Çok düşük frekans - Very low frequency

Çok düşük frekans
Frekans aralığı
3–30  kHz
Dalga boyu aralığı
100-10 km
Stanford Üniversitesi tarafından işletilen Palmer İstasyonu , Antarktika'da bir VLF alıcı anteni .

Çok düşük frekanslı veya VLF olan ITU için kısa radyo frekansları 3-30 aralığında (RF)  kHz tekabül eden, dalga boyu , sırasıyla 100 ila 10 km. Bant, dalga boyları bir ila on miriametre (10 kilometreye eşit eski bir metrik birim) arasında değiştiğinden , miriametre bandı veya miriametre dalgası olarak da bilinir . Sınırlı bant genişliği nedeniyle , ses (ses) iletimi bu bantta oldukça pratik değildir ve bu nedenle yalnızca düşük veri hızı kodlu sinyaller kullanılır. VLF bandı birkaç radyo navigasyon hizmeti, devlet saatli radyo istasyonları ( radyo saatlerini ayarlamak için zaman sinyalleri yayınlayan ) ve güvenli askeri iletişim için kullanılır. VLF dalgalar tuzlu içine en az 40 metre (131 ft) nüfuz edebilir oldukları için kullanılan askeri haberleşme ile denizaltılar .

Yayılma özellikleri

Çünkü uzun dalga boylarında, VLF radyo dalgaları olabilir kırabilen etrafında büyük engel ve bu yüzden dağ sıraları tarafından bloke edilmez ve olarak yayılabilir zemin dalgaları toprak eğriliği takip ve böylece ufukta tarafından sınırlı değildir. Yer dalgaları birkaç yüz ila bin milin ötesinde daha az önemlidir ve uzun mesafeli yayılmanın ana modu bir Dünya-iyonosfer dalga kılavuzu mekanizmasıdır. Dünya, iyonosferin alt kısmında , 60-90 km (37-56 mil) yükseklikte D katmanı olarak adlandırılan ve VLF radyo dalgalarını yansıtan , üst atmosferde iletken bir elektron ve iyon tabakası ile çevrilidir . İletken iyonosfer ve iletken Dünya, birkaç VLF dalga boyu yüksekliğinde yatay bir "kanal" oluşturur; bu , dalgaları uzaya kaçmamaları için sınırlayan bir dalga kılavuzu görevi görür . Dalgalar, enine manyetik (TM) modunda , Dünya ve iyonosfer tarafından dönüşümlü olarak yansıtılarak, Dünya çevresinde zikzak bir yolda hareket eder .

  • VLF dalgaları çok düşük yol zayıflamasına sahiptir, 1.000 km'de 2-3 dB , daha yüksek frekanslarda çok az " solma " yaşanır. Bunun nedeni, VLF dalgalarının iyonosferin altından yansıtılması, yüksek frekanslı kısa dalga sinyallerinin ise iyonosferdeki daha yüksek katmanlardan, F1 ve F2 katmanlarından bir kırılma işlemi ile Dünya'ya döndürülmesi ve yolculuklarının çoğunu iyonosferde geçirmesidir. , bu nedenle iyonlaşma gradyanlarından ve türbülanstan çok daha fazla etkilenirler. Bu nedenle, VLF iletimleri çok kararlı ve güvenilirdir ve uzun mesafeli iletişim için kullanılır. 5.000–20.000 km'lik yayılma mesafeleri gerçekleştirilmiştir. Bununla birlikte, yıldırımın neden olduğu " ıslık " gibi fenomenler de dahil olmak üzere, bantta atmosferik gürültü (" sferikler ") yüksektir .
  • VLF dalgaları, kullanılan frekansa ve suyun tuzluluğuna bağlı olarak en az 10-40 metre (30-130 fit) derinliğe kadar deniz suyuna nüfuz edebilir , bu nedenle denizaltılarla iletişim kurmak için kullanılırlar.
  • Belirli frekanslardaki VLF dalgalarının elektron çökelmesine neden olduğu bulunmuştur .
  • Denizaltılarla iletişim kurmak için kullanılan VLF dalgaları, Dünya'yı güneş patlamalarından ve koronal kütle püskürmelerinden koruyabilecek yapay bir baloncuk yarattı ; bu, yüksek enerjili radyasyon parçacıkları ile etkileşim yoluyla meydana geldi.

Antenler

ABD Deniz Kuvvetleri'nin Cutler, Maine, ABD'deki Cutler Deniz Radyo İstasyonu'ndaki "Trideco" anten kulesi dizisi . Merkezi direk, yayılan elemandır, yıldız şeklindeki yatay tel dizisi ise kapasitif üst yüktür. Yaklaşık 1,2 mil çapında, 24 kHz'de (12.500 metre dalga boyu) 1.8 megawatt gücünde batık denizaltılarla iletişim kurar, dünyanın en güçlü radyo istasyonu.
İngiltere'deki Anthorn radyo istasyonundaki NATO VLF vericisinin benzer bir "trideco" anteninin merkezi direği, üst yükleri 6 dikey radyatör kablosuna bağlayan 6 yalıtkan diziyi gösteriyor
Büyük VLF anteninin başka bir türü: bir vadiyi kapsayan, dikey radyatör kabloları ile merkezden beslenen bir veya daha fazla uzun yatay üstten yüklemeli kablodan oluşan "vadi açıklığı" anteni. Bu örnek, Seattle yakınlarındaki ABD Donanması Jim Creek istasyonunda olup, 1,2 MW gücünde 24,8 kHz'de yayın yapmaktadır.
Şemsiye anten arasında Omega navigasyon sistemi 10-14 kHz üzerinden Tsushima adası, Japonya, üzerinde işaret; 389 metre yüksekliğinde, 1977 yılında sökülmüştür.

VLF bandının önemli bir pratik dezavantajı, dalgaların uzunluğu nedeniyle, fiziksel yükseklikleri nedeniyle tam boyutlu rezonans antenlerin ( yarım dalga dipol veya çeyrek dalga monopol antenler) inşa edilememesidir. VLF dalgaları dikey polarizasyonda yayıldığı için dikey antenler kullanılmalıdır, ancak 30 kHz'de (10 km dalga boyu) çeyrek dalga dikey anten 2.5 kilometre (8.200 fit) yükseklikte olacaktır. Bu nedenle pratik verici antenler elektriksel olarak kısadır , kendi kendilerine rezonans yapacakları uzunluğun küçük bir kısmıdır. Düşük radyasyon dirençleri (genellikle bir ohm'dan az) nedeniyle verimsizdirler, verici gücünün en fazla %10 ila %50'sini yayarlar ve gücün geri kalanı anten/toprak sistemi dirençlerinde dağıtılır. Uzun mesafeli iletişim için çok yüksek güçlü vericiler (~1 megavat) gereklidir, bu nedenle antenin verimliliği önemli bir faktördür.

Bir "triatik" veya "düz tepeli" anten, başka bir yaygın VLF verici anten. Yüksek kuleler üzerinde desteklenen, bir kilometreye kadar uzanan paralel yatay kapasitif üstten yük tellerine her biri yukarıdan bağlanan dikey radyatör tellerinden oluşur. Yatay telleri asan enine destek kablolarına "triyatik" denir.

VLF verici antenler

Yüksek güçlü VLF verici istasyonları, kapasitif yüklü monopol antenler kullanır . Bunlar, birkaç kilometre uzunluğa kadar çok büyük tel antenlerdir. Genellikle bir şemsiye veya çamaşır ipi şeklinde şekillendirilmiş bir kablo ağı ile tepeye bağlanan bir dizi çelik radyo direğinden oluşurlar . Ya kulelerin kendileri ya da dikey teller monopol radyatör görevi görür ve yatay kablolar , dikey tellerdeki akımı artırmak için kapasitif bir üst yük oluşturarak antenin yayılan gücünü ve verimliliğini arttırır. Yüksek güç istasyonları , "delta" ve " trideco " antenler veya çok telli düz (triatik) antenler gibi şemsiye antende varyasyonlar kullanır . Düşük güçlü vericiler için ters L ve T antenleri kullanılır.

Düşük radyasyon direnci nedeniyle, toprakta harcanan gücü en aza indirmek için bu antenler , antenin altına gömülü bakır tellerin radyal ağlarından oluşan son derece düşük dirençli topraklama (Topraklama) sistemleri gerektirir . Topraktaki dielektrik kayıplarını en aza indirmek için, toprak iletkenleri sığ bir şekilde toprağa sadece birkaç inç gömülür ve antenin yakınındaki toprak yüzeyi bakır toprak ekranları ile korunur. Antenin altında yerden birkaç fit yüksekte desteklenen radyal bakır kablo ağlarından oluşan karşı denge sistemleri de kullanılmıştır.

Anteni rezonans yapmak için kapasitif reaktansını iptal etmek için anten besleme noktasında büyük bir yükleme bobini gereklidir . VLF'de bu bobinin tasarımı zorludur; çalışma RF frekansında düşük, yüksek Q direncine sahip olmalı ve anten ucundaki yüksek voltaja dayanmalıdır. RF direnci genellikle litz teli kullanılarak azaltılır .

Anten yükleme bobini kombinasyonunun yüksek kapasitansı ve endüktansı ve düşük direnci, yüksek Q ayarlı bir devre gibi elektriksel olarak hareket etmesini sağlar . VLF antenleri çok dar bant genişliğine sahiptir ve iletim frekansını değiştirmek için anteni ayarlamak için değişken bir indüktör ( variometre ) gerekir. Yüksek güçlü vericiler için kullanılan büyük VLF antenleri genellikle sadece 50-100 hertz bant genişliğine sahiptir ve olağan mod olan frekans kaydırmalı anahtarlamayı (FSK) iletirken , antenin rezonans frekansı bazen modülasyon ile dinamik olarak kaydırılmalıdır. iki FSK frekansı. Yüksek Q , anten üzerinde çok yüksek voltajlara (200 kV'a kadar) neden olur ve çok iyi bir yalıtım gereklidir. Büyük VLF antenleri genellikle 'voltaj sınırlı' modda çalışır: Vericinin maksimum gücü, antenin hava kesintisi , korona ve antenden ark oluşturmadan kabul edebileceği voltajla sınırlıdır .

Dinamik anten ayarı

Büyük kapasitif yüklü VLF antenlerinin bant genişliği o kadar dardır (50–100 Hz), FSK ve MSK modülasyonunun küçük frekans kaymaları bile bunu aşabilir, anteni rezonans dışına atarak antenin besleme hattından bir miktar gücü geri yansıtmasına neden olur. . Geleneksel çözüm, antende Q'yu azaltan ve bant genişliğini artıran bir "bant genişliği direnci" kullanmaktır ; ancak bu aynı zamanda güç çıkışını da azaltır. Bazı askeri VLF vericilerinde kullanılan yeni bir alternatif , modülasyon ile antenin rezonans frekansını iki çıkış frekansı arasında dinamik olarak kaydıran bir devredir . Bu, anten yükleme bobini ile seri halde doyurulabilir bir reaktör ile gerçekleştirilir . Bu, içinden bir DC akımının aktığı, çekirdeği mıknatıslayarak endüktansı kontrol eden, geçirgenliğini değiştiren ikinci bir kontrol sargısına sahip bir ferromanyetik çekirdek indüktörüdür . Anahtarlama veri akışı, kontrol sargısına uygulanır. Bu nedenle, vericinin frekansı '1' ve '0' frekansları arasında kaydırıldığında, doyurulabilir reaktör, anten rezonans frekansını vericinin frekansını takip edecek şekilde kaydırmak için anten rezonans devresindeki endüktansı değiştirir.

VLF alıcı antenler

Banttaki yüksek seviyedeki doğal atmosferik gürültü nedeniyle, alıcı anten gereksinimleri daha az katıdır . Atmosferik radyo gürültüsü , alıcı devresi tarafından sağlanan alıcı gürültüsünün çok üzerindedir ve alıcı sinyalinin gürültüye oranını belirler . Böylece küçük verimsiz alıcı antenler kullanılabilir ve antenden gelen düşük voltajlı sinyal, önemli bir gürültü oluşturmadan alıcı tarafından basitçe yükseltilebilir. Döngü antenler genellikle alım için kullanılır.

Modülasyon

Bandın küçük bant genişliği ve kullanılan antenlerin son derece dar bant genişliği nedeniyle, ses sinyallerini ( AM veya FM radyotelefon ) iletmek pratik değildir . 10 kHz bant genişliğine sahip tipik bir AM radyo sinyali, VLF bandının üçte birini kaplar. Daha da önemlisi, herhangi bir mesafeyi iletmek zor olacaktır, çünkü mevcut VLF antenlerinin bant genişliğinin 100 katı olan ve Chu-Harrington sınırı nedeniyle çok büyük olan bir anten gerektirecektir . Bu nedenle, düşük bit hızlarında yalnızca metin verileri iletilebilir . Askeri ağlarda frekans kaydırmalı anahtarlama (FSK) modülasyonu , 5 bit ITA2 veya 8 bit ASCII karakter kodları kullanarak radyoteletip verileri iletmek için kullanılır . Antenin küçük bant genişliği nedeniyle 30-50 hertz'lik küçük bir frekans kayması kullanılır.

Yüksek güçlü VLF vericilerinde, izin verilen veri hızını artırmak için minimum kaydırmalı anahtarlama (MSK) adı verilen özel bir FSK formu kullanılır. Bu, antenin yüksek Q değeri nedeniyle gereklidir . Devasa kapasitif yüklü anten ve yükleme bobini , salınan elektrik enerjisini depolayan yüksek Q ayarlı bir devre oluşturur. Q, büyük VLF antenlerin tipik olarak 200 den fazla olduğu; bu, antenin verici akımının herhangi bir döngüsünde sağlanan veya yayılandan çok daha fazla enerji (200 kat daha fazla) depoladığı anlamına gelir. Enerji , üst yük ve topraklama sisteminde elektrostatik enerji ve dikey teller ve yükleme bobininde manyetik enerji olarak dönüşümlü olarak depolanır . VLF antenleri tipik olarak "voltaj sınırlı" olarak çalışır, anten üzerindeki voltaj yalıtımın dayanacağı sınıra yakındır, bu nedenle ark veya diğer yalıtım sorunları olmadan vericiden gelen voltaj veya akımdaki herhangi bir ani değişikliği tolere etmezler. Aşağıda açıklandığı gibi, MSK, antende voltaj yükselmelerine neden olmadan iletilen dalgayı daha yüksek veri hızlarında modüle edebilir.

VLF vericilerinde kullanılan üç tip modülasyon şunlardır:

Sürekli Dalga (CW), Kesintili Sürekli Dalga (ICW) veya On-Off Keying
Modüle edilmemiş taşıyıcı ile Mors kodu radyotelgraf iletimi. Taşıyıcı, Mors kodu "noktaları" ve "kısa çizgileri" temsil eden taşıyıcı açık ve boşlukları temsil eden kapalı taşıyıcı ile açılır ve kapanır. En basit ve en eski radyo veri iletimi şekli olan bu, 20. yüzyılın başından 1960'lara kadar ticari ve askeri VLF istasyonlarında kullanıldı. Yüksek anten Q nedeniyle , taşıyıcı aniden açılıp kapatılamaz, ancak taşıyıcı açıldığında antende salınan enerjiyi oluşturmak için uzun bir zaman sabiti, birçok döngü ve depolandığında depolanan enerjiyi dağıtmak için birçok döngü gerektirir. taşıyıcı kapanır. Bu, 15-20 kelime/dakika iletilebilecek veri hızını sınırlar. CW artık yalnızca küçük elle anahtarlı vericilerde ve büyük vericileri test etmek için kullanılmaktadır.
Frekans kaydırmalı anahtarlama (FSK)
FSK, CW'den sonra ikinci en eski ve en basit dijital radyo veri modülasyonu biçimidir. FSK için, taşıyıcı, biri ikili hane '1' ve diğeri ikili '0' temsil eden iki frekans arasında kaymıştır. Örneğin, 9070 Hz'lik bir frekans '1'i belirtmek için ve 9020 Hz, 50 Hz'lik daha düşük frekans, '0'ı belirtmek için kullanılabilir. İki frekans, sürekli çalışan bir frekans sentezleyici tarafından üretilir . İletici , mesajın karakterleri için 8 bitlik ASCII kodlarını temsil etmek üzere bu frekanslar arasında periyodik olarak değiştirilir . VLF'deki bir problem, frekans değiştirildiğinde iki sinüs dalgasının genellikle farklı fazlara sahip olmasıdır , bu da anten üzerinde ark oluşmasına neden olabilecek ani bir faz kayması geçişi yaratır. Arkı önlemek için, FSK yalnızca 50-75 bit/s gibi yavaş hızlarda kullanılabilir.
Minimum kaydırmalı anahtarlama (MSK)
Bir sürekli faz FSK sürümü bu veri oranını artırmak için 1970'lerde donanma VLF istasyonları tarafından kabul edilen ve şu anda askeri VLF vericileri kullanılan standart modudur edildi küçük bant genişlikleri için özel olarak tasarlanmış. '1' ve '0'ı temsil eden iki frekans birbirinden 50 Hz ise, askeri VLF istasyonlarında kullanılan standart frekans kayması, fazları her 20 ms'de bir çakışıyor. MSK'da vericinin frekansı sadece iki sinüs dalgası aynı faza sahip olduğunda, her iki sinüs dalgasının da aynı yönde sıfırı geçtiği noktada değiştirilir. Bu, anten üzerinde gerilime ve ark oluşumuna neden olabilecek geçici olaylardan kaçınarak dalgalar arasında düzgün ve sürekli bir geçiş oluşturur. MSK, 300 bit/sn'ye kadar veri hızlarında veya saniyede yaklaşık 35  ASCII karakter (her biri 8 bit), dakikada yaklaşık 450 sözcükte kullanılabilir.

Uygulamalar

Grimeton VLF vericisinin düz anten kuleleri , Varberg, İsveç

Erken kablosuz telgraf

Tarihsel olarak, bu bant, yaklaşık 1905 ve 1925 arasındaki kablosuz telgraf döneminde uzun mesafeli okyanus ötesi radyo iletişimi için kullanıldı . Milletler , diğer ülkeler ve kolonileriyle iletişim kurmak için Mors koduyla metin bilgilerini ileten yüksek güçlü LF ve VLF radyotelgraf istasyonları ağları kurdu. , ve deniz filoları. 20 kHz'den başlayarak bant içinde genlik modülasyonu ve tek yan bant modülasyonu kullanılarak radyotelefon kullanmak için erken girişimlerde bulunuldu , ancak mevcut bant genişliği yan bantları içermek için yetersiz olduğundan sonuç tatmin edici değildi .

1920'lerde skywave (atlama) radyo yayılım yönteminin keşfi , yüksek frekansta çalışan daha düşük güçlü vericilerin , radyo dalgalarını iyonosferdeki iyonize atom katmanından yansıtarak benzer mesafelerde iletişim kurmasına izin verdi ve uzun mesafeli radyo iletişim istasyonları değişti. için kısa dalga frekanslarının. Grimeton'da VLF vericisi de Varberg yakınlarındaki Grimeton'da bulunan İsveç , tarihi bir eser korunmuş edildiğini döneminden kalan birkaç vericiden birinde böyle olduğu gibi belirli saatlerinde, halk tarafından ziyaret edilebilir Alexanderson Günü .

Navigasyon işaretleri ve zaman sinyalleri

Uzun yayılma mesafeleri ve kararlı faz özellikleri nedeniyle, 20. yüzyılda VLF bandı, gemilerin ve uçakların sabit VLF navigasyon işaretçisinden alınan radyo dalgalarının fazını karşılaştırarak coğrafi konumlarını belirlemelerine izin veren uzun menzilli hiperbolik radyo navigasyon sistemleri için kullanıldı. vericiler.

Dünya çapında Omega sistem olarak, 10 ila 14 kHz frekansları kullanılan Rusya'nın yaptığı Alpha .

VLF, standart zaman ve frekans yayınları için de kullanıldı . ABD'de, zaman sinyali istasyonu WWVL , Ağustos 1963'te 20 kHz'de 500 W'lık bir sinyal iletmeye başladı. Veri göndermek için 20 kHz ile 26 kHz arasında değişen frekans kaydırmalı anahtarlamayı ( FSK ) kullandı. WWVL hizmeti Temmuz 1972'de durduruldu.

Jeofizik ve atmosferik ölçüm

VLF bandında doğal olarak oluşan sinyaller, jeofizikçiler tarafından uzun menzilli yıldırım konumu ve aurora gibi atmosferik fenomenlerin araştırılması için kullanılır . Manyetosferin fiziksel özelliklerini anlamak için ıslık ölçümleri kullanılır .

Jeofizikçiler , Dünya'nın yakın yüzeyindeki iletkenliği ölçmek için VLF- elektromanyetik alıcılar kullanır.

VLF sinyalleri, iletken jeolojik birimlerde ikincil tepkileri indükleyen iletilen akımlara dayanan bir jeofizik elektromanyetik araştırma olarak ölçülebilir . Bir VLF anomalisi, yeraltındaki iletken malzemelerin üzerinde bulunan elektromanyetik vektörün tutumundaki bir değişikliği temsil eder.

Askeri iletişim

Güçlü VLF vericileri, ordu tarafından dünya çapındaki güçleriyle iletişim kurmak için kullanılır. VLF frekanslarının avantajı, uzun menzilleri, yüksek güvenilirlikleri ve bir nükleer savaşta VLF iletişiminin nükleer patlamalar tarafından yüksek frekanslardan daha az kesintiye uğrayacağının öngörülmesidir . Deniz suyuna nüfuz edebildiği için VLF, ordu tarafından yüzeye yakın denizaltılarla iletişim kurmak için kullanılırken , ELF frekansları derine batmış denizaltılar için kullanılır.

Deniz VLF vericilerinin örnekleri şunlardır:

Bandın dar bant genişliği nedeniyle , ses (ses) iletimi kullanılamaz ve metin iletimi, saniyede yaklaşık 300  bit veya saniyede yaklaşık 35 sekiz bitlik ASCII karakteri gibi yavaş bir veri hızıyla sınırlıdır . 2004'ten bu yana ABD Donanması , VLF iletişimindeki gelişmelerin onları gereksiz kıldığı ifadesiyle ELF iletimlerini kullanmayı bıraktı, bu nedenle denizaltıların çalışma derinliğinde VLF iletimlerini almasına izin verecek teknoloji geliştirmiş olabilir.

Denizaltı ve yeraltı haberleşmesi

Denizaltı işleten ülkelerdeki yüksek güçlü kara tabanlı ve uçak vericileri, binlerce mil öteden alınabilecek sinyaller gönderir. Verici sahaları tipik olarak büyük alanları (birçok dönüm veya kilometrekare) kapsar ve iletilen güç 20 kW ila 2.000 kW arasındadır. Denizaltılar, su yüzeyinin hemen altında yüzen bir tür çekili anten kullanarak karadaki ve uçak vericilerinden sinyal alır - örneğin bir Yüzer Kablo Dizisi Anteni (BCAA).

Modern alıcılar , atmosferik gürültünün (büyük ölçüde dünya çapındaki yıldırım çarpmalarının neden olduğu) ve bitişik kanal sinyallerinin etkilerini ortadan kaldırmak için gelişmiş dijital sinyal işleme teknikleri kullanır ve kullanışlı alım aralığını genişletir. Birleşik Devletler Hava Kuvvetleri'nin stratejik nükleer bombardıman uçakları, sertleştirilmiş nükleer dirençli operasyonların bir parçası olarak VLF sinyallerini alıyor.

İki alternatif karakter seti kullanılabilir: 5 bit ITA2 veya 8 bit ASCII . Bunlar askeri aktarımlar olduğundan, güvenlik nedeniyle neredeyse her zaman şifrelenirler . İletimleri almak ve onları bir dizi karaktere dönüştürmek nispeten kolay olsa da, düşmanlar şifreli mesajların kodunu çözemezler; askeri iletişim , metin miktarı çok küçük olduğu için genellikle kırılmaz tek seferlik ped şifreleri kullanır .

VLF ayrıca toprağa ve kayaya belirli bir mesafe boyunca nüfuz edebilir, bu nedenle bu frekanslar aynı zamanda dünya çapındaki maden iletişim sistemleri için de kullanılır .

amatör kullanım

8,3 kHz'in altındaki frekans aralığı, Uluslararası Telekomünikasyon Birliği tarafından tahsis edilmemiştir ve bazı ülkelerde lisanssız olarak kullanılabilir. Bazı ülkelerdeki radyo amatörlerine 8.3 kHz'in altındaki frekanslarda çalışma izni verilmiştir (veya bu izin alınmıştır).

İşlemler 8.27 kHz, 6.47 kHz, 5.17 kHz ve 2.97 kHz frekansları etrafında toplanma eğilimindedir. İletimler tipik olarak bir saatten birkaç güne kadar sürer ve hem alıcı hem de verici, bu tür uzun süreli tutarlı algılama ve kod çözmeyi desteklemek için GPS disiplinli bir osilatör veya bir rubidyum standardı gibi sabit bir referansa sabitlenmiş frekansa sahip olmalıdır .

amatör ekipman

Amatör istasyonlardan yayılan güç çok küçüktür, sabit baz istasyonu antenleri için 1 μW ile 100 μW arasında ve uçurtma veya balon antenlerinden 10 mW'a kadar değişir. Düşük güce rağmen, dünya-iyonosfer boşluğunda düşük zayıflama ile kararlı yayılım, birkaç bin kilometreye kadar olan mesafelere ulaşmak için çok dar bant genişliklerinin kullanılmasını sağlar. Kullanılan modlardır QRSS , MFSK ve tutarlı bir BPSK .

Verici genellikle birkaç yüz watt'lık bir ses yükseltici, bir empedans uyumlama transformatörü, bir yükleme bobini ve büyük bir tel antenden oluşur. Alıcılar , sinyali sayısallaştırmak için bir elektrik alan probu veya manyetik döngü anteni, hassas bir ses ön yükselticisi, izolasyon transformatörleri ve bir PC ses kartı kullanır. Güç hattı harmoniklerinden ve VLF radyo atmosferlerinden gelen parazitlerin altındaki zayıf sinyalleri almak için kapsamlı dijital sinyal işleme gereklidir . Faydalı alınan sinyal güçleri3 × 10 −8  volt/metre (elektrik alanı) ve1 × 10 −16  tesla (manyetik alan), tipik olarak saatte 1 ile 100 bit arasında sinyalleşme oranları .

PC tabanlı alım

Küçük bir döngü anteni ve bir ses kartı kullanılarak alınan, frekans kaydırma anahtarlı 18.1 kHz VLF sinyalinin zamanlama şeması . Mors alfabesinde "..33376.." yazıyor; dikey çizgiler uzak yıldırım çarpmalarıdır.

VLF sinyalleri genellikle radyo amatörleri tarafından kişisel bilgisayarlara (PC'ler) dayalı basit ev yapımı VLF radyo alıcıları kullanılarak izlenir . Bilgisayarın ses kartının girişine (bir jak fişi aracılığıyla) yalıtılmış telden bir bobin şeklinde bir anten bağlanır ve ondan birkaç metre uzağa yerleştirilir. Bir ses kartıyla birlikte Hızlı Fourier dönüşümü (FFT) yazılımı, Nyquist frekansının altındaki tüm frekansların spektrogramlar biçiminde aynı anda alınmasına olanak tanır .

CRT monitörleri VLF aralığında güçlü gürültü kaynakları olduğundan, spektrogramların tüm PC CRT monitörleri kapalıyken kaydedilmesi önerilir. Bu spektrogramlar, VLF vericilerini ve TV setlerinin yatay elektron ışını sapmasını içerebilen birçok sinyali gösterir. Alınan sinyalin gücü, ani bir iyonosferik bozulma ile değişebilir . Bunlar, alınan VLF sinyalinin genliği ve fazında hızlı bir değişiklik üreterek iyonosferde iyonlaşma seviyesinin artmasına neden olur.

VLF aktarımlarının listesi

Daha ayrıntılı bir liste için bkz . VLF vericilerinin listesi

çağrı işareti Sıklık vericinin yeri Uyarılar
- 11.905 kHz çeşitli yerler (Rusya) Alfa Navigasyonu
- 12.649 kHz çeşitli yerler (Rusya) Alfa Navigasyonu
- 14.881 kHz çeşitli yerler (Rusya) Alfa Navigasyonu
HWU 15.1 kHz Rosnay (Fransa) 400 kW
- 15.625 kHz - CRT televizyonlarda elektron ışınının yatay sapma frekansı ( 576i )
- 15.734 kHz - CRT televizyonlarda ( 480i ) elektron ışınının yatay sapma frekansı
JXN 16,4 kHz Gildeskål (Norveç)
SAQ 17,2 kHz Grimeton (İsveç) Sadece özel günlerde aktiftir ( Alexanderson Day )
- ~17,5 kHz ? Yirmi saniyelik darbeler
NAA 17,8 kHz Cutler , Maine'deki (ABD) VLF istasyonu (NAA )
RDL UPD UFQE UPP UPD8 18.1 kHz Matotchkinchar (Rusya) dahil olmak üzere çeşitli yerler
HWU 18,3 kHz Le Blanc (Fransa) Uzun süreler boyunca sıklıkla inaktif
RKS 18,9 kHz çeşitli yerler (Rusya) Nadiren aktif
GQD 19.6 kHz Anthorn (İngiltere) Birçok çalışma modu.
NWC 19.8 kHz Exmouth , Batı Avustralya (AUS) Denizaltı haberleşmesi için kullanılır, 1 megavat.
ICV 20.27 kHz Tavolara (İtalya)
RJH63 RJH66 RJH69 RJH77 RJH99 20,5 kHz çeşitli yerler (Rusya) Zaman sinyali vericisi Beta
ICV 20.76 kHz Tavolara (İtalya)
HWU 20,9 kHz Saint-Assise (Fransa)
RDL 21,1 kHz çeşitli yerler (Rusya) nadiren aktif
NPM 21,4 kHz Hawaii (ABD)
HWU 21,75 kHz Rosnay (Fransa)
GZQ 22,1 kHz Skelton (İngiltere)
JJI 22,2 kHz Ebino (Japonya)
- 22,3 kHz Rusya? Her ayın 2'si Pazar değilse, sadece her ayın 2'sinde 11:00 ile 13:00 (sırasıyla kış aylarında 10:00 ve 12:00) arasında kısa bir süre için aktiftir.
RJH63 RJH66 RJH69 RJH77 RJH99 23 kHz çeşitli yerler (Rusya) Zaman sinyali vericisi Beta
DHO38 23.4 kHz yakın Rhauderfehn (Almanya) denizaltı iletişimi
NAA 24 kHz Cutler, Maine (ABD) 2 megawatt'ta denizaltı iletişimi için kullanılır
NLK 24,6 kHz Oso, Washington (ABD) 192 kW
NLF 24,8 kHz Arlington, Washington (ABD) Denizaltı iletişimi için kullanılır.
NML 25,2 kHz LaMoure, Kuzey Dakota (ABD)
PNSH 14–25.2? kHz Karaçi sahili , Sindh (Pakistan)

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar