Spectrogrammes à haute résolution de la Galaxie à la Villette

Spectrogramme haute résolution de la raie hydrogène galactique

Le radiotélescope de la Villette opéré par l’association Dimension Parabole vient de capturer les signaux radio de la raie hydrogène neutre lors des transits de la Galaxie pendant 23h30 min en plus haute résolution. L’image présentée a été calculée par Rémi F6CNB/N5CNB.

L’adjonction d’un nouveau récepteur RSPduo qui possède une meilleure résolution d’échantillonnage sur 14 bits a permis de réaliser une mesure plus précise que précédemment des signaux radio.

La méthode d’analyse des signaux et de construction des images est décrite dans cette page.

Le spectrogramme haute résolution correspond a une numérisation de l’intensité des signaux radio sur 14 bits à la fréquence d’échantillonnage de 2 Millions d’échantillons par seconde. Les FFT (Fast Fourier Transform) pour passer du domaine temporelle au domaine fréquentiel sont calculées sur 4096 points ce qui procure une précision en fréquence de 500 Hz par échantillon de fréquence. 4096 spectres de fréquence sont moyennés toutes les minutes. La fréquence centrale des signaux radio est sur 1420 MHz.

Les caractéristiques du SDR utilisé en monocanal

Caractéristiques des nouveaux filtres passe-bande utilisés
Intensité des signaux reçus avec le récepteur RSPduo
Spectrogramme sur environ 37 heures d’observation

Les signaux capturés par l’antenne sont moyennés différemment en fonction du SDR en raison de fréquences d’échantillonnage différentes.

Pour le RSP2Duo : acquisitions pendant 60s à 2048 kHz toutes les 120 s, FFT sur 4096 moyennées sur 60 secondes.
Pour le mini LimeSDR : acquisitions pendant 25s à 2500 kHz toutes les 60 s, FFT sur 4096 points moyennées sur 25 secondes.

Spectrogramme animé à partir des observations du 5 au 8 octobre 2019

Observation quotidienne comparative avec deux SDR et compilation animée des dernières observations

2 réflexions au sujet de « Spectrogrammes à haute résolution de la Galaxie à la Villette »

  1. Une chose est sûre, c’est que le RSP Duo est plus performant que l’ancien SDR. Les ondulations du filtrage numérique étaient du même ordre de grandeur que les signaux à mesurer.. pire, le filtre ne se comportait pas pareil d’une fréquence à l’autre.. Difficile de s’y retrouver et écrasement de la dynamique « visuelle » (rendu).. J’avais fait un CR d’analyse à mi- Août

    La FFT était également réduite. Donc on peut dire que l’on a amélioré la résolution vitesse. D’après ce que m’a dit Rémi, on a dû passer de 512 à 1024 puis 4096 points.

    Pour mémoire la dynamique des signaux utiles est très faible. Qq dB et on parle de forts signaux. C’est la qualité des données et le traitement qui améliore tout cela. Peut-être intègre-t-on plus longtemps ?

    JJ F1EHN

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  2. Les nombres de bits du SDR n’a pas d’influence sur la qualité de l’image. Il
    permet seulement d’augmenter la dynamique d’entrée ce qui simplifie
    l’ajustement des gains (analogiques et internes au SDR).
    L’oscillateur asservi GPS améliorera seulement la précision de l’échelle
    horizontale de fréquences de quelques kHz maximum (erreur max actuelle
    2.0KHz).

    Les améliorations depuis la première image sont :
    -Meilleur filtrage analogique. (Multiples filtres à bande plus étroite)
    -Meilleure résolution fréquentielle (~500Hz après amélioration du programme
    de FFT)
    -« Despiking ». (Moins de spikes avec RSP2DUO par rapport au RTL-SDR et
    meilleur traitement)
    -Compensation de la réponse en fréquence du SDR (meilleur courbe avec
    RSP2DUO et traitement automatique)
    -Compensation des changements de gain en température (Ajout, acquisition et
    utilisation de capteurs de température)
    -Présentation du (Signal + Bruit) / Bruit (Normalisation avec le bruit
    horsbande)

    73 de Remi F6CNB/N5CNB

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