Auringontutkimusvälineenä toimiva radioteleskooppijärjestelmä

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli toteuttaa harrastajakäyttöön tarkoitettu radioteleskooppijärjestelmä, joka seuraa aurinkoa aamusta iltaan ja rekisteröi erityisesti auringonpurkauksia. Radioteleskooppijärjestelmä mittaa auringonpurkausten synnyttämän laajakaistaisen kohinavuon (engl. solar flux) voimakkuutta, esiintymisaikaa sekä kestoaikaa. Mittausdatan avulla alan harrastajilla, kuten radioamatööreillä on mahdollisuus ennustaa reaaliajassa HF (High Frequency)-alueen radiokelejä sekä revontulien esiintymistä ja tällä tavoin vaikuttaa kaukoyhteyksien onnistumiseen.

Kehitysprojektin varsinaiset työvaiheet koostuivat radioteleskoopin antennin automaattisen ohjausjärjestelmän eri yksiköiden hankinnasta ja rakentamisesta sekä testaamisesta. Lisäksi ohjelmoitiin askelmoottorin ohjausyksikkö sekä vastaanottimen ohjausyksikkö ja mittausdatan käsittelyyn tarkoitettu komentosarja.

Kehitystyön tulokseksi saatiin valmiiksi testatusti toimiva antennin automaattinen ohjausjärjestelmä, askelmoottorin ohjausyksikön ohjelma, vastaanottimeen asennettavan ohjauskortin ohjelma sekä mittausdatan käsittelyyn tarkoitettu komentosarja. Projektin jatkokehitysvaiheessa rakennetaan kokonaistehovastaanotin, joka asennetaan radioteleskooppijärjestelmään. Tämän lisäksi suunnitellaan ja toteutetaan mittausdatan siirto julkiselle Internet-palvelimelle, josta sitä voi kuka tahansa seurata reaaliaikaisesti.

The purpose of this bachelor’s thesis was to design and implement a radio telescope system for hobbyist use that tracks the sun from the sunrise to the sunset and register solar eruptions, in particular. The radio telescope system measures the strength of the sun’s broadband solar fluxes and also registers their time of occurrence and duration. Using the measurements, hobbyists, such as radio amateurs, are able to predict HF (High Frequency) band radio propagation and the appearance of aurora borealis and in this way to plan successful long distance communications to other continents.

The main stages of the development project consisted of the acquisition of units for an automatic control system of a radio telescope antenna and also of the construction and testing of the antenna control system. In addition, a stepper motor control unit, a control unit for the receiver and a script for processing the measurement data were programmed.

The project generated an operational and duly tested automatic control system for antennas as well as programs for the stepper motor control unit and the receiver’s control unit and a script for processing the measurement data. In the next development phase of the project, a total power receiver will be constructed and integrated into the radio telescope system. In addition, a system measurement data transfer will be designed and implemented into a public Internet server, available for real time tracking for all users.