如何用鍋形電視衛星天線自製射電望遠鏡？

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如題，想接收宇宙中的無線電波，應該怎麼改裝？

======= 關於一些規章制度上的問題 =======
評論有人關心會不會被有關部門拆了，於是還是先說說這裡的問題吧~
違法的事咱們是不幹的！大家要玩本項目記得依法申請！否則後果自負啊！
1）關於買個電視鍋的事：
國家在2013年的時候放開了國務院令第129號《衛星電視廣播地面接收設施管理規定》對電視鍋生產的限制，所以你買電視鍋這事應該不會被說是購買違法物品的。說到這個國務院129號令，裡面第九條規定「個人不得安裝和使用衛星地面接收設施」，所以，你要私自買個電視鍋回去看電視，還真是違法的。不過還好，咱不是看電視用的，理論上不受國務院129號令的限制。
2）依法建設台站
雖然不受國務院129號令限制，但對於我們這種情況，還是受到國家其他一些法律法規的約束。這種個人架設台站的情況屬於業餘無線電台，需要依照中華人民共和國無線電管理條例和業餘無線電台管理辦法（工業和信息化部令第22號）到當地無線電管理委員會那裡提交申請。鑒於我們只是接收，估計不會有啥大問題。

========= 下面是正文 =============

首先明確下射電望遠鏡和雷達的區別。
射電望遠鏡只接收無線電信號；
雷達會主動發射無線電信號，也會接收無線電信號（一般好像都是收的發射信號的回波）。感謝 @蘭斯塔古提醒，雷達也有隻接收的，就是所謂被動雷達。之前回答的時候我把「雷達」全默認為「主動雷達」了。原則上射電望遠鏡也算是被動雷達，只不過由於觀測目標不同，設計參數也就不盡相同。
如果題主是要弄主動雷達的話，得弄個發射裝置出來才行。然而發射信號這功能對接收來自宇宙的無線電波並沒有什麼幫助，於是我們還是不要吃力不討好了。另外因為我不清楚被動雷達相比於射電望遠鏡會不會有啥其他要求，所以以下討論不涉及被動雷達，僅僅是說射電望遠鏡。

這裡安利下我的另一個回答，有助了解射電望遠鏡如何工作。
射電望遠鏡的工作原理是什麼？ - 知乎用戶的回答

====== 我們聊聊怎麼改電視鍋好了 =========

一、簡單方案
香港梁振聲博士在2012年的時候做過一個算是公眾科普項目的小項目，直接利用電視鍋的鍋和接收器（饋源喇叭，高頻頭）外接一個數據記錄器（data logger）來探測太陽射電輻射和銀心射電輻射。

利用電視鍋+放大器（看著是個電流表）組成的「射電望遠鏡」測量手機輻射。（圖片來源：手提射電望遠鏡的製作暨射電輻射機制和觀測總結）

梁博士他們用到的data logger。（圖片來源：如何利用 Data logger 於手提射電望遠鏡？）

梁博士的這個方案恐怕是最好實現的，不管是在香港還是內地。電視鍋這東西很好賣，數據記錄器這東西，在某寶上搜索「RTL」或「USB軟體無線電」什麼的就能找到，相應的軟體也可以使用軟體無線電的軟體代替。
不過電視鍋的接收器對於天文觀測來說並不好用。
衛星鍋的接收器一般是接收C波段或Ku波段信號，並且只接收這兩波段裡面很窄（相對於正常天文觀測來說很窄）的一個通道。一般來說，C波段接收的3.4－4.2GHz信號，Ku波段接收的10.75－12.75GHz信號，通過高頻頭混頻降低到950－2150MHz。不管是C還是Ku，銀河的射電輻射都比較弱，況且這兩頻段既然被用來作為衛星信號頻段了，肯定不是受保護頻率，會有比較多的人造干擾。Ku波段還有一個問題，因為其頻率比較高，受水汽影響比較嚴重，本來電視鍋就不太能收到天體的信號了，來朵雲什麼的就妥妥看不見信號了。所以，如果能力允許的話，建議可以把坑挖大點，自己做個接收器，也就是我準備說的進階版方案。

二、進階版方案（MIT Small Radio Telescope 方案）
麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology, MIT)搞了一個小型射電望遠鏡（Small Radio Telescope, SRT）項目。這個小玩意兒啊~ 亦可賽艇！
這項目最主要的是使用「簡易」的方案製作一個1400-1440MHz接收機。該簡易方案，一是選擇了一個乾淨的、有意思的頻率範圍，二是在設計的時候盡量壓低了接收機雜訊溫度（這樣會提高望遠鏡探測靈敏度，也就是能測到更弱的信號。）

為啥說1400-1440MHz這個頻率範圍乾淨、有意思？
答：
天文上有一條重要的譜線，叫做中性氫21厘米譜線。顧名思義，這條譜線就是中性氫（氫原子）發射出來的波長為21厘米的譜線，對應的頻率大概是1420MHz。這條譜線為啥重要呢？因為宇宙中的中性氫很多，通過觀測這條譜線，我們可以得到銀河系、河外星系，乃至整個宇宙（注意，一般來說，距離我們很遠的那些中性氫由於紅移的關係，其21裡面譜線波長都變得大於21厘米了。）的很多信息。為了保證天文學家對這條譜線進行較好的觀測，無線電管理委員會吧1420MHz附近一小段頻率設置成了「禁止任何形式發射」的保護頻率，也就是說理論上這一小段頻率內不會有人為干擾。
在1400-1440MHz這個範圍內，可以較好地觀測銀河系中性氫21厘米譜線。通過測量銀河系不同區域的中性氫21厘米譜線的頻率，可以測量出銀河系的自轉。想想還是挺好玩的呢~

說回到SRT這個方案，MIT放出了詳細的製作說明，詳見：mit.edu 的頁面或者這個網頁 SRT Wiki Home
裡面用到的材料，國內都可以買到，不過所用的放大器、濾波器估計得直接跟國內代理買，某寶是買不到的。SRT總的造價我記得自己之前估算過是在 3w RMB左右。嗯，真是個花自己錢把自己坑死的差事。。。

放一張SRT的照片~

SRT（圖片來源：可觀自然教育中心暨天文館）

MIT用單個SRT做了一些太陽射電和銀河射電的觀測，也用多個SRT做了干涉觀測。所以題主要是有錢有精力有恆心有... 的話，大可以照著SRT的項目玩出很多花樣出來。

====== 以下是廢話時間 =============
業餘射電天文是個大坑。得會電子電器的知識，得知道些射電天文學基礎，得有良好的動手能力（畢竟你買不到現成的射電望遠鏡），關鍵還得有錢有時間。

嗯，祝題主玩的愉快~ 玩業餘射電天文的極少，題主加油！

===== 看到這裡的是好人，彩蛋，關於成像觀測 ==========
誰說射電天文不能成像的？誰說成像一定得高解析度才行的？
銀河那麼大，弄個銀心附近射電圖像沒啥問題（前提是你望遠鏡靈敏度不能太差）。
上面說到的兩個方案，都是只有一個接收機，也就相當於一個只有一個像素點的相機感光器。
像素點少不要緊，我們可以通過拼接來弄出一張圖來。專業的射電天文觀測很多也是通過掃描觀測來拼成一張射電波段圖像的。不過為了掃出一張好圖像，題主得給電視鍋加驅動裝置才行。驅動裝置這個坑比較小，電視鍋不大，用商業化的光學望遠鏡跟蹤裝置就行了。

附上祖師 Grote Reber 自製的射電望遠鏡及銀河射電圖：

圖片來源：nrao.edu 的頁面

圖片來源：Chandra :: Chronicles :: The Discovery of Cygnus A :: January 31, 2001

今天剛看到的一篇文章：
http://arxiv.org/abs/1601.06161
「A Michelson-type Radio Interferometer for University Education」

感覺可以跑步進入干涉儀階段了...

後面右側是我們宿舍

一、頻率問題
中華人民共和國信息產業部令
第 40 號
《中華人民共和國無線電頻率劃分規定》已經2006 年9 月5 日中
華人民共和國信息產業部第二十三次部務會議審議通過，現予公布，
自公布之日起施行。中華人民共和國信息產業部2001 年11 月12 日公
布的《中華人民共和國無線電頻率劃分規定》（中華人民共和國信息
產業部令第14 號）同時廢止。
部長：王旭東
二00 六年十月十六日

229-235 MHz 在北京密雲縣用於射電天文業務，其他業務不得對其產生有害
干擾。
322-328.6 MHz 頻帶射電天文為主要業務，現用於北京密雲縣、烏魯木齊南山地區、
貴州南部喀斯特地形區；
406.1-410 MHz 頻帶射電天文為主要業務，現用於北京密雲縣、烏魯木齊南山地區、
貴州南部喀斯特地形區、內蒙古正鑲白旗；
608-614 MHz 頻帶射電天文為主要業務，現用於北京密雲縣不老屯鎮、烏魯木齊南山
地區、貴州南部喀斯特地形區、內蒙古正鑲白旗；
– 201 –
1 330-1 400 MHz 頻帶射電天文為主要業務，現用於北京懷柔縣和密雲縣、上海佘山，
昆明鳳凰山、烏魯木齊南山地區、貴州南部喀斯特地形區、內蒙古正鑲白旗；
1 610.6-1 613.8 MHz、1 718.8-1 722.2 MHz 頻帶射電天文為主要業務，現用於北京懷
柔縣和密雲縣，上海佘山、昆明鳳凰山、烏魯木齊南山地區、貴州南部喀斯特地形區、內蒙
古正鑲白旗；
1 660-1 670 MHz 頻帶射電天文為主要業務，現用於現用於北京懷柔縣和密雲縣、上
海佘山、烏魯木齊南山地區、陝西臨潼、貴州南部喀斯特地形區、昆明鳳凰山、內蒙古正鑲
白旗；
2 655-2 690 MHz 頻帶射電天文為主要業務，現用於北京懷柔縣、江蘇淮陰、貴州南
部喀斯特地形區、內蒙古正鑲白旗；
3 260-3 267 MHz、3 332-3 339 MHz、3 345.8-3 352.5 MHz 頻帶射電天文為主要業務，
現用於北京懷柔縣、貴州南部喀斯特地形區、內蒙古正鑲白旗；
4 825-4 835 MHz、4 950-4 990 MHz、4 990-5 000 MHz 頻帶射電天文為主要業務，現
用於北京密雲縣、上海佘山、南京紫金山、烏魯木齊南山地區、貴州南部喀斯特地形區、昆
明鳳凰山、內蒙古正鑲白旗；
6 650-6 675.2 MHz 頻帶射電天文為主要業務，現用於北京懷柔縣、南京紫金山、貴
州南部喀斯特地形區、內蒙古正鑲白旗；
10.6-10.68 GHz 頻帶射電天文為主要業務，現用於烏魯木齊南山地區、北京密雲縣、
內蒙古正鑲白旗；
14.47-14.50 GHz 頻帶射電天文為主要業務，現用於北京密雲縣、內蒙古正鑲白旗；
15.35-15.4 GHz 頻帶射電天文為主要業務，現用於北京密雲縣，內蒙古正鑲白旗；
22.01-22.5 GHz、22.81-22.86 GHz、23.07-23.12 GHz、23.6-24 GHz 頻帶射電天文為主
要業務，現用於青海德令哈、上海佘山、烏魯木齊南山地區、北京密雲縣；
31.3-31.8 GHz 頻帶射電天文為主要業務，現用於北京密雲縣；
42.5-43.5 GHz 頻帶射電天文為主要業務，現用於青海德令哈、上海佘山、烏魯木齊
南山地區、北京密雲縣；
84-94 GHz、94.1-116 GHz、200-231.5 GHz、241-275 GHz 頻帶射電天文為主要業務，
現用於青海德令哈。
其他業務不得對上述所有射電天文業務產生有害干擾。從上述頻率選擇。
二、接收問題
使用經過調整的高頻頭接受。
三、數據分析
get到數據在電腦上可以畫出曲線

射電望遠鏡實際上就是個被動雷達，如果想要自制，就用衛星電視那個大鍋加上接收器就可以，不過這東西定位精度不高，分辨角有幾度就不錯了，用計算機成像是別想了。現代射電望遠鏡都是用長基線干涉儀，甚至用地球公轉軌道做基線，才可能獲得超過光學望遠鏡的解析度。

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其實電視的雪花屏就包含宇宙電波輻射大概是微波背景輻射吧這個不太清楚

這個事我曾經也想過，不過很快就打消了念頭，首先自己做的射電口徑太小，解析度不行，而且城市信號複雜，基本上沒發過濾信號，還有就是你收到的信號得用什麼示波器表示出來，編程和儀器有些貴...並不建議玩

x波段高頻頭

鍋用了很久。
樓主說想改造成射電望遠鏡。
最重要的，你想接受頻率多少的射電波？鍋的大小和能接收的射電波波長相關，大約為800mhz以上，如果是偏饋鍋，要1ghz以上。這要什麼星星發射的呀