Próby z anteną dipol ziemny

Pierwsze próby z antenami dipol ziemny przeprowadziłem w latach dziewięćdziesiątych stosując przemysłowe instalacje wody ciepłowniczej. Do eksperymentów z tymi ciekawymi antenami postanowiłem powrócić przy okazji budowy studni na działce. Wiercąc testowy odwiert dla studni o głębokości około 5m, postanowiłem wykorzystać go jako jedną z elektrod. Na dnie niestety nie było ani śladu wilgoci a zastosowana elektroda nie była zasypana – po postu wstawiłem w dno odwiertu dwu metrowej długości kątownik aluminiowy. Duża rezystancja połącznia z ziemią oczywiście wpłynęła znacząco na sprawność anteny. Drugą elektrodą był półtora metrowej długości ceownik stalowy zatopiony na brzegu jeziora. Odległość miedzy elektrodami wynosiła około 150m

Widok na wpuszczoną elektrodę do odwiertu

Widok na elektrodę zanurzoną w szuwarach jeziora

Do pracy anteny niezbędny jest transformator. W moim przypadku zastosowałem eksperymentalny transformator z przełożeniami 1:1, 1:4, 1:9 i 1:16. Szacowana wartość impedancji anteny na częstotliwości 150kHz to około 800 Ohm (przełożenie 1:16), a na częstotliwości 500kHz około 400 Ohm (przełożenie 1:9).

Pomiar analizatorem wg SQ1GU z opcją pracy poniżej 1MHz dla odczepu 1:9

Pomiar analizatorem wg SQ1GU z opcją pracy poniżej 1MHz dla odczepu 1:16

Mierzony reflektometrem ID-Elektronik (135kHz-10MHz) współczynnik fali stojącej w paśmie amatorskim 472kHz wynosił około 1,5, co pozwalało na udane eksperymenty nadawania i odbioru w pasmie 630m. Duże zakłócenia statyczne nadciągającego lata spowodowały małą aktywność na 472kHz ale pozwoliły na odebranie mojego sygnału w Finlandii (OH2EAT) i odebranie sygnałów od stacji z Holandii (PA3ABK/2) na WSPR.

Film poniżej przedstawia różnicę w odbiorze w zakresach fal długich i średnich między 20m długości anteną long wire a dipolem ziemnym.

ZEVS na 82Hz albo dziwne nośne w zakresie ELF

Na częstotliwości około 82Hz nadaje z Rosji stacja nazywana przez radioamatorów ZEVS (na liście rsgb-lf-group napisano że to jest znak wywoławczy). Informacje są na stronach:

http://www.vlf.it/zevs/zevs.htm

https://en.wikipedia.org/wiki/ZEVS_%28transmitter%29

Stacja jako anteny używa dwóch dipoli ziemnych o długości około 60km.

28 Maja 2017 o 16:27 UTC można było odebrać słaby sygnał na 82Hz (odebrane u SQ5BPF: Warszawa KO02md):

Sygnał na 75Hz jest prawdopodobnie lokalny, choć nie widziałem go wcześniej.

Później sygnał przesunął się na 88Hz. Poniżej spektrogram z 28 Maja 2017 o 19:18 UTC:

Natomiast następnego dnia rano już był na 90Hz. Poniżej spektrogram z 29 Maja 2017 o 6:37 UTC:

Parę godzin później o 08:05 UTC sygnał przesunął się na 92Hz, a potem znikł o 08:11 UTC:

Sygnały mają stabilną częstotliwość. Mogą to być lokalne zakłócenia,  intermodulacja w mojej antenie lub odbiorniku, ale może to też być próba strojenia anteny nadajnika ZEVS na częstotliwościach poza normalnie stosowanym pasmem. Według opisów nadajnik może pracować w zakresie 20-250Hz.

Poprawka: analiza sygnału z całego dnia pokazuje stabilny sygnał na 82Hz, oraz niezbyt stabilne sygnały powyżej tej częstotliwości. Prawdopodobnie są one wynikiem intermodulacji.

Kolejne próby w paśmie 6470Hz

W dniach 22 i 23 kwietnia 2017 Stefan DK7FC ponowił próby transmisji ebnaut na 6470Hz. Podobnie jak poprzednio, transmisję zdekodował oczywiście Paul Nicholson (850km), jak również Jacek SQ5BPF (900km).

Parametry transmisji 22 kwietnia 2017:

f = 6470.100000 Hz
Start time: 22.Apr.2017   07:00:00 UTC
Symbol period: 40 s
Characters: 2
CRC bits: 32
Coding 16K21A
Duration: 11h, 22m, 40s
Antenna current: 460 mA

Wyjście z dekodera ebnaut (odebrany komunikat „RR”):

found rank 0 ber 4.0039e-01 Eb/N0 4.6 M -1.306843281e+00 [RR] ps [ 0 0 0 0 0]
carrier phase: -15.0
carrier Eb/N0: 4.0
carrier S/N: 14.56 dB in 24.4 uHz
elapsed 36

I parametry transmisji z 23 kwietnia 2017:

f = 6470.100000 Hz
Start time: 23.Apr.2017   05:00:00 UTC
Symbol period: 40 s
Characters: 2
CRC bits: 32
Coding 16K21A
Duration: 11h, 22m, 40s
Antenna current: 460 mA

Wyjście z dekodera ebnaut (odebrany komunikat „RR”, ten sam co 22 kwietnia):

found rank 0 ber 4.0430e-01 Eb/N0 4.2 M -1.500551939e+00 [RR] ps [ 2 30 30 30 30]
carrier phase: 21.9
carrier Eb/N0: 3.8
carrier S/N: 14.34 dB in 24.4 uHz
elapsed 106

Odbiór DK7FC przez SQ5BPF na 6470Hz odległość 900km

Stefan DK7FC nadaje ostatnio z anteny stacjonarnej pomiędzy budynkami na częstotliwości 6470.1Hz, długość fali 46km.

Transmisje Ebnaut były odbierane przez Paula Nicholsona z Anglii i Jacka SQ5BPF (Polska) na odległość 900km (JN49IK do KO02MD).

Zdekodowana transmisja z 13 kwietnia 2017, odebrany komunikat: „GL”.

f = 6470.100000 Hz
Start time: 13.Apr.2017   22:00:00 UTC
Symbol period: 36 s
Characters: 2
CRC bits: 18
Coding 16K21A
Duration: 8h
Antenna current: 460 mA

Wyjście z dekodera ebnaut:

found rank 2 ber 4.0375e-01 Eb/N0 3.3 M -1.230747461e+00 [GL] ps [ 3 -150 -150 -150 -150]
carrier phase: 3.1
carrier Eb/N0: 2.4
carrier S/N: 12.98 dB in 34.7 uHz
elapsed 228

Zdekodowana transmisja z 19 kwietnia 2017, odebrany komunikat: „OK”.

f = 6470.100000 Hz
Start time: 19.Apr.2017   19:00:00 UTC
Symbol period: 30 s
Characters: 2
CRC bits: 20
Coding 16K21A
Duration: 6h, 56m
Antenna current: 460 mA

Wyjście z dekodera ebnaut:

found rank 11 ber 4.3510e-01 Eb/N0 -0.1 M -1.023133636e+00 [OK] ps [ 32 -60 -60 -30 -30]
carrier phase: 8.7
carrier Eb/N0: 1.6
carrier S/N: 12.12 dB in 40.1 uHz
elapsed 218

Transmisje na 6470Hz to ciekawa odmiana w stosunku do 8270Hz, gdzie odbiór jest dużo łatwiejszy.

 

 

 

 

Sukces transmisji na 2970Hz

10 marca 2017 roku Stefan DK7FC przeprowadził próbę nadawania na 2970Hz. Sygnał został odebrany w Todmorden, Anglii przez Paula Nicholsona. Odległość to około 850km!

Powyższe widmo jest efektem sumowania widm o rozdzielczości 1.22uHz z 13:00- 24:00 UTC każdego dnia pomiędzy 20170317 i 20170320. Paul używał dwóch skrzyżowanych anten pętlowych na składową magnetyczną oraz anteny na składową elektryczną, co umożliwiło uzyskanie mocno kierunkowej charakterystyki anteny.

Jest to historyczny moment, ponieważ jest to pierwsza amatorska transmisja w zakresie ULF odebrana z takiej odległości. Odległość to około 9 długości fali, więc daleko poza strefą bliską anteny.

Amatorskie próby w nadawania na bardzo niskich częstotliwościach powinny być również interesujące dla środowiska naukowego, ponieważ większość danych dotyczy częstotliwości większych niż 10kHz, lub zakresu ELF w którym działały stacje wojskowe na 82Hz i 76Hz.