Guten Tag,
heute hatten ich eine totalen Systemausfall. Es ist beim Heckescheren passiert. Vielleicht kennt ihr das ja auch?
Nun ist nur GRAVES in Betrieb und ich werde am Sommeranfang noch mal die Ionosphäre loggen und dann bis auf gelegentlichen GRAVES Empfang eine Sommerpause machen.
Gerade ist ein Entwurf fertig geworden. Vielleicht schaut ihr mal rein.
Sind grobe Fehler drin?
Ist das schon bekannt?
Ist das verständlich?
Danke schon mal und liebe Grüße
Wilhelm
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Signaleinbruch und eine Art von Oppositionseffekt bei der Meteor-Beobachtung mit dem GRAVES RADAR
In diesem Thread hatte ich vermutet, dass die Ionosphäre Echos verschluckt, konnte aber die Vermutung bisher nicht belegen.
und hier
Trotz Satellitentechnik gibt es weltweit viele Lang- oder Längstwellensender. Damit kommunizieren die Militärs mit ihren Soldaten auf den U-Booten, da unter Wasser die Verbindungen auf höheren Frequenzen nicht funktionieren. Die Intensitäten der Langwellensignale zeigen eine starke Abhängigkeit...
forum.astronomie.de
Ich bin immer davon ausgegangen, dass nur kleine Echos betroffen sind, da der Einfluss der Ionosphäre auf große Echos relativ klein sein sollte.
Hier in diesem Thread hatte ich während der Zeta-Perseiden (ZPE) und der Arietiden (ARI) ein neues Maximum um 13 Uhr beschrieben.
Da das Maximum besonders bei den großen Echos zu sehen ist, war ich von einem echten Maximum ausgegangen und hatte als Ursache einen Strom aus dem Großen Hund vermutet.
Nun möchte ich einen Vorschlag präsentieren, der dieses Maximum erklärt und in Einklang ist mit dem vermuteten Verschlucken von Echos:
Es handelt sich danach um eine Kerbe in Tagesgang, der bei den Zeta-Perseiden und den Arietiden auftritt.
Setup:
Für den Empfang der Meteorechos logge ich auf der GRAVES-Frequenz 143.05 MHz. Die Antenne ist eine rechtsdrehend polarisierte 4-Element Kreuzyagi, die auf dem Dachboden montiert ist. Zwischen der Antenne und dem Empfänger, ein Icom IC-R8600, befinden sich ein rauscharmer Vorverstärker mit einem Frequenzbereich von 140-150 MHz und einem Rauschmaß von 0.25 dB. Als Aufnahmesoftware dient Spectrum-Lab (SL). SL generiert in Abständen von 20 Sekunden Plots, die später mit einer selbstgeschriebenen Bildverarbeitungssoftware auf der Basis von Python und OpenCV ausgewertet werden, s. Bild 1. Die Histogramme werden mit einem Gauß-Filter mit den Koeffizienten 0.31, 0.74, 1.0, 0.74 und 0.31 geglättet. Den Messfehler schätze ich nach vielen Tests auf <5 %.
Ergebnis:
Bild 1 zeigt die gemessenen Echos und ein Stundenhistogramm vom 9. Juni. Drei Radianthöhen von Aries sind eingetragen. 66° um 9 Uhr UTC war der höchste Punkt. Die Radianten laufen neben der Sonne her.
Meine Hypothese ist nun, dass das Maximum um 12 Uhr kein echtes Maximum ist, sondern dass es sich um eine Einkerbung mit einem Minimum um 11 Uhr handelt. Bild 2 zeigt ein 10-Minuten-Histogramm von drei Tagen. Die Kerben, um die es hier geht, sind gekennzeichnet.
Folgende Erklärung habe ich für die Einbrüche:
Die Meteore kommen aus der Richtung der Sonne. GRAVES sendet mit der Hauptkeule in entgegengesetzter Richtung nach Süden. Meine Empfangsanlage steht nördlich von GRAVES. Wenn nun der Radiant vor der Sendeantenne vorbei geht, wird irgendwann eine Meteorspur in Richtung des RADAR-Beams verlaufen. Dann ist die ionisierte Fläche, die die Funkwellen reflektieren kann, kleiner, als wenn die Spur mehr von der Seite getroffen wird. Statistisch verteilt erhält man also weniger Empfangssignal, wenn die Flugrichtung mehr in Richtung Beam verläuft. Die optimale Auslöschung b.z.w. das Minimum der Kerbe entsteht, wenn die Radarrichtung und die Flugrichtung sich auf einer Linie befinden. Betroffen sind besonders die großen Echos: Wie man am Stundenhistogramm im Bild 1 sieht, haben die roten Balken, die Größen, stärker abgenommen als die gelben Balken, welche die Anzahlen / Counts repräsentieren.
An den kleinen Meteoren sollte der der Effekt klein oder gar nicht vorhanden sein. Um das zu belegen, habe ich im Bild 3 die kleinen Echos < 30 Pixel (9. Juni) und <100 Pixel (10. Juni) und die großen Echos bis 100000 Pixel getrennt aber ineinander geplottet. Erwartet hatte ich bei den kleinen Echos eine schwache oder gar keine Kerbe. Überraschender Weise wird nun ein neuer Effekt sichtbar: Im Bild 3 sieht man, dass die kleinen Echos ein Maximum am Minimum der Kerben haben, siehe die roten Pfeile. Die kleinen Meteore, die genau in Beamrichtung fliegen, werden demnach größer.
Die Verstärkung der kleinen Echos erfolgt eventuell dadurch, dass die Geschwindigkeitskomponente in Richtung Sender maximal wird. Allerdings ist der Effekt relativ stark und die Peaks sind teilweise sehr scharf, so dass die Winkelabhängigkeit alleine den Effekt nicht erklären kann.
Bei Maxima der kleinen Echos, die nicht auf eine Kerbe zeigen, handelt es sich um normale Signale, siehe z.B. den gelben Pfeil im Bild 3 am 10. Juni um 13:00 Uhr. Anders ausgedrückt: Der Peak um 13:00 Uhr zeigt die anteiligen kleinen Echos. Der Peak an der Kerbe um 11:30 ist genau so hoch. Setzt man voraus, dass die Partikelgrößenverteilung in dem Zeitraum konstant geblieben ist, muss der Peak um 11:30 etwas anderes zeigen als normale kleine Meteorechos.
Die Bilder 4 und 5 zeigen, wie diese kleinen <30 Pixel Echos aussehen.
Bild 4 zeigt den Output der Auswertesoftware im Debuggmodus. Links unten ist noch mal das 11 Uhr Histogramm vom 9. Juni auch mit Zahlenwerten abgebildet.
Zwei <30 Echos werden auf dem Bild 4 erkannt. Das Echo mit der Größe 10 wird gerade geloggt, da es sich im 20 s breiten Auswertebereich befindet. Das untere Echo der Größe 18 würde von nächste Plot eingelesen. Man erkennt eine leichte Dopplershift: Das untere Signal der Größe 18 ist etwas langsamer unterwegs als das Signal mit der Größe 15, siehe auch den original SL Plot Bild 5.
Die Signale sind schon winzig, aber meine Anlage besteht aus sehr guten Komponenten und mit dem GRAVES RADAR steht ein sehr leistungsfähiger Sender zur Verfügung. (Auf Dauer hilft eben nur Power )
Es handelt sich wohl um eine Art von Oppositionseffekt.
Der Oppositionseffekt (auch Seeliger-Effekt) in der visuellen Optik funktioniert natürlich etwas anders: Bild 6 zeigt den Schatten meines Kopters auf einem Getreidefeld. Genau in Richtung der Sonnenstrahlen und der Blickrichtung verdecken die Halme ihren eigenen Schatten, so das sich für den Betrachter, der sich exakt auf der Linie befindet, ein heller Streifen entsteht. Weiter nach außen werden die Schatten wieder sichtbar und das Bild wird dadurch dunkler.
Mit diesem Vergleich möchte ich verdeutlichen, dass es sich in unserem Fall um statistische Effekte handelt.
Es sieht an allen Tagen im Zeitraum vom 11. bis 16. Juni ähnlich aus. Die Peaks variieren etwas, aber DLT, ZPE und ARI verändern sich auch. Auf Wunsch zeige ich gerne noch weitere Tage.
Auch bei den Geminiden 2021 hatten wir (mit Ulrich) einen Einbruch beobachtet und konnten ihn bisher nicht erklären.
Ich hoffe, dass ich keine großen Denkfehler gemacht habe. Falls diese Effekte schon bekannt sind, wäre ich an Literatur sehr interessiert.
Vielen Dank fürs Lesen und viele Grüße
Wilhelm