随笔

# 一、低噪放指标和晶体管选型 低噪放指标：增益 > 30dB、噪声系数 < 1dB。 GaAspHEMT 晶体管是设计 LNA 时经常使用的晶体管，容易在市场上购买到，在此使用栅极正压偏置的 ATF-54143 晶体管进行设计。 ATF-54143 的栅宽为 800um，对于 3V，60mA 下的偏置，在 2GHz 时的噪声为 0.5dB，增益为 16.6dB [1]。 由于需要达到 30dB 左右的增益，所以需要采用二级级联的方式进行低噪放的设计。 # 二、直流偏置点选取和直流偏置电路设计 偏置是放大器需确保放大器工作在正常的放大状态，对于个人小功率用途的低噪放大器，不必考虑其

PCB 文件见于：1420MHz 的 PCB 八木天线 - 新 - 嘉立创 EDA 开源硬件平台 (oshwhub.com) 天线的 S11 参数：一般要求在工作频段小于 - 10dB。 天线的谐振点：在工作频率内的 S11 曲线的最小值。 目标天线 (如下图 1)：1420MHz 谐振，S11 参数 图 1：八木天线的正反面 # 天线的 S11 参数 红色曲线为仿真的 S11 参数，黄色和绿色曲线为两次实测的 S11 参数，可见天线在能够正常工作在 1420MHz 附近，带宽为 50-70MHz 左右。 图 2：S11 参数 图 3 为两次测量时的现场，使用的设备为 N

# 同轴线及同轴线末端的接头 在射电望远镜链路介绍 (建议首先阅读) 中有提到，日常用的交流电频率是 50Hz，也就是一秒震荡 50 下，可以用随处可见的那种电线传播。如果接收 1420MHz 的氢谱线电磁波，它的一秒震荡 1420000000 次，由天线感应的电流也是一秒震荡 1420000000 次。如果用普通的电线传输，损耗是很大的，所以你会完全收不到信号，必须用同轴线等特殊的线传输对高频电流进行传播，如图 1。 图 1：传输高频电流用到的同轴线 观察图 2 所示栅格抛物面天线的末端，背后黑色那条便是从天线引出来的同轴线。 图 2：栅格抛物面天线引出的同轴线 观察图 3 所示的小天

接收机是一个比较复杂的结构，在此我便仅以常见的接收机做一个对比。如果读者有兴趣，可以通过搜索引擎、业余无线电爱好者的 QQ 群、B 站等地方进一步了解。 # 常见的四种接收机 接收机可以把模拟的信号转化为数字信号，即计算机可以理解的一连串的二进制信号。当然，接收机的电路板上也有低噪放大器、滤波器、混频器等器件存在，在此不予考虑，仅仅认为它把接收到的连续信号转换为了电脑能够理解的二进制信号。 在电脑上，我们用 SdrSharp 这个软件来对接收机接收到的数据进行处理和分析，关于 Sdrsharp 的介绍，见于 SdrSharp。该软件支持下面常见的四种接收机，不过对于 SDR Play R

如何使用 Sdrsharp 这个软件，已经在 SdrSharp 中有所介绍。 在 Sdrsharp 软件中，我们主要是看积分平均之后的频谱。而观看和导出 “积分平均之后的频谱” 由该软件的积分插件（即 IF Average）来实现 该插件（IF Average，点击这里下载）的具体使用，我已在如下视频中进行了介绍，在此不再赘述，而仅仅说明一下为什么要用该插件对频谱进行积分平均。 【从零开始的业余射电天文 3 (上)】：700 元成本制作射电望远镜观测氢谱线 【从零开始的业余射电天文 3 (下)】：500 元成本制作射电望远镜观测氢谱线 注：在该视频的 6 分 20 秒处有扣底噪的操作，对于使

文章的低噪放大器 KC9601 也许不是好的方案，KC9603 应该也可以满足氢谱线的观测，相对来说较为便宜 # 为什么要使用低噪放大器 放大器犹如放大镜，即把以某个频率震荡的电流信号进行放大。放大器内部存在一定噪声，电流信号通过放大器后，被放大的电流信号中也掺杂着放大器本身的噪声。 图 1 中展示了一个平滑的正弦波信号在通过放大器后，被引入了一些毛刺般的噪声，因此变得粗糙起来。 以某个频率震荡的电流实际上就可以表示为波动的形式，即声波、电磁波的形式，可以把电流理解为是电流波。总之把电流和电磁波的震荡想象为一样就可以了，暂且不必深究细节。如果读者看过射电望远镜链路介绍 (建议首先阅读)，

该软件是用来手动对准银河 一般而言，如果手机系统语言设置的是中文，那么该软件显示的应该便是中文。 这个软件的英文名为 Constellation Map，中文名为星座盘，可以在谷歌商店搜索到；苹果手机可以尝试在苹果商店中搜索该软件 在此给出安卓版的百度网盘链接，这个我在谷歌商店下载的：链接：https://pan.baidu.com/s/1c9gY0kPxYKf-YjPVOpjCVA 提取码：7tqi # 软件设置 进入软件后界面如图 1 所示，可以看到左上角显示出了手机对向高度角和方位角 图1：初始软件界面 然而我们观测银河系所需要的是赤经

本此实践论证了手动对准绘制银河旋臂的可行性，具有很大的参考价值 用于手动定位银河的 app 见于目录中软件介绍里的 “星座盘”，挺好用的，我也在那里给出了银河平面对应的坐标 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 软件输出数据得到频谱图，利用多普勒效应和银河系几何粗略绘制银河系旋臂图。 # a1. 理论 # a1.1 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，研究天体的物理、化学性质的一门学科。1933 年美国贝尔实验

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，

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