На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)

Свежие комментарии

  • Алексей Демин
    ПриветВ России запустят...
  • Максим Гусев
    горшок для лука лучше бы сделал из видикаВторая жизнь виде...
  • Модест
    Лампочки мигают, дурачок радуется... Новый распил бюджета на космос?Что придет на зам...

Прием сверхдлинных радиоволн в домашних условиях

3043090

Сверхдлинные радиоволны — это целый мир, наполненный множеством сигналов — сфериками и свистами, генерируемыми молниями, возможно, за тысячи километров от места приема, привычными «точками» и «тире» морзянки, сигналами точного времени и цифровой передачи данных:

image


Сверхдлинные волны (СДВ) (ранее применялся термин «ультрадлинные волны» (УДВ)) — сигналы с частотой менее 30 кГц (по отечественной классификации). За рубежом для этого диапазона часто используются аббревиатуры VLF (very low frequency) и ELF (extremely low frequency), причем в разных источниках конкретные полосы частот для этих диапазонов различаются.

Немножко истории


Порог вхождения в этот мир совсем невысокий — требуется антенна, усилитель и ноутбук с соответствующим программным обеспечением. Далее я расскажу о своей немудреной снасти для приема на СДВ.

Антенна

Для приема сигналов в диапазоне единиц — десятков килогерц я использую рамочную антенну в виде квадрата с длиной стороны 26см, намотанную 50 витками эмалированного медного провода радиусом 0,1 мм с омическим сопротивлением обмотки 45 Ом):

image


Диаграмма направленности рамочной антенны в горизонтальной плоскости (при расположении плоскости витков вертикально) имеет вид «восьмерки»:

image


Если плоскость рамки параллельна направлению на радиостанцию (рамка «стоит боком»), то уровень принимаемого рамочной антенной сигнала максимален. Если же плоскость рамки перпендикулярна направлению на радиостанцию, то уровень принимаемого сигнала минимален. Это позволяет применить для определения направления на передатчик амплитудный метод с пеленгацией по минимуму (более точный, чем по максимуму). Минимум принимаемого сигнала имеет место в направлении, перпендикулярном к плоскости витков рамки. Антенна при пеленгации поворачивается до положения нулевого приема.

Усилитель

Для усиления сигнала с антенны я использую двухкаскадный усилитель (схема с общим эмиттером) на биполярных транзисторах. Вот модель этого усилителя в LTspice:

image


Фотографию усилителя публиковать не буду, чтобы никому не причинить моральных страданий (он собран моим любимым методом приклеивания деталей на картон :-) ).
Антенна подключена к входу усилителя коаксиальным кабелем для снижения помех.

Ноутбук/нетбук

Выход усилителя подключается к аудиовходу (микрофонному либо линейному) ноутбука или нетбука. Я использую для оцифровки входного сигнала режим с частотой дискретизации 96 кГц разрядностью 16 бит.

Программное обеспечение

Для мониторинга эфира в режиме реального времени я использую программу Spectrum Lab (скачать можно здесь) версии V2.90 b14 немецкого радиолюбителя Wolfgang Büscher с позывным DL4YHF:

image


При первоначальной настройке я задал частоту оцифровки 96 кГц:

image


и расширил отображаемое окно частот на весь диапазон от 0 до 48 = 96/2 кГц:

image


Важную роль при настройке играет размер окна быстрого преобразования Фурье:

image


Ширина окна влияет на частотное и временное разрешение сигнала — при увеличении ширины окна повышается частотное разрешение, но уменьшается временное разрешение и увеличиваются вычислительные затраты на выполнение быстрого преобразования Фурье.

На приведенном ниже рисунке приведены спектрограммы сигнала при ширине окна 1024 и 8192 отсчета:

image


Как видно, при ширине окна 1024 отсчета отчетливо различимы границы импульсов, но частота импульсов размыта. При ширине окна 8192 отсчета четко отслеживаются центральная частота и две крайние частоты (верхняя и нижняя), но границы импульсов совершенно не различимы.
Также я баловался в MATLAB, пытаясь создать анализатор для слабых сигналов:

image



Частота 25 кГц (позывной радиостанции RJH69)
Позывной:

image


Сигналы точного времени:

image


1 — 1/10 сек, 2 — 1 сек, 3 — 10 сек, 4 — 60 сек

Частота 18,1 кГц (позывной радиостанции RDL)
Типы сигналов:

image


1 — Немодулированная несущая
2 — Синхросигнал (длительность периода около 60 мс)
3 — Синхросигнал (длительность периода около 40 мс)
4 — Цифровые данные
5 — Азбука Морзе (длительность одного элемента составляет 1/15 с, т.е. скорость передачи равна 18 wpm)

Позывной и начало радиограммы:

image


Помехи
При СДВ-приеме крайне желательно использовать батарейное питание ноутбука для снижения помех:

image


1 — питание ноутбука от батареи
2 — питание ноутбука от батареи, но блок питания включен в сеть;
3 — питание ноутбука от сети
Очень заметны помехи от работы электронного балласта компактных люминесцентных ламп на частоте около 40 кГц:

imageimage

Ссылка на первоисточник

Картина дня

наверх