Catégorie : ELF VLF

La réception c’est effectuée sur deux moyens différents. le premier moyen est un antenne champ électrique différentielle qui sera présentée dans un deuxième article ainsi que l’antenne delta-loop qui donne ici de bien meilleurs résultats en raison de sa taille et de sa hauteur. Les deux systèmes étaient directement connectés à un enregistreur numérique HN4 permettant l’enregistrement des signaux au format .wav sur 16 bits et avec une fréquence d’échantillonnage de 96 KHz. Les deux enregistrements ont ainsi permis une comparaison entre les deux systèmes. Même si les deux enregistrements sont exploitables il en reste pas moins que celui de la delta-loop est bien meilleure. Néanmoins il est à noter que la delta-loop avec le transformateur d’impédance n’offre qu’une bande passante réduite et donc limitée aux VLF alors que l’équipement différentiel permet des enregistrements à fréquence plus basses (ELF) en raison de la faible capacité d’entrée du système ainsi qu’une impédance d’entrée très importante. Le système différentiel offre également un gain en tension de +6 dB avant injection dans l’enregistreur numérique.

Le système d’enregistrement est composé d’une antenne en triangle isolée du sol avec le point haut à environ 8m et la base à 20 cm du sol. Le branchement est effectué au centre de la base du triangle à l’aide d’un transformateur ferrite TDK en matière N30 acheté chez TME (https://www.tme.eu/fr/details/b64290l0038x830/anneaux-de-ferrite/epcos/) avec la référence B64290L0038X830. Les propriétés de ce tore ferrite sont un AL=7000nH. Autour de ce ferrite j’ai pris soin de bobiner 25 tours de fils de cuivre au primaire et 2 fois 54 tours au secondaire. Ce tore n’est initialement pas dédié à cette application mais à la réalisation d’un autre préamplificateur différentiel à base de transistors appairés SSM2212 configurés en base commune avec entrée les émetteurs c’est la raison du double bobinage avec point milieu qui ne sera cette fois pas utilisé car le préamplificateur n’est pas encore prêt. Les deux bobinages de sortie sont donc reliés ensemble en série  pour donner une bobine de 108 tours.

La sortie du tore est reliée à la carte son et à l’enregistreur numérique à l’aide d’une ligne coaxiale, normalement la plus courte possible mais permettant d’être suffisamment éloigné de l’antenne pour ne pas apporter de perturbations radio électriques en particulier le 50 Hz de l’habitation.  Pour ce qui me concerne il y avais quand même environ 30 m de coaxial 10,3 mm faible pertes du type Hyperflex-10. La carte son utilisée est une U-PHORIA UMC204HD réglée sur une fréquence d’échantillonnage de 96 KHz / 16 bits. Les logiciels utilisés sont SpectrumLab et SAQrx pour la démodulation CW et également un enregistrement audio (BF) du signal CW (morse) démodulé.

Écouter ci-dessous le signal CW :

Vidéo de la réception:

En février 2023, il y a presque un an déjà, je réalise un nouveau préamplificateur pour antenne raccourcie champ E en différentiel. L’équipement doit être transportable sur le terrain et de faible consommation afin d’être alimenté par deux piles 9V pour créer une tension symétrique +9V/-9V.  La construction tourne autour d’un amplificateur opérationnel d’instrumentation Analog Device du type INA121 ou AD8221 selon les possibilités d’approvisionnement. Le préamplificateur est dans un boîtier aluminium avec une sortie BNC et 3 petites prises bananes afin de pouvoir déporter l’alimentation avec l’enregistreur numérique à une dizaine de mètres de l’antenne et du préamplificateur.  Les étapes de la construction:

– Réalisation du schéma
– Simulation sur logiciel de CAO LTSpice
– Réalisation d’une BOM et du PCB avec DesignSpark
– Essais en laboratoire (mesure de la bande passante et du gain)
– Essais sur le terrain avec plusieurs types d’antennes (tiges aluminium, boîtes de conserves espacées)

Les essais m’ont conduits à modifier le préamplificateur par la suppression de la capacité entre les deux entrées (C5), l’ajour de deux résistance en série à l’entrée pour réduire la bande passante (filtre passe bas) afin de diminuer les phénomènes de transmodulation avec des signaux plus forts au dessus de 100 KHz.

Télécharger ici le dossier en PDF >>>>> Preamp_diff_2023

Une nouvelle antenne a également été réalisée par la suite avec deux boites métalliques isolées  l’une de l’autre (boîtes à café). Les deux boîtes métallique faisant office d’antenne champ E  sont placées dans deux pots de fleurs en terre cuite (voir photo) l’ensemble est rempli de sable afin de limiter les phénomènes de vibrations sur l’antenne ainsi que les frottements avec le vent qui produit des artéfacts et des signaux parasites non désirés. Chaque boîte métallique est reliée à une des entrée différentielle de l’amplificateur très haute impédance.

Afin d’être plus mobile et moins encombré lors des quelques réception en CW des émissions SAQ Grimeton sur 17,2 kHz et de pouvoir écouter les signaux naturels sur les fréquences VLF je me suis intéresse à la construction d’un récepteur VLF portable.

C’est suite à un message de Norbert Kohns, DG1KPN sur un groupe de discussion et recherches sur les VLF que j ‘ai décidé de construire le récepteur selon le modèle initialement proposé par Wilfried Fritz, DJ1WF et modifié par DG1KPN.  (schéma initial disponible sur le site internet de vlf.it).

Voici quelques photos ainsi que les premiers résultats d’essais réalisés à l’occasion du test de transmissions SAQ du 23 décembre 2021 entre 13:00 CET ( 12:00 UTC) et  16:00 CET (15:00 UTC). Prochain test le 24 décembre avec la transmission annuel du message de Noël.

Le récepteur en vidéo (lien youtube)