Nouvelle antenne pour l’étude des VLF et Sudden Ionospheric Disturbance (SID)

Ces derniers mois quelques jours (Week-end) ont été consacrés à la conception d’une nouvelle antenne VLF constituée de boîtes de conserves à l’intérieur d’un tube PVC et de sable.

Le préamplificateur VLF a été conçu et réalisé par mes soins, il comporte une batterie rechargeable 9V avec un système de recharge à courant constant afin de ne pas introduire de perturbation (parasites). I’antenne active est dotée d’un panneau solaire pour la recharge de la batterie. Les tests ont déjà montré une très bonne tenue dans le temps (autonomie de plus d’une semaine avec une météo très grise !).

Mais ce n’est pas tout, il faut aussi pouvoir analyser correctement les signaux exportés depuis le logiciel de traitement SpectrumLab et c’est la raison de deux développement informatique sous LabVIEW version 2020. Réalisation d’un programme de visualisation et d’intégration des courbes ainsi qu’un autre programme permettant de récupérer automatiquement les fichiers flux rayon X (X-ray) sur un ou trois jours au format Json provenant du satellite GEOS. Les fichiers sont téléchargés sur le site dédié via le protocole HTTP et chaque champ est parsé vers un fichier compatible Excel (.CSV) et également affiché dans un graph.

Quelques images de l’installation, du programme et des résultats d’enregistrements.

 

TM733 KENWOOD LCD Backlight

Suite à l’achat d’un FT733 d’occasion le rétro éclairage ne fonctionnais pas.

Remplacement du transistor Q1 2SB1149 entre l’alimentation 13,8V et les deux branches de lampes( 2×2 lampes de 6V) par des LED 3V X 4 en séries (Réf.: MCL034SWC-YH1: LED 3mm 36° Blanc chaud, réf. Farnell 1581175)

Démontage de la face avant, remplacement du transistor par un équivalent disponible en France: BD882 (Transistor Darlington)

 

 

SAQ Grimeton 5 Juillet 2020 VLF « E-field coffeebox probe active antenna »

A l’occasion de la transmission SAQ Grimeton le 5 juillet 2020 je propose une petite balade en petit comité sur le point haut d’ Andilly afin d’écouter en VLF sur 17,2 KHz le signal transmis en CW depuis Grimeton en suède
La transmission annuelle avec l’alternateur d’Alexanderson sur VLF 17,2 kHz avec l’indicatif d’appel SAQ aura lieu le dimanche 5 juillet 2020.

La première fréquence attribuée à SAQ, 16,7 kHz, a rapidement été changée en 17,2 KHz (aujourd’hui), correspondant à une longueur d’onde de 17,4 kilomètres. Parce que l’efficacité de l’antenne a été calculée à 13%, à la puissance maximale de 200 kW de l’émetteur, la puissance électromagnétique totale était de 26 kW.
Le premier message a été envoyé le 1er décembre 1924 et l’année suivante, le 2 juillet 1925, la station a été officiellement inaugurée par Sa Majesté le Roi Gustaf V. avec l’envoi d’un télégramme au président américain Calvin Coolidge. Dès le début, une grande partie des télégrammes de la Suède à l’Amérique ont été envoyé de Grimeton. L’émetteur pourrait envoyer 100 mots par minute (mots par minute) correspondant à 500 caractères par minute, mais la vitesse habituelle était d’environ 25 mots par minute (wpm).
La tension rapportée à la terre dans les parties supérieures des bobines pour les conducteurs verticaux pourrait atteindre 130 kilovolts et les champs environnants étaient donc forts. Ceci nécessitait des protections, en bois autour des bobines. Fréquemment le personnel en charge
a dû intervenir après qu’une clôture a été incendiée par l’action des champs électriques.
La bande passante nécessaire pour transmettre le code Morse est petite, ce qui nécessite une réception en bande étroite. Ainsi, la fréquence de l’émetteur ne doit pas varier beaucoup sa fréquence de 17,2 kHz, il est préférable que la fréquence ne varie pas plus de 20 Hz environ, c’est-à-dire environ 1/1000, pas facile à obtenir ceci avec un moteur dans les premiers jours.
Pour atteindre la fréquence relativement élevée nécessaire, le générateur devait être d’un design spécial. Sa partie tournante est un disque en acier, à sa périphérie denté avec 488 dents, se déplaçant le long des pôles de 64 électro-aimants. Les dents sont entrelacées de laiton pour rendre le disque lisse afin d’éviter une trop forte résistance à l’air. Leur fonction repose sur la périodicité variations du flux magnétique dues aux différentes propriétés magnétiques de l’acier et laiton, Chacun des 64 enroulements peuvent produire 100 volts à 30 ampères, soit 3 kW ou au total 64 x 3 kW ≈ 200 kW.
La vitesse de révolution nominale est de 2115 tr / min, soit 35,25 par seconde. Ainsi, chaque aimant est passé par 35,25 x 488 = 17 202 couples acier / laiton par seconde, ce qui fait la fréquence 17,2 kHz.
À l’occasion de la transmission SAQ Grimeton le 5 juillet 2020 (2 fois par an) je propose une petite balade en petit comité sur le point haut d’Andilly afin d’écouter en VLF sur 17,2 kHz le signal transmis en CW depuis Grimeton en suède.
La transmission annuelle avec l’alternateur d’Alexanderson sur VLF 17,2 kHz avec l’indicatif d’appel SAQ aura lieu le dimanche 5 juillet 2020.
Deux transmissions sont programmées comme suit:
Démarrage et réglage à 10h30 (08h30 UTC) avec une transmission d’un message à 11h00 (09h00 UTC) puis démarrage et réglage à 13h30 (11h30 UTC) avec transmission d’un message à 14h00 (12h00 UTC)

Je propose à ceux qui le souhaitent de me retrouver sur le parking en bas de la grande antenne le 5 Juillet à 9h00 afin de monter à pied sur le point haut et d’installer le système de réception autour d’un café (antenne active et ordinateur pour démoduler le signal).
Les premiers essais de transmissions SAQ auront lieu à 10h30 heure locale et la transmission du message en CW à 11h00, j’ai besoin des compétences CW! J’ai un récepteur en sus et je peux aussi aider celui qui souhaiterai en réaliser un avec quelques composants.

Localisation du rendez vous : 49°00’45.0″N 2°18’10.8″E
Lieu de réception prévu : 49°00’56.5″N 2°18’16.3″E
Suivi APRS indicatif F4IEW à partir de 9 h 00 sur site.

Tenez moi informé à l’avance de votre participation.- 73 de Franck, F4IEW

https://mailchi.mp/e1280701dc52/alexanderson-day-transmission-cancelled-3596466?e=105bdb50bf&fbclid=IwAR11G8Eg7ZIoyw_uA1cysUei9zdWSfUqfj75iZLIjhbnanq8hBM4nWV1E0g

Deux transmissions sont programmées comme suit:

  • Démarrage et réglage à 10h30 (08h30 UTC) avec une transmission d’un message à 11h00 (09h00 UTC).
  • Démarrage et réglage à 13h30 (11h30 UTC) avec transmission d’un message à 14h00 (12h00 UTC)

Je propose à ceux qui le souhaites de me retrouver sur le parking le 5 Juillet à 9h00 (Heure locale) afin de monter à pied sur le point haut et d’installer le système de réception autour d’un café (antenne active et ordinateur pour démoduler le signal).

Les premiers essais de réception de la transmissions SAQ auront lieu à 10h30 heure locale et la transmission du message en CW à 11h00, j’ai besoin des compétences CW!
J’ai un récepteur en sus et je peux aussi aider celui qui souhaiterai en réaliser un avec quelques composants.

Suivi APRS indicatif F4IEW  à partir de 9h00 sur site.Tenez moi informé à l’avance de votre participation.
Avec mes meilleurs 73′
Franck
F4IEW

Réalisation d’un préamplificateur VLF pour la réception SAQ

« E-Field coffeebox active antenna » Version 1 sans batterie rechargeable et version 2 avec un système de recharge de batterie à distance

Version 2 « E-field coffeeBox active antenna »

Version 2 « E-field coffeeBox active antenna » chargeur 9 volts NIMH 170mAH charge @18mA

The June 2020 Eclipse Festival of Frequency Measurement

En ce moment je prépare ma participation à l’événement « The June 2020 Eclipse Festival of Frequency Measuremen 20 June 2020 0000 to 22 June 2020 2359 UTC »

introduction
Les changements de densité électronique ionosphérique causés par la météo spatiale et les changements solaires diurnes sont connus pour provoquer des décalages Doppler sur les trajets des ondes HF. La première tentative de HamSCI pour mesurer ces déplacements Doppler a eu lieu pendant l’éclipse solaire totale d’août 2017. Une mesure minutieuse est prévue lors de l’éclipse de 2024. Dans le cadre du centenaire du WWV, 50 stations ont collecté des données de décalage de fréquence par effet Doppler pour le Festival original de mesure de fréquence, démontrant l’interêt de la participation des bénévoles dans la collecte de ces données. En juin, HamSCI demande à toutes les stations radio amateur, auditeurs en ondes courtes et autres personnes capables de faire des mesures de fréquence HF de haute qualité afin d’aider à collecter des données de fréquence pour l’éclipse du 21 juin.
inscription préalable nécessaire depuis le site internet, instructions également disponibles. Utilisation du logiciel FLDIGI en mode Analyse de la fréquence 9,999 Mhz (Station BPM* en chine) écoute réalisée en USB avec ALC déconnectée si possible.

*BPM est l’indicatif d’appel du service officiel de signalisation horaire à ondes courtes de la République populaire de Chine, exploité par l’Académie chinoise des sciences, diffusant à partir du Centre national des services horaires du CAS dans le comté de Pucheng, Shaanxi, à 34 ° 56′55.96 ″ N 109 ° 32′34.93 ″ ECoordonnées: 34 ° 56′55.96 ″ N 109 ° 32′34.93 ″ E, à environ 70 km au nord-est de Lintong, ainsi que le signal horaire à ondes longues BPL du NTSC sur 100 kHz.

Les rendez-vous:
Control Day: 14 June 2020, 0000 – 2359 UTC
Data recording starts: 20 June 2020, 0000 UTC
Data recording ends: 22 June 2020, 2359 UTC

https://hamsci.org/june-2020-eclipse-festival-frequency-measurement

Antennes doublet 40m /30m /20m / 16m / 15m / 12m /10m installation portable

Réalisation du 07/03/2020 une série d’antennes parfaitement ajustées et prévues pour la mobilité.

L’ensemble des doublets, isolateurs et liaison centrale par fiches bannanes

Les doublets sont des demi-ondes dont les mesures initiales sont les suivantes:
40m = 10,1 m
30m = 7,04 m
20m = 5,04m
16m = 3,94m
15m = 3,35m
12m = 2,86m
10m = 2,46m

Les fréquences de résonances souhaitées sont: 7,1MHz, 10,125 MHz, 14,1MHz, 18,1 MHz, 21,2 MHz, 24,940 MHz, 28,950 MHz (QSO du Val D’oise)
Une rallonge de 3,69m permet d’obtenir la bande des 30m et la bande des 40m comme ceci:
3,69m + 3,35m (Bande 15m) = 7,04 (Bande 30m)
3.69m + 6,42m =10,11m (Bande des 40m)

Vous trouverez ci-dessous quelques photographies ainsi que les mesures réalisées. Les essais sont très satisfaisants et l’installation est légère et portable.

Homemade « Balckcoffee antenna » for ELF and VLF recording

The goal of
the construction is to get heavy E-Field antenna with Well filled inside
between the metallic box (diam.90mm) and PVC tube of 100mm diameter. Due to the
Well and the heavy construction this antenna is much more less sensitive to
wind and vibration that usually produce a lot of sort of spike or/and noise
burst on the signal when antenna is moving.

It should be also an advantage to get a nice circular metallic area to keep the electron in the box! by F4IEW, Franck Feb 21, 2020 – France JN19DA

Conférence ELF VLF à L’ARAM 95, 14/02/2020

La propagation et le spectre TLF/ELF/SLF/ULF/VLF
 Quelques stations VLF à portée d’antenne
 Modification de la propagation: tremblements de Terre et Meteor 
 Comment recevoir les ELF/VLF 
 Construction du récepteur « Darjeeling V2. » selon les schémas de F6AGR
 Quelques réalisations électronique pour écouter et enregistrer les ELF/VLF
 Les différentes antennes de réception 
 Emissions amateurs en VLF
 Les antennes « Earth Probe » 
 Quelques liens internet utiles
Ces ondes se propageant dans l’eau de mer, elles sont utiles pour la navigation et la communication avec les sous-marins.
Ces ondes peuvent aussi pénétrer des distances importantes dans la roche et le sous-sol, ce pourquoi elles sont utilisées par certains systèmes de communication minière et s’utilisent en géophysique dans l’exploration du sous-sol (couches géologiques, cavités, etc.…).
Ces fréquences sont aussi exploitées pour détecter certains phénomènes naturels, générateurs d’impulsions radioélectriques (foudre et certaines perturbations naturelles du champ magnétique terrestre)

SAQ Grimeton le 24 Décembre 2019 – 8h30 UTC

Dans la matinée de la veille de Noël, le 24 décembre au matin depuis le locator JN04GS, j’ai pu tester avec succès le préamplificateur ELF-VLF « Darjeeling » réalisé selon les plan de F6AGR.
L’ancien émetteur Alexanderson 200 kW a bien voulu démarrer quelques longues minutes après 8:30 heure locale (vers 8h45). Ce transmetteur de 1924 a une nouvelle foi réussi à envoyer un message de Noël sur VLF 17,2 kHz CW. Photographies de l’installation et de la réception réalisée avec le logiciel SAQrx_ V094 et SpectrumLab.

Antenne verticale de 1,5m connectée au préamplificateur VLF par 3m de Twin Lead 450 ohms, la masse est reliée à la terre dès l’entrée avec un petit tube d’aluminium enfoncé sous terre. La sortie du préamplificateur est reliée à la carte son qui digitalise le signal à une fréquence d’échantillonnage de 192K.

Réception SAQ Grimeton par F4IEW le 24 Décembre 2019 en JN04GS

Réceptions ELF et VLF avec RX Darjeeling V.2.1

La réalisation d’un préamplificateur ELF VLF dédié aux enregistrements très basses fréquences à été réalisé en composants traversants et CMS d’après le montage proposé par Jean-Louis (F6AGR). Jean-Louis à très souvent utilisé ce modèle dans le cadre de ses enregistrements sur les Météores (voir publications en références).

Des essais ont été effectués sur une antenne dipôle de 2x15m puis sur des petites verticales, horizontales et ensuite sur une antenne ferrite que j’ai réalisé avec un matériau 3B1 (Ferrite ROD CORE ROD10/200).

Le développement de ces outils sera utile dans le cadre de la mise en oeuvre de mon projet de recherche sur la communication des végétaux.

Quelques photographies de l’antenne Ferrite de 6,37 mH et des différentes réceptions réalisées durant le Week-end.

Antenne Ferrite (matière 3B1) de 6,37 mH réalisé avec du fil de cuivre émaillé Diam. 0,2mm

FTA the First strong VLF reception with Darjeeling V2.1 reception amplifier just finished. FTA listened on 20,9 Khz Locator JN18qn.

The transmitter of Sainte Assise (JN18gn) is a transmitter for very long waves VLF (very low frequency), installed in the area of ​​the castle of Sainte-Assise Seine-Port in Seine-et-Marne. Its antenna was carried by eleven pylons of 250 meters and five masts of 180 meters. At its inauguration in 1921, the transmitter was the most powerful in the world and covered the entire world. In November 1921, the first French radio program was conducted on a trial basis using a 1 kW longwave transmitter. Mademoiselle Yvonne Brothier performed La Marseillaise, La Valse de Mireille and an air of the Barber of Seville. Subsequently, the site was a testing center for television. Requested by the Kriegsmarine in 1941 to allow communications between Berlin and the U-Boots. Paradoxically, St. Assise did not suffer from Allied bombing and all the antennas survived. As provided for by the October 1920 Convention, on 1 January 1954, the PTT resumed these installations. In 1991, part of the station was sold by France Telecom to the French Navy, to become the Marine Communications Center (CTM) of Sainte-Assise in charge of unilateral communications with submarines underwater. The site, inaugurated in 1998, became a military site guarded by a rifle company.

Quelques références sur ce sujet:

Searching for meteor ELF /VLF signatures lien:
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00638548/document

Evidence for VLF radio waves propagation perturbations associated with single meteors Jean-L. Rault International Meteor Organization Radio Commission :
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00638549/file/Poster_M-SID_Jean-L_Rault_s.pdf

ELF/VLF radiation produced by the 1999 Leonid meteors
https://www.researchgate.net/publication/225202936_ELFVLF_radiation_produced_by_the_1999_Leonid_meteors

Magnetic Loop Antenna Theory
https://sidstation.loudet.org/antenna-theory-en.xhtml

A very low noise preamplifier for extremely low frequency magnetic antenna
http://www.jos.ac.cn/app/article/app/doi/10.1088/1674-4926/34/7/075003?pageType=en

Ferrite 3B1
https://www.ferroxcube.com/upload/media/product/file/MDS/3b1.pdf

Réalisation d’un préamplificateur VLF et HF

La réalisation d’un préamplificateur VLF/HF à été réalisée afin de rendre active l’antenne cadre que j’ai déjà réalisée et dans un deuxième temps lui adjoindre une bobine de 400 spires / 200 spires / 50 spires pour couvrir la réception de 16 KHz à 600 KHZ. L’écoute de SAQ Grimeton sur 17,2 KHz et des émissions Navtex sera donc plus facile et possible en mobilité. Quelques essais déjà réalisés montrent un très bon fonctionnement sur les bandes 80m et 40m avec des signaux qui passent de S7 à 9+20 !

D’après les mesures et la simulation effectuée avec le logiciel LTspice le gain en tension est d’environ +15 dB et le gain en puissance sur une impédance d’entrée et de sortie égale à 50 Ohms est d’environ 8 dB (l’ensemble chute un peu sur la bande des 40m).

Ci-dessous quelques photos et fichiers utiles:
– Schéma du circuit
– Simulation entrée/sortie avec générateur sinusoïdal f=17,2KHz
– Photo du montage sur plaque prototype
– Fichier LTSpice du préamplificateur

Montage du préamplificateur VLF/HF

Schéma du préamplificateur VLF/HF

Simulation sous LTSpice avec une entrée sinusoïdale de fréquence 17,2 Khz et une amplitude de 10mV en entrée, la sortie du signal est représentée en bleu.

Observation d’échos radar sur la tête des météorites avec une clé USB SDR RTL et le logiciel Spectrum Lab

Pour ces réceptions la clé SDR est réglée sur l’émetteur radar de Graves (143,050 MHz) qui est situé près de Dijon. Ces enregistrements ont été réalisés dans les Alpes les 11 et 12 Août 2019 (Locator JN36BE). Le radar de GRAVES est un radar de l’armée française pour la détection des satellites et des débris spatiaux. Le radar est très puissant peut être utilisé pour la détection des météores avec un équipement très simple comme une clé de réception VHF USB RTL2832U . Merci à Jean Louis Rault (WGN 2010) qui m’a montré qu’il est possible de détecter plusieurs dizaines de météores par nuit. L’intérêt des observations radar, c’est que la détermination de la vitesse par effet Doppler est beaucoup plus précise qu’avec les dispositifs optiques. L’idée est de combiner les observations optiques pour la géométrie et le radar pour la vitesse. La vitesse est le paramètre clé pour déterminer le demi-grand axe des orbites et donc la provenance des objets.

Enregistrement du 12 Août à 00:42 UTC

Enregistrement réalisé le 12 Août 2019 à 02:34 UTC en JN36BE

Enregistrement du 12 Août 2019 à 04:42 UTC en JN36BE

Enregistrement du passage de la station ISS

Contrôle d’un Amplificateur HEATHKIT avec un YAESU FT857 – Utilisation TX_GND

Liaison entre amplificateur HeathKit et FT857, par F4IEW July 2019

HEATHKIT SB 220

Les amplificateurs d’ancienne génération doivent parfois être pilotés avec une tension de commutation de 110 V ce qui est incompatible avec les émetteurs récepteurs modernes, la solution: réaliser un boitier interface de commande entre le signal TX_GND du TX/RX et l’amplificateur.

Je vous propose un schéma que j’ai réalisé autour d’un relais 5 Vdc et d’un transistor PNP 2N2907 et quelques diodes de protection. Cette réalisation peut-être placée dans un petit boiter avec un interrupteur et une diode témoin (voir photographie).

Commande d’amplificateur pour FT857 via signal TX-GND

Réalisation dans un petit boitier avec pile 9volts

Le FT857 possède des prises d’entrée/sortie et en particulier la prise numéro 2 CAT/LINEAR qui peut être configurée en CAT/TUNER ou LINEAR avec dans les deux cas la présence du signal TX-GND (mise à la masse lors d’une transmission).

Nous pouvons donc faire circuler un faible courant entre TX-GND et la masse (GND) lors de la transmission car le FT857 assure une continuité électrique avec la masse entre TX-GND et GND lors de l’émission, ceci afin de commander l’amplificateur (ici notre relais via un transistor et une pile).

Néanmoins cette prise est souvent utilisée pour commander le TX en numérique et il est plus commode d’utiliser une autre sortie Jack 3,5mm sur la face arrière de l’appareil (prise ACC). La prise ACC (N°4) est par défaut configurée pour commander l’émission depuis l’extérieur mais il est possible de modifier cette configuration en ouvrant l’appareil FT-857 et de positionner le strap de configuration en TX_GND et non en requête TX (voir schéma éclectique et photographie du strap à modifier (proche de la prise).

Les différentes entrées et sorties du FT857

Le Jumper de configuration TX-GND ou TX-REQ sur le schéma électrique du FT857

Position du Jumper à modifier pour obtenir le signal TX-GND sur la prise Jack N°4 ACC

50 Hz Notch filter for ELF and VLF reception

Making a passive 50Hz Notch filter for my next ELF & VLF recording. 23K= 22K+1K and capacitor of 132nF is done with two 220nF series and one 22nF = 132nF. Will be placed in entrance just before high impedance of JFET transistor (2SK170). In near future active notch filter will be implemented as configurable function in my new ELF/VLF amplifier.

Quelques mesures sur Tore Ferrite

L’année dernière lors de l’achat en Ukraine de quelques condensateurs céramiques 56pF/7Kv pour la réalisation des trappes 7,1MHz de mon antenne W3DZZ j’ai également fait l’acquisition d’un Tore que je n’ai pour le moment pas encore utilisé. J’ai donc essayé de déterminer ses caractéristiques. J’ai rassemblé dans le document PDF (lien de téléchargement) les résultats des mesures. Il s’agit semble t’il d’un FT500/300/20 avec AL=300 et Ur=40 @ 10 KHz. (1,2uH @ 5KHz avec 2 spires).