ANTENAS E RECEPTORES VLF ESPECTROMETRIA

INSTITUTO DE AERONÁUTICA E ESPAÇO - IAE

CONVÊNIO 2002-2012

PROFESSOR ANGELO ANTONIO LEITHOLD, PROFESSOR ONEIDE JOSÉ PEREIRA

< VOLTAR > ASTROFÍSICA RADIOBSERVAÇÃO > ESPECTRÔMETRO - BASE ANTÁRTICA COMENDANTE FERRAZ DE HF 20m

FIES - IAE - PLANEJAMENTO DE PESQUISAS

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Campus de pesquisas Geofísicas Major Edsel de Freitas Coutinho

Convênio 2006-2012

RADIOBSERVAÇÃO EM HF - UMA FERRAMENTA PARA PESQUISAS IONOSFÉRICAS

py5aalQuando se diz VLF (Very Low Frequency - Freqüência Muito Baixa), refere-se a frequências rádio (RF) na faixa de 3 kHz a 30 kHz. Nesta região do espectro de rádio, só os sinais mais simples são usados, por exemplo, rádio navegação. As ondas VLF podem penetrar na água até uma profundidade de cerca de 10 a 40 metros, dependendo da freqüência empregada e da salinidade, por isso são usadas para comunicação com submarinos próximo à superfície (por exemplo, utilizando um transmissor DHO38), navegação rádio balizas (alfa) e sinais horários (beta). No caso do Campus de Pesquisas Geofísicas Major Edsel de Freitas Coutinho, através de um convênio entre o Instituto de Aeronáutica e Espaço e as Faculdades Integradas Espírita, Campus Universitário Bezerra de Menezes (UNIBEM), a atual pesquisa foi iniciada em 2006 e encerrada em 2010. A partir de setembro de 2008, a leitura e recepção passou a ser monitorada via Internet. Tal estudo visou verificar as variações do ruído de fundo na região da AMAS (Anomalia Magnética do Atlântico Sul), monitorar sinais pilotos HF e suas variações, além de observar, a partir de ferramentas computacionais disponíveis, as variações de níveis de eletricidade e descargas atmosféri-cas.

(c)py5aal A pesquisa tinha o intuito de buscar uma relação entre as descargas atmos-féricas e ruído cachoeira, comparativamente à propa-gação de rádio e atividade solar, na regiâo da AMAS. Ou seja, a partir dos cruzamentos de dados compilados, se poderia criar ferramentas compu-tacionais confiáveis de previsões das atividades elétricas da região, evi-tando assim prejuízos ocasionados por black-out tanto nas comunicações, quanto na distribuição de energia elétrica.

(c)py5aal Computadores podem ser usados como ferramenta de recepção ou transmissão de RF, uma das técnicas utilizadas pode ser o SDR, Software-defined radio, basicamente é o rádio definido por Software. que é um equipamento de comunicação em que os componentes são tipicamente implementados em hardware, ou seja, misturadores , filtros , amplifi-cadores , moduladores, desmoduladores, detectores , etc. ao invés de serem componentes físicos, são definidos por programas específicos que rodam em um computador pessoal.

(c)py5aal No caso da atual pesquisa, o sistema SDR foi utilizado a partir de terceiros, ou seja, não foi implantado no laboratório de pesquisas, mas foi aproveitada a facilidade cedida gentilmente por radioamadores do grupo SDR-BR que permitiram o uso de tal sistema. Os agradecimentos dos pesquisadores aos componentes do SDR-BR.

(https://br.groups.yahoo.com/neo/groups/SDR-BR/info).

Laboratório de Leithold, de onde são emitidos e recebidos os sinais para a Ionosfera e de onde é acessada a Base de Pesquisas Geofísicas e vice-versa, o computador da esquerda é o emissor de sinais em 20 e 40 metros, com dois pequenos transmissores implantados no seu interior, o da direita, conectado ao SDR-BR de Pardinho e da Base Antártica Comandante Ferraz, faz a leitura e captura automática das telas cedidas.

Professor Angelo Leithold no Laboratório do Campus de Pesquisas geofísicas adequando o espectrô-metro e preparando a recepção de sinais VLF.

Professor Bruning instalando a antena para VLF, ligada ao computador onde está instalado .o receptor.

Placa de identificação da Torre da Ionosonda - 130 metros de altura e 12 toneladas com potência irradiada de 1.300.000 Watts, instalada no Campus de Pesquisas Geofísicas Major Edsel de Freitas Coutinho.

Computadores capturando telas dos espectrômetros de Pardinho e da EACF.

Espectrômetro de VLF de Paula Freitas, a cor lilás no espectro indica a presença da torre de VLF que funciona como um filtro às radiações eletromagnéticas presentes na região, a faixa indica a sintonia e largura de banda da torre.

Espectrômetro de VLF de Paula Freitas, na parte de baixo existe uma faixa horizontal azul, esta indica a presença de um campo magnético muito forte, este foi ocasionado pela aproximação de um imã ao sensor. No gráfico à direita (Faixa vertical azul) vê-se o pulso eletromagnético criado pelo sensor quando houve a aproximação do imã.

Acima, espectrômetro localizado na Estação Antártica (20 METROS HF ) onde é recebido o sinal de 1 Watt enviado a partir do CPGMEFC. (Linha branca ao centro do espectro), conforme verificado no espectrômetro.

Acima, espectrômetro localizado em Pardinho-SP (40 Metros HF), note-se uma linha fina ao centro, é o sinal emitido a partir de Curitiba, a faixa verde embaixo (horizontal), significa a intensidade de campo eletromagnético na largura de banda do espectro recebido, note-se um aumento abrupto á esquerda, é uma estação de rádio em Single Side Band.. Importante é notar o nível médio de ruído de fundo é o fundo azul escuro do espectro, praticamente sem ruídos, devida a baixa atividade solar (Fim do ciclo 23, início do ciclo 24).

Entre as 0:00 UTC e 3:00 UTC houve uma abrupta redução do vento solar (Linha horizontal azul), conforme capturado pelo Satélite Goes, nos espectrogramas abaixo, nota-se uma abrupta redução do ruído de fundo, coincidentemente no mesmo horário (UTC).

O espectro tem uma quantidade de ruído de fundo com pouca variação, quando comparada com outros horários, contudo, ao se observar a figura seguinte e a após, notar-se-á rápida redução do ruído de fundo comparado ao vento solar (Absorção camadas inferiores Ionosfera).

Observado silêncio absoluto, foi feita uma comparação com o receptor TS-130 e foi confirmada total ausência de ruído.

Há uma redução em cerca de 60 dB do ruído, isto pode indicar dois caminhos que carecem de investigação: 1) Houve um problema no receptor, um defeito, uma falha. 2) Houve uma abrupta redução da propagação em função da abrupta redução do fluxo solar. A figura a seguir mostra que após 1h 20 minutos de silêncio, o ruído de fundo voltou à normalidade. Comparadas as recepções de Curitiba e do Campus de Pesquisas Geofísicas Major Edsel de Freitas Coutinho, além de estações que participavam da pesquisa, em contacto pela Internet, foi comprovado o Black-out.

As radio-observações são realizadas a partir do Campus de Pesquisas Geofísicas Major Edsel de Freitas Coutinho comprovaram ser uma região perfeita para a continuidade do Projeto Radiociência.

Artigo:

> Observation radio waves in South Atlantic Magnetic Anomaly.pdf

Pesquisador Ângelo Antônio Leithold > Página 2 > Página 3

espectrômetropy5aal@