1

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

Comunicaciones inalámbricas punto a punto a través del Electrochorro Ecuatorial

Martín F. Sarango, Ronald F. Woodman, Jorge A. Chocos and Jorge L. Chau

Radio Observatorio de Jicamarca – Instituto Geofísico del Perú

Apartado 13-0207, Lima 13, Perú

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

Introduction• El Electrochorro Ecuatorial (EEJ) es un “dispersor” de ondas

electromagnéticas muy eficiente• El EEJ puede ser utilizado para circuitos de comunicaciones

(Cohen and Bowles, 1963; Romero et al. 1968; and Valladaresand Woodman, 1975)

• Esto abre la posibilidad de utilizar portadoras VHF (y otras) para comunicaciones punto a punto más allá del horizonte.

2

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

IGY Experiment: Configuration(adapted from Cohen and Bowles [1963])

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

Magnetic Equator

IGY Statistics

3

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

Jicamarca – ParacasCommunication experiments

• Communication experiments between the Jicamarca Radio Observatory and Paracas (~220Km distance), in Perú.

• Two TX-RX stations:- Personal Computer- 100W Multiband Amateur

Radio- 16 Yagi antennas- PC-to-Radio Interface- GPS (synchronization)

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

JROParacas

Paracas JRO

Jicamarca – ParacasPoint-to-Point VHF link

4

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

Jicamarca – ParacasPoint-to-Point VHF link

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

Combined Experiments• Point-to-Point VHF Communications (50 MHz); and• EEJ Radar observation at JRO; and• Delta H between JRO and Piura Magnetometers

Communications16-Yagi Array

5

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

RADAR

EEJCOMM

MAGNETOMETERS

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

RADAR

EEJCOMM

MAGNETOMETERS

6

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

JICAMARCA-LIMA JICAMARCA-PARACAS

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

RADAR

EEJCOMM

MAGNETOMETERS

COUNTER-EEJ COMM

7

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

Communication Results

- Jicamarca – Paracas Beacon 1 (Spanish)

- Jicamarca – Paracas Beacon 2 (English)

- Voice communication (Spanish)

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

Communication Results (Cont…)From Digital RX

8

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

Multi-EEJ Simulation

))(( 0* ttwjeA Φ+

ntbjta )(*)( 11 +

))(*)(( tNjtN QI +

ntbjta nn )(*)( +

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

Normal vs. Counter EEJ Spectra

(Woodman and Chau [2002])

Normal• Type I (yellow) and type II (black)

echoes.

CEEJ• Pure type I echoes, Doppler shows

cosine dependence!

9

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

Simulation ResultsBW = 6 HzSNR = 15 dB

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

Simulation Results (Cont…)BW = 74 HzSNR = 9 dB

10

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

Communications(from Digital RX)

vrs.

Simulations

BW = 74 HzSNR = 9 dB

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

Simulation Results (Cont…)

BW = 10 HzSNR = 19 dB

Better SNRConditions

BW = 74 HzSNR = 19 dB

11

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

Time Diversity

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

BW = 74 HzSNR = 19 dB

TIME DIVERSITYBW = 74 HzSNR = 19 dB

Time Diversity Results

12

I TEPS-IGP,Lima, Diciembre de 2005

• Several VHF-communication experiments have been conducted using the Jicamarca-Paracas radio link. During these experiments, the JRO’s50 MHz radar was used to perform simultaneous EEJ observations.

• There is a good level of agreement between the quality of voice; and radar; and magnetometer data

• Counter EEJ communications have been also tested during the experiments. Higher quality of voice than EEJ?

• The modulating media inserts some cracks to the signal, that are not removed after demodulation

• Does Doppler velocity modifies the performance? Future research• The simulation program gives us a good representation of the radio

link. It can be used for testing different configurations as Time Diversity, RX diversity, etc.

Summary and Conclusions