Aircraft Scatter - Lentokoneheijastus ja sen doppleri.

#21

Terve taas

Heitin vielä kokeeksi Eikan infot laskentapohjaan (RX-TX = 26km, RX-ant 2,14dBi) ja 10m2 tutkapinta-alalle tulee koneen näkyvyysalueeksi n. 50km levyinen käytävä RX-TX -linjan ympärille. Alue jatkuu n. 20km RX- ja TX-pisteiden taakse, eli jettivauhdeilla kone ei tosiaan ole kovin pitkää aikaa näkyvissä. (Tulee mieleen vitsi neuvostoliittolaisesta patenttivirkailijasta, joka keksinnön onnistuneen kokeilun jälkeen vaati vielä osoittamaan, että se toimii teoriassa HI!)

Tuosta majakkakysymyksestä sen verran, että esim. omaa radioamatööriasemaa saa käyttää majakkana, jos asema toimii amatöörin välittömän valvonnan alla. Tällöin ei tarvita automaattiasemalupaa.

-Antti -7di

#22

Terve Antti
Tuosta minun käyttämästä vertikaalista se on sommerkamp X-621N vertikaali, 5m pitkä, sille on luvattu 8.5db:n vahvistus 2m, 70cm:le 11.7db, jotka kuulostaa melkein utopistisilta lukemilta suhtaudun kyllä varauksella noihin, niin laitoin nää siksi että saat tarkemmat luvut laskelmiisi. onkohan tällä nyt sitten suurempaa merkitystä.
De Eikka

#23

Kiitos Eikka tarkennuksesta.

Sommerkampin gainissa voi tosiaan olla vähän myyntimiehen lisää, mutta jos laskuharjoituksen toistaa 8,5dBi vahvistuksella, niin tuo RX-TX linjaa ympäröivän käytävän leveys kasvaa 50->80km:n ja RX- ja TX-pisteiden taakse jäävät alueet kasvavat n. 30 kilometriin. Tuo aikaisempi 2,14dBi vastaa dipolin tai varttiaaltopiiskan vahvistusta, joten totuus lienee tuolla välimaastossa.

-Antti

#24

28.12.2011

Kokeilin dopplerheijastusten kuuntelua matalammalla jaksolla 6 m bandilla, ja totesin, että siellä heijastuksien kantama näyttää olevan jopa pidempi kuin 2 m bandilla. Kaikujen kuunteluun ei tarvinnut edes erikoista 50 MHz antennia, vaan ne kuuluivat hyvin jopa tavallisilla, jokseenkin ympärisäteilevillä HF-vaaka-antenneilla. Nämä heijastukset tallentuivat 160 m luuppiantennilla, joka ei tietenkään ollut vireessä, eikä reippaasti ylipitkänä edes puhtaasti ympärisäteilevä 6 m bandilla.

Sensijaan 160 metrin bandin ‘makaava luuppi’ on sekä HF:llä, että 50 MHz bandin kuunteluantennina vaakapolarisaatiossa, mikä auttanee, koska lentsikan pääasiassa vaakasuorista pinnoista ja särmistä heijastuvat matalalla VHF:llä oletettavasti parhaiten vaakapolarisoidut aallot. VHF:n ylätaajuuksilla, UHF:llä ja SHF:llä lentokoneen pintojen korkeus taas on aallonpituuteen nähden niin suuri, että käsittääkseni myös pystypolarisaatio heijastuu lentsikasta lähes yhtä hyvin korkeilla jaksoilla.

Kuuntelin OIRT 1 -kanavan TV-kuvakantoaallon taajuudella 49.750. Lähin TV-asema tällä taajuudella lienee Sukkozero idässä, mutta jaksolla vinkaisee usein oletettavasti kaukaisempien, mahdollisesti eteläisten TV-lähettimien hieman eri taajuudella olevia meteoriheijastuksia. Myös lentokoneen kaiuista osa voi tulla useammankin TV-lähettimen heijastuksina. Kun lentsikkaheijastuksen dopplersiirtymä oli 144 MHz / 2 m bandilla noin +/- 200 Hz luokkaa, niin taajuuden ollessa siitä vain kolmasosan 50 MHz / 6 m bandilla, dopplersiirtymäkin vastaavasti vaihtelee enää noin +/- 70 Hz rajoissa.

Kuvia 6 m kuuntelukokeesta 160 m luuppiantennilla

Oheiskuvista ensimmäisessä, 49.750 MHz nr. 12, näkyy koneen Boeing 777 vuoron ANA 205 kuunteluasemani Rx ohitus kauniina ‘ekvaattorin’ eli Tx-aseman taajuudenylitys dopplerkäyränä vasemmalta oikealle. Samassa kuvassa näkyy myös saapuvien koneiden dopplerviivoja vasemmalla.

Toisessa kuvassa, 49.750 MHz nr. 16, spektrogrammissa eli taajuusanalyysinauhassa näkyy kaakosta vuorolla KIL3331 saapuvan hitaammin lentävän Airbus A319 loivempi dopplerylitys, sekä vasemmalla saapuvien koneiden dopplerviivoja.

Kolmas kuva, 49.750 MHz nr. 18 näyttää moninauhaisen dopplertallennuksen pitemmältä ajalta, uusimman nauhan tulostuessa vasemmalta ylhäältä. Lentokoneiden ‘ekvaattorinohituksia’ näkyy selvimmin aikaleimojen 15:23 ja 15:16 kohdilla. Kuvan Boeing 777:n dopplerkaiku näyttäisi kuuluvan vielä Savonlinnan takaa luuppiantenniini. Isot pilvet dopplernauhoilla ovat ilmeisesti TV-kuvakantoaaltojen heijastuksia ‘meteorikuurojen’ ionisaatiovanojen kautta, eli meteor scattereita (MS). Isoin ‘meteoribursti’ näkyy aikaleiman 15:20 kohdalla, ja pienempiä on kohdissa 15:12, 15:14 ja 15:26.

Linkit:

50 MHz lentsikkaheijastuskokeessa käytetty antenni: 160 m luuppiantenni killusta, viewtopic.php?f=21&t=212

T: - HJ -

P.S. Kiitos kantaman laskentapohjasta, Antti! :slight_smile:



#25

Terve Juha
Nyt on kuuneltu n:50mhz taajuudellakin heijastuksia.
Tuleepa kovaa toi venäjän 1:s TV asema, 20m yagiin, sivukeilaan tuli koneen heijastukset siitä pari kuvaa.
Koneena yaesun ft-897d, jossa homemade signalmittari, omansa onnettoman pieni, analokista on helpompi lukee.
Signaali vaihteli välillä kohinassa, suuntasin tuonne noin 80 astetta antennin, pitää jossakin vaiheessa kötöstellä
toi autotallissa purettuna oleva 5 elementtinen 6m yagi kondikseen niin saa paremmat signaalit sitten.
Niin piti vielä mainita että ompas paljon häiriöitä ruudulla pitkin ja poikin.
De Eikka



Vitosta tulee TV.jpg

#26

takakeila2.jpg

#27

“P.S. Kiitos kantaman laskentapohjasta, Antti!”

No problem, seurailen tilanteen kehitystä nyt toistaiseksi taustalta, kun täältä sukulointireissun päältä on harvakseltaan pääsyä nettiin.

Tässähän pitää kohta alkaa hankkimaan VHF-toimintakykyä koti-QTH:n Ouluun. Pirttikosken OH9VHF-majakan avulla saisi ehkä todennettua tuon havaintoalueen kahtiajakautumisen Oulunsaloon ja Rovaniemelle suuntautuvan lentoliikenteen avulla.

73 de -7di

#28

29.12.2011

Terve Eikka ja Antti,

Hyvät dopplerylitykset, Eikka! Sinulle on tullut tosiaan lujaa tuo 6 m kaiku, koska lentsikka on piirtänyt X-kaikua ruudulle ohituksen kohdilla, ja S-mittariinkin on löytynyt näyttöä! En ole varma tuon satunnaisesti peilinä piirtyvän ‘X-dopplerin’ synnyn syystä, mutta se muistuttaa omista kokemuksistani lähinnä keskinäis- eli ristimodulaatiota (crossmodulation).

2 m FM:lläkin ristimodulaatioita voi joskus kuulla. Esimerkki: 145.525 ja 145.550 workkii asemia, joista alemmalla jaksolla oleva kuuluu vahvasti. Silloin saattavat molemmilla jaksoilla workkivien asemien äänet kuulua sekoituksena yhtaikaa myös jaksolla 145.500, vieläpä ilman FM:lle tyypillistä interferenssiääntä.

50 MHz bandilla näytti lentsikan dopplerkaiku edellisen kokeilemani, ‘väärän’ bandin antennin kanssa kantavan jopa yhtä hyvin, kuin 2 m kaiku kohtalaisen hyvällä 9-elementtisellä kvakiantennilla seuraten, eli suunnilleen Savonlinnan etäisyyksille. Koska tämä matalampi bandi näytti näin lupaavalta, kokeilin saisinko ihan oikealla 4-elementtisellä 50 MHz antennilla kantamaa vieläkin kasvatettua.

Kantamakoe 4-elementtisellä jagilla

Tämänpäiväisissä ekoissa 50 MHz jagikokeissani kaakkoon päin häipyvän koneen kaiku näytti tosiaankin jatkuvan ruudulla useita minuutteja paljon pidemmälle, kuin kone näkyi flightradarin ruudulla itäsuuntaan. Koska flightradar24 kattaa paremmin Suomen alueella, koitin kytistellä myös koillisesta lounaaseen lentäviä koneita. Jätin jagiantennin idän suuntaan, ja tietsikan äänikorttispektrogrammin jauhamaan kuvaruudulle nauhaa asetuksella ‘multi strip’. Silloin tällöin kävin vain tarkistamassa ruudun.

Ensimmäinen koillisesta tulija oli Boeing 777 vuorolla AZA785. Ekana liitekuvana olevaan moninauhaspektrogrammiin tallentui sen ohitus aikaleiman 16:40 paikkeille. Seurasin sen kaikuviivaa, kääntäen antennia lentsikkaa kohti likimain flightradar-sivun antaman sijainnin suuntaan. Kaikujälki jatkui pitkään, useiden spektrogramminauhojen ajan, ja arvelin jo sekoittaneeni sen jonkin muun koneen kaikuviivaan. Viiva näkyi heikkona, mutta selvänä aina Kouvolan ja Kotkan välille saakka.

Koska kantama vaikutti suorastaan arveluttavan pitkältä, toistin kokeen seuraavalla sopivalla koillisesta yksin lentävällä koneella, joka oli Boeing 777 vuorolla AFR275. Toisessa kuvassa sen Rx-asemani ohitusdoppleri näkyy aikaleiman 18:31 kohdilla. Käänsin antennia idästä lounaaseen koneen perään aikaviivan 18:39 kohdilla, mikä näkyy sinkunvoimakkuuden vaihtelun myötä katkeilevina doppleriviivoina. Koneen ollessa Heinolan ja Jyväskylän välissä sen dopplerijuova oli vielä seurattavissa. Doppleri hävisi näkymättömiin vasta kolmannessa liitekuvassa, koneen lähestyessä Padasjokea.

Matalat VHF-bandit kantavat

Kantaman pituus siis yllätti. Sukkajärvi (Sukkozero) lienee arvaukseni mukaan liian kaukana tämän aina OH-viitosiin ulottuvan heijastuksen Tx-aseman sijainniksi, joten näiden kuvien dopplerien TX-majakkoina on saattanut toimia jossakin Kannaksen tai Pietarin alueella, tai jopa Suomenlahden eteläpuolella sijaitseva OIRT 1-kanavan lähetin. Niiden sijainneista minulla ei ole valitettavasti tietoa.

Kokemusperäinen havainto matalien VHF-jaksojen pitkästä kantamasta näyttäisi ainakin tämän kokeen perusteella pätevän siis lentokoneheijastuksiinkin. Myös näillä pitkillä VHF-laineilla antenni ja aseman sijainti näyttävät määräävän kantaman. Edellinen kokeilemani 160 m luuppi lienee epävireisyydestään johtuen ollut ehkä desibelin verran miinuksella verrattuna 50 MHz dipoliin, mutta kuuli silti yllättävän kauas. Kun vaihdoin 4-elementtiseen jagiin, suuntavahvistusta lienee tullut väärän bandin luuppiin verraten 5 - 7 dB lisää, mikä periaatteessa tuplaa kantaman hyvissä oloissa. Kuten nyt kävikin. Lisäksi käännettävä suunta-antenni auttoi suuntimaan häiriöitä pois taajuusanalyysinauhalta, joten lentsikan dopplerijuovan seuranta oli helpompaa kuin ympärisäteilevällä antennilla.

Tämä suomalaisittain uusi 6 m bandi on muutenkin ensi kokemusten mukaan oikein hyvä paikallisyhteyksiin, ja maaston matalia pintaesteitäkin ylittävänä se ei ole erikoisen vaativa edes aseman sijainnin ja korkeuden suhteen. Syksyn turvaharjoituksessahan saatiin Apon OH7VL 2-elementtisen ja Raunon OH7NVS 3-elementtisen 50 MHz jagien avulla aikaan suora 50 MHz SSB-foneyhteys Juuan ja Joensuun paloasemien välille. Tämän viestin lentsikkaheijastuskokeessa käyttämäni 4-el 50 MHz jagiantenni näkyy viestin viewtopic.php?f=21&t=295&start=10#p686 ensimmäisessä liitekuvassa.

T: - HJ -


2011-12-29 49750-06 Boeing 777 AFR275 ohitus 1831 - käännän jagia idästä lounaaseen klo 1839 (c) OH7HJ.jpg

#29

Terve,

Komeat ovat kaiut 50MHz:lla. TV-lähettimessä on varmaan tehoakin kohtuullisesti, mutta yksi tekijä tuossa matalampien taajuuksien edullisuudessa voi tulla ihan RX-antennin suuremman sieppauspinnan, eli efektiivisen apertuurin kautta, joka näissä tutka-asioissa on oleellinen. Puoliaaltodipolin vahvistus 50 ja 144MHz:lla on molemmilla 0dBd, mutta apertuuri meneekin suoraan verrannollisena antennin gainin ja aallonpituuden neliön tuloon. Eli 50MHz dipolilla sieppauspinta onkin karkeasti 9-kertainen 144MHz dipoliin verrattuna. Jos kohteen tutkapinta-ala ja RX-antennivahvistus olisi molemmilla bandeilla sama, 50MHz:lla antenni saa “imuroitua” melkein 10dB suuremman tehon irti maalista heijastuvasta tasoaallosta.

Tutkapinta-ala toisaalta tuppaa pienenemään aallonpituuden kasvaessa, mutta netistä kaivellun informaation perusteella vaikuttaisi siltä, että lentokoneen kokoisessa kappaleessa resonanssiefektit ym. jopa kasvattaisivat tutkapinta-alaa VHF-taajuuksilla mikroaaltotaajuuksiin verrattuna.

VHF-tutkat näyttäisivät muuten olevan tulossa takaisin muotiin. Em. syiden lisäksi, tavanomaiset häivetekniikat eivät ilmeisesti pure VHF:llä. Istvan Balajti:n konferenssiesitelmässä näkyy olevan samoja huomioita VHF:n eduista, joita Juhakin on tuossa ylempänä uumoillut.

zmne.hu/tanszekek/ehc/konfer … alajti.htm

73 de -7di

#30

02.02.2012

Kahdessa ensimmäisessä esimerkkikuvassa seurasin 4-el jagilla lounaan suunnasta saapuvan Boeing 777:n dopplerjälkeä, joka alkoi spektrogrammikuvan aikaleiman 21:24:30 kohdilla, koneen nopeuden ollessa 874 kmh ja lentokorkeuden 10 km.

Kone ohitti Rx-asemani 21:40:30, ja pystyin seuraamaan sen doppleria 21:54:30 saakka. Kone hävisi itään lentäessään flightradadar24:n näytöltä, kuten tavallista. Se ei haitannut kantaman laskua, koska ehdin saada sen nopeuden ylös, ja ohitusajan taas näin dopplernauhasta.

Koneen dopplerin ilmestyttyä näkyviin Padasjoen paikkeilla, se ehti Rx-asemani ohitusta näkyä siis 16 min ajan, mikä vastaa kyseisellä nopeudella 227 km lentomatkaa. Ohituksen jälkeen havaitsin sen dopplerin 14 min ajan, eli 199 km matkalta. Yhteensä koneen doppleri näkyi siis noin 426 km matkalta, mikäli nopeus pysyi samana.

Kantamalaskentaa Antin mallilla

Soini OH7QK neuvoi ystävällisesti TV-taajuuslistastaan löytyvät lähimmät OIRT 1 TV-kanavan paikkakunnat ja lähetystehot. Lista tosin on vuosia vanha, joten tietoihin on voinut tulla muutoksia. ‘Vjärtsilän’ paikallislähettimen tehoa ei ollut ilmoitettu, joten arvasin sen tavanomaiseksi noin 200 W. Sijoitin nämä Tx-asemat APRS-kartalle, joka on kolmannessa liitekuvassa ylimmäisenä.

Kartalla näkyvät myös TV-lähettimien likimääräiset sijainnit ja etäisyydet. Lähetystehot on oletettu suuntatehoiksi (ERP). Keskellä on lähettimien arvioitu heijastuskantama Antin OH7DI laskentapohjan mukaan, yksinkertaistettuna huomioimatta maan kaarevuuden vaikutusta, eli radiohorisonttia. Varsinkin Pietarin suuritehoisen TV-lähettimen kantamaa rajoittaa radiohorisontti lyhyemmäksi kuin tätä laskettua arvoa.

Alimmaksi kuvaan merkitsin APRS-karttaan vertailun vuoksi paikkakuntia, joiden tasalle asti sain tänään 10 - 11 km korkeudessa lentävien koneiden dopplereita seurattua. Osaisikohan joku laskea, miten nämä etäisyydet suhtautuvat teoreettiseen radiohorisonttiin…?

T: - HJ -



#31

Terve,

Jos RX-pään antennikorkeus ei ole merkittävä lentokorkeuteen nähden, radiohorisontti VHF/UHF -taajuuksilla on kilometreissä n. 4,1 x sqrt(h), missä h on lentokorkeus metreissä. 10000 metrissä lentävä kone näkyy siis horisontin puolesta bistaattisesti silloin, kun sekä RX-, että TX-paikka ovat koneesta 410km säteen sisäpuolella.

73 de -7di

#32

Terve,

Pietarin lähetintä tarkasteltaessa, horisontti näyttäisi asettuvan RX-TX -linjan keskipisteen tasalla n. 380km päähän. Padasjoen-Jämsän seutuvilla 10000 metrissä lennettäessä, koneen pitäisi olla vielä hyvinkin Pietarin-Käsämän horisontissa. Padasjoelta kohtisuora etäisyys TX-RX -linjaan lienee n. 250-300km, joten laskentapohja näyttäisi antavan turhan optimistisia lukemia.

Tuota TV-aseman tehoa pitää varmaan korjata laskelmaan. Lähetin kuitenkin toimii täydellä nominaaliteholla vain n. 7% kokonaisajasta, eli tahdistuspulssien ajan. Täysin musta ruutu vastaisi 57% nominaalitehosta ja täysin valkea 1%. Oma lukunsa on sitten, mikä osuus tehosta sattuu spektrografin kaistaan. Jos kantoaaltotaajuisen tehon arvioisi tuonne mustan ja valkoisen tason puoleen väliin (240kW => 67kW), niin kantama-alueen raja RX-TX-linjan keskipisteen tasalla asettuisi n. 350km päähän, mikä ei enää olisi älyttömän pahasti pielessä.

Jos Sukkajärven TX:n skaalaa samalla lailla, ilmaisualueen pituus RX-TX-linjaa pitkin lennettäessä olisi n. 370km

73 de -7di

#33

Tässä kauniisti S-muotoiset dopplerheijastuskäyrät kahden koneen lähekkäisestä kuunteluasemani ohituksesta. Kummankin koneen dopplerit muodostavat lähellä Rx-asemaani voimakkaimpina kuuluessaan keskenään hauskan interferenssin, joka piirtää moninkertaiset ‘X-doppleripeilit’ aikaleimojen 14:06:30 ja 14:07:00 välille.

‘X-dopplerin’ alkuperä on vielä arvoitus, mutta arvaukseni mukaan se mahdollisesti syntyy signaalien keskinäismodulaationa vastaanottimessa.

Vasemmalla näkyy lisäksi heikompana jonkin flightradar24:n ruudulla näkymättömän koneen ilmeisesti lennonaikaisista suunnanmuutoksista kulmikkaaksi piirtynyt dopplerijuova.

T: - HJ -


#34

Korkealla lentävien ilmojen A380-superjumbojen kaiut kantavat pisimmälle, ilmeisesti koneiden suuresta koosta johtuen. Tänään näitä jättejä sattui ihan ruuhkaksi asti, joten tallensin molempien dopplerit.

Ensiksi piirsi kaikukäyräänsä Dubaista New Yorkin suuntaan matkaava Emiraattien A380-jumbojätti, jonka suunnanmuutokset Pietaria ylittäessään näkyvät kulmikkaana dopplerijuovana ekassa kuvassa aikaleiman 12:22:30 kohdalla, jos olen seurannut ja tulkinnnut kaikua oikein. 11 km korkeudessa lentäneen jumbon kaikujuova erottui Jämsän seuduille asti, noin aikaleiman 12:35 paikkeille. Toisessa kuvassa on tämän koneen reitti flightradar24:n mukaan.

Hetikohta etelän jumbon jälkeen saapui koillisesta Lufthansan A380 matkallaan Tokiosta Frankfurtiin, korkeudessa 11,5 km. Sen vastaanottoasemani ohitus näkyy kolmannen kuvan aikaleiman 12:36 kohdassa. Korkealla lentävän jättikoneen ison tutkapinnan kaikujuova erottui aina Orimattilan - Loviisan tasalle asti, eli liki 300 km päähän Rx-asemastani. Lentokoneen koko ja lentokorkeus siis näyttävät kasvattavan heijastuksen kantamaa.

T: - HJ -



#35

Vastapainoksi edellisille jättijumboille, tässä kuvat pienen Cessna Centurion -pisnesjetin kaikuviivasta. Tilauslentofirman kone lensi korkealla, noin 12 kilometrissä, mikä auttoi sitä pysymään kokoisekseen varsin kauas kantamassani. Doppleriheijastus on kuitenkin hyvin ohkainen, verrattuna vaikkapa edellisiin isoihin koneisiin. Tämä on luonnollista, koska pikkujetin heijastava tutkapoikkipinta-alakin (RCS, Radar Cross-Section) on pieni.

Koneen reitti näyttää tekevän äkkimutkan, mutta se on flightradar24-sivun virhenäyttämä. Näennäisesti kulmikas reitti johtuu siitä, että kyseinen pikkujetti lentsi muutamaa tuntia aikaisemmin koillliseen, ulos flightradar24:n kantamasta. Sen ollessa paluumatkalla arvatenkin jossain Murmanskin suunnalla sijainneesta määränpäästään, flightradar24 yhdisti kantamansa ulkopuolelle jääneen meno- ja paluureitin suoralla viivalla, vaikka niiden välillä oli tuntien ero. Vain harvat pikkujetit on varustettu ADS-B mode S -transponderilla, joten niitä ei yleensä näy tällä saitilla.

Kuvissa näkyy pikkujetin ohitus aikaleiman 20:26:30 kohdilla. Klo 20:33 käännän antennia idästä etelän kautta lounaaseen konetta kohden, mikä näkyy keskellä liuskaa olevan suoran Tx-signaalin hetkellisenä voimistumisena, ja sen oikealla puolella olevan koneen hetkellisesti kadonneen ohuen dopplerijuovan ilmestymisenä uudelleen näkyviin. Juova jatkuu ohuena Mikkelin ja Heinolan välille saakka. Lahden paikkeilla viimeisetkin pätkittäiset heijastusjäljen jäänteet katoavat kohinaan.

T: - HJ -



#36

Terve,

Hyvin näyttäisi tulevan koneen tutkapinta-alan vaikutus esiin kantamassa. A380:t näkyvät lähes laskennalliseen radiohorisonttiin asti, kun pikkujetit häviävät näkyvistä jo huomattavasti aiemmin. Jämsässä Pietarin laskennallinen radiohorisontti taitaa olla enää n. 100km päässä ja samoin Liperin horisontti Orimattilan-Loviisan seutuvilla. Onkohan salpausselän harjualueella vaikutusta signaalin etenemiseen. Toisaalta voi olla, että isonkin koneen tapauksessa, systeemin herkkyys ja koneen tutkapinta-ala ovat edelleen vallitsevina havaitsemisaluetta rajoittavina tekijöinä.

-7di

#37

22.01.2012

Sattui illan hetki, jolloin Itä- ja Keski-Suomen alueella ei näyttänyt olevan yhtään matkustajakonetta. Kokeilin silloin, näkyisivätkö kaiut kaukaa etelästä, Pietarin TV-lähetysaseman tuntumasta. Antin laskentapohjassa käytetyn bistaattisen tutkayhtälön mukaan tämä saattaisi olla mahdollista. Pyydykseen jäikin useita hyvin heikkoja ja katkonaisia, mutta selviä doppleriviivoja, joiden lähetystaajuuden ohitus sattui yhteen jonkin Pietarin eteläpuolisella reitillä lentävän koneen reitin kanssa.

Jagiantenni käännettynä etelään Pietarin TV-kantoaalto kuuluu voimakkaimpana. Oheisissä ruutukuvissa se näkyy jatkuvana juovana spektrogrammiasteikolla vähän 740 Hz yläpuolella. Sen molemmin puolin risteilee ohuempina kapeina juovina lentokoneiden dopplerheijastuksia.

Epämääräinen katkeileva leveä juova TV-kantoaallon vasemmalla puolen, noin 715 Hz kohdalla lienee jonkin kaukaisen TV-lähettimen satunnaisesti joko meteoriheijastuksina tai muulla tavalla siroava heijastus.

Ohitusjäljen konekohtainen tunnistus

Dopplerin ohituksen hetki, eli kohta jossa koneen heijastus siirtyy TV-kantoaallon toiselle puolen, on tämänhetkisen käsityksemme mukaan se hetki, jolloin koneesta Rx-asemalle heijastuneen radioaallon matka alkaa pidetä. Tämä kohta sattui näissä kuvissa jokseenkin samaan kohtaan kolmella peräkkäisellä lentokoneella, jotka lensivät samaa reittiä samaan suuntaan. Näin saatoin varovasti olettaa, että dopplerit tosiaankin kuuluivat noinkin kaukaa.

Erona Rx-asemani läheltä ohittaviin koneisiin oli näillä Tx-aseman ohittajilla huomattavasti heikompi signaalinvoimakkuus. Silti yksi kone, vuorolla ANA202 lentävä Boeing 777 piirsi ohituksensa yhteydessä jopa pikkuisen alaspäin olevan V:n muotoisen ‘X-dopplerin’, jollainen on aikaisemmin syntynyt Rx-asemani yhteydessä vain paljon voimakkaamilla signaaleilla.

Samalla kuulin vastaanottimesta selvän interferenssiäänen, aivan samanlaisen, kuin Rx-asemaani lähellä lentävien koneiden heijastuksen ja suoraan tulevan TV-kantoaallon sekoituksena syntyy ohituksen aikana.

TX-aseman ohituskaiku heikompi

Koneiden reitti kulki likimain Laatokan etelärantaa sivuten, n. 330 km päästä Rx-asemastani, ja noin 30 km Pietarin takaa. Reitin sijainti Tx-aseman takana saattoi osaltaan vaikuttaa heikompaan signaaliin, kuin Rx-asemani läheltä ohittavissa.

TX- ja Rx-asemien välissä, siis jossakin Kannaksen päällä lentävien koneiden kaiut olisivat oletettavasti voimakkaampia, mutta sieltä näyttää kulkevan koneita kovin harvoin.

Kaikkien tähän mennessä havaitsemieni Pietarin suunnalla lentävien koneiden kaiut ovat olleet niin heikkoja, että signaalinvoimakkuus teoreettisessa kantamaovaalissa saattaa olla ainakin näiden kokeiden perusteella epäsymmetrinen, kaiun ollessa Rx-aseman lähellä tuntuvasti voimakkaampi Tx-suunnan lentsikkaheijastuksiin verrattuna.

T: - HJ -



#38

[size=85]2012-01-23[/size]

Ennenkuin tuon Pietarin ohilentokaikukokeen matalista signaalinvoimakkuuksista ehditään tehdä liikaa teoreettisia johtopäätöksiä, tutkitaan pikaisesti Rx-asemani paikalliset maastoesteet eri ilmansuuntiin. Näitä löytyikin, varsinkin etelään.

Itään Rx-asemastani on luonnonesteenä Vaivion - Pärnävaaran harjualue, jonka on havaittu leikkaavan kantamaa ainakin 2 m bandilla. Antennieni länsipuolella taas kulkee noin 100 m päästä matalakilovolttilinja. Eteläpuolella antenneja taas on n. 300 m päässä korkeajännitelinja, joka kulkee vieläpä osan matkaa vierekkäin matalamman kV-linjan kanssa. Radioaalto kulkee tunnetusti sille helpointa tietä. Näiden eteläsuunnan lankojen välistä pujottelemisen sijasta se oletettavasti mieluummin ylittää ne, ja samalla pääosin niiden katveeseen jäävät matalat Rx-antenninikin.

Eteläsuunnan kaukaisia, horisontin tasalta saapuvia aaltoja nämä voimalinjat siis saattavat varjostaa vahvastikin, mikä lienee yksi syy edellisen kokeen Pietarin lentsikkaheijastusten matalaan signaalivoimakkuuteen. Horisonttiin nähden jyrkemmässä tulokulmassa olevien, lähempänä lentävien koneiden kaiut taas pääsevät tulemaan antenneihini vapaasti lankojen yli. Ekan liitekuvan yläkuvina näkyvät antennini, jotka todellakin ovat puunlatvojen alapuolella. Niiden alla ovat kuvat länteen ja varsinkin etelän suuntaan VHF-laineiden loivia tulokulmia varjostavista voimalinjoista.

Kaiku Kannaksen päältä?

Vaikka Pietarin pohjoispuolella näkyy harvoin koneita, löysin sentään arkistoistani yhden tällaisen ylityksen tallennuksen. Toisessa liitekuvassa näkyy jo aikaisemmassa viestissä kuvatun UAE201-vuorolla lentäneen jättijumbo A380:n reitti Pietarin ylitse Kannasta pitkin luoteen suuntaan.

Tämän koneen Pietarin Tx-aseman ohitus näkyy mahdollisesti kohdassa 12:22:30 loivasti kulmikkaana dopplerviivana, toisena oikealta olevan nauhan keskellä olevan Tx-taajuuden oikealla puolen. Kulmikas dopplerjälki syntyy yleensä koneen suunnanmuutoksista, alkaen kaartoon lähdöstä, ja loppuen kaarrosta oikaisuun. Tällainen kurssinmuutos näkyykin flightradarin tallentamassa koneen reitissä juuri ennen Pietaria.

Koneen jälki jatkuu vasemmanpuoleisen nauhan läpi, keski-Tx-taajuuden oikealla puolen, aina ruudun tallennushetkeen saakka. A380:n suuri koko on epäilemättä vaikuttanut varsin voimakkaan ja jatkuvan kaikujäljen syntymiseen.

Kantama esteettömään pohjoissuuntaan

Kolmas liitekuva esittää 9754 m korkeudessa luoteeseen lentävää Boeing 747 -jumboa vuorolla TSO587. Pohjoispuolella Rx-asemaani lentävän koneen kaiku oli seurattavissa likimain Rautavaaralle asti, näkyen nauhan oikeanpuolimmaisena jälkenä aikaleimojen 14:34:00 ja 15:35:00 välille.

Sijainti vastaa suunnilleen kuvan APRS-karttaan piirtämääni 410 km etäisyyttä Pietarista. Tämä puolestaan vastaa likimain Pietarin TX-aseman radiohorisontin etäisyyttä. Samoille tienoille olen saanut seurattua useita luoteeseen lentäviä koneita, ja korkeammalla lentäviä hieman pidemmällekin, parhaimmillaan aina Iisalmen - Kajaanin puolivälin paikkeille.

Rx-asemaani nähden maastoesteetön pohjoissuunta siis näyttäisi kantavan lentsikkaheijastuksia likimain teoreettiseen Pietarin Tx-aseman VHF-aaltojen radiohorisonttiin saakka.

T: - HJ -

Lisäys: Tnx Fb teoriakommentista, Antti!



#39

Terve,

Tutkayhtälö toimii tuollaisenaan tosiaan hyvin vain melko vapaassa tilassa, eli arviot ovat parhaimmillaan silloin, kun RX - maali ja TX - maali väleillä on melko esteetön näköyhteys. Esteettömyyttä voi arvioida ensimmäisen Fresnelin vyöhykkeen avulla, jonka sisälle ei siis pitäisi jäädä mitään suurempia esteitä. Vyöhyke on taas vaihteeksi muodoltaan ellipsoidi, jonka pitkänä akselina toimii RX - maali tai TX - maali välinen suora. Molempia välejä pitää tarkastella erikseen.

Vyöhykkeen kohtisuora säde r missä tahansa kohtaa jompaa kumpaa suoraa on:

r = sqrt (lambdad1d2/(d1+d2)), missä (kaikki pituusyksiköt metreissä) lambda on aallonpituus, d1 etäisyys rx( tai tx)-antennin ja tarkastelupisteen välillä ja d2 etäisyys tarkastelupisteestä maaliin.

Nyt Pietari TX-aseman antenni on varmaankin kohtalaisessa tornissa ja näköyhteys horisontin rajoille asti todennäköisesti varsin esteetön. Matalammalla olevan RX-antennin ja maalin Fresnelin vyöhykkeeseen todennäköisesti jää kaikenlaista estettä väliin, varsinkin jos koetetaan kurotella signaaleja aina RX-aseman horisontista. Kuten tuossa arvelit, on hyvin mahdollista, että tämän epätasapainon vuoksi kaiut TX-asemaa lähellä lentävistä maaleista jäävät heikommiksi, kuin vastaavalta etäisyydeltä RX-asemasta tulevat kaiut, vaikka tutkayhtälö pitää alueita symmetrisinä. Tästä seuraisi myös, että yhtälön ennustama havaintoalue -TX:n horisontti huomioiden- olisi tarkempi RX-aseman ympäristössä, kuin TX-aseman ympäristössä.

Tuo pohjoissuunnan koneiden häipyminen likimain Pietarin horisontin paikkeilla on kyllä nätti tulos. Näistä mittauksistahan voisi kehitellä vaikka teku/korkeakoulukurssien labratöitä.

-Antti

#40

[size=85]05.02.2012[/size]

Pietarin lähistön heikkoja dopplereita seuratessani, nauhalle ilmestyi vahva dopplerjuova lentsikkaheijastuksen luonteenomaisen interferenssiäänen kanssa aikaleiman 17:16:15 kohdalla. Flightradarin nettisivulla ei näkynyt koneita, joten kaiun aiheuttavassa tuntemattomassa lentsikassa ilmeisesti ei ollut ADS-B -transponderia.

Hetken päästä Joensuun tornin jaksolla kuului Helsingistä saapuvan Fincomm:in vuorokoneen tuloselvitys. Näitä vuoroja lennetään yleensä ATR-koneilla, joissa tosiaankaan ei ole ADS-B -transpondereita, joten ne eivät voi näkyä nettisivun paikannuspalvelussa.

Ohessa kuvasarja ATR:n käynnistä. Nousussa kone on niin matalalla, että sen ohitusheijastuksen voimakkuus toisen liitekuvan kohdassa 17:43:50 on selvästi heikompi kuin isojen jettien kaiut. Kolmannessa kuvassa vasemmalla näkyy lounaasta lähestyvien isojen koneiden jälkiä, ja oikeanpuoleisena Helsinkiin palaavan Fincommin etääntyvä doppleri.

T: - Juha -