Sehr niedrige Frequenz oder VLF beziehen sich auf Radiofrequenzen (RF) im Rahmen 3 Kilohertz bis 30 Kilohertz und Wellenlängen von 10 bis 100 Kilometern. Da es nicht gibt, kann viel Bandbreite in diesem Band des Radiospektrums, Audio-(Stimme) nicht übersandt werden, und nur codierte Signale der Rate der niedrigen Daten werden verwendet. Das VLF Band wird für einige Radionavigationsdienstleistungen, Regierungszeitradiostationen verwendet, die Zeitsignale übertragen, Radiouhren, und für die sichere militärische Kommunikation zu setzen. Da VLF Wellen in ungefähr 40 Meter in den Salzwasser-eindringen, werden sie für die militärische Kommunikation mit Unterseebooten verwendet. Auch bekannt als das myriametre Band oder die myriametre Welle als die Wellenlängen erstrecken sich von einem bis zehn myriametres (eine veraltete metrische Einheit, die 10 Kilometern gleich ist).

Fortpflanzungseigenschaften

Wegen ihrer großen Wellenlängen können VLF Funkwellen um große Hindernisse brechen und werden durch Bergketten so nicht blockiert, und können sich als eine Boden-Welle im Anschluss an die Krümmung der Erde fortpflanzen. Die Hauptweise der langen Entfernungsfortpflanzung ist ein Erdionosphäre-Wellenleiter-Mechanismus. Die Erde wird durch eine leitende Schicht von Ionen in der Atmosphäre, die Ionosphäre D Schicht an 60 km Höhe umgeben, die VLF Funkwellen widerspiegelt. Die Ionosphäre und die leitende Erde, bilden Sie einen horizontalen "Kanal" einige VLF Wellenlängen hoch, der als ein Wellenleiter handelt, der die Wellen beschränkt, so flüchten sie in den Raum nicht. Die Wellen reisen in einem zickzackförmigen Pfad um die Erde, widerspiegelt abwechselnd durch die Erde und die Ionosphäre, in TM (querlaufend magnetisch) Weise. VLF Wellen haben niedrige Pfad-Verdünnung, 2-3 DB pro 1000 km mit wenig vom an höheren Frequenzen erfahrenen "Verblassen". Fortpflanzungsentfernungen 5000 bis 20000 sind km begriffen worden. Jedoch ist atmosphärisches Geräusch (sferics) im Band einschließlich solcher Phänomene wie "Pfeifer" hoch, die durch den Blitz verursacht sind.

VLF Wellen können in Meerwasser zu einer Tiefe von ungefähr 10 bis 40 Metern (30 bis 130 Fuß) eindringen, je nachdem die Frequenz verwendet hat und der Salzgehalt des Wassers, so werden sie verwendet, um mit Unterseebooten zu kommunizieren, wenn sie an seichten Tiefen sind.

Antennen

Ein praktischer Hauptnachteil zu diesem Band besteht darin, dass wegen der Länge der Wellen volle Größe widerhallende Antennen (Hälfte des Welle-Dipols oder der Viertel-Welle-Monopol-Antennen) wegen ihrer physischen Höhe nicht gebaut werden können. Vertikale Antennen müssen verwendet werden, weil sich VLF Wellen in der vertikalen Polarisation fortpflanzen, aber eine Viertel-Welle vertikale Antenne an 300 Kilohertz würde 2.5 Kilometer hoch sein. So sind praktische Sendeantennen, ein kleiner Bruchteil einer Wellenlänge lange äußerst elektrisch kurz. Wegen ihres niedrigen Strahlenwiderstands sind sie ineffizient, nur 10 % bis 20 % der Sender-Macht höchstens ausstrahlend. mit dem Rest der in den Systemwiderständen der Antenne/Bodens zerstreuten Macht. So sind sehr hohe Macht-Sender (~1 Megawatt) erforderlich, genug Macht für die lange Entfernungskommunikation auszustrahlen.

Übersendende Antennen für VLF Frequenzen sind sehr große Leitungsantennen, bis zu eine Meile lang. Sie bestehen aus einer Reihe von Stahlfunkmasten, verbunden oben mit einem Netz von Kabeln, die häufig wie ein Regenschirm oder Wäscheleinen gestaltet sind. Die Kabel bilden eine kapazitive Spitzenlast, um die Leistungsfähigkeit der Antenne zu vergrößern. Hohe Kraftwerke verwenden Schwankungen auf der Regenschirm-Antenne wie das "Delta" und "die trideco" Antennen oder multiplizieren - hat flattop (triatic) Antennen abgestimmt. Für niedrige Macht-Sender werden umgekehrte-L und T Antennen verwendet.

Um im Boden zerstreute Macht zu minimieren, verlangen diese Antennen äußerst niedrige Widerstand-Boden-Systeme. Wegen des Boden-Widerstands werden Gegengewicht-Systeme häufig verwendet, aus radialen Netzen von um mehrere Fuß über dem Boden unterstützten Kupferkabeln bestehend, vom vertikalen Element ausstrahlend.

Die Voraussetzungen, um Antennen zu erhalten, sind weniger streng, weil die Sender-Macht allgemein hoch ist, um atmosphärisches Geräusch zu überwinden. Atmosphärisches Geräusch und nicht Empfänger-Geräusch bestimmt das Signal zum Geräuschverhältnis, so können kleine ineffiziente Antennen verwendet werden. Peilrahmen werden häufig für den Empfang verwendet.

Anwendungen

Die Frequenzreihe unter 9 Kilohertz wird von der Internationalen Fernmeldevereinigung nicht zugeteilt und kann in einigen lizenzfreien Nationen verwendet werden. Viele natürliche Radioemissionen, wie Pfeifer, können auch in diesem Band gehört werden.

VLF wird verwendet, um mit Unterseebooten in der Nähe von der Oberfläche zu kommunizieren (zum Beispiel das Verwenden des Senders DHO38), während ELF für tief untergetauchte Behälter verwendet wird. VLF wird auch für Radionavigationsleuchtfeuer (Alpha) und Zeitsignale (Beta) verwendet. VLF wird auch in elektromagnetischen geophysikalischen Überblicken verwendet.

In den USA die Zeitsignalstation hat WWVL begonnen, ein 500 W-Signal auf 20 Kilohertz im August 1963 zu übersenden. Es hat Frequency Shift Keying (FSK) verwendet, um Daten zu senden, sich zwischen 20 Kilohertz und 26 Kilohertz bewegend. Der WWVL Dienst wurde im Juli 1972 unterbrochen.

Der Sender der sehr Langwelle SAQ an Grimeton in der Nähe von Varberg in Schweden kann vom Publikum in bestimmten Zeiten, solcher als am Tag von Alexanderson besucht werden.

Historisch wurde dieses Band für die transkontinentale Radiokommunikation während des Radiotelegrafie-Zeitalters zwischen ungefähr 1900 und 1925 verwendet. Nationen haben Netze der hohen Macht LF und VLF Radiostationen gebaut, die Textinformation durch den Morsezeichen-Code übersandt haben, um mit ihren Kolonien und Marineflotten zu kommunizieren. Frühe Versuche wurden gemacht, Sprechfunkgerät mit der Umfang-Modulation und Einseitenbandmodulation innerhalb des Bandes zu verwenden, das von 20 Kilohertz anfängt, aber das Ergebnis war unbefriedigend, weil die verfügbare Bandbreite ungenügend war, um die Seitenfrequenzbänder zu enthalten.

VLF Unterseebootnachrichtenmethoden

Landgestützte Sender der hohen Macht in Ländern, die Unterseeboote bedienen, senden Signale, die erhaltene Tausende von Meilen weg sein können. Sender-Seiten bedecken normalerweise große Gebiete (viele Acres oder Quadratkilometer) mit der übersandten Macht überall von 20 Kilowatt bis 2 MW. Unterseeboote erhalten das Signal mit einer Form der abgeschleppten Antenne, die gerade unter der Oberfläche des Wassers - zum Beispiel ein BCAA (Schwimmende Kabelreihe-Antenne) schwimmt. Moderne Empfänger, wie diejenigen, die von Detica erzeugt sind, verwenden hoch entwickelte Digitalsignalverarbeitungstechniken, um die Effekten des atmosphärischen Geräusches (größtenteils verursacht durch Blitzschläge um die Welt) und angrenzende Kanalsignale zu entfernen, die nützliche Empfang-Reihe erweiternd.

Wegen der niedrigen verfügbaren Bandbreite ist es nicht möglich, Audiosignale zu übersenden, deshalb wird die ganze Nachrichtenübermittlung mit alphanumerischen Daten an sehr niedrigen Bit-Raten getan. Drei Typen der Modulation werden verwendet:

• OOK / CWK: Auf - Von der Texteingabe / Dauernde Welle-Texteingabe. Einfache Morsezeichen-Codeübertragungsart wo Transportunternehmen auf = Zeichen und von = Raum. Das ist die einfachstmögliche Form der Radioübertragung, aber es ist für Sender schwierig, hohe Macht-Niveaus zu übersenden, und das Signal kann durch das atmosphärische Geräusch leicht überschwemmt werden, so wird das nur wirklich für Notfälle oder grundlegende Prüfung verwendet.
• FSK: Frequenzverschiebungstexteingabe. Die älteste und einfachste Form der Digitalradiodatenmodulation. Frequenz wird durch 25 Hz (zum Beispiel) vom Transportunternehmen vergrößert, um eine Dualzahl "1" anzuzeigen, und durch 25 Hz reduziert, um binär "0" anzuzeigen. FSK wird an Raten von 50 bit/s und 75 bit/s verwendet.
• MSK: Texteingabe der minimalen Verschiebung. Eine hoch entwickeltere Modulationsmethode, die weniger Bandbreite für eine gegebene Datenrate verwendet als FSK. Das ist die normale Weise für Unterseebootkommunikationen heute, und kann an Datenraten bis zu 300 bit/s- oder ASCII ungefähr 35 8-Bit-Charaktere pro Sekunde (oder die Gleichwertigkeit eines Satzes alle zwei Sekunden) - insgesamt 450 Wörter pro Minute verwendet werden. Zum Vergleich ist die Schnellschrift-Voraussetzung des NCTJ 100WPM für Zeitungen oder 80WPM für Zeitschriften.

Zwei alternative Codierungen können verwendet werden: 5-Bit-ITA2 oder 8-Bit-ASCII. Weil das militärische Übertragungen sind, sind sie fast immer encrypted für Sicherheitsgründe. Obwohl es relativ leicht ist, die Übertragungen zu erhalten und sie in eine Reihe von Charakteren umzuwandeln, können Bürger keine encrypted Nachrichten decodieren, weil sie am wahrscheinlichsten ehemalige Polster verwenden, da der Betrag des Textes so klein ist.

PC-basierter VLF Empfang

VLF Signale werden häufig von Radiobastlern kontrolliert, die einfache selbst gemachte VLF Radioempfänger verwenden, die auf Personalcomputern (PCs) gestützt sind. Eine Antenne in der Form einer Rolle der isolierten Leitung wird mit dem Eingang des soundcard des PCs (über einen Wagenheber-Stecker) verbunden und hat einige Meter weg davon gelegt. Die Software des schnellen Fouriers verwandelt sich (FFT) in der Kombination mit einer gesunden Karte erlaubt Empfang aller Frequenzen unter der Frequenz von Nyquist gleichzeitig in der Form von spectrogrammes. Weil CRT-Monitore starke Quellen des Geräusches in der VLF-Reihe sind, wird es empfohlen, den spectrograms auf der Festplatte mit jedem PC CRT abgedrehte Monitore zu registrieren.

Diese spectrograms zeigen viele Signale, die VLF Sender, die horizontale Elektronbalken-Ablenkung von Fernsehapparaten und manchmal Superpulsen und den zweiundzwanzigsten Pulsen einschließen können. Die Kraft des erhaltenen Signals kann sich mit einer Plötzlichen Ionosphärischen Störung ändern. Diese veranlassen das Ionisationsniveau, in der Atmosphäre zu fallen. Das Ergebnis davon besteht darin, dass das VLF-Signal unten zur Erde mit der größeren Kraft nachdenken wird.

Liste von VLF Übertragungen

Siehe auch

• Kommunikation mit Unterseebooten
• OMEGA-Navigationssystem, 1971-1997

Weiterführende Literatur

• Friese "Sehr niedriger Welle-Empfang mit ferrite Antennen 5-50 Kilohertz

Links

• Klub von Longwave Amerikas
• Funkwellen unter 22 Kilohertz
• VLF Discussion Group
• Tomislav Stimac, "Definition von Frequenzbändern (VLF, ELF... usw.)".
• NASA lebender strömender ELF-> VLF Empfänger
• VLF Radiokunst, 1
• VLF Radiokunst, 2
• VLF Radiokunst, 3
• Weltweit Blitzpositionsnetz
• Universität von Stanford VLF Gruppe
• Die Universität von Louisville VLF kontrolliert
• Die sehr Niedrige Frequenzseite von Larry
• Kiel Longwave Monitor, VLF/LF Echtzeitdaten
• Der lebende VLF Online-Empfänger des Zeichens, das Vereinigte Königreich
• IW0BZD VLF TUBE-Empfänger
• Internet hat VLF gestützt, der hört, Führer mit dem Server verzeichnet