Aircraft Scatter - Lentokoneheijastus ja sen doppleri.

[OH7HJ]

• Lentsikkaheijastuksen dopplersiirtymä on matalan taajuuden suuntaan, joten tässä tapauksessa kone etääntyy Pietarin TV-lähettimestä.

• Heijastus on vahvempi oikealla, itään suunnatun antennin nauhalla. Tästä saadaan heijastuksen ilmansuunta. Kohina vasemmalla, ympärisäteilevän antennin nauhalla johtuu ajoittaisesta auroraheijastuksesta, mutta voimakkuusvertailu onnistuu silti.

• Kotkozeron TV-lähettimen ohitusdoppleri kertoo koneen lentäneen Laatokan itärannan kautta, jonka lähellä lähetin sijaitsee, ja ohittaneen lähettimen vähän klo 14.40 jälkeen.

• Mutkitteleva lentotapa viittaa pieneen tai pienehköön, käsin ohjattuun koneeseen.

• Myös dopplerjäljen vähäinen voimakkuusvaihtelu on tyypillistä pienille koneille.

• Dopplersiirtymän suuruus, tässä enimmillään yli 60 Hz, merkitsee nopeaa konetta.

• Dopplerjälkeen sopivia lentoja ei löydy nettitutkien tallenteista (playback), joten kyse on ilman paikantavaa transponderia (ADS-B mode-S) lentävästä koneesta.

Aikaleimat ovat Suomen aikaa.

Linkit:

Maanpuolustusnetin monipaikkatutkan demonäyttö: maanpuolustus.net/pages/tutka/
Tallentunut arkistokuva: maanpuolustus.net/muut/tutka/kuv … /15_30.jpg
Viestiketjussa: maanpuolustus.net/threads/monipa … ost-457431

T: - Juha

[OH7HJ]

Kantamakoe lentokoneheijastuksilla Pietarin TV:n OIRT1-kanavan taajuudella itään katsovalla 6m jagiantennilla.

Molempien oheiskuvan lentojen dopplerit näkyvät lyhyinä, koska ne ovat lähettimen ja vastaanottimen yhteisen kantaman eli radiohorisontin sisällä vain vähän aikaa.

Dopplereiden erottuessa selvimmin Äänisjärven itäpuolelta koneet olivat noin 410 km päässä lähettimestä ja 360 km päässä vastaanottimesta.

T: - Juha -

[OH7HJ]

Erikoinen sinimuotoinen dopplerjälki kertoo ympyrärataa lentävästä koneesta klo 18.49 - 19.07 SA. Näkyy idän ja kaakon suuntaan katsovan jagin nauhalla.

Harva voimakkuusvaihtelu viittaa pienehköön koneeseen. Dopplersiirtymä kertoo sen olevan nopea. Ei ilmoita itseään transponderilla.

Näyttää jatkuvan pienen kurvailevan nopean koneen jälkenä, joita on lisää arkistokuvien nauhoilla ennen ja jälkeen sitä.

Arkistokuvat:

maanpuolustus.net/muut/tutka/kuv … /19_30.jpg
maanpuolustus.net/muut/tutka/kuv … /20_00.jpg

T: - Juha

[OH7HJ]

Es-kelipurskeita ilmestyi hamssitutkan monitoriin 18.04. alkaen klo 09.10 SA. Kohtalaisen voimakkaita kelipurskeita tuli peräkkäisenä sarjana noin klo 10.30 saakka. 6m TV-kanavalla OIRT1 ne nostivat esiin mm. Arkangelin, Pietarin, sekä tuntemattomia kantoaaltoja. Näistä esimerkkejä oheiskuvien HDSDR-otoksissa, kopitettuna itään katsovalla 2x6-el vaakajagilla ja hamssirigin välitaajuuteen ‘panadapteriksi’ kytketyllä RTL-tikulla. Aikaleimat ovat Suomen aikaa.

Ekassa kuvassa leveän OIRT1-TV-kanavan spektrissä näkyy ympyröityinä ES-kelipurskeen alkaessa spektrinauhalle ilmestyviä TV-sivunauhoja ja tuntemattomia etäisiä kantiksia.

Toisen kuvan spektrin yläreunaan on merkittynä yleisimpiä OIRT1-kanavan lähettimiä. Ympyröityinä on ennen ensimmäisen Es-kelipurskeen päättymistä klo 10.38 leimahtaneita voimakkaita Es-purskeita Arkangelin sekä tuntemattoman TV:n jaksoilla. Pienessä audioruudussa oikealla alhaalla näkyvä viistoviiva on lentsikkadoppleri.

Kolmannessa tutkakuvassa leimahtaa uusi, edellistä vieläkin voimakkaampi ES-purske, nostaen Kirovin ja tuntemattoman TV-lähettimen kantikset leveälti sivunauhoineen näkyviin. ES tulee ja menee nopeasti, mutta kerran näin keväälla avauduttuaan niitä toistuu usein. Alkukesä oli viime vuonna 2016 erikoisen tiheiden ja voimakkaiden ukkos-Es-kelien aikaa.

Tässä monipaikkatutkatallenteessa näkyy Pietarin TV:n kapealla spektrinauhalle muutamassa minuutissa ilmestyviä etäisiä TV-lähetteitä Es-purskeen alkaessa. Siinä siksakkia sahaava kantis on ilmeisesti neuvostoaikaisen ‘warbler’-tyyppisen TV-lähettimen taajuuttaan ylösalas soutava kantoaalto. Sijainti tuntematon. maanpuolustus.net/muut/tutka/ku … /10_00.jpg

T: - Juha

[OH7HJ]

Es on nimensä mukaisesti sporaadinen. Kuvien voimakkaat Es-purskeet päättyivät klo 11.30 SA. Mutta kun Es-kelit keväisin alun saavat, niin lisää on yleensä tulossa.

[OH7HJ]

Päivän Es-kelipurskeita seurasivat öiset revontulipurkaukset radioauroraheijastuksineen. Nämä kestivät klo 08.30 SA saakka aamulla. Ensimmäisessä oheiskuvassa on hamssitutkan leveän HDSDR-spektrin tallenne OIRT1-TV-kanavalta pohjoiseen katsovalta antennilta. Sen alareunan pienessä äänitaajuusikkunassa näkyy tyypillinen, yleinen yläilmakehän sähkönpurkausheijastuksen (EDS, Electric Discharge Scatter) hajaspektri. Näitä esiintyy 6m TV-kanavilla muutaman sekunnin välein.

Sähkönpurkausheijastuksia on yleisesti otaksuttu meteoriheijastuksiksi (MS, Meteor Scatter). Näiden lyhyiden 6m bandin heijastusten spektristä kuitenkin puuttuu meteorivanan synnylle ominainen nopean lineaarisen liikkeen doppleri. Sensijaan niillä on sähkönpurkauksille tyypillinen hajaspektri. Hamssien wanha staattisten häiriöiden selitys (‘static’) on siis ainakin 6m bandilla radiospektrien perusteella osoittautunut MS:ää oikeammaksi.

Toisessa samanaikaisessa kuvassa näkyy kyseisen aurorapurkauksen leveänä pöllähtelevää hajaspektriä kapealla radiospektrinauhalla Sekeen Nadvoitsyn TV-lähettimen taajuudella pohjoiseen suunnatulla jagiantennilla ja Spectrum Lab -softalla katseltuna. Revontuliheijastus näyttäisi radiospektrihavaintojen perusteella olevan syntytavaltaan samankaltainen sähkönpurkausheijastusten EDS kanssa. Hajaspektrin leveys kuvaa oletettavasti suurjännitteen kiihdyttämien ilmaionien nopeusjakautumaa. Sähkönpurkausten hajaspektriheijastukset näyttäisivät siis syntyvän dopplerhajontailmiöinä.

Hyvin korkealla, lähes ilmanvastuksettomassa tyhjössä revontulten kaltainen luonnollisen ilmasähköisen suurjännitekentän kiihdyttämien ilmaionien tai plasman sähkönpurkaus pääsee pitenemään kestoajaltaan tuntien mittaiseksi, samalla kun sen hajaspektrin dopplerhajonta levenee verrattuna alempana, korkeamman ilmanpaineen ionien purkausnopeutta rajoittavassa ympäristössä tapahtuviin hitaampiin ja lyhytaikaisempiin EDS-heijastuksia aiheuttaviin sähkönpurkauksiin.

Viistoviiva kuvan aikaleiman 05.05 SA kohdalla on lentsikkadoppleri. Spektrinauhojen aikaleimat ovat Suomen aikaa.

T: - Juha

[OH7HJ]

Sähkönpurkausheijastuksia (EDS, Electric Discharge Scatter) näkyy 6m TV-bandilla moninaisissa muodoissa, ja monilta eri ilmansuunnilta, koska OIRT1-TV-kanavalla on lukuisia TV-lähettimiä kullekin luonteenomaisine kantoaaltoineen ja sivunauhoineen, joita yläilmakehässä ionosfäärisalamina leimahtelevien suurjännitteisten ilmasähkönpurkausten lyhytaikaisesti johtaviksi kuumentamat elektrosfäärin ioni- ja plasmapilvet heijastavat vastaanottimiimme. Tässä lähes perättäisiä esimerkkejä näistä tavallisista EDS-heijastuksista HDSDR-softan äänitaajuusikkunaan suurennettuina Nyandoman TV-lähettimen taajuudella, itään katsovalla 2x6-elementtisellä 50 MHz vaakajagilla hamssivastaanottimen välitaajuuden kautta RTL-tikkuradiolla R820T kopitettuina. Aikaleimat ovat Suomen aikaa. Äänitaajuusikkunan vaaka-asteikko on hertsejä (Hz).

Yläkuvassa näkyy tavanomainen perättäinen hajaspektri-EDS-sarja. Alakuvissa näkyy yhdistelmä leveämpää hajaspektriä, sekä jaksollisia kapeita TV-sivunauhoja, joista jälkimmäiset ovat ilmeisesti dopplersiirtymän seurauksena piirtyneet hieman viistoina. Sivunauhojen dopplersiirtymä on aivan liian kapea ja hidas meteoriheijastukseksi, joten tämä pieni taajuussiirtymä on mahdollisesti on syntynyt yläilmoissa pystysuunnassa leimahtavan sähkönpurkauksen melko hitaan siirtymäliikkeen aiheuttamana dopplerina. Koska sivunauhaheijastuksen dopplersiirtymä osoittaa laskevaa taajuutta, niin tämä sähkönpurkaus lienee syntyessään ja edetessään leimahtanut alhaalta ylöspäin, jolloin sen kautta heijastuneen radioaallon kulkema matka (bistatic distance)kasvaa.

Sivunauhojen sähkönpurkausheijastuksen hajaspektri on kapea, mikä viittaa suhteellisen korkeaan ilmanpaineeseen, eli sivunauhaheijastuksen aiheuttanut sähkönpurkaus lienee syntynyt ilmakehässä matalammalla korkeudella verrattuna kuvien leveämpiä hajaspektrejä aiheuttaneisiin staattisiin ilmasähkönpurkauksiin.

T: - Juha

[OH7HJ]

Erikoisen voimakkaana aamuyöllä tapahtunut revontulipurkaus alkoi jo edellisiltana ylhäältä alas siirtyvänä hajaspektridopplerina, joka näkyy ensimmäisissä kahdessa liitekuvassa. Tässä vaiheessa aurorapurkaus oli vielä melko heikko.

Kolmanteen, leveän OIRT1-TV-kanavan spektriotokseen on tallentunut aamuyöllä yhdeltä paikallista aikaamme äkillisesti erikoisen voimakkaaksi voimistuneen aurorapurkauksen heijastamien TV-kantoaaltojen liehuvan liekkimäisinä näkyvät, hyvin harvassa ilmassa tapahtuville sähkönpurkauksille ominaiset leveät dopplerhajaspektrit.

Tunnistetut TV-lähetteet näkyvät yläreunan taajuusasteikolla. Aikaleimat spektrinauhojen vasemmassa reunassa ovat Suomen aikaa. Leveiden spektrien ylä- ja alaikkunoiden välissä näkyvä taajuusasteikko on kilohertseinä (kHz). Spektrisoftina ovat HDSDT ja Spectrum Lab, ja vastaanottimena on R820T eli ‘RTL-tikkuradio’, joka on osassa otoksista suoraan antenniin kytkettynä, ja osassa vastaanottimen IF kautta kuuntelemassa.

Linkit:

Aurorapurkauksen alku MPnetin monipaikatutkan arkistokuvassa: maanpuolustus.net/muut/tutka/ku … /23_00.jpg

Uusin: maanpuolustus.net/pages/tutka/

T: - Juha

[OH7HJ]

Aircraft doppler scatters are rather easy to capture on TV carriers. Then, how about Low Earth Orbit (LEO) objects like satellites? There are a few limitations about seeing scatters of those.

First one is that they are rather small and high. Another is that usual TV transmitter aerials are built to beam transmitted power towards horizon or lower. So there are no suitable up towards high sky high radiating TV transmitters for capturing real satellite scatter dopplers.

However, it is rather easy to capture dopplers of active satellite transmitters. Here are some pics and tips about practising satellite Tx doppler spotting.

• Juha
  
  
  
  
  

[OH7HJ]

Example of ‘raw’ images of 145 MHz satellite active transponder passover doppler sections on my HDSDR screen.

[OH7HJ]

The HDSDR allows showing only short strips in its high resolution spectrum graph window. Also its standard passband filters are a couple kHz too narrow to plot a complete frequency shift of a 145 MHz band satellite transmitter passover doppler.

So I cut and pasted together longer HDSDR strips from these ‘raw’ short screenshots. Here are examples of some HDSDR satellite Tx strips combined.

These images are captured with an omnidirectional 2 m collinear vertical X300N aerial 25 m above ground connected to a combination of RTL dongle listening to IF of an FT857 ham receiver as a ‘panadapter’. Time stamps on strips are Finnish local. Nominal frequencies of satellites are approximate.

• Juha
  
  
  
  
  
  
  
  

[OH7HJ]

Voimistuva, jo kaksi päivää vallinnut VHF-tropokeli näkyy R1-TV-kanavan kantoaaltoja seuraavan 6m ‘hamssitutkan’ nauhalla lisääntyvinä TV-sivunauhoina, jotka piirätävä spektriin luonteenomaisia tiheitä pystyviivojaan.

Oheisessa tutkaspektrissä voimakkain asema keskellä on Pietarin TV sivunauhoineen taajuudella 49749,975 kHz. Vahvana tulee myös Itä-Karjalan Sekeen TV n. 8 kHz sen yläpuolella.

Taajuusasteikko on kilohertseinä, ja aikaskaala vasemmassa reunassa on Suomen aikaa. Spektrinauhan liikesuunta on ylhäältä alas.

T: - Juha

[OH7HJ]

An experiment of observing with the 12-el receiving yagi on Moscow TV with a new high resolution Spectrum Lab FFT setup that Wolf DL4YHF kindly advised. This narrow band Spectrum Lab (SL) resolution brought up right away in great detail a lot of dopplers earlier not visible. Most of them proved to be from near the baseline midpoint about on area Tikhvin - Pikalyovo - South Ladoga, high flying ones naturally plotting longest dopplers as they are at the verge of radar horizon. A few of the dopplers were not from planes visible on online radars near this area, however.

While the earlier standard 1 Hz resolution that I used plotted only short dopplers for a few minutes only from a small area near Rx-Tx baseline, the narrow band setup now increased the durations of visible dopplers up to 10 … 15 minutes on Moscow carrier from the same area of indication. Radar range was increased, too. The air route near Tikhvin - Pikalyovo is closest to common radio horizon range from both my receiver and the Moscow TV transmitter so most dopplers appear to plot from there.

Each and every flight of this and other observations was individually identified to its doppler by its baseline crossing time and by its possible turns with help of playbacks of online radars like Planefinder or FR24. Below are three examples of many similar flights. Rx-Tx baseline crossing is again a logical way of identifying to which aircraft each doppler belongs to.

A large A380 aircraft at rather high altitude doppler was visible for up to 469 km away. It looks like the SL narrow band signal processing FFT setup increased sight of this VHF bistatic radar experiment slightly beyond over the horizon (OTH) range…?

Numbers and terms: Receiver (Rx) to transmitter (Tx) baseline distance of this experiment was 892 km. Radar range of a rather high flying A380 airliner was found to be about 469 km from receiver in this example. Transmitter range meaning distance from this aircraft to Moscow TV transmitter was about 443 km. Together these make a bistatic range (Rx-target-Tx) of 911 km.

Links

Online archive doppler strips of the above examples of long range aircraft doppler observations:
maanpuolustus.net/muut/tutka/ku … /23_30.jpg
maanpuolustus.net/muut/tutka/ku … /00_00.jpg
Online multi-static radar archive: maanpuolustus.net/muut/tutka/kuvat/

AS dopplers on Moscow TV carrier - Part 1: oh7ab.fi/foorumi/viewtopic.php?f … =120#p1912
AS dopplers on Moscow TV carrier - Part 2: Facebook OH7AB
Moskovan TV:n lentsikkaheijastuksia: maanpuolustus.net/posts/388598/

Spectrum Lab Manual: qsl.net/dl4yhf/speclab/index.htm
2 x 6 -element 50 MHz yagi array for AS doppler spotting: oh7ab.fi/foorumi/viewtopic.php?f … t=30#p1852
Locator map for measuring distances and baselines: k7fry.com/grid/

• Juha -
  
  
  

[OH7HJ]

Most of these Moscow TV aircraft scatter (AS) dopplers were from near the Rx-Tx baseline midpoint which is within common radio horizon of Rx and Tx for high flying aircraft. However, among these usual dopplers were some very short dopplers that were plotted at too steep angle to be from usual airliners. Steep doppler angle at baseline midpoint would mean aircraft crossing at supersonic speed. It was not likely that there would be many supersonic flight so evidently something else should cause these yet unknown dopplers.

With most cases of the unknown steep dopplers there was no aircraft scatter explanation for them in the usual area of reception of Moscow TV baseline midpoint. Plotted doppler baseline crossing angle is steep close to Rx or Tx, and mild far away from them.

Supersonic flights is not practical explanation so another reason for steep dopplers might be aircraft crossing baseline closer to Rx or Tx. That meant that the unknown dopplers might came from somewhere else than near Moscow TV baseline midpoint that is within or near common radar horizon from both Rx and Moscow TV Tx. The problem about close to Rx or Tx baseline AS crossings is that the aircraft would be far away from the supposed VHF radar range limits of Rx or Tx radio horizons.

Seeking for Steep Doppler Origin

First, I checked 26 of these unknown steep dopplers on Moscow freq from during about 2 days with Planefinder playbacks and found that in 14 cases of 29 unknown steep dopplers there were no planes near the baseline midpoint area of usual visible Moscow crossings. In the cases of aircraft near the area of visible crossing, there usually was usual mild aircraft doppler for it showing separately from the unknown steep doppler.

Antti OH7DI has previously introduced bistatic radar equations showing that strongest bistatic scatters appear with planes near Rx or Tx. In this case planes over Moscow Tx are far out of radio horizons of each other as the Moscow TV Tx is abt 892 km away from Rx. It is also known that aircraft crossing Rx-Tx baseline closer to Tx or Rx plot steeper dopplers than those crossing near midpoint of baseline.

To check if these mystery steep dopplers could somehow propagate over-the-horizon (OTH) from somewhere near Moscow Tx maybe with help of signal boosting baseline forward scatter effect and occasional tropo scatter, I added a check of close to Moscow district to this survey. Not really believing that these crossings could propagate from so far away.

Plane Crossings from Near Moscow…!

The results of plane search appeared suprising. There indeed was a plane on the Rx-Tx baseline in 23 of the 26 cases of these unknown steep dopplers.

The spot was on an almost transverse to baseline air route crossing Rx-Tx baseline near city of Kolakovo about 135 km before Moscow. This crossing point appeared to be close enough to Moscow TV Tx to produce about as steep dopplers as these observed unknown dopplers.

Regarding scientific credibility, the trouble with these findings is that the point of crossings is far beyond receiver radar horizon. It would mean that observed aircraft dopplers propagate from a radar range of about 757 km. That is a clearly over-the-horizon (OTH) observation which has this far been not supposed to regularly happen on VHF…!

Reasons Contributing to OTH Observation

If these really are over the horizon crossings, then we need to explain what would bring so distant low VHF band aircraft dopplers visible. It might be a combination of these favourable factors:

• Very high ERP power of Moscow TV Tx,
• baseline forward scatter effect that increases AS doppler signal level by 20 … up to 30 dB,
• recently configured high resolution Spectrum Lab receiving FFT settings,
• help of occasional tropo scatter, and
• the rather large 12-element receiving yagi array.

I remember having seen a few such steep short dopplers with the previous Moscow TV receiving arrangement but back then with the default wide band receiving Spectrum Lab FFT settings they were not yet sharp and regular enough to catch attention like they now are.

With the powerful 6-over-6 6m receiving yagi array and with the Spectrum Lab FFT settings improved sensitivity of reception the Moscow TV carrier is now visible and plotting practically continuously on its strip. With earlier smaller receiving aerials Moscow TV plotted without visible carrier as a chain of those short and wide electric discharge scatters (EDS) only on its spectrum strip.

Baseline Forward Scatter Effect

The forward scatter effect of baseline crossing is experimentally known to momentarily increase aircraft scatter doppler intensity up to the level of the TV carrier itself, or sometimes even a little stronger than the carrier.

Because the Moscow TV carrier is now practically constantly visible at Rx Spectrum Lab strip, it may be possible that the forward scatter baseline effect boosted crossing are momentarily as strong as the TV carrier, which would bring them visible from over the horizon distance of 757 km from receiver.

Bistatic range of this forward scatter observation is not increased because the crossing occurs right on the 892 km Rx - Moscow TV Tx baseline.

OTH Crossing Screenshots

Below are examples of many of similar crossings near Kolakovo. First attachment illustrates Rx-Tx baseline near receiver (Rx) and near Moscow TV transmitter (Tx) shared to two Planefinder playback maps. Map at left shows that there appear no aircraft near the usual crossing point of baseline midpoint area. Map at right shows aircraft crossing baseline near Kolakovo, abt 757 km from Rx and 135 km from TV Tx in Moscow. Its steep doppler crossing at SL strip shows at right. Pic: 2017-09-28-1554 FT - PF playback - Moscow TV ant Y12H 140 - Steep doppler - No aircraft near baseline midpoint - OK191 near Kolakovo © OH7HJ.JPG

Next attached screenshot shows another example of a plane crossing Moscow carrier near Kolakovo with simultaneous steep doppler. Baseline and range from receiver (Rx) to this crossing point are marked on the map at left: 2017-09-28-2242 FT - PF playback - Map of crossing point on baseline - Moscow TV ant Y12H 140 - Steep doppler - Aircraft near Kolakovo 757 km away © OH7HJ.JPG

Third pic shows Rx - Tx baseline on map with its midpoint near Boksitogorsk and the steep doppler baseline forward scatter crossing point near Kolakovo marked: Moscow TV Rx-Tx baseline length 892 km 145 degr KO85TT Tx from KP42QP Rx - Kolakovo forward scatter crossing point © OH7HJ.JPG

Regards,

• Juha -

Links

Online multi-static radar screenshot archive for doppler originals: maanpuolustus.net/muut/tutka/kuvat/
AS dopplers on Moscow TV carrier - Part 1: oh7ab.fi/foorumi/viewtopic.php?f … =120#p1912
AS dopplers on Moscow TV carrier - Part 2: Facebook OH7AB
AS dopplers on Moscow TV carrier - Part 3, 469 km: viewtopic.php?f=21&t=295&start=150#p2359

Spectrum Lab Manual: qsl.net/dl4yhf/speclab/index.htm
2 x 6 -element 50 MHz yagi array for AS doppler spotting: oh7ab.fi/foorumi/viewtopic.php?f … t=30#p1852
Locator map for measuring distances and baselines: no.nonsense.ee/qth/map.html
Planefinder: planefinder.net/#

Natural Scatters

Radar Aurora Compared to Sodankylä Magnetogram - Part 1. openstreetmap - ilmaisia karttoja!
Radar Aurora Compared to Sodankylä Magnetogram - Part 2. openstreetmap - ilmaisia karttoja!

Electric Discharge Scatter EDS - Yläsalamat aiheuttavat radioheijastuksia viewtopic.php?f=21&t=295&start=100#p1782
TV-lähetteitä aurorassa ja ES-kelissä viewtopic.php?f=21&t=295&start=100#p1892

Natural EDS ‘Doppler Hooks’ may be scatters of spreading high altitude lightnings:
‘Dopplerkoukkuja’ Moskovan TV:n jaksolla - Osa 1. viewtopic.php?f=21&t=295&start=100#p1893
‘Dopplerkoukkuja’ Moskovan TV:n jaksolla - Osa 2. viewtopic.php?f=21&t=295&start=110#p1900
‘Dopplerkoukkuja’ Moskovan TV:n jaksolla - Osa 3. viewtopic.php?f=21&t=295&start=110#p1901
‘Dopplerkoukkuja’ Arkangelin TV:n jaksolla - Osa 4 viewtopic.php?f=21&t=295&start=110#p1903
‘Dopplerkoukkuja’ Pietarin TV:n jaksolla - Osa 5 Facebook OH7AB

Aurora and EDS - Radiorevontulia ja sähkönpurkausheijastuksia 6m bandilla - 1.
viewtopic.php?f=21&t=295&start=140#p2250
Radiorevontulia ja sähkönpurkausheijastuksia 6m bandilla - 2 viewtopic.php?f=21&t=295&start=140#p2289

Tavallisia sähkönpurkausheijastuksia (EDS) viewtopic.php?f=21&t=295&start=140#p2251
Yläsalamapurkauksen synnyttämä ukkos-Es-keli viewtopic.php?f=21&t=295&start=110#p1895

50 MHz Es-keliavauksia viewtopic.php?f=21&t=295&start=140#p2248
50 MHz Es-keliavauksia - osa 2. viewtopic.php?f=21&t=295&start=140#p2249

[OH7HJ]

“LIVE ROCKET LAUNCH - Watch as the European Space Agency (ESA) launches the Sentinel-5P satellite from northern Russia at 5:27 EDT (10:27am BST). The satellite will track global air pollution from orbit.”

The liftoff trajectory of this rocket launch was directed over East Carelia so it appeared possible to plot on the bistatic ‘ham radar’ experiment strips. Checking monitor strip of Arkhangelsk TV carrier, there were signs of a rather faint very fast doppler crossing among usual aircraft doppler traces. The time of the fast doppler trace at 12:27 FT matched with liftoff time told in the video link below.

Range limit for aircraft on high altitude with the VHF bistatic radar experiment is radio horizon about 420 … 450 km away. A high rocket launch has of course longer radio horizon but it has an altitude limit regarding TV transmitter low radiating aerials. Rocket may plot a doppler until about 100 km altitude when flying between receiver and TV transmitter like the Rockot in this case did. Very high flights like satellites above 100 km are above TV transmitter vertical patterns of radiation so they are not visible on these bistatic doppler strips.

No Launch Trajectory Info

It is very uncertain to prepare for spotting dopplers of these rocket launches because there is no advance info available about their initial launch directions, trajectories, altitudes and velocities. This launch information would be needed for proper receiver setups and aerial directions to catch a clear rocket launch doppler. Launches are rare and usually directed to east away from reach of this doppler experiment. This launch had been delayed 6 times so it was not evident that it would be launched now, either. Because of all this it is a matter of good luck to have freqs and aerials oriented correctly for catching a rocket launch doppler from the part of launch trajectory that is within altitude and bearing limits of reception setup.

A couple of common aircraft dopplers are marked on the attached screenshot along with the circled faint tracks that appear Rockot doppler crossing traces on wide and narrow spectrum strips. The strip speeds are set for aircrafts and I was no prepared for very fast objects like a rocket so got only a short and flat doppler trace.

Aerial of this bistatic radar experiment is a 6-element yagi. Receiver is a cheap RTL SDR dongle plotting on laptop screen with HDSDR and Spectrum Lab softwares on Arkhangelsk R1 TV channel carrier frequency. Time stamps on Spectrum Lab strips are UTC + 3 h Finnish local.

Launch Links

Science Video of Rockot-Sentinel liftoff: facebook.com/IFeakingLoveSc … 150278820/

Prior launch info:
Schedule: Oct. 13 Rockot • Sentinel 5p
Launch time: 0927 GMT (5:27 a.m. EDT)
Launch site: Plesetsk Cosmodrome, Russia
A Eurockot Rockot vehicle will launch with the Sentinel 5 Precursor Earth observation satellite for the European Space Agency and the European Commission. Sentinel 5p carries an instrument to measure air quality, ozone, pollution and aerosols in Earth’s atmosphere. Delayed from Oct. 31, early 2017, June, August, Sept. 21 and Oct. 9. [Sept. 21]

spaceflightnow.com/launch-schedule/

earth.esa.int/web/guest/mission … entinel-5P

• Juha -
  
  

[OH7HJ]

The Nyandoma TV plots fairly long dopplers of about 20 minutes from east of Lake Ladoga. Looking for farther range, there is a flight route east of Lake Ääninen about 375 km away from receiver. Aircraft crossing here plot repeatedly doppler tracks of about 5 minutes. Here are examples of them.

Two of the examples are from the North-South route with planes crossing Nyandoma TV carrier abt 375 km away and one from NE route of aircraft crossing at abt 395 km away from the receiver. The funny ‘feathers’ occasionally visible around TV carrier and AS dopplers are curious side bands distinctive to Nyandoma TV Tx.

Receiving aerial is the usual 6 over 6 element 6m band yagi array pointing direction 100. Time stamps are Finnish local, UTC + 3h. Doppler strip archive with originals of these strips is arranged by time and date at: maanpuolustus.net/muut/tutka/kuvat/

The online bi/multistatic radar demo with fresh strips updating every half an hour is here: maanpuolustus.net/pages/tutka/

• Juha -
  
  
  

[OH7HJ]

OIRT-TV-kanavan 2 kuvakantoaalto on nimellistaajuudeltaan 49.750 MHz. Tässä on dopplerohitus Petroskoin (Petrozavodsk) TV:n R2-jaksolla 59249,998 kHz.

Petroskoi on varsin lähellä, joten lentsikoiden lähiohitusten dopplerit näkyvät melko voimakkaina sen kantiksen jaksolla.

Oheiskuvan ohitus on kopitettu 50 MHz jagilla, joka toimii näin etäällä nimellistaajuudestaan lähinnä ympärisäteilevänä dipolina. Dopplereita se näkee silti kohtuullisesti.

Taajuuksia:

Jürgenin kopittamistaan asemista kokoama OIRT-kanavalista tarkkoine taajuuksineen ja tuntomerkkeineen: dx.3sdesign.de/tv_offset_list.htm
Kokonainen OIRT-TV-lista, ilman tarkkoja taajuuksia: vcfm.ru/radio/fais2015_11_1+2ch.php

T: - Juha

[OH7HJ]

Karshevon pienitehoista n. 10 watin paikallislähetintä voisi ehkä merkitä tämä neljän sarja dopplereita, heikolla kantiksella 29 Hz Pietarin kantiksen yläpuolella? Lentsikkasuuntimalla (ASDF) tarkistettaessa, kaikki neljä lentoa osoittivat samaa suuntaa. Ohessa esimerkkikuva lentsikkasuuntimasta spektrinauhalle ympyröityine dopplerohituksineen.

Jakutinon TV on myös samalla suunnalla, mutta niin kaukana, että sen kantiksella pitäisi näkyä EDS-heijastusten helminauhaa. Nyandoman TV:n jokin sivunauha on kolmas vaihtoehto, sekin kun on lähes samalla suunnalla.

Tämä on kopitettu RTL-tikku vastarina suoraan Spectrum Labissa Yaesun välitaajuuden kautta, joten taajuudet näkyvät peilinä, koska en vielä ole löytänyt SL:n asetuksista taajuuden peilausoptiota. Antennina on 6-yli-6 vaakajagi suuntaan 100 astetta.

Linkki lokaattorilaskentasivulle: k7fry.com/grid/

T: - HJ

[OH7HJ]

Looking at natural phenomenon viewpoint, the curious orbital Nasa photo might be from a cloud of high altitude electric discharge. It appears transparent, and either weakly luminous or lighted up by the aurora discharge. The natural 50 MHz scatters on the R1 TV channel usually plot radio scatters dividing to two or three or even more directions. These ‘radio flares’, ‘doppler hooks’ or ‘fork scatters’ may be born by scattering from such dividing streamers of natural high sky electric discharges.

Photo is found with keywords ‘Nasa aurora arrow’ search. Photo link to it is youtu.be/9yCustQ4Zqg

The natural Electric Discharge Scatters (EDS) appear have spread doppler components that may present speed vectors of spread spectrum of accelerated ions and dividing natural discharges in very low pressure air.

After igniting, these discharges spead and create hot enough plasma or cloud of ionized air which is conductive enough to reflect and scatter VHF radio waves. As soon as the high atmosphere electric discharge is over, the temporary semiconducting ionized cloud cools down again fading away their ED radio scatters.

Spectrums Spread by Altitude?

Observing radio scatters of these natural discharges show radio scatters lasting from less than a second to a few minutes. Long lasting EDS usually have wider spread spectrums than short ones. This suggests that air ions or plasma accelerated in the electrostatic field of discharges gets faster and makes wider spread EDS spectrums in lower pressures of higher altitudes. So both duration and spread spectrum width of EDS’s may be related to their altitudes.

One of the highest altitude electric discharges and usually the only visible by eye from here on ground is the Aurora Borealis or Northern Lights, with its distinctive wide spread noise spectrum it causes on radio scatters. The wide spread spectrum aurora scatter is the longest lasting high altitude radio scatter with duration of hours.

There are yet no established words for these high sky electric radio scatters. The curious ionospheric “high-altitude plasma irregularities in the E region” mentioned in this FM bistatic radar paper from 1997 appear same as high lightning discharges that seem to cause the EDS: onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1 … S02454/pdf

Articles, Studies and Observations

Already somewhat known spreading and dividing natural high altitude electric discharges are ‘sprite’ lightnings. Sprite photos by Thomas Ashcraft: heliotown.com/Catalog_Transi … vents.html

“Sprites, Elves and Intense Lightning Discharges”, Nato Science Series II: books.google.fi/books?id=XagIZh … es&f=false

Upper-atmospheric lightning: en.wikipedia.org/wiki/Upper-atm … _lightning

The Manastash Ridge radar: A passive bistatic radar for upper atmospheric radio science - onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1 … S02454/pdf

EDS - Yläsalamat aiheuttavat radioheijastuksia: Aircraft Scatter - Lentokoneheijastus ja sen doppleri.
Sähkönpurkausheijastus EDS - Electric Discharge Scatter: Aircraft Scatter - Lentokoneheijastus ja sen doppleri.
Yläsalamapurkauksen synnyttämä ukkos-Es-keli: Aircraft Scatter - Lentokoneheijastus ja sen doppleri.

‘Doppler hooks’ - ‘Dopplerkoukkuja’ ‏Moskovan, Arkangelin ja Pietarin TV-jaksoilla:
Osa 1: viewtopic.php?f=21&t=295&start=100#p1893
Osa 2: Aircraft Scatter - Lentokoneheijastus ja sen doppleri.
Osa 3: viewtopic.php?f=21&t=295&start=110#p1901
Osa 4: viewtopic.php?f=21&t=295&start=110#p1903
Osa 5: Aircraft Scatter - Lentokoneheijastus ja sen doppleri.

Online bistatic radar demo listening to R1 TV channel carriers at maanpuolustus.net/muut/tutka/kuvat/

• Juha -
  
  
  
  

[OH7HJ]

Nadvoitsy TV Tx near Segezha is told to have ERP power of 13 kW, which is less than 1/10 of St. Petersburg TV Tx power. However, also this medium power R1 channel Tx allows see fairly long off-baseline backscatter aircraft scatter (AS) dopplers of airliners traveling on Far East route through Kainuu waypoint. Here are a couple typical examples of them.

With very low power transmitters (Tx) aircraft doppler scatters are usually visible near baseline between Rx-Tx only because of the baseline forward scatter effect that boosts aircraft scatter as strong or even stronger than the Tx signal at the moment of aircraft crossing Rx-Tx baseline. In such baseline forward scatter cases aircraft scatter doppler crossings have been momentarily observed with VHF transmitters having less than 1 W of transmitting power with receiver 100 km away from transmitter.

With medium strong Tx’s like the Segezha Nadvoitsy AS doppler are visible also away from baseline. Not as far away as with strong transmitters like St Petersburg TV and Moscow TV, which allow observing AS dopplers up to the theoretical common radio horizon of Rx and Tx. With help of baseline forward scatter effect, sometimes even over the horizon (OTH).

These dopplers were observed with an inexpensive RTL dongle receiver and north pointing 6-element 6m band yagi. Softwares used are HDSDR and Spectrum Lab, with FFT set for decimation of about 8 … 16 to allow high resolution and reception sensitivity with good tolerance against noise interference like aurora scatter. Time stamps are Finnish local. Sector of aircraft doppler visibility from doppler appearance to its fadeout is drawn on the pics as lines from Segezha Nadvoitsy TV transmitter (Tx). Aircraft course adjustments are visible as notches in their plotted doppler tracks.

Radar Range and Tx Power Experiments:

East: St Petersburg TV, Äänisjärvi 360 km: openstreetmap - ilmaisia karttoja!
Nyandoma TV, Äänisjärvi 395 km: viewtopic.php?f=21&t=295&start=150#p2370

South: Moskova TV, Tikhvin 469 km: viewtopic.php?f=21&t=295&start=150#p2359
Cherepovets TV, Tikhvin 440 km: viewtopic.php?f=21&t=295&start=110#p1898

West: St Petersburg TV, Ähtäri 300 km: openstreetmap - ilmaisia karttoja!

Low Power: OH5IY lentsikkaheijastukset 0,1 W majakasta OH5ADB 144 MHz: Aircraft Scatter - Lentokoneheijastus ja sen doppleri.

• Juha -