Etude des signaux radios aux basses fréquences

1. Etude des signaux radios aux basses fréquences • Élargir la bande en fréquence utile pour l’analyse des signaux « particule » : • Augmenter la puissance des signaux collectés • Définir des bandes de fréquence pour la réalisation de trigger autonome. • État actuel des lieux • Dépendance temporelle.

2. Etat des lieux : spectre en fréquence Psd (dbm/Hz) • Filtre actuel : • Soft : 37-70 MHz limité par des pics éparses vers 36 et 80 MHz. • Extension vers les hautes fréquences ? • Bande FM à partir de 88 MHz • Puissance des signaux « particule » chutant avec la fréquence. • Extension à basse fréquence ? • Ondes courtes • Signaux « particule » plus forts Filtre actuel Fréquence (MHz)

3. Etat des lieux : deux systèmes • Antenne Log + Oscilloscope • Filtre hardware (24-82 MHz) • Bande FM étroite • Zone (37-70) propre • Résolution de 100 kHz • Antenne Dipôle + Matacq (1 GS) • Spectre élargi mais nettement plus encombré • Résolution de 400 MHz

4. Spectres en fréquence : antenne dipôle • De nouvelles séries de pics : • 36,39,42, 45 MHz dans la bande actuelle invisibles avec les Log. • De nombreux pics en dessous de 20 MHz • Des variations d’une antenne à l’autre. • Amplitude du pic à 4 MHz

5. « Pollution » humaine à basse fréquence • Pics de radio-diffusion dominants en dessous de 25 MHz • GO, OM puis PO • De nombreuses bandes peu larges. • Intensité des pics des PO dépend des conditions atmosphériques… Bandes radio-diffusion Bandes radio-amateur

6. Cycle jour-nuit • Nuit : • prédominance des pics au dessous de 10 MHz • Spectre propre au delà • Jour : • prédominance des pics au dessus de 10 MHz, • disparition des pics au dessous de 10 MHz Les pics principaux bavent sur tout le spectre Minuit

7. Fenêtre nocturne 10 MHz 9 MHz Fenêtre 22h - 5h Filtrage 7-100 MHz

8. Fenêtre diurne 1 MHz 3.5 MHz Fenêtre 5h - 18h

9. Bilan • Fenêtres variables en temps/fréquence : • 22h – 5h : • fenêtre standard très large 10 – 70 MHz • 5h – 18h : • fenêtre standard large 25-70 MHz • fenêtre basse 1-5 MHz • 18h – 22h : • fenêtre standard large 25-70 MHz • Les dipôles présentent des spectres plus « riches » en pics. • Il faut augmenter la résolution en fréquence pour mieux séparer les pics : augmenter le temps d’échantillonnage. • Il faut filtrer individuellement les pics (peigne en fréquence) • Tester un trigger offline sur les événements déjà pris • Étudier les variations saisonnières

11. Origine des pics basses frequences • Bandes de radio diffusion • 150-280 kHz : les grandes ondes. 42 fréquences utilisables (largeur de 3 kHz). • 162 France Inter (F) – émetteur d'Allouis, Cher, France 2000 kW(jour) et 1000 kW (nuit) • 234 RTL (F) – Beidweiler au Grand Duché du Luxembourg RTL, Beidweiler (2000) - 24h • 530-1700 kHz : les ondes moyennes. 119 fréquences utilisables (largeur de 9 kHz) • Radio de la mer 1080 kHz depuis Paris • 2300-26100 kHz : les ondes courtes. Elles sont utilisées de manière internationale, avec des intervalles de 5 kHz. La gamme des ondes courtes est divisée en bandes auxquelles on fait référence en désignant la longueur d'onde. • Contrairement aux autres gammes d'ondes, l'attribution de fréquence en ondes courtes dépend de nombreux facteurs : lieu, puissance, heure de diffusion, période dans l'année, et même cycles solaires ! Ainsi, une station émettant sur une seule zone pourra émettre sur des fréquences différentes selon le moment du jour et de la nuit (en effet, la propagation des ondes risquerait de perturber des stations lointaines). • Bandes radio-amateur • En général des bandes étroites “collées” aux bandes de radio-diffusion • Des bandes larges (1 à 2 Mhz) à 29 et 50 MHz

12. Rotation des dipoles D98 613 603

13. Bandes radio-amateur LF, 0.1357 - 0.1378 MF, 1.810 - 1.850 HF, 3.500 - 3.800 HF, 7.000 -7.100 HF, 10.100 - 10.150 HF, 14.000 - 14.250 HF, 14.250 - 14.350 HF, 18.068 - 18.168 HF, 21.000 - 21.450 HF, 24.890 - 24.990 HF, 28.000 - 29.700 VHF, 50.200 - 51.200 VHF, 144.000 - 146.000 Bandes SW et radio-amateur • Bandes SW • 120 m : 2300-2495 kHz, utilisée uniquement dans les zones tropicales • 90 m : 3200-3400 kHz, utilisée uniquement dans les zones tropicales • 75 m : 3900-4000 kHz, utilisée uniquement en Asie et en Europe • 60 m : 4750-5060 kHz, utilisée uniquement dans les zones tropicales • 49 m : 5950-6200 kHz (extension à la gamme 5900-5950 kHz à partir de 2007) • 41 m : 7100-7300 kHz, non attribuée dans l'hémisphère ouest (extension à la gamme 7300-7350 kHz à partir de 2007) • 31 m : 9500-9900 kHz • 25 m : 11650-12050 kHz (extension aux gammes 11600-11650 kHz et 12050-12100 kHz à partir de 2007) • 22 m : 13600-13800 kHz (extension aux gamme 13570-13600 kHz et 13800-13870 kHz à partir de 2007) • 19 m : 15100-15600 kHz (extension à la gamme 15600-15800 kHz à partir de 2007) • 16 m : 17550-17900 kHz (extension à la gamme 17480-17550 kHz à partir de 2007) • 15 m : 18900-19020 kHz, cette bande sera mise en service en 2007 • 13 m : 21450-21850 kHz • 11 m : 25670-26100 kHz

14. Spectre en fréquences : notation • macro : psddbm.m • for evt=evt_debut:evt_fin • hpsd=hpsd+pwelch(signal(1:wpsd,iVoieBrute),wpsd,fs,wpsd/n) • hpsd=hpsd/(nbevt-badfile)/(fs*1e6); • hpsd =10*log10(hpsd/50) + 30; • pts=2500 • tps=1 (sauf les voies oscillo tps=4) • wpsd=2048 • n=1 • Spectre précédent : nbevt=50

15. Psd (dbm/Hz) Filtre (soft) actuel : 37-70 MHz Fréquence (MHz) Etat des lieux : spectre en fréquence

16. Spectre en fréquences : Dipole+MATACQ Pas de filtre hardware Pas sur les LOG

17. Spectre en fréquences : Dipole+MATACQ Pas les mêmes amplitudes