VLF

czyli odbiór bardzo niskich częstotliwości 0..30 kHz, używanych głownie przez wojsko. Wbrew pozorom, w tym paśmie bardzo wiele się dzieje (spis większości pracujących stacji można podglądnąć tutaj).

Dzięki informacji o projekcie SAQ uzyskanej od Tomka SP1WSW, zabawa w nasłuch VLF nabrała poważniejszego charakteru - za odebranie (niezbyt często realizowanej) transmisji na 17,2 kHz można zdobyć nawet kartę QSL!

Poniżej mój sprzęt, będący ciągle w fazie przeobrażenia z pająka w porządnie zaekranowany układ z odpowiednią anteną.

Na razie jako antenę wykorzystuję zwój drutu montażowego 1,5 mm^2, docelowo ma to być 100 zwojów na karkasie o fi = 1 m.

Karta dzwiękowa powinna być dobrej jakości kartą zewnętrzna, dla uniknięcia zakłóceń od komputera.

Wzmacniacz zbudowałem na znakomitej kostce AD797. Do izolacji układu od komutera zastosowałem transformator toroidalny 230/24 V.

Poniżej przykładowy zrzut z komputera rejestrowanych sygnałów, wraz z opisem żródła pochodzenia.

I jeszcze pierwsza odebrana w czerwcu 2009 roku transmisja SAQ na 17,2 kHz, nieczytelna z powodu zbyt powolnego przesuwania wodospadu. Wtedy jeszcze nie wiedziałem, że można nagrać odebrany sygnał w pliku WAV i później analizować go na wszystkie możliwe sposoby.

Nowa antena

Transmisja SAQ planowana na 24.12.2009 r. zdopingowała mnie do budowy solidnej i skutecznej anteny o średnicy 1 metra.

Najwięcej czasu pochłonęło wymyślanie karkasu o tak dużych wymiarach, wystarczającej sztywności i małej wadze. W końcu wpadłem na pomysł złączenia kilku plastykowych rurek z instalacji wodnej Hepwortha (akurat takie używałem do podłączenia wody w domu), które wcześniej zostały zwinięte w okręgi. Połączenie końców zrealizowałem za pomocą dybli do betonu fi = 12mm, ciasno klinujących się wewnątrz otworu rurki. Poszczególne okręgi skręcone są ze sobą ośmioma śrubami mosiężnymi, do których później będzie przykręcona konstrukcja nośna anteny. Można użyć innych dostępnych w handlu rurek, ale tylko do instalacji wodnej - rurki do instalacji c.o. mają zwykle aluminiowe wkładki mogące tworzyć zamknięte zwoje osłabiające odbiór. Bardzo ważne jest dokładne wycentrowanie poszczególnych okręgów i staranne wywiercenie otworów na śruby tak, aby rurki tworzyły jednolitą równą konstrukcje. Dzięki temu podczas nawijania uzwojenia drut nie będzie się przesuwał na boki i spadał z karkasu. Ja mocowałem równo ułożone kręgi w imadle i wierciłem wszystkie na raz długim wiertłem. Szczegóły konstrukcji karkasu pokazują zamieszczone zdjęcia.

Uzwojenie zostało nawinięte drutem montażowym do instatacji elektrycznych o przekroju 1,5 mm^2. Na antenę o 100 zwojach weszło około 350 metrów drutu. Biorąc pod uwagę cenę krążka (100 m) w okolicach 60,00 PLN, ogólny koszt anteny może wynieść nawet 300,00 PLN. Zgodnie z dostępnymi publikacjami, antena ma tym lepsze parametry, im większa indukcyjność (ilość zwojów) oraz im mniejsza oporność uzwojenia (duży przekrój drutu).

Należy dążyć do zastosowania mozliwie dużej średnicy przewodu, co oczywiście pociąga za sobą dodatkowe koszty.

Na początku swojej zabawy z VLF wykonałem antenę fi = 80 cm o 100 zwojach drutu 0,2 mm, na której robiłem pierwsze nasłuchy. Późniejsze podłączenie zwoju drutu 1,5 mm^2 (zdjęcie na początku strony) pokazało, jak duża jest różnica na korzyść większej średnicy przewodu - antena nawinięta cienkim drutem wylądowała za szafą.

Poniżej zamieszczam fotki ze szczegółami nawinięcia uzwojenia. Poszczególne warstwy oddzielone są mocną taśmą klejącą. W trakcie nawijania okazało się, że pierwszy zwój na warstwie musi być przymocowany kawałkami taśmy - bez tego zsuwał się z karkasu.

Na koniec podłączyłem końcówki drutu do kawałka solidnego przewodu sieciowego z wtyczką. Nawinąłem też dwie warstwy taśmy klejącej - jedna dobrej jakości czarna rozciągliwa, dla zabezpieczenia przed wilgocią i druga szara, dla ochrony mechanicznej. Wyjście kabla z pod taśmy zabezpieczyłem silikonem (uszczelniacz dekarski).

Antena ma indukcyjność 24,4 mH i oporność 3,8 oma. Waga to 7,8 kg. Antena nie wykazuje własnego rezonansu równoległego. Widocznych jest kilka rezonansów szeregowych, zaczynających się powyżej 1 MHz.

Po dołączeniu równolegle kilku różnych kondensatorów, uzyskałem następujące rezonanse anteny:

3,3 nF => 16,5 kHz

10 nF => 10,5 kHz

68 nF => 3,5 kHz

1 uF => 978 Hz

165 uF => 80 Hz

Z OSTATNIEJ CHWILI: owinięcie uzwojenia srebrną taśmą klejącą spowodowało znaczne podniesienie poziomu zakłóceń przy odbiorze i wzbudzanie się układu!!! Prawdopodobnie farba w taśmie ma niekorzystne właściwości. Odwinąłem srebrną taśmę i poziom tła znacznie zmalał. Odwinąłem również czarną taśmę izolacyjną i odnotowałem kolejny spadek poziomu szumów!

Prawdopodobnie zdecyduje się na rozwinięcie uzwojenia, które jest przekładane srebrną taśmą. Spróbuję wykonać karkas utrzymujący uzwojenie bez konieczności stosowania taśmy klejącej. Jeżeli się uda, zamieszczę na stronie wyniki mojej pracy.

Transmisja SAQ na 17,2 kHz w dniu 24.12.2009 r.

Przekaz zapowiadany na Wigilię 2009 roku rozpoczął się o godzinie 7.46 UTC ciągłym sygnałem próbnym oraz wywołaniem CQ SAQ. Właściwa transmisja komunikatu rozpoczęła się o 8.00 UTC. Nowa antena oraz wyłączenie prądu w budynku (łącznie z telewizorem sąsiada, który "siał" po paśmie) pozwoliło nagrać sygnał SAQ w formacie WAV z wystarczającą jakością do późniejszego odszyfrowania treści przekazu. Dla bezpieczeństwa ustawiłem również zrzuty ekranu co minutę, aby w razie uszkodzenia pliku WAV mieć jakąś alternatywę odczytu komunikatu. Nie muszę tłumaczyć, jak duży poziom adrenaliny towarzyszył oczekiwaniu na przekaz i samej transmisji :-)

Poniżej przedstawiam zrzuty z programu SpectrumLab po przetworzeniu już "na chłodno" nagranego pliku dźwiękowego oraz duszki złapane zaraz po transmisji.

Fragment odfiltrowanego sygnału CW można posłuchać tutaj.

Zaraz po nagraniu wysłałem raport z nasłuchu i aktualnie oczekuję na potwierdzenie go kartą QSL.

...

Po kilku dniach otrzymałem zbiorczy raport z nasłuchu stacji SAQ w dniu 24.12.2009 roku, który można przeglądnąć tutaj. To niesamowita satysfakcja zobaczyć na liście również moją stację!

...

A po pół roku nadeszła karta QSL potwierdzająca mój nasłuch!