Radyo Meteor Gözlem Dizisi-4

 Site Yöneticisi
 4 Mart 2012

Rüzgarın Meteor İzini Bozması: Üst atmosferdeki güçlü rüzgarlar, meteorların atmosferde oluşturduğu iyon izini bozar, böylece radyo sinyallerini ayna gibi yansıtan bu yapının bozulması ile kırık aynadan yansıma gibi bir durum ortaya çıkar. Böylece; meteor izi üzerinde birden çok yansıma noktası ortaya çıkabilir (kırık bir aynada görülen görüntüyü düşünün). Radyo dalgaları farklı noktalardan yansıyarak girişim yapabilir. Yansıma noktalarının, rüzgar nedeniyle sabit olmamasından dolayı da alınan sinyal gücünde hızlı osilasyonlar gözlenir.
 

Wind shear "breaks" the "meteoric mirror", resulting in multiple reflection points.

Bu özellik göktaşlarının ardından sadece bir kaç saniye sonra görülebilir. Sonuç olarak, bu durum sönük iz bırakan meteorları etkilemez, çünkü olay saniyenin onda biri gibi kısa bir sürede gerçekleşir. Genel olarak osilasyon frekansı 5 ile 10 Hz arasındadır. Bu azalıp çoğalmalara bazen “uzaktaki sinyalin zayıflaması”  (deep fading) adı verilir.

Doppler Kayması

Meteor izleri çok yükseklerde oluşan rüzgarlar nedeniyle sürüklenirler. Bu durum yansıyan radyo sinyallerinde Doppler etkisi denilen kaymalara neden olur. (Doppler kaymasını anlamak için sıklıkla verilen basit bir örneği hatırlatalım:

Hareket eden bir cankurtarandan yayılan sesi düşünelim. Arabanın hareketi nedeni ile sabit gözlemcinin konumuna bağlı olarak, gözlemcinin algılayacağı ses şiddeti farklı olacaktır. Araba size doğru geliyor ise dalgaların üst üste binmesi sebebiyle, işittiğiniz ses şiddeti hızla artarken, araç sizden uzaklaşıyor ise ses hızla azalıyormuş gibi algılanır.) Bu etki bazen rüzgarın meteor izini iyice bozması nedeni ile ciddi olarak artar, öyleki yansıma noktası meteor izi üzerinde kayar ve Doppler etkisi çok daha büyük olur.

Örnek Formül

Frekans: 75 Mhz, Meteor hızı: 75 Km/s ise

Dopler Kayması = Frekans * V/c   olduğuna göre

v = Hız (m/s)
c = Işık hızı (m/s)

f = (75*10^6 Hz )* (10.10^3/3*10^8 )(m/s) = 75*100/3 = 25 00Hz  = 2,5 kHz bulunur.

Meteor izinin sürüklenme hızı 100 m/s’ye kadar yükselebilir. Bu da yaklaşık olarak 30 Hz’den 40 MHz frekansa kadar sinyalde kaymaya karşılık gelir. İzin sürüklenmesi daha ciddi etkiler oluşturur.  Yansıyan sinyallerin gözlemleri sırasında bazen iz üzerindeki yansıma noktasının birkaç kilometre hızla kaydığını göstermiştir. Ayrıca yine gözlemler; sönük meteorların, parlak meteorlara göre daha yüksek Doppler kaymasına sahip olduğunu göstermiştir.

Alınan Tayf

Doppler kaymasının yanı sıra yansıyan sinyaller aynı zamanda meteor izlerinden farklı şekillerde yansımasına göre farklı genlik modülasyonuna uğramıştır. (Sinyal yüksekliği, Fresnel Osilasyonları, deep fading olayı, üstel azalma gibi..). Genişleme modülasyonları tayfın yan bantlarını yaratır, alınan tayf yansıma tarafından bozulmuş olabilir. Tayf bileşenlerinin ne kadar genişleyebileceği, mevcut sinyalin genişlik varyasyonlarına bağlıdır.

Sinyalin genlik değişimi, Fourier açılımı  ile hesaplanır ve böylece genişleme tahmin edilebilir. Genişlemedeki maksimum frekansı, yansıyan tayfsal hat belirler. Meteor sinyalinde en hızlı ve önemli genişleme çeşitleri, başlangıç gücünün artması ve Fresnel osilasyonlardır. Fresnel osilasyonlar 200 Hz’lik bir maksimum frekansa sahip olmakla birlikte, minimum kuvvetlenme süreleri 10 milisaniyedir. Böylece yansıyan tayfsal hattın toplam genişliği 400 Hz’i geçmemelidir.

Polarizasyon

İyonosfer (D ve E katmanları) ve meteor izleri manyetik alanda plazma şeklinde bulunur.  (Dünya’nın manyetik alanı), gelen radyo dalgasına Faraday dönüşümü uygular, yani dalganın polarizasyon düzlemi (titreşim düzlemi) alıcının yoluna doğru döner.  Faraday ve rezonans etkileri nedeniyle, polarizasyon düzleminin rotasyonu (dönmesi) gerçekleşebilir.

Düşük yoğunluklu meteorlarda olduğu gibi; rezonans, yansıyan dalganın polarizasyonunu etkileyebilir. Polarizasyon dalganın hareket yönüne dik olan düzlemdeki dalga salınımlarının yönünü tanımlayan, yansıyan dalgaların bir özelliğidir.

Parazitler (Enterferans)

Doğal ve insan yapımı tüm sinyal kaynakları, çeşitli frekanslarda radyo dalgaları yayarlar. Biz belirli bir kaynağın radyo sinyalleriyle ilgileniyor ve onu yakalamak istiyor isek, diğer kaynaklardan gelen sinyaller bu durumda parazit (enterferans) olarak kabul edilir.

Diğer Vericilerden Gelen Parazitler

Benzer veya yakın frekansta bir başka vericinin sinyalinin müdahalesi olasıdır. Bu müdahaleyi ortadan kaldırmak genellikle mümkün değildir. En iyi çözüm gözlemde kullanılmak üzere tek bir verici ve frekansın bulunmasıdır.

Unutmayın ki sadece meteorlar radyo dalgalarını yansıtmazlar. Uçakların metal gövdeleri de yerden gelen radyo sinyallerini verimli bir şekilde geri yansıtmaktadır. Bu nedenle gözlemler işlenirken, bu sinyaller diğerlerinden ayrı tutulur.  Birden fazla vericiden yayınlanan sinyallerin oluşturduğu harmonikleri engellemek için seçici anten ve band pass filtre kullanılmasını önerilmektedir.

Geniş Bant Parazitler (Enterferans)

Elektrikli bir alette meydana gelen kıvılcımlar (elektrik arkı) çıksa, aynı zamanda radyo dalgası yayarlar. Bu radyo dalgalarının frekansları kHz ile GHz aralığında değişen frekanstadır ve gücü; kıvılcımın meydana getirdiği elektriksel alanın gücüne,  etrafındaki koruyucusuna ve anten ışıma paternine bağlıdır.

Tek bir kıvılcım bile bir kaç milisaniyelik sinyal yaratır. (Urania Gözlemevinde yapılan ve sadece elektrik düğmelerinin açılıp kapanmasından meydana gelen kıvılcımın neden olduğu istenmeyen girişimin, 100 metre mesafeden bile izlenebildiğini hatırlatalım). Bu tür radyo yayınlarını parazit girişim (enterferans) olarak da adlandırabiliriz. Parazit girişim ürettiğini bildiğimiz bazı cisimlere örnek olarak; elektrik düğmeleri, floresan (TL) lambalar, motorlu kaykaylar ve trenler örnek gösterilebilir.

Yukarıda belirtilen yapay girişimlerin yanında doğal ve geniş bantlı girişim de vardır. Örneğin, şimşek, güçlü ve geniş bantlı bir parazitik girişim meydana getirir. Şimşekten gelen sinyaller, hemen hemen eşit aralıklarla bir dizi oluşturmaktadır.

Osilatörlerden Dolayı Oluşan Parazitler (Enterferans-Girişim)

Günümüzde modern elektronik aletlerin çoğu bir ya da daha fazla mikro işlemciye sahiptir. Mikro işlemcilerin çalışması için gerekli olan osilator devreleri de havaya elektromagnetik sinyaller yayar. Genelde kullanılan bu osilatorlerin kare dalga üretmesi, bu aletlerin ana osilator frekanslarının dışında geniş bir spektrumda harmonik sinyalleri de oluşturacaktır. Bu tip bir çalisma sırasında eğer çevrenizde bu tip elektronik aletler varsa onlarin osilator frekanslarini belirleyip bu frekans ve bu ferkanslarin harmoniklerinde dinleme yapmamak ya da mümkünse bu cihazlarin ürettikleri elektromagnetik enerjinin cihaz dışına çıkmamasını sağlamak icin iyi bir radyo frekans ekranlamasina gidilmesi gerekmektedir. (Bu sebeple donanımınızı seçerken bazı önlemler alabilirsiniz. Örneğin, 66 MHz’lik gözlem düşünüyorsanız, bilgisayarlarınızın işlemci (CPU) hızı 33 MHz veya 66 MHz  frekansında olmaması daha güvenlidir.)

Çoğu elektronik aletler (bilgisayarlar da dahil) farklı frekanslarda bir kaç osilatör içerir. Eğer cihazınız korumalı değilse, farklı frekanslardan da istenmeyen girişim mümkündür. 

Yazıda geçen bazı terimlerin açıklaması;

Faraday kafesi: İletken tellerden örülmüş kapalı bir hacim Faraday Kafesi olarak adlandırılır, bu kafes içinde elektrik alan sıfırdır. 

Fourier dönüşümü: Matematik çözümlemelerde ve integral hesaplamalarında uzay değiştirmek için kullanılan bir dönüşümdür. Örneğin k uzayından x uzayına geçmek için bu dönüşüm kullanılır.

Telif Hakkı:

(TR): Türkçe çevirilerin tüm telif hakları TAMSAT’a aittir. TAMSAT-Bilim makalelerinden yapılan Türkçe alıntılarda; TAMSAT‘ın yazılı izni ve web adresi belirtilmeli, ayrıca orijinal doküman adresi olarak da  IMO‘nun web adresi ve logosunun kullanılması gerekmektedir.

(EN): TAMSAT holds all the copyright of translated documents. Any reference made TAMSAT-Science documents would only be used with the web adress of the Turkish document and the TAMSAT‘s written permission.  IMO web adress with its logo should also be given as a reference.

 

Yazı hakkında görüşlerinizi belirtmek istermisiniz?