SDR - Software Defined Radio - X: Las bandas de ELF, SLF, ULF, VLF y LF

Cuando hablamos de bajas frecuencias no hay que confundir las ondas sonoras con las ondas electromagnéticas.

Las ondas sonoras de entre los 20 Hz y los 20kHz son ondas audibles directamente por el oído humano (espectro auidble de un oido joven y sano), y se generan por la vibración física de un cuerpo (cuerda, membrana, etc.) que se propagan por un medio natural como el aire (en el vacio no se propagan las ondas sonoras) y se reciben por un dispositivo que convierte la vibración física en una corriente eléctrica (oído, micrófono, etc.)

Por el contrario las ondas electromagnéticas de esta misma banda de frecuencia de entre 20 Hz y 20 kHz se producen por la radiación de una señal eléctrica alterna, se puede propagar incluso en el vacio y se precisan de un receptor adecuado para estas frecuencias.

Un Hz es una unidad de medica de un ciclo por segundo.

Tampoco hay que confundir un campo eléctrico que es el que produce una corriente continua en un conductor , con en campo magnético que es el que produce un iman o una corriente continua que es estático (el típico que visualizamos con limaduras de hierro) con un campo electromagnético que es que produce una corriente alterna y que se puede propagar.

Las bandas de ondas electromagnéticas o de radio de baja frecuencia no son "populares" debido a que:

Se precisan antenas de dimensiones gigantescas
El ancho de banda es muy pequeño. Una única comunicación de voz humana en AM precisaría un canal que cubriría entera las bandas de SLF, ULF y VLF

Pero mantienen su vigencia debido a que:

La onda de tierra asegura una propagación estable en cientos y miles de km
Presenta una alta propagación en medios conductores como el agua, lo que lo ahce ideal para comunicaciones con submarinos

Diagrama que muestra el nivel de señal de la onda de tierra dependiendo de la frecuencia. A menor frecuencia mayor distancia. Fuente: ITU

ELF

La banda de ELF va de 3 a 30 Hz

En esta banda está la conocida popularmente conocida como la frecuencia de Shumann que sería a la cual resonaría la Tierra y que se acepta que es 7,83 Hz, al ser tan baja (casi 8 ciclos u oscilaciones por segundo) también se le llama el pulso de la tierra, a partir de aquí ya no hay mas ciencia y todo lo que le quiera creer sobre el tema es por que quiere creer en ello.

Hay que tener en cuenta que la frecuencia de resonancia de un objeto depende de sus dimensiones físicas pero también del material del que está compuesto, y por tanto no es un tema trivial en el caso de la Tierra y tampoco es una constante.

Circunferencia equivalente (longitud de onda) = velocidad de la luz / 7,83 Hz = 38.314,176 Km

Si quiere experimentar con estas frecuencias hay generadores de radiofrecuencia que van de 0,01 Hz hasta los 30 KHz (Generadores de Shumman)

atribuciones de frecuencias de 8,3 kHz a 110 kHz

76 Hz sistema Sanguine de EEUU El Proyecto ELF, que consta de dos transmisores ELF vinculados ubicados en Clam Lake, Wisconsin 46°05′05.6″N 90°55′03.7″O y Republic, Michigan 46°20′10.1″N 87°53′04.6″O, se construyó a principios de 1982 y funcionó desde 1989 hasta 2004.

82 Hz sistema Zeus de la Federación Rusa, localizado en Murmansk.
ZEVS consta de dos emisores, ubicados respectivamente en en 68.813321°N 33.7517427°E y en 68.7163557°N 33.7078248°E con las denominaciones de PS-373 (ПС-373) y PS-393 ( ПС-393) con potencias de 7,478 MVA y 7,446 MVA, respectivamente, por lo que la potencia total de transmisión del transmisor ZEVS puede estar entre 10 MW y 14 MW, lo que lo convierte en el transmisor más potente de Europa.

Proyecto sanguine

Referencias
http://www.vlf.it/zevs/zevs.htm
ZEVS (transmitter)
https://en.wikipedia.org/wiki/Project_Sanguine

SLF

La banda de SLF se extiende de 30Hz a 300 HZ

ULF

La banda de ULF (Ultra Low Frequency o de frecuencia ultra baja) cubre desde los 300 Hz a 3 kHz

VLF

La banda de VLF (Very Low Frequency o de frecuencia muy baja ) va de los 3 kHz a los 30 kHz

Estas frecuencias significa longitudes de onda de 100 km a los 10 km, es decir antenas kilométricas.
Esta banda presentan una muy buena propagación de la onda de tierra con una refracción muy grande lo que le permite salvar todas las barreras orográficas y también penetrar en el agua lo cual la hace especialmente idoneapara la comunicación con submarinos sumergidos que de otra forma no sería posible lo cual atrae a muchos aficionados a probar su sintonización.

Emisoras activas y sintonizables en Europa (2023):

16 kHz Rugby, Reino Unido DLoopRSP1A+SDRuno S=-104 dB S/N=-- z2140

16,4 kHz Helgeland, Noruega

16.3 kHz, 17.0 kHz, 18.2 kHz, and 19.2 kHz INS Kattabomman

17,2 kHz SAQ GRIMETON

18,3 kHz, HWU, Rosnay Francia (Comunicaciones con submarinos)

Sintonizada con antena mini whip y RSP1 / SDRUno desde Valencia-España S/N=22 dB S= - 48,6 (CW, decimation 32)

Imagen pixelada por satelite de la emisora de HWU de Rosnay en Francia (46°42'47"N, 1°14'39"E). Fuente: Google Maps

19,65 kHz, GBZ, Anthorn, Cumbria (formerly from Criggion, Powys), Gran Bretaña Comunicación con submarinos)
Sintonizada con antena mini whip y RSP1 / SDRUno desde Valencia-España S/N=24 dB S= - 48,6 (CW, decimation 32)

Imagen por satelite de la emisora de GBZ de Anthorn Fuente: Google Maps

20.5 kHz Sistema beta (Rusia) formado por las siguientes estaciones: RJH63 Krasnodar, RJH69 Vileyka VLF transmitter near Molodechno (Belarus); RJH77 Archangelsk; RJH86 Bishkek (Kyrgyzstan); RJH90 Nizhny Novgorod (former German Goliath transmitter); RAB99 Khabarovsk
20,8 kHz, HWU, Rosnay Francia (Comunicaciones con submarinos)

Sintonizada con antena mini whip y RSP1 / SDRUno desde Valencia-España S/N=24 dB S= - 48,6 (CW, decimation 32)

21,7 kHz HWU, Rosnay Francia (Comunicaciones con submarinos)
22.1 kH GBZ, Anthorn, Cumbria (formerly from Criggion, Powys), Gran Bretaña Comunicación con submarinos)
23.0 kHz Sistema beta (Rusia)
23.4 kHz DHO38, Alemania

Sintonizada SDRAngel + RSP1 + LNA + End Feed

25.0 kHz Sistema beta (Rusia)
25.1 kHz Sistema beta (Rusia)
25.5 kHz Sistema beta (Rusia)
26,7 Turkish Navy, Bafa *

Sintonizada con antena mini whip y RSP1 / SDRUno desde Valencia-España S/N=15 dB S= - 66 (CW, decimation 32)

29,7 kHz A1F3 transmitter Negev Desert

Sintonizada con antena mini whip y RSP1 / SDRUno desde Valencia-España S/N=15 dB S= - 86 (CW, decimation 32)

Emisoras no activas (2023):

El sistema de navegación LORAN-C, la ultima de las generaciones de sistemas iniciadas en 1958 (Comenzó su cierre gradual en 2010 las estaciones de EEUU, 2016 la de Noruega, ). De forma periódica se plantea su retorno con el eLORAN que no llegó a implantarse
El sistema de navegación OMEGA (EEUU): 10,2; 11,33 y 13,6 kHz
El sistema de navegación ALFA (URSS /Rusia): 11.904761; 12.648809 y 14.880952 kHz

Referencias

Sistemas

EL ESPECTRO RADIOELECTRICO: VLF - MUY BAJAS FRECUENCIAS. (El sistema OMEGA que se describe no está operativo)
Alfa navigation VLF signals (2015)
Primer éxito en transmisión VLF desde EA
RADIO SIGNALS IN THE RANGE 15 - 20 kHz
https://en.wikipedia.org/wiki/INS_Kattabomman

Identificación

Identificación señales:VLF
Identificacion por frecuencia: VLF(10 - 150 kHz)

LF

La banda de LF (Low Frequency o de frecuencia baja, onda larga) va de los 30 kHz a los 300 kHz lo que corresponde a longitudes de onda de 10 km a 1 km.

En esta banda encontramos las siguientes emisoras y señales de RF:

Emisoras de radiodifusión de onda larga: auque cada vez hay menos emisoras en esta banda, esta banda permite cubrir zonas muy amplias (un continente) especialmente por la noche y de forma independiente al estado de la ionosfera.
Emisoras de ayuda a la navegación. Desaparecido el sistma loran, permanece el sistema ruso Chanka
Emisoras de comunicación naval (submarinos): se mantienen en esta banda emisoras de la armada de cada país para la comunicacion con submarinos.
Emisoras de control de la energia: existe un sistema con emisoras en Alemania y Hungria para el control remoto de la energía eléctrica
Emisoras de tiempo que emiten señales para los relojes de mesa y de pulsera RCC que usan este patrón horario (25 KhZ - 200 kHz) https://en.wikipedia.org/wiki/Radio_clock

Fuente: ArielDX

Las descargas eléctricas (rayo y relámpagos) generan ondas electromagnéticas y por tanto pueden recibirse con un receptor que cubra la baja de VLF /LF ( 3-300 kHz). Hay que recordar que los primeros transmisores de RF generaban las ondas mediante chispas eléctricas. Existe una red que centraliza la información de múltiples receptores de rayos y los visualiza en tiempo real https://www.blitzortung.org

Emisoras activas y sintonizables en España (2023, en negrita las sintonizadas):

48 kHz (Audio 96)

51,95 kHz GIY20 Oxford * Navy

Sintonizada con antena mini whip y RSP1 / SDRUno desde Valencia-España S/N=12 dB S= - 73 (CW, decimation 32)

60 kHz Hagane-yama LF station (Japón)
60 kHz WWVB (EEUU)
60 kHz NPL MSF 60 es una emisora inglesa de patrón de tiempo localizada en Rugby (Rugby Radio Station) que transmite en la frecuencia de 60 kHz y que sigue operativa Se puede escuchar por ejemplo:

Sintonizada a través de KiwiSDR en Le Havre (Francia)

Sintonizada con antena Loop 6m y RSP1 desde Valencia-España muy débil horaria A=N S= -120
Sintonizada con antena mini whip o Youloop+ LNA y RSP1 / SDRUno desde Valencia-España S/N=14 dB S= - 75 (CW)

63.85/90 kHz French Navy FTA63 Sainte Assise (Francia) Se puede escuchar:

SDR Sintonizada con antena Loop 12 m (4 secc x 3m) y RSP1 desde Valencia-España muy debil es como un trino A=N S= -28 S/N=67
KiwiSDR

Nuremberg (Alemania) http://13oz1.ddns.net:8073/
http://g4wim.proxy.kiwisdr.com:8073/

77,5 kHz DCF 77 es una emisora alemana de patrón de tiempo basado en un sistema de tres relojes atómicos uno de rubidio y dos de cesio que transmite en la frecuencia de 77,5 kHz y que sigue operativa, dando servicio para la sincronización de relojes de toda Europa. Se puede escuchar por ejemplo a través de:

un receptor DFC77 mas un software como Freeware DFC77 para windows a través de un puerto serie(COM)
El KiwiSDR en Le Havre (Francia)

se pueden comprar módulos de recepción en Aliexpress pero lo cual no asegura que pueda ser recibida pues dependerá que esté o no en la zona de cobertura
un receptor SDR + SDRAngel con el módulo de Radio Clock

Antena YouLoop 6m + receptor SDRPlay1 + software SDROne (CW) + SPectrumLab (Valencia, España) A=N S= -115/117 dBm
Antena mini whip y RSP1 / SDRUno desde Valencia-España S/N=12 dB S= - 72 (CW)

81 kHz GYN2/GR

http://g4wim.proxy.kiwisdr.com:8073/

SpectrumLab para Windows

Time Sig Decoder de SpectrumLab decodificando DCF77

Secuencia de señales de DCF77

Vision artística de la DCF77

Campo de antenas de la estación DCF77 en Mainflingen (Alemania) que aprovecha la conductividad del terreno por la proximidad al Main . La estación tiene una potencia de 50 kW y los mástiles miden 200 m está al sur de Frankfurt y las señales se monitorizan desde Braunschweig

Mapa de cobertura de la DCF77 mediante la propagación combinada de la onda de superficie y la ionosférica (Capa-D) que permite unos 1.900 km por el día y 2.100 km por las noches. La onda de superficie es la domininate para distancias menores a 500 km, entre 500 y 100 ambas ondas tienen un a señal similar lo que produce fenómenos de fading (al variar la fase de la suma y con ello la potencia de la señal resultante).

96 kHz (Audio 192)

100 kHz LORAN-C Lessay (Normandy; Francia) que dejó de funcionar el 31-12-2016 Entonces. En la misma frecuencia funciona el sistema ruso Chakya

KiwiSDR

La antena de Lessay (Francia), 2023
https://maps.app.goo.gl/QhRa7uJSfmCfuNsA9 (Fuente: Street View de Google)

La antena de Soustons (Francia), 2023

https://maps.app.goo.gl/E12DUzpWCmCRJY8A8 (Fuente: Street View Google)

Señal del sistema Chakya captada por kiwiSDR

125 kHz junto a 13,56MHz son las frecuencias que se utilizan para RFID
129,1 kHz DCF49 (Mainflingen, Germany; 100 kW): pertenece al sistema EFR de gestión de energía que esperaba tener más de 600 mil receptores para 2007, igual Internet ha dejado obsoleta esta tecnología.Se puede escuchar esta portadora que se interrumpe de vez en cuando para emitir una serie de datos a través de:

KiwiSDR

Antena YouLoop 6m con receptor RSPx y software SDROne (Valencia, España) A= N S=-109 dBm SN= 15 Decimation= 32
Antena MiniWhip con receptor RSPx y software SDROne (Valencia, España) A= E S=-67 dBm SN= 6,6 Decimation= 32
Antena miniwhip y receptor RSP1 / SDRUno desde Valencia-España S/N=7,5 dB S= - 70 (CW. Decimation 32)

135,6 kHz HGA 22 (Lakihegy, Hungary; 100 kW): pertenece al sistema EFR de gestión de energía .Se puede escuchar a través de:

KiwiSDR

http://g4wim.proxy.kiwisdr.com:8073/

Una antena YouLoop con receptor SDRPlay1 y software SDROne (Valencia, España). Mas debil que la DCF49. A= E S=-110 dBm SN= 17 Decimation= 32
Una antena mini whip y RSP1 / SDRUno desde Valencia-España S/N=-- dB S= - 75 (CW, decimation 32)

135,7 - 137,8 kHz radioaficionados

con 200Hz de ancho de banda en modos CW QRSS y modos digitales de banda estrecha (No he sintonizado nada hasta la fecha)

139 kHz DCF 39 (Burg, Germany; 50 kW): pertenece al sistema EFR de gestión de energía. Se puede escuchar a traves de:

KiwiSDR en Nuremberg (Alemania) http://13oz1.ddns.net:8073/

Antena YouLoop 6m con receptor SDRPlay1 y software SDROne (Valencia, España) A= N S=-112 dBm SN= 15 Decimation= 32

Cobertura del sistema EFR

147,3 kHz DDH47 (Alemania) Información meteorológica. Se puede escuchar por ejemplo a través de:

KiwiSDR

La radiodifusión en Onda Larga LW (150-285 kHz, ) de la que queda alguna ( 198 BBC, 252 TIPAZA) pues otras muchas han ido desapareciendo.

Fuente:ArielDX

153 kHz Argelia 24h solo portadora
antena Loop 6m y RSP1 desde Valencia-España muy débil A=N S=111 Deimation= 32
162 kHz TDF (Allois, Francia) emisora de tiempo. Con MULTIPSK disponible para windows aquí http://f6cte.free.fr/index_anglais.htm se puede codificar la señal. Se puede escuchar:
Antena Loop y RSP1 A=NE M= CW S=97 SN= 31 Decimation=32. Se puede decodificar la señal con SDRAngel y su modulo Radio Clock con la opción TDF
KiwiSDR en Le Havre (Francia) http://shtsf.ddns.net:8073/
171 kHz Medi 1 - Radio Mediterrane International (En francés y árabe desde Nador, Marruecos) Se puede escuchar:
YouLoop + RSP1a + SDRuno desde Valencia-España A=N S=-106 S/N=6 BW=6 kHz Decimation=32 muy débil ininteligible
D Loop + RSP1a + SDRuno Valencia-España S=-93 S/N=14 AM Decimation=16 LIF fuerte y claro Z1820

QSL de la emisora de onda larga Europe1 (Hoy desaparecida) que transmitía en 180 kHz, y tenia una antena compuesta por 3 mástiles de 280m de altura.

189 kHz RÚV (Islandia) es una emisora de radiodifusión islandesa que aprovecha dispone del mayor mástil radiante de Europa Occidental en Hellissandur aprovechando la infraestructura de la red Loran-C.

KiwiSDR en Islandia http://stapi.utvarp.com/
directamente con antena Loop y RSP1 desde Valencia-España (muy débil).

198 kHz BBC4

KiwiSDR

antena Loop 6m y RSP1 desde Valencia-España muy débil. S= -109 D Loop + RSP1a + SDRuno Valencia-España S=-95 S/N=11 AM Decimation=16 LIF fuerte y claro Z1820

225 kHz Polskie Radio Jedynka en polaco y ucraniano

mini-whip + RTL-SDR (Canal Q, decimation 16) + SDR++ desde Valencia-España. 1850z
D Loop + RSP1a + SDRuno Valenca-España S=-90 S/N=20 AM Decimation=16 LIF fuerte y claro Z1820

kiwiSDR

http://g4wim.proxy.kiwisdr.com:8073/

252 kHz Radio Argel Chaîne 3 24h en francés desde Tipaza (Argelia) con potencia de entre 1500/750 kW Sintonizada a través de

Antena Loop 6m (2 x 3m) + RSP1 + SDRUno desde Valencia-España. D=NE S=-83 dBm S/N 22
mini-whip + RTL-SDR + SDR++ desde Valencia-España.
D Loop + RSP1a + SDRuno Valencia-España S=-96 S/N=10 AM Decimation=16 LIF fuerte y claro Z1820