VLF Frequency

Ιστορικά στοιχεία και βιώματα τεχνολογικής εξέλιξης στο τηλέφωνο, την ασύρματη επικοινωνία και τον ηλεκτρονικό υπολογιστή.
Άβαταρ μέλους
p.gabr
Δημοσιεύσεις: 44
Εγγραφή: 11 Οκτ 2013, 13:04
Ονομα: Παναγιώτης

VLF Frequency

Δημοσίευσηαπό p.gabr » 24 Οκτ 2013, 19:59

VLF (Πολύ χαμηλές ραδιοσυχνότητες)


Αναφερόμαστε σε ραδιοσυχνότητες(RF) στην περιοχή από 3kHz έως 30kHz και μήκη κύματος 10 έως 100 χιλιόμετρα. Οι συχνότητες αυτές χρησιμοποιούνται σε υπηρεσίες ράδιο-πλοήγησης, σταθερό σήμα χρόνου για την ώρα και ναυτικές χρήσεις. Δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ήχο- ραδιοφωνικά σήματα, καθότι το λιγοστό αναλογικά εύρος της ζώνης, το πολύ να χωρέσει τέσσερις ραδιοφωνικούς σταθμούς.
Προς τούτο τα σήματα που χρησιμοποιούνται είναι μορσικά-κωδικοποιημένα σήματα.

Λόγω του μεγάλου μήκος κύματος τα φυσικά εμπόδια, όπως ορεινοί όγκοι δεν αποτελούν εμπόδιο καθότι τα κύματα (γλύφουν) την επιφάνεια της γης. Σχετικά με την διάδοση-ιονόσφαιρα εδώ υπάρχουν πάρα πολλά γραφήματα. Τι λένε όλα αυτά; ... μην ρωτάτε δεν γνωρίζω!


Η Διάδοση

Εικόνα


Η Γη περιβάλλεται από ένα αγώγιμο στρώμα των ιόντων στην ατμόσφαιρα, η ιονόσφαιρα στρώμα D σε υψόμετρο 60 χιλιομέτρων, η οποία αντανακλά VLF ραδιοκύματα. Το στρώμα αυτό σε συνεργασία με την ανάκλαση της γης δημιουργούν ένα κυματοδηγό, ωθώντας τα κύματα σε μια τεθλασμένη πορεία γύρω από τη Γη. Τα VLF κύματα έχουν πολύ χαμηλή εξασθένηση που είναι μόνο 2-3 dB ανά 1000 χλμ.
Η διάδοση είναι πολύ καλύτερη πάνω από αλμυρό νερό (θάλασσες) και μπορούν να διεισδύουν σε ένα βάθος περίπου 10 έως 40 μέτρα, ανάλογα με τη χρησιμοποιούμενη συχνότητα και την αλμυρότητα του νερού.

Ετσι η ιδιότητα αυτή, τους δίνει την δυνατότητα να χρησιμοποιούνται για την επικοινωνία με τα υποβρύχια όταν είναι σε ρηχά βάθη.

Για την ιστορία πως ξεκίνησε, να αναφέρω ότι οι πρώτοι τέτοιοι πομποί φτιαχτήκαν με μηχανικά μέρη χωρίς λυχνίες το 1900 ALEXANTERSON TRANSMITTER http://www.alexander.n.se/


Πριν από τις εξελίξεις

Το 1891 ο Frederick Thomas Trouton έδωσε μια διάλεξη, ισχυριζόμενος ότι οι υψηλές συχνότητες μπορούν να δημιουργήσουν εκπεμπόμενα ηλεκτρομαγνητικά κύματα. O Nikola Tesla ανάπτυξε εναλλάκτες έως 50000Hz. Ένας άλλος πρόδρομος του ALEXANTERSON υπήρξε το 1896 στις ζώνη VLF-LF.


Alexanderson Alternator

Εικόνα


Το Δυναμό Alexanderson, είναι μια περιστρεφόμενη μηχανή που εφευρέθηκε από τον Ernst Alexanderson το 1904 για την παραγωγή υψηλής συχνότητας εναλλασσόμενο ρεύμα έως 100000Hz, για χρήση ως πομπός.


Grimeton VLF transmitter

Η Grimeton VLF είναι ένα πομπός VLF με δυνατότητα μετάδοσης σημάτων. Έχει το μοναδικό εναλλάκτη Alexanderson στον κόσμο και έχει χαρακτηριστεί ως Μνημείο Παγκόσμιας Πολιτιστικής Κληρονομιάς. Ο πομπός κατασκευάστηκε το 1922 με 1924 για να λειτουργεί στους 17.2kHz, αν και έχει σχεδιαστεί για συχνότητες έως και 40kHz. Η κεραία είναι 1,9 χιλιόμετρα.

Για να γίνει κατανοητό, όπως εγώ το καταλαβαίνω, ήταν απλώς μια γεννήτρα εναλλασσόμενης τάσης, που μέσα από το σύστημα ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ανέβαζε την συχνότητα στους 17.2kΗz (έβγαζε δηλαδή όχι 50Ηz αλλά 17000Hz!!!!!!)

Οι εποχές πέρασαν και οι λυχνίες με εκπληκτικές ικανότητες στην αντοχή τους στις μεγάλες ισχύς κυριάρχησαν στους πομπούς, χωρίς να μπορούν να αντικατασταθούν ούτε την σημερινή εποχή.

Η ισχύς των επίγειων πομπών είναι πολύ μεγάλες και μπορεί να κυμαίνονται από 20 kW έως 2 MW.
Για να στηθεί ένας τέτοιος πομπός χρειάζονται πολύ μεγάλες εκτάσεις καθότι τα σκέλη των κεραιών μπορεί να υπερβαίνει και το 1 χιλιόμετρο.

Εικόνα

Λογού του σκοπού της επικοινωνίας, οι σταθμοί αυτοί εγκατασταινόταν σε παραθαλάσσιες περιοχές και εξ ου η ονομασία τους παράκτιοι.
Στην Ελλάδα για δική μας χρήση δεν γνωρίζω, αλλά οι Αμερικανοί είχαν στη Νέα Μάκρη που έκλεισαν πριν από λίγα χρόνια.

Τρεις τύποι διαμόρφωσης χρησιμοποιούνται:
OOK/CWK: On-Off Keying/Continue Wave Keying δηλαδή κλασική εκπομπή κώδικα Μορς με ύπαρξη ή όχι του φέροντος κύματος
FSK: Frequency Shift Keying δηλαδή μετατόπιση συχνότητας κατά 25Hz κατά την εκπομπή κώδικα Μορς (50-75 bit/s)
MSK: Mini-Shift Keying, μια πιο εξελιγμένη μέθοδο διαμόρφωσης που χρησιμοποιεί λιγότερο εύρος ζώνης από την FSK.


Goliath

Πρόκειται για έναν Γερμανικό πομπό 1MW

Εικόνα


http://www.nonstopsystems.com/radio/hel ... -tx-rx.htm
Συχνότητα από 15kHz έως 60kHz, ισχύς 1MW, CW Morse και FSK.
Χρησιμοποιήθηκε και για την αποστολή κρυπτογραφημένων σημάτων ENIGMA


Τα πηνία

Εικόνα


Ήταν 5 μέτρα και βάρους 5000 κιλά.


Η κεραία του

Εικόνα


Ο χώρος που καταλάμβανε με τα radial του!
Άλλο ένα ενδιαφέρον που διάβασα είναι ότι δεν καταστράφηκε στον πόλεμο και το 1947 οι σοβιετικοί τον διέλυσαν και τον μετέφεραν στην Ρωσία, χρειάστηκαν περισσότερο από 3000 βαγόνια.

To MANUAL του Goliath υπάρχει ΕΔΩ.

Να διευκρινίσω ότι όταν μιλάμε για ραδιοσυχνότητες 15kHz, αυτό δεν σημαίνει ότι μπορούμε να το ακούμε με το αυτί μας!
Εδώ μιλάμε για ηλεκτρομαγνητικά κύματα και όχι για ηχητικά!


Πηγές

Άλλα περί Goliath: http://www.kalbe-milde.de/gol/golf3.htm

Σχετικά με την διάδοση, άλλο ένα ωραίο ελληνικό pdf αρχείο:
http://www.ceid.upatras.gr/faculty/alex ... /kef08.pdf
http://www.physics.otago.ac.nz/space/AA ... torial.htm

Επιστροφή σε “Πως φτάσαμε ως εδώ!”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 0 επισκέπτες