DIY Φορητό Ραντάρ Καιρού με Δορυφορικό Πιάτο $5 και SDR

Τα επαγγελματικά ραντάρ καιρού είναι εξοπλισμός αποκλειστικός μεγάλων μετεωρολογικών υπηρεσιών. Ο Koakno αποφάσισε να φτιάξει το δικό του, αξιοποιώντας υλικό που συνήθως καταλήγει σε σκουπίδια.

Η κεραία: ένα dome τροχόσπιτου για $5

Βάση της κατασκευής είναι το Winegard Carryout Anser GM-5000, ένα κυκλικό dome κεραίας που αρχικά σχεδιάστηκε για παρακολούθηση δορυφορικής τηλεόρασης από τροχόσπιτα. Το συγκεκριμένο μοντέλο διαθέτει ενσωματωμένο κινητήρα που περιστρέφει παραβολικό πιάτο για αυτόματη εύρεση και παρακολούθηση δορυφόρων. Ο Koakno το απέκτησε έναντι πέντε δολαρίων.

Εδώ το πιάτο δεν παρακολουθεί δορυφόρο — σαρώνει οριζόντια τον ουρανό αναζητώντας ηχώ από υετό, χαλάζι και εναέρια υλικά.

Η αρχή λειτουργίας: SDR και LNB

Η αλυσίδα σήματος είναι ως εξής: ένα φθηνό SDR (Software Defined Radio) εγχέει σήμα στα 850 MHz. Το low-noise block (LNB) που βρίσκεται ήδη ενσωματωμένο στο GM-5000 αναλαμβάνει να το ανεβάσει σε 10,4 GHz — δηλαδή στη ζώνη X-band, όπου λειτουργούν τα περισσότερα μετεωρολογικά ραντάρ. Το σήμα εκπέμπεται από το παραβολικό πιάτο προς την ατμόσφαιρα.

Τα ηχώ που επιστρέφουν από σταγόνες βροχής, κόκκους χαλαζιού ή άλλα σωματίδια λαμβάνονται από το ίδιο πιάτο. Το LNB υποβιβάζει το σήμα ξανά στα 850 MHz, το οποίο στη συνέχεια καταγράφεται από το SDR. Η επεξεργασία γίνεται λογισμικά.

PPI display και εμβέλεια

Τα αποτελέσματα απεικονίζονται σε Plan Position Indicator (PPI) — ο κλασικός κυκλικός χάρτης που χρησιμοποιείται στα μετεωρολογικά ραντάρ, όπου η κεραία βρίσκεται στο κέντρο και τα ηχώ εμφανίζονται κατά την περιστροφή της σάρωσης. Ο Koakno αναφέρει εμβέλεια ανίχνευσης έως 40 χλμ. για έντονη βροχή, ενώ ένας πυρήνας χαλαζιά από supercell μπορεί να εντοπιστεί σε έως 60 χλμ. υπό κατάλληλες συνθήκες.

Νομικό πλαίσιο: απαγορεύεται χωρίς άδεια

Ο ίδιος ο Koakno επισημαίνει ρητά ότι η λειτουργία του συστήματος παραβιάζει τους κανονισμούς της FCC στις ΗΠΑ, και πιθανώς αντίστοιχες ρυθμίσεις σε άλλες χώρες. Το φάσμα των 10,4 GHz απαιτεί ειδική άδεια χρήσης, την οποία δεν διαθέτουν ιδιώτες χωρίς αδειοδότηση. Η κατασκευή παρουσιάζεται ως εκπαιδευτικό παράδειγμα αρχιτεκτονικής ραντάρ — όχι ως έτοιμη λύση για άμεση χρήση.

Πηγές

• Hackaday — Building A Portable Weather Radar