SDR Cihazı ile Radyo Seyrüsefer Cihazlarının İncelenmesi

Merhabalar bu yazıda merak edenler için SDR cihazı ile çeşitli radyo seyrüsefer cihazlarının (Genellikle VOR, LLZ, GS, NDB, DME) sinyallerinin spektrumda nasıl göründüğünü, nasıl dinlenebileceklerini ve çeşitli yazılımlar ile nasıl çözülebileceklerini anlatacağız. İyi okumalar dileriz.

Önemli Uyarı: Burada anlatılan işlemler tamamen kullanıcının sorumluluğundadır. Her ne kadar nihayetinde zararsız olmalarına rağmen bu işleri göstererek yapmanız emniyet güçleri tarafından hoş karşılanmayabilir.

Kayıt konumunun tam olarak ortaya çıkmaması için radyal ve mesafe bilgilerini biraz toleranslı verdim.

Ayrıca bu yazı, pek çok kalitesi düşürülmemiş fotoğraf ve ekran görüntüsü içermektedir. Haliyle bazı görsellerin yüklenmesi vakit alabilir.

Marker Beacon:

SDR Cihazı ile Marker Beacon Dinlemek:

• Konu: Marker beacon dinlemek.
• Dinlenen Cihaz: 36C Middle Marker.
• Verici Konumu: Antalya 36C pist başı.
• Dinleme Konumu: 36C pist başını gören yol.
• Alıcı Cihaz: RTL-SDR.
• Alıcı Anten Tipi: Taşınabilir dipol.

Antalya 36C pistinin Middle Markeri’ini dinleyeceğiz. bunun için taşınabilir dipol anten kullanacağız. Telefondan dinleyeceğimiz için SDR Touch yazılımını kullanacağız. İlk öncelikle ⁠Marker Beacon Sistemleri yazımızdaki bazı bilgiler doğrultusunda şunları biliyoruz:

• Marker Beacon, 75 MHz’de AM modüleli yayın yapmakta. Bu durumda SDR yazılımımızdan frekansı 75 MHz’ye ayarlayıp modülasyon seçimini AM’ye getirmeliyiz.
• Band genişliği eğer rastgele bir marker dinlenecekse 6000+ Hz üzerinde olmalı (6500 civarı) Biz middle marker dinleceğimiz için middle markerin ses tonu 1200 Hz, haliyle 1200×2=2400+ Hz band genişliği bize yeterli olacağı için gereksiz parazit alamak için band genişliğini 2500 3000 hz civarına getireceğiz.
• Marker beacon yatay polarize, bu yüzden dipol antenimizi yatay tutmalıyız, 75 MHz için tam açabilmemiz yeterli olacaktır ama taşıtın içerisinde yeterli alan olmadığı için ortalama açtık zaten yakın olduğumuz için sinyalleri fazlasıyla alabildik. Bir de marker beacon yukarı doğru yayın yaptığı için yakınında bulunmamız lazım.

SDR Touch Programının Ayarlanması:

Kayıtlar:

Duyulduğu üzere Middle Markerin 1200 Hz tonunda ( -·- -·- ) kodu duyuluyor. Kayıtların başında taşıt vericiye uzak olduğu için ses biraz parazitli duyuluyor. Taşıt antene yaklaştıkça ses kalitesi artıyor. Kaydın ortalarında taşıt vericiye çok yakın olduğu için gelen sinyal aşırı güçlü olduğundan alıcı cihazımız satürasyona giriyor ve ses bozuluyor. Sonra biraz uzaklaşınca ses düzeliyor. İyice uzaklaşınca kaydın sonuna doğru parazit artıyor.

El Telsizinin FM Radyosu ile Marker Beacon Dinlemek:

• Konu: Marker beacon dinlemek.
• Dinlenen Cihaz: 36C Middle Marker.
• Verici Konumu: Antalya 36C pist başı.
• Dinleme Konumu: 36C pist başını gören yol.
• Alıcı Cihaz: TYT UV-88.
• Alıcı Anten Tipi: Kendi anteni.

FM radyo özelliği bulunan bazı el telsizlerinin frekans aralığı 75 MHz’yi kapsayacak kadar düşük olabiliyor. Tabi FM mödülasyonlu alıcı ile AM sinyali düzgün alamazsınız ama Marker Beacon sinyali tondan ibaret olduğu için FM alıcı üzerinde de ses oluşturacaktır tabi bu ses doğru bir şekilde duymanız gereken tonda olmayacaktır ama Marker Beacon’un kodu anlaşılacaktır.

Biz TYT TH-UV88 telsiz ile yine aynı yerde aynı Marker Beacon’u dinleyeceğiz. Cihazımızın FM radyosunu 75 MHz’ye ayarladık ve cihazımızı sinyaller yatay polarize olduğu için yan tutuyoruz.

ILS (Instrument Landing System):

SDR Cihazı ile ILS Sinyallerinin Spektrumda İncelenmesi ve Dinlenmesi:

• Konu: ILS sinyallerinin spektrumda incelenmesi ve dinlenmesi.
• Dinlenen Cihaz: 36C IAYT Localizer ve Glideslope.
• Verici Konumu: Antalya 36C pisti.
• Dinleme Konumu: Antalya Lara.
• Alıcı Cihaz: RTL-SDR.
• Alıcı Anten Tipi: Çatıdaki dipol anten.

ILS sistemleri ile ilgili yazımızdaki bilgiler doğrultusunda ILS sisteminin sinyallerini inceleyeceğiz.

Öncelikle ILS sinyallerini alabilmeniz için açıkta ve Localizer sinyal alanında olmalısınız. Localizer sinyalleri yatay polarize olduğu için yatay tutulan ve anten boyu hava seyrüsefer bandına ayarlanmış taşınabilir dipol anten ile sinyalleri alabilirsiniz. Biz burada dışarı çıkma imkanımız olmadığı için çatıdaki bu iş için ayarlanmamış dikey polarize anten ile alım yaptık.

Antalya 36C Pistinin Localizer Sinyallerini İnceleyelim:

Kayıt Konumu ve Beam Width Hesabı:

Yaklaşık Yeşil Daire ile gösterilen alandan alım yaptık. Pist eşiğinde 700ft genişlik olacak şekilde lokalizör korsu hüzme açısını (3,2) hesapladığımızda kayıt konumumuz lokalizör merkez hattının solunda ve lokalizer course hüzmesinin içerisinde kalıyor yani bu durum course sinyalinin yayılım paterninin içerisinde olduğumuzu gösterir. Yani Course sinyalini Clearence sinyalinden daha yüksek seviyede alacağız.

ILS Frekansları: _{(DHMI AIP AD2)}

Alınan Sinyalleri İnceleyelim (SDR# Programı ile):

Lokalizör Sinyali (110.3 MHz):

Spektrum Ekranı:

Seçili Alanın daha yakından görüntüsü:

Spektrum ekranı üzerinde açıklamalı gösterim:

Sesini / Mors Kodunu Dinleyelim:

Ses iletimi course sinyali üzerinden yapılır. Bunun için Çift frekanslı LLZ sisteminde kanal frekansı + 4750 Hz ye yani course sinyalinin taşıyıcısının bulunduğu yere frekans seçiciyi geitirip AM modülasyonu kullanıldığı için AM’ye alıp sesi duyabilirsiniz. Mors kodunun tonu 1020 Hz olduğu için band genişliğini 2040 Hz nin biraz üzerinde bir değer ayarlamak yeterlidir. Lokalizörde ses yayını da varsa LLZ sisteminde ses sinyalleri 3000 Hz’ye kadar olduğu için  band genişliğinizi 6000’nin biraz üzerinde bir değere ayarlayabilirsiniz.

Bu şekilde kayıt alındığında 90 ve 150 Hz’lik sinyaller de sese karışır. Uçak navigasyon alıcısı 300 Hz altındaki ses frekanslarını engeller. Bilgisayarda 300 Hz altını engellemek için bir ses filtreleyici bir yazılım veya equalizer yazılımı kullanabilirsiniz. Mors kodunu otomatik çözmek için mors kodu çözücü yazılımlar kullanabilirsiniz.

Kayıt:

Ses kaydında IAYT (.. .- -.– -) duyuluyor. Filtreleme yapmadığımız için sese 90 ve 150 Hz lik sinyaller de dahil. Arkaya biraz radyo veya televizyon sinyalleri de karıştığı için ses kaydında konuşma benzeri gürültü var.

Glidelope Sinyalleri:

VOR (VHF Omni-directional Radio Range):

SDR Cihazı ile DVOR Sinyallerinin Spektrumda İncelenmesi ve Dinlenmesi:

• Konu: VOR sinyallerinin spektrumda incelenmesi ve dinlenmesi.
• Dinlenen Cihaz: AYT DVOR
• Verici Konumu: Antalya 18C pist başı.
• Dinleme Konumu: Antalya Lara.
• Alıcı Cihaz: RTL-SDR.
• Alıcı Anten Tipi: J- Pole amatör dual band anten.

VOR sistemleri ile ilgili yazımızdaki bilgiler doğrultusunda VOR sisteminin sinyallerini inceleyeceğiz.

Öncelikle VOR sinyallerini alabilmeniz için açıkta olmalı ve VOR sinyalleri yatay polarize olduğu için Boyu hava seyrüsefer bandına ayarlanmış yatay duran bir dipol anten kullanabilirsiniz.

Biz Antalya havalimanının 114.0 MHz AYT kodlu Doppler VOR’unun sinyallerini alacağız. Anten olarak şu an imkanlar el vermediğinden dikey polarize anten denedik bir de amatör telsizcilikte kullandığım J-pole anteni denedik. J-pole’da sinyaller daha iyi alınınca onu kullandık.

VOR Bilgileri:

AYT Doppler VOR’unun Fotoğrafı:

Kayıt Konumu ve VOR’a Göre Bulunduğumuz Radyal:

Yaklaşık mavi çember ile belirtilen yerden kayıt aldık ve radyali Google Earth’dan doğru kuzeye göre yaklaşık 187.5° ölçtük (Gizlilik sebebiyle tam değer veremiyorum). VOR’un manyetik sapması 5.5° Doğu olduğuna göre 187.5°-5.5° ≌ 182° Yani yaklaşık VOR’un 182° radyalindeyiz.

VOR Sinyallerinin Spektrumda Görünümü (SDR# Programı):

(Hafif frekans kaymasında dolayı frekansı tam 114.0 MHz’ye ayarlamayıp elle biraz ortalayacak şekilde düzelttim.)

Spektrum Ekranı Üzerinde Açıklamalı Gösterim:

Görüldüğü üzere taşıyıcının ±30 Hz kenarısında Doppler VOR’un referans sinyali ve taşıyıcının ±9960 Hz kenarısında da manyetik alanın dönmesiyle doppler etkisi sonucu oluşan 960 Hz genişliğinde 30 Hz FM değişken sinyali Spektrumda görünüyor. Taşıyıcının ±1020 Hz kenarısında da AM modüleli 1020 Hz Mors Kodunun yan frekansları görünüyor. Waterfall’dan mors kodunu okuyabiliyoruz.

Sesini / Mors Kodunu Dinleyelim:

Kanal frekansına yani taşıyıcısının bulunduğu yere frekans seçiciyi geitirip AM modülasyonu kullanıldığı için AM’ye alıp sesi duyabilirsiniz. Mors kodunun tonu 1020 Hz olduğu için band genişliğini 2040 Hz nin biraz üzerinde bir değer ayarlamak yeterlidir. VOR’da ses yayını da varsa VOR sisteminde ses sinyalleri 3000 Hz’ye kadar olduğu için  band genişliğinizi 6000’nin biraz üzerinde bir değere ayarlayabilirsiniz.

Bu şekilde kayıt alındığında taşıyıcının kenarısındaki CVOR’sa 30 Hz değişken sinyal DVOR’sa 30 Hz referans sinyali de sese karışır. Uçak navigasyon alıcısı 300 Hz altındaki ses frekanslarını engeller. Bilgisayarda 300 Hz altını engellemek için bir ses filtreleyici bir yazılım veya equalizer yazılımı kullanabilirsiniz. Mors kodunu otomatik çözmek için mors kodu çözücü yazılımlar kullanabilirsiniz.

Kayıtlar:

Duyduğunız üzere AYT ( ·– –·–– – ) duyuluyor. 30 Hz lik sinyalin sesi de duyuluyor. Sinyal çok kaliteli gelmediği için biraz parazitli. Fark ettiyseniz 3 seferde bir 1 sefer yayın yapmıyor. Çünkü bu sırada yazımızda anlattığımız gibi DME gönderme yapıyor.

SDR Cihazı ile VOR Sinyallerinin Dekoder ile Çözümlenmesi:

• Konu: VOR sinyallerinin çözümlenmesi.
• Dinlenen Cihaz: AYT DVOR
• Verici Konumu: Antalya 18C pist başı.
• Dinleme Konumu: Antalya Lara.
• Alıcı Cihaz: RTL-SDR.
• Alıcı Anten Tipi: J- Pole amatör dual band anten.

Bir önceki başlıktaki koşullar geçerlidir.

Bu iş için SDRangel programının içerisindeki VOR Demodulatörünü kullandık. Öncelikle ppm correction, kazanç (gain) gibi ayarlar elinizdeki cihaza göre doğru yapılmalı. Sonra frekans bölümüne AYT VOR frekansı 114.0 MHz’yi girdik. SDR’yi başlatıp VOR Demodulator penceresini açtık.

• Δf ile frekans kayması çoksa elle sinyali ortalayabilirsiniz.
• Sq susturma ayarı. Varsayılan -60. Bu susturma ayarı sinyal yoksa susturmak için. O yüzden -60 gibi düşük bir değerde olmalı, siz sürekli ses duymalısınız.
• Vol ayarı ses seviyesi.

Görüldüğü üzere Radyal 183-184° gösteriyor biz 182° hesaplamıştık. Hemen hemen doğru. Mors kodu çözücü de sesten kodu çözümledi. Sinyali çok zayıf alıyorsanız mors kodu çözücü doğru çözemeyebilir.

SDR Cihazı ile DVOR Sinyallerinin Alınıp Sanal Osiloskopta İncelenmesi:

• Konu: VOR sinyallerinin osiloskopta incelenmesi.
• Dinlenen Cihaz: AYT DVOR
• Verici Konumu: Antalya 18C pist başı.
• Dinleme Konumu: Antalya Lara.
• Alıcı Cihaz: RTL-SDR.
• Alıcı Anten Tipi: J- Pole amatör dual band anten.

Bir önceki başlıktaki koşullar geçerlidir.

Bu inceleme sistemin çalışma mantığını merak edenler için güzel bir deney olabilir diye düşünüyorum. VOR referans ve değişken sinyalini osiloskop ile karşılaştırarak radyalimizi hesaplayacağız. SDR#, Virtual Audio Cable ve Soundcard Oscilloscope programlarını kullanacağız. Şimdilik kısaca özet geçeceğim.

SDR Sharp’tan + kısmından klon oluşturup pencerelerin biriyle VOR’un ortadaki AM sinyalini çözümleyip diğeri ile kenardaki FM sinyalini çözümleyip (WFM’de düzgün oluyor.) çözümlenen ses sinyallerini sanal osiloskop yazılımına sanal ses kablosu ile yönlendiriyoruz.

Pencerelerden birinin ses çıkışını SDR Sharp’ın ses çıkışı ayarından sanal ses kablosunun sol kanalına, diğer pencereyi de sağ kanala yönlendiriyoruz. Böylelikle sanal osiloskop ekranında her iki sinyal de görünüyor. Osiloskopdan genlik  ve zaman ayarlarını da sinyallerin dalga şekli düzgün görünecek şekilde ayarlıyoruz. Tüm kullanılan yazılımları daha önceki yazılarımızdan indirebilirsiniz.

Görüldüğü üzere 114.0 MHz Antalya AYT VOR’unu çözümledik. Burada yeşil orta sinyal, kırmızı kenardaki sinyalin çözülmüş hali ve sinyallerin frekansları olması gerektiği gibi 30 Hz, 182° radyalinde bulunuyoruz ve iki sinyal arasındaki faz farkı da görüldüğü üzere 180 derece civarı.

Bazı Kayıtlar:

• Afyon KFK VOR kaydı:

Ayrıca Bakınız:

• SDR cihazları hakkında.
• Radyo Seyrüsefer Sistemleri #1 – Genel Bilgiler
• Radyo Seyrüsefer Sistemleri #4 – VOR Sistemleri (VHF Omnidirectional Radio Range)
• Radyo Seyrüsefer Sistemleri #5 – ILS Sistemleri (Instrument Landing System)
• Radyo Seyrüsefer Sistemleri #6 – Marker Beacon Sistemleri

Ana Kaynaklar:

–

Yazar Hakkında