Aircraft Scatter - Lentokoneheijastus ja sen doppleri.

Keskustelua antenneista, radioista, yms. radioamatööritekniikasta

AS Signature Experiment for Aircraft Type Recognizion

ViestiKirjoittaja OH7HJ » 25.11.2013 18:39

Each aircraft draws an aircraft scatter (AS) doppler curve as it scatters radio waves, which in this experiment originate from two 6 m band TV transmitters (Tx). The velocity of each aircraft can be read from its doppler shift, but can the curious thick and narrow segments plotted to its AS doppler curve be used for anything useful? By this experiment, it looks like they could be used for recognizing or confirming model of aircraft.

For anyone familiar with aerials, the AS doppler track intensity modulation is easy to understand: The aircraft behaves like an aerial, reflecting radio waves with a characteristic directional pattern defined by its size and geometry, related to wavelength, and to the angle of reflection.

When the lobes of this AS directional pattern are directed towards the receiver (Rx), the doppler is plotted as a thick strong line. As the minimums between lobes of the scattering aircraft directional patterns are aligned towards Rx, the received signal fades, and the doppler track plots thinner or even vanishes for a while.


Aircraft Scatter 'Fingerprints'

Again thinking of an aircraft behaving as a reflecting aerial, redirecting the wavefront radiatied from the Tx, the directional pattern of this 'aircraft aerial' is characteristic of the particular aircraft, because it is defined by aircraft size and shape. Further, we may conclude that if similar aircrafts are flying along the same path in relation to Tx and Rx, also the intensity variation of their AS dopplers should be similar. Now, could this characteristic doppler intensity variation be used as an aircraft model recognizing intensity profile or radar signature, a kind of 'doppler fingerprint' or 'radar DNA'..?

To check, if this aircraft model characteristic intensity variation can be measured in reality, I plotted a few usual dopplers of planes flying almost along same paths on their Far East routes. Then I copied and pasted their Spectrum Lab dopplers side by side for easy comparison.

The results of this experiment were positive: Planes of same models plotted similar AS intensity profiles, and planes of different models plotted different kind AS intensity profiles. These first experiments of classifying aircraft models by radiotechnical measurement based on their AS dopplers are illustrated with accompanying images, showing similar doppler 'fingerprint' profiles of similar aircraft.


- OH7HJ -
Liitteet
2013-11-21-09 St Petersburg - Segezha - Fingerprint dopplers of Boeing 777-06ER or 200 dir NE Mutalahti (c) OH7HJ.JPG
2013-11-21-09 St Petersburg - Segezha - Fingerprint dopplers of Boeing 777-06ER or 200 dir NE Mutalahti (c) OH7HJ.JPG (244.62 KiB) Katsottu 42207 kertaa
2013-11-21-12 St Petersburg - Segezha - Fingerprint dopplers of Boeing 747-406 (M) or 400 dir NE Mutalahti (c) OH7HJ.JPG
2013-11-21-12 St Petersburg - Segezha - Fingerprint dopplers of Boeing 747-406 (M) or 400 dir NE Mutalahti (c) OH7HJ.JPG (254.08 KiB) Katsottu 42207 kertaa
2013-11-21-08 St Petersburg - Segezha - Fingerprint dopplers of AY51 A330-300 ts 1833+1842 and AY77 A330-300 ts 1807+1815 (c) OH7HJ.JPG
2013-11-21-08 St Petersburg - Segezha - Fingerprint dopplers of AY51 A330-300 ts 1833+1842 and AY77 A330-300 ts 1807+1815 (c) OH7HJ.JPG (233.23 KiB) Katsottu 42207 kertaa
Viimeksi muokannut OH7HJ päivämäärä 18.07.2014 13:08, muokattu yhteensä 2 kertaa
OH7HJ
 
Viestit: 447
Liittynyt: 22.02.2009 12:38

Comparison of Boeing 777 and 747 'Fingerprint' Dopplers

ViestiKirjoittaja OH7HJ » 28.11.2013 22:16

If aircraft scatter 'footprints' or fingerprints' described in previous message are viewed side by side, we can see that the signal intensity variation of each plane on similar route create a characteristic trail of strong and weak segments on its track.

Because this AS intensity profile is defined by aircraft size and geometry, it can be used to classify aircraft, and even to identify aircraft by its model. Below is an image with aircraft AS doppler plots of two different models shown in previous message pasted side by side, and similar sections of the intensity variation marked with white lines drawn between dopplers.

Then, why is this kind aircraft model recognizing by scattered radio waves suddenly possible only now, with simple and inexpensive ham equipment, while it has not been possible to recognize aircraft models with modern sophisticated air surveillance radars, without help of aircraft mounted ID transmitting SSR transponders? One reason for this is the radio band.


Why Not With Conventional Radars?

When radio waves hit an aircraft, they scatter around from its conducting parts not in arbitrary fashion, but with a characteristic directional pattern. This AS pattern has number of lobes roughly related to aircraft size by number of half wave lengths. On low VHF like this 6 m band, the half wavelength of 3 m produces an easy to measure pattern with tens of lobes, each plotting a segment of intensity variation on the bypassing aircraft profile. Tens of intensity variations is small enought number to be easily measured, yet big enough to clearly show differences on each aircraft intensity profile, depending on aircraft size and shape.

The number of scattered lobes of aircraft scatter directional pattern increase, when wavelength gets shorter. If one tried to measure aircraft scatter intensity profile on the usual GHz bands of conventional backscatter radars, he would quickly find that there are just myriads of quick intensity variations..! Because the number of AS directional pattern lobes increase by the frequency, one will get thousands of intensity variations on GHz radar bands, instead of the tens on 50 MHz band.

On usual GHz radar bands, the overwhelming number of signal intensity variations make intensity profile recognizion of large aircraft simply not practical. That is why AS signal intensity profile aircraft 'fingerprints' have not been used for large aircraft, this far.

Now, if a bypassing aircraft creates tens of AS signal intensity variations on the 6 m band, how would it behave on HF bands of still longer wavelengths? Opinions, please..?


- OH7HJ -
Liitteet
2013-11-28 St Petersburg - Segezha - Comparison of Fingerprint Dopplers of Boeing 777 and Boeing 747 (c) OH7HJ.jpg
2013-11-28 St Petersburg - Segezha - Comparison of Fingerprint Dopplers of Boeing 777 and Boeing 747 (c) OH7HJ.jpg (143.25 KiB) Katsottu 42104 kertaa
Viimeksi muokannut OH7HJ päivämäärä 01.12.2013 15:31, muokattu yhteensä 1 kerran
OH7HJ
 
Viestit: 447
Liittynyt: 22.02.2009 12:38

Re: Aircraft Scatter - Lentokoneheijastus ja sen doppleri.

ViestiKirjoittaja oh7di » 30.11.2013 20:51

Hi!

First about the intensity profile on HF bands. I think we have situation quite similar as in Fourier optics and we can approach the question by analogy of single slit diffraction. Let's substitute the plane by a variable width plate and shine some radiowaves on it. In optics we might shine light on mirror, covered by black paper with very thin slit on it or take mirror away and just shine light through the slit from other side of the paper.

When the slit is very thin compared to the light wavelength (dimensions of the plane are small compared to the radio wavelength) the main lobe is going to be very wide and the minimums will be very few and far apart. Decreasing wavelength makes the main lobe narrower and minima will draw closer to each other.

On HF, we would probably see only the wide "main lobe" when the plane is near the RX-TX line. On VHF, also the radar cross section is more favourable and minimum and maxima closer to each other so we might actually record a few of them on plane passing.

Capturing the "radar signature" is not quite foreign in conventional microwave radars also. For example:

http://www.rfcafe.com/references/electr ... -world.htm

73 Antti -7DI
oh7di
 
Viestit: 37
Liittynyt: 22.12.2011 18:02

Weather Effect on 1090 MHz Reception Range in Forests

ViestiKirjoittaja OH7HJ » 16.01.2014 20:14

The low-VHF 50 MHz or 6 m band used for these aircraft scatter experiments is rather resistant to familiar low atmospheric weather in the typical forest environment of East Finland. When moving up in frequancy, RF propagation sensitivity to surface weather increases. On mid-VHF ham 2m band, surface weather like rain begins affect range somewhat. Moving still higher up to UHF band, low weather effect on propagation becomes substantial. Here is an example of weather effect on 'aircraft aprs' 1090 MHz SSR transponder reception range of my Rx, with its aerial below surrounding treetops.

First screenshot show a damp and warm winter weather effect on reception range of an 1090 MHz ADS-B with aircraft tracks plotted on map. To the west of receiving station, warm weather has melted the snow on trees in forests. Wet trees are semiconductors which tend to absorb radio waves. The higher the frequency, the more eagerly forests 'suck' RF. The range is particularly modest to the west of damp and wet weather.

Next screenshots illustrate how the 1090 MHz reception range is increased as the wet forests are gradually frozen by cold wave of weather. As a rule of thumb, water conducts electricity, while ice does not. This applies to vegetation, too. The thick fir dominated forests are eager to absorb radia waves as wet and warm. However, as the trees freeze, they turn to fair insulators, absorbing RF only moderately. The reception range increase resulting from freezing of forests is considerable, as the pics below demonstrate.


- Juha -
Liitteet
2014-01-09-1 Rx mode-S Beast - 6x58 collinear -  Damp weather causes absorption in wet woods and significantly cuts 1090 MHz range to west - Temp 2 C - Max 155 nm (c) OH7HJ.JPG
Damp and warm weather, in this case west of Rx, makes forests absorb UHF signals and reduce reception range of a 1090 MHz receiver with its aerial below treetops.
2014-01-09-1 Rx mode-S Beast - 6x58 collinear - Damp weather causes absorption in wet woods and significantly cuts 1090 MHz range to west - Temp 2 C - Max 155 nm (c) OH7HJ.JPG (114.66 KiB) Katsottu 41965 kertaa
2014-01-10-1 Rx mode-S Beast - 6x58 collinear - Temp -4 C - Freezing temp is increasing 1090 MHz range in woods- Max 158 nm (c) OH7HJ.JPG
Next day temperature is dropping down and starting to freeze forests and surface vegetation. Surface absorption of UHF radio waves is reduced, too.
2014-01-10-1 Rx mode-S Beast - 6x58 collinear - Temp -4 C - Freezing temp is increasing 1090 MHz range in woods- Max 158 nm (c) OH7HJ.JPG (130.76 KiB) Katsottu 41965 kertaa
2014-01-13-1 Rx mode-S Beast - 6x58 collinear - Freezing temp of -10 C increased 1090 MHz range in woods to max of 203 nm (c) OH7HJ.JPG
Three days later trees are frozen solid, no more eagerly absorbing UHF waves. The increase of reception range is considerable. Effect is also well known by ordinary TV watchers in this part of country, too.
2014-01-13-1 Rx mode-S Beast - 6x58 collinear - Freezing temp of -10 C increased 1090 MHz range in woods to max of 203 nm (c) OH7HJ.JPG (141.62 KiB) Katsottu 41965 kertaa
OH7HJ
 
Viestit: 447
Liittynyt: 22.02.2009 12:38

Large and Small Aircraft Doppler Footprints

ViestiKirjoittaja OH7HJ » 18.01.2014 17:12

In earlier experiment we compared 'doppler footprints' or radar signatures of large airliners and demonstrated that similar planes on same routes also plot similar doppler amplitude tracks, allowing aircraft to be recognized by type. Then, what causes those characteristic sequences of strong and weak signal on aircraft tracks? Main reasons for these distinctive fly-by footprints are aircraft size and shape. In this experiment, we can compare differences between doppler footprints of small and large aircraft.

The small aircraft of first doppler pics is a Gulfstream G550. Owned by Wells Fargo, it reminds early stagecoach wagons familiar to us from old western movies. Like those Wild West stagecoach wagons, also this small business jet carries a small party of people through uninhabited lands. Again quite like wagons, the small jet leaves recognizable tracks, although it does not even touch ground on its long voyage.

If the Gulfstream reminds of Wild West stagecoach, then a gigantic Boeing 747 is like the first trains, which brought the crowds of people to the West. Again, the track it plots on these strips, is as as much stronger as the rails are compared to wagon tracks. However, a stronger track is not the only difference between their AS trails...


Tracks of Sky Train and Flying Stagecoach

Comparing 50 MHz TV band dopplers of these two aircraft of different sizes, we can see that the small 'stagecoach' Gulfstream trail recorded by my Spectrum Lab software has less variations of strong and weak signal, than the doppler track of large Boeing 747 'sky train' has.

Why does a big aircraft make more intensity variation in its doppler track? An explanation is that a radio wave reflecting aircraft behaves similar to an aerial. A large plane reflects radio waves with numerous directional lobes, while the number of directional lobes a small aircraft reflects is smaller. Each pair of directional lobes and dips show as a sequence of strong and weak doppler variation on the strips recorded during aircraft bypass.

The number of directional lobes of reflection is roughly related to aircraft size, measured by half-wave lengths of the radio wave reflecting from aircraft. As a result, we have a means to estimate bypassing aircraft size, by counting how many dips its bypass doppler has. Examples of both are illustrated by the screenshots below.


Links

'Stagecoach in the Sky' registered for Wells Fargo Bank - Gulfstream G550, N155AN, Nissan Corporation: http://registry.faa.gov/aircraftinquiry ... txt=N155AN , photo http://www.abpic.co.uk/photo/1423846/

Comparison of Boeing 777 and 747 'Fingerprint' Dopplers: viewtopic.php?f=21&t=295&p=1175#p1175

AS Intensity Profile Experiment: viewtopic.php?f=21&t=295&p=1174#p1174


- Juha -
Liitteet
2014-01-17-05 St Petersburg - Segezha - Gulfstream N155AN Wells Fargo doppler foorprint - Previous doppler track by Boeing 747 flight AAR784 (c) OH7HJ.JPG
The course on map and the bypass dopplers of the Gulfstream jet, representing small aircraft in this AS experiment. The stronger track is made by a big Boeing 747 flying at opposite direction earlier, with its route visible on next pic. My yagi receiving aerial was heading east and not rotated to follow the aircraft, which causes the west segment of Gulfstream track be weaker.
2014-01-17-05 St Petersburg - Segezha - Gulfstream N155AN Wells Fargo doppler foorprint - Previous doppler track by Boeing 747 flight AAR784 (c) OH7HJ.JPG (186.85 KiB) Katsottu 41950 kertaa
2014-01-17-09 St Petersburg - Segezha - Doppler footprints of small Gulfstream N155AN and AAR784 big Boeing 747 (c) OH7HJ.JPG
A pic with intensity variations marked as short lines to large and small aircraft dopplers on St. Petersburg TV aircraft scatter strip. Large plane produced more intensity variations than a small plane, number of them roughly related to aircraft sizes. Boeing 747 course change angles on its dopplers are marked, too, as well as a sporadic 6 m TV band Electric Discharge Scatter (EDS), and TV carrier 50 Hz duplicates or aliases which are visible on the Rx-Tx line crossing at the moment of strongest scatter when the aircraft reflection brings up TV carrier side bands.
2014-01-17-09 St Petersburg - Segezha - Doppler footprints of small Gulfstream N155AN and AAR784 big Boeing 747 (c) OH7HJ.JPG (221.18 KiB) Katsottu 41950 kertaa
2013-04-08-02 St Petersburg - Segezha - Gulfstream CS-DKF doppler footprint with course changes - Twin Rx and Spectrum Lab - Aerial yagi dir 090 (c) OH7HJ.JPG
An earlier bypass of another Gulfstream is also characteristic small jet doppler footprint with few intensity dips. This plane is not visible on the ADS-B map because it is not equipped with a position fix mode-S transponder, so it was recognized by its 'old fashioned' mode A/C transponder fix. However, its 50 MHz TV scatter dopplers clearly indicate its bypass from NE, complete with its doppler separation from Segezha TV carrier and its navigation turn on border crossover waypoint.
2013-04-08-02 St Petersburg - Segezha - Gulfstream CS-DKF doppler footprint with course changes - Twin Rx and Spectrum Lab - Aerial yagi dir 090 (c) OH7HJ.JPG (215.92 KiB) Katsottu 41950 kertaa
OH7HJ
 
Viestit: 447
Liittynyt: 22.02.2009 12:38

Ohilento voimistaa sivunauhat - TV Side Bands on Crossing

ViestiKirjoittaja OH7HJ » 04.03.2014 00:25

Kun lentokone leikkaa TV-Tx ja Rx välisen linjan, sen kautta heijastuvan TV-kantoaallon voimakkuus nousee hetkeksi niin paljon, että 50 Hz välein kantoaallon ympärillä olevat, asteittain heikkenevät kuvatahdistussivunauhat ilmestyvät näkyviin. Heikkojenkin lähetteiden lentsikkaheijastukset ovat siis havaittavissa, kun lentokone on juuri Tx-Rx-linjaa ohittamassa.

Tämä ohitushetken lentsikkaheijastuksen voimistuminen on ehkä helpoin ymmärtää ajattelemalla, että lentokoneen siipien alapinta on kuin vaakasuoraan asetettu peili, joka heijastaa radioaaltoja parhaiten juuri radioaaltojen lähteen ja havaitsijan välissä.

Kuvissa on nopealle pyyhkäisylle asetetulla HDSDR-softaradion alhaalta ylös piirtävälllä radiospektrinäytöllä, ja jokamiehen RTL820 USB-tikkuvastaanottimella tallennettu tyypillinen lentokoneheijastus 300 km päässä sijaitsevan Pietarin TV-lähettimen kantoaallosta, ohitushetkellä levenevine 50 Hz sivunauhavöineen. Antennina oli lankarakenteinen 8-el 'luurankokvadi', mitoitettuna 6m bandille.


Linkkejä

Jokamiehen RTL820-softaradiovastaanotin, http://peditio.net/fmtvdx/index.php/top ... html#msg54

Auroraheijastusten radiospektrejä SDR-tikulla katseltuna, http://peditio.net/fmtvdx/index.php/top ... html#msg56

Is MS in Reality EDS? http://forum.flightradar24.com/threads/ ... #post40325


T: - Juha -
Liitteet
2014-01-16-180227 - 49750 kHz OIRT1 TV - Fast waterfall shows side bands raised up by aircraft scatter crossing on St Petersburg TV - 8-el quad dir S (c) OH7HJ.JPG
OIRT 1 -kanavan TV-bandi. Useimmin näkyvät, tunnistetut tai arvatut TV-kantoaallot on merkitty ylös asemaluetteloksi. Taajuusasteikko näkyy ison vesiputousnäytön alareunassa. Paikallisten häiriöiden lukuisat viivat erottaa parhaiten siten, että niiden voimakkuus pysyy vakaana. Kaukoasemien voimakkuus taas vaihtelee kelin ja lentsikkaheijastusten mukaan. Vahva signaali kohdassa 49751 kHz on tikkuradion oma paikallisoskillaattori, kuten HDSDR:n ylemmästä taajuusnäytöstä 'LO' havaitaan. Alempi taajuusnäyttö ilmaisee kuuntelutaajuuden, jonka äänispektri näkyy pienemmässä näytössä alla oikealla, alhaalta ylös nousevana vesiputousnäyttönä. Kummankin vesiputousnäytön alla ovat hetkellisen spektrin näytöt.
2014-01-16-180227 - 49750 kHz OIRT1 TV - Fast waterfall shows side bands raised up by aircraft scatter crossing on St Petersburg TV - 8-el quad dir S (c) OH7HJ.JPG (214.91 KiB) Katsottu 41795 kertaa
2014-01-16-180246 - 49750 kHz OIRT1 TV - Fast waterfall shows side bands raised up by aircraft scatter crossing on St Petersburg TV - 8-el quad dir S (c) OH7HJ.JPG
2014-01-16-180246 - 49750 kHz OIRT1 TV - Fast waterfall shows side bands raised up by aircraft scatter crossing on St Petersburg TV - 8-el quad dir S (c) OH7HJ.JPG (202.56 KiB) Katsottu 41795 kertaa
2014-01-16-180302 - 49750 kHz OIRT1 TV - Fast waterfall shows side bands raised up by aircraft scatter crossing on St Petersburg TV - 8-el quad dir S (c) OH7HJ.JPG
Näytössä näkyy myös lyhytaikainen sähkönpurkausheijastus (EDS, Electric Discharge Scatter) Moskovan TV:n taajuudella. Sen voimakkaimmassa kohdassa erottuu häivähdys 50 Hx sivunauhoja. Aikaisemmin tällaiset heijastukset selitettiin yksinomaan meteoriheijastuksiksi. Niiden spektri muistuttaa kuitenkin ilmaa ionisoivan suurjännitteisen purkauksen radioheijastusspektriä. Tällaisia voivat aiheuttaa mm. yläsalamat.
2014-01-16-180302 - 49750 kHz OIRT1 TV - Fast waterfall shows side bands raised up by aircraft scatter crossing on St Petersburg TV - 8-el quad dir S (c) OH7HJ.JPG (211.48 KiB) Katsottu 41795 kertaa
OH7HJ
 
Viestit: 447
Liittynyt: 22.02.2009 12:38

Re: Aircraft Scatter - Lentokoneheijastus ja sen doppleri.

ViestiKirjoittaja oh7eah » 11.06.2014 04:48

Noista Putinin liikkeistä kun aikasemmin uutisoivatkin, niin onko tullu kenellekään mieleen kuunnella 740MHz (joka kylänmiesten huhujen mukaan dekoodautuu helposti), tahi 1030MHz, josta jotain dataa saa irti, mutta se ei taivu ADS-B-formaattiin?

Pari muutakin taajuutta noilla itämaan miehillä on siitä välimaastosta speksattuna ja lähettäävätkin kuulemma lujaa, mutta olisko siellä jotain taajuusloikintaa sitten kun on kuulema 20MHz leveää lähetettä.
oh7eah
 
Viestit: 22
Liittynyt: 22.11.2011 23:05

AS-dopplermittauksista väitöskirja LUT:ssa

ViestiKirjoittaja OH7HJ » 27.06.2015 23:51

Hamssit ja DX-kuuntelijat ovat mukana mittaamassa ja kehittämässä uudenlaista tutkajärjestelmää. Menetelmä pystyy paitsi paikantamaan, niin tunnistamaan lentokoneiden tyyppejä. Myös 'pimeinä', eli ilman omatunnistetta lähettävää toisiotutkaa (SSR) lentäviä. Tiettävästi ensi kertaa maailmassa. Tässäkin säikeessä kuvattuja mittauksia käytti matemaatikko Piotr Ptak LUT:ssa julkaistun tohtorinväitöskirjansa pohjana.

Järjestelmä on demomittausvaiheessa. Toimivaksi kehitettynä tutkajärjestelmä kykenee uudenlaisiin tehtäviin. Muidenkin toimintojen tuki, kuin perinteiseen ilmavalvontaan ja lennonvarmistukseen liittyvät, on huomioitu uuden järjestelmän suunnitelmissa.

Esmerkkeinä uudenlaisista toiminnoista, järjestelmä antaa mm. ympärinäkevät silmät pinta- ja ilma-aluksiin ja ajoneuvoihin. Myös pimeään ja pilven sisään. Tarvitsematta omaa lähetintä, käyttäen järjestelmän lähetinverkkoa passiivisesti. Kylkiäisenä satelliiteista riippumaton paikannus. Ja älykännyyn jokaiselle oma lähivalvontatutka. :) Ominaisuuksia on kuvattu maanpuolustusnetin ketjussa 'Monipaikkatutkajärjestelmä': http://maanpuolustus.net/threads/monipa ... 3%A4.2065/

Kehityshankkeella ei ole rahoitusta. Sitä on kyseisen tohtorinväitöskirjan ohella tehty vapaaehtoisvoimin. Radioamatöörit ja DX-kuuntelijat suorittivat käytännön mittaukset väitöskirjan matemaattisten mallinnusten ja ratkaisujen pohjaksi, joten mittausmenetelmät ja -järjestelyt eivät maksaneet. Toivokaamme, että hankkeen kehitystyö pääsee vauhtiin. Mieluiten siten, että merkittävä osa työstä tapahtuu kotimaassa. Tavanomaisina kehitysesteinä tällaisille alkuun pyrkiville hankkeille ovat tietämättömyys, välinpitämättömyys ja byrokratia.


Radioharrastajaverkko seuraamaan lentokoneheijastuksia?

Jäljettömiin kadonneen malesialaisen 'mysteerikoneen' arvoitus lienee innostanut tohtorinväitöstä uutisoineen toimittajan kirjoittamaan uudenlaisen tutkaverkon soveltuvuudesta lentoliikenteen seuraamiseen vapaaehtoisvoimin. Piotrin ehdottama radioharrastajien kuunteluverkko todellakin on mahdollista muodostaa. Lehtiuutinen väitöskirjasta ja ehdotetusta AS-verkosta: http://www.talouselama.fi/uutiset/maail ... dium=Email

Etenkin tavallisia ULA-FM-asemia on riittävän tiheässä, toimiakseen lentokoneita, ja muitakin taivasheijastuksia seuraavan passiivisen tutkaverkon lähettiminä. Samaan tapaan, kuin nyt harrastajat omine ADS-B-vastaanottimineen toimivat mm. Flightradar24- ja Planefinder.com -nettitutkien kuunteluverkkona. Uudenlaista lentsikkaskatteriverkkoa varten tarvittaisiin softa jakamaan kuuntelijoiden havaintoja netin kautta lentsikkaserverille. Tällaisen verkon luomista tuore tohtori on ehdottanut.

Hamsseja saattavat lentsikoiden seuraamista enemmän kiinnostaa muut yläilmojen kohteet, joita tällainen verkko kykenee havaitsemaan. Ehdotettu kuunteluverkko sopisi jatkuvasti seuraamaan, ennustamaan ja kertomaan luonnollisia radioheijastuksia. Kuten kelit, ja mihin yhteysennuste osoittaa. Es, auroravyö, EDS-MS, jne. Samoin kuin lentsikoiden sijainti, niin tällaisella harrastajien kuunteluverkolla voidaan paikantaa kunkin radioheijastuksen tai radiokelin aiheuttajan sijainti taivaalla. Myös lyhytkestoisen skatterin. Kuten kunkin yläsalaman tai Ms:n sijainti ja laatu. Uudenlainen ukkostutka.


T: - Juha -


Linkki väitöskirjaan "Aircraft Tracking and Classification with VHF Passive Bistatic Radar". Piotr Ptak, LUT 2015. Supervisor Docent, PhD Tuomo Kauranne. Reviewers Prof. Pekka Neittaanmäki and PhD Hannu-Heikki Puupponen. ISBN 978-952-265-815-9, ISBN 978-952-265-816-6 (PDF), http://www.doria.fi/handle/10024/109287
Liitteet
Väitöstilaisuus Aircraft Tracking and Classification with VHF Passive Bistatic Radar (c) J Hartikka.jpg
Väitöstilaisuus Aircraft Tracking and Classification with VHF Passive Bistatic Radar (c) J Hartikka.jpg (66.17 KiB) Katsottu 39660 kertaa
IMG_9108 Piotr esittelee dopplerien käsittelyä vasemmalla - Oikealla Tuomo Kauranne (c) J Hartikka.JPG
IMG_9108 Piotr esittelee dopplerien käsittelyä vasemmalla - Oikealla Tuomo Kauranne (c) J Hartikka.JPG (61.77 KiB) Katsottu 39660 kertaa
IMG_9069 Väitöskirjat.JPG
IMG_9069 Väitöskirjat.JPG (39.97 KiB) Katsottu 39660 kertaa
OH7HJ
 
Viestit: 447
Liittynyt: 22.02.2009 12:38

Monipaikkatutkan demonäyttö netissä

ViestiKirjoittaja OH7HJ » 09.07.2015 11:34

Maanpuolustusnetissä on nyt määräajoin päivittyvä, 'raakaa' yhden monipaikkatutkan demoaseman mittausdataa näyttävä radiospektrikuva Pietarin ja Sekeen TV-lähettimien kanavilta. 'Tutkanauhat' päivittyvät 15 minuutin välein. Näiden alla on kaksi erilaista koneiden omatunnustranspondereita ja ADS-B Mode-S-paikannuksia seuraavaa karttanäyttöä lentokoneiden dopplerjälkien tunnistuksen helpottamiseksi.

Pienen harjoittelun jälkeen nauhoilta voi lukea TV-kantoaaltojen lentokoneheijastusten taajuusssiirtymäjuovat eli 'dopplerit', myös 'pimeinä' eli ilman SSR-transponderia lentävien. Kaukaisempien ohilentojen dopplerit näkyvät spektrissä lyhyinä kapeina viistojuovina, tässä Itä-Suomessa sijaitsevan koeaseman näytössä yleensä Jyväskylää tai Pietaria ohittavien koneiden.

Lähempää havaintoasemaa ohittavat, yleensä Kaukoidän reiteillä Kaakkois- ja Itä-Suomen ylittävät näkyvät pitkinä ja loivina S-kaarina. Havaintoaseman päältä lentävät näkyvät jyrkempinä pitkinä S-dopplereina. Koneen suunnanmuutos näkyy dopplerviivassa kulmana ja suunnanmuutoksena. Lentokorkeuden muutos tekee doppleriin pienen portaan, minkä jälkeen juova jatkuu samansuuntaisena.

Dopplerjuovan voimakkuusvaihtelu ('Radar Signature', 'Doppler Footprint') on kullekin konetyypille luonteenomainen, kuin sormenjälki tai DNA. Myös koneen koko näkyy dopplerin voimakkuusvaihtelusta. Kookkaat koneet aiheuttavat tiheän voimakkuusvaihtelun, ja pienet koneet harvan. Lisää dopplerien lukuohjeita on tämän ketjun aikaisemmissa viesteissä.


Linkki:

Maanpuolustusnetin monipaikkatutkan eli 'hamssitutkan' etänäyttö: http://maanpuolustus.net/pages/tutka/

Maanpuolustusnetin monipaikkatutkan chatti: http://monipaikkatutka.chatango.com/

Monipaikkatutkan viestiketju Maanpuolustusnetin foorumilla: http://maanpuolustus.net/threads/monipa ... 3%A4.2065/


T: - Juha -
Liitteet
2015-07-09 Tutkademonäyttö maanpuolustusnetissä.JPG
Tämä yksinkertainen 'hamssitutka' havaitsee paitsi lentsikoita, myös muita ilmatilan ilmiöitä, ja niiden ominaisuuksia. Sekä ihmisen tekemiä, että luonnollisia. Näistä radioharrastajia kiinnostavia saattavat olla esim. radiokeleinä esiintyvät taivaan sähköiset ilmiöt, kuten aurora, Es, EDS-MS jne.

Esimerkiksi nyt kesällä spektrinauhoilla usein näkyvät ajoittaiset tiheät samansuuntaisten viivojen rykelmät merkitsevät Es-kelin mukana kuuluvia kaukaisia TV-kantoaaltoja ja -sivunauhoja. Es-kelin alku- ja loppuhetket on luettavissa spektrinauhalta minuutilleen. 'Lumisadepilvi' puolestaan on aurorakelin merkki.

Nauhoilla tiheään näkyvät täplät puolestaan ovat yläsalamoiden aiheuttamia sähkönpurkausheijastuksia (EDS, Electric Discharge Scatter) kaukaisista TV-lähetteistä. Nämä selitettiin aikaisemmin johtuvat meteoriheijastuksista (MS). Niiden todellinen sähköinen luonne paljastui vasta tämän tutkimuksen myötä.

Kuva: Es-keli 6 m bandilla näyttää nettinäytön radiospektrinauhoilla tältä. TV-kanavan Es on helposti tunnistettavissa OIRT 1-kanavan DX-TV-asemien kantoaaltojen ja sivunauhojen yhdensuuntaisine kimppuineen. Tyypillisen kesäisen lyhytkestoisen, paikallisen Es-kelin aiheuttaja on usein etäinen ukkossolu tai ukkosrintama.
2015-07-09 Tutkademonäyttö maanpuolustusnetissä.JPG (165.71 KiB) Katsottu 39602 kertaa
Viimeksi muokannut OH7HJ päivämäärä 18.07.2015 11:19, muokattu yhteensä 5 kertaa
OH7HJ
 
Viestit: 447
Liittynyt: 22.02.2009 12:38

Aurora ja Es-keli MPnetin 6 m hamssitutkan näytöllä - Osa 1.

ViestiKirjoittaja OH7HJ » 11.07.2015 23:29

Tämänpäiväisissä netissä näkyvän 'hamssitutkan' kuvissa havaittiin mm. aurorakeli 6 m TV-bandilla. Radioheijastus suuresta joukosta suurjännitekentän kiihdyttämiä ilmaioneja aiheuttaa revontulirintaman kautta takaisin maahan heijastuvaan radioaaltoon sähkönpurkausheijastuksille ominaisen hajaspektrin. Tämä kuuluu korvin hamsseille tuttuna kähisevänä auroraäänenä, tässä tapauksessa 6 m bandin TV-kantoaallon jaksolla.

Auroran hajaspektrin leveys näyttää vastaavan suurjännitekentässä kiihtyvien ilmaionien nopeusjakaumaa. 'Auroratone' eli hajaspektri johtuu siis dopplerilmiöstä. Auroravyön korkeudella ilma on hyvin harvaa, joten täällä ylhäällä sähkönpurkaukset kiihdyttävät ioneja nopeammiksi kuin alempana yläsalamoiden korkeuksilla, mikä näkyy revontulten radioheijastusten yläsalamaheijastuksia leveämpinä hajaspektreinä.

Minkä korkeammalla sähköstaattinen purkaus tapahtuu, sen leveämpi on sen kautta heijastuvan radioaallon hajaspektri. Siksi meille havaittavista kaikkein korkeimmalla tapahtuva sähköstaattinen purkaus, revontulet eli aurora, aiheuttaa leveimmän hajaspektrin. Se näkyy 6 m hamssitutkan spektrinauhoilla tuona helposti tunnistettavana 'auroralumisateena'.


Ukkos-Es-keli

Auroralumisateen lomaan spektrinauhalle saatta ilmestyä skarppeja TV-kantoaaltoja. Nämä tulevat Es-kelin mukana. Nimensä mukaan tällainen E-keli on 'sporadista', eli lyhytaikaista. Se alkaa minuuteissa, tai jopa sekunneissa. Nopean Es:n aiheuttajana on usein ukkossolu tai ukkosrintama, jonka yläsalamapurkausten sarja alkaa varsin nopeasti. Sähkönpurkaukset jatkuvat yleensä muutaman minuutin, ionisoiden korkealla ukkospilven päällä purkautuvien yläsalamoiden voimin matalapaineista ilmaa radioaaltoja heijastavaksi plasmaksi, joka puolestaan heijastaa radioaaltoja, kuten palanen ionosfääriä.

Ukkos-Es-keli loppuu pikaisesti, salamaniskujen purettua ionosfäärin ja maanpinnan välistä varausta niin paljon, että suurjännite laskee alle läpilyöntikynnyksen. Es:ää voi esiintyä sekä eri aikaan, että samanaikaisesti auroran kanssa. Yläsalaman sähkönpurkaus kuumentaa korkealla olevan harvan ilman plasmaksi.

Plasmaksi kuumentunut yläilma jäähtyy pian yläsalaman sammuttua, joten yksittäiset yläsalamaheijastukset ovat lyhytaikaisia (EDS, Electric Discharge Scatter). Niitä on tähän saakka luultu meteoriheijastuksiksi (MS, Meteor Scatter).


Linkkejä

Yläsalamoiden radioheijastushavaintoja: http://www.heliotown.com/Radio_Sprites_Ashcraft.html

Mm. 'keijusalama' (sprite) on eräs yläsalamoiden laji: https://fi.wikipedia.org/wiki/Keijusalama

Yläsalamaa muistuttavan sähköstaattisen plasmapurkauksen kokeilu suurjännitelähteen, alipainepumpun ja lasipurkin avulla: http://guns.connect.fi/innoplaza/energy/plasma/purkki/

'Hamssitutka', monipaikkatutkan demonäyttö maanpuolustusnetissä 6 m OIRT 1 TV-kanavalla: http://maanpuolustus.net/pages/tutka/

Kuvasarja jatkuu seuraavassa viestissä: viewtopic.php?f=21&t=295&start=90#p1677


T: - Juha -
Liitteet
2015-07-10-1 Aurorakelin alku 6 m tutkademonäytöllä maanpuolustusnetissä.JPG
Ekassa kuvassa alkaa ylhäältä alas piirtävän spektrinauhan mukana parhaillaan näkyä aurorakelin merkkiä, 'lumisadetta'. Se erottuu parhaiten vasemmanpuoleisella nauhalla, Pietarin TV:n jaksolla.
2015-07-10-1 Aurorakelin alku 6 m tutkademonäytöllä maanpuolustusnetissä.JPG (239.64 KiB) Katsottu 39573 kertaa
2015-07-10-2 Aurorakelin alku 6 m tutkademonäytöllä maanpuolustusnetissä.JPG
Toisessa 6 m tutkakuvassa 'revontulilumisade' on voimistunut. Alkavan auroralumisateen seassa pilkahtelee 'paakkuja'. Nämä ovat ajoittain auroran lomassa esiintyvien Es-kelipurskeiden mukana kuuluvia kaukaisia itäisiä 'warbler'-TV-lähettimiä. Warblerin tunnistaa vaeltelevasta kantoaallostaan, joka piirtää spektrinauhalle sykeröä.
2015-07-10-2 Aurorakelin alku 6 m tutkademonäytöllä maanpuolustusnetissä.JPG (241.8 KiB) Katsottu 39573 kertaa
2015-07-10-3 Aurorakelin alku 6 m tutkademonäytöllä maanpuolustusnetissä.JPG
Kolmannessa kuvassa näkyy yhtäkkisesti ilmestyvä Es-keli. Auroralumisateen lomaan spektrinauhalle ilmestyy skarppeja TV-kantoaaltoja. Nämä tulevat Es-kelin mukana. Nimensä mukaisesti tällainen E-keli on 'sporadista', eli lyhytaikaista tai nopeaa. Se alkaa ja loppuu minuuteissa, tai jopa sekunneissa.
2015-07-10-3 Aurorakelin alku 6 m tutkademonäytöllä maanpuolustusnetissä.JPG (164.02 KiB) Katsottu 39573 kertaa
Viimeksi muokannut OH7HJ päivämäärä 13.07.2015 13:35, muokattu yhteensä 8 kertaa
OH7HJ
 
Viestit: 447
Liittynyt: 22.02.2009 12:38

EdellinenSeuraava

Paluu Tekniikka

Paikallaolijat

Käyttäjiä lukemassa tätä aluetta: Ei rekisteröityneitä käyttäjiä ja 1 vierailijaa