Réception SAQ 17,2 KHz le 30 juin 2024

Mise en œuvre d’une antenne boucle au sol dans le cadre de la réception radio sur la bande VLF dans le cadre de la transmission SAQ sur 17,2 KHz en CW pour Alexanderson Day, dimanche 30 Juin, 2024 à 9h30 UTC.

Après avoir réalisé des premiers essais avec une boucle de 102m construite avec du fil de cuivre de 0,8mm2 posée sur la partie basse du jardin (côté ouest) j’ai ensuite entrepris la construction d’une nouvelle antenne boucle au sol d’environ 160m faisant pratiquement le tour de la propriété. La première boucle étant plus éloignée des alimentations et circuits électriques 220Vac présentait de meilleures réceptions en ELF/VLF que la boucle de 160m qui passe par le haut du terrain à proximité immédiate de fil électriques et parfois en parallèle sur plusieurs mètres à une distance de 2m. La nouvelle antenne boucle au sol présente néanmoins un apport conséquent d’environ +10 à +15dB sur la bande 630m évaluation réalisée d’après les réceptions comparatives effectuées en WSPR sur plusieurs jours. Aujourd’hui il s’agit de tester à nouveau la réception VLF sur cette grande boucle au sol et de simultanément la comparer avec la réception d’un autre système composé d’un cadre magnétique de 60 spires de 1,2m de coté et situé en sous-sol.
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Enregistrements du 30/06 après midi (message à 12h UTC, 14h heure de Paris) :

Enregistrement avec l’antenne BAS (boucle horizontale posée au sol de 160m de longueur)

Après une courte durée perturbée par un signal parasite puissant, le signal apparait beaucoup plus faible qu’au matin. L’amplitude du signal est d’environ 5dB seulement au-dessus du niveau de bruit.
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Enregistrements du 30/06 après midi (message à 12h UTC, 14h heure de Paris) :

Enregistrement réalisé avec un cadre magnétique de 60 spires sur un cadre en bois de 1,2 m de côté posé verticalement en sous-sol, plan du cadre orienté EST-OUEST connecté au   préamplificateur tel que décrit sur le schéma ci-dessous :

La sortie du préamplificateur est connectée à un câble coaxial de 6m environ jusqu’au PC sur lequel est installé l’application SpectrumLab et Audacity pour enregistrer le fichier WAV.
La démodulation CW est réalisée dans un deuxième temps avec le logiciel SAQ_rx.

L’enregistrement de l’après midi montre un écart bien plus important entre la réception avec la « BAS » au profit de l’antenne cadre située au sous-sol qui présente un niveau de signal d’environ 18 dB au-dessus du bruit.

Lire le dossier complet et accéder aux fichiers:
https://drive.google.com/drive/folders/1vhMvPUo4TX0LGa8rZNd8PUb4LseHYv2n

Réception de SAQ sur 17,2 KHz le 24 décembre 2023 à 9h00 heure locale

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.

Antenne pour la réception VLF de SAQ sur 17,2 KHz

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:

Réalisation d’un préamplificateur ELF/VLF Différentiel à base de INA121 ou AD8221

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.

 

 

Détection de SID en JN19DA les 1er et 3 mai 2023

Une belle perturbation ionosphérique à début brusque (SID) a été enregistrée à Domont le 1er mai 2023 vers 13h00 UTC, 15h00 heure de Paris et plusieurs  le 3 mai 2023, à l’aide de l’enregistrement continus et automatisé du niveau radio électrique des signaux électromagnétiques de la stations VLF: GBZ située en Angleterre dans le cadre de la surveillance SID (sudden ionospheric disturbance) ou perturbation ionosphérique à début brusque. La perturbation se traduit par un accroissement ou une baisse soudaine de l’absorption des ondes radio. Elle peut parfois (très rarement) entraîner une interruption complète des transmissions radio pour des durées de quelques minutes à plusieurs heures.
La perturbation ionosphérique est aussi connue pour améliorer la propagation des ondes très basses fréquences. L’AAVSO (American Association of Variable Star Observers) définit une perturbation ionosphérique soudaine ainsi : « L’ionosphère terrestre réagit à l’intense rayonnement X et UV libéré durant une éruption solaire. La surveillance du signal de l’émetteur très basse fréquence GBZ distant de plusieurs centaines de Km de la station de réception est située à DOMONT en JN19DA a ainsi permis de détecter une éruption solaire qui s’est produite le 1er mai 2023 à 13h00 UTC. La station de réception est située à DOMONT en JN19DA. Cette station est composée d’une antenne cadre magnétique de 60 tours et de 1,2 m de côté situé en sous-sol. L’enregistrement qui est réalisé en continu correspond à la valeur RMS (Root Mean Square) ou valeur efficace de l’amplitude du signal qui provient de l’émetteur VLF GBZ. Cet émetteur est principalement utilisé pour transmettre des ordres aux sous-marins en 19,580 kHz. La station de transmission d’Anthorn d’indicatif GBZ est située près d’Anthorn, dans le Cumbria, en Angleterre.
SId 1er mai 2023

 

Quelques enregistrements SID réalisés en Août 2022 à Domont (95)

Enregistrements réalisés sur 24h, événements survenus le 28 août à 16h UTC et le 29 Août 2022 à 11h UTC enregistrements de GBZ réalisés à Domont en JN19DA avec données du flux-X-ray provenant de GOES.
Logiciel sous LabVIEW, antenne magnétique 60 tours en sous sol et préamplificateur différentiel (ampli-opérationnel OP27) selon schéma  RCM2 – IK1QFK 

Enregistrement SID du 28 août 2022 par F4IEW

Enregistrement du flux X-Ray le 28/08/2022, source GOES
Enregistrement SID du 29 août 2022 par F4IEWEnregistrement du flux X-Ray le 29/08/2022, source GOES

Quelques enregistrements ELF/VLF réalisés en Août 2022 en JN36HE

Campagne d’enregistrement ELF-VLF en JN36HE et environs
Août 2022 par F4IEW

  • Premières mesures effectuées sur le Mont Chéry (74) – Locator JN36HE.  Les premières mesures ont été fortement perturbées par les clôtures électriques nécessaires à la protection des vaches. Les signaux VLF sont néanmoins de moyenne qualité permettant uniquement de visualiser les signaux de 16 KHz. Les perturbations engendrées par les clôtures électriques interviennent principalement dans le spectre de fréquence 10 Hz à 20 KHz en proximité immédiate de la clôture et 10 Hz à 1KHz à quelques Km (constatations d’après les deux enregistrements réalisés)
  • Deuxièmes mesures effectuées au Col de Basse (montagne en face)

Télécharger le document complet (schéma du préamplificateur, détails sur l’antenne, résultats des mesures, script pour la réalisation de la FFT avec SciLab.:
Télécharger ici le PDF de la campagne_enregistrements_ELF_VLF_082022

mesures effectuées au Col de Basse (montagne en face)

OND’EXPO, Lyon le 2 avril 2022, Conférence sur les ELF – VLF

Conférences scientifiques et techniques : Apprendre.

les SID (Sudden Ionospheric Disturbances), découverte, comment les étudier, fabriquer son récepteur, quels logiciels, quelles antennes. Les ELF-VLF leurs caractéristiques. Un monde particulier à découvrir, comment les écouter, comment communiquer.
Par Franck DURAND, F4IEW    (Cliquer sur l’image pour télécharger la présentation PowerPoint)                Onde_Expo_VLF_F4IEW_V8

 

Construction d’un récepteur VLF portable

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.

Réception des émission VLF de tests SAQ le 23 décembre 2021

Le récepteur en vidéo (lien youtube)

ECOUTE DE SAQ GRIMENTON A BAILLET-EN-FRANCE/BOUFFEMONT

A l’occasion de la journée des Nations Unies (UN-DAY) et grâce à l’association les Jardins d’Alain c’est avec le soleil qui est au rendez-vous que je (F4IEW) met en place sa station réceptrice pour recevoir les signaux télégraphiques de la station suédoise SAQ.

Les copains radioamateurs ainsi que le président de l’Aram95, association partenaire de cet événement sont  venus pour la circonstance. C’est l’occasion de présenter la station SAQ ainsi que l’équipement utilisé pour écouter les signaux télégraphiques en VLF.

SAQ vieil émetteur d’une centaine d’années, en ce temps la point de transistors ni de tube à vide. Il s’agit d’un alternateur qu’il faut lancer et ajuster à la fréquence d’émission puis la stabiliser, cela prend plusieurs minutes pour le caler précisément sur la fréquence d’émission de 17,2 kHz.

Coté réception une antenne particulière  été installée avec son préamplificateur dans un tube PVC lesté avec du sable pour éviter les vibrations générées par le vent (ce qui perturberait la réception). Les signaux s s’affichent sur l’écran de l’ordinateur au milieu d’autres stations entendues. Le trafic est important sur cette bande VLF (Very Low Fréquency), transmissions militaires.

Marcel F6DEO, Présente l’association des radioamateurs du Val d’Oise et les activités des radioamateurs : un peu d’historique, comment devenir radioamateur, les moyens de communication liaison via la lune ou via des satellites réalisé par des radioamateur depuis les années 1960. ce hobby scientifique est à la portée de tous à condition d’être passionné.

16 h 30 les premières émissions commencent Ils s’agit des réglages pour stabiliser la fréquence suivis d’une série de ‘V’.

En cette journée internationale des Nations Unies c’est un message pour renforcer la coopération internationale dans l’intérêt des nations et des peuples et de souhaiter un avenir plus pacifique de paix est adressé au monde.

17 h 00 début de la transmission du message qui dure 15 minutes.

Le public présent à apprécié cette démonstration, pour les radioamateurs  c’était l’occasion  de découvrir les moyens mis en œuvre pour recevoir ses signaux à la limite des fréquences audibles.

Un symbole d’espoir pour l’unité mondiale

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