2. Cuprins
• Originea semnalelor
• Tipuri de semnale provenite din natură
• Aplicații
– Comunicații
– Navigație
• Modele de antene
3. Pentru a recepționa semnalele de joasă
frecvență trebuie să cunoaștem
semnalele din natură
• Semnale electromagnetice provenite din
mediul ambiant
• Semnale generate de factorul uman
4. Nature Radio
Ideea de ascultare a unei emisii care nu
provine de la un operator radio, un modem sau de
de la orice dispozitiv, uneori ne surprinde pentru că
ne asteptăm să găsim un zgomot de la o descărcare
electrică sau ceva de genul acesta. Dar când vom
găsi un ton, sau un semnal de tip whistler și multe
alte suprapuse, precum un cor de voci umane,
suntem uimiți pentru că nu le-a generat nimeni.
Când descoperim legăturile dintre aceste emisii și
câmpul magnetic al pământului, a celor atmosferice
precum furtunile sau reacții fizice atomice care se
petrec câteva mii de kilometri de Pământ, rămânem
stupefiați.
6. Magnetosfera
• Este la 200km altitudine unde mișcarea sarcinilor
electrice este controlată de câmpul magnetic al
pământului
• In interiorul mangetosferei sunt zone mari de radiații
numite Van Allen’s Band
7. Descărcările electrice atmosferice
• Crusta pământului este
formată din minerale și
apă sărată (bune
conducătoare electrice)
• Potențialul în partea de
sus a atmosferei este
de peste 400000V
• Intre un nor si pământ
se poate ajunge la o
diferență de potențial
de 2-3milioane de Volți
9. Tipuri de semnale
Rezonanța Shumann
• Sunt în jur de 2000
furtuni la un moment dat
• Se produc aproximativ 50
descărcări electrice pe
secundă
• Semnalele se reflecta
cam de la 100km
înalțime
• Frecvența de bază 7.8Hz
și armonice la (15.6,
23.4, 31.2 Hz)
10.
11. Fluierături (The whistlers)
• Sunt semnale cu frecvențe cuprinse între 1kHz și 30Khz
cu amplitudine maximă între 3kHz si 5kHz.
• Sunt produse de fulgerele cărora impulsul magnetic
traversează ionosfera si apare o dispersie de câțiva kHz
14. Activități seismice
• Sunt observatoare seismice care analizează
câmpul magnetic generat de către mișcările
scoarței terestre pentru a le preveni
• Acestea sunt împărțite în 2 benzi de frecvență:
• 0.01Hz și 12Hz
• 30 și 150Hz
16. Clasificare benzi radio
Nume Bandă Frecvență
ELF Extremely Low Frequency 3Hz - 30Hz
SLF Super Low Frequency 30Hz - 300Hz
ULF Ultra Low Frequency 300Hz - 3000Hz
VLF Very Low Frequency 3 - 30 kHz
LF Low Frequency 30 - 300 kHz
MF Medium Frequency 300 - 3000kHz (0.3 - 3 MHz)
HF High Frequency 3 - 30 MHz
VHF Very High Frequency 30 - 300 MHz
UHF Ultra High Frequency 300 - 3000 MHz (0.3 - 3GHz)
SHF Super High Frequency 3 - 30 GHz
EHF Extremely High Frequency 30 - 300 GHz
17. Aplicații ale semnalelor de joasă
frecvență în comunicații
• Comunicația între sisteme care nu se află la
suprafață (sub apă, în sol)
• Sisteme de navigație pentru submarine, vapoare,
sisteme militare, etc.
• Detecție materiale explozive din incinte ecranate
STATIONS, ITU LICENCES AND SERVICES BELOW 22 kHz
50 Hz - 7.04 kHz Range of frequencies to be transmitted by Space Shuttle mission STS-
45 in mid March 1992.
45 Hz Navy test frequency for submarine communications from US sites 1970
16.6667 Hz Mains power frequency for railways (Norway). Also referred as
‘industrial frequency’.
13 Hz Second Schumann resonance
10 Hz Emissions from MIR, INSPIRE Project
7 Hz The first Schumann resonance for the earth ionosphere cavity.
1 Hz Frequencies in this range may be related to earthquake & seismic events.
18. STATIONS, ITU LICENCES AND SERVICES
BELOW 22 kHz
…………………………………………………………………………………………………………………………………
1280 Hz Test done at Kaford, Norway in 1979/80. ERP was 29W.
1200 Hz MIDAC a system used by cavers to communicate with the surface. CW is used
down to 1200' below ground.
1025 Hz Bynary tones on electric mains power, to change accounting rates in home
counters (e.g., used in Switzerland).
OOK modulation.
983 Hz A ULF beacon available for testing purposes in the USA.
874 Hz A frequency mentioned in BREAK-IN in reference to an underground caving
expedition.
470 Hz Bynary tones on electric mains power, to change accounting rates in home
counters, like 1025 Hz
76 Hz SANGUINE or Project ELF. A US navy submarine communications network.
75 Hz Used during US tests in the 1970's. Replaced by 76Hz. See also 45Hz.
70 Hz Submarine communications
60 Hz Mains power (N. America and other countries)
50 Hz Mains power (Europe)
19. Sisteme de comunicații la submarine
• Generarea de cod binar
– 76Hz pentru U.S.
– 82Hz pentru Russian system
• Putere radiată efectivă mică 1-7W
• Se pot recepționa pe tot globul cu o antenă T de
tip Marconi cu o bucla de 2100 m2
21. Instalație în banda
ELF pentru
submarine între
Michigan și
Wisconsin.
Instalațiile sunt la
238Km distanță și
semnalul radio
este generat de
curentul dintre
cele două stații.
23. Recepție în banda de 82Hz
A Zevs transmission recorded in Italia by Renato Romero on the 8th of December 2000, at
08:40 UTC
24. THE RUSSIAN VLF NAVAID SYSTEM,
ALPHA, RSDN-20
Segment nr.
station
Frequency kHz
1 2 3 4 5 6
F3p 14.881091 kHz
Novosibirsk,
Revda, Seyda
F3 14.880952 kHz Krasnodar Khabarovsk Novosibirsk Seyda Revda
F2 12.648809 kHz Revda Novosibirsk Khabarovsk Krasnodar Seyda
F4 12.090773 kHz Revda
F5 12.044270 kHz Seyda
F1 11.904761 kHz Novosibirsk Seyda Krasnodar Khabarovsk Revda
NEW RSDN-20
transmission sequence
by frequency
NOVOSIBIRSK 55:45:22.0 N 84:26:52.4 E
KRASNODAR 45:24:17.9 N 38:09:29.0 E
KHABAROVSK 50:04:23.9 N 136:36:24.1 E
REVDA 68:02:07.8 N 34:41:00.0 E
SEYDA 39:28:16.0 N 62:43:07.3 E
33. Antene bobinate (magnetice)
Number of turns: 96000
Wire diameter: 0,16 mm (AWG34)
Winding length: 80 cm
Thick winding: 0,178 cm
Length of wire: 13,44 km
Weight of copper wire approximately: 2,5 kg
Single turn area: 0,001225 square meters (3,5
x 3,5 cm)
1 pT field gives a voltage output of 0,354 mV
(+/- 3 dB)
1 mV voltage output corresponds to a field of
2,82 pT (+/- 3 dB)
36. Concluzii
• Semnalele de joasă frecvență reprezintă o bază
de studiu atât pentru cele recepționate din natură
dar și cele generate de om
• Recepția acestora în conjucție cu software-ul
radio pot fi analizate și demodulate până la
frecvența de 24kHz (frecvența maximă a plăcii audio de calculator)
• O provocare în domeniul cercetări costă în
realizarea unei posibile legături între semnalele
de joasă frecvență și percepția celui de-al 6-lea
simț la animale.
