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La radiosonda RS92-KL

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(traduzione di Aki IZ0MVN)

Vedere anche : La radiosonda RS92-SGP - La radiosonda RS80-15L - La radiosonda VAISALA RS80-15G - La radiosonda VAISALA 1680MHz RS80-67 - La "pila ad acqua" - Decodifica dei segnali di una RS92KL -  

Descrizione

Verso il 2004, la gamma delle RS92, fabbricate dalla casa finlandese VAISALA, ha sostituito la RS80, meno affidabile e meno precisa per le misure effettuate ad alta quota. La RS92-KL, utilizzata ancora da Méteo-France al centro di Nancy (54) e dalle stazioni italiane, è compatta, possiede una autonomia abbastanza buona e la sua frequenza di emissione è relativamente stabile. Il modello KL include un trasponditore (transponder) VLF-UHF che permette la localizzazione della sonda con l'aiuto del sistema LORAN-C. Parallelamente ai segnali LORAN-C da 100 kHz, questo trasponditore ritrasmette talvolta verso terra le emissioni sulle Onde Lunghe di France-Inter o Europe 1, secondo la regione in cui si trova. Questo fenomeno non è pregiudizievole e può anche essere pianificato per reperire più facilmente la radiosonda e rilevare la sua direzione.
Il contenitore delle RS92 è compatto e liscio. Una cordicella sottile non ritorta, di lunghezza superiore a 20 metri, lo collega al paracadute. Questa grande lunghezza di cordicella permette di attenuare gli effetti di oscillazione della sonda e delle turbolenze che si sviluppano nella scia del pallone.
In caso di atterraggio in un bosco rado, il dispositivo ha delle buone possibilità di attraversare i rami nel caso il paracadute resti impigliato negli alberi. Dopo l'atterraggio la pila ad acqua può essere calda e c'è il rischio di fuoriuscita di elettrolita (corrosivo). Scollegare la pila dopo aver tolto il suo coperchio ed imballarla in un sacchetto stagno. La pila non può essere riutilizzata.
La RS92-KL ha due antenne: l'una, sotto il contenitore, è tarata sui 403 MHz, l'altra, piazzata sopra (cioè tra il contenitore ed il paracadute) misura circa 3,1m e serve per la ricezione dei trasmettitori LORAN-C.

A: antenna LORAN-C
B: sensore di temperatura (thermocap)
C: sensore di umidità (H-humicap)
D: antenna 403 MHz quarto d'onda
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Caratteristiche

Dimensioni del contenitore: Altezza: 90mm (190mm con il braccio di supporto dei sensori), larghezza: 70mm, spessore: 75mm.
Massa: 220g con la "pila ad acqua".
Frequenza: regolata prima della partenza in funzione della regione. Esempio: Cuneo verso 403 MHz, Milano verso 404 MHz ecc... Deriva dell'ordine da 100 a 200 kHz, salto di frequenza moderato al momento dell'impatto. Dal momento che la banda di frequenza utilizzata è larga (più di 100kHz) l'effeto della deriva di frequenza è poco determinante.
Alimentatione: tensione 19V, consumo circa 110mA. Pila "secca" attivata con acqua qualche minuto prima del lancio. Il blocco di pile viene immerso in un recipiente pieno d'acqua per 5 minuti, poi sgocciolato.
Autonomia: garantita 135min ma, in pratica, superiore a 4h (v. sotto).
Modulazione: WFM. Successione di note musicali con un periodo di 1 secondo e rumori diversi che coprono l'intera banda passante. Il transponder VLF-UHF ritrasmette spesso le emissioni di radiodiffusione prossime a 100 kHz (v. in alto) così come il crepitìo costante di segnali LORAN-C. Vedere sotto per i campioni audio, così come alla pagina decodifica dei segnali d'una RS92KL. Quando la tensione della batteria si abbassa, la modulazione diventa più rauca e può anche scomparire; non resterà che la portante.
Potenza di emissione: superiore a 200 mW.
Sensori: PTU. La misura di umidità relativa utilizza due sensori alternativamente, l'uno è riscaldato elettricamente quando l'altro è attivo. Il braccio che sostiene i sensori di temperatura e di umidità è una lamina che esce dal contenitore. La sonda di temperatura è un filo molto sottile e fragile.

Il sito di VAISALA offre poche informazioni sulla RS92-KL

Paracadute e velocità di caduta

Di forma rotonda con 6 tiranti. Diametro: 103cm, costituito da una pellicola plastica di colore rosso-arancio visibile da lontano. Esso è fissato molto vicino al pallone. La velocità di caduta, dopo stabilizzazione, è dell'ordine di 200 - 500 m/min, secondo i residui d'inviluppo ed il modo in cui il paracadute è dispiegato.
A : resti dell'inviluppo del pallone
B : paracadute
C : anello distanziatore dei tiranti per evitare l'attorcigliamento.
D : cordicella di 26m collegata al contenitore




Foto

A : antenna emettitore 403 MHz Tx: emettitore 403 MHz e suoi circuiti stampati L : antenna Loran-C C : lamella porta-sensori T ed U		A : connettore d'alimentazione C : lamella porta-sensori T ed U P : sensore di pressione M : piastra di telemisura

Modulazione

Registrazioni effettuate durante l'ascolto di una RS92-KL in volo, quota di circa 20.000 m.
1) in modulazione d'ampiezza (AM)
- ritrasmissione dei segnali LORAN-C (404,175 MHz)
- ritrasmissione d'una stazione di radiodiffusione OL (183kHz) (404,110 MHz) udibile su una larga banda di frequenze
- segnali di sola telemisura (404,140 MHz)
2) in FM larga (WFM)
- segnali di sola telemisura (404,430 MHz)
- segnali di telemisura e stazioni di radiodiffusione (404,440 MHz)
3) ascolto di toni musicali in AM, SSB, NFM, WFM
Segni particolari: toni musicali, crepitìo del Loran-C. Modulazione facile da riconoscere, larga più di 100kHz in AM.


La caccia alle RS92-KL

L'autonomia delle KL è limitata a 5 o 6 ore, il ché significa che i tempi di ricerca non potranno superare le 3 ore.
Prima che il trasmettitore smetta di funzionare, la modulazione sparisce e resta una portante, eventualmente modulata da una stazione di radiodifffusione o dai segnali del LORAN-C (v. § sotto); poi, qualche minuto prima della fine, un crepitìo variabile corrispondente a tentativi di rimettere in funzione il trasmettitore. La migliore soluzione consiste nel lavorare in due squadre in modo che "le dichiarazioni di perdita", effetttuate quando la RS sparisce dietro l'orizzonte, vadano ad incrociarsi in un posto il più preciso possibile.
La modulazione delle KL è facile da riconoscere, nella banda, ed è molto larga, fatto che riduce l'influenza dei segnali interferenti poiché si può scegliere un'altra frequenza per ascoltare la KL. Durante il volo, una delle soluzioni è di ascoltare il crepitìo dei segnali LORAN-C in AM.
Grazie al suo piccolo contenitore, la KL si infila più facilmente tra i rami degli alberi ma è meno visibile delle RS più grandi. Il filo che lega il contenitore al paracadute è in materia sintetica, non ritorto, ed è molto robusto. Nel caso di caduta in un bosco, la si trova spesso sospesa a qualche metro di altezza mentre il paracadue è rimasto impigliato negli alti rami di un albero. La frequenza non è stabile come quella delle altre RS a sintesi ma questo non è un grosso inconveniente intanto che è in aria poiché la deriva (essenzialmente dovuta alla temperatura) è lenta e relativamente piccola in rapporto alla larghezza di banda occupata. Ma quando le batterie si esauriscono la deriva può superare i 500 kHz. In caso di perdita del segnale è necessario spazzolare largamente da una parte e dall'altra dell'ultima frequenza nota.

Deriva di frequenza in funzione della tensione delle pile

Una prova su una RS92KL ha dato i risultati rappresentati dalla curva a lato.
Quando la tensione delle pile cala, la frequenza aumenta lentamente. La deriva può arrivare a 500 kHz prima che il trasmettitore si stacchi.
In verde: la modulazione è completa, con i toni musicali, il crepitìo del Loran-C e l'eventuale stazione OL di radiodiffusione.
Consumo: superiore a 75mA.
In giallo: i toni musicali spariscono, resta la modulazione della stazione GO di radiodiffusione ed i segnali del Loran-C. Il consumo cade a 60mA.
In rosso: non resta che la portante, che non tarda a sganciarsi al di sotto di 10,5 V (la tensione nominale della pila ad acqua è di 19V). Succede che si può osservare per qualche minuto il tentativo dell'emettitore di ripartire che dà origine a clic ogni pochi secondi o a un crepitio regolare di pochi Hz. L'arresto è imminente.


Autonomia constatata

Essa sembra dipendere dalla temperatura ambiente, dal modo in cui la pila è stata idratata...
- modulazione completa (barre verdi del diagramma qui sopra): superiore a 4h;
- sola portante (barre arancione): superiore a 5h, potendo anche superare le 7h.
Esempi: Lyon (5h30) - Trappes (5h20, 6h, 6h40) - Nancy (6h, 5h30, 5h40)