VLF приемник из звуковой карты и GNU Radio

VLF приемник из звуковой карты компьютера и GNU Radio

Сверхдлинноволновой диапазон включает в себя радиоволны длинной свыше 10 км и подразделяется на VLF (ОНЧ — очень низкие частоты) диапазон с частотами от 3 до 30 кГц (длина волны от 10  до 100 км), ULF (ИНЧ — инфранизкие частоты) диапазон от 300 Гц до 3 кГц (длина волны от 100  до 1000 км), SLF (СНЧ — сверхнизкие частоты) диапазон от 30 до 300 Гц (длина волны от 1000 до 10 000 км), ELF (КНЧ — крайне низкие частоты) диапазон от 3 до 30 Гц (длина волны от 10 000 до 100 000 км). Нас интересует VLF диапазон, так как видно что сигналы с частотами от 3 до 30 кГц можно оцифровать звуковой картой PC или ноутбука.

Для начала надо определиться с антенной. Длина волны сигналов VLF диапазона лежит в пределах от 10 до 100 км и понятно что полноразмерную антенну сделать довольно затруднительно, поэтому поищeм приемлимые варианты. Можно использовать любой длинный провод, по принципу чем длинее и выше его вертикальная часть тем лучше. В моем случае под рукой оказалась КВ антенна диапазона 160 м V-Beam, от которой мне понадобился один ус. Общий вид расположения антенны как то так :

Антенна

Это очень хороший вариант, но если у Вас нет такой антенны, это не должно быть препятсвием для эксперимента. Повторюсь, используйте любой длинный провод в свободном пространстве. Подключается такая антенна просто, нужно припаять (прикрутить) полотно антенны через конденсатор емкости 1000 пф к аудио штекеру 3,5 мм (я подключил к обоим каналам). Вставляем штекер в микрофонный вход звуковой платы. Остался один шаг — нужно заземлить корпус РС (ноутбука). Антенна готова.

Одним из доступных источников цифрового потока в GNU Radio может быть звуковая карта, которая содержит АЦП. От параметров этого АЦП и будет зависеть ширина диапазона приема сигналов, динамический диапазон и чувствительность нашего приемника. Моя карта позволила  принимать сигналы в диапазоне от 0 до 24 кГц.

В самом простом виде создаем такой вот  GRC-файл:

GRC скрин

 

В результате выполнения которого прекрасно видим много отличных сигналов:

VLF RX

Небольшая экскурсия по VLF диапазону.  Отлично видно видно сигналы РСДН-20 (Радиотехническая система дальней навигации) с A1A модуляцией. Это частоты 11,9 кГц, 12,64 кГц и 14,88 кГц. Местоположение станции, предположительно, Краснодарский край. Далее, на частоте 16,4 кГц сигнал телетайпной станиции НАТО — JXN, расположенной в Норвегии. На 18,1 телетайп российской станции, предположительный QTH которой, Нижний-Новгород. Хорошо видны всякие разные телетайпы, назначение и местонахождение которых можно посмотреть в таблице VLF станций.

После прогулки по спектру VLF диапазона, захотелось послушать сигналы станций. Это можно сделать вот с помощью несложного GRC файла. Для того, что бы прослушать сигнал, нам нужно сначала перенести его вниз до нулевой частоты, затем отфильтровать и подать на вход ЦАП звуковой карты.

Перенос и фильтрацию можно выполнить с помощью блока Frequency Xlating FIR Filter.  (Подробнее о методике фильтрации и переноса). Для удобства добавлены регулировки усиления, перестройка по частоте и регулировка полосы FIR-фильтра.

GUI интерфейс скрипта:

GUI интерфейс

Прослушаете аудио файлы принятых сигналов.

Приятных и познавательных Вам SWL на VLF!

73!

8 комментариев
«Удивительное рядом и оно не запрещено!». Есть возможность прикоснуться к глобальным радиоприёмным системам. Здорово. Видимо эта схема «идеального SDR: антенна — компьютер». Интересно было бы декодировать телетайп, даже не расшифровывая. На ОС Windows, какой программой пользоваться для приема?

GNU Radio можно поставить на Windows Но я бы рекомендовал использовать Live GNU Radio

Подсквжите, фраза «через конденсатор 1000пф», что подразамевает: ёмкость соединять параллельно или последавательно полотну антенны и 3,5 мм штекеру. Можно поточнее об антенне, пусть и назвать ее таковой сложно.
Последовательно с полотном антенны. В 3.5 мм штекере использовал один, центральный, контакт
Спасибо за ответ!  Если я правильно понял, то на минусовой контакт 3.5 мм-штекера можно повесить заземление вместо заземления самого компа. Спрашиваю потому, что на моём нетбуке как назло нет ни одного подходящего места, чтобы нормально подцепить заземление.
У штекера 3.5 мм обычно 3 контакта — «правый», «левый» и «корпус». Заземление нужно на «корпус». Заземление на низких частотах очень важный элемент приемной системы
Возможно ли создать SLF приёмник в GNU? И тяжело ли это будет сделать?

Да, можно. Даже с помощью представленного в статье GRC файла, чуть подкорректировав.

Проблема будет в том что оцифровывать. До оцифровки сигнал нужно будет как то выделить и усилить. Нужно как то максимально ослабить влияние бытовой сети 50 Гц. Вообщем над аналоговой частью приемника придется попотеть. 

По аналоговой части информацию можно найти на 136.su Там люди принимают частоты еще ниже чем SLF

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.