  S l e d o v á n í m a j á k u O K 0 E U Miroslav Najman, OK1DUB, mirek@ok1dub.cz Tento článek vyšel ve zpravodaji OK QRP INFO, č. 72 (leden 2009) Abstract: OK0EU beacon monitoring In November 2006 I started 24 hours real time spectrum monitoring of special QRP beacon OK0EU on frequency 3594,5 kHz. This beacon is transmitting at actually (august 2008) 5 accurate and stable frequencies with 4 Hz separation from 5 different locations. Signal from 50 metres long wire receiving antenna (installed 15 metres above ground at Praha Ruzyne - JO70DC) leads to TRX IC-706 through high voltage protection. AF signal from TRX leads to soundblaster card of conventional PC, where is running Spectrum Lab software with FFT analysis. Spectrum images, captured every hour, are uploaded via FTP to website http://ok1dub.cz/ok0eu automatically. At spectrograms it is possible to observe several infrasound phenomena in ionosphere above the Czech Republic, displayed as a Doppler frequency shift on HF carrier. It can be recognized the ordinary and one or more extraordinary rays, dispersion of carrier, drop out of space-wave (when the critical frequency dropped below 3.6 MHz) and others. This beacon project is supported by Institute of Atmospheric Physics, Department of Upper Atmosphere (http://www.ufa.cas.cz/html/upperatm), where the equipment was build and the net is managed. The responsible operator is Frantisek, OK1DCP. Ústav fyziky atmosféry Akademie věd ČR ve spolupráci s OK QRP klubem provozuje síť majáků OK0EU v blízkém okolí kmitočtu 3594,5 kHz. Jedná se celkem o pět majáků v různých lokalitách, s kmitočtovým rozestupem 4 Hz, každý s výkonem 1 W a velmi přesným a stabilním kmitočtem. Více o těchto majácích najdete na webu http://ok0eu.fud.cz a v OQI číslo 50/2003. Majáky slouží k monitorování změn v ionosféře v oblasti nacházející se zhruba v nadhlavníku Čech. Jedná se o téměř kolmou radiovou sondáž ionosféry, kde se průběžně registruje dopplerovský posun kmitočtu signálů jednotlivých majáků způsobených ději v ionosféře, která je ovlivňována několika faktory (denní rotace Země a s tím spojený denní chod expozice ionosféry slunečním ultrafialovým zářením, eruptivní činnost Slunce a s ní spojené rentgenovské záblesky a magnetické bouře, infrazvukové jevy v troposféře s vlivem na horní atmosféru). Vzhledem k prostorovému rozložení jednotlivých majáků na území Čech je na každém jednotlivém signálu konkrétního majáku vidět u některých jevů časový posun (zvláště pak u prostorově omezených driftujících jevů v ionosféře). Signály majáků jsou monitorovány speciálními přijímači přímo v AV ČR a získaná data (cca 1 CD za den) později zpracovávána pomocí matematických transformací. Základní monitorování lze však provádět i s běžně dostupným vybavením. Po mnoha dílčích pokusech jsem se rozhodl spustit nepřetržité monitorování majáků OK0EU a od listopadu 2006 je sledování dostupné na webu http://ok1dub.cz/ok0eu 24 hodin denně (Obr. 1).  Obr. 1 - Sledování signálů OK0EU na webu http://ok1dub.cz/ok0eu Signál je přijímán drátovou anténou délky 50 metrů (TNX Vlastovi OK1DNQ za fosforbronz a Láďovi OK1LV za izolátory a balun), nataženou na střeše hangáru "A" na letišti Praha - Ruzyně. Za balunem následuje koaxiální vedení, na jehož konci je umístěna ochrana proti statické elektřině (jiskřiště, bleskojistka, dolní propust s VN kondenzátory, transil 5 V - TNX Mirkovi OK1DGI za návrh řešení ochrany). Odtud pak již vede signál do TRX IC-706 který slouží jako přijímač. Na TRXu je nastaven USB provoz na QRG 3593,5 kHz a NF zázněj 1 kHz je ze sluchátkového výstupu veden do zvukové karty přenosného počítače Compaq Presario. Vybavení poskytl můj zaměstnavatel (Úřad pro civilní letectví) v rámci sledování dějů v ionosféře a jejich případného vlivu na ionosférickou refrakci signálů globálního satelitního navigačního systému GPS, používaného ÚCL jako přesná polohová reference (GPS - DGPS - měření fáze signálu RTK). Na počítači běží tři programy: Spectrum Lab od DL4YHF pro vlastní spektrální analýzu a generování obrázků pro publikaci na webu, AboutTime pro synchronizaci systémových hodin a Auto Ftp pro automatické nahrávání zachycených spekter na web (linky na všechny programy jsou na webu http://ok1dub.cz/ok0eu). Všechny programy jsou freeware. Celé sledování běží pod OS Windows Millenium, což je sice neodpustitelné zvěrstvo a anachronismus (Linuxoví guruové musí být zcela konsternováni), nicméně celé to běží skoro dva roky bez zásadních problémů. Snad jen dodám, že na tomto stroji se neprovádí žádná jiná činnost a musí být jednou za 14 dní restartován. Celou sestavu vidíte na Obr. 2.  Obr. 2 - Sestava pro monitorování majáků OK0EU Nastavení FFT analýzy v programu Spectrum Lab bylo převzato od Franty OK1DCP, který má celý projekt s majáky v AV ČR na starosti a který mi byl vždy ochoten poradit s problémy, které spuštění sledování provázely; v neposlední řadě mi byl Franta zdrojem inspirace pro návrh webu. V dubnu 2008 bylo nastavení Spectrum Labu modifikováno (TNX Michaelovi OK2SAM za cenné rady) pro větší rozlišení v časové doméně a spektrogramy obsahují po této úpravě daleko více detailů. Web, kde je sledování veřejně dostupné, je napsán v PHP skriptu mojí maličkostí. Nejsem programátor a tak je tam řada věcí řešena dost těžkopádně. Počítám, že při velké návštěvnosti webu (která zcela jistě nehrozí:-) by mohly nastat problémy se zobrazováním přehledných 24 hodinových spekter, která jsou automaticky sestavována z hodinových sledování (Obr. 3).  Obr. 3 - 24 hodinový záznam, ze kterého je vidět změny v ionosféře během východu a západu Slunce a uklidnění během dne Za téměř dva roky sledování OK0EU touto amatérskou metodou jsem nasbíral řadu pěkných a pozoruhodných jevů (které můžete shlédnout v galerii, která je součástí webu), do jejichž popisu a rozboru se neodvažuji pouštět a přenechám to povolanějším z AV ČR. Prohlédněte si pár obrázků s těmito jevy - mějte na paměti, že z pěti majáků OK0EU "lezou tenké rovné čáry" - na spektrogramech můžete vidět, co s nimi ionosféra dokáže provést.  Obr. 4 - Disperze signálu, která se vyskytuje zejména při zvýšené geomagnetické aktivitě  Obr. 5 - Efekty ve večerních hodinách a postupné vymizení signálu při poklesu kritického kmitočtu pod 3,6 MHz  Obr. 6 - Rozštěpení signálu na řádný a mimořádný paprsek a gravitační vlny s periodou kolem 60 minut  Obr. 7 - Disperze v podobě šikmých čar charakteristické pro odraz od vrstvy Es  Obr. 8 - Disperze v podobě šikmých čar charakteristické pro odraz od vrstvy Es  Obr. 9 - Efekty ve tvaru 'S' charakteristické pro dobu východu a západu Slunce  Obr. 10 - Přechod 'S' efektu do vln s periodou cca 10 minut  Obr. 11 - Vlnky s periodou kolem 1 minuty spojené s reakcí ionosféry na pulsace geomagnetického pole |