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Etude des signaux radios aux basses fréquences Élargir la bande en fréquence utile pour l’analyse des signaux « particule » : Augmenter la puissance des signaux collectés Définir des bandes de fréquence pour la réalisation de trigger autonome. État actuel des lieux Dépendance temporelle.

Etude des signaux radios aux basses fréquences

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Etude des signaux radios aux basses fréquences. Élargir la bande en fréquence utile pour l’analyse des signaux « particule » : Augmenter la puissance des signaux collectés Définir des bandes de fréquence pour la réalisation de trigger autonome. État actuel des lieux Dépendance temporelle. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Etude des signaux radios aux basses fréquences

Etude des signaux radios aux basses fréquences ● Élargir la bande en fréquence utile pour l’analyse

des signaux « particule » :– Augmenter la puissance des signaux collectés– Définir des bandes de fréquence pour la réalisation de

trigger autonome.● État actuel des lieux● Dépendance temporelle.

Page 2: Etude des signaux radios aux basses fréquences

Etat des lieux : spectre en fréquence • Filtre actuel :

– Soft : 37-70 MHz limité par des pics éparses vers 36 et 80 MHz.

• Extension vers les hautes fréquences ?– Bande FM à partir de 88 MHz– Puissance des signaux

« particule » chutant avec la fréquence.

• Extension à basse fréquence ?– Ondes courtes– Signaux « particule » plus forts

Fréquence (MHz)

Psd (dbm/Hz)

Filtre actuel

Page 3: Etude des signaux radios aux basses fréquences

Etat des lieux : deux systèmes

• Antenne Log + Oscilloscope– Filtre hardware (24-82 MHz)– Bande FM étroite– Zone (37-70) propre – Résolution de 100 kHz

• Antenne Dipôle + Matacq (1 GS)– Spectre élargi mais nettement

plus encombré– Résolution de 400 MHz

Page 4: Etude des signaux radios aux basses fréquences

Spectres en fréquence : antenne dipôle

• De nouvelles séries de pics :– 36,39,42, 45 MHz dans la

bande actuelle invisibles avec les Log.

– De nombreux pics en dessous de 20 MHz

• Des variations d’une antenne à l’autre.– Amplitude du pic à 4 MHz

Page 5: Etude des signaux radios aux basses fréquences

« Pollution » humaine à basse fréquence

• Pics de radio-diffusion dominants en dessous de 25 MHz– GO, OM puis PO– De nombreuses bandes

peu larges.• Intensité des pics des PO

dépend des conditions atmosphériques…

Bandes radio-amateur

Bandes radio-diffusion

Page 6: Etude des signaux radios aux basses fréquences

Cycle jour-nuit

• Nuit : – prédominance des pics

au dessous de 10 MHz– Spectre propre au delà

• Jour : – prédominance des pics

au dessus de 10 MHz, – disparition des pics au

dessous de 10 MHz

Minuit

Les pics principaux bavent sur tout le spectre

Page 7: Etude des signaux radios aux basses fréquences

Fenêtre nocturne

Fenêtre 22h - 5h

10 MHz

9 MHz

Filtrage 7-100 MHz

Page 8: Etude des signaux radios aux basses fréquences

Fenêtre diurne

Fenêtre 5h - 18h

3.5 MHz

1 MHz

Page 9: Etude des signaux radios aux basses fréquences

Bilan● Fenêtres variables en temps/fréquence :

– 22h – 5h : ● fenêtre standard très large 10 – 70 MHz

– 5h – 18h : ● fenêtre standard large 25-70 MHz ● fenêtre basse 1-5 MHz

– 18h – 22h :● fenêtre standard large 25-70 MHz

● Les dipôles présentent des spectres plus « riches » en pics.– Il faut augmenter la résolution en fréquence pour mieux séparer

les pics : augmenter le temps d’échantillonnage.– Il faut filtrer individuellement les pics (peigne en fréquence)

● Tester un trigger offline sur les événements déjà pris● Étudier les variations saisonnières

Page 10: Etude des signaux radios aux basses fréquences
Page 11: Etude des signaux radios aux basses fréquences

Origine des pics basses frequences

● Bandes de radio diffusion– 150-280 kHz : les grandes ondes. 42 fréquences utilisables (largeur de 3 kHz).

● 162 France Inter (F) – émetteur d'Allouis, Cher, France 2000 kW(jour) et 1000 kW (nuit)● 234 RTL (F) – Beidweiler au Grand Duché du Luxembourg RTL, Beidweiler (2000) - 24h

– 530-1700 kHz : les ondes moyennes. 119 fréquences utilisables (largeur de 9 kHz) ● Radio de la mer 1080 kHz depuis Paris

– 2300-26100 kHz : les ondes courtes. Elles sont utilisées de manière internationale, avec des intervalles de 5 kHz. La gamme des ondes courtes est divisée en bandes auxquelles on fait référence en désignant la longueur d'onde.

● Contrairement aux autres gammes d'ondes, l'attribution de fréquence en ondes courtes dépend de nombreux facteurs : lieu, puissance, heure de diffusion, période dans l'année, et même cycles solaires ! Ainsi, une station émettant sur une seule zone pourra émettre sur des fréquences différentes selon le moment du jour et de la nuit (en effet, la propagation des ondes risquerait de perturber des stations lointaines).

● Bandes radio-amateur– En général des bandes étroites “collées” aux bandes de radio-diffusion– Des bandes larges (1 à 2 Mhz) à 29 et 50 MHz

Page 12: Etude des signaux radios aux basses fréquences

Rotation des dipoles D98603 613

Page 13: Etude des signaux radios aux basses fréquences

Bandes SW et radio-amateur● Bandes SW● 120 m : 2300-2495 kHz, utilisée uniquement dans les zones

tropicales● 90 m : 3200-3400 kHz, utilisée uniquement dans les zones tropicales ● 75 m : 3900-4000 kHz, utilisée uniquement en Asie et en Europe● 60 m : 4750-5060 kHz, utilisée uniquement dans les zones tropicales● 49 m : 5950-6200 kHz (extension à la gamme 5900-5950 kHz à

partir de 2007)● 41 m : 7100-7300 kHz, non attribuée dans l'hémisphère ouest

(extension à la gamme 7300-7350 kHz à partir de 2007)● 31 m : 9500-9900 kHz● 25 m : 11650-12050 kHz (extension aux gammes 11600-11650 kHz

et 12050-12100 kHz à partir de 2007)● 22 m : 13600-13800 kHz (extension aux gamme 13570-13600 kHz

et 13800-13870 kHz à partir de 2007)● 19 m : 15100-15600 kHz (extension à la gamme 15600-15800 kHz à

partir de 2007)● 16 m : 17550-17900 kHz (extension à la gamme 17480-17550 kHz à

partir de 2007)● 15 m : 18900-19020 kHz, cette bande sera mise en service en 2007● 13 m : 21450-21850 kHz● 11 m : 25670-26100 kHz

● Bandes radio-amateur● LF, 0.1357 - 0.1378● MF, 1.810 - 1.850● HF, 3.500 - 3.800● HF, 7.000 -7.100● HF, 10.100 - 10.150● HF, 14.000 - 14.250● HF, 14.250 - 14.350● HF, 18.068 - 18.168● HF, 21.000 - 21.450● HF, 24.890 - 24.990● HF, 28.000 - 29.700● VHF, 50.200 - 51.200● VHF, 144.000 - 146.000

Page 14: Etude des signaux radios aux basses fréquences

Spectre en fréquences : notation

● macro : psddbm.m– for evt=evt_debut:evt_fin

● hpsd=hpsd+pwelch(signal(1:wpsd,iVoieBrute),wpsd,fs,wpsd/n)

– hpsd=hpsd/(nbevt-badfile)/(fs*1e6);– hpsd =10*log10(hpsd/50) + 30;

● pts=2500● tps=1 (sauf les voies oscillo tps=4)● wpsd=2048● n=1● Spectre précédent : nbevt=50

Page 15: Etude des signaux radios aux basses fréquences

Etat des lieux : spectre en fréquence

Fréquence (MHz)

Psd (dbm/Hz)

Filtre (soft) actuel : 37-70 MHz

Page 16: Etude des signaux radios aux basses fréquences

Spectre en fréquences : Dipole+MATACQ

Pas sur les LOG

Pas de filtrehardware

Page 17: Etude des signaux radios aux basses fréquences

Spectre en fréquences : Dipole+MATACQ

Pas les mêmes amplitudes