[Pratique] Radiodétection de la raie Hydrogène

[Jean-Jacques Wawrzyniak]

Comme vous le savez l’hydrogène est un élément très très présent dans l’univers.
Cet hydrogène sous la forme atomique H émet un rayonnement électromagnétique d’une longueur d’onde 21 cm ou une fréquence de 1420, 40575 MHz.
Ceci est dû à la transition atomique entre deux sous-niveaux de la structure hyperfine du niveau fondamental de l’atome d’hydrogène.

Ce rayonnement est détectable avec un équipement très simple. Voici celui de JJ Maintoux muni d’une antenne Yagi.

Le mien consiste en une antenne dipôle, une clé usb Fun Cube Pro+ et le logiciel Airspy (viewtopic.php?f=136&t=12433) .
La clé usb Fun Cube Pro+ permet de travailler dans les domaines de fréquences suivants [150kHz-240MHz] ; [420MHz-1.9GHz] (données constructeur ci jointes)

FCD2ManualV4.pdf

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Voilà ce que j'observe en me calant sur la fréquence de 1420,40575 MHz. Un régal.

JJW

[Arnaud Ohet]

JJ, keep searching !

[Jean-Jacques Wawrzyniak]

Alors voilà je suis allé un peu plus loin
Avec une antenne Yagi que j'envisage de construire il est possible de radiodétecter jusqu'à 3GHz !
Comme la Yagi va faire une 20 taine d'éléments directeurs j'ai recherché autre chose et je suis tombé sur l'antenne BiQuad.
Un bijou de simplicité enfin….!

Voici le site qui permet de la dimensionner.

https://www.changpuak.ch/electronics/bi ... signer.php

En tout cas pas facile de trouver des sites permettant de dimensionner des antennes Yagi et autres exotismes qui m'intéressent.

Voici le dimensionnement pour la raie Hi à 21 cm.

Voici le montage réalisé, elle est posée sur mon dipole non opérationnel bien sur pour l'occasion. :

Voilà le résultat, en espérant que ce ne soit pas une raie parasite !

Hi apparaîtrait donc à 1420, 487 650 MHz
Avec toujours deux bosses symétriques de part et d'autre de la raie principale .

Have Fun


JJ

[Jean-Yves Gadeceau]

Bonsoir Jean-Jacques,

je me demandais pourquoi la longueur d'onde l'hydrogène est de 21 cm et pas autre chose, maintenant je comprends que c'est la distance entre deux sous-niveaux de la structure hyperfine du niveau fondamental de l’atome d’hydrogène
Où l'on voit que les cerveaux non prêts comme le mien interprètent mal leurs lectures scientifiques

[Jean-Jacques Wawrzyniak]

Salut Jean-Yves,
Tu es bon pour repiquer lol et suivre "Initiation" avec Vincent.
Récemment j'ai resuivi les formations de Vincent et dans celle de vendredi passé intitulé" "Quantique" on a abordé sur la dernière diapo l'Hydrogène.

Mais ton intérêt me suggère une présentation de l'Hydrogène dans l'Univers et de sa raie à 21 cm. Et puis il y a aussi OH….qui est pas mal aussi

A+

JJ

[Richard Milliere]

JJ
Quel alternative SDR pourrais-tu suggérer au FUNcube Dongle Pro+, apparemment plus disponible à l'achat, pour les sabiens qui voudraient expérimenter ?
En parcourant le Net, j'ai trouvé cette marque : SDRPlay.
Tu connais ?
Selon l'article de la revue Astronomie de 2012 (ci-après), observer cette raie ne réclame pas forcément une antenne de grande taille si l'on se contente de notre Galaxie (c'est déjà bien ), et si j'ai bien saisi, de s'intéresser au décalage Doppler, dont la détection est essentiellement liée à la sensibilité du récepteur.
https://f1ehn.pagesperso-orange.fr/page ... e_2012.pdf
Au passage je suis tombé sur un des rares site pédagogique sur le sujet, peu mis à jour cependant :
http://euhou.obspm.fr/public/index.php. J'en ai téléchargé la première vidéo, c'est du lourd côté "initiation", proposée par l'Observatoire de Paris.
Autre question :
Tracer les pulsars, est-ce possible en amateur ?

[Jean-Jacques Wawrzyniak]

Salut Richard,

Tu peux te procurer une Fun Cube Pro+ ici :
April 2020: back in stock! http://www.funcubedongle.com/
Ou alors :
la RTL SDR de NOOELEC que l'on voit sur la photo du premier post. Je pense que "n'importe" laquelle des SDR pourrait fonctionner. Regarde la plage de fréquence car comme moi tu voudras viser toutes les molécules de l'espace.
Je vais me bidouiller avec les moyens du bord la Yagi de la photo, afin de commencer par du transit.

Mais d'après les échanges que j'ai eu sur le forum Radioastronomie si on veut faire une véritable exploitation (exemple de la raie Hi) il faut rapidement s'équiper avec une parabole. Je le ferai sans doute car j'en ai une à dispo. ET puis je garde en tête de monter un interféromètre.

Pour les pulsars, je cite l'article de Jean-Marie Polard joint :

Les pulsars
Beaucoup plus délicat, mais pas impossible. Les signaux sont très faibles (<1Jy) donc cela demande des antennes
paraboliques de 3m(*) au moins, du matériel à très faible bruit et des logiciels de post traitement.
Voici quelques liens pour ceux que cela intéresse. Ces sites sont en anglais.
http://moetronix.com/pulsar/index.htm
http://www.k5so.com/Radio_astronomy_pulsars.html
http://i1ndp.altervista.org/pulsar.html
(*) MAINTOUX Jean Jacques F1EHN vient de détecter son premier pulsar avec une antenne de 3,3m voir ici.

radioastro-f5vlb-jm-polard.pdf

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JJ

[Jean-Jacques Wawrzyniak]

Voilà ma première Yagi de fortune pointant sur l'Univers.
Ce type d'antenne est directionnelle et peut positionnée sur un moyen approprié réaliser un suivi.
Cette antenne est mon proto basé sur la diapo en début de post.

Voilà le dimensionnel :

https://www.changpuak.ch/electronics/ya ... ntenna.php
Javascript Version 12.01.2014, based on Rothammel / DL6WU
-------------------------------------------------------------
Frequency : 1420.40575 MHz
Wavelength : 211 mm
Rod Diameter : 10 mm
Boom Diameter : 20 mm
Boom Length : 1295 mm
d/lambda : 0.040 ( min.: 0.002 , max.: 0.01 )
D/lambda : 0.050 ( min.: 0.01 , max.: 0.05 )
Elements : 20
Gain : 15.24 dBd (approx.)
-------------------------------------------------------------
Reflector Length : 102 mm
Reflector Position : 0 mm
-------------------------------------------------------------
Dipole Position : 51 mm
-------------------------------------------------------------
Director #1 Position : 67 mm , Length : 96 mm
Distance Dipole - Dir. #1 : 16 mm
-------------------------------------------------------------
Director #2 Position : 105 mm , Length : 95 mm
Distance Dir. #1 - Dir. #2 : 38 mm
-------------------------------------------------------------
Director #3 Position : 150 mm , Length : 94 mm
Distance Dir. #2 - Dir. #3 : 45 mm
-------------------------------------------------------------
Director #4 Position : 203 mm , Length : 93 mm
Distance Dir. #3 - Dir. #4 : 53 mm
-------------------------------------------------------------
Director #5 Position : 262 mm , Length : 93 mm
Distance Dir. #4 - Dir. #5 : 59 mm
-------------------------------------------------------------
Director #6 Position : 325 mm , Length : 92 mm
Distance Dir. #5 - Dir. #6 : 63 mm
-------------------------------------------------------------
Director #7 Position : 392 mm , Length : 91 mm
Distance Dir. #6 - Dir. #7 : 67 mm
-------------------------------------------------------------
Director #8 Position : 461 mm , Length : 91 mm
Distance Dir. #7 - Dir. #8 : 70 mm
-------------------------------------------------------------
Director #9 Position : 534 mm , Length : 90 mm
Distance Dir. #8 - Dir. #9 : 73 mm
-------------------------------------------------------------
Director #10 Position : 610 mm , Length : 90 mm
Distance Dir. #9 - Dir. #10 : 76 mm
-------------------------------------------------------------
Director #11 Position : 690 mm , Length : 90 mm
Distance Dir. #10 - Dir. #11 : 79 mm
-------------------------------------------------------------
Director #12 Position : 771 mm , Length : 89 mm
Distance Dir. #11 - Dir. #12 : 81 mm
-------------------------------------------------------------
Director #13 Position : 853 mm , Length : 89 mm
Distance Dir. #12 - Dir. #13 : 82 mm
-------------------------------------------------------------
Director #14 Position : 937 mm , Length : 89 mm
Distance Dir. #13 - Dir. #14 : 83 mm
-------------------------------------------------------------
Director #15 Position : 1021 mm , Length : 88 mm
Distance Dir. #14 - Dir. #15 : 84 mm
-------------------------------------------------------------
Director #16 Position : 1106 mm , Length : 88 mm
Distance Dir. #15 - Dir. #16 : 84 mm
-------------------------------------------------------------
Director #17 Position : 1190 mm , Length : 88 mm
Distance Dir. #16 - Dir. #17 : 84 mm
-------------------------------------------------------------
Director #18 Position : 1275 mm , Length : 88 mm
Distance Dir. #17 - Dir. #18 : 84 mm
-------------------------------------------------------------
Directors / Parasitics are isolated.
Please choose an isolater thicker than : 5 mm

Sur son support de fortune peu élégant j'en conviens mais efficace
Mon antenne dipôle est déconnectée et me permet d'un point de vue pratique la réalisation de la connexion de la Yagi au boitier et son fil coaxial.

Voilà le résultat :

JJ

[Jean-Jacques Wawrzyniak]

Tentative un peu complexe d'amplification d'un signal Hi en couplant antenne BQ et parabole

JJ

[Jean-Jacques Wawrzyniak]

Ah la pratique des montages est très instructive !
Notre environnement est encombré de signaux parasites (ordi,....)
Mes signaux observés et indiqués dans mes posts précédents pour la raie H1 et OH en font partis.

Alors prudence même quand ils sont à la bonne fréquence !!

Merci à Didier pour ses conseils.

Je poursuis (une vigilance sur la connectique, les parasites environnants) avec la réalisation d'une antenne yagi disk suivie d'un amplificateur LNA branché sur ma Fun Cube Pro.
Il y a un projet en cours dans ce sens sur le forum de radioastronomie.

JJ