Funkempfang bei sehr niedrigen Frequenzen (VLF)

Vom VLF (very low frequency) Bereich spricht man, wenn die Radiofrequenz zwischen 3Hz und 30Khz liegt. Der Bereich, in dem wir Menschen hören können liegt auch in diesem Bereich. Die Wellenlängen der elektromagnetischen Wellen betragen 10km bis 100km. Typische Funkantennen liegen ja im Bereich einer halben oder einer viertel Wellenlänge. Das ist im Kilometerbereich natürlich nicht zu realisieren. Kurze Antennen reichen zum Glück völlig aus, um VLF Signale zu empfangen.

Was ist im VLF Bereich zu sehen bzw. zu hören? In diesem Bereich kann man natürliche elektromagnetische Signale sichtbar und hörbar machen. Blitze eines Gewitters beispielsweise sind als kurze Kackgeräusche zu hören und werden als „Sferics“ bezeichnet. Die Gewitterblitze können über tausende Kilometer Entfernung „gehört“ werden. Natürlich kann man die elektromagnetischen Signale nicht direkt hören sondern braucht einen Funkempfänger, der die Signale empfängt und hörbar macht. Zum Glück kann man so einen Empfänger auch leicht selbst bauen.

In einem Video stieß ich auf den wohl einfachsten VLF-Empfänger, der nur 3 elektronische Bauteile benötigt und hier beschrieben wird.

Mein Aufbau sieht wie folgt aus:

Die Antenne empfängt das Signal, das über einen Kondensator an das Gate des Feldeffekttransistors geleitet wird. Der Ausgang geht an den Line-Eingang eines Audiorekorders (Zoom H1), der die Aufnahme erstellt. Woher kommt die Versorgungsspannung? Nun der Audiorekorder gibt eine 2,5V Phantomspeisung aus. Daher kommt die Schaltung ohne zusätzliche Spannungsversorgung aus.

Der Empfänger besitzt unten eine Aluminiumstange als Erdverbindung, oben die Antenne. Das Audiosignal geht zum Rekorder, der einige Meter entfernt in einer Kiste als Regenschutz liegt.

Was hört man? Zuerst fällt auf, das es ziemlich stark brummt. Besonders im Haus ist alles durch die 50Hz Netzspannung „verseucht“, sodaß es sich anbietet, den Empfänger in den Garten zu stellen, möglichst weit weg von alles Netzleitungen.

Diese Aufnahme, schon aus dem Garten, brummt immer noch ziemlich, zeigt aber auch schon das typische Klicken von Sferics.

Die gleiche Aufnahme gefiltert mit der Software SpectrumLab. Diese besitzt einen sehr guten Brummfilter. Die Sferics sind viel besser zu hören.

Vergleich der Aufnahmen mit (oben) und ohne Filter. Dargestellt ist ein Spektrogramm. Als X-Achse ist die Zeit dargestellt, die Y-Achse zeigt die Frequenz von 0Hz bis 19kHz. Der 50Hz-Brumm ist in der unteren Grafik als sehr helles Signal zu sehen. Oben, ist es durch die Filterung stark unterdrückt. Die senkrechten Linien sind das hochfrequente Klicken der Sferics.

Hier noch einige Signale:

Die Signale mit Frequenzänderung nennt man „Tweeks“.

Der „Tweek“ ist als kleine Kurve im Spektrogramm zu sehen.


Hier ein merkwürdiges Signal, vermutlich die Zündung eines Motorrades oder Rasenmähers. Das wurde nur einmal empfangen.


Jetzt wird es ein wenig esoterisch. Am 11.11.2025 gab es Polarlicht, das auch in Deutschland zu sehen war. Im Spektrogramm sind im Bereich niedriger Frequenzen einige Auffälligkeiten zu sehen (im blauen Rechteck). Sie scheinen einigermaßen mit dem Sichtbarwerden auf der AllSky-Kamera (weiße Markierungen) und den Daten der Polarlichtvorhersage (bunte, untere Kurve) korreliert zu sein.


24.11.2025: Seit einigen Tagen tauchen noch periodische Signale bei 12kHz auf.

Eine Suche ergibt, dass es sich dabei anscheinend um Signale der Alpha-Funknavigation russischer Sender handelt. Diese werden auf 11,905 kHz, 12,649 kHz und 14,881 kHz gesendet. Die unteren beiden Frequenzen sind auch mit diesem Einfachstempfänger zu empfangen.

Seit einigen Tagen sehe und höre ich auch ein periodisches 1 Sekundensignal (senkrechte Striche von 1000-12000Hz). Ob dies mit Alpha zusammenhängt ist mir unbekannt.


Hier eine etwas längere Aufnahme (gefiltert) mit Sekundentakt und einige Sferics.


Ein weiteres ungeklärtes Signal liegt bei 11kHz und wird täglich ein- und ausgeschaltet. Vormittags zwischen 8 und 10 Uhr ein und Nachmittags zwischen 15 und 17 Uhr aus. Vielleicht ein lokales Signal?


Ein Smartphone sollte man nicht neben die Antenne halten.


Wird der Audiorecorder für Aufzeichnung von WAV-Files anstatt MP3 konfiguriert, verwendet er 96kHz Abtastfrequenz. Hiermit kommt man bis zu 48kHz Audiofrequenz. Damit wird auch die dritte Frequenz der Alpha-Signale sichtbar (11,905 kHz, 12,649 kHz und 14,881 kHz ).

Von 0 bis 48kHz sind einige Sender zu sehen. Ein Auflistung wird hier geliefert.


Dieser Artikel wird erweitert, wenn mehr Signale oder Erkenntnisse vorliegen.


Literatur:

https://theinspireproject.org/default.asp?contentID=17

https://techlib.com/electronics/VLFwhistle.htm#Super-Tiny

https://pe2bz.philpem.me.uk/Comm/-%20Receivers/-%20Products/WR-3-Radio/wr3gde.htm#sferics

http://www.vlf.it/nrs/nrs.htm

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