Long waves are getting poorer

Recently there have been rumours on the web that Polskie Radio will stop broadcasting on 225 kHz on March 1, 2015.
Personally, I read this information from the MW Circle group on FB (it appeared originally in the open_dx Yahoo mailing list), but it was reported also elsewhere on the Internet:

Berichte: Polskie Radio schaltet Langwelle ab

Roberto Rizzardi also remembered to me, in a post on the ndblist e-mail reflector on Yahoo, that - according to a report by Mike Terry (mwdx Yahoo group) - "The German national public broadcasters Deutschlandfunk and Deutschlandradio Kultur will disappear from longwave at the end of this year. Wasteful channels are going off the air due to cost considerations. The money saved will be invested in digital terrestrial radio (DAB+). At the end of 2015 the mediumwave transmitters of Deutschlandfunk will also close.
Deutschlandfunk currently still broadcasts through longwave 153 and 207 kHz and seven mediumwave frequencies including 1269 and 549 kHz. Deutschlandradio Kultur broadcasts by means of the longwave frequency 177 kHz. The mediumwave frequency 990 kHz went off last year".

As an european NDB listener, I could think this is not so bad news for the frequency range around 207 kHz and 225 kHz, where some canadian NDBs should become easier to catch, but of course it is sad to admit that LW are getting poorer, day after day. Is the history of long-haul radio broadcasting coming to an end?

The impressive 646 meters of Warsaw Radio mast in Konstantynów,
before its collapse in 1981 (Wikipedia)

Love story con le LF

La mia personale love story con le LF continua e si arricchisce di un altro piccolo capitolo.

Da pochi giorni sono anch'io un membro del Longwave Club of America (LWCA).

Come riporta il sito web dell'associazione, "The Longwave Club of America was organized in January, 1974 to promote monitoring and experimentation on frequencies below the AM broadcast band. Such activities have come to include hearing and identifying navigational beacons, recording and analyzing natural radio emissions at very low frequencies, transmitting under low power rules in the 1750 meter band, and later on other frequencies where such 'Part 15' activity is also permitted".

Il club si sta avviando quindi a compiere il 41-esimo anno di età, un traguardo ragguardevole che testimonia come l'interesse per le onde lunghe sia ancora ben vivo tra gli appassionati, ad ormai più di un secolo da quando vennero usate per le prime trasmissioni di wireless telegraphy su grandi distanze ed addirittura tra le due sponde dell'Atlantico.

E dall'altra sponda dell'Atlantico proprio ieri mi è arrivato il primo numero di The Lowdown, la rivista del LWCA, piccola ma ricca di notizie ed articoli interessanti, tutti dedicati al mondo al di sotto dei 531 kHz (l'inizio della banda broadcast delle MW).

Nell'era delle comunicazioni digitali, un ponte ideale verso la grande storia della radio.

Recupero e riuso di un filtro EMI

Come molti appassionati di elettronica e di autocostruzione, mi ritrovo ad aver raccolto nel tempo vari materiali, più o meno utili, recuperati qua e là e riposti "temporaneamente" nelle varie scatole, ad attendere un'occasione di riuso. Complice una recente discussione sul rumore elettromagnetico generato dagli alimentatori dei PC portatili, mi sono ricordato di avere - tra i materiali di recupero appena citati - anche un filtro EMI, che un tempo alimentava il motore in corrente continua di un tapis roulant, della potenza di 1 HP.
Dopo averci ragionato sopra un attimo, ho concluso che con poca spesa e con poco lavoro sarebbe stato possibile riutilizzare questo filtro, per cercare di ridurre l'impatto del rumore elettromagnetico (generato dall'alimentatore del mio PC laptop) sulle prestazioni del mio sistema di ricezione in LF, che è la banda che prediligo.
Le foto che seguono documentano il risultato di questi ragionamenti. In un post successivo cercherò di documentare anche i risultati ottenuti, sul fronte della lotta al rumore EMI domestico.

My first transatlantic NDB DX

Today I have good news from my latest NDB listening session, which ended just a few hours ago, at about 3 AM UTC. In fact, I finally managed to catch my first transatlantic NDB DX by receiving the caribbean DDP-391 kHz, which is located in Puerto Rico at a distance of about 7560 km from my receiving station here in Livorno, Italy (grid locator square JN53em). My previous distance record was SAL-274 kHz located in Cape Verde Islands at about 4326 km from my home.

Recently I had changed my indoor loop antenna, moving from a Wellbrook ALA1530 to a Wellbrook ALA100 wideband amplifier, connected to an homebrew loop that I like to call "my X-antenna". It is briefly described here, in one of my previous posts. The receiver is still the small AFEDRI SDRNet 3.0, with HDSDR 2.70 as the software processor.

Aiming to receive my firts transatlantic (TA) NDB, I initially had oriented the loop towards Canada and North America, with the result of catching lots of French NDBs.

This night for me was the last night of CLE 187, the most recent Co-ordinated Listening Event organized by the NDB List, a wonderful and very active group of NDB listening enthusiasts on the web. I decided to have another try at my first TA DX but this time I thought it could be better to orientate my loop towards Gibraltar, so that to have as much as possible of sea water between me and the ancient "Pillars of Hercules", the entrance of the Atlantic Ocean. This way, the antenna ideally was pointing towards Caribbean Islands and Central America instead of Canada and US, but at least I could hope to skip part of French and Spanish NDBs.

Well, I would say my idea has worked. I know that DDP-391 kHz is a powerful transmitter (as it was SAL-274 kHz, my previous distance record). However, catching it has showed to me that TA DX is not impossible, even with my modest setup and in a period of solar maximum like the current one.

In next listening session, I will point the antenna in the same southwest direction again and I will concentrate in areas of the frequency spectrum were usually I see very few european NDBs (if any), mainly below 290 kHz and above 500 kHz, even if LW and MW broadcasts are a big problem in both ranges.

Piccole autocostruzioni utili

Con questo post vorrei proporre una carrellata di piccole costruzioni utili. Una serie cioè di progetti minuscoli e di estrema semplicità, che però in molti casi - almeno per me - hanno rappresentato proprio quello che serviva per facilitare una misura o rendere meno difficile un radioascolto.

Adattatore multiplo

Il titolo è altisonante, ma in pratica altro non è che una piccola scatola in plastica (ma ovviamente potrebbe essere metallica), munita sulle diverse facce di connettori di vario genere, tutti tra loro connessi in parallelo. Dal punto di vista radioelettrico sicuramente non si tratta di una soluzione molto raffinata, specialmente per le frequenze più alte, ma nella mia attività pratica si è dimostrata utile in diverse occasioni.
La scritta "balun 1:1" che si intravede nella foto è solo un ricordo dell'utilizzo originale della scatola.

Filtro passa-basso per la ricezione delle LF

Si tratta di una costruzione che devo in realtà alla gentilezza di Roelof Bakker PA0RDT, che mi spedì - già montato - il piccolo circuito stampato che si vede nella foto. Da parte mia mi sono limitato a costruirci intorno la scatolina metallica, munita di connettori BNC sui due lati. L'impedenza di ingresso (e di uscita) è di 50 ohm.

Un filtro come questo è utilissimo - per non dire indispensabile - per l'ascoltatore delle LF, in quanto consente di attenuare moltissimo i forti segnali delle stazioni broadcast in MW. Questo è tanto più importante quanto meno selettivo è l'insieme composto dal sistema di antenna e dagli stadi di ingresso del ricevitore.
I forti segnali delle stazioni broadcast in MW non solo potrebbero portare in zona di funzionamento non lineare gli stadi di ingresso del ricevitore (dando luogo ai noti fenomeni di intermodulazione e ad altri effetti indesiderati), ma potrebbero anche erroneamente comparire in mezzo ai veri segnali LF, dopo essere stati convertiti in frequenza dal battimento con una delle armoniche dell'oscillatore locale.

Di questo filtro purtroppo non ho più lo schema elettrico ma ritengo sia del tutto analogo al filtro a 7 poli descritto a questo link:
510 KHz LOW PASS FILTERS

Il programma di calcolo AADE descritto nella pagina web sopra citata è gratuitamente disponibile a questo link:
AADE FILTER DESIGN AND ANALYSIS

Il filtro di Roelof impiega nuclei toroidali del tipo Amidon T50-1, con un valore di AL pari a 100 uH/100 turns.Per calcolare il numero di spire necessarie, partendo dall'induttanza, si può utilizzare la seguente formula:

turns = 100 * sqrt ( L / AL)

dove L è l'induttanza in uH e AL è qui espresso in uH / 100 turns.

Attenuatore a passi

Anche questo oggetto può risultare utile sia per l'esecuzione di semplici misure, sia per attenuare i segnali in ingresso al nostro ricevitore, con un range che va da 0 dB a 58 dB, a step di 2 dB o 3 dB. L'impedenza all'ingresso e all'uscita è di 50 ohm.

Purtroppo non mi è possibile mostrare una foto della costruzione interna, in quanto la scatola metallica è saldata. Comunque la tecnica costruttiva è del tutto simile a quella mostrata in questa pagina web:
I8AOE RF attenuator

Interfaccia radio-PC

Si tratta della solita interfaccia da interporre tra l'uscita audio della radio e l'ingresso linea della scheda audio del nostro PC. Gli scopi sono separare elettricamente la radio dal PC e consentire una migliore regolazione del livello del segnale, evitando di saturare l'ingresso della scheda audio.

L'elemento centrale del circuito è un trasformatore di isolamento audio del tipo Bourns LM-NP-1001, scelto in base al costo contenuto in rapporto alla larghezza di banda. Terminato infatti con un adeguato valore di impedenza, di circa 10 kohm, questo trasformatore può esibire una larghezza di banda di oltre 100 kHz, adeguata anche per utilizzare schede audio con frequenza di campionamento di 192 kHz.
Si veda in proposito questa ampia e dettaglata analisi fatta dai Clifton Laboratories:
Bourns LM-NP-1001-B1 600 Ohm Audio Transformer

Antenna loop da tavolo in ferrite per LF

Ho già raccontato in un precedente post della mia passione per la caccia agli NDB, specialmente se effettuata con mezzi il più possibile minimali. In molte occasioni, il setup che utilizzavo era composto da un semplice ricevitore portatile, sintonizzato sulle onde lunghe in modalità SSB con BFO, da comode cuffie e da carta e penna per le annotazioni.
Il tavolo di cucina, quando la casa diventava silenziosa nelle notti invernali, diventava il mio banco di lavoro ed era comodo appoggiarvi l'antenna loop su ferrite oggetto di questo post.
Era sufficiente avvicinarvi la radio, con la sua ferrite interna, per ottenere un accoppiamento induttivo che migliorava grandemente sia la sensibilità che la selettività dell'insieme, grazie all'ottimo fattore Q della ferrite esterna.
I dettagli di questa realizzazione sono stati pubblicati sul blog AIR-Radiorama, al link riportato qui sotto:

Antenna in ferrite per LF

Come nel caso di una filare random, anche un'antenna loop come quella descritta è elettricamente molto piccola rispetto alle lunghezze d'onda in gioco in MF ed LF. Rispetto alla filare ha il vantaggio - se costruita bene e con materiali di qualità - di essere assai selettiva, il che riduce in modo significativo sia la potenza di rumore in ingresso, sia il rischio di overloading degli stadi di ingresso del ricevitore da parte di segnali fuori banda. Inoltre è direttiva, il che aiuta nel cercare di attenuare i disturbi da sorgenti vicine, isolare segnali adiacenti, ecc.. Se usata insieme ad un comune ricevitore portatile, non necessita di collegamento elettrico alla radio, essendo sufficiente avvicinarla all'antenna in ferrite interna del ricevitore. Ha lo svantaggio di dover essere sintonizzata spesso, quando si spazzolano le frequenze con il ricevitore. Da qui la necessità di tenerla vicino alla radio, a meno di non studiare qualche meccanismo (meccanico o a varicap) di sintonia remota.

La caccia agli NDB

Gli NDB (Non-Directional Beacon) sono trasmettitori pensati per essere di ausilio alla navigazione aerea. Si trovano generalmente in prossimità degli aeroporti, spesso nelle stesse aree dove sono installate le antenne di altri sistemi, come VOR (VHF Omnidirectional Range), marker, ecc..
Concettualmente possono essere accostati ai tradizionali fari utilizzati nella navigazione marittima (per questo talvolta vengono anche genericamente chiamati "radiofari").
Pur essendo in fase di progressiva dismissione, sostituiti da sistemi più moderni, moltissimi sono ancora operativi. Fari invisibili nella notte, nell'epoca degli smartphone ci parlano di una navigazione aerea d'altri tempi.
Operano per lo più nella parte delle LF al di sopra di 200 kHz, ma un numero rilevante di trasmettitori è attivo anche all'interno della banda delle onde medie (Medium Waves o MW).
Colgo l'occasione per ricordare che con LF (Low Frequencies) si intende, nella definizione ITU (International Telecommunication Union), la banda di frequenze che va da 30 kHz a 300 kHz mentre con MF (Medium Frequencies) si intende la banda che va da 300 kHz a 3 MHz. Con LW (Long Waves) si intende la parte delle LF in cui operano le stazioni broadcast a onde lunghe (153-279 kHz, con canalizzazione di 9 kHz). Si tratta principalmente di stazioni europee, nord-africane e dei paesi ex-sovietici. Con MW (Medium Waves) si intende invece la parte delle MF in cui operano le stazioni broadcast a onde medie (circa 531-1611 kHz in Europa, con canalizzazione di 9 kHz).
Gli NDB trasmettono continuamente, con diffusione omni-direzionale, un identificatore in codice Morse, ogni giorno per 24 ore al giorno (salvo i periodi di manutenzione). L'identificatore (abbreviato ID) è solitamente formato da un numero di lettere compreso tra uno e tre. L'intervallo tra due trasmissioni consecutive dell'ID può variare da pochissimi secondi a più di dieci secondi e durante tale intervallo alcuni NDB trasmettono un tono continuo, altri invece rimangono silenziosi.

Con queste brevi note non ho intenzione di fornire un manuale per la ricerca e la ricezione dei segnali degli NDB. Per questo esistono sul web siti ben più autorevoli e ricchi di informazioni, tra i quali vorrei segnalare in particolare questo del gruppo NDB List (a cui anch'io sono iscritto):

The NDB List Information Page

Un'altra importante risorsa per gli appassionati della caccia agli NDB è questo database, nel quale vengono registrati gli NDB ricevuti dagli ascoltatori registrati sul sito:

The REU signals database

Per registrarsi è sufficiente inviare un primo log di NDB ricevuti, insieme con informazioni sulla propria stazione come nome e cognome, posizione geografica (QTH) e relativo grid locator, eventuale callsign come radioamatore o SWL, qualche dettaglio sugli apparati, antenne, software ed accessori utilizzati.
I log possono essere inviati anche tramite la mailing list del gruppo NDB List.

Segnalo infine un utile e ben fatto programma di logging (con incluso database mondiale degli NDB) che è WWSU di Alex Wiecek VE3GOP, scaricabile dal suo sito web:

Alex's Longwave Page

WWSU consente di mantenere un proprio log su disco degli NDB ricevuti, di generare e stampare vari tipi di report e facilita l'importazione e l'esportazione dei dati verso altri database e programmi simili, ad esempio NDB Weblog di Martin Francis:

Martin Francis - DX Radio Pages

Il motivo per cui tra gli appassionati si parla spesso di caccia agli NDB risiede nella loro stessa natura. Il fatto di trasmettere continuamente un breve identificatore in codice Morse permette all'ascoltatore di concentrarsi lungamente su un segnale debole, evanescente e disturbato, cercando piano piano, con pazienza e pervicacia, di identificarne la fonte, sperando che si tratti di un trasmettitore lontano o comunque mai ricevuto in precedenza. Il fatto che gli NDB trasmettano in una banda di frequenze come le LF, fortemente soggetta a rumore (sia di origine atmosferica che umana) e ad interferenze dai potenti trasmettitori delle stazioni broadcast, rende la caccia ancora più difficoltosa. Il fatto infine che i segnali di diversi NDB possano talvolta sovrapporsi tra loro, pur ricorrendo ai filtraggi più stretti, complica ulteriormente la sfida. Un pò come quando Sherlock Holmes riesce a ricavare l'identità del colpevole da indizi che ad altri erano sembrate coincidenze, dettagli trascurabili. O come il giocatore di scacchi che cerca di intuire il gioco dell'avversario per imprigionarlo nella propria rete ed annientarlo (nè la mente Sherlock Holmes nè quella del giocatore di scacchi hanno alcunchè di pacifico, secondo me; sempre di caccia si tratta).
Tornando agli NDB, in base alla mia esperienza lo strumento migliore per cercare di identificarne i segnali è un buon sistema SDR (Software Defined Radio) di livello amatoriale, che consentirà di visualizzare sullo schermo del proprio PC, sotto forma di diagramma waterfall, un'ampia porzione di spettro e di individuarvi - con un pò di pratica - le tracce potenzialmente interessanti. Un sistema SDR consente inoltre filtraggi così stretti che difficilmente sarebbero alla portata di un ricevitore tradizionale di costo accessibile. Inoltre permette di registrare sull'hard disk del PC ore e ore di ricezione di ampie porzioni della banda di frequenze che interessa, che potrà essere successivamente rianalizzata con comodo.
Nonostante questo, ho spesso trovato più intrigante dare la caccia agli NDB con mezzi anche più ridotti: una semplice radio portatile, un'antenna a loop da tavolo (in ferrite o in aria, accoppiata per via induttiva con l'antenna in ferrite interna della radio), cuffie comode, carta e penna per annotare gli ID in codice Morse e ogni altra informazione utile per la successiva ricerca nel database REU (vedi il link sopra). E poi concentrazione, pazienza, determinazione (in una parola potrei dire passione) nel cercare di separare gli ID uno dall'altro e dal rumore. A proposito, esistono dei programmi software per facilitare questa parte del lavoro ma non li ho mai usati. Istintivamente non mi piacciono (lo trovo "sleale", come andare a caccia con un fucile di precisione) e poi non sono sicuro che in tutte le situazioni possano essere efficaci come la nostra cara vecchia mente. Proprio nelle difficoltà per me risiede la bellezza di questo particolare tipo di radioascolto, per il quale il periodo più favorevole - come se non bastasse - sono le lunghe notti invernali...

Il radioascolto come lo vedo io

Il radioascolto è uno dei miei passatempi. Il termine è abbastanza autoesplicativo e si riferisce in generale all'attività di ascolto delle trasmissioni radio, spesso provenienti da paesi esteri, talvolta da molto lontano. Gli obiettivi possono essere diversi, a seconda delle preferenze di chi pratica questo hobby, per certi aspetti singolare: l'arricchimento culturale (lingue straniere, visioni politicamente e/o culturalmente diverse dalla nostra, ecc.); la caccia alle stazioni difficili da ricevere (a volte indicata come DXing da DX che è l'abbreviazione telegrafica di distanza); la raccolta delle conferme di ascolto (in gergo cartoline QSL) che le stazioni inviano agli ascoltatori in risposta ai rapporti di ascolto; l'aspetto tecnico e tecnologico, che talvolta si accompagna all'auto-costruzione dei ricevitori radio, delle antenne; e così via.
Si può fare radioascolto praticamente su tutto lo spettro delle frequenze radio (ovviamente con apparecchi radio ed antenne adeguate per ciascuna banda) ed eventualmente prediligendo specifici tipi di trasmissioni radio: le normali trasmissioni di radiodiffusione (broadcast), i radio-amatori, le cosiddette stazioni utility ovvero dedicate all'espletamento di servizi (previsioni meteo, radionavigazione, ecc.).
Informazioni più estese e dettagliate sono largamente disponibili tramite numerosi siti web. Mi limito qui a segnalare come esempio i siti web di un paio di gruppi a cui sono iscritto (ma ne esistono sicuramente molti altri):

Associazione Italiana Radioascolto (AIR)
Medium Wave Circle

Dal mio punto di vista, il radioascolto è un passatempo talvolta affascinante laddove consente di venire in contatto con particolari tipi di trasmissioni che conservano un che di misterioso e rappresentano in qualche misura una sfida di pazienza e abilità. Nel tempo mi sono imbattuto in questo genere di segnali e talvolta posso dire di aver dato loro la caccia, cercando anche di costruirmi i mezzi (ricevitori ed antenne) per riceverli.
Nei prossimi post cercherò di parlare in modo un pochino più preciso di quelle mie (limitate) esperienze con la ricezione dei segnali delle number stations, delle stazioni VLF e degli NDB, la mia passione più recente.