Ultralange Radiowellen sind eine ganze Welt voller Signale - Kugeln und Pfeifen, die durch Blitze erzeugt werden, vielleicht Tausende von Kilometern vom Empfangsort entfernt, die üblichen „Punkte“ und „Striche“ des Morsecodes, genaue Zeitsignale und digitale Datenübertragung:
Ultra-Long-Wellen (UHF) (der Begriff „Ultra-Long-Wellen“ (UHF) wurde früher verwendet) - Signale mit einer Frequenz von weniger als 30 kHz (gemäß russischer Klassifikation). Im Ausland werden für diesen Bereich häufig die Abkürzungen
VLF (
sehr niedrige Frequenzen ) und
ELF (
extrem niedrige Frequenzen ) verwendet, und in verschiedenen Quellen unterscheiden sich die spezifischen Frequenzbänder für diese Bereiche.
Ein bisschen GeschichteDer erste leistungsstarke ADD-Sender wurde 1943 in Deutschland in Betrieb genommen, und die „Benutzer“ waren rücksichtslos (es war unwahrscheinlich, dass es in diesem Krieg eine andere Art von Truppen mit einem solchen Prozentsatz an Verlusten gab) aus der U-Boot-Flotte der Kriegsmarine. So sah die UD-
Boot LED- Dachantenne aus:
Die Schwelle für den Eintritt in diese Welt ist sehr niedrig - eine Antenne, ein Verstärker und ein Laptop mit entsprechender Software sind erforderlich. Als nächstes werde ich über meine unkomplizierte Ausrüstung für die Zulassung zu ADD sprechen.
AntenneUm Signale im Bereich von Einheiten (zig Kilohertz) zu empfangen, verwende ich eine Rahmenantenne in Form eines Quadrats mit einer Seitenlänge von 26 cm, die mit 50 Windungen emailliertem Kupferdraht mit einem Radius von 0,1 mm und einem ohmschen Widerstand der Wicklung von 45 Ohm gewickelt ist:
Das Strahlungsmuster der Rahmenantenne in der horizontalen Ebene (wenn die Ebene der Windungen vertikal ist) hat die Form einer "Acht":
Wenn die Ebene des Rahmens parallel zur Richtung des Radiosenders ist (der Rahmen "steht seitlich"), ist der Pegel des von der Rahmenantenne empfangenen Signals maximal. Wenn die Ebene des Rahmens senkrecht zur Richtung des Radiosenders ist, ist der Pegel des empfangenen Signals minimal. Dies ermöglicht es, die Amplitudenmethode mit Peilung auf ein Minimum (genauer als maximal) anzuwenden, um die Richtung zum Sender zu bestimmen. Das Minimum des empfangenen Signals erfolgt in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Windungen des Rahmens. Während der Peilung dreht sich die Antenne in die Null-Empfangsposition.
VerstärkerUm das Signal von der Antenne zu verstärken, verwende ich einen zweistufigen Verstärker (eine Schaltung mit einem gemeinsamen Emitter) an Bipolartransistoren. Hier ist ein Modell dieses Verstärkers in
LTspice :
Ich werde das Foto des Verstärkers nicht veröffentlichen, um niemandem moralisches Leid zuzufügen (es wurde mit meiner bevorzugten Methode zum Aufkleben von Teilen auf Karton gesammelt :-)).
Die Antenne ist mit einem Koaxialkabel an den Verstärkereingang angeschlossen, um Störungen zu reduzieren.
Laptop / NetbookDer Verstärkerausgang ist mit dem Audioeingang (Mikrofon oder Leitung) eines Laptops oder Netbooks verbunden. Ich verwende einen Modus mit einer Abtastfrequenz von 96 kHz und einer Auflösung von 16 Bit, um das Eingangssignal zu digitalisieren.
SoftwareUm die Luft in Echtzeit zu überwachen, verwende ich das
Spectrum Lab-Programm (Download
hier ) Version V2.90 b14 des deutschen Amateurfunkgeräts
Wolfgang Büscher mit dem Rufzeichen
DL4YHF :
In der Ersteinrichtung habe ich die Abtastfrequenz auf 96 kHz eingestellt:
und erweiterte das angezeigte Frequenzfenster auf den gesamten Bereich von 0 bis 48 = 96/2 kHz:
Eine wichtige Rolle bei der Anpassung spielt die Größe des Fensters der schnellen Fourier-Transformation:
Die Fensterbreite beeinflusst die Frequenz- und Zeitauflösung des Signals - mit zunehmender Fensterbreite nimmt die Frequenzauflösung zu, aber die Zeitauflösung nimmt ab und die Rechenkosten für die Durchführung einer schnellen Fourier-Transformation steigen.
Die folgende Abbildung zeigt die Spektrogramme des Signals mit einer Fensterbreite von 1024 und 8192 Zählungen:
Wie Sie sehen können, sind bei einer Fensterbreite von 1024 Zählungen die Impulsgrenzen klar unterscheidbar, aber die Impulsfrequenz ist unscharf. Bei einer Fensterbreite von 8192 Zählungen werden die Mittenfrequenz und die beiden Extremfrequenzen (obere und untere) klar verfolgt, aber die Grenzen der Impulse sind nicht zu unterscheiden.
Ich habe mich auch mit MATLAB beschäftigt und versucht, einen Analysator für schwache Signale zu erstellen:
(GitHub -
https://github.com/Dreamy16101976/VLF_MATLAB ).
Beispiele für Signale, die ich empfangen habeFrequenz 25 kHz (Rufzeichen-Radiosender RJH69)Rufzeichen:
Zeitsignale:
1 - 1/10 Sek., 2 - 1 Sek., 3 - 10 Sek., 4 - 60 Sek.
Frequenz 18,1 kHz (Rufzeichen-Radiosender RDL)Signaltypen:
1 - Unmodulierter Träger
2 - Sync-Signal (Periodendauer ca. 60 ms)
3 - Sync-Signal (Periodendauer ca. 40 ms)
4 - Digitale Daten
5 - Morsecode (die Dauer eines Elements beträgt 1/15 s, d. H. Die Übertragungsgeschwindigkeit beträgt 18 wpm)
Das Rufzeichen und der Beginn des Radiogramms:
EinmischungFür den ADD-Empfang
wird dringend empfohlen, die Akkuleistung des Laptops zu verwenden, um Störungen zu reduzieren:
1 - batteriebetriebener Laptop
2 - Laptop-Strom aus dem Akku, aber das Netzteil ist angeschlossen;
3 - Notebook-Strom aus dem Netzwerk
Die Störung durch den Betrieb des elektronischen Vorschaltgeräts von Kompaktleuchtstofflampen bei einer Frequenz von etwa 40 kHz ist sehr auffällig:
Solche Angelegenheiten :-) Natürlich habe ich nur einen kleinen Teil der ADD-Welt abgedeckt.
UPD Videoillustration zum Artikel hinzugefügt -
https://youtu.be/cN-cLu3QIJk