Radar u svemiru: Gemini Rendezvous Rada

U obiteljima s troje djece, srednje dijete uvijek izgleda kao da dobije kratki kraj štapa. Prvo dijete dobiva svu pozornost za prvo postizanje svakog prekretnice, a treće će dijete zauvijek biti dijete obitelji, a srednje dijete se izgubi među sobom. Nešto slično se dogodilo s američkim prostornim programom u 60-im godinama. Program Mercury dobio je veliku pažnju kada je Amerika konačno napustila svoje napore sigurno s terena, a Apollo je, naravno, zaplijenio svu pozornost dajući prednost obećanju predsjednika Kennedvja da odredi čovjeka na Mjesecu.

U međuvremenu Mercury i Apollo bili su NASA-ino srednje dijete, Project Gemini. Nedovoljno cijenjeno u to vrijeme, pa čak i danas, Gemini je bila neophodna veza između učenja ulaska u orbitu i saznanja kako letjeti na Mjesec. Gemini je bio program koji je naučio NASA kako raditi u svemiru i gdje će se prije velikog plesa Apolona odgovoriti na bitna pitanja.

Glavna od tih pitanja bila je rješavanje problema vezanih uz sastanak između svemirske letjelice. Bilo je onih koji su mislili da letenje dva svemirska letjelica koja se širom Zemlje na 18.000 milja na sat ne bi radilo, a Gemini su ih pokušavali dokazati pogrešnim. Kako bi to postigli, Gemini su trebali nešto što prije nije bilo opremljeno: svemirski radar.

Gdje si?

NASA je opsežno planirao Gemini sastanak manevara, izgradnjom posebne letjelice samo za tu svrhu. Gemini-Agena ciljano vozilo (GATV) bila je Agena-D raketa opremljena adapterom za spajanje u koju je mogao nositi nosecon Gemini kapsule. GATV bez posade bit će pokrenut zasebno i umetnut u orbitu, s malim Gemini pokrenutim ubrzo nakon toga. Plan misije bio je da Gemini posada pronađe GATV, prihvati ga i izvodi manevar pristajanja.

Čak i kod niske orbite Zemlje, prostor je veliko mjesto, a pronalaženje GATV-a može se pokazati problemom. Da bi to riješilo, NASA je osiguravala GATV s oba optička svjetla i radarski transponder. Umjesto da se oslanjaju na refleksije iz radarskog seta na Gemini, GATV transponder će emitirati signal kratko vrijeme nakon što primi signal ispitivanja od Blizanaca. To je bilo izbjeći problem dobivanja preciznih mjerenja udaljenosti i brzine na bliske raspone potrebne za manevre spajanja. Odgoda transpondera bila je dovoljna da Gemini radar prebacuje od prenošenja do primanja; radar bi zatim oduzeo vrijeme kašnjenja za izračunavanje raspona i relativne brzine ili brzine raspona.

Gemini Rendezvous Radar. GATV je s desne strane. Izvor: Gemini Priručnik za upoznavanje

Na strani Blizanaca, rendesvozni radar bio je kompaktan paket koji je vozio na samom vrhu kapsule. Poslovni kraj bio je četiri ravna ploča od fiberglasa s isprepletenim spiralnim elementima namotanim od centra do ruba. Postojala je jedna antena za odašiljanje i tri prijemne antene, po jedan za azimut i elevaciju, i jednu referentnu antenu. Tri antene bile su pažljivo raspoređene u odnosu na dugu os svemirske letjelice, a antene azimuta i nadmorske visine imale su servo da ih okreću na svojim sjekirama. Servo bi rotirao svaku antenu sve dok se faza signala ne podudara s fazom fiksne referentne antene; kut antene bi se tada koristio za izračunavanje kuta do cilja u dvije dimenzije.

Mjerač dometa / dometa u kokpitu bio je ključni instrument astronauta. Morao je precizno prikazati udaljenost u rasponu od 300.000 stopa do nula stopa i morala je pokazati da je brzina zatvaranja bila sigurna za trenutnu udaljenost; što je bliže vozilima, to bi stopa trebala biti niža. Instrument raspona / dometa bio je upravljan analognim izlazom iz radara – također je postojao digitalni izlaz koji se ulaže u Gemini računalo za navigacijske izračune. Raspoređivanjem napona duž linearne krivulje počevši od trenutka kad je odašiljač pucao i zaustavio ga kada je primio signal transpondera, proizvedena je struja za vožnju mjerača dometa.

Prvi kontakt

Unatoč svim pažljivim planiranjima, prvi testovi na rendesvous radaru nisu išli prema planu. Gemini 5 , prvo isprobavanje prve redovne misije, trebalo je testirati radar pomoću Radar Evaluation Pod, koji je bio u biti transponder iz GATV-a koji je posada mogla koristiti u praksi. Poklopac je pušten, ali problemi s gorivom na kapsuli spriječili su posadu da popuni eksperimente.

Gemini 7 približava se Gemini 6A . Imajte na umu jednostruku spiralnu antenu transpondera. Izvor: NASA

Sljedeća misija, Gemini 6 , bila je iscrpljena dramatično. Nakon što je Agena raketa s GATV-om koja će se koristiti za rendezvousne vježbe eksplodirala dvije minute u svom letu, NASA je pokušala spasiti što je moglo. Odlučili su pokrenuti Gemini 7 s astronautima Jimom Lovellom i Frankom Bormanom kako je zakazano, ali s GATV transponderom u nosu, dopuštajući da svemirska letjelica služi kao ciljno vozilo. Izvorni Gemini 6 preimenovan je u Gemini 6A , a astronauti Tom Stafford i Wally Schirra skinuo su se s Lovelom i Bormanom, već 11 dana u 14-dnevnu misiju. Redovna misija je otišla savršeno, dok su se dva svemirska leta približavala što bliže nogu i čuvali postaju tako precizno da nikakva korekcija opeklina njihovih potisnika nije bila potrebna tijekom punih 20 minuta.

S onim što je naučeno s Gemini 7 / 6a , četiri od pet preostalih misija uspjele su se sastajati i fizički priključiti svom GATV-u – jedina iznimka bila je Gemini 9a , čiji GATV nije uspio otrgnuti kostim nakon postizanja orbite. Do kraja programa, NASA je smanjila sastanak i pristala na praksu, a sve što je naučeno u procesu primijenjeno je na misije Apollo, koje su nosile slične radare slične onima koje koriste Gemini.

Harley-Stvrdnjena žica pomaže visokoj anteni Hack

Što motor Harley-Davidson ima veze s izgradnjom antena? Apsolutno ništa, osim ako slučajno nemaš i treba raditi-otvrdnu bakrenu žicu za izgradnju kolinearne antene za LoRa .

Objasnit ćemo. Nikad se nitko nije smirio, [Andreas Spiess] trebala je bolju antenu za svoje eksperimente LoRa. U potrazi za visokim dobitkom i omnidirektnim uzorkom, kupio je komercijalnu kolinearnu antenu, koja je žica s precizno raspoređenim petljama koje djeluju poput hrpe dipola. Nažalost, u testu glave do glave [Andreas] je utvrdio da komercijalna antena nije bila bolja od antena s nižim dobitkom u rasponu, pa je odlučio okretati svoje.

Bakrena žica je odličan materijal za antene jer se lako može oblikovati bez posebnih alata, a žice poput šampiona. Ali stvari koje stignete u središte kuće nisu ni blizu dovoljno krute za slobodno stojeći vertikalni bič. Ovo je mjesto gdje je Harley došao: [Andreas] je iskoristio njegovu svinju kako bi proširio bakreni žičani promjer od 1,75 mm (malo veći od # 14 AWG). Ne samo da je stvrdnjavanje u radu ukrutilo žicu, već je smanjilo svoj promjer na 1,4 mm koji je potreban za dizajn antene. Njegov analizator vektorske mreže rekao mu je da su elementi elemenata tla i malo promjera promjera petlje potrebni kako bi se antena mogla rezonirati na 868 MHz, ali na kraju izgleda da je antena na putu za isporuku 5 dBi od dobitka ,

Naravno da ima dosta drugih načina da se pruži žica – mogli ste ga istegnuti samo s vješalicama ili čak s vitlom s motorom, ako ste ambiciozni. Ali ako imate takav bicikl, zašto to ne zanemariti?

Najveća kutija antene koju smo ikada vidjeli

Radio valovi se primaju na antenama, za koje kada je dotični signal preko velike udaljenosti potrebno je veliki reflektor. Kad je prijemna udaljenost doslovno astronomska, reflektor mora biti prilično velik. [The Thought Emporium] želi podići signale iz udaljenih satelita , mjeseca, i nadamo se pulsara. Na ljestvici domaćeg amaterskog radija, to će biti monstruozna antena. Videozapis također prati stanku.

U hakerskoj modi, projekt se temelji na proračunu, tako da su svi dijelovi izravni iz hardverske trgovine, a alati su već u vašem alatu ili hakerskom prostoru. Električni vodovi, pileća žica, PVC cijevi, drveni blokovi i vijci čine većinu strukture, tako da vam ludi veze stavite na kineske distributere osim ako vam je potreban SDR . Oblik antene je ključna stvar, a oblik je tri okomite ploče što se vidi na slici i videu. Izgradnja u video je samo prijedlog, ali ne uključuje zavarivanje, tako da ga otvara još više amatera.

Čak i ako ne pokušavate primiti pulsarov potpis, za radio i antene imamo mnogo hacka .

Filtarski pojasevi iz CNC mlina

Prolazni pojas omogućuje da prođe određeni električni signal tijekom filtriranja nepoželjnih frekvencija. U pojasu zvučnika, srednji zvučnik ne prima tonove namijenjene visokotoncu ili wooferu. Većinu vremena, ovo filtriranje obavlja se kondenzatorom za uklanjanje niskih frekvencija i induktora za uklanjanje visokih frekvencija. U radiju se primjenjuje isti koncept osim frekvencija obično mnogo veći. [Thought Emporium] se bavi signalima iznad 300MHz i u tom rasponu, jedinstvena vrsta filtera postaje opcija. Mikrostrukturni filtar ignorira tipičnu instalaciju pasivnih komponenti i koristi elemente bakrene ploče neupravljane pločice.

U videu se privlači lijepa analogija, koja se može vidjeti i nakon pauze, gdje se bakreni oblici uspoređuju s glazbenim tuning vilicama koje nalikuju. Elegantnost tih filtera je njihova jednostavnost, ponovljivost i reprodukcija. U videu se formiraju na CNC mlinu, ali bilo koji pouzdani proces proizvodnje PCB-a trebao bi dati lijepe rezultate . Na veličini koju su napravili, bilo bi moguće uklopiti ove filtere na posjetnicu ili značku konferencije .

Korištenje AI i WiFi za vidjeti kroz zidov

Sada je moguće ne samo vidjeti ljude kroz zidove, već vidjeti kako se kreću i ako hodaju, reći tko su oni. Napokon imamo skener za tijelo koji je Schwarzenegger hodao iza u izvornom filmu Total Recall.

Vidjeti kroz zidove: stvarni život, poze, kosture Ovo je rad skupine na MIT računalnom znanstvenom i umjetnom inteligencijskom laboratoriju (CSAIL). Dio vidnog dijela zida obavlja se pomoću RF odašiljača i prijemnih antena, što nije baš novo. Naš vlastiti [Gregory L. Charvat] sagradio je impresivan radar u fazama u svojoj garaži koji je jasno pokazao kretanje složenih oblika iza zida. Ono što je novo je korištenje neuronskih mreža kako bi bolje dešifrirali ono što je primljeno na tim antenama. Neuronske mreže spit out predstavljaju procjene gdje su ljudske glave, ramena, laktovi i ostali dijelovi tijela, a malo daljnje obrade pretvara to u skeletne figure.

Procjenjivali su svoju točnost na više načina, a sve su to detaljno opisane u svom radu. Najzanimljiviji, ili možda najstrašniji način bio je da vidim može li tko odrediti skeletne figure pomoću činjenice da svaka osoba hoda svojim stilom. Prvo su osposobljavali drugu neuronsku mrežu kako bi prepoznali stilove različitih ljudi. Zatim prolaze procjenu poza na ovu neuralnu mrežu koja prepoznaje stil i ispravno nagađa ljude sa 83% točnosti kad su vidljivi i kad su bili iza zidova. To znači da ne samo da imaju dobru ideju o tome što osoba radi, nego i o tome tko je osoba.

Pogledajte videozapis u nastavku da biste vidjeli neke prilično impresivne usporedne usporedbe akcijskih akcija i skeletnih verzija koje rade sve vrste stvari u različitim uvjetima. Izgleda da je budućnost znanstvene fantastike u Total Recallu postigla jedan korak bliže. Sada, ako bismo mogli samo kolonizirati Marsa .

Pametno prikrivenu magnetnu petlju anten

Sigurni smo da su svi radio amateri morali često susresti problem s kojim se suočavaju [Alexandre Grimberg PY1AHD] često dovoljno da klimaju glave. Tamo se opustite na suncu na ležaljci pokraj kristalno plavog bazena i želite raditi malo DX-a. No, obična užas svega toga, toranj, okretaljka i HF Yagi bi uništili estetiku, pa što se može učiniti?

[Alexandre] je rješenje jednostavno i elegantno: prikriti kružnu antensku magnetnu petlju ispod ruba kružnog plastičnog bazena . Konstrukcija je uobičajena bakrena cijev s koaksijalnom petljom za povezivanje i velikom kondenzatorom promjenjive veličine zraka, a ugađanje dolazi preko duge plastične šipke koja se pojavljuje kao diskretni gumb na suprotnoj strani stola. Ima širinu pojasa od 10 MHz do 30 MHz i treba osigurati pristojnu antenu za takav mali prostor. Ne možemo pomoći nekoj zabrinutosti o tome koliko je lako doći do tog kondenzatora, na tim antenama izaziva iznenađujuće veliki RF napon preko svojih krilaca, a bilo tko neoprezan dovoljno da sjedne za stolom kako bi uživao u piću na bazenu mogao bi pretrpjeti gadnu RF spali na koljeno. Možda bismo umjesto toga htjeli ići na daljinski ugođeni model , zbog toga.

[Alexandre] ima nekoliko neobičnih petlji projekata pod svojim pojasom, kao i proizvodnju komercijalnih petlji. Najzanimljiviji je naš feed na usluzi YouTube, ovaj s kondenzatorom koji se sastoji od koaksijalnih limenki bezalkoholnih pića .

Hvala [Geekabit] za savjet.

Slike radijskih radijskih teleskopa WiFi Univers

Bio je projekt ispunjen uklapanjem i početkom, a gotovo je završio kao značajka “Fail of the Week”, ali sretni smo što možemo izvijestiti da radijski teleskop WiFi radne površine [Thought Emporium] napokon radi. I prilično je prokleto.

Ako pratite s gradnjom kakav jesmo, znat ćete da je to proizlazilo iz prethodnog, mnogo većeg radio teleskopa koji je [Justin] vizualizirao konstelaciju geosinkronih digitalnih TV satelita. Ovoga puta postavio je svoje znamenitosti bliže kući i izgradio sustav za vizualizaciju WiFi frekvencije od 2,4 GHz. Jednostavna spiralna antena vozi se na skeneru s elevacijom s azimutom. HackRF SDR i GNU radio formiraju prijemnik koji samo snima vrijednost signalnog signala snage signala (RSSI) za svaku točku dok se antena skenira. Podaci se zatim masirati u boje koje predstavljaju intenzitet primljenih WiFi signala i položili preko optičke slike skeniranog područja. Prva slika jasno je pokazala nekoliko vrućih mjesta, uključujući i prethodno nepoznat usmjerivač. Otkrivanje na otvorenom otkrilo je mnogobrojne usmjeritelje, premda je to malo više čarobnjaštva.

Videozapisi ispod detaljno prikazuju cijelu priču; preskočite na treći dio za isplatu ako to morate, ali uz cijenu nedostaje nekoliko vrijednih sati i nekoliko cool savjeta, kao što je korištenje plosnatih komada Schedule 40 cijevi kao građevnog materijala. Nadamo se da ćemo uskoro vidjeti više od projekta i pitamo se može li ovaj FPV trkaći tracker možda ponuditi korisne savjete za proširenje.

Teardown smješta Fraktalnu antenu

[IMSAI Guy] rastvorio je uređaj s karticom za bežičnu mrežu i odlučio istražiti što se nalazi ispod metalnog kanta. Videozapis njegova pregleda možete vidjeti dolje. Sve u svemu, bilo je prilično neočekivano, ali jedna je zanimljiva bila njegova upotreba antene na PCB-u koja koristi fraktalni dizajn.

Vjerojatno znate da su fraktali “samosvojni” po tome što su uzorci izrađeni od manjih istih uzoraka. Stara šala je da B. u Benoitu B. Mandelbrotu (čovjek koji je skovao pojam fraktala) označava Benoit B. Mandelbrot. Možete ga zamisliti kao rekurziju u softveru. Antene izrađene s fraktalnim uzorcima imaju neka neobična i korisna svojstva.

Ove antene razvile su 1988. godine [Nathan Cohen] i objavljene 1995., iako su već korištene periodične antene koje su koristile nepriznate fraktalne osobine. Poput periodičkih dnevnika, ali za razliku od većine drugih antena, fraktalne antene mogu biti vrlo širokopojasne. Razlog je taj da fraktalna struktura stvara virtualne kombinacije kondenzatora i induktora koji pružaju mnogo različitih rezonancija.

Naravno, njihovo oblikovanje može biti izazovno i često se provodi putem simulacije. Tu su i kriticari koji govore da fraktalne antene zapravo ne rade bolje . Ako želite vidjeti nešto praktično, provjerite ovu tezu nekoliko učenika na Sveučilištu Nirma koja koristi simulaciju za dizajniranje takve antene i gleda na njegovu izvedbu.

Već smo razgovarali o fraktalima ako želite malo povijesti. Ovo je izgledalo malo slično drugoj fraktalnoj anteni koja se nalazi u mjerilu, svih mjesta.

Najbolje unutarnje HDTV antene koje možete kupiti

Pri prijelazu iz kabela i satelita može se dodirnuti pronalaženje najboljeg HDTV antena za vašu zonu. Da bismo vam pomogli, sastavili smo naše odabire najboljih unutarnjih HDTV antena koje možete kupiti.

Post Najbolje unutarnje HDTV antene koje možete kupiti pojavile su se najprije na digitalnim trendovima .

Praćenje CubeSats za 25 dolara

CubeSats su sitni sateliti koji označavaju zajedno kao sekundarne nosive terete tijekom pokretanja. Moraju se vagati ispod 1,33 kg, a često su izgrađeni po niskoj cijeni. Postoje čak i open source projekti za ove male letjelice. Tijekom posljednjih nekoliko godina pokrenuto je više od 800 CubeSata, s mnogo više pokrenutih planova u bliskoj budućnosti.

[Thomas Cholakov] spajao je domaću antenu s tragovima na programiranom radio programu za praćenje nekih od tih satelita. Antena je izrađena od bakrenih žica rezanih na odgovarajuću duljinu za primanje 437 MHz signala. Četiri petlje spojene su zajedno i prekinute na RF priključak.

Ova kućna antena spojena je u RTL-SDR dongle. Dongle preuzima beacon signale poslane od satelita i daje podatke na PC. Zbog kretanja satelita, njihovi svjetionici mogu se lako prepoznati pomoću Dopplerskog pomaka frekvencije.

[Thomas] koristi SDR konzolu za primanje podataka s satelita. Dok demo prikazuje samo osnovni prijem, mnogo više informacija o dekodiranju ovih satelita može se naći na web stranici SDR Satellites .

Ovo izgleda kao zabavni projekt vikenda, a vjerojatno je i najjeftiniji projekt vezan za zrakoplove. Nakon pauze pogledajte cijeli videozapis koji objašnjava kako izraditi i postaviti antenu i dongle.