Pruebas realizadas para antenas receptoras en VLF y ELF ...
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Pruebas realizadas para antenas receptoras en VLF y ELF - Campus Juriquilla (diciembre 3/4-2010) - Sierra Negra (diciembre 7-2010) A. Borgazzi 13 de enero de 2011 Resumen El presente informe corresponde a la serie de trabajos de campo realizadas por parte del Grupo Girasol del Instituto de Geof´ ısica de la Universidad Nacional Aut´onoma de M´ exico (UNAM), para verificar el funcionamiento de una serie de antenas receptoras en VLF (Very Low Frequency) y ELF (Extreme Low Frequency). Las pruebas de campo fueron realizadas en el Centro de Geociencias dependiente de la Univer- sidad Nacional Aut´onoma de M´ exico situada en Juriquilla-Quer´ etaro los d´ ıas 3 y 4 de diciembre de 2010 y en Sierra Negra el d´ ıa 7 de diciembre de 2010. 1. Campus Juriquilla El primer grupo de antenas en VLF (10 KHz - 30 KHz) pertenecen al arreglo de antenas receptoras SAVNET (South American Very low frequency Network), proyecto lidereado por la Universidad Presbiteriana Mackenzie en San Pablo, Brasil. Las dos antenas utilizadas son del tipo llamado ‘loop’ o sea un marco cuadran- gular; en el caso de la ‘Loop’ 2 o port´atil el cuadro tiene unalongitud de 3 m de lado; en el caso de la ‘Loop’ 4 la longitud del cuadro es de 1.5 m de lado y est´a confeccionado en tubo PVC a diferencia de la ‘Loop’ 2 o port´atil que es montada sobre dos postes de 5 m de altura como se muestra en las Figuras (1), (2) y (3). Del grupo de antenas utilizadas conjuntamente con sus amplificadores, la uni- ca preexistente es la antena ‘Loop’ 2 o port´atil el resto fue construido en su totalidad durante el primer a˜ no de estancia postdoctoral de la Dra. Andrea Borgazzi. 1
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Pruebas realizadas para antenas receptoras enVLF y ELF - Campus Juriquilla (diciembre3/4-2010) - Sierra Negra (diciembre 7-2010)
A. Borgazzi
13 de enero de 2011
Resumen
El presente informe corresponde a la serie de trabajos de camporealizadas por parte del Grupo Girasol del Instituto de Geofısica de laUniversidad Nacional Autonoma de Mexico (UNAM), para verificar elfuncionamiento de una serie de antenas receptoras en VLF (Very LowFrequency) y ELF (Extreme Low Frequency). Las pruebas de campofueron realizadas en el Centro de Geociencias dependiente de la Univer-sidad Nacional Autonoma de Mexico situada en Juriquilla-Queretaro losdıas 3 y 4 de diciembre de 2010 y en Sierra Negra el dıa 7 de diciembrede 2010.
1. Campus Juriquilla
El primer grupo de antenas en VLF (10 KHz - 30 KHz) pertenecen alarreglo de antenas receptoras SAVNET (South American Very low frequencyNetwork), proyecto lidereado por la Universidad Presbiteriana Mackenzie enSan Pablo, Brasil.Las dos antenas utilizadas son del tipo llamado ‘loop’ o sea un marco cuadran-gular; en el caso de la ‘Loop’ 2 o portatil el cuadro tiene una longitud de 3 mde lado; en el caso de la ‘Loop’ 4 la longitud del cuadro es de 1.5 m de ladoy esta confeccionado en tubo PVC a diferencia de la ‘Loop’ 2 o portatil quees montada sobre dos postes de 5 m de altura como se muestra en las Figuras(1), (2) y (3).Del grupo de antenas utilizadas conjuntamente con sus amplificadores, la uni-ca preexistente es la antena ‘Loop’ 2 o portatil el resto fue construido en sutotalidad durante el primer ano de estancia postdoctoral de la Dra. AndreaBorgazzi.
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Figura 1: Antena ‘Loop’ 2 o portatil para la observacion en VLF, instalada enel Campus Juriquilla.
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Figura 2: Antena ‘Loop’ 2 o portatil para la observacion en VLF, se muestraen detalle el amplificador utilizado en la esquina inferior izquierda, instaladaen el Campus Juriquilla.
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Figura 3: Antena ‘Loop’ 4 para la observacion en VLF, instalada en el CampusJuriquilla.
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Figura 4: Espectro tomado con la antena ‘Loop’ 2 y ‘Loop’ 4 el dıa 3 dediciembre en el Campus Juriquilla (en linea punteada se muestran algunas delas estaciones recibidas (NAA 24 KHz, NLK 24.8 KHz.)).
Cabe mencionar que para estas dos antenas los amplificadores fueron com-pletamente redisenados en el Radio Observatorio Solar del Instituto de Geofısi-ca para lograr una mejor relacion senal ruido.Debido a que el patron de radiacion para antenas tipo ‘loop’ es direccional serealizaron varias pruebas colocando ambas antenas (‘Loop’ 2 y ‘Loop’ 4) endiferentes direcciones respecto a los puntos cardinales para luego comparar losespectros y decidir cual es la mejor orientacion para la recepcion de la senal enfuncion de la ubicacion de las estaciones emisoras. Se muestran en la Figura(4) dos ejemplos de espectros tomados con las antenas ‘Loop’ 2 y ‘Loop’ 4 eldıa 3 de diciembre. Para todas las graficas, en el eje de las ordenadas corres-ponde a la densidad de potencia espectral (PSD por sus siglas en ingles) enunidades arbitrarias y el eje de las absisas a la frecuencia en KHz. Para todoslos espectros en las graficas el Canal 1 corresponde a la antena ‘Loop’ 2 y elCanal 2 a la antena ‘Loop’ 4.
El segundo grupo corresponde a una antena receptora en ELF (1 Hz-100Hz) construida integramente en el Radio Observatorio Solar del Instituto deGeofısica, perteneciente al Grupo Girasol. Se muestra a continuacion la antenaen la Figura (5) y el espectro para bajas frecuencias de la misma en la Figura
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Figura 5: Antena para muy bajas frecuencias ELF (‘Loop’ 3), las dimensionesdel marco son de 1 m de longitud de lado instalada en el Campus Juriquilla.
(6).
2. Sierra Negra
En este caso fueron utilizadas las antenas ‘Loop’ 2 y ‘Loop’ 4 y sus res-pectivos amplificadores en diferentes orientaciones, ver la Figura (7) para laantena ‘Loop’ 2 y la Figura (8) para la antena ‘Loop’ 4.
Los espectros obtenidos usando la antena ‘Loop’ 2 y ‘Loop’ 4 se muestranen la Figura (9).
Tambien se realizo un espectro para ELF utilizando la antena ‘Loop’ 4 consu respectivo amplificador, Figura (10).
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Figura 6: Espectro para bajas frecuencias tomado con la antena ‘Loop’ 3 eldıa 3 de diciembre en el Campus Juriquilla. La linea naranja sobre la graficocorresponde a los 60 Hz de transmision electrica.
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Figura 7: Antena en VLF ‘Loop’ 2 en Sierra Negra.
3. Conclusiones
Por los resultados obtenidos en los trabajos de campo realizados por elGrupo Girasol se concluye:
Los prototipos de antenas construidas durante el primer ano de estanciapostdoctoral se ajustan a las necesidades requeridas y funcionan debida-mente. Se espera a partir de estos resultados realizar mas pruebas y laconstruccion de una antena ‘Loop’ 4 en otro material mas resistente queel PVC.
El mejor sitio para la colocacion de las antenas en VLF es Sierra Negra,donde la relacion senal ruido es mucho mejor que en el Campus Juriqui-lla, segun muestran los espectros. El inconveniente de este lugar radicaen parte a las condiciones climaticas. Actualmente no se cuenta con lainfraestructura suficiente para dejar el equipo por un periodo prolongadode tiempo.
Los integrantes del Grupo Girasol quieren hacer explicito su agradecimientoa todos los integrantes del grupo de Geociencias por la ayuda brindada y elcordial recibimiento.
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Figura 8: Antena en VLF ‘Loop’ 4 en Sierra Negra.
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Figura 9: Espectro tomado con la antena ‘Loop’ 2 y ‘Loop’ 4 el dıa 7 de diciem-bre en Sierra Negra (en linea punteada se muestran algunas de las estacionesrecibidas (NAA 24 KHz, NLK 24.8 KHz.)).
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Figura 10: Espectro para bajas frecuencias tomado con la antena ‘Loop’ 4 el dıa7 de diciembre en Sierra Negra. La linea naranja sobre la grafico correspondea los 60 Hz de transmision electrica.
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