The first ever two-way international amateur VLF QSO

The first ever two-way international amateur VLF QSO

was successfuly realized at last

 

 

 

Date:

Date:

25.03.2012

Time:

07:30 UT - 14:00 UT

Frequency:

8970Hz

Mode:

MFSK-37

Stations:

DF6NM,  Markus

 

QTH: Nuernberg (JN59NJ 69es)

 

 

 

 and

 

 

 

OK2BVG, Lubos

 

QTH: Breclav (JN88KS)

QRB:

The distance between Breclav and Nuernberg is  424 km

 

Technical specifications:

Technical specifications:

 

 

 

DF6NM:

Power:

About 80W out from audio amplifier

 

Radiated power:

10 – 15 microwatts

 

TX antenna:

Top-loaded vertical 9m above the roof

 

RX set:

TX antenna + soundcard

 

 

 

OK2BVG:

Power:

About 120W  (The old audio amplifier TESLA AUJ-637)

 

Radiated power:

not more than 50 microwatts

 

TX antenna:

Marconi „L“  24m up +  top-load  220m, hanged between two buildings.

 

RX set:

E-probe antenna (DK7FC) +  soundcard SB24

(The VLF grabber „Apollon´s temple“)

 

 

 

 

 

We were trying to do the „full QSO“,  which means to exchange shortened callsigns and reports to each other. The MFSK-37 mode seems to be the best for our purpose: 

 

letter

code

meaning

from [UT]

to [UT]

OK2BVG

DF6NM

 

 

 

 

 

 

 

N

24

DF6NM

7:30

8:00

TX

RX

B

12

de OK2BVG

8:00

8:30

TX

RX

break

 

 

8:30

9:00

 

 

B

12

OK2BVG

9:00

9:30

RX

TX

N

24

de DF6NM

9:30

10:00

RX

TX

M

23

I see your signal "M"

10:00

10:30

RX

TX

break

 

 

10:30

11:00

 

 

R

28

I understand.

11:00

11:30

TX

RX

O

25

I see your signal "O"

11:30

12:00

TX

RX

break

 

 

12:00

12:30

 

 

R

28

I understand.

12:30

13:00

RX

TX

T

30

Thanks

13:00

13:30

RX

TX

U

31

you

13:30

14:00

RX

TX

 

Noise conditions were not the best, as can be seen in the picture below:

 

 

 

 

 

Makus´s letters „BNM“, as shown on my receiver :

 

¨

 

 

 

 

I would like to sincerely thank Markus for offering me to participate in this experiment. Also I would like to say thanks to Paul Nicholson (Todmorden, UK), who confirmed the QSO between Markus and me. Overall, realizing a complete VLF QSO on 8970Hz was a really great adventure. 

 

Lubos, Markus,

I ran my recording from the 25th through an MFSK37 decoder
program.   It produced the following output:-

(asnr = amplitude S/N ratio)

vtcodec: 2012-03-25_07:30:00.000 rxed [N] asnr 2.87
vtcodec: 2012-03-25_08:00:00.000 rxed [B] asnr 2.63

vtcodec: 2012-03-25_09:00:00.000 rxed [B] asnr 3.84
vtcodec: 2012-03-25_09:30:00.000 rxed [N] asnr 3.68
vtcodec: 2012-03-25_10:00:00.000 rxed [M] asnr 4.46

vtcodec: 2012-03-25_11:00:00.000 rxed [R] asnr 4.51
vtcodec: 2012-03-25_11:30:00.000 rxed [O] asnr 4.30

vtcodec: 2012-03-25_12:30:00.000 rxed [R] asnr 3.81
vtcodec: 2012-03-25_13:00:00.000 rxed [T] asnr 2.21
vtcodec: 2012-03-25_13:30:00.000 rxed [U] asnr 2.21

The loops were aligned approximately 110 deg which was
sufficient to reject another signal on 8970.022.
--
Paul Nicholson

 

For more information see the website: https://sites.google.com/site/sub9khz/vlf-amateur-news-2012

My thanks to everybody, who wrote and sent me all comments about the VLF QSO.  GL!

 

 

Článek pro časopis Radioamatér: 

 

První mezinárodní radioamatérské spojení

 na vlnové délce 33km

 

Po měsících příprav, pokusů a odstraňování chyb se dne 25.3.2012 v době od 07:30UT do 14:00UT uskutečnilo první oboustranné, radioamatérské, mezinárodní  spojení na kmitočtu 8970Hz.  Do tohoto data bylo známo několik pokusů o spojení, žádný však nepřekonal takovou vzdálenost, aby se jednalo o spojení mezi radioamatéry dvou států.

 

Spojení spolu navázaly stanice DF6NM (Markus) a OK2BVG (Luboš), pracující ze čtverců  JN59NJ a JN88KS. Překonaná vzdálenost činí cca 424km. Obě stanice byly umístěny v domácích QTH, což možnosti spojení ještě značně omezuje.

 

V radioamatérkých podmínkách je prakticky nemožné postavit antény, účinně vyzařující na takto nízkém kmitočtu. Profesionální stanice používají výkony ve stovkách kW a antény výšky 300 i více metrů. Pro náš pokus jsme se museli smířit s tím, co bylo možné v městské zástavbě vybudovat vlastními silami. Markus vysílal výkonem 80W do 9m vysokého vertikálu s kapacitním kloboukem, postaveném na střeše domu. Moje „sídlištní“ 24m vysoká  Marconi „L“ anténa s 240m dlouhým kapacitním kloboukem také není tím pravým řešením.  Ani výkon 120W, dodávaný starým nízkofrekvenčním zesilovačem, nikoho neohromí. Ale znovu se potvrdilo ono známé: „Co profesionál zavrhne, to radioamatér vyzkouší“.

Při výkonu  PA kolem 100W/4Ohm a po přizpůsobení do vysoké impedance antény se skutečný vyzářený výkon pohybuje v řádech mnohonásobně nižších,  pouze v desítkách  mikrowatt. Velké ztráty jsou dány mizivými rozměry antény (vztaženo k vlnové délce) a nutností použít rozměrné dolaďovací cívky. Tyto nepříznivé podmínky je nutno vyvážit co nejkvalitnějšími přijímacími anténami a použitím velmi pomalého přenosu signálu.

V našem případě byla použita rychlost přenosu  1 znak abecedy = 30 minut. Často se však používají ještě mnohem pomalejší přenosy, kdy jedna tečka = až 50minut. Pro příjem i pro generování  znaků použily obě stanice známý program Spectrum Lab, jehož autorem je Wolfgang, DL4YHF. Jde skutečně o vynikající software, poskytovaný pro amatérské využití zdarma  na internetu.

Naprostou nezbytností pro velmi pomalý přenos informace je vysoká kmitočtová přesnost a stabilita. V mém případě jsem  použil pro synchronizaci počítače Rubidiový kmitočtový normál 10MHz. Po vydělení tisícem a zpětném vytvarování na sinusový průběh je vzniklý signál 10kHz přiveden do počítače, kde slouží jako normál pro tvorbu signálu 8970Hz.   Markus pro tento účel přijímá pomocnou feritovou anténou signál z profesionálního vysílače DHO (23,4kHz), což je další zajímavý způsob, jak dosáhnout vysoké přesnosti kmitočtu. Pro komunikaci bylo použito zvláštního módu MFSK37, kdy je odstup jednotlivých znaků pouhý 1mHz.. Na přijímací straně jsou znaky čteny z obrazovky jako čáry ve spektru s přesně definovaným kmitočtem, kdy každé frekvenci odpovídal jistý znak abecedy. Maximální zabraná šíře pásma je jen 37mHz a komunikace se odehrává hluboko pod úrovní slyšitelného šumu.

Nejednomu čtenáři se nepochybně bude zdát, že spojení, při kterém jsme si během šesti a půl hodiny stihli vyměnit pouze zkrácené značky a reporty musí být nekonečná nuda. Ujišťuji každého, že nikoli. Je to naopak velké dobrodružství, kdy se každý ze šumu získaný a čitelný znak jeví jako malý zázrak.  Další nepochybnou výhodou je, že při takovémto stylu provozu bez potíží stihnete uklidit v „hamovně“, posekat trávník a vyvenčit psa.

Dotazy, týkající se podrobností o zmíněném spojení, rád zodpovím na adrese: ok0emw@bvx.cz

Nezbývá, než skončit optimistickým konstatováním, že jsou ještě nižší kmitočty, které čekají na vyzkoušení.                                                

                                                                                              Luboš, OK2BVG