子会波浪般地振动，这被称为机械波。电磁波也是波的一种，会像绳子一样抖动，边抖动边向前传播。 电波在天上到处震荡传播，为了捕获这些电波，我们必须用一种东西来接收它。让我们来思考一下，金属中有大量自由的电子，震荡的电波经过金属时会带动其中的电子震荡，从而产
3.4k字3 分钟

建议在低噪放大器后面接滤波器，如果周围电磁环境不太好的话，那就更有必要接滤波器了。 # 为什么要使用滤波器 正如在射电望远镜链路介绍所言，滤波器是滤除你不想要频率的电流，而仅仅通过你想要频率的电流，从而使得以该频率震荡的电流得以突出显示。该文中已经提到，空中以一定频率震荡的电磁波经过金属制成的天线时，会使得金属上的自由电子以该频率进行震荡，从而产生以该频率震荡的电流，可以把电流当作是一种波，姑且称为 “电流波”，电磁波和由它激发的 “电流波” 具有类似的震荡形式，其震荡频率也相当，故我们处理电流便等价于处理电磁波，建议先阅读一下上面的文章。 滤波器按功能分可以分为如图 1 四种形式，即低
1.3k字1 分钟

相应视频 如果你完全不了解 NanoVNA（一种矢量网格分析仪），可以在 B 站搜索 NanoVNA，你会得到一系列的教程，如图 1 所示。 图 1.B 站上关于 NanoVNA 的介绍 介绍测量放大器之前，我先介绍一下 S21 参数，S 即 Scatter 的缩写，2 即代表第二的端口，可以理解为输出端，1 即代表第一个端口，可以理解为输入端。S21 = 输出端的功率 / 输入端的功率，得到输入功率被放大的倍数，然后带入 10log (倍数)。我们测放大器就是测 S21 参数，即放大器的放大倍数或者说增益。 首先注意不要直接把高增益的放大器直接连通到 NanoVNA
4.2k字4 分钟

# 一、论证 银河系悬臂上聚集有大量的中性氢，当中性氢发生跃迁时，会发出波长为 21cm 的谱线，尽管跃迁的概率极低，但是中性氢的数量极多，而且 21cm 的电磁波可以穿过星际介质和地球大气，故我们在地球上也能观测到 21cm 氢谱线 ，然后利用氢谱线绘制银河系 经典的射电望远镜为抛物面 [[天线]]，其焦点处放置天线用以收集由抛物面反射的电磁波。我们有时候也会用球面来反射电磁波，然后在其上放置天线收集电磁波。一些业余无线电爱好者会在雨伞上贴金属膜或者绑上金属网格，然后在其上放置天线制成指向性比较强的天线。尽管雨伞有很多形状，但是我们总是能买到接近球面一部分的雨伞。 故我们可以用接近球面的雨
3.6k字3 分钟

# a1.1 关于 21cm 氢谱线 天然氢原子由一个质子和一个环绕质子的电子组成。除了轨道运动以外，质子和电子都有自旋。经典的看法将氢原子看作月球绕地球公转，同时月球和地球又分别自转。质子和电子的自旋为平行的氢原子（F=1）其能量比自旋是反平行的氢原子（F=0）高，当氢原子的状态由 F=1 变为 F=0 时，会放出频率为 1420MHz、波长为 21cm 的电磁波。 图 1.1：21cm 氢谱线的产生 # a1.2 大气窗 图 1.2 即为大气窗，横坐标为波长，纵坐标为大气不透明度。可见大气对不同波段电磁波的透明度是不同的，除了对光学波段是透明的，
588字1 分钟

注意：一般电脑不接充电器，或者接上原配充电器，应该对频谱并无多大干扰 买了新的电脑（暂时称作 1 号电脑），卖家配置了劣质的充电器，从而影响到了频谱 在楼顶上放置了天线，天线的馈线下拉到楼下的房间内，接收机为 Airspy，1 号电脑上的软件为 sdrsharp 软件目录中的 Spetrumspy。 1 号电脑是插着劣质充电器进行观测的，在 Spectrumspy 中点击保存当前频谱，整个频谱强度便提升上去了，执行 1 号电脑的其他应用也会抬高频谱，关掉这些应用频谱便恢复正常。图 1 展示了保存频谱文件和打开腾讯会议对频谱底噪的影响。 天线在楼顶，所以大概率是 Airspy 接收机受到
5.9k字5 分钟

# 零。原理部分 关于处理氢谱线绘制银河旋转曲线的原理部分可见于【射电望远镜】绘制银河系旋转曲线 当然，也可以直接略过，用代码来处理数据 代码 github 地址：https://github.com/BI6MHT/MilkyWay 代码 gitee 地址：https://gitee.com/BI6MHT/milky-way # 一。文件命名 为了方便数据的处理，文件命名如图图 1 所示，即 ' 赤经 赤纬 '，注意空格；在此举一个命名的例子： 17h04m 为赤经，当然精确到 s 也是可以的，比
2.9k字3 分钟

# 参考文献 Application Note – Calling CST Studio from Matlab.pdf CST_USER_NOTE__MATLAB_COM_DDE.pdf UsingCSTwithMatlab.pdf # 参考视频 # 视频 CST 进阶之路 ——MATLAB-CST 联合仿真（入门） CST 进阶之路 ——MATLAB-CST 联合仿真（建模与仿真） CST 进阶之路 ——MATLAB-CST 联合仿真（阵列分析与综合） # 视频中的代码 # 建模仿真 PatchAntenna.m PatchAntenna_addtohistorylist.m # 阵列分析