Diagrama Smith (partea a II-a)

In cele ce urmeaza voi continua prezentarea diagramei Smith si va voi propune cateva probleme ale caror solutii pot fi gasite foarte simplu si rapid, utilizand aceasta diagrama.
Asa cum am mai spus, orice impedanta complexa poate fi reprezentata printr-un punct, aflat intr-un semiplan infinit, determinat de abscisa (0, R) si ordonata (0, X).
In cazul unei linii de transmisie, se pote efectua o operatie de normalizare, adica de impartire a valorii impedantei cu valoarea impedantei caracteristice a liniei de transmisie. Aplicand apoi o transformare conforma, orice valoare a impedantei normalizate poate fi reprezentata pe o diagrama cu suprafata finita, numita diagrama Smith (Smith chart). Pe diagrama Smith putem identifica opt zone distincte, asa cum am prezentat in figura de mai jos.

Observam ca toate impedantele normalizate ale caror reprezentare pe diagrama se gaseste deasupra diametrului orizontal, au caracter inductiv. Toate impedantele normalizate ale caror reprezentare pe diagrama se gaseste dedesuptul diametrului orizontal, au caracter capacitiv.
In partea dreapta a graficului am prezentat intervalul de valori ale lui x si r, pentru fiecare zona a diagramei.

Probleme propuse:
Problema 1:

Se consideră o linie de transmisie cu lungimea electrică l=0.1λ şi impedanţa caracteristică Z₀ = 50Ω. Linia este terminată cu o impedanţă de sarcină Z_S = (25  + j20) Ω

Determinaţi:

Valoarea normalizata a sarcinii ; admitanţa nenormalizata a sarcinii; raportul de unda staţionară în tensiune  - VSWR ; coeficientul de reflexie pe sarcina ; impedanţa de intrare; admitanţa de intrare;      

Problema 2:

Se consideră o linie de transmisie cu lungimea electrică l=0.2λ şi impedanţa caracteristică Z₀ = 50Ω. Linia este terminată cu o impedanţă de sarcină Z_S = (25  + j25) Ω

Determinaţi:

Valoarea normalizata a sarcinii ; admitanţa nenormalizata a sarcinii; raportul de unda staţionară în tensiune  - VSWR ; coeficientul de reflexie pe sarcina ; impedanţa de intrare; admitanţa de intrare;   

Problema 3:

Se consideră o linie de transmisie cu lungimea electrică l=0.15λ şi impedanţa caracteristică Z₀= 50Ω. Linia este terminată cu o impedanţă de sarcină Z_S= (20  + j25) Ω

Determinaţi:

Valoarea normalizata a sarcinii ; admitanţa nenormalizata a sarcinii; raportul de unda staţionară în tensiune  - VSWR ; coeficientul de reflexie pe sarcina ; impedanţa de intrare; admitanţa de intrare;

Rezolvarile problemelor de mai sus, utilizand diagrama Smith, le voi prezenta intr-una din postarile care vor urma.

La Marisel, langa Observator, am construit o borna geodezica

O mare parte dintre noi cred ca astronomia se rezuma la contemplarea stelelor, a galaxiilor, a nebuloaselor sau a altor obiecte ceresti, prin intermediul unor aparate optice. Aceasta "vizualizare nocturna a cerului", prin intermediul telescoapelor, a reprezentat doar inceputurile astronomiei moderne. Descoperirea legilor de baza ale mecanicii ceresti (cele trei legi enuntate de Johannes Kepler si legea atractiei universale enuntata de Isaac Newton) au reprezentat momente de importanta majora ale cunoasterii stiintifice. Astronomia a devenit o stiinta exacta, un domeniu interdisciplinar in care matematica, fizica si tehnologia se intrepatrund si se completeaza in mod armonios.
Observatorul Astronomic BITNET, construit in comuna Marisel din judetul Cluj, are ca scop principal cercetarea stiintifica si tehnologica. Din acest motiv, acuratetea si repetabilitatea determinarilor facute aici au o importanta deosebita. Si, pentru ca in astromomie stabilirea cu exactitate a pozitiei punctului de observare este esentiala, am decis sa construim in incinta Observatorului o borna geodezica care sa ne ajute sa determinam, rapid si cu o mare precizie, pozitia oricarui echipament stiintific utilizat in cercetarile noastre.
Prima etapa a acestei actiuni a constat in alegerea unui amplasament cat mai adecvat si realizarea efectiva a constructiei. A doua etapa a constat in determinarea cu o cat mai mare exactitate a pozitionarii spatiale a acestei borne (coordonate carteziene X,Y,Z sau coordonate geografice: latitudine. longitudine si altitudine).
Am ales sa construim borna geodezica la aproximativ aceeasi latitudine cu centrul cupolei observatorului, intr-un punct situat la est in raport cu acest centru.  
Pentru ca borna sa nu se degradeze datorita conditiilor meteo aspre caracteristice unei zone montane si pentru ca aspectul final al constructiei sa fie conforma cu importanta sa stiintifica, pentru realizarea ei am hotarat sa incastrez un monolit de andezit intr-o fundatie de beton, aceasta ajungand pana la o adancime mai mare decat adancimea de inghet.
A fost destul de dificil sa gasesc un monolit din piatra dura (granit sau andezit) care sa fie taiat la dimensiuni optime. Dupa cateva zile de cautari pe internet si zeci de convorbiti telefonice avute cu posibili furnizori, D-ul Ioan Sot, director al firmei Andezitul S.A. din Poiana Ilvei, judetul Bistrita-Nasaud, mi-a sarit in ajutor. Dupa doua zile de la convorbirea avuta cu d-ul Sot, blocul de andezit de care aveam nevoie a sosit la Cluj. Acest monolit era debitat si slefuit la dimensiunile pe care i le indicasem anterior. Mai apoi, impreuna cu colegul meu Paul Vladut Dascal, am trecut la "munca de jos". Am sapat groapa pentru fundatie si am turnat betonul in care am incastrat borna geodezica. Dupa zece zile de la turnare, o echipa de geodezi experimentati, dotati cu aparate de masura de ultima generatie, au determinat coordonatele bornei atat in sistemul de referinta STEREO 1970, cat si in sistemele de referinta WGS84 si ETRS89.
Schita constructiva a bornei si fotografii realizate in timpul acestei actiuni sunt prezenate in galeria foto de mai jos.

 

Dumitru-Dorin Prunariu, Doctor Honoris Causa al Universitatii Babes-Bolyai din Cluj

Azi, 26 noiembrie 2014, in Aula Magna a Universitatatii Babes-Bolyai din Cluj, i-a fost decernat titlul de Doctor Honoris Causa primului (si pana acum, singurului) astronaut roman. Prof.Dr.ing.Dumitru-Dorin Prunariu a facut parte din misiunea Soiuz 40 din cadrul programului spațial „Intercosmos” și a petrecut în spațiu 7 zile, 20 de ore și 42 de minute. Lansarea in spatiu a avut loc in data de 14 mai 1981 de pe cosmodromul Baikonur din fosta U.R.S.S. Ajuns pe orbita circumterestra, nava cosmică Soiuz-40 s-a cuplat la complexul orbital Saliut 6 – Soiuz T-4. In timpul celor 6 zile petrecute pe statia orbitala Saliut 6, cosmonautul roman a participat la efectuarea a 22 de experimente stiintifice, multe dintre ele fiind concepute de cercetatori din Romania si realizate cu echipamente romanesti. 

L-am cunoscut pe Dr. Prunariu in urma cu mai bine de 20 de ani, la inceputurile Agentiei Spatiale Romane. Am vazut atunci in fata mea un om sociabil si comunicativ, lipsit de orice urma de ingamfare. Strangerea lui de mana, barbateasca, transmitea sinceritate si fermitate.
Anii au trecut... activitatea lui in cadrul diverselor organisme si organizatii internationale din care a facut sau face parte, a sprijinit continuu recunoasterea (la nivel mondial) a Agentiei Spatiale Romane ca factor important in cercetarea spatiului cosmic si dezvoltare a tehnologiilor aferente. Chiar daca s-a aflat mereu intr-un anturaj select si a avut parte de cele mai inalte onoruri, modul in care Dr. Prunariu iti strange mana nu s-a schimbat. O strangere de mana ferma, barbateasca, sincera. Nu s-a inregimentat politic, cu toate ca a fost solicitat de multe ori ca prin notorietatea sa sa sprijine  formatiuni politice sau candidati la presedentie. Nici nu este de mirare ca a refuzat, intrigile politice se desfasoara la o altitudine mult prea joasa (de cele mai multe ori, chiar in subteran) si sa nu uitam, Dr. Prunariu a fost, cel putin in cele 8 zile petrecute in spatiu, la propriu, deasupra tuturor. Asa a si ramas, chiar daca acum aceasta pozitie nu este determinata de parametrii unei orbite circumterestre. De aceea, sa-l felicitam inca o data pentru titlul onorific care i-a fost astazi acordat.
Mai jos, am adaugat o scurta galerie foto din timpul ceremoniei de decernare a titlului de Doctor Honoris Causa al UBB Cluj.

 

 

In vizita la Observatorul Astronomic din Paris

In ultimele zile ale lunii mai 2014 au avut loc o serie de manifestari stiintifice in cadrul Zilelor Academice Clujene. Conferinta Challenges in Astronomy, Astrophysics and Space Science, organizata de filiala din Cluj a Academiei Romane a reunit un numar mare de astronomi consacrati. In acele zile l-am cunoscut pe dr. Mirel Birlan, cercetator stiintific la Institutul de Mecanica Cereasca si Calcul de Efemeride din Paris. In urma discutiilor pe care le-am avut, am retinut o serie de idei si sfaturi privind cresterea nivelului de performanta a echipamentelor stiintifice pe care le-am instalat la Observatorul Marisel. Si, spre marea mea satisfactie, am avut onoarea sa ma invite sa fac o vizita la Observatorul Astronomic din Paris.
Imediat ce am incheiat cursurile de initiere a profesorilor de  liceu in activitati si tehnologii spatiale, curs pe care l-am organizat in mare parte si l-am condus in perioada 4-7 septembrie 2014 la Marisel, am pornit cu masina spre Vest. Dupa 2000 de km parcursi pe autostrazile Europei, am ajuns cu bine in "orasul luminilor". Este greu sa exprimi in cuvinte ce inseamna Parisul in istoria civilizatiei moderne si contemporane. Stiinta, arta si tehnologia se impletesc in mod armonios, la fiecare pas pe care-l faci pe strazile metropolei.
Din pacate nu am putut ramane in Paris decat trei zile, timp insuficient pentru a vizita toate obiectivele turistice si culturale importante din capitala Frantei. Dar, obiectivul principal al vizitei mele la Paris l-am atins: am petrecut cateva ore placute  in compania d-lui dr. Mirel Birlan, care mi-a fost si ghid in vizita pe care am facut-o la Observatorul Astronomic din Paris. Observatorul este in renovare si nu este deschis publicului. Aceasta restrictie pentru mine a fost un avantaj pentru ca am facut un tur extins, in zone care nu sunt deschise circuitului turistic, ghidat de  Mirel Birlan si Daniel Hestroffer (directorul Institutului de Mecanica Cereasca si Calcul de Efemeride).
Intr-o prima analiza, ceea ce m-a impresionat deosebit a fost importanta pe care au acordat-o astronomiei, de-a lungul timpului, regii, imparatii sau presedintii Frantei. Cladirea principala a Observatorului din Paris este un palat in adevaratul sens al cuvantului, construit intre anii 1667 si 1671 la comanda si pe cheltuiala regelui Ludovic al XIV-lea. In acest palat au fost concepute, dezvoltate si puse in practica unele din cele mai importante idei si experimente stiintifice din secolele XVII-XX. Dar, despre istoria Obsrvatorului din Paris si despre personalitatile stiintifice care au activat in cadrul lui, voi reveni.
Multumesc inca o data, si pe aceasta cale, d-lui Mirel Birlan pentru disponibilitatea pe care mi-a aratat-o in cadrul acestei vizite.
Redau mai jos cateva fotografii pe care le-am facut cu aceasta ocazie.

Curs de initiere in activitati si tehnologii spatiale - MARISEL 2014

In zilele de 4, 5, 6 si 7 septembrie 2014, in cadrul feeric al localitatii Marisel din Muntii Apuseni, s-a tinut, pentru prima data in Romania, un curs de initiere in activitati si tehnologii spatiale, destinat profesorilor de matematica si fizica din invatamantul preuniversitar.
Cursul a fost organizat de Biroul ESERO-Romania (Oficiul European de Resurse Educationale pentru Spatiu - biroul din Romania) si a fost patronat de Agentia Spatiala Romana (ROSA) si Agentia Spatiala Europeana (ESA).
Cursul a avut ca scop folosirea spatiului cosmic ca un context atractiv pentru predarea materiilor STEM (Stiinta, Tehnologie, Inginerie, Matematica). Cursul a a avut atat caracter teoretic cat si practic.
Activitatile "in sala" au constat in prelegeri sustinute de experti in stiinbte si tehnologii spatiale. Prelegerile i-au initiat pe cursanti in notiunile fundamentale ale astronomiei, in notiuni de baza ale telecomunicatiilor spatiale si in utilizarea pe scara larga a satelitilor artificiali ai Pamantului.
Activitatile practice au fost "hands on" adica profesorii participanti la curs au avut la dispozitie o serie de echipamente, aparate sau dispozitive simple cu ajutorul carora sa-si poata indruma elevii spre stiinte si tehnologii spatiale. Astfel, cu ajutorul telescoapelor pe care le-au avut la dispozitie au urmarit corpuri sau obiecte ceresti aflate in Sistemul Solar sau la departari de zeci de mii de ani lumina. Utilizand un radiotelescop didactic au putut realiza o harta radio elementara a cerului vizibil. Au invatat practic cum se poate determina directia meridianului local, momentul amiezii si cum se construieste un ceas solar.
In sectiunea dedicata tehnologiilor spatiale au fost realizate transmisii audio -video la mare distanta, utilizand la receptie antene cu reflector parabolic. O alta activitate foarte interesanta a avut ca scop receptia directa a unor imagini ale Europei transmise in timp real de constelatia de sateliti meteorologici de joasa altitudine ai NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration - SUA). In domeniul tehnologiilor GNSS (Global Navigation Satellite System) cursantii au invatat sa utilizeze receptoarele GPS pentru determinarea orei exacte si a coordonatelor exacte ale unei locatii. 
Suportul stiintific, aparatele si echipamentele utilizate in cadrul cursului au fost asigurate de firma clujeana BITNET CCSS si de Observatorul Astronomic al acestei firme, aflat in localitate (Marisel- jud. Cluj). Specialistii direct implicati in sustinerea prelegerilor si indrumarea activitatilor practice au fost: dr.ing.Vlad Turcu, cercetator stiintific la Observatorul Astronomic al Academiei Romane, fiz.drd.ing. Paul Dolea si drd. ing. Paul Vladut Dscal, cercetatori stiintifici la BITNET, Centrul de Cercetari pentru Senzori si Sisteme.
Din partea Biroului ESERO Romania a fost prezent d-ul Virgiliu Pop, director al biroului. 
Importanta acestui curs a fost subliniata de insusi presedintele Agentiei Spatiale Romane, d-ul fiz.dr. Marius Ioan Piso, care ne-a facut onoarea de a fi prezent la Marisel in ziua de deschidere a lucrarilor.
Cei 28 de profesori cursanti au venit din toate zonele tarii, Banat, Oltenia, Dobrogea, Muntenia, Moldova si bineinteles, din Transilvania. Evenimentul a fost mediatizat in presa scrisa si audio-vizual. In prima zi a cursului, joi, 4 septembrie 2014, Televiziunea Romana a realizat emisiunea "Transilvania la zi" transmisa in direct de la Marisel. O mare parte a emisiunii a fost dedicata acestui curs de iniitiere in stiinte si tehnologii spatiale.Emisiunea poate fi vizualizata off-line pe programul TVR Plus, la adresa  http://www.tvrplus.ro/editie-transilvania-la-zi-256876
Cateva instantanee surprinse in timpul cursului le puteti vedea mai jos.

 

DIGI 24 in vizita la Marisel

Reporteri ai postului de televiziune DIGI 24 au aflat ca la Baza de Cercetare Stiintifica si Tehnologica a firmei BITNET a fost instalat unul din cele mai performante telescoape aflate pe teritoriul Romaniei: MEADE LX 850 dotat cu o oglinda primara cu diametrul de 305 mm si o montura ecuatoriala "germana". Sistemele optice, mecanice si electronice de ultima generatie asigura acestui model o versatilitate deosebita. Dar, pentru a se putea atinge performante "de catalog", trebuie sa fie asigurate conditii deosebite:

• locatia trebuie sa fie judicios aleasa, in asa fel incat poluarea luminoasa, praful si vibratiile mecanice sa fie minime
• echipamentul sa fie protejat de vant si intemperii de o cupola suficient de mare 
• fundatia telescopului sa fie masiva (1500-2000kg) si sa fie complet separata de restul cladirii, astfel incat sa nu preia eventualele vibratii produse de vant sau de persoanele care se deplaseaza in interiorul cladirii observatorului

Pentru a face adaptarile si modificarile necesare si pentru instalarea efectiva a sistemelor mecanice si optice s-a lucrat pe parcursul lunii iulie a anului 2014. Echipa "operativa" a fost formata din cercetatorii Paul Dolea si Vlad Dascal (BITNET CCSS). Acestora li s-au alaturat in momentele dificile din timpul "punerii pe pozitie" a telescopului, cercetatorii Vlad Turcu si Dan Moldovan, de la Observatorul Astronomic al Academiei Romane.
Echipa de reporteri ai postului de televiziune DIGI 24, care are acoperire nationala pe cablu si in aproape toate tarile din Europa prin serviciul DigiTv transmis prin satelitul Intelsat 10-02, a difuzat doua reportaje realizate la Observatorul Astronomic Marisel. Puteti vedea aceste reportaje accesand linkurile de mai jos:
http://www1.digi24.ro/Stiri/Regional/Digi24+Cluj-Napoca/Stiri/Observator+astronomic+la+sat
si
http://www.digi24.ro/Stiri/Digi24/Actualitate/Stiinta+si+Mediu/Observator+astronomic+sat+Marisel+Cluj+realizat+de+trei+romani

Am instalat noul telescop MEADE LX 850

O  parte a fundatiei de beton

In luna iulie a anului 2014, impreuna cu colegul meu Vlad Dascal si cu colaboratorii si prietenii nostri Vlad Turcu si Dan Moldovan de la Observatorul Astronomic din Cluj (al Academiei Romane) am instalat in cupola Observatorului Astronomic al firmei Bitnet un telescop cu performante optice si mecanice deosebite.

Instalarea si reglarea monturii

Telescopul nou instalat a fost fabricat in Statele Unite d firma MEADE. Telescopul MEADE LX 850 este un telescop de uz profesional dotat cu o oglinda cu diametrul de 30,5 cm. Performantele sistemelor sale optice, finetea si robustetea mecanismelor de orientare precum si sistemele de control computerizate de ultima generatie cu care este dotat asigura utilizarea lui cu succes in proiecte de cercetare stiitifica avansata. Poate fi utilizat  pentru astrometrie, astrofotografie sau vizualizare directa, atat pentru corpuri ceresti aflate in apropierea Pamantului (sateliti artificiali sau naturali, asteroizi si  planete din Sistemul solar) cat si pentru corpuri sau obiecte ceresti aflate la mare departare de Pamant: stele, formatiuni stelare, nebuloase sau alte galaxii.
Este dotat cu un sistem computerizat de orientare care contine o librarie cu 144000 de obiecte ceresti, astfel incat, daca reglajele initiale ale telescopului au fost facute in mod corespunzator, printr-o simpla alegere din baza de date a unui obiect ceresc, telescopul se va orienta spre acel obiect, asigurand conditii optime de vizualizare. In plus, printr-un sistem electro-optic avansat de “autocalare pe stea” obiectul urmarit va ramane in
centrul campului vizual al telescopului, compensandu-se astfel rotatia Pamantului si permitand expuneri fotografice sau observatii de lunga durata. Precizia acestui sistem de control  este de ordinul unei secunde de arc, adica mai buna de a 3600-a parte dintr-un grad.
Rezolutia ungiulara (ungiul dintre doua obiecte ceresti care pot sa se vada distinct) a sistemului optic este de 0.38 secunde de arc, depasind de fapt limita practica impusa de perturbatiile din atmosfera terestra.
Masa totala a sistemelor optice si mecanice cu care este dotat depaseste 150 kg. Din acest motiv fundatia telescopului (separata complet de fundatia si cladirea observatorului) a trebuit modificata in asa fel incat sa permita intarirea pilonetului cu 4 contravantuiri. Masa fundatiei astfel modificate depaseste 2000 kg.
Prin performantele mecanice si optice ale acestui telescop si prin locul de amplasare (Marisel, 1230 m altitudine si poluare luminoasa aproape de zero), speram ca observatorul astronomic al firmei BITNET sa se dovedeasca a fi cel mai performant punct de observare al cerului de pe teritoriul Romaniei.

Training GRATUIT pentru profesorii de matematica si fizica din toata tara, la Marisel

Au trecut patru ani de cand Scoala de vara "Generatia urmatoare" si-a deschis portile in localitatea Marisel din judetul Cluj.
Editiile precedente au pus in evidenta interesul aratat domeniilor STEM (science, technology, engineering and mathematics) de elevii de gimnaziu si liceu. Prelegerilor sustinute de experti in domeniu au avut ca scop dobandirea de catre elevii participanti a unor notiuni de baza din astronomie, astrofizica si  tehnologii spatiale. Experimentele si lucrarile practice efectuate sub atenta supraveghere a profesorilor indrumatori au asigurat dobandirea unor deprinderi practice: cum sa reglezi si sa utilizezi un telescop, cum poti determina coordonatele geografice si ora exacta cu ajutorul echipamentelor GPS, cum sa realizezi un ceas solar, cum sa transmiti imagini si sunet la mare distanta prin intermediul undelor radio sau cum sa utilizezi un radiotelescop didactic.
Dupa fiecare editie elevii participanti au plecat spre casa cu un bogat bagaj de cunostinte nou dobandite si cu amintiri foarte placute.
Si iata ca actiunea pe care am initiat-o in urma cu patru ani a avut ecou, atat in tara cat si in strainatate. Echipamentele radio utilizate si experimentele pe care elevii le-au facut in domenii ale tehnologiilor spatiale le-am prezentat in cadrul conferintei EGU (European Geoscience Union) General Assembly desfasurata in primavara acestui an in Austria, la Centrul International de Conferinte din Viena. Deasemenea, in cadrul conferintei Romanian Space Week 2014 desfasurata la Bucuresti, am prezentat aspecte din editiile precedente ale Scolii de vara, punand accent tot pe initierea in domeniul stiintelor si tehnologiilor spatiale. La aceste lucrari au participat si persoane din conducerea unor departamente ale Agentiei Spatiale Europene (ESA). Acestia, placut impresionati de modul in care am proiectat aparatura didactica si de experimentele de impact major pe care le-au facut elevii cu aceste echipamente, mi-au propus sa ma implic direct in organizarea si desfasurarea unui curs de trei zile pentru initierea profesorilor, in domenii ale stiintelor si tehnologiilor spatiale. Bineinteles ca am acceptat cu placere si am propus ca acel curs sa aiba loc la Marisel, in locatia Scolii de vara "Generatia urmatoare". Propunerea mea a fost acceptata. Astfel, in perioada 4-7 septembrie 2014, profesori de matematica si fizica din toata tara sunt asteptati la Marisel, la prima editie a cursurilor ESERO-Romania, facute sub egida Agentiei Spatiale Romane (ROSA) si a Agentiei Spatiale Europene (ESA).
Prin fonduri alocate de catre ROSA si ESA (pentru aceasta prima editie) sunt asigurate cazarea, masa si trainingul profesorilor participanti, astfel incat acestia trebuie sa-si acopere doar cheltuielile de deplasare de la domiciliu la Marisel si inapoi. Numarul de locuri este limitat la 20, de aceea va recomand sa va prezentati cat mai curand intentia si disponibilitatea de participare completand formularele cerute de organizatori.
Detalii referitoare la acest curs si informatii legate de modul in care puteti participa la prima editie Marisel 2014 puteti gasi pe saitul biroului ESERO-Romania, accesand link-ul urmator: http://www.esero.ro/?p=67

Va asteptam cu drag!